KR100271879B1 - 아날로그 영상 신호 및 디지탈 음향 신호 통합 수신 유무선 tv 디지탈 정보 시스템장치 - Google Patents

아날로그 영상 신호 및 디지탈 음향 신호 통합 수신 유무선 tv 디지탈 정보 시스템장치 Download PDF

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토니 나수티
죤 에프. 마라스카
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매클린토크 샤운 엘
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Abstract

상기 발명의 CATV 디지탈 음향 시스템이 아날로그 영상 및 음향 프로그램들과 디지탈 음향 프로그램들의 통합 및 매끄러운 수신을 제공한다. 상기 시스템은 RF변조 디지탈 데이터 스트림을 수신하기 위한 디지탈 음향 모듈을 갖는 셋탑 터미널(Settop terminal)로 구성된다. 상기의 셋탑 터미널은 아날로그 영상-음향 방송 및 디지탈 음향 방송의 동시적 수신을 가능하게 한다. 상기의 디지탈 음향 모듈은 셋탑 터디널과 디지탈 음향 모듈이 프로그램에 따라 신속하게 튜닝되는 주파수 분할 RF튜너(tuner)를 포함할 수 있다. 하나의 TV 모니터 수상기가 셋탑 터미널로 부터 받아들인 정상적인 영상 프로그램을 디스플레이하며, 또한 선택된 채널 및 프로그램 정보를 화면에 표시한다.

Description

아날로그 영상 신호 및 디지탈 음향 신호 통합 수신 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치
상기 발명은 CATV 커뮤니케이션 시스템(communication system)과 관련된 것이며, 좀더 상세히 디지탈 케이블 음향 기능(digital cable audio functionality)을 갖는 CATV의 셋탑 터미널(Settop terminal)과 관련된 것이다.
오늘날의 많은 TV 네트웍상에 있는 방송 주체들은, 스테레오 음향 TV 방송(BTSC)을 제공하는 다중채널 TV 사운드(multichannel television sound, 이하 MTS로 표기)와 제 2 언어 음향(second language audio)을 위해 사용되는 제 2 프로그램 오디오(second program audio, SAP)를 사용하여 TV 방송의 음향 부분을 방송한다. 상기에서 원래의 스테레오 방송에 대한 주파수 응답(frequency response)은, 전형적으로, 대략 60dB의 동작 영역을 갖는, 500Hz에서 15,000Hz사이이다.
TV 채널에 MTS 음향(Multichannel Television Sound)을 제공하기 위해 TV 방송 네트웍에 사용되는 방법은, 영상 및 기저밴드BTSC 음향 출력이 변조되는 BTSC 스테레오 제너레이터(generator)를 갖추고, 양측파대(double-sided)압축 발송파 BTSC 음향을 4.5MHz의 표준 부반송파(subcarrier)에 실는 것이다. 그러나, MTS 시스템에서는, 좌.우 스테레오 채널 및 SAP 채널 양자 모두가 자기 자신의 압신된(companded) 기저밴드 음향 신호(audio base band signal)를 가져야만 한다. 압신은(companding)전송 과정중에 음향 신호의 동작 영역을 압축한다. 그리고 원 래의 동작 영역을 재생하기 위해서 수신기에서 신호를 확장한다. 그러나 상기의 기술은 원 스테레오 프로그램 내로 잡음 및 왜곡이 발생하는 것을 피할 수 없으며, 채널의 분리 특성을 감소시킨다. 그러나 스테레오 음향 장치는 그 장치 자체가 BTSC와 서로 잘 조화를 이루기 때문에 오늘날의 많은 TV 및 VCR(비디오 카세트 레코더)에 사용될 수 있다.
현재의 음향 기술에서는 재생되는 음악(reproduced music)의 동작 영역(dynamic range)을 증가 시키기 위해서 아날로그 음향의 파형을 디지탈화 한다. 상기의 디지탈화에 의해, 동작 영역을 92dB까지 증가 시킬 수 있으며, 20Hz에서 22000Hz 사이의 주파수에서 사실상 잡음이 없는 평탄한 주파수 응답을 얻을 수 있다.
케이블 전송 대역폭(band width)에 의한 제한 및 아날로그 오디오 소스(source)에 의해 경험되는 결과 신호의 감쇠를 극복하는 한가지 해결책은, 디지탈 영역에서 디지탈 적으로 기록된 소스(source)들을 방송하고 수신하는 것이다. 수신후에 상기 디지탈 데이터는 아날로그 데이터로 변환되며, 실제로 녹음하는 동안에 제공되는 모든 음악 정보들이 계속 유지된다. 오늘날까지 상기 기술은 케이블 TV 공급자들에 의해 제한된 범위내에서 사용되어져 왔다. 현재의 CATV 공급자들은 그들의 가입자들에게 서비스 하기 원해서 디지탈화 된 음향을 방송한다. 상기 서비스는 이용료 없이 다양한 음악 형태의 연속적이고 넓은 선택 기회를 제공한다. 음악 내용을 이루는 디지탈 데이터 뿐 아니라 상기 신호에는 프로그램의 동일화(program identification)를 얻기위해 포함되는 정보들 또한 선택 및 재연을 위해 포함된다.
그렇지만, 케이블 방송의 운영자에 의해 제공되는 현재의 디지탈 음향(Audio) 서비스는 단점들을 갖는다. 그것은 상기 서비스를 수신하기 위해서는 분리된 디지탈 음향 컨버터가 필요하다는 것이다. 상기의 분리된 컨버터는 디지탈 음향 신호를 복조(demodeulate)시키고 스테레오 시스템과 같은 외부의 앰프 장치에 종래의 음향 출력을 제공한다. 상기 디지탈 음향 변환기는 아날로그 영상 소스(video source)와 아날로그 또는 디지탈 음향 소스 사이의 동일화 작업 없이 영상 제어기로 부터 분리되어져서 제어된다.
