TWI437827B - 無線訊號發射器及相關多媒體系統 - Google Patents

Description

無線訊號發射器及相關多媒體系統

本發明係指一種無線訊號發射器及相關多媒體系統，尤指一種將調頻訊號與電源訊號合併傳輸之無線訊號發射器及相關多媒體系統。

衛星廣播(Satellite Radio)是繼調幅、調頻廣播之後的第三代廣播技術，其可透過較佳的頻譜使用效率，解決長期以來廣播電台頻道取得困難之問題。另一方面，大眾對於車用的通訊及多媒體服務，如衛星導航、收聽廣播及視訊節目等，日漸重視。然而，一般的車用多媒體系統僅能接收調幅/調頻廣播，沒有內建接收衛星廣播的功能。若使用者欲於行駛時收聽衛星廣播節目，必須於車上安裝一衛星廣播接收器，即能享有衛星廣播的高音質及附加的數據服務功能。

習知衛星廣播接收器除了用來解調衛星廣播訊號，還可將衛星廣播的內容以調頻訊號的形式發射至車上的調頻解調器，再由音響設備播放。此外，點煙器(Cigarette Lighter Adapter，CLA)亦是不可或缺的車用電子設備，用來將電源轉接至手機、多媒體播放器或衛星廣播接收器等。習知點煙器內建有調頻訊號發射功能，方便使用者將外接之多媒體播放器所儲存的音樂內容，傳送至調頻解調器，再由音響設備播放解調所得之音訊訊號。

請參考第1圖，第1圖為習知一車用多媒體系統10之示意圖。車用多媒體系統10包含有一衛星廣播接收器110、一點煙器120、一傳輸線130、一調頻接收天線140、一調頻解調器150及一揚聲器160。衛星廣播接收器110包含有一衛星接收天線112、一訊號轉換電路114及一調頻發射天線116，訊號轉換電路114用來將衛星接收天線112所接收的衛星廣播訊號轉換為調頻訊號，透過調頻發射天線116發射至空氣中。點煙器120耦接於一電源供應器12，用來將電源供應器12之輸出電源轉換為衛星廣播接收器110運作所需之電源，由傳輸線130傳輸至衛星廣播接收器110。點煙器120包含有一調頻發射電路122及一調頻發射天線124，調頻發射電路122用來將使用者欲播放的音訊訊號轉換為調頻訊號，透過調頻發射天線124發射出去。調頻接收天線140接收衛星廣播接收器110之調頻發射天線116或點煙器120之調頻發射天線124所發射的調頻訊號，傳送至調頻解調器150進行解調。最後，解調所得之音訊訊號傳送至揚聲器160播放。

以習知車用多媒體系統10而言，衛星廣播接收器110之調頻發射天線116通常設置於汽車的車殼上，並且必須盡量近調頻接收天線140，在安裝上並不方便。另一方面，點煙器120之調頻發射天線124通常設置於點煙器內部的印刷電路板上，較少是外露式天線，因此調頻發射天線124容易受到機構外型的限制，調頻訊號發射功能不佳，導致播放之音訊訊號品質無法提升。目前來說，衛星廣播接收器110及點煙器120的調頻發射功能尚未臻最佳化。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種無線訊號發射器及相關多媒體系統。

本發明揭露一種無線訊號發射器，包含有一第一濾波單元，耦接於一第一傳輸線，用來濾除該第一傳輸線上之一第一調頻訊號，以及輸出該第一傳輸線上之一第一直流電源；一第一電源轉換單元，耦接於該第一濾波單元，用來將該第一直流電源轉換為一第二直流電源；一第二濾波單元，耦接於該第一電源轉換單元，用來抑制該第二直流電源中的雜訊；一第一直流阻隔單元，用來阻隔該第二直流電源以及輸出一第二調頻訊號；一訊號放大器，耦接於該第一直流阻隔單元，用來將該第二調頻訊號放大為該第一調頻訊號；以及一第二直流阻隔單元，耦接於該訊號放大器及該第一傳輸線，用來隔離該第一傳輸線上之該第一直流電源與該訊號放大器，以及輸出該第一調頻訊號至該第一傳輸線，該第一調頻訊號透過該第一傳輸線傳送至空氣中。

