KR20110006113A - 무선 음향 전송 방법 및 이를 적용하는 장치 - Google Patents

Abstract

무선 음향장치{Wireless Audio System}에 관해 기술된다.

개시된 무선 송신기는 저주파 음향 신호를 고주파로 변조하여 라디오 전파를 발생하는 무선 송출 시스템이며, 송출 주파수 대역 내에서의 유휴 주파수 채널을 탐색하는 채널 탐색부와 탐색된 유휴 채널에 대응하게 송출 주파수를 제어하는 주파수 제어부를 구비한다.

Description

무선 음향 전송 방법 및 이를 적용하는 장치{Wireless Audio transmitting method and System adopting the method}

본 발명은 무선 음향 전송 방법 및 이를 적용하는 장치에 관련하며, 상세히는 일반적인 수신기를 효율적으로 응용할 수 있는 다용도 무선 음향 전송 방법 및 그 장치에 관련된다.

컴퓨터, 휴대폰, MP3 등의 각종 음향 장치는 소형의 스피커를 내장하고 있다. 이러한 장치는 일반적으로 소형의 스피커를 내장하고 있기 때문에 고성능, 고출력, 고음질의 음향을 얻기 어렵다.

이를 보완하는 방법으로 일반적으로 무선 또는 유선으로 연결되는 음향 장치가 이용된다. 유선 음향 장치는 음향 증폭 시스템과 스피커 시스템을 가진다. 유선 음향 장치는 음향 소스와의 연결을 위한 별도의 인터커넥터(흔히 인터케이블이라함)을 요구한다. 이러한 인터커넥터는 별도의 관리 및 유지를 요구할 뿐 아니라 일정 거리 이상에 제한이 따른다. 무선 음향 장치는 음향 증폭 시스템과 스피커 시스템에 더불어 무선으로 음향을 송/수신하는 무선 송/수신 장치를 포함한다. 일반적으로 송신 장치와 수신 장치는 한 짝으로 전용화되어 있는 것으로서, 고음질의 입 체 음향 송수신이 가능한 FM(Frequency modulation) 방식의 취하고 있다.이러한 무선 음향 시스템은 전용화된 무선 송수신 장치 및 스피커 장치으로 구성되기 때문에 매우 고가인 단점이 있을 뿐 아니라 일반적 사용자가 사용하기에는 불편하다.

본 발명의 실시 예들에 따르면 일반적인 공중파 수신기를 이용할 수 있는 무선 음향장치가 제공된다.

한 실시 예에 따르면,

공중파 주파수 대역에서 유휴 주파수 채널을 탐색하는 단계;

상기 유휴 주파수 채널에 대응하는 송출 주파수를 결정하는 단계;

상기 송출 주파수에 대응하는 고주파 신호를 얻는 단계;

별도로 인가된 저주파 음향 신호와 상기 고주파 신호를 합성 변조하는 단계;

상기 변조된 고주파 신호를 공중에 방사하는 단계;를 포함하는 무선 음향 전송 방법이 제공된다.

다른 실시 예에 따르면, 상기 고주파 신호는 전압제어발진기에 의해 발생하며, 상기 전압제어발진기는 상기 송출 주파수에 대응하는 제어 전압에 의해 제어한다.

구체적인 한 실시예에 따르면, 상기 변조는 주파수 변조(FM)이며, 상기 저주파 음향 신호는 디지탈 음원에 의해 발생할 수 있다.

다른 실시 예에 따르면,

저주파 음향 신호와 고주파 신호를 합성 변조하여 송신부;

상기 송신부의 송신 주파수 대역 내에서, 유휴 주파수 채널을 탐색하는 채널 탐색부; 그리고

탐색된 유휴 채널에 대응하게 상기 송신부의 송신 주파수를 제어하는 주파수 제어부;를 포함하는 무선 음향 장치가 제공된다.

다른 실시 예에 따르면, 상기 송신부는 전압제어발진기를 포함하며;

상기 주파수 제어부는 송신 주파수에 대응하는 전압을 발생한다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 송신 주파수 대역에 대응하는 수신 대역을 가지는 수신부를 더 구비할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 채널 탐색부는 상기 수신부의 채널을 변화시키면서 유휴채널을 탐색하도록 되어 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 송신부와 수신부의 주파수 정보 중 적어도 어느 하나를 표시하는 표시부를 더 구비할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 송신부와 수신부의 적어도 어느 하나로 부터의 저주파 신호를 출력하는 저주파 출력부를 더 구비할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 저주파 음향 신호를 발생하는 음원부를 더 구비할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 무선 음향 장치의 다양한 실시 예에 대해 설명한다.

