专利名称：用于音视频系统影音信号的短程无线化传输方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于家庭影音系统的短程无线视听信号传输技术(可将有线信号进行无线传输的技术)，特别是一种用于音视频系统影音信号短程无线化传输方法及其(发射及接收)系统。
背景技术：
在现代社会，各种家庭音响、多媒体电脑、有线电视机、录像机、激光影碟机等家庭多媒体(电脑)音响视听设备已得到极大普及。这些影音设备都是由多个任务不同的单个设备(单元)经整体组合而成。在视听技术诞生和发展的一百佘年以来，由于早期技术上的限制，致使人们在家用视听设备之间不可避免地设计和安装了各种信号连接线，这种解决不同视听设备之间的信号传输的传统连接方式一直延用至今。例如VCD影碟机必须用AV线或射频线连接到电视机和功放音响设备上，DVD影碟机必须用AV线与环绕功放和电视机相连接，而功放则必须用音箱线与音箱进行连接，还要注意将上述设备进行正确的导线连接，否则无法实现影音信号的播放。又例如多媒体电脑有音频输出口，配备上多媒体音箱时，必须将相应的连接线插接上，才能让多媒体音箱发音，如若不设接线和插接接头，则多媒体音箱无法工作。由于现有厂商提供的视听设备都需要使用连接线，这种传统落后技术导致了以下一些使用上的诸多不方便因一般视听设备的连接线长度有限，致使这些设备不得不挤放在一个狭小固定的位置上，如挤放在电视柜中、音响柜中、电脑桌等地方，对用户造成极大的不便和限制。由于电视音响柜附近需要大量的连接线，影响了房间整齐简洁美观的视觉效果(造成视觉污染)，由于电视柜和音响柜紧贴墙缝，若要对视听设备连接或者更改连接线路将是一件非常艰巨的事情，想要添加或删除视听设备也将是一件困难之事，如新买一台DVD影碟机，想要将影碟机的各种连接线插接到位，就要将功放、电视，甚至DVD等设备都搬出来，看清各端口标志后才能正确插接，非常困难。由于环绕音箱需要连接较长的连接线到背后的墙上，将给装修和生活带来诸多不便。过多过长的连接线还将导致安全隐患，这种隐患有可能是电器方面安全隐患，也可能是机械方面的安全隐患。此外，还由于多媒体电脑在实际使用中，存在4.1声道的多媒体音箱中两个环绕音箱无法或难以摆设，多媒体主音箱难以脱离电脑桌的束缚，无法发挥环绕音场的效果。又由于过多繁杂的连接线，要想改变家庭影院或多媒体电脑的位置，将音响系统挪个位，简直是件棘手的问题。
为了改善上述某些方面的不利影响，虽有人设计出适用于有源音箱的使用无线电代替连接线传输信号的“有线信号无线发射器”(专利号96237263.3)。另有一专利文献记录了一种使用红外线代替连接线的有源音箱(专利号95246215.x)。同样还有一个专利文献提供了一种带有影音信号射频空间发射功能的录放像机(专利号92228287.0)。上述这些技术有的会令音箱没有了连接线，带给使用者一定方便，但其所使用的音响电子线路性能低劣，无法使用于当今高保真环绕时代的高性能音响系统之中，且没有视频技术支持，仅有两个声道，应用范围窄。而有线电视无线发射器和无线录像机纯粹是将有线电视信号或录象机射频信号功率发射到空间，其性能仅满足一般低质量图像和伴音，不适合高保真环绕音响系统使用，不能满足现有高品质高清晰度AV家庭影院的要求。此外值得一提的是，现有的无线耳机虽已经发展了几十年历史，但无线耳机为个人双声道聍听设备，该技术尚不能用于家庭影院等产品，现有无线监控摄像机技术仅提供了单声道低音质的声音传输器和一个图像传输器，也不能用于家庭影院等的高保真家庭影音系统中。
本发明的目的是要克服上述缺陷，从而提供一种用于音视频系统影音信号的短程无线化传输方法及其系统，它能把有线的音视频信号进行短程无线化发射和接收，实现各种影音设备之间的无线化连接的同时，保证音视频信号质量不会被影响，并可满足现代化数字环绕多声道的需求，适合于在包括家庭影院在内的各种影音系统中使用。