따라서 상기 제어에 필요한 제어장치가 영상 및 음향 컨버터 사이에 불필요하게 장치되어진다. 게다가, 음악 프로그램의 동일화 정보는 편리하고, 사용자에게 친숙한 온 스크린 화면표시(on-screen display)보다는 친숙하지 않은 작은 액정 화면에 나타난다. 상기 시스템은 미국 특허 5,282,028 과 5,239,540에 나타나 있다.
따라서 수신되는 아날로그 영상 및 음향과 셋탑 터미날을 사용하여 수신된 음향의 매끄러운 결합이 필요하다.
상기 발명의 CATV 디지탈 오디오 시스템은 아날로그 영상 및 음향 프로그램 그리고 디지탈 음향 프로그램의 매끄러운(seamless) 수신 및 통합 기능을 제공한다. 상기 시스템은 변조된 고주파 디지탈 데이터 스트림을 수신하기 위한 디지탈 음향 모듈을 갖는 셋탑 터미널(settop terminal)로 구성된다. 상기 셋탑 터미널은 아날로그 영상 및 음향 방송 그리고 디지탈 음향 방송의 동시적인 수신을 가능하게 한다. 상기 디지탈 음향 모듈은 셋탑 터미널과 디지탈 음향 모듈 양쪽 모두가 튜닝되고 분리된 프로그램을 재생할 수 있도록 하는 분리된 주파수 RF 튜너를 포함할 수 있다. 상기 TV 모니터 수신기는 정상적인 영상 프로그램을 셋탑 터미널(settop terminal)로 부터 디스플레이하며 또한 채널의 선택 및 프로그램 정보를 화면상에 나타내는 기능을 제공한다. 셋탑 터미널로 부터의 선택적인 음향 출력 단자들이, 증폭 및 재생을 위한 외부 통상의 스테레오 시스템에, 수신된 디지탈 음향 소스를 연결시킨다.
따라서, 한 셋탑 터미널로 부터 나오는 CATV의 아날로그 영상 및 디지탈 음향의 매끄러운 결합을 제공하는 것이 상기 발명의 또 하나의 목적이며, 또 다른 목적은 영상 및 디지탈 음향 프로그램 그리고 모든 관련된 셋탑 터미널의 기능들을 선택하는 데 있어서 리모트 컨트롤러를 사용할 수 있도록 하는 것이다.
제1도는 상기 발명의 셋탑 터미널(settop terminal)에 대한 선호되는 실시예의 블록 다이어그램.
제2도는 디지탈 음향 모듈(Digital Audio Module)을 갖는 셋탑 터미널의 상세한 블록 다이어그램.
제3도는 영상 및 디지탈 음향 프로그램의 선택 과정에 대한 플로우 챠트.
제4도는 선택적인 실시예의 블록 다이어그램; 그리고,
제5도는 디지탈 음향 모듈(Digital Audio Module)의 상세한 블록 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : CATV 가입자 설치장비 12 : 셋탑터미널(settop terminal)
14 : TV 모니터 수상기 15 : VCR
16 : 스테레오 시스템 18 : 드롭 라인(drop line)
20 : 튜너 22 : 버퍼(buffer)
24 : 디지탈 음향 모듈 26, 32 : 신호처리회로
28, 33 : 입력단자 29 : 리모트 컨트롤러
30 : 출력단자 31 : 수신기
34 : BTSC디코더 35 : 동축케이블
37 : IR블래스터출력단자 38 : 광 송신기
40 : 광방출 다이오드(LED display) 41 : 디지탈 음향 출력
42, 43 : 통신 포트(port) 44 : 모니터
45 : 선택적인 BTSC 디코더 46L, 46R : 스피커
48L, 48R : 출력단자 50L, 50R : 입력단자
52 : 차폐케이블(shielded cable) 54 : 합성기
56 : 광대역스위치(wide band switch) 58 : AGC(자동이득제어)스위치
60 : 전송선 70 : 디지탈 수신기
72 : 디지탈-아날로그 변환기(DAC) 74 : 음향선택기 스위치
75L, 75R : 기저밴드 스테레오 출력단자 80 : 자동이득제어기(AGC)
82 : 아날로그 수신기 84, 92 : 마이크로 프로세서(μp)
86 : 연관 기억장치 100 : 음향 신호 출력 단자
102 : 디지탈 음향 튜너 104 : 모니터 장치(감시장치)
106 : 디지탈 음향 소스 108 : 아날로그 음향 소스
110, 112 : 증폭기 120 : 영상 선택 모드
122 : 음악 선택 모드
124 : 안정화 디지탈 음향 모드(secure digital audio mode)
상기 발명의 선호되는 실시예가 제1도에 나타나 있다. 튜닝(Tunning)가능한 셋탑 터미널(12)이, 아날로그 음향 신호를 포함하는 아날로그 영상과 디지탈 음향 신호를 동시적으로 수신하며 양자를 포멧(format)시키는 과정에서 매끄러운 스위칭 작용(switching)을 제공한다. 상기의 작용은 일체형의 디지탈 음향 모듈과 아날로그 영상 및 음향 셋탑 터미널(settop terminal)을 결합 함으로써 달성 될 수 있다. 제1도의 도면에서, 통상적인 CATV 가입자 설치 장비(10)는 셋탑 터미널(settop terminal)(12), TV 모니터 수상기(14) 그리고 스테레오 시스템(16)을 포함한다. 상기 셋탑 터미널(12)은 제1도의 유니트 전면부에 위치하는 네비게이션(navigation key)(36) 또는 리모트 컨트롤(29)중의 하나를 사용함으로써 제어 되어진다. 상기 셋탑 터미널(12)은, 가입자의 집까지 연결되어 CATV RF 입력 단자(28)에서 끝나는 동축 케이블 드롭 라인(drop line)(18)을 통한 CATV네트웍에 결합된다.