도 1은 기본적인 구조를 가지는 일 실시 예에 따른 무선 음향 장치의 구조를 보이는 블럭도 이다.

도면의 우측 상부로부터 저주파 음향부(10)는 무선 송신부(20)로 연결된다. 이러한 저주파 음향부(10)는 자체적인 음원(Audio source)을 가지거나, 외부로 부터 음향신호를 입력받은 구조를 가질 수 있다. 자체적인 음원은 저주파 음향 신호를 발생하는 디지탈 음원 등의 모든 전자적 장치를 포함할 수 있으며, 대표적인 예로는 MP3 재생기이다.

상기 무선 송신부(20)는 변조부(21)와 고주파 발진부(22)를 구비한다. 변조부(21)는 음향부(10)로 부터의 저주파 신호와 고주파 발진부(22)로부터의 고주파 신호를 합성 변조하여 이를 출력한다. 일반적으로 변조부(21)로부터의 고주파 변조 신호는 고주파 전력 증폭기(미도시)를 거쳐 안테나(23)를 통해 방사된다. 본 실시 예에서는 고주파 전력 증폭부가 변조부(21)에 포함되는 것으로 이해될 수 있다.

한편, 상기 고주파 발진부(22)는 발진 주파수 제어부(30)에 연결된다. 제어부(30)는 상기 고주파 발진부(22)에서의 발진 주파수를 제어하는 제어신호 발생부(31)와 수동 채널 선택부(32)를 구비한다. 여기에서 수동 채널 선택부(32)는 선택적인 요소로서 제어신호 발생을 위한 기준 주파수를 수동으로 선택하여 이 정보를 제어신호 발생부(31)에 제공한다. 상기 수동 채널 선택부(32)는 후술하는 자동 채널 탐색부(41)와 병존함으로써 송신 주파수를 초기 세팅하거나, 사용자가 수동으로 임의 발진 주파수를 결정할 수 있게 하는 것이다.

수신부(40)는 공중파 신호가 없는 유휴 채널을 자동으로 탐색하여 그 정보를 제어신호 발생부(31)로 인가한다. 이러한 수신부(40)는 공중파 수신 안테나(43)와 이에 연결되는 동조/검파부(42) 및 동조/검파부(42)의 주어진 수신 주파수 대역 내에서 수신 주파수를 제어하면서 공중파가 신호가 없는 주파수 대역을 탐색하는 채 널 탐색부(41)를 구비한다. 상기 수신부(40)의 동조/검파부(42)는 동조 주파수로 부터 방송 신호를 얻어내는 장치이며, 일반적인 수신 장치에서 이용되는 부가적 요소, 예를 들어 동조회로, 고주파 증폭장치, 검파회로, 저주파 증폭 장치 등을 공중파의 수신에 필요한 공지 요소를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 탐색 및 송신 주파수 결정의 과정을 보여주는 플로우 챠트이다.

무선 음향 장치의 송출 주파수 선택과정이 시작(91) 되어 채널 탐색 명령이 주어지며, 수신기의 수신 주파수를 변화시키면서 유휴 주파수를 찾는다(92). 이때에 수신 주파수는, FM 방송의 경우, 100 킬로헬쯔 단위로 한 단계씩 증가시키고, 각 단계별 공중파 수신신호 유무를 판단하여 수신 주파수가 유휴 주파수(F_idle)인지 여부를 판단한다(92-93).

탐색된 주파수로 부터 수신 신호가 있으며, 다시 채널 탐색(92) 및 유휴 채널 여부 판단(93)을 반복한다. 그리고, 탐색된 주파수가 공중파 신호가 없는 유휴 주파수인 것으로 판단되면, 이 주파수를 송신 주파수(Fout)로 결정한다(94). 이 송신 주파수(Fout)은 발진주파수(Fosc)와 일치할 수 도 있고, 다를 수도 있는데, 다른 경우는 일반적인 FM 송신기에서와 같이 1 단 또는 그 이상의 체배기(Frequency Doubler/Multiplier)가 존재하는 경우이다. 송신 주파수(Fout)가 결정되면, 송신 주파수(Fout)에 대응하는 제어신호를 발생하여 고주파 발진기의 발진 주파수를 결정하여(95), 송신이 가능한 준비(스탠바이) 상태가 되게 한다(96).