本發明另揭露一種多媒體系統，包含有一調頻接收天線，用來接收一第一調頻訊號；一調頻解調器，耦接於該調頻接收天線，用來解調該第一調頻訊號，以產生一基頻音訊訊號；一揚聲器，耦接於該調頻解調器，用來播放該基頻音訊訊號；一第一傳輸線，耦接於一電源供應器，用來傳輸該第一調頻訊號及該電源供應器所產生的一第一直流電源；一第二傳輸線，用來傳輸一第二調頻訊號及一第二直流電源；一衛星廣播接收器，耦接於該第二傳輸線，用來轉換一衛星廣播訊號為該第二調頻訊號；以及一無線訊號發射器，耦接於該第一傳輸線及該第二傳輸線，用來將該第一直流電源轉換為該第二直流電源，並且將該第二調頻訊號放大為該第一調頻訊號，該第一調頻訊號透過該第一傳輸線傳送至該調頻接收天線。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一無線訊號發射器20之示意圖。無線訊號發射器20較佳地實現一車用點煙器，同時提供電壓轉換功能及調頻訊號發射功能。無線訊號發射器20包含有一濾波單元200、一電源轉換單元202、一濾波單元204、一調頻發射電路206、一直流阻隔單元208、一訊號放大器210、一直流阻隔單元212及一電源轉換單元214。於第2圖中，無線訊號發射器20透過一傳輸線24耦接於一電源供應器22，以及透過一傳輸線26耦接於外部之一衛星廣播接收器(未繪於第2圖中)。

傳輸線24用來傳輸電源供應器22所輸出之直流電源，其電壓為VDD1。濾波單元200耦接於傳輸線24及電源轉換單元202，用來濾除傳輸線24上的調頻訊號成分，僅輸出直流電源至電源轉換單元202。電源轉換單元202用來轉換電源供應器22所輸出之直流電源，以產生適合外接之衛星廣播接收器所使用的直流電源，其電壓為VDD2。以市面上的點煙器為例，做為電源供應器之車用電池的輸出電壓為12V，而衛星廣播接收器的工作電壓為5V。濾波單元204耦接於電源轉換單元202及傳輸線26，在此請注意，電源轉換單元202通常為一開關式電源轉換器，其輸出電源中包含有許多雜訊，濾波單元204即用來抑制電源轉換單元202所輸出之直流電源中的雜訊。因此，濾波單元204所輸出之直流電源較電源轉換單元202所輸出之直流電源更乾淨。在實作上，濾波單元200及濾波單元204係由電感及電容元件所組成，本發明不限於特定之電感電容電路樣式或特定之元件值，凡可達成上述功效者，皆屬於本發明所欲保護的範疇中。

傳輸線26將濾波單元204所輸出之直流電源傳送至外接之衛星廣播接收器。在此請先注意，傳輸線26係一同軸纜線，用來將濾波單元204所輸出之直流電源(其電壓為VDD2)與一調頻訊號S1合併傳送，調頻訊號S1係衛星廣播接收器轉換已接收之衛星廣播訊號所產生。同軸纜線係將調頻訊號以良好的接地面包覆，可避免調頻訊號衰減或發射所導致的訊號不穩定。

除了衛星廣播接收器之外，無線訊號發射器20另可耦接於一多媒體播放器，如手機或MP3播放器。調頻發射電路206用來將多媒體播放器所欲播放之基頻音訊訊號轉換為一調頻訊號S2。直流阻隔單元208耦接於傳輸線26及調頻發射電路206，用來阻隔傳輸線26上的直流電源，僅輸出調頻訊號S1、S2。訊號放大器210耦接於直流阻隔單元208及電源轉換單元214，用來放大調頻訊號S1、S2，以產生調頻訊號SA1、SA2。電源轉換單元214耦接於訊號放大器210及電源轉換單元202之間，用來根據電源轉換單元202之輸出電源，產生訊號放大器210運作所需之直流電源。直流阻隔單元212耦接於訊號放大器210及傳輸線24、用來將訊號放大器210與傳輸線24上的直流電源隔離，避免訊號放大器210受直流電源影響；直流阻隔單元212僅輸出調頻訊號SA1、SA2至傳輸線24。由此可知，本發明主要利用傳輸線24做為傳輸線以及發射元件，傳輸線24可為習知DC電線，不需為同軸纜線。

