KR100554431B1 - 차량 위성 디지털 오디오 라디오방송 수신기용 어댑터 및그러한 어댑터를 구비한 차량용 오디오 시스템 - Google Patents

차량 위성 디지털 오디오 라디오방송 수신기용 어댑터 및그러한 어댑터를 구비한 차량용 오디오 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보조 위성 디지털 오디오 라디오 서비스 수신기와 계기판에 달린 차량용 AM/FM 라디오 사이의 어댑터에 관한 것으로, 보조 SDARS 라디오로부터 계기판에 달린 AM/FM 라디오 수신기를 통해 차량 스테레오 재생 장치로 오디오 신호를 제공하기 위한 어댑터에서, 상기 보조 SDARS 라디오로부터 상기 오디오 신호를 수신하기 위한 어댑터 오디오 입력부; 상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부와의 케이블 연결을 위한 어댑터 RF 출력부; 상기 차량 AM/FM 안테나와의 케이블 연결을 위한 RF 안테나 어댑터 입력부; 내장용 안테나; 상기 내장용 안테나에 적재된 RF 저전원 증폭기; 상기 어댑터 오디오 입력부로부터의 상기 오디오 신호에 의해 RF 신호를 변조하기 위한 RF 변조기; 상기 RF 전원 증폭기 입력부 또는 상기 어댑터 RF 출력부에 상기 RF 변조기 출력부를 연결하기 위하여 사용자 인터페이스를 제어하는 제 1 RF 스위치; 및 상기 안테나 RF 입력부 또는 상기 RF 변조기 출력부에 상기 어댑터 RF 출력부를 연결하기 위하여 사용자 인터페이스를 제어하는 제 2 RF 스위치를 구비함을 특징으로 하여 구성된다.
차량, SDARS, AM/FM, 어댑터

Description

차량 위성 디지털 오디오 라디오방송 수신기용 어댑터 및 그러한 어댑터를 구비한 차량용 오디오 시스템{Low noise and distortion adapter and system for providing audio output signals from the auxiliary SDARS radio to the in-vehicle AM/FM radio}
도 1a 및 도 1b는 보조 SDARS 수신기를 구비한 종래의 차량내 오디오 시스템의 주요 블록에 대한 사시도;
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에 대한 차량 설치를 도시하는 도면;
도 3은 제안된 두개의 모드 어댑터에 대한 블록도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
90 : 어댑터 92 : 안테나
94 : RF 변조기 95 : 사용자 인터페이스
98 : RF 전원 증폭기
본 발명은 차량 위성방송 오디오 수신기용 어댑터에 관한 것으로, 특히 새로운 보조 SDARS(위성 디지털 오디오 라디오방송 서비스) 수신기가 공장에서 설치된 계기판에 달린 AM/FM 라디오를 통해 차량내 고성능 음성 시스템에 연결될 수 있도록 하는 어댑터와, 그러한 어댑터를 구비한 차량 오디오 시스템에 관한 것이다.
어떤 SDARS 수신기들은 위성 전송 라디오 같은 새로운 부품 서비스 시장에서 현존하는 차량용 오디오 시스템에 부가적으로 설치된다. 부속된 구성 요소들은 다양한 종류의 어댑터들을 통해 계기판에 달린 AM/FM 헤드 유닛 라디오와 통신되어야만 한다. AM/FM 헤드 유닛이라는 브랜드 이름을 가진 유닛은 RCA 출력을 갖는 소정의 보조 소스(카세트, MP3, CD 등등)와 보조 오디오 입력이 연결되도록 한다. 그 보조 소스는 표준 레벨의 출력 전압을 가지거나 또는 출력 레벨을 조절할 수 있는 음량 제어부를 가지고 있어야 한다.
만일 SDARS 라디오가 차량 스테레오 재생 장치에 보조 입력을 경유하여 연결된다면, 유선 시스템은 어떠한 오디오 신호 특성 손실도 갖지 않지만 직접적인 접지 연결은 다수의 문제들을 가지게 된다. RCA 케이블 및 공통 전원 라인은 여러가지의 차량내 전기 장애를 일으킨다: 교류발전기에서의 "와인(whine: 웅웅거리는 소리) 또는 산탄 잡음(점화장치, 스파크플러그) 중 하나, 또는 "히스(hiss)"(백색) 잡음 등등. 이러한 장애를 수리하는 최선의 방법으로 각각의 SDARS 및 AM/FM 라디 오 헤드 및 헤드 단부 오디오 장치에 전원 라인과 직렬로 맞물린 선택적 표준 10 밀리헨리 쵸크 인덕터를 갖는 상보적 GLI(접지 루프 절연체) 장치를 이용하고 있다. 그러나 오디오 성능은 차량내 유선 라우팅 및 섀시(접지) 연결 특성에 여전히 아주 민감하다.