CATV 영업자는 통상적으로 아날로그 음향을 포함하는 아날로그 영상 및 디지탈 음향 프로그램의 방송 및 양방향 CATV(interactive service)서비스를 제공한다. 상기의 서비스는, 1GHz까지도 될 수 있는 CATV 네트웍의 전 대역폭에 걸쳐서, 다중의 6MHz 채널을 사용해 가입자에게 전송된다. 수신된 CATV 신호는 프로그램의 정보를 갖는 아날로그 영상, 아날로그 음향 또는 디지탈 음향 신호를 운반하는 RF 반송파 신호로 구성된다. 상기 드롭 라인(18)이 종래의 광 섬유 동축 케이블로 구성된 CATV 네트웍 일지라도 상기 드롭 라인(18)은 마이크로파 안테나 또는 셋탑 터미널(12)에 직접 연결되지 않고 “무선” 프로그램을 수신 할 수 있는 장치에 연결될 수 있다.
상기 셋탑 터미널(12)은 특정 CATV 패널에 선택적으로 튜닝하도록 하기 위해, 주파수에 민감한 광대역 튜너(20)를 포함한다. 상기 튜너(20)로 부터의 음향 및 영상 출력은 복조되고 IF (중간 주파수 intermeadiate frequency) 반송파를 사용하여 IF 버퍼(22)로 전송된다. 상기 IF 버퍼(22)의 출력은 디지탈 음향 모듈(24)과 신호처리 회로(26)에 입력된다.
상기 튜너(20)에서 나오는 직렬 통신 출력 단자가 튜너(20)와 셋탑 터미널 신호처리 회로(26)를 연결한다. 상기 신호처리 회로(26)는, 아날로그 음향-영상(A/V) 신호, OSD(화면 표시) 영상 발생능력, 신호 디스크램블링(descrambling), 가입자 권한 부여 그리고 리모트 컨트롤러(29)와 수신기(31) 사이에서 IR(적외선)을 사용한 가입자 인터 페이스 처리를 포함하여 종래의 CATV 셋탑 터미널들이 갖는 모든 기능들을 감시한다. 기저대(Baseband)의 음향-영상 신호들은 신호처리 프로세서(26)에 의해서 RF 출력 단자(30), 동축 케이블(35), 그리고 RF 입력단자(33)를 통해서 TV 모니터 수상기(14)로 출력된다. 비록 상기의 수신기가 TV 모니터 수상기(14)로 예시되었지만, 상기 수신기는 비디오 카세트 레코더(이하 VCR)(15) 또는 RF 입력 신호를 받아들이교 BTSC 디코딩 스테레오 기저 밴드 음향 출력을 제공하는 케이블을 갖춘 다른 형태의 장치가 될 수 있다. 외부 BTSC 디코더(해독기)가 이용될 수 없는 경우에는, 선택적인 BTSC 디코더가 셋탑 터미널(12)내에 설치될 수 있다. 제2도에서 보여지듯, 선택적인 BTSC 디코더(45)는 아날로그 수신기(82)로 음향 선택기 스위치(74)의 입력 단자로 음향 출력을 연결시킨다.
상기 기저밴드의 음향-영상 신호는 TV 모니터 수상기(14) 신호처리회로(32)에 의해 분리되고, 처리되며, 상기의 처리에 의해 아나로그 영상 출력이 모니터(44)에 제공된다. BTSC디코더(34)에 의해 디코딩 된 스테레오 아나로그 음향 출력은 한쌍의 스피커(46L, 46R)에 의해 증폭되고, 재생된다. 상기의 과정에 의해, 가입자는 선택된 아날로그 영상 프로그램을 볼 수 있으며, 이와 관련된 아날로그 음향 프로그램을 들을 수 있게 된다. 당업자에게는 잘 알려진 TV 신호 처리 회로(32)와 BTSC 디코더(34)에 관한 상세하고 세부적인 설명은 생략한다.
선호되는 실시예에서, 상기 BTSC 디코더(34)는 또한 스테레오 아날로그 음향 신호를 출력단자(48L, 48R)에 보내고 다음 단계로 차폐 케이블(shielded cable)(52)을 통해 셋탑 터미널(12)의 입력 단자(50L, 50R)로 보낸다.
디지탈 음향 모듈(24)내의 협대역 디지탈 수신기(70)는 튜너(20)로부터 IF(중간주파수) 신호를 수신하며 상기 신호내에 포함된 디지탈 음향정보는 CD(콤팩트 디스크) 정도의 음향 출력을 제공할 수 있도록 처리된다.
다음에 상세히 설명 되겠지만, 상기 디지탈 음향 모듈(24)은 3개의 음향 출력을 가지는데; 1) 스테레오 시스템(16)으로의 감쇄될 수 있는 기저밴드 스테레오 출력; 2) TV 모니터 수상기(14)로 보내지는 RF 출력을 위한 기저밴드 스테레오 출력의 감쇄될 수 있는 모노럴의 합; 그리고 3) 산업 표준 소니-필립스 디지탈 인터페이스 포맷(industry standard sony-philips digital interface format-SPDIF)을 사용하는 감쇄될 수 있는 스테레오 디지탈 음향 출력(41)의 세가지이다.
상기 셋탑 터미널(12)은 제2도에 상세히 나타나 있다. CATV 입력단자(28)에 연결되는 상기 튜너(20)는 가입자에 의해 선택된 채널의 반송파 주파수에 주파수가 맞춰진다. 상기 튜너(20)는 반송파를 제거하고 남아있는 음향-영상(A/V) 신호를 증폭시킨다. 상기 이득은 자동 이득 제어(AGC)(80)에 의해 제어되어 튜너(20)의 출력이, CATV의 신호 강도의 변화에 관계 없이 항상 일정하게 유지되도록 한다.
상기의 수신된 음향 영상 신호는 튜너(20)로 부터 IF 반송파를 통하여 IF 버퍼(22)로 출력되며, 상기 버퍼에 의해 디지탈 음향 모듈(24)과 아날로그 신호처리 회로(26) 각각에 의한 분리된 디지탈 및 아날로그 처리를 위해 상기 신호가 분리된다.
영상-음향 신호의 아날로그 처리에 대해서, 상기 신호는 간략하게 기술되는 종래의 방법으로 처리된다. 상기 신호는, IF 반송파를 제거하는 아날로그 수신기(82)에 의해 수신되며, 상기 아날로그 수신기(82)는 튜너(20)로 부터의 음향-영상 신호가 허용되는 범위내에 있도록 하기 위해 입력 신호를 모니터하고 자동이득 제어기(80)를 제어한다.