簡言之，第2圖之無線訊號發射器20主要由兩大電路區塊構成，一為電源轉換與濾波電路，包含了濾波單元200、電源轉換單元202、濾波單元204及電源轉換單元214；另一為直流阻隔與調頻訊號放大電路，包含了直流阻隔單元208、訊號放大器210及直流阻隔單元212。無線訊號發射器20透過上述兩電路區塊，將直流電源與調頻訊號做分隔，直流電源與調頻訊號僅於傳輸線24及傳輸線26中合併傳輸。值得注意的是，無線訊號發射器20與第1圖之點煙器120不同，點煙器120包含有專門用來發射調頻訊號的天線124，而無線訊號發射器20不須外接或內建於印刷電路版上的發射天線，改以傳輸電源之傳輸線24做為發射天線，將調頻訊號SA1、SA2發射至空氣中。換言之，配合無線訊號發射器20所使用之傳輸線24不僅用來傳輸電源，同時亦做為調頻訊號之發射天線。另一方面，衛星廣播接收器亦透過傳輸線24發射調頻訊號，因此衛星廣播接收器不須外接調頻發射天線，於車體上的擺放位置較習知衛星廣播接收器更具有彈性。

第2圖之無線訊號發射器20為本發明之一實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同的變化及修飾。由於電源轉換單元202之輸出電源通常包含有雜訊，電源轉換單元214於實作上係一穩壓器，用來產生較電源轉換單元202之輸出電源更為乾淨的直流電源，以提升訊號放大器210所放大之調頻訊號的音訊品質。於本發明其它實施例中，電源轉換單元214可視需要使用，在適當情形下省略電源轉換單元214和訊號放大器210，不會影響無線訊號發射器20發射調頻訊號之功能。

除此之外，若調頻發射電路206所產生之調頻訊號S2的功率大於一預定值，則可不必再由訊號放大器210放大，如第3圖所示。第3圖為本發明實施例一無線訊號發射器30之示意圖，無線訊號發射器30包含有一濾波單元300、一電源轉換單元302、一濾波單元304、一調頻發射電路306、一直流阻隔單元308、一訊號放大器310、一直流阻隔單元312及一電源轉換單元314。無線訊號發射器30透過傳輸線24耦接於電源供應器22，並且透過傳輸線26耦接於一衛星廣播接器。除了調頻發射電路306之外，第3圖中各電路單元的功能及耦接關係，皆與第2圖中同名稱之電路單元相同，在此不贅述。調頻發射電路306與調頻發射電路206的功能相同，當一多媒體播放器耦接於無線訊號發射器30時，調頻發射電路306將多媒體播放器所欲播放之音訊資料轉換為調頻訊號S2。與第2圖不同之處在於，調頻發射電路306耦接於傳輸線24，調頻發射電路306所產生的調頻訊號S2不透過訊號放大器310進行放大，而是直接與傳輸線24上的直流電源及已放大之調頻訊號SA1合併傳輸，以傳輸線24做為天線，發射至空氣中。