차량내 오디오 시스템 통합을 위한 다른 방법으로 단거리 범위 무선 통신 링크가 있다. 유선 및 전기 전도체를 제거하는 다수의 무선 주파수 변조(FM) 시스템이 종래 기술에서도 설명되었다.
이러한 종래 기술은 예컨대 미국 특허등록 번호 제 5,970,390 호 및 미국 특허 등록 번호 제 6,493,546 호 B2에서 공개되어 있다. 시스템은 FM 방송 대역내에서 비어 있거나 사용되지 않는 주파수를 검색하고 최저 잡음 플로어를 갖는 부가적인 스캐닝 수신기를 갖는다. 자동적으로 검출된 비어 있는 주파수는 FM 송신으로 설정된다. 마이크로 컴퓨터 제어가 필요한 이러한 종류의 어댑터는 아주 거대하고 값비싸며, 단지 상업적인 방송 FM 신호와의 장애를 피할 수 있을 뿐 FM 송신 한계를 극복하지는 못한다.
FM 송신 원리는 1950년대 이래로 변화되지 않고 있으며, 명확히 구 시대의 기술이다. 음질은 FM 라디오 자체의 고유 한계에 의해 제한된다: FM 튜너는 단지 15kHz 까지의 주파수 응답, 60데시벨 근방의 신호 대 잡음비, 제한된 동적범위, 감소된 스테레오 채널 분할 등등을 갖는다. 거리에서의 차량 엔진 점화 VHF 잡음, 상업적인 FM 방송국 신호, 강우 등등과 같은 높은 환경 잡음은 계기판에 달린 차량용 FM 라디오 수신기로 전송되는 오디오 신호에 영향을 주어 혼신을 가져온다.
차량내 FM 무선 링크 성능은 방사 전원을 증가시킴으로서 향상될 수 있다. 그러나 FM 송신기는 저전원, 허가되지 않은 송신기에 대한 FCC 규칙 제15부에서의 규정에 따라 더 이상 RF 전원으로 송출할 수 없다. 그 전기장 세기는 안테나로부터 3 미터 떨어진 거리에서 미터당 250 마이크로볼트로 제한되어져야만 한다.
따라서, 종래 기술과 관련된 상기 문제들의 관점에서, 본 발명의 목적은 보조 SDARS 수신기 및 계기판에 달린 AM/FM 라디오 사이의 향상된 어댑터를 제공하는데 있다. 상기 어댑터는 무선 FM 통신 링크 및 유선 RF 링크를 함께 연결한다.
본 발명의 다른 목적은, 상기한 어댑터에 의해 보조 SDARS 수신기가 연결되는 차량용 오디오 시스템을 제공하는 것이다.
소정의 실시예들에서, SDARS 라디오 및 계기판에 달린 AM/FM 라디오 사이의 유선 및 전기 전도체를 제거하는 것이 바람직하다. 예컨대, 휴대용의 경우, "플러그 앤드 플레이" SDARS는 차량내 설비와 무선으로 통신한다. 그러한 상황 이외에, 높은 환경적 RF 잡음이 있거나 또는 FM 무선 링크가 상업적 방송 FM 방송국 신호로 인한 장애에 의해 파괴되는 경우에도 링크 성능은 RF 케이블을 통하여 무선 링크로부터 송신부로의 순간적인 스위칭에 의해 개선될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 보조 SDARS 라디오로부터 계기판에 달린 AM/FM 라디오 수신기를 통해 차량 스테레오 재생 장치로 오디오 신호를 제공하기 위한 어댑터에 있어서, 상기 보조 SDARS 라디오로부터 상기 오디오 신 호를 수신하기 위한 어댑터 오디오 입력부; 상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부와의 케이블 연결을 위한 어댑터 RF 출력부; 상기 차량 AM/FM 안테나와의 케이블 연결을 위한 RF 안테나 어댑터 입력부; 내장용 안테나; 상기 내장용 안테나에 적재된 RF 저전원 증폭기; 상기 어댑터 오디오 입력부로부터의 상기 오디오 신호에 의해 RF 신호를 변조하기 위한 RF 변조기; 상기 RF 전원 증폭기 입력부 또는 상기 어댑터 RF 출력부에 상기 RF 변조기 출력부를 연결하기 위하여 사용자 인터페이스를 제어하는 제 1 RF 스위치; 및 상기 안테나 RF 입력부 또는 상기 RF 변조기 출력부에 상기 어댑터 RF 출력부를 연결하기 위하여 사용자 인터페이스를 제어하는 제 2 RF 스위치를 구비하여 구성된다.
