KR100199012B1 - 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치 및 디지털수신장치 - Google Patents

무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치 및 디지털수신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 송신장치는 오디오 신호원으로부터 출력된 제1아날로그 신호와 제2아날로그신호를 샘플링하여 제1디지털 데이터와 제2디지털 데이터로 만들고 그것들을 스테레오 합성하여 하나의 직렬 디지털 데이터를 만들고 나서 디지털 신호원으로부터 스테레오 포멧으로 표시된 직렬 디지털 데이터를 입력받아 직접 FSK 변조하든지 아니면 송신기에서 만든 스테레오로 합성된 직렬 디지털 데이터를 FSK 변조하여 무선 송신기를 통하여 송신하며, 본 발명의 수신장치는 무선 수신기를 통하여 수신한 신호를 FSK 복조하여 직렬 디지털 데이터를 추출하고 이를 계속 위상추적하면서 제1디지털 데이터와 제2디지털 데이터로 분리한 후, 각각을 제1아날로그 신호와 제2아날로그 신호로 변환하고 증폭하여 제1스피커와 제2스피커를 통하여 출력하므로, S/N 비와 분리도 면에서 고품질을 얻을 수 있다는 데에 그 효과가 있다.

Description

무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치 및 디지털 수신장치
제1도는 종래의 무선 헤드폰을 위한 아날로그 송신장치의 구성도.
제2도는 종래의 무선 헤드폰을 위한 아날로그 수신장치의 구성도.
제3도는 본 발명에 따른 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치의 구성도.
제4도는 본 발명에 따른 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치의 구성도.
본 발명은 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치 및 디지털 수신장치에 관한 것으로서, 특히 무선 헤드폰에서 높은 신호 분리도를 얻기 위한 디지털 송신장치 및 디지털 수신장치에 관한 것이다.
일반적으로, 무선 헤드폰은 송신장치와 수신장치로 구성되는데, 송신장치는 음향기기에 설치되어 음향기기에서 출력되는 0dB 정도의 왼쪽 신호 및 오른쪽 신호를 입력받아 FM 변조하여 송신하며, 수신장치는 무선 헤드폰에 설치되어 송신장치가 송신한 신호를 수신한다.
종래에는 아날로그 방식으로 송수신하였는데, FM 무선 헤드폰에서는 왼쪽과 오른쪽의 두 개의 오디오 신호를 전송하기 위해 잘 알려져 있는 FM 스테레오 방식을 사용한다.
제1도는 종래의 무선 헤드폰을 위한 아날로그 송신장치의 구성도이다.
제1도를 참조하여 종래의 무선 헤드폰을 위한 아날로그 송신장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.
오디오 신호원(110)으로부터 0dB 정도의 아날로그 왼쪽 신호와 아날로그 오른쪽 신호를 스테레오 합성신호 구성기(211)에서 입력받아 입력받은 왼쪽 신호와 오른쪽 신호를 스테레오 변조하기 위한 합성신호(composit signal)로 합성한다.
FM 변조기(212)에서는 입력받은 합성신호를 FM 변조한다.
무선 송신기(220)는 FM 변조된 신호를 안테나(230)를 통하여 송신한다.
제2도는 종래의 무선 헤드폰을 위한 아날로그 수신장치의 구성도이다.
제2도를 참조하여 종래의 무선 헤드폰을 위한 아날로그 수신장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.
무선 수신기(320)는 송신장치에 의해 송신된 FM 변조된 신호를 안테나(330)를 통하여 수신받는다.
FM 복조기(312)에서는 입력받은 FM 변조된 합성신호를 FM 복조한다.
FM 복조된 합성신호는 스테레오 멀티플렉서(311)에서 왼쪽 신호와 오른쪽 신호로 분해된다.