本发明是以如下技术方案实现的参照图1，该系统仍包括a、可代表一台或多台信号源的音视频信号源(1)，其具体设备可包括录像机、VCD或DVD影碟机、多媒体电脑等多组视听信号源设备，b、视频终端(2)，其具体设备可以是电视机、投影机、电脑显示器等将视频信号最终还原的(终端)设备，c.低频(音频)放大器(3)，其具体是指可以将在线路中传输的微弱音频电信号作功率放大的设备，比如功放设备，d.音频电声转换器(4)，其具体设备可以是音箱(扬声器)等可以将电信号转换为可被人耳接收的音频信号设备，其方法特征是将高性能的包括家庭影院等的影音系统和多媒体电脑的音视频信号(影音信号)皆采用短程无线化发射和接收的传输方法，以形成一种无线化传输的发射接收系统，使得可满足现代高保真性能的音频和视频的需求或要求，还能满足现代化数字环绕并多达3至100路多声道的需求。为此，本发明的短程无线化传输系统的特征在于还增设有与每台音视频信号源(1)对应配设(配置)的用于短程无线传输的音视频信号(无线)发射源(亦称音视频信号无线发射装置或设备)(5)、和用于接收这些无线信号的音视频信号(无线)接收源(装置或设备)(6)，其中的音视频信号发射源(5)装置可以是无线电调幅、调频发射器，也可以是激光或红外线发射器，其发射的具体信号可以是音视频模拟信号、调幅调频信号、或还可以是音视频调制的数字信号，(数字信号可以是未经过压缩的，也可以是经采用压缩设备压缩的)，其电路连接是音视频信号源(1)的输出端连接在(即插接在)音视频信号发射源(5)的输入端，信号发射源(5)再将调制好的信号向空间开路发射出去，其中的音视频信号接收源(6)装置可以是无线电调幅、调频接收器，也可以是数字接收器，也还可以是激光或红外线接收器，其接收的具体信号可以是音视频模拟信号、调幅调频信号、或还可以是音视频调制的数字信号，(数字信号可以是未经过压缩的，也可以是经采用压缩设备压缩的)，其电路连接是音视频信号接收源(6)装置的输出端分别连接入(插接在)视频终端(2)和低频(音频)放大器(3)的输入端，音视频信号接收源(6)能够接收音视频信号发射源(5)通过空间无线开路发射的音视频无线调制信号，并对此信号进行相应处理(比如解调处理)，最终还原成作为终端设备的视频终端(2)和音频放大器(3)能够接受的音视频信号视频终端(2)将接收到的视频信号还原成图像，显示在显示屏上，音频放大器(3)将接收到的音频电信号的功率放大后，送入音频电声转换器(4)中，再由其最终还原成声音在空间中传播。
与已有技术比较，本发明采用上述家庭影院等的影音系统无线化方案，可满足以下几点要求；声音的无线传输过程中可真正满足高保真的要求，失真度极小，可保证音视频信号质量不会被影响。其次，声音的声道数量可满足各种环绕音响标准的需求。其三，视频的无线传输可保证图像的稳定和高画质，并提供足够的清晰度，非现有技术所能比拟。总之，使用本发明技术可以做到使现代家庭的VCD、DVD可以无线化连接，高保真立体声录像机可以无线化连接，主音箱和环绕音箱可以无线化连接，甚至多媒体电脑与有源音箱也可实现无线化连接。当本发明实现分体式家庭影院功能后，其分体化的好处将使得用户在操作上大为方便，表现在使用者无需离开自己的座位，即可更换影碟片或录像带；使用者可直接观察到影碟机等视听设备上的显示屏显示的信息状态；如果影碟机等设备自身带有无线收发源，用户除了电源线外无需再插接任何连接线，设备的添加和删除操作仅仅是拔插电源线而已；如果是将现有影碟机等设备升级成分体式家庭影院，将信号连线插接到发射源上即可，让整个设备的组合和拼装不再是音响专家才能干的活；因室内没有任何连接线，无需将墙壁打孔穿线，使室内干净整洁；多媒体电脑音箱将可以悬挂于房间任何角落里，不受电脑桌约束，让现代多声道的多媒体音(响)效(果)可以尽情地发挥出来；因为某些原因而必须挪动视听系统将变得异常方便。