상기 어댑터가 완전 무선 모드로 배치되어 상기 오디오 신호가 상기 내장용 안테나 및 상기 차량 AM/FM 안테나 무선 링크를 통해 상기 AM/FM 라디오에 전송되도록 동작되는 경우, 상기 어댑터는 상기 어댑터 오디오 입력부에 연결된 상기 보조 SDARS 라디오; 상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부에 연결된 상기 차량 AM/FM 안테나; 및 상기 RF 변조기 출력부와 상기 RF 저전원 증폭기 사이의 연결에 상기 내장용 안테나에 의해 RF 방사 신호를 제공하는 상기 제 1 RF 스위치를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 어댑터가 유선 변조/송신 모드로 배치되는 경우에, 상기 어댑터는, 상기 RF 안테나 어댑터 입력부에 연결된 상기 차량 AM/FM 안테나; 상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부에 연결된 상기 어댑터 RF 출력부를 더 구비하며; 상기 변조 모드에서, 상기 제 1 RF 스위치 및 상기 제 2 RF 스위치는 상기 AM/FM 라디오 안테나 입 력부와 상기 RF 변조기 출력부의 연결을 제공하고, 상기 차량 AM/FM 안테나는 연결되지 않으며; 상기 송신 모드에서 상기 제 2 RF 스위치는 상기 차량 AM/FM 안테나와 상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부 사이의 연결을 제공하며; 그리고 상기 송신 모드에서 상기 제 1 RF 스위치는 상기 RF 변조기 출력부와 RF 방사 신호를 갖는 상기 RF 저전원 증폭기 사이의 연결을 상기 내장용 안테나에 의해 제공한다.
본 발명에 따른 차량용의, 보조 SDARS 수신기가 연결된 오디오 시스템은 계기판에 달린 AM/FM 라디오 수신기는 정규의 AM/FM 라디오 주파수를 이용하는 호환가능한 디지털 오디오 방송(DAB) 수신기이며; 보조 SDARS 라디오로부터 디지털 오디오 신호에 의해 DAD 호환가능 RF 신호 변조하도록 상기 RF 변조기가 제공되고, 특허청구범위 제 2 항 및 제 3 항에 따른 어댑터를 구비하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
본 발명의 다양한 바람직한 실시예들이 외부(또는 유리 위) 안테나(40)를 갖는 규정된(OEM 설비) 계기판에 달린 AM/FM 라디오(70)를 장착한 차량(10)을 보이는 도 1a, 1b에서 도시된다. 위성 송신기(20) 및 지붕위에 탑재된 위성 안테나(50)를 이용하는 새로운 위성 디지털 오디오 라디오 서비스(SDARS)가 RF 동축 케이블(51)을 통하여 SDARS 수신기(60) 보드상에 연결된다.
통상적으로 SDARS 수신기(60) 및 위성 안테나(50)는 보조 부품으로 설치된다. 부속품으로서의 SDARS 수신기(60)는 표준(스테레오 아날로그, 디지털 또는 둘 모두) 오디오 신호 출력을 갖는다. SDARS 라디오는 유선 오디오 케이블 시스템(61,71)을 이용하는 계기판에 달린 AM/FM 라디오(70)의 AUX(외부) 입력을 경 유하여 차량 스테레오 재생 장치(80)에 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 어댑터(90)를 통한 무선 연결을 제공하기 위한 시스템이 도 2에 도시된다. 제안된 어댑터의 블록도가 도 3에 도시된다.
도 2에서 도시되는 바와 같이 어댑터는 두개의 모드로 사용될 수 있다: 첫 번째 무선 모드(도 2a)는 고정 안테나(40)와 무선연결되는 안테나(92)가 내장된 어댑터를 통해 SDARS 수신기 출력(62)과 계기판에 달린 AM/FM 라디오(70) 사이의 완전 무선 연결을 제공한다.
