KR20010008378A

KR20010008378A - 무선 송/수신장치 및 그 통신방식

Info

Publication number: KR20010008378A
Application number: KR1020000071455A
Authority: KR
Inventors: 이종영; 전양석; 김재현
Original assignee: 마상만; 주식회사 엠에스비케이
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2001-02-05

Abstract

본 발명은 무선 송/수신장치 및 그 통신방식에 관한 것으로서 미니폰, 휴대폰, 마우스폰, MP3 등에서 발생하는 음성신호를 송/수신할 수 있는 무선 송/수신장치와 이어폰 케이스 내에 무선 송/수신장치 및 배터리를 내장하여 상기 기기와 무선 송/수신이 가능한 무선 이어마이크폰 및 그 통신방식에 관한 것을 요지로 한다. 본 발명에서 송/수신부장치는 음성신호 발생원과 연결할 수 있는 커넥터 및 무선 이어마이크폰과 무선 통신이 가능하도록 송/수신회로를 구성하여 외부 단말기 형태 또는 내장형으로 제작한다. 무선 이어마이크폰 내부에는 송/수신회로, 마이크, 스피커 및 충전 배터리가 내장된 일체형으로 제작하여 귀에 걸어 사용이 가능하도록 소형화 및 경량화 하였다. 그리고 통신 방식은 850∼950MHz 주파수 대역대에서 half-duplex(반이중)방식으로 송/수신을 하며 전송수신 전환시간은 10msec로 하는 방식을 택했다. 또한 데이터의 변조 방식은 직접 FM FSK(Frequency Shift Keying)방식을 택하므로 기존 아날로그방식의 혼선과 도청 등의 문제점을 개선시킨 디지털 무선 이어마이크폰을 실현하였다.

또한 무선 이어마이크폰 케이스는 전자파 차폐물질을 이용하여 제작하므로 전자기기 및 인체에 유해한 전자파를 흡수할 수 있도록 하였다.

Description

무선 송/수신장치 및 그 통신방식{Digital wireless transmitter/receiver, and communication method therof}

본 발명은 무선 송/수신장치 및 그 통신방식에 관한 것으로서;

음성신호 발생원(미니폰, 휴대폰, 마우스폰, MP3 등)과 연결되어 무선 이어마이크폰과 송/수신할 수 있는 송/수신기장치는 송/수신회로 및 커넥터를 부착하여 외부 단말기 형태 또는 내장형(이하, 베이스이라 명명함)으로 제작하고, 무선 이어마이크폰은 내부에 상기 기기와 무선 송/수신이 가능하도록 송/수신회로, 마이크, 스피커 및 배터리를 장착하여 경량화 및 소형화된 무선 이어마이크폰으로 제작한다. 그리고 송/수신기간의 통신방식은 850∼950MHz 주파수 대역대에서 half-duplex(반이중)방식으로 송/수신을 하며 그 전송수신 전환시간은 10msec으로 매우 빠른 방식이다. 또한 데이터의 변조방식은 직접 FM(Frequency Modulation) FSK(Frequency Shift Keying)방식을 택하므로 기존 아날로그방식의 혼선과 도청 등의 문제점을 개선시킨 디지털 무선 이어마이크폰 실현하였다. 그리고 무선 이어마이크폰 사용 후 소모된 배터리의 전압량을 재충전하여 주는 충전시스템도 아울러 구비하였다. 또한 무선 이어마이크폰 케이스는 전자파 흡수 레진을 이용하므로 전자기기 및 인체에 유해한 전자파를 흡수할 수 있는 효과도 함께 이룰 수 있다.

현재 통신기기용 이어폰으로 가장 많이 사용되고 있는 유선 이어마이크폰은 통신기기 본체의 잭에 이어폰을 직접연결해서 사용하므로 일상생활 또는 차량 운전 중 사용자의 손이나 팔 등에 유선이 걸리는 등의 행동 및 거리 제약의 불편함이 따르고, 사용 후 이어폰 줄이 엉킴 및 꼬임 등의 보관상에 문제가 발생한다.