오디오 증폭기(340)는 분해된 왼쪽 신호와 오른쪽 신호를 각각 증폭하여 왼쪽 스피커(351)를 통하여 왼쪽 신호를 출력하고 오른쪽 스피커(352)를 통하여 오른쪽 신호를 출력한다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 FM 방식의 아날로그 무선 헤드폰은 왼쪽 신호와 오른쪽 신호를 스테레오로 합성하고 분리하기 위해 멀티플렉서를 사용하기 때문에 왼쪽 신호와 오른쪽 신호의 신호 분리도(좌우채널 분리도)를 60dB이상으로 얻기가 어려우며 아날로그로 전송하는 과정에서 잡음과 간섭에 약하다는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디지털 방식으로 송수신함으로써 높은 신호 분리도를 얻을 수 있으며 잡음과 간섭에 강한 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치 및 디지털 수신장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 제1아날로그 신호와 제2아날로그 신호를 출력하는 오디오 신호원 또는 소정의 디지털 데이터 포멧의 제3직렬 디지털 데이터를 출력하는 디지털 신호원으로부터 신호를 입력받아 변조하여 무선 송신기를 통하여 송신하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치에 있어서, 상기 제1아날로그 신호를 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여 소정 길이의 제1디지털 데이터로 출력하고, 상기 제2아날로그 신호를 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여 소정 길이의 제2디지털 데이터로 출력하는 신호 변환수단, 상기 제1디지털 데이터와 상기 제2디지털 데이터를 멀티플렉싱하여 소정의 디지털 데이터 포멧을 갖는 하나의 제3직렬 디지털 데이터를 출력하는 데이터 푸멧 구성수단 및 상기 디지털 신호원과 상기 데이터 포멧 구성수단 중 어느 하나로부터 스테레오 멀티플렉싱된 제3직렬 디지털 데이터를 입력받아 FSK 변조하여 상기 무선 송신기에 출력하는 FSK 변조수단으로 구성되는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은 무선 수신기를 통해 수신하여 복조해서 제1아날로그 신호를 제1스피커에 출력하고 제2아날로그 신호를 제2스피커에 출력하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치에 있어서, 상기 무선 수신기로부터 입력받은 신호를 FSK 복조하여 소정의 디지털 데이터 포멧을 갖는 제3직렬 디지털 데이터를 출력하는 FSK복조수단, 상기 FSK 복조수단으로부터 상기 제3직렬 디지털 데이터를 입력받아 위상을 계속 추적하면서 소정의 길이를 갖는 제1디지털 데이터와 소정의 길이를 갖는 제2디지털 데이터로 분리하는 채널 분리수단, 상기 제1디지털 데이터와 상기 제2디지털 데이타를 각각 상기 제1아날로그 신호와 상기 제2아날로그 신호로 변환하는 신호 변환수단 및 상기 제1아날로그 신호를 증폭하여 제1스피커에 출력하고, 상기 제2아날로그 신호를 증폭하여 제2스피커에 출력하는 신호 증폭수단으로 구성되는 데에 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들 중의 하나를 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치의 구성도이다.
제3도를 참조하여 본 발명에 따른 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치의 일례를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 디지털 방식을 사용하는데, 이를 위하여 전송 데이터의 포멧으로 현재 CD 플레이어에서 널리 사용되는 S/P DIF(Sony/Philips Data Interface Format)를 이용한다.
가청 주파수가 약 20㎐~약 20㎑이므로, 오디오 신호의 샘플링 주파수는 나이퀴스트 샘플링 주파수에 따라 최대 주파수의 2배인 40㎑이상이어야 한다.
본 실시예에서는 CD에서 일반적으로 사용되고 있는 샘플링 주파수와 동일한 44.1㎑로 샘플링한다.
오디오 신호원(110)으로부터 아날로그 왼쪽 신호와 아날로그 오른쪽 신호를 A/D 샘플러(413)에서 입력받아 각각을 44.1㎑로 샘플링하여 각각 16비트의 디지털 데이터로 출력한다.
데이터 포멧 구성기(411)는 S/P DIF으로 만들기 위하여 왼쪽 신호와 오른쪽 신호 각각의 16비트 데이터를 시분할 형태로 합성하여 32비트의 하나의 데이터로 합성한다.
따라서, 44.1㎑로 샘플링한 신호를 32 비트의 직렬 오디오 데이터로 전송하므로 전송 데이터의 속도는 1.4111Mbps (=44.1 × 1000 × 32)가 된다.
한편, 디지털 신호원(120)으로부터 입력되는 신호는 이미 아날로그 왼쪽 신호와 아날로그 오른쪽 신호를 A/D 변환하여 S/P DIF로 만든 신호이므로, 신호원이 오디오 신호원(110)으로부터, 나오는 신호원인 경우에는 각각의 아날로그 신호들이 A/D 샘플러(413)의 입력단으로 입력되지만, 신호원이 디지털 신호원(120)으로부터 입력되는 신호인 경우에는 바로 FSK 변조기(412)로 직접 입력된다.
FSK 변조기(412)는 입력받은 스테레오 합성된 1.411Mbps의 오디오 데이터를 FSK 변조한다.
무선 송신기(4200는 FSK 변조된 신호를 안테나(430)를 통하여 송신한다.
제4도는 본 발명에 따른 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치의 구성도이다.
제4도를 참조하여 본 발명에 따른 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치를 설명하면 다음과 같다.
무선 수신기(520)는 송신장치에 의해 송신된 FSK 변조된 신호를 안테나 (530)를 통하여 수신받는다.