프로그램가능 집적회로를 사용하여 연관 기억 장치(associated memory)(86)와 함께 구성되는 마이크로 프로세서(84)가, 신호가 스크램블(scramble)되었는지를 검사하고, 가입자가 요구한 서비스를 수신할 수 있도록 그리고 수신된 신호를 디 스크램블(descramble)할 수 있도록 권한이 부여됐는지를 곁정한다. 스크램블(scramble) 검출 모듈은 음향-영상 신호를 스크램블 하기 위해 사용된 기술이, 디스크램블(descramble)모듈에 의해 지원되는 기술인가를 판단한다. 또한 허가 모듈(Authorization module)은 가입자가 선택된 스크램블된 서비스를 수신하도록 허가 되었는지를 판단한다. 가입자 주소 식별자(address identifier)와 같은 허가 정보는 마이크로 프로세서(84)에 의해 감시되는 지정 채널에서 검사된다. 상기 정보는, 가입자가 허가된(권한이 부여된, authorized)사용자 인지를 결정하기 위해 프로세서(26)의 메모리 내에 저장된 허가 코드와 비교되어진다. 그리고 선택적으로, 상기 허가 정보는 분리 지정된 제어 채널을 통해 제공될 수 있다.
만일 가입자가 허가되어져 있다면, 상기 디스크램블 모듈(descrambling module)은 음향-영상 신호를 디스크램블(descramble)한다.
결과적인 기저밴드의 음향-영상 신호는 변조 되어지고, TV의 VHF채널 3 또는 4 에 상응하는 제 2 의 반송파를 통하여 TV 모니터 수상기(14)로 출력된다. 상기 TV 신호처리 회로(32)는 셋탑 터미널(12)로 부터의 RF 반송파 출력에 선택적으로 주파수가 맞춰지는 튜너를 갖는다.
선호되는 실시예에서, 채널의 선택, 볼륨(volume)의 제어 그리고 다른 가입자 명령은 IR(적외선) 리모트 컨트롤러(29)와 IR 수신기(31) 또는 네비게이션 키(navigation key-탐색키)(36)를 통해서 셋탑 터미널(12)로 입력된다. 만일 새로운 채널이 선택되면, 상기 마이크로 프로세서(84)는 차례대로 튜너(20)를 새로운 RF 주파수에 맞추도록 한다. 확정된 가입자의 명령과 서비스의 선택 사항은 화면 표시를 위해 TV 모니터 수상기(40)로 출력된다. 내장된 LED(발광 다이오드)(40) 표시기가 모드와 채널 선택에 대한 표시를 나타낸다. 당업자에게는 잘 알려진 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
음향-영상 신호의 디지탈 처리에 있어서, IF 버퍼(22)로 부터의 출력신호가 IF(중간 주파수) 반송파를 제거하는 협대역 디지탈 데이터 수신기(70)에 의해 수신된다. 상기 디지탈 수신기(70)는 튜너(20)로 부터 출력된 음향-영상 신호가 허용된 범위내에 있도록 입력되는 신호를 감시(monitor)한다. 디지탈 데이터 수신기(70)와 아날로그 수신기(82)가 완전히 다른 주파수 대역폭에서 동작하기 때문에, 각각의 수신기(82, 70)는 자동이득 제어기(80)를 제어하는 자신의 회로를 갖는다. 하나의 자동이득 제어 스위치(58)는, 아날로그 수신기(82) 조정회로(adjustment circuitry) 또는 디지탈 수신기(70) 조정회로를 자동이득 제어기(80)의 제어 입력 단자와 연결 시킨다. 따라서, 상기의 시스템 마이크로 프로세서(84)와 디지탈 음향 모듈 마이크로 프로세서(92)는 들어오는 RF입력과 활동적인 AGC 스위치(58)를 감시하여, 수신되는 신호의 종류(즉 아날로그 또는 디지탈)에 따라 전송선(60)을 통해 정확한 조정 회로를 튜너(20)와 자동 이득 제어기(80)에 제공하도록 한다.
상기 디지탈 음향 모듈(24)은 또한 디지탈 마이크로 프로세서(92)와 디지탈-아날로그 변환기(DAC)(72)를 더욱더 가지고 있다. 종래의 기술에서 잘 알려져 있듯, 상기 디지탈 마이크로 프로세서(92)는 스테레오의 쌍을 이루는 디지탈 음향 데이터와 프로그램내용 정보를 갖는, 데이터 스트림(stream)을 생성하기 위해 디지탈 수신기(70)로 부터 나오는 음향-영상 신호를 복조시키고 처리(processes)한다. 좀더 상세히 도시한 제5도에 있어서, 상기 디지탈 스테레오 신호들은 DAC(72)에 의해 아날로그 신호로 변환되며, 상기의 변환된 아날로그 신호들이 음향 선택기스위치(74)로 첫 번째 입력을 제공한다. 상기에서 설명된 바와같이, 음향 선택기 스위치(74)로의 제 2 의 입력 신호는 외부의 BTSC 디코더(34)로 부터 제공되며, 음향선택기 스위치(74)로의 제 3 의 입력 신호는, 선택적인 BTSC 디코더가 설치되어 있을 때 아날로그 수신기(82)로부터 들어온다. 상기의 선택기 스위치(74)는 외부의 BTSC 디코더(34)로 부터 들어오는 음향 신호를 출력한다. 그렇지만 디지탈 음악을 포함하는 채널이 선택되면 상기 시스템 마이크로 프로세서(84)는 디지탈 마이크로 프로세서(92)와 정보를 교환하고 DAC(72)로 부터 나오는 음향 출력을 음향(Audio)선택기 스위치(74)의 출력 단자에 제공하기 위해 음향 선택기 스위치(74)의 상태를 변경시킨다. 상기의 음향 선택기 스위치(74)로 부터 나오는 출력 신호는 스테레오 시스템(16)으로 출력된다.