本发明在具体设计时还具有以下技术特征一、当作为音视频信号接收源(6)的装置是无线电调频接收器时(参照图2、图3)，则(6)的音频部分包括接收天线、高频放大器、音频调频解调器，而(6)的视频部分包括与音频部分共用的天线、高频放大器、视频信号解调器。
二、当作为音视频信号接收源(6)的装置(设备)是数字接收器时(参照图4)，则(6)包括接收天线、无线接收解调器、微处理器(可以是带有解压缩的微处理系统)及DA转换器。
三、当其发射的具体信号是音视频调制的数字信号时，这些数字信号可以是未经过压缩的，也可以是采用压缩设备压缩的，同样，当其接收的具体信号是音视频调制的数字信号时，这些数字信号也相应的可以是未经过压缩的，也可以是采用压缩设备压缩的。
四、所述音视频信号(无线)发射源(5)可以是插接于音视频信号源(1)后面的一个独立结构的设备，并拥有独立的机壳，也可以是音视频信号源(1)中的一个组成部分(并与其结合使用同一个机壳)，而信号接收源(6)同样也可以是一个独立结构的设备，并拥有独立的机壳，也可以分别与视频终端(2)或音频放大器(3)结合并组成同一个部分和使用同一个机壳(附图略)。
上述将音视频信号源(1)和信号发射源(5)结合并使用同一机壳，这样做可以使本发明的VCD、DVD、数字录像机等信号源，本身具有向空间开路发射某个标准的无线发射调制信号的能力，去让信号接收源(6)接收；而将信号发射源(5)独立做成一个设备，并拥有独立的机壳时，将使得原先传统家庭影剧院可以插接上信号发射源(5)和信号接收源(6)，从而升级改造成为分体式的家庭影剧院。同理，将信号接收源(6)和视频终端(2)结合并使用同一个机壳，将信号接收源(6)和音频放大器(3)结合并使用同一个机壳，可以使得电视机和功放这样的音视频终端设备本身具备接收信号发射源(5)发来的信号，而不必要另外插接设备；而将信号接收源(6)独立做成一个设备，并拥有独立的机壳时，将使得原先传统家庭影剧院可以插接上信号发射源(5)和信号接收源(6)，从而升级改造成为分体式家庭影剧院。
以下是本发明的几种实施例的
(本发明的实施例不限于此)。
图1是本发明影音信号短程无线化传输(的发射接收)系统的一种总电路原理框图(电路总框图)。
图2是本发明的一套家庭影院的多声道音频利用无线电调频的方法实现模拟无线传输的电路框图(第一种实施例)。
在图2中，其中的(A1)、(B1)、(C1)是指音视频信号源设备，比如VCD、DVD影碟机、录像机等，其中的(11)、(21)、(31)是指作为信号发射源(5)用的音视频无线发射模块(射频调制发射模块)，(41)是指作为信号接收源(6)用的 接收和解调高频信号的接收器，它包括音频视频共用的高频放大器(41A)、视频信号解调器(41B)和音频信号解调器(41C)，(51)是音频放大器(低放)，(61)是电视机，(71)是音箱。
参见图2，其工作原理是在一个音视频信号源设备里，比如(A1)产生的音视频信号传送给无线发射模块(11)，(11)通过天线将调制好的音视频高频载波信号向空间发射出去，位于音频放大器机壳内的无线电信号接收器(41)将解调出来的视频信号，连接到电视机上，使电视机出现(A1)的图像，(41)还将解调出来的音频信号连接到音频放大器(51)的输入端，(51)将放大后的音频信号送到音箱(71)的输入端，使音箱发出(A1)的声音。
图3是本发明的一种多媒体电脑音响系统利用无线载波调频方法实现模拟无线传输的电路框图(第二种实施例)。
在图3中，A2是多媒体电脑，(12)是指作为信号发射源(5)用的音频信号无线调制发射装置(能将音频信号调制成适合向空间发射的无线载波信号)，(22)是给(12)供电的稳压电源(12)和(22)可装在同一个机壳里，(32)是指作为信号接收源(6)用的用来接收和解调高频信号的接收器，它包括高频放大器(32A)和音频信号解调器(32B)，(42)是供电电源，(52)是多媒体有源音箱，(32)、(42)、(52)可同处于一个机壳里，使得该多媒体有源音箱本身具有接收(12)发射的无线电信号的能力。参见图3，其工作原理是开通电源，多媒体电脑(A1)发出音频信号，该信号被输送到音频信号无线电调制发射装置(12)的输入端，信号经其调制后发送到空间。接收器(32)接收到无线电信号经过选频放大分离进行解调转换成音频信号后，将相应的声道信号(3个声道以上)输送给多媒体有源音箱(52)发出声音。