請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一多媒體系統40之示意圖。多媒體系統40係一車用多媒體系統，包含有一衛星廣播接收器410、一點煙器420、傳輸線430、440、一調頻接收天線450、一調頻解調器460及一揚聲器470。衛星廣播接收器410包含有一衛星接收天線412及一訊號轉換電路414，衛星接收天線412用來接收一衛星廣播訊號，訊號轉換電路414用來將衛星接收天線412所接收之衛星廣播訊號轉換為一調頻訊號S1。點煙器420可為前述無線訊號發射器20或無線訊號發射器30，用來將一電源供應器所輸出之直流電源，轉換為衛星廣播接收器410所需之直流電源，透過傳輸線430傳輸至衛星廣播接收器410；同時，點煙器420將衛星廣播接收器410所產生之調頻訊號S1放大為調頻訊號SA1，透過傳輸線440發射至調頻接收天線450。關於點煙器420之電路及詳細運作，請參考前述無線訊號發射器20及無線訊號發射器30，在此不贅述。傳輸線430用來將直流電源與調頻訊號合併傳輸，因此其線材必須是同軸纜線，傳輸線440用來作為傳輸線以及發射元件，故傳輸線440可為習知DC電線，不需為同軸纜線。調頻接收天線450用來接收傳輸線440所發射的調頻訊號SA1，調頻解調器460耦接於調頻接收天線450及揚聲器470，用來對調頻訊號SA1進行解調，以產生一基頻音訊訊號SB，由揚聲器470播放。在此請注意，多媒體系統40應用了本發明實施例之無線訊號發射器，因此點煙器420除了可透過傳輸線440發射調頻訊號SA1，也可透過傳輸線440發射根據外接之多媒體播放器之音訊訊號所產生之調頻訊號，相關訊號說明請參考第2圖及第3圖，於第4圖中省略之。

綜上所述，當本發明之無線訊號發射器做為點煙器時，其外接之衛星廣播接收器不須設置調頻發射天線，衛星廣播接收器及點煙器皆是利用點煙器與車用電源供應器之間的電源線，做為調頻訊號之發射天線。根據本發明，點煙器的調頻發射功能可不受自身機構外型的限制，進而能提升音訊訊號的播放品質，同時，衛星廣播接收器於車體上的擺放位置也具有更大的彈性。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、40．．．多媒體系統

12、22、42．．．電源供應器

110、410．．．衛星廣播接收器

114、414．．．訊號轉換電路

112、412．．．衛星接收天線

116、124．．．調頻發射天線

120、420．．．點煙器

130、24、26、430、440．．．傳輸線

140、450．．．調頻接收天線

150、460．．．調頻解調器

160、470．．．揚聲器

20、30．．．無線訊號發射器

200、204、300、304．．．濾波單元

202、214、302、314．．．電源轉換單元

122、206、306．．．調頻發射電路

208、212、308、312．．．直流阻隔單元

210、310．．．訊號放大器

S1、S2、SA1、SA2．．．調頻訊號

SB．．．音訊訊號

VDD1、VDD2．．．電壓

第1圖為習知一車用多媒體系統之示意圖。

第2圖及第3圖為本發明實施例無線訊號發射器之示意圖。

第4圖為本發明實施例一車用多媒體系統之示意圖。

20．．．無線訊號發射器

22．．．電源供應器

24、26．．．傳輸線

200、204．．．濾波單元

202、214．．．電源轉換單元

206．．．調頻發射電路

208、212．．．直流阻隔單元

210．．．訊號放大器

S1、S2、SA1、SA2．．．調頻訊號

VDD1、VDD2．．．電壓

Claims (17)