하나의 직접 디지탈 음향 신호 출력 단자(direct digital audio output)(41)가 호환가능한 소니 필립스 디지탈 인터페이스 포맷(SPDIF)입력 단자를 갖는 스테레오 시스템 콤포넌트(component)에 이용될 수 있다.
상기의 디지탈 음향 신호 모듈(24)은 또한 합성기(54)를 통해 음향 신호 출력 단자(100)를 거쳐 셋탑 터미널(12)의 신호 처리 회로(26)로 모노럴(monaural)신호를 제공한다. 상기의 아날로그 수상기(82)는 모너럴 신호 또는 BTSC 인코드 신호 중의 하나의 형태로 음향 신호를 제공하기 때문에, 상기 모너럴 신호는 디지탈 모너럴 출력을 갖는 광대역 스위치(56)를 통해 셋탑 터미널(12)의 신호 처리 회로(26)로 연결된다. 만일 디지탈 음향 신호 프로그램이 이용될 수 있다면, 디지탈 음향 신호 마이크로 프로세서(92)가 디지탈 모너럴 신호를 신호 처리 회로(26)에 제공하도록 광대역 스위치(56)를 작동시킨다. 상기의 모너럴 음향 신호는 프로그램의 영상 신호 내용으로 변조되고 RF 입력 단자(33)를 통해 TV 모니터 수상기(14)로 입력 된다. 만일 음향 신호 출력 단자(기저밴드 스테레오 출력단자)(75L, 75R)들이 스테레오 음향 재생을 위해 스테레오 시스템(16)에 결합되 있지 않으면, 디지탈 모너럴 프로그램은 TV 모니터 수상기(14)에 의해 재생될 것이다.
상기의 셋탑 터미널(12)은 시스템으로의 연결으로서 두 개의 산업 표준 RS-232 직렬 통신 포트(42) 그리고 한 통신 포트(43)를 사용하는 자동화된 시험능력을 갖도록 만들어질 수 있기도 하다. 상기 시험 시스템은 모든 입출력 신호들을 동시에 검사하며 또한 모든 다양한 동작 모드들을 통해 상기 셋탑 터미널(12)들에 대해 질문을 수행하고(interrogate) 훈련 시킨다. 상기의 자동화된 시험의 주 목적은 모든 음향 및 영상 파라미터의 시험 시간을 줄이는 것과 모든 동작 요소들이 고장나지 않도록 하는 것이다
상기에 설명 되어졌듯이, 셋탑 터미널(12)의 음향 신호의 출력이 CATV 디지탈 음향 신호 또는 CATV 아날로그 음향 신호 중의 하나로 부터 나올 수 있다. 동작이 가입자에게 연속적으로 출현할 수 있도록 하기위해, 한 음향 소스(Audio source)로 부터 다른 소스로의 스위칭 작용은 상기 소스 레벨(즉 볼륨)이 정확하게 조화를 이루도록 제어 되어야만 한다. 그렇지 않으면 어떤 갑작스런 변이가 일어날 것이다. 상기 두 소스 사이에서 현저한 볼륨의 차이가 존재하면, 상기의 차이는 음향 프로그램을 듣는 가입자를 놀라게 할 수 있으며 스테레오 시스템(16)의 잠정적인 (외부로 드러나지 않는) 손상을 야기 할 수 있다. 모니터 장치(monitoring means)(104)는 디지탈 및 아날로그 경로 상호간의 소스(106, 108)레벨(source level)을 동등화 시킴으로써 상기 음향 소스(audio source)가 가입자에게 선명하게(tramsparent)들릴 수 있도록 한다. 상기 디지탈 경로의 디지탈 음향 소스(106) 레벨은, 디지탈 및 아날로그 음향 소스(106, 108) 출력 단자에 위치한 증폭기(110, 112)를 조정함으로써, 영상의 아날로그 음향 소스(108)와 서로 일치 하도록 유지된다. 따라서 아날로그 소스(108) 레벨의 어떤 변화는 디지탈 소스(106) 레벨에 영향을 미치게 될 것이며, 결과적으로, 가입자가 디지탈 음향 및 영상 소스(106,108) 사이를 스위칭하는때, 상기 소스레벨은 일관되게 유지된다.
상기 디지탈 음향 소스(106)는 아날로그 음향 소스(108) 보다 더 넓은 동작 영역(dynamic range)을 가지기 때문에, 디지탈 소스(106)의 볼륨레벨은 아날로그 음향 소스(108)의 최대값을 넘는 영역까지 증가 될 수 있다. 이와 같이 하므로써 디지탈 음향의 전체 동작 영역이 사용될 수 있도록 한다. 따라서, 상기의 디지탈 음향 소스(106) 레벨은 아날로그 음향 모드가 재 입력 될 때까지 유지될 것이며, 그때에 디지탈 음향 소스(106) 레벨은 아날로그 음향 소스(108) 레벨에 맞추어 재 조정될 것이다.
본 발명의 음향 출력 선택기 특징은 디지탈 음향 소스(106) 또는 BTSC 디코드 스테레오 음향 소스(108)에 대한 선명한 선택을 허용한다. 이 같은 특징은 두가지의 의도된 사용을 제공한다. 한가지는, 가입자가 TV 모니터 수상기(14)에서와 같은 외부 BTSC 디코더(34)에 접근(access)하는 경우, BTSC 디코더(34)의 출력이 스테레오 시스템(16)에 연결 될 수 있다는 것이다. 상기의 특징은 선택된 영상 프로그램에 대하여 출력된 스테레오 시스템(16)은 가입자가 들을 수 있도록 한다. 만일 영상 프로그램이 디지탈 음향 프로그램을 포함한다면, 하기 표에서 보여지는 것처럼 셋탑 터미널(12)의 기저밴드 스테레오 출력단자(75L, 75R)로 제공하기 위해 인-밴드(in-band)스테레오 디지탈 음향 소스(106)가 선택된다. 만일 선택된 영상 프로그램이 디지탈 음향 프로그램을 포함하지 않는 경우에는, BTSC 디코드 스테레오 음향 소스(108)가 선택된다. 상기 두 경우의 어느 경우에서나, 기저밴드 스테레오 출력 단자(75L, 75R)는 셋탑 터미널(12)에 의해 항상 스테레오 시스템(16)에 연결되어진다. 음향 선택기특징의 두 번째 용도는, CD 플레이어와 같은 제 2 의 음향 소스가 입력될 수 있도록 한다는 것이다. 상기의 선택은 디지탈 음향 모듈(124)이 스테레오 시스템(16)에서 CD 플레이어를 제거하는때 또는 선택적인 BTSC 디코더가 설치되고 외부 음향 입력단자(50L, 50R)들이 사용되지 않는 경우에 매우 유용하다. 그리고 셋탑 터미널(12)이 사용되고 있지 않을 때는, 상기 음향 출력 선택기 스위치(74)는 외부 입력위치에 대하여 동작은 수행하지 않는다.