图4是本发明的一种多声道(如6声道)音频的无压缩(或有压缩)数字无线传输的电路框图(为一种单纯音频数字化无线传送方案、第三种实施例)。
在图4中，其中的(A3)、(B3)、(C3)、(D3)、(E3)、(F3)是指音视频信号源设备，(13)是AD取样量化器，(23)是微处理器(可以是带有数字压缩能力的微处理器系统)，(33)是无线调制发射器，(43)是无线接收解调器，(53)是微处理器(可以是带有数字解压缩能力的微处理器系统)，(63)是DA转换器，(73)是滤波及缓冲放大系统，(83)是低放，(93)是音箱(扬声器)。参见图4，其电路工作原理如下数字无线电发射器(33)将输入的多路(如6路)模拟音频信号利用AD取样量化器(13)与量化器中的基准电压源相比较，得出二进制数字值，并将这个数字通过数据总线送往微处理器(23)，微处理器将这些多路信号经过数据合成处理(或压缩)后，通过串行(也可通过并行)传输送入无线调制发射器(33)，无线调制发射器利用一个载波(并行下也可利用多个载波)来进行数字信号发射。数字无线电接收解调器(43)将接收到的串行(或并行)数字信号解调出来，送入微处理器(53)，微处理器将这些多路合成信号分离(或解压分离)，并分配至各个DA转换器(63)，DA转换器将数字量变成模拟量输出，经过多路(如6路)滤波及缓冲放大系统(73)将有害的数字谐波成份滤除，使波形平滑，趋向与接近原信号波形且阻抗变换后，送入多路(6路)低频放大器(83)进行功率放大，再送入多路(6路)音箱(93)还原成声音信号。
图5是本发明中的一种视频信号的数字无线传输的电路框图(为一种单纯视频数字化无线传送方案、第四种实施例)。
在图5中，其中的发射部分包括一路(或多路)视频信号输入电路(14)，AD数字取样量化器(24)、数字处理系统(34)、数字射频调制器(44)、高频发射器(54)及发射天线。其接收部分包括接收天线，可调谐高频头(64)(在仅有一路发射器情况下，也可使用固定频率的高频头)，数字信号解调器(74)，数字处理系统(84)、DA数字模拟转换系统(94)(即DA转换器)，高频滤波器及视频放大系统(104)，其电路工作原理如下发射部分将视频信号输入到视频信号输入电路中进行缓冲放大和滤波，再由数字取样量化器取样，与基准电压源比较后得出数字信号量，送入数字处理系统做压缩处理，经过压缩后的数字信号送入数字射频调制器，调制成高频信号后送入高频发射器进行功率放大，经发射天线送入空间。
接收部分将天线接收到的高频信号送入高频头(发射器是一路的可使用固定频率的高频头，发射器是多路的，和有多个发射器时使用可调谐高频头)，高频头将输入的微弱高频信号放大，做相应处理后，送入数字信号解调器，解调出数字信号后送入数字处理系统，经过解压处理，送入数字模拟(DA)转换系统转换成模拟信号，经过高频滤波及视频放大系统滤除有害高频谐波后放大及幅度处理，从而输出电视可接收的视频信号(也可以是色差信号，SVIDEO信号)。
上述的图4和图5的两种方案可互相结合组合成一个设备。
权利要求
1.一种用于音视频系统影音信号的短程无线化传输方法，其特征是将高性能的包括家庭影院等的影音系统和多媒体电脑的音视频信号即影音信号皆采用短程无线化发射和接收的传输方法，以形成一种无线化传输的发射接收系统，使得可满足现代高保真性能的音频和视频的需求或要求，还能满足现代化数字环绕并多达3至100路多声道的需求。