그리고 현재 무선 핸즈프리 킷트라고 생산되는 제품들을 살펴보면 일회용 배터리나 자동차 전원을 전력원으로 사용하는데 이것은 배터리를 정기적으로 교환해 주어야 하거나 다른 전원사용장치 없이는 자동차 전원사용이 불가능하다. 또한 스피커와 마이크가 각각 외부에 노출되어 있으므로 비밀통화를 위해서는 다시 유선 이어마이크폰을 핸즈프리 본체와 연결해야하는 불편함이 존재한다.

또한 기존의 무선 이어마이크폰 등은 라디오 FM 주파수를 사용하는 아날로그방식으로 통화 품질이 떨어지며, 주변 환경조건에 따른 잡음이나 통화 등에 어려움이 많고, 열에 약하고, 아날로그방식이므로 감청이 쉬워 도청의 위험성이 항상 존재한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로;

휴대폰, 미니폰, 마우스폰, MP3 등에서 발생하는 음성신호를 무선으로 송/수신할 수 있는 송/수신부장치에는 음성신호 발생원과 연결할 수 있는 커넥터 및 무선 이어마이크폰과 무선 통신을 할 수 있는 송/수신회로로 구성하여 베이스 형태로 제작하고 무선 이어마이크폰 내부에는 상기 기기와 무선 통신이 가능하도록 송/수신회로, 마이크 및 스피커를 이어마이크폰 케이스에 함께 넣어 제작함으로서 송/수신부를 일체화시키고 전력원으로 사용되는 배터리 또한 이어마이크폰 케이스 안에 장착하므로 무선 이어마이크폰을 소형화 및 경량화하여 사용자의 편리성을 도모하였다. 그리고 무선 통신방식은 850∼950MHz 주파수 대역대에서 half-duplex방식으로 송/수신을 하며 그 전송수신 전환시간은 10msec으로 매우 빠른 응답 전환을 하므로 데이터의 손실을 방지하고 잘못된 음성 데이터 신호는 mute처리를 하므로 최상의 음질 구현을 실현할 수 있었다. 또한 데이터의 변조 방식으로는 직접 FM FSK방식을 택하여서 기존 아날로그방식의 혼선과 도청 등의 문제점을 개선시킨 디지털 무선 이어마이크폰 관한 것이다.

그리고 본 발명의 무선 이어마이크폰의 구동전원으로 사용되는 배터리는 재충전할 수 있는 충전용 배터리를 내장하여 배터리 교체에 따른 불편함을 해소시켰고 사용 후 소모된 전압량을 다시 충전하여 줄 수 있는 외부 충전시스템을 아울러 제공하여줌으로서 배터리를 간단하게 충전할 수 있도록 하였다.

한편 본 발명의 또 다른 목적으로 전자파를 이용한 무선 이어마이크폰에서 필연적으로 발생하여 내부 회로간 방사되는 전자파가 외부로 방출되어 인체에 방출되는 것을 차단할 수 있도록, 본 발명품의 이어마이크폰 케이스는 대한민국 특허등록 제10-0261351호, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2000-00399162호에 명시된 전자파 흡수 레진을 사용하여 제조함으로서 전자기기 및 인체에 악영향을 미친다고 알려져 있는 전자파를 차단하는 효과도 함께 이룰 수 있도록 제공하였다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 통신장치의 개략적인 구성도

도 2는 본 발명에 따른 송/수신회로도

도 3은 본 발명에 따른 배터리 충전장치의 충전회로도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

(1) 베이스

(2) 커넥터

(3) 무선 이어마이크폰

(4) 충전기

(5) MIC(Mike)

(6) S.P(Speaker)

(7) PCM_DATA_I.C(Pulse Code Modulation DATA Integrated Circuit)

(8) CPU(Central Processing Unit)

(9) ANT(Antenna)

(10) MIXER

(11) VCO(Voltage Controlled Oscillator)

(12) PLL(Phase Locked Loop)

(13) Serial Interface

(14) DEM_FM_FSK(Demodulator Frequency Modulation Frequency Shift

Keying)

(15) DATA_SW_MODE(Data Switch Mode)

(16) LPF(Low Pass Filter)

(17) RF_POWER_AMP(Radio Frequency Power Amplifier)

(18) LNA(Low-Noise Amplifier)

(19) RF_BUFFER(Radio Frequency Buffer)

(20) 1, 2차 IF(Intermediate Frequency)