디지탈 음향 소스(106) 또는 BTSC 디코드 소스(108)의 선택은 명백하게 셋탑 터미널(12)에 의해 이루어지며 가입자의 개입을 필요로 하지 않는다. TV 모니터 수상기(14)로 향하는 RF 음향 출력(30)은 디지탈 음향 스테레오 신호의 모너럴 합, 또는 디지탈 음향 프로그램을 이용할 수 없을 때는 표준 BTSC 인코드 음향 중의 하나가 될 것이다.
제3도에서 보여지듯, 상기 발명의 선호되는 실시예는 세가지의 다른 동작 모드를 제공하며: 1) 표준 영상 모드(standard video mode)(120); 2) 표준 음악 선택 모드(standard music choice mode)(122), 그리고 3) 안정된 디지탈 음향 모드(secure digital audio mode)(124)의 세가지 서로 다른 동작 모드이다. TV 모니터 수상기(14)를 먼저켠 다음에, 스테레오 시스템(16) 및 셋탑 터미널(12)이 켜지고 (150, 152, 154 단계), 가입자는 원하는 채널에 주파수를 맞춘다(156단계). 표준 영상 모드(120)를 사용하기 위해 가입자는 영상 채널을 선택하며 이때에는 디지탈 음향 프로그램은 사용할 수 없다(158 단계). 하나의 음향-영상 신호가 TV 모니터 수상기(14)로 출력되며(160단계), BTSC 디코드 음향 신호는 TV 스피커(46L, 46R)에 의해 재생될 것이다(162단계). 상기 가입자는 또한 스테레오 시스템(16)을 통해 음향 프로그램을 들을 수 있다. 이 경우에 상기 시스템(16)을 통해 음향 프로그램을 들을 수 있다. 상기 경우에서, 셋탑 터미널(12)내의 음향 선택기 스위치(74)는 BTSC 디코드 음향 소스(108)를 스테레오 시스템(16)으로 출력할 것이다. (164 단계). 그후 가입자는 TV 모니터 수상기(14), 스테레오 시스템(16)에서 음향 레벨을 조정하거나 리모트 컨트롤러(29)를 사용해서 원하는 수준까지 음향 레벨을 조정한다(166단계).
안정된 디지탈 음향 모드(12)에서, 가입자는 영상 채널을 선택하며(156 단계), 이때에는 관련된 디지탈 음향 프로그램이 이용될 수 있다(158단계). 상기 안정된 디지탈 음향 모드(124)는 영상 채널과 관련된 표준 아날로그 음향을 인-밴드 디지탈 음향으로 효과적으로 변경한다. 상기 안정된 디지탈 음향 모드(124)는 높은 안정성을 제공하는 것외에도 CD-수준의 음향을 제공한다. 상기의 경우에서, 상기 음향 선택기 스위치(74)는 스위치 작용에 의해 디지탈 음향 소스(106)에 연결되며(168단계), 디지탈 음향 소스(106)로 부터 스테레오 신호를 스테레오 시스템(16)으로 출력할 것이다.(172단계). 상기의 셋탑 터미널(12)은 영상 RF 신호를, 가입자가 시청할 수 있도록, TV 모니터 수상기(14)로 출력할 것이며, 가입자는 스테레오 시스템(16)에서 음향을 조정하거나 또는 리모트 컨트롤러(29)를 사용해서 원하는 수준까지 상기 음향을 조절할 수 있다(174단계).
상기 음악 선택 모드(122)에서, 셋탑 터미널(12)은 음악 채널에 맞게 튜닝되어야 한다(156단계). 또한 상기 음악 선택 모드는 영리 목적이 없는 30개 이상의 채널을 제공하며 실제로 모든 개인의 음악 취향을 만족 시킬 CD 수준의 음악 프로그램을 제공하게 된다. 상기 음향 선택기 스위치(74)는 디지탈 음향 소스(106)로 돌려질 것이며(176단계) 디지탈 소스(106)로 부터 스테레오 시스템(16)으로 상기 스테레오 신호들을 출력 할 것이다. (180단계). 상기 셋탑 터미널(12)은 가입자가 시청할 수 있도록 TV 모니터 수상기(14)로 영상 RF 신호를 출력할 것이다. (178단계), 다음에 상기 가입자는 스테레오 시스템(16)에서, 또는 리모트 컨트롤러(29)를 통해서 원하는 수준의 음향으로 상기 음향을 조정할 수 있다(182단계).
하기의 표는 이용할 수 있는 모드, 하드웨어, 그리고 TV 음향 출력 단자(RF음향)(30) 및 기저밴드(L/R 아웃(out)) 음향 출력 포트(75L, 75R)에 제공될 수 있는 음향 소스와, 볼륨 및 음향 소거(mute)가 어떤 방법으로 제어 되는 지를 요약한 것이다.