두 번째 모드 어댑터는 유선 송신기/수신기로서 이용될 수 있다. 이 모드에서(도 2b), 계기판에 달린 AM/FM 라디오 안테나 입력은 RF 케이블을 통하여 어댑터 출력(91)에 연결된다. 이 때, 고정 차량 안테나(40)는 어댑터 입력(도 3의 99)에 연결된다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 사용자 인터페이스 유닛(95)은 고정 차량 안테나(도 2의 40) 및 변조기 RF 출력(91) 사이에서 계기판에 달린 AM/FM 라디오 안테나 입력을 스위칭하도록 한다. 도 2b에서와 같이 AM/FM 라디오 안테나 입력이 변조기 RF 출력(91)에 연결될 때, AM/FM 라디오는 케이블(91)을 통한 유선 연결로 인해 고충실도를 갖는 보조 SDARS 수신기(60)로부터만 단지 RF 신호를 수신할 수 있으며 원하지 않는 안테나(40)로부터의 방해 신호를 끊을 수 있다. 이러한 스위치 상태(스위치(96), 스위치(97) 및 AM/FM 라디오 안테나 입력과 폐회로 형성)에서는 어댑터가 단지 변조기로서만 사용되고 있다.
한편, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 사용자 인터페이스(95)도 역시 고정 차량 안테나(40)에 계기판에 달린 AM/FM 라디오 안테나 입력을 직접적으로 연결하도록 한다. 이러한 상태에서, RF 변조기로부터의 신호는 RF 전원 증폭기(98)에 의해 증폭될 수 있으며 내장용 안테나(92)로부터 방사될 수 있다. 이러한 연결(스위치(96), RF 전원 증폭기(98) 및 내장용 안테나(92)가 폐회로 형성(도 3에 도시된 스위치 상태))로, AM/FM 라디오는 AM/FM 방송국 뿐만 아니라 보조 SDARS 수신기(60)으로부터도 RF 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 일면에 따라, 인터페이스 어댑터(90)는 용이하게 형태를 바꿀 수 있으며 완전 무선 FM 송신기로서 그리고 유선 송신기/변조기로서 사용될 수 있다. 이러한 탄력적인 성능은 모든 종류의 차량내 오디오(80) 및 계기판에 달린 AM/FM 라디오(70) 시스템들에서 부속품으로서 SDARS 수신기(60) 설치를 위한 방법을 제공하는데 유익하고 바람직하다.
더욱이, 디지털 라디오로서 SDARS 수신기는 아날로그만이 아닌 디지털 오디오 출력 신호를 제공하여야 한다. 또한, 새로운 계기판에 달린 AM/FM 라디오는 미국에서의 대역내 채널상(IBOC) 시스템 표준과 같은, 정규 AM/FM 라디오 주파수들을 방송 디지털 오디오 신호들에 사용하는 호환가능한 디지털 오디오 방송(DAB) 시스템이 될 수도 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들에서, 아날로그 스테레오 FM 변조기와 같은 것이 아닌 디지털 DAB 호환가능한 RF 변조기 유닛(94)을 갖는 어댑터(90)를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 어댑터(90) 구조 및 두개의 모드 어댑터 응용 변형은 SDARS 수신기들로부터 계기판에 달린 AM/FM 라디오를 통해 차량 스테레오 재생 장치로 전송되어야 하는 아날로그 또는 디지털 오디오 신호에 좌우되지 않는다는 점에 주목해야 한다.
소정의 실시예들에서, SDARS 라디오 및 계기판에 달린 AM/FM 라디오 사이의 유선 및 전기 전도체를 제거하는 것이 바람직하다. 예컨대, 휴대용의 경우, "플러그 앤드 플레이" SDARS는 차량내 설비와 무선으로 통신한다. 그러한 상황 이외에, 높은 환경적 RF 잡음이 있거나 또는 FM 무선 링크가 상업적 방송 FM 방송국 신호로 인한 장애에 의해 파괴되는 경우에도 링크 성능은 RF 케이블을 통하여 무선 링크로부터 송신부로의 순간적인 스위칭에 의해 개선될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 어댑터는 무선 및 유선 링크 측 모두에서의 이점을 결합한다. 특히, 동축 RF 케이블을 통하여 계기판에 달린 AM/FM 라디오 튜터로의 송신 FM 변조 신호가 우수한 RF 신호 및 스테레오 오디오 특성을 제공한다. 사용자가 음질에 관한 이들 모드들 중 하나를 선택한다. 어댑터 체계는 최소한의 조작으로 순간적인 모드 스위칭을 제공하여야 한다. 어댑터는 FM 변조기, RF 전원 증폭기, 내장용 루프 안테나를 구비하며 내장용 안테나와 외부 RF 케이블 출력 사이에서 스위칭한다.