(21) RSSI_OUT(Receive Strength Signal Indicate Output)

(22) PCM_OUT(Pulse Code Modulation Output)

(23) VC(Voltage Controller)

(24) LPF-1(Low Pass Filter 1)

(25) DC_IN(Direct Current Input)

(26) 제어 회로

(27) 정전류 회로

(28) 전류 검출회로

(29) 전압 검출회로

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은;

음성신호를 발생하는 통신기기(휴대폰, 미니폰, 마우스폰, MP3 등)와; 상기 기기들과 연결할 수 있는 커넥터와 무선 이어마이크폰과의 음성신호 송/수신이 가능하도록 하는 850∼950MHz 주파수 대역의 디지털방식 송/수신회로 등으로 구성된 베이스 장치; 및 상기 송/수신 단말기와 무선으로 연결하여 음성신호 송/수신을 할 수 있는 850∼950MHz 주파수 대역의 디지털 송/수신회로, 이어폰, 마이크, 내장형 안테나 및 배터리로 구성된 무선 이어마이크폰과; 상기 무선 이어마이크폰의 전력원으로 사용되는 배터리를 충전할 수 있는 충전장치로 구성되어있다.

상기 베이스 장치는; 음성기기 본체에서 나오는 음성신호를 입출력할 수 있는 커넥터 단자와; 디지털 신호를 인식할 수 있는 I.C(Integrated Circuit) 칩 및 송/수신회로가 포함된 PCB(Printed Circuit Board)기판; 전압 및 송/수신출력 조정장치; 내장형 안테나 등으로 구성되어있고,

상기 무선 이어마이크폰은; 음성신호를 입출력하는 이어폰 및 마이크와; 850∼950MHz 주파수 대역의 디지털 신호를 인식할 수 있는 I.C 칩 및 송/수신회로가 포함된 PCB기판; 전압 및 송/수신출력 조정장치; 충전용 배터리; 내장형 안테나 등으로 구성되어있다.

그리고 상기 충전장치는; 충전 배터리를 충전할 수 있는 충전회로로 구성되어있다.

또한 외부 단말기 및 무선 이어마이크폰 케이스는 전자파 흡수 레진을 이용하여 전자기기 및 인체에 유해한 전자파를 흡수할 수 있도록 제작하였다.

이하, 본 발명의 구체적인 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 통신장치의 개략적인 구성도로;

무선 송/수신 회로가 내장된 베이스(1)부분, 음성신호 발생원과 연결되는 커넥터(2)부분, 무선 송/수신 회로가 내장된 무선 이어마이크폰(3) 및 충전 회로가 내장된 충전기(4)부분으로 구성되있다.

도 2는 본 발명에 따른 송/수신 회로도이다.

송신부의 음성신호에 대한 처리는;

마이크(5)로 입력된 음성신호를 PCM_DATA_I.C(3)가 4, 6, 8 또는 12-bit PCM_DATA로 변환하여 PCM_OUT(22)으로 출력시키고, 이렇게 출력된 PCM_DATA는 CPU(8)로 입력되어 다시 AD_PCM_DATA(AD: Analog-to-Digital)로 변환된다. 이 AD_PCM_DATA는 DATA_SW_MOD(15)를 통하여 직접 FM_FSK로 변조되어서 주파수 위상 비교기 PLL(12)로부터 850MHz∼950MHz의 무선 주파수로 고정된다. 주파수 위상 비교기 PLL(12)로부터 DC(Direct Current)전압이 입력되면 PLL(12)에서는 기준 발진 주파수와 VCO(11)측 주파수의 위상을 서로 비교하여 DC전압을 출력하고, 출력된 전압에서 남아있는 잔류 펄스는 LPF(16)를 거쳐서 완전한 DC전압으로 만들어서 다시 VCO(11)의 VC(23)에 인가시킨다. 이런 방식으로 고정된 신호의 850MHz∼950MHz 주파수 데이터는 CPU(8)에서 준비된 주파수 데이터 신호를 Serial Interface(13)에 입력하여 동작된다. RF출력은 VCO(11)에서 고정된 850MHz∼950MHz 주파수 신호가 DATA_SW_MODE(15)에서 변조되고 RF_POWER_AMP(17) 회로를 동작하여 ANT(9)로 출력된다.