위에서 설명된 바와 같이, 본원 발명의 무선 음향 장치는 공중파 수신기 예를 들어 AM, FM 수신기를 최종 음향 출력 장치로서 이용할 수 있도록 설계된다. 즉, 가정이나 사무실, 차량 내부 등에는 비교적 고성능의 스피커시스템을 장착한 TV 및 라디오, 또는 무선 증폭기(앰프) 등의 방송음향기기가 산재해 있으며, 이들 기기들은 기본적으로 무선 또는 라디오 수신기 등의 방송 수신기가 내장되어 있으므로 이를 효율적으로 활용할 수 있게 된다. 이러한 본원 발명은 출력 주파수를 결정함에 있어서, 공중파 신호를 자동 탐색하여 공중파 신호가 없는 유휴 주파수 대역(채널)을 이용함으로써 기존 방송채널에 대한 간섭을 배재하는 것이다.

적절한 수신기로서는 FM 공중파 수신기가 사용될 있다. VHF 대역에서의 FM 방송의 경우 88~108MHz, TV 방송의 경우 54-806MHz 이다. 이러한 방송 채널의 주파수는 주어진 할당된 서비스 대역폭 내에서 일정한 간격을 두고 있는데, 이는 채널간 간섭 및 혼신 등을 피하기 위한 것이다. 예를 들어, 200KHz 채널 대역폭을 갖는 방송 신호를 통상 1MHz 의 간격을 두어 배치하여 사용하고 있으며, 우리나라의 경우 800KHz 이상의 주파수 이격을 권장하고 있다. 따라서 실제 방송 서비스 대역 내에는 실제로 사용되지 않는 주파수 자원이 매우 많이 존재한다. 이러한 유휴 주파수 자원을 사용함에 있어서, 본 발명은 이를 자동으로 탐색하여 간섭이나 혼신이 발생하지 않는 정도의 유휴 주파수 대역 내에서 무선 음향 장치의 송출주파수를 결정하는 것이다.

변조 방식 중, FM 방식이 고음질 전송에 적합하다. 상기 채널 탐색부(41)는, 도 3에 도시된 바와 같이 FM 방송서비스 주파수인 88~108MHz 의 방송신호를 가장 낮은 주파수인 88MHz부터 상향으로, 예를 들어 100kHz 단위로 스캔하여 해당지역에서 서비스되고 있는 방송 주파수(F₁, F₂, F₃)를 탐색하고 이로부터 사용되지 않는 유휴 주파수(F_idle)를 찾아낸다. 이 유휴 주파수(F_idle)는 인접 주파수의 방송 채널과의 간섭 및 혼신이 없는 충분한 유휴 주파수 대역(B_idle) 내에 위치시킴이 필요하다.

상기 고주파 발진부(22)는 발진 주파수가 전압의 크기에 의존하는 전압 제어발진방식을 취할 수 있다. 즉, 고주파 발진부(22)는 전압제어발진기(VCO, Voltage Controlled Oscilator)를 포함할 수 있다. 예를 들어 전압제어 발진기(VCO)에 대한 주파수 제어 전압의 범위가 1 ~ 5 볼트인 경우, 상기 탐색된 채널에 대응하는 전압범위는 1 ~ 5 볼트이다. 따라서, VHF FM 주파수 범위 즉, 88~108MHz 대역에서 탐색된 유휴 주파수에 대응하는 1~ 5V 범위 내의 전압으로 환산하여 이를 제어신호(Vosc)로서 고주파 발진부(22)에 인가한다. 고주파 발진부(22)는 주어진 주파수의 고주파 신호를 변조/출력부(21)에 인가하고, 변조/출력부(21)는 입력된 저주파 오디오 신호를 고주파 신호와 합성 변조한다. 여기에서 VCO는 일반적인 PLL(Phase Locked Loop) 방식의 합성기의 일부가 될 수 있으며, 따라서 상기 변조/출력부(21)는 PLL 방식을 채택할 수 있다.

한편, 상기 변조/출력부(21)에 얻어진 고주파 변조 신호는 전술한 바와 같이 체배기 등에 의해 주파수가 체배될 수 있으며, 또한 체배된 고주파 신호는 증폭기를 통해 높은 전력을 가질 수 있다. 이와 같이 높은 전력의 고주파 FM 변조 신호는 안테나(23)를 통해 공중으로 전파되게 된다. 일반적인 송신기에서와 같이 안테 나(23)에서의 최적의 방사를 위해서는 안테나(23)와 출력부(21) 간의 정합이 필요하며, 따라서 안테나의 전단에는 임피던스 정합기(Impedance Matcher)가 마련될 수 도 있다.