1. 一種無線訊號發射器，包含有：一第一濾波單元，耦接於一第一傳輸線，用來濾除該第一傳輸線上之一第一調頻訊號，以及輸出該第一傳輸線上之一第一直流電源；一第一電源轉換單元，耦接於該第一濾波單元，用來將該第一直流電源轉換為一第二直流電源；一第二濾波單元，耦接於該第一電源轉換單元，用來抑制該第二直流電源中的雜訊；一第一直流阻隔單元，用來阻隔該第二直流電源以及輸出一第二調頻訊號；一訊號放大器，耦接於該第一直流阻隔單元，用來將該第二調頻訊號放大為該第一調頻訊號；以及一第二直流阻隔單元，耦接於該訊號放大器及該第一傳輸線，用來隔離該第一傳輸線上之該第一直流電源與該訊號放大器，以及輸出該第一調頻訊號至該第一傳輸線，該第一調頻訊號透過該第一傳輸線發射至空氣中。
2. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其中該第一傳輸線另耦接於一電源供應器，用來傳送該電源供應器所產生之該第一直流電源至該第一濾波單元。
3. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其中該第二濾波單元另耦接於一第二傳輸線，該第二傳輸線用來傳送該第二直流電源。
4. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其中該第二調頻訊號係由一衛星廣播接收器轉換一衛星廣播訊號所產生。
5. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其中該第一直流阻隔單元另耦接於一第二傳輸線，該第二傳輸線用來傳送該第二調頻訊號至該第一直流阻隔單元。
6. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其另包含有一第二電流轉換單元，耦接於該第一電流轉換單元與該訊號放大器之間，用來產生該訊號放大器運作所需之電源。
7. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其另包含有一調頻發射電路，耦接於該第一直流阻隔單元，該調頻發射電路用來產生一第三調頻訊號。
8. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其另包含有一調頻發射電路，耦接於該第一傳輸線，該調頻發射電路用來產生一第三調頻訊號，透過該第一傳輸線傳送至空氣中。
9. 如請求項1所述之無線訊號發射器，其中該第一調頻訊號及該第二調頻訊號係調頻格式之衛星廣播訊號。
10. 一種多媒體系統，包含有：一調頻接收天線，用來接收一第一調頻訊號；一調頻解調器，耦接於該調頻接收天線，用來解調該第一調頻訊號，以產生一基頻音訊訊號；一揚聲器，耦接於該調頻解調器，用來播放該基頻音訊訊號；一第一傳輸線，耦接於一電源供應器，用來傳輸該第一調頻訊號及該電源供應器所產生的一第一直流電源；一第二傳輸線，用來傳輸一第二調頻訊號及一第二直流電源；一衛星廣播接收器，耦接於該第二傳輸線，用來轉換一衛星廣播訊號為該第二調頻訊號；以及一無線訊號發射器，耦接於該第一傳輸線及該第二傳輸線，用來將該第一直流電源轉換為該第二直流電源，並且將該第二調頻訊號放大為該第一調頻訊號，該第一調頻訊號透過該第一傳輸線發射至該調頻接收天線。
11. 如請求項10所述之多媒體系統，其中該無線訊號發射器包含有：一第一濾波單元，耦接於該第一傳輸線，用來濾除該第一調頻訊號及輸出該第一直流電源；一第一電源轉換單元，耦接於該第一濾波單元，用來將該第一直流電源轉換為該第二直流電源；一第二濾波單元，耦接於該第一電源轉換單元及該第二傳輸線，用來抑制該第二直流電源中的雜訊；一第一直流阻隔單元，耦接於該第二傳輸線，用來阻隔該第二直流電源及輸出該第二調頻訊號；一訊號放大器，耦接於該第一直流阻隔單元，用來將該第二調頻訊號放大為該第一調頻訊號；以及一第二直流阻隔單元，耦接於該訊號放大器及該第一傳輸線，用來隔離該第一傳輸線上之該第一直流電源與該訊號放大器，以及輸出該第一調頻訊號至該第一傳輸線。
12. 如請求項11所述之多媒體系統，其另包含有一第二電流轉換單元，耦接於該第一電流轉換單元與該訊號放大器之間，用來產生該訊號放大器運作所需之電源。
13. 如請求項11所述之多媒體系統，其另包含有一調頻發射電路，耦接於該第一直流阻隔單元，該調頻發射電路用來產生一第三調頻訊號。
14. 如請求項11所述之多媒體系統，其另包含有一調頻發射電路，耦接於該第一傳輸線，該調頻發射電路用來產生一第三調頻訊號，透過該第一傳輸線發射至空氣中。
15. 如請求項11所述之多媒體系統，其中該第一調頻訊號及該第二調頻訊號係調頻格式之衛星廣播訊號。
16. 如請求項10所述之多媒體系統，其中該第一傳輸線係DC電線以及該第二傳輸線係同軸纜線。
17. 如請求項10所述之多媒體系統，其中該第二直流電源係該衛星廣播接收器運作所需之電源。