[표 1]
제4도의 선택적인 실시예에서, 디지탈 음향 모듈(digital audio module)(24)은 그 자신의 광대역 RF 튜너(102)를 가지고 있다. 상기 디지탈 음향 모듈(24)은 영상 튜너(20)와 디지탈 음향 튜너(102)를 사용하는, 아날로그 영상 채널의 동시 튜닝을 가능하게 한다. 상기의 경우에서 디지탈 마이크로 프로세서(92)는 셋탑 터미널(12)내의 RF 튜너(20) 또는 상기 모듈(24) 자체의 튜너(102) 중의 하나를 제어할 수 있다. 현재 진행되는 응용(application)은 어떤 마이크로 프로세서가 주(master)가 되고 어느 마이크로 프로세서가 종속(salve)이 되는지를 결정한다. 음악 응용(music application)이 사용될 때, 영상 마이크로 프로세서는 디지탈 음향 마이크로 프로세서(92)의 보조 마이크로 프로세서가 된다.
상기 광대역 RF 튜너(102)는 영상 방송이 진행되는 동안에 HBO, 씨네맥스(cinemax), 또는 쇼타임과 같은 디지탈 음향 동시 방송 채널을 수신하거나 표준 BTSC 영상 프로그램이, 주 튜너(20)를 사용하여 수신되는 것과 동시에 음악 선택 프로그램을 수신하기 위해 사용될 수 있다. 동시 방송의 영상 채널이 입력되는때는 영상 마이크로 프로세서(84)와 디지탈 음향 마이크로 프로세서(92)가 방송을 인식하고 (recognize) 디지탈 음향 튜너(20)를, 앞서 설명되어진 방법으로, 영상 및 음향 레벨을 조정하는 동시 방송 음향 채널(simulcast audio channel)로 연결시킨다. 상기의 동작은 가입자와는 완전히 무관하다. 일반적으로 영상 프로그램을 동반하는 BTSC 음향 프로그램은 디지탈 채널이 스테레오 시스템(16)으로 출력되는 동안 TV 모니터 수상기(14)로 제공된다.
상기 실시예는 또한 영상 채널과 관련된 정상적인 음향을 소거할 수 있으며, 이 예로는, 스포츠 프로그램을 보면서 선택된 음악 모드 프로그램을 듣는 것이다. 영상 프로그램과 선택된 음악 모드 프로그램을 동시에 보고 들을 때, TV 모니터 수상기(14)로 출력되는 RF 음향 출력은 영상 프로그램에 수반되는 음향을 전송할 것이다. 게다가 다른 사람이 다른 방에서 선택된 음악 모드 프로그램을 듣거나, 같은 방에서 헤드 폰을 사용하여 듣는 동안에도 가입자가 정상적인 영상 프로그램을 듣고 볼 수 있다.
상기의 선택적 실시예에서, 가입자는 동일한 리모트 컨트롤러 또는 셋탑 터미널 컨트롤러를 사용해서 두 개의 튜너를 제어할 필요성이 생길 수 있다. 상기의 셋탑 터미널(12)은 조정에 앞서 적당한 튜너를 선택함으로써 리모트 컨트롤러(29)를 사용한 개별적인 튜너(볼륨, 음향소거(mute), 채널 선택)제어 또는 네비게이션 키(navigation key)(36)를 제공한다.
상기의 셋탑 터미널(12)은 또한 어떤 특정한 시간에 음향 채널이 비디오 테입에 자동적으로 녹음되도록, 사용자가 셋탑 터미널을 프로그램 할 수 있도록 한다. 따라서 음향 프로그램과 비디오 송(video song) 모두의 식별 정보가 비디오 테이프에 기록 되어 질 수 있다. 상기 기능은 종래의 셋탑 터미널 또는 음향 기기에서는 이용할 수 없는 새로운 기능이며 한 생산품내에 음향 및 영상 기능을 통합한 결과이다. 이같은 특징은 셋탑 터미널(12)을 기 장치된 채널에 연결시키고 프로그램된 시간 동안 “전원(power)”및“녹화(record)”, 다음에 “정지(stop)”및 “전원(power)-전원을 끊는 것-”과 같은 VCR(15)지시의 프로그램된 연속 명령을 실행하는 시스템 마이크로 프로세서(84)의 프로그램 가능한 타이머 기능(programmable timer function)에 의해 수행될 수 있다. 상기의 VCR 타이머 프로그램 단계는 스크린 표시기(on-screen display)를 통해 시스템 메모리(86)로 입력된다. 상기의 특징은 VCR(15)에 코딩된(coding) 전송 신호를 발사하는 광 전송기(38)와 IR 블래스터 출력단자(IR blaster output)(37)을 통해 VCR(15)에 알려지게 된다. 당업자에게는 잘 알려진 IR 블래스터(37) 데이터 베이스는 펌웨어 EEPROM내에 포함되어져 있다.
상기 발명에 선호되는 실시예로써 설명되었지만, 청구항에서 제시된 발명의 범위에 포함되는 다양한 변화가 종래의 기술자들에 의해 명백하게 될 것이다.