수신부의 음성신호에 대한 처리는;

ANT(9)로부터 인가된 850MHz∼950MHz 주파수 신호가 LNA(18)로 증폭되어서 RF_BUFFER(19)로 인가된다. 그 후 MIXER(10) 회로를 통과하여 10.7MHz IF 중간 주파수로 변환된다. MIXER(10) 회로의 기준 주파수는 CPU(8)에 준비된 주파수를 입력받아 Serial Interface(13)와 DATA_SW_MODE(15)를 거치고, 주파수 위상 비교기 PLL(12)과 VCO(11)를 통과하여 MIXER(10)에 인가된다.

MIXER(6)의 RF 10.7MHz 신호는 1, 2차 IF(20)를 거치면서 RSSI_OUT(21)으로 전압을 출력하고, 일부 RF 신호는 DEM_FM_FSK(14)로 입력되어 직접 FM_FSK로 변환된다. 이렇게 변환된 신호는 LPF-1(24)을 통과시켜서 RX_DATA(RX: Receiver)로 변환한 후 CPU(8) 제어부로 입력하여 AD_PCM_DATA를 4, 6, 8 또는 12bit의 PCM_DATA로 변환하여 준다. 그 후 이 신호는 PCM_DATA_I.C(7)로 입력시켜 음성 신호로 변환하고 스피커(6)를 통해서 출력한다.

도 3은 본 발명에 따른 배터리 충전장치의 충전 회로도이다.

충전회로는 정전압 정전류 제어방식으로 구성되어있고 정전류 회로(27)를 통해서 충전초기에는 정전류 충전을 함으로서 충전시간을 단축하고, 전압 검출회로(29)에서 원하는 전압에 도달하면 제어 회로(26)가 동작하여 정전류 충전이 중지되고 정전압 충전으로 전환한다. 가해지는 전류를 정지하면 내부 임피던스에 걸리는 전압만큼 전지 전압은 저하되지만 DC_IN(25)에서 공급되는 전압과 전지의 내부 임피던스에 의해 결정되는 전류에서 충전을 계속하고 전류 검출회로(29)에서 충전전류가 저하되고 있다는 것을 검출하여 제어 회로(26)에서 충전을 중지시킨다.

그리고 무선 이어마이크폰 케이스의 제조시에는 케이스 뒷면에 음성 흡입구 만들어 음성이 회절에 의하여 쌍방향으로 마이크 진동자에 도달할 수 있도록 기구적인 변화를 주었다.

상기 적용예에 따라 개발된 디지털 무선 이어마이크폰은;

데이터 송/수신 주파수로 850~950MHz의 고주파 대역을 사용하고, 송/수신 전환시간은 10msec로 매우 신속하게 처리하므로서 송/수신 데이터의 중첩에 의한 손실을 방어하고 데이터 압축비를 4에서 12-bit까지 증가시키므로서 많은 데이터 sampling이 AD_PCM_DATA로 변환되어 공급되고 잘못된 데이터 신호는 mute처리를 하므로 최상의 음질을 구현할 수 있었다. 디지털 무선 이어마이크폰은 스피커와 마이크의 일체형이지만 마이크는 실내에서 무지향성으로, 실외에서는 쌍지향성 즉, Noise canceling type으로 작용할 수 있도록 기구적인 설계에서 무선 이어마이크폰의 케이스 뒷면에 음성의 흡입구를 별도로 줌으로써 하우링이나 에코현상이 전혀 발생하지 않는다.

그리고 충전기에 내장된 정전압 정전류 제어방식 충전회로를 통한 정전류 충전으로 신속한 배터리충전과 충전 완료후 정전압 충전으로 자동 전환되어 과전충전에 따른 배터리 파손을 방지시켰다. 따라서 충전 회로시스템를 통한 이어마이크폰 내장 충전 배터리를 재충전하여 줌으로서 배터리 교체에 따른 불편함 해소와 FM FSK방식을 채용하므로서 저전력 소모에 따른 장시간 사용에 편리함 및 도청방지 효과를 준다.

한편, 베이스와 이어마이크폰의 케이스를 전자파 흡수 레진을 사용하여 제조함으로써 내부회로에 장착된 I.C에서 필연적으로 발생하는 전자파로 인한 부품간 노이즈 현상 및 외부로의 전자파 방사를 막아 전자파로 인한 악영향을 방지하여 준다.