도 4는 다른 실시 예에 따른 무선 음향 장치의 구조를 설명하는 블럭도이다.

도 4에 도시된 무선 음향 장치는 도 1에 도시된 구조에 표시부(60) 및 오디오 (저주파) 출력부(50)가 추가된 구조를 가진다.

표시부(60)는 수신부(40)에서의 수신 주파수, 송신부(50)에서의 송신 주파수 등을 표시할 수 있으며, 그 외에 무선 음향 장치의 내부 기능에 관련된 정보를 표시할 수 있다.

한편, 오디오 출력부(50)는 저주파 증폭부(51) 및 출력용 스피커(52)를 포함할 수 있다. 이러한 오디오 출력부(50)는 수신부(52)로부터 얻어지는 공중파 방송을 출력함으로써, 본 발명에 따른 무선 음향 장치가 라디오 수신기로서 사용이 가능하도록 한다. 또한, 상기 오디오 출력부(50)는 음향부(10)로부터의 저주파 신호도 출력할 수 있다. 이는 그 자체로서 MP3 재생장치와 같은 오디오 장치로 사용될 수 있는 것이며, 한편으로는 송신되는 내용을 출력하는, 즉 송신 모니터로서도 사용될 수 있게 한다.

상기한 본 발명에 따른 무선 음향 전송 방법 및 이를 적용하는 장치는 MP3 재생장치와 같은 오디오 장치에 적용함으로써 그 자체로서 독립적인 재상장치로 사용될 뿐 아니라 원거리에 있는 양질의 재생장치를 이용하고자 하는 경우, 자동으로 유휴주파수를 탐색한 후 이 주파수로 무선 송출함으로써, 주변의 다양한 형태의 무 선 수신 장치, 예를 들어 라디오, 카세트, 수신기와 출력장치가 마련된 무선 수신출력 장치등이 포함된 오디오 시스템을 이용할 수 있게 된다. 이러한 방법은 다수의 수신 장치를 네트워크의 형태로 분산시킴으로서 넓은 지역으로의 방송이 가능한 장치의 구현이 가능하게 된다.

지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 음향 장치의 구조를 보이는 블럭도 이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널 탐색 및 송신 주파수 결정의 과정을 보여주는 플로우 챠트이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 선택되는 유휴 주파수 밴드 내에서 송신 주파수의 위치를 설명하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 음향 장치의 구조를 설명하는 블럭도이다.

도 5는 일반적인 수신기의 개략적 구조를 보이는 블럭도이다.

Claims (11)

1. 공중파 주파수 대역에서 유휴 주파수 채널을 탐색하는 단계;

   상기 유휴 주파수 채널에 대응하는 송출 주파수를 결정하는 단계;

   상기 송출 주파수에 대응하는 고주파 신호를 얻는 단계;

   별도로 인가된 저주파 음향 신호와 상기 고주파 신호를 합성 변조하는 단계;

   상기 변조된 고주파 신호를 공중에 방사하는 단계;를 포함하는 무선 음향 전송 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고주파 신호는 전압제어발진기에 의해 발생하며, 상기 전압제어발진기는 상기 송출 주파수에 대응하는 제어 전압에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 음향 전송 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 변조는 주파수 변조(FM)인 것을 특징으로 하는 무선 음향 전송 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 저주파 음향 신호는 디지탈 음원에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는 무선 음향 전송 방법.
5. 저주파 음향 신호와 고주파 신호를 합성 변조하여 송신부;

   상기 송신부의 송신 주파수 대역 내에서, 유휴 주파수 채널을 탐색하는 채널 탐색부; 그리고

   탐색된 유휴 채널에 대응하게 상기 송신부의 송신 주파수를 제어하는 주파수 제어부;를 포함하는 무선 음향 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 송신부는 전압제어발진기를 포함하며;

   상기 주파수 제어부는 송신 주파수에 대응하는 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 무선 음향 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 송신 주파수 대역에 대응하는 수신 대역을 가지는 수신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 음향 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 채널 탐색부는 상기 수신부의 채널을 변화시키면서 유휴채널을 탐색하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 음향 장치.
9. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 송신부와 수신부의 주파수 정보 중 적어도 어느 하나를 표시하는 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 음향 장치.
10. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 송신부와 수신부의 적어도 어느 하나로 부터의 저주파 신호를 출력하는 저주파 출력부를 더 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 음향 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 저주파 음향 신호를 발생하는 음원부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 음향 장치.

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