본 발명이 비록 상기 명세서 및 도면들로 설명되고 도시되어 있지만, 이러한 설명은 단지 예로서 기술된 것이고 수 많은 변경 및 변형이 본 발명의 진정한 기술적 사상 및 범위를 벗어남이 없이 기술분야의 당업자에 의해 달성될 수 있음을 이해하여야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 어댑터는, 높은 환경적 RF 잡음이 있거나 또는 FM 무선 링크가 상업적 방송 FM 방송국 신호로 인한 장애에 의해 파괴되는 경우에도 링크 성능은 RF 케이블을 통하여 무선 링크로부터 송신부로의 순간적인 스 위칭에 의해 개선될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 어댑터는 무선 및 유선 링크 측 모두에서의 이점을 결합한다. 특히, 동축 RF 케이블을 통하여 계기판에 달린 AM/FM 라디오 튜터로의 송신 FM 변조 신호가 우수한 RF 신호 및 스테레오 오디오 특성을 제공한다.

Claims (4)

  1. 보조 SDARS 라디오로부터 계기판에 달린 AM/FM 라디오 수신기를 통해 차량 스테레오 재생 장치로 오디오 신호를 제공하기 위한 어댑터에 있어서,
    상기 보조 SDARS 라디오로부터 상기 오디오 신호를 수신하기 위한 어댑터 오디오 입력부;
    상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부와의 케이블 연결을 위한 어댑터 RF 출력부;
    상기 차량 AM/FM 안테나와의 케이블 연결을 위한 RF 안테나 어댑터 입력부;
    내장용 안테나;
    상기 내장용 안테나에 적재된 RF 저전원 증폭기;
    상기 어댑터 오디오 입력부로부터의 상기 오디오 신호에 의해 RF 신호를 변조하기 위한 RF 변조기;
    상기 RF 전원 증폭기 입력부 또는 상기 어댑터 RF 출력부에 상기 RF 변조기 출력부를 연결하기 위하여 사용자 인터페이스를 제어하는 제 1 RF 스위치; 및
    상기 안테나 RF 입력부 또는 상기 RF 변조기 출력부에 상기 어댑터 RF 출력부를 연결하기 위하여 사용자 인터페이스를 제어하는 제 2 RF 스위치를 구비함을 특징으로 하는 어댑터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 어댑터가 완전 무선 모드로 배치되어 상기 오디오 신호가 상기 내장용 안테나 및 상기 차량 AM/FM 안테나 무선 링크를 통해 상기 AM/FM 라디오에 전송되도록 동작될 때, 상기 어댑터는,
    상기 어댑터 오디오 입력부에 연결된 상기 보조 SDARS 라디오;
    상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부에 연결된 상기 차량 AM/FM 안테나; 및
    상기 RF 변조기 출력부와 상기 RF 저전원 증폭기 사이의 연결에 상기 내장용 안테나에 의해 RF 방사 신호를 제공하는 상기 제 1 RF 스위치를 더 구비함을 특징으로 하는 어댑터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 어댑터가 유선 변조/송신 모드로 배치될 때, 상기 어댑터는,
    상기 RF 안테나 어댑터 입력부에 연결된 상기 차량 AM/FM 안테나;
    상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부에 연결된 상기 어댑터 RF 출력부를 더 구비하며;
    상기 변조 모드에서, 상기 제 1 RF 스위치 및 상기 제 2 RF 스위치는 상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부와 상기 RF 변조기 출력부의 연결을 제공하고, 상기 차량 AM/FM 안테나는 연결되지 않으며;
    상기 송신 모드에서 상기 제 2 RF 스위치는 상기 차량 AM/FM 안테나와 상기 AM/FM 라디오 안테나 입력부 사이의 연결을 제공하며; 그리고
    상기 송신 모드에서 상기 제 1 RF 스위치는 상기 RF 변조기 출력부와 RF 방사 신호를 갖는 상기 RF 저전원 증폭기 사이의 연결을 상기 내장용 안테나에 의해 제공하는 것을 특징으로 하는 어댑터.
  4. 계기판에 달린 AM/FM 라디오 수신기는 정규의 AM/FM 라디오 주파수를 이용하는 호환가능한 디지털 오디오 방송(DAB) 수신기이며; 상기 보조 SDARS 라디오로부터 디지털 오디오 신호에 의해 DAD 호환가능 RF 신호 변조하도록 상기 RF 변조기가 제공되고, 제 2 항 및 제 3 항에 따른 어댑터를 구비하여 보조 SDARS 수신기가 연결된 차량용 오디오 시스템.
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