FSK 복조기(512)에서는 입력받은 FSK 변조된 합성신호를 FSK 복조한다.
FSK 복조된 합성신호를 데이터 분리기(511)에서는 주파수 드리프팅이나 디더링(dithering)에 의한 장애를 최소로 유지하면서 데이터 클럭을 복원하기 위하여 수신 데이터의 위상을 계속 추적하면서 왼쪽 신호와 오른쪽 신호로 분리한다.
이렇게 분리된 디지털 왼쪽 신호와 디지털 오른쪽 신호는 각각 D/A 변환기에서 아날로그 왼쪽 신호와 아날로그 오른쪽 신호로 변환된다.
종래의 무선 헤드폰과 같이 오디오 증폭기(540)는 분리된 왼쪽 신호와 오른쪽 신호를 각각 증폭하여 왼쪽 스피커(551)를 통하여 왼쪽 신호를 출력하고 오른쪽 스피커(552)를 통하여 오른쪽 신호를 출력한다.
그러므로, 상술한 바와 같은 본 발명은 S/N 비 면에서 16비트의 D/A 변환기를 사용하는 경우에 96dB 정도의 고품질을 얻을 수 있고 신호 분리도 면에서도 이론적으로는 무한대 dB를 얻을 수 있으나 실제에서는 100dB 정도의 신호 분리도를 얻어 아날로그의 최고 60dB에 비해 현격하게 우수한 음질을 제공할 수 있다는 데에 그 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 제1아날로그 신호와 제2아날로그 신호를 출력하는 오디오 신호원 또는 소정의 디지털 데이터 포멧의 제3직렬 디지털 데이터를 출력하는 디지털 신호원으로부터 신호를 입력받아 변조하여 무선 송신기를 통하여 송신하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치에 있어서, 상기 제1아날로그 신호를 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여 소정 길이의 제1디지털 데이터로 출력하고, 상기 제2아날로그 신호를 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여 소정 길이의 제2디지털 데이터로 출력하는 신호 변환수단; 상기 제1다지털 데이터와 상기 제2디지털 데이터를 시분할 형태로 합성하여 소정의 디지털 데이터 포맷을 갖는 하나의 제3직렬 디지털 데이터를 출력하는 데이터 포멧 구성수단; 및 상기 디지털 신호원과 상기 데이터 포멧 구성수단 중 어느 하나로 부터 스테레오 합성된 제3직렬 디지털 데이터를 입력받아 FSK 변조하여 상기 무선 송신기에 출력하는 FSK 변조수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 변환수단이 상기 제1아날로그 신호와 상기 제2아날로그 신호를 44.1㎑로 샘플링하는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1직렬 디지털 데이터와 상기 제2직렬 디지털 데이터를 소정의 디지털 데이터 포멧으로 합성하는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1병렬 디지털 데이터와 상기 제2병렬 디지털 데이터가 16비트 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 송신장치.
  5. 무선 수신기를 통해 수신하여 복조해서 제1아날로그 신호를 제1스피커에 출력하고 제2아날로그 신호를 제2스피커에 출력하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치에 있어서, 상기 무선 수신기로부터 입력받은 신호를 FSK 복조된 합성신호를 FSK 복조하여 소정의 디지털 데이터 포멧을 갖는 제3직렬 디지털 데이터를 출력하는 FSK 복조수단; 상기 FSK 복조수단으로부터 상기 제3직렬 디지털 데이터를 입력받아 위상을 계속 추적하면서 소정의 길이를 가지는 제1디지털 데이터와 소정의 길이를 갖는 제2디지털 데이터로 분리하는 데이터 분리수단; 상기 제1디지털 데이터와 상기 제2디지털 데이터를 각각 상기 제1아날로그 신호와 상기 제2아날로그 신호로 변환하는 신호 변환수단; 및 상기 제1아날로그 신호를 증폭하여 제1스피커에 출력하고, 상기 제2아날로그 신호를 증폭하여 제2스피커에 출력하는 신호 증폭수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 데이터 분리수단이 소정의 디지털 데이터 포멧을 갖는 상기 제3직렬 디지털 데이터를 소정 길이의 제1직렬 디지털 데이터와 소정 길이의 제2직렬 디지털 데이터로 분리하는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제3직렬 디지털 데이터가 32비트 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1직렬 디지털 데이터와 상기 제2직렬 디지털 데이터가 16비트 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제3직렬 디지털 데이터의 길이가 상기 제1병렬 데이터의 길이와 상기 제2병렬 데이터의 길이를 합한 길이인 것을 특징으로 하는 무선 헤드폰을 위한 디지털 수신장치.
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