Claims (18)

  1. 디지탈 음향 신호, 아날로그 음향 신호를 갖는 아날로그 영상 신호, 또는 디지탈 음향 신호를 갖는 아날로그 영상 신호를 포함하는 한 채널을 통해 무선 주파수 전송을 선택적으로 수신하기 위한 튜너(20), 상기 튜너(20)는 상기 무선 주파수 전송을 상기 선택된 채널을 통해 수신된 디지탈 및 아날로그 정보신호를 변환시키며, 상기 튜너(20)에 결합되어 아날로그 정보 신호의 출력단자(30)를 통해 TV 모니터 수상기(14)로 상기의 아날로그 정보 신호를 출력하기 위한 아날로그 음향 및 영상 프로세서(26), 상기 튜너(20)로부터 상기 디지탈 음향신호를 수신하기 위해 상기 튜너(20)에 결합된 디지탈 음향 모듈 프로세서(92)를 가지는 디지탈 음향 모듈(24), 상기 디지탈 음향 신호를 음향 프로그램 신호 및 디지탈 프로그램 내용 정보 신호로 처리하는 디지탈 음향 모듈 프로세서(92), 상기 디지탈 프로그램 내용 정보신호를 아날로그 정보 신호 출력과 결합시키는 수단(56), 그리고 상기 디지탈 프로그램 신호(75L, 75R)를 위한 출력을 포함하는 아날로그 영상방송과 함께 디지탈 음향 방송을 통합하여 수신할 수 있도록된 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아날로그 정보신호(106)와 상기 디지탈 음향 프로그램(108)의 레벨(levels)을 탐지하기 위한 수단 그리고 상기 레벨들을 등화(equalizing)시키기 위한 수단(110, 112)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 튜너(20)로부터의 음향 및 영상(A/V) 신호의 출력 레벨(수준)을 제어하기 위한 자동 이득 제어 모듈(automatic gain control module)(80)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 자동 이득 제어 모듈(80)이 수신된 정보신호외 종류에 따라 선택적으로 상기 아날로그 프로세서(26, 82)와 상기 디지탈 프로세서(92)에 의해 제어됨을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디지탈 모듈(24)이 외부에서 디코딩된(decoded) BTSC 스테레오 신호를 수신하기 위한 음향 입력 단자(50L, 50R)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  6. 제5항에 있어서, 두 개의 입력단자(72, 50L, 50R)와 단일의 출력단자(75L, 75R)를 갖는 선택기 스위치(74)를 더욱더 포함하고, 상기 첫 번째 입력단자(50L, 50R)는 상기 외부에서 디코딩된 BTSC 스테레오 신호들을 받아들이고, 상기 두 번째 입력단자(72)는 상기 디지탈 프로그램 신호를 받아들이며 상기 출력단자(75L, 75R)는 한 스테레오 시스템으로 제공됨을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  7. 제6항에 있어서, BTSC 디코더(34)를 더욱더 포함하며, 상기 스위치(74)가 BTSC 디코더 음향 입력신호를 받아들이기 위한 세 번째 입력단자(50L, 50R)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템 장치.
  8. 제1항에 있어서 , 상기의 아날로그 프로세서(26, 84)가 가입자로부터의 명령을 입력시키기 위한 수단(29, 31, 36) 그리고 TV 모니터 수상기(14)에 나타날 정보들을 출력하기 위한 수단(84)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 TV 모니터 수상기에 상기 디지탈 프로그램 내용의 정보를 표시(displaying)하기 위한 수단(84)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  10. 디지탈 음향 신호, 아날로그 음향 신호를 갖는 아날로그 영상 신호, 또는 디지탈 음향 정보를 갖는 아날로그 영상 신호를 포함하는 한 첫 번째 선택된 채널을 통해 무선 주파수 전송을 수신하기 위한 제 1 튜너(20), 상기 제 1 튜너(20)가 상기 무선 주파수 전송을 상기 첫 번째 선택된 채널을 통해 수신된 디지탈 및 아날로그 정보 신호를 변환시키며, 상기 첫 번째 튜너(20)에 결합되어 아날로그 정보 신호 출력단(30)을 통해 TV 모니터 수상기(14)로 상기 아날로그 정보 신호를 출력시키기 위한 아날로그 음향 및 영상 프로세서(26), 디지탈 음향 신호, 아날로그 음향 신호를 갖는 아날로그 영상 신호, 또는 디지탈 음향 신호를 갖는 아날로그 영상 신호를 포함할 수 있는 두 번째 선택된 채널을 통해 무선 주파수 전송을 수신하기 위한 제 2 튜너(70), 상기 제 2 튜너(70)에 결합되어 제 2 튜너(70)로부터 상기 디지탈 음향 신호를 수신하기 위한 디지탈 음향 모듈 프로세서(92)를 갖는 디지탈 음향 모듈(24), 상기 두 번째 선택된 채널을 통해 수신된 정보의 종류에 따라 디지탈 음향 프로그램 신호 또는 디지탈 프로그램 내용 정보 신호로 상기 디지탈 음향 신호를 처리하는 디지탈 음향 모듈 프로세서(92), 상기 디지탈 프로그램 내용 정보 신호를 아날로그 정보 신호 출력과 결합시키기 위한 수단(56), 그리고 상기 디지탈 프로그램 신호를 위한 한 출력단(75L, 75R)을 포함하는 아날로그 영상 방송과 함께 디지탈 음향 방송을 통합하고, 매끄러운 수신을 제공하기 위한 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 아날로그 정보 신호(106)와 상기 디지탈 음향 프로그램(108)의 레벨(level)을 탐지하는 수단(104)과 상기 레벨(106, 108)들을 등화(equalizing)시키는 수단(110, 112)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 튜너(20)로부터의 음향 및 영상(A/V) 신호의 출력 레벨을 제어하기 위한 자동 이득 제어 모듈(automatic gain control module)(80)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 자동 이득 제어 모듈(80)이 수신된 정보 신호의 종류에 따라 상기 아날로그 프로세서(26, 82)와 상기 디지탈 프로세서(92)에 의해 선택적으로 제어됨을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 디지탈 음향 모듈(24)이 외부에서 디코딩된 BTSC 스테레오 신호를 수신하기 위한 음향 입력 단자(50L, 50R)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  15. 제14항에 있어서, 두 개의 입력단자(72, 50L, 50R)와 하나의 단일출력(75L, 75R)을 갖는 선택기 스위치(75L, 75R)를 더욱더 포함하며, 상기 첫 번째 입력단자(50L, 50R)가 상기 외부에서 디코딩된 BTSC 스테레오 신호를 받아들이고, 상기 두 번째 입력단자(72)가 상기 디지탈 프로그램 신호를 받아들이며, 상기 출력단자(75L, 75R)는 스테레오 시스템(16)으로 제공됨을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  16. 제15항에 있어서, BTSC 디코더(34)를 더욱더 포함하며, 상기 스위치(74)가 BTSC 디코더 음향 신호 입력을 받아들이기 위한 세 번째 입력단자(50L, 50R)를 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기의 아날로그 프로세서(26, 84)가 가입자로부터의 명령을 입력시키기 위한 수단(29, 31, 36) 그리고 TV 모니터 수상기(14)에 나타날 정보들을 출력하기 위한 수단(84)을 가짐을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
  18. 제10항에 있어서, 상기 TV 모니터 수상기에 상기 디지탈 프로그램 내용의 정보를 표시(displaying)하기 위한 수단(84)을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 유무선 TV 디지탈 정보 시스템장치.
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