2.一种用于音视频系统影音信号的短程无线化传输系统，该系统包括a.可代表一台或多台信号源的音视频信号源(1)，其具体设备可包括录像机、VCD或DVD影碟机、多媒体电脑等多组视听信号源设备，b.视频终端(2)，其具体设备可以是电视机、投影机、电脑显示器等将视频信号最终还原的终端设备，c.低频放大器(3)，其具体是指可以将在线路中传输的微弱音频电信号作功率放大的设备，比如功放设备，d.音频电声转换器(4)，其具体设备可以是音箱等可以将电信号转换为可被人耳接收的音频信号设备，其特征是该无线化传输系统还增设有与每台音视频信号源(1)对应配设的用于短程无线传输的音视频信号发射源(5)和用于接收这些无线信号的音视频信号接收源(6)，其中的音视频信号发射源(5)装置可以是无线电调幅、调频发射器，也可以是激光或红外线发射器，其发射的具体信号可以是音视频模拟信号、调幅调频信号、或还可以是音视频调制的数字信号，其电路连接是音视频信号源(1)的输出端连接在音视频信号发射源(5)的输入端，信号发射源(5)再将调制好的信号向空间开路发射出去，其中的音视频信号接收源(6)装置可以是无线电调幅、调频接收器也可以是数字接收器，也还可以是激光或红外线接收器，其接收的具体信号可以是音视频模拟信号、调幅调频信号、也还可以是音视频调制的数字信号，其电路连接是音视频信号接收源(6)装置的输出端分别接入视频终端(2)和低频放大器(3)的输入端，音视频信号接收源(6)能接收音视频信号发射源(5)通过空间无线开路发射的音视频无线调制信号，并对此信号进行相应处理，比如解调处理，最终还原成视频终端(2)和音频放大器(3)能够接受的音视频信号，视频终端(2)将接收到的视频信号还原成图像显示在显示屏上，音频放大器(3)将接收到的音频电信号的功率放大后，送入音频电声转换器(4)中还原成声音。
3.根据权利要求2所述的短程无线化传输系统，其特征是当作为音视频信号接收源(6)的装置是无线电调频接收器时，则该信号接收源(6)的音频部分包括接收天线、高频放大器、音频调频解调器，而信号接收源(6)的视频部分包括与音频部分共用的天线、高频放大器、视频信号解调器。
4.根据权利要求2所述的短程无线化传输系统，其特征是当作为音视频信号接收源(6)的装置是数字接收器时，该信号接收源(6)则包括接收天线、无线接收解调器、微处理器及DA转换器。
5.根据权利要求2所述的短程无线化传输系统，其特征是当其发射的具体信号是音视频调制的数字信号时，这些数字信号可以是未经过压缩的，也可以是采用压缩设备压缩的，同样，当其接收的具体信号是音视频调制的数字信号时，这些数字信号也相应的可以是未经过压缩的，也可以是采用压缩设备压缩的。
6.根据权利要求2所述的短程无线化传输系统，其特征是所述音视频信号发射源(5)可以是插接于音视频信号源(1)后面的一个独立结构的设备，并拥有独立的机壳，也可以是音视频信号源(1)中的一个组成部分，并与其结合使用同一个机壳，而信号接收源(6)同样也可以是一个独立结构的设备，并拥有独立的机壳，也可以分别与视频终端(2)或音频放大器(3)结合并组成同一个部分和使用同一个机壳。
全文摘要
用于音视频系统影音信号的短程无线化传输方法及其系统，其特征是将高性能的影音系统和多媒体电脑的音视频信号皆采用短程无线化发射和接收的传输方法，为此，该无线化传输系统增设有与每台音视频信号源对应配设的用于短程无线传输的音视频信号发射源和用于接收这些无线信号的音视频信号接收源，其中信号发射源输入端与音视频信号源输出端连接，信号接收源输出端接入视频终端和低频放大器的输入端，信号接收源接收到信号发射源的无线调制信号，经解调后还原成视频终端和音频放大器能够接受的音视频信号。本发明可实现包括家庭影院在内的各种影音系统设备之间的无线化连接，可满足现代高保真性能的音频和视频的要求，还能满足现代化数字环绕多达3路以上多声道的需求。
文档编号H04B5/00GK1450726SQ0211132
公开日2003年10月22日 申请日期2002年4月7日 优先权日2002年4月7日
发明者阙锦山 申请人:阙锦山