그리고 베이스와 무선 이어마이크폰 내부에는 송/수신회로, 마이크, 스피커 및 배터리 등을 일체화시켜 같은 케이스 안에 장착하므로 소형화 및 경량화를 이루었다.

이상에서 본 발명의 특정한 실시예를 설명 및 도시하였지만 본 발명은 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것이 자명한 일이다.

이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 휴대폰용 무선 송/수신장치 및 그 통신방식의 효과는;

무선 이어마이크폰 케이스 안에 송/수신회로, 마이크, 스피커, 및 배터리를 장착하고도 경량화 및 소형화된 제품을 제작할 수 있으므로 휴대 및 사용이 간편해지고, 충전용 배터리를 사용함으로서 배터리 교환에 대한 불편함이 감소하고 별도의 충전기를 사용함으로 간단하게 무선 이어마이크폰 배터리 충전을 할 수 있다. 그리고 850∼950MHz 주파수 대역대의 디지털 무선 통신방식을 사용하는 half-duplex(반이중)방식으로 송/수신부간의 정확한 데이터의 송/수신을 위해서 직접 FM FSK 방식을 채택하여 송/수신시 기존 아날로그 방식의 제품보다 통신거리 및 음질이 향상되어 깨끗한 통화가 가능함은 물론 혼선과 도청도 방지된다.

또한 전자파 차폐물질을 이용하여 제조된 이어마이크폰 케이스로 인하여 전자기기 및 인체에 악영향을 미친다고 알려져 있는 전자파를 효과적으로 차단하여 노이즈 발생의 원인을 제거함으로서 최상의 통화 품질을 구현 인체에 흡수되는 전자파를 줄일 수 있다.

Claims

무선 이어마이크폰의 무선 통신방식에 있어서;

(1) 850∼950MHz 주파수 대역에서 half-duplex 방식으로 데이터 송/수신 전환시간는 10msec (송신:10msec, 수신:10msec)로 하는 디지털 무선 통신방식

(2) 데이터 변조방식을 직접 FM FSK로 하는 무선 이어마이크폰

(3) 음성 데이터의 압축비를 4, 6, 8 또는 12-bit로 sampling하여 AD_PCM_DATA로 변환하는 디지털무선 통신방식

(4) 음성 데이터의 송/수신시 깨끗한 통화를 위해서 잘못된 신호는 mute처리를 하는 방식
정전압 정전류 제어방식의 충전회로의 정전류 회로를 통한 정전류 충전으로 충전 시간단축과;

원하는 전압도달시 전압 검출회로의 제어 회로가 동작하여 정전류 충전이 중지되고 정전압 충전으로 전환하여 과충전에 의한 배터리 보호;

할 수 있는 회로가 구비된 무선 이어마이크폰의 배터리 충전시스템.
음성신호 발생원(미니폰, 마우스폰, MP3, 휴대폰 등)에 연결하여 사용하는 베이스장치에 충전용 배터리를 내장하는 한편 보다 장시간동안 본 무선 이어마이크를 사용할 수 있도록 음성신호 발생원 자체의 배터리에 커넥터(Connector 및 Plug)를 연결할 수 있게 설계된 베이스 장치.
송신용 안테나와 수신용 안테나를 하나로 일체화 시켜서 무선 이어폰 마이크케이스의 내부에 내장시킨 무선 이어마이크폰
무선 이어마이크폰부는 스피커와 마이크를 일체형으로 함에도 불구하고 하울링이나 에코현상을 제거시킨 무선 이어마이크폰으로 동 마이크는 실내용으로 쓰일 경우는 무지향성 마이크로폰을 적용하며 핸드폰과 같은 실외용으로 사용이 되는 이어마이크폰일 경우는 동 마이크로폰을 쌍지향성 마이크 즉, Noise canceling type를 적용시킨 무선 이어마이크로폰.
PCB 회로간 장착된 I.C 칩에서 방사하는 전자파의 외부 노출과 내부 노이즈 간섭을 제거할 있는 전자파 흡수레진을 사용하여 제조된 베이스와 무선 이어마이크폰 케이스.