Title:
DIGITAL WIRELESS LOUDSPEAKER SYSTEM
European Patent EP1135969
Kind Code:B1
Abstract:
Abstract not available for EP1135969
Abstract of corresponding document: WO0076272
A digital wireless loudspeaker system includes an audio transmission device for selecting and transmitting digital audio data, and wireless speakers for receiving the data and broadcasting sound. The audio transmission device selects digital audio data together with a sample clock from a stereo compact disk, or decoded DVD data. The sample clock clocks an element that generates frames of data and adds error protection. Status messages are included in the transmission frames to control speaker attributes such as speaker group, enabling or disabling a sub-woofer, and volume of the loudspeaker digitally. These transmission frames are clocked into an RF transmitter and transmitted to the speakers. The received bit stream and symbol clock are output from the RF receiver in each speaker and input to a framing and error protection decoder and a sample clock generator. The recovered audio sample data and sample clock are input to a digital to speaker input conversion and channel selector.
Inventors:
Lindemann, Eric (2975 18th Street, Boulder, CO, 80304, US)
Melanson, John Laurence (7973 Sagebrush Court, Boulder, CO, 80301, US)
Carlson, Jason Lee (8119 Kincross Way, Boulder, CO, 80301, US)
Kates, James Mitchell (6796 Audobon Avenue, Niwot, CO, 80503, US)
Application Number:
EP19990964082
Publication Date:
03/31/2004
Filing Date:
12/03/1999
Export Citation:
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Assignee:
CIRRUS LOGIC INC. (2901 Via Fortuna, Austin, Texas, 78746, US)
International Classes:
H04R5/02; H04S3/00; (IPC1-7): H04S3/00
European Classes:
H04R5/02; H04S3/00
Foreign References:
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WO/1993/004540A |
SYSTEM FOR SHORT-RANGE TRANSMISSION OF SIGNALS OVER THE AIR USING A HIGH FREQUENCY CARRIER |
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DE29908045U |
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5946343 |
Digital wireless speaker system |
Attorney, Agent or Firm:
Jackson, Richard Eric (Carpmaels amp; Ransford, 43 Bloomsbury Square, London, WC1A 2RA, GB)
Claims:
1. A distributed digital wireless loudspeaker system comprising: an audio transmission device (130-136, 230-236, 1530-1536) including- means (132-135, 232-235, 1532-1535) for receiving input digital audio data, means (136, 236, 1536) for generating at least two audio channels of transmission data based upon the input digital audio data, and means (130-131, 230-231, 1530-1531) for transmitting an RF signal including the at least two transmission data channels; and characterised by further comprising: at least two discrete wireless speakers (100, 110, 120, 200, 210, 220, 1500, 1514, 1520), each speaker including means (104, 204, 1504) for receiving the RF signal, means (103, 203, 1503) for selecting one of the audio channels channel from the RF signal, means (103, 203, 1503) for generating an output audio signal based upon the selected audio channel, and means (101-102, 201-202, 1501-1502) for broadcasting sound based upon the output audio signal. .
2. A distributed digital wireless loudspeaker system comprising: an audio transmission device including- means for receiving input digital audio data, means for generating at least two channels of transmission data based upon the input digital audio data, means (503, 603) for generating speaker group data for selectively indicating speakers to be activated; and means for transmitting an RF signal including the transmission data and the speaker group data; and characterised by further comprising: at least two discrete wireless speakers, each speaker including- means (1504) for receiving the RF signal, means (1611, 1711, 1800, 1801, 1900) for assigning the speaker to a speaker group, means (1000, 1100, 1200, 1300) for selectively activating the speaker according to the speaker group data, means for generating an output audio signal based upon the transmission data, and means for broadcasting sound based upon the output audio signal. .
3. The apparatus of claim 1 or 2 wherein: the audio transmission device further includes- means for obtaining an audio sample clock synchronized to the input digital audio data, and means for generating an RF transmission clock based upon the audio sample clock, wherein the means for transmitting (130-131, 230-231, 1530-1531) transmits an RF signal based upon the transmission data and the transmission clock; andthe wireless speaker further includes- means (106, 206, 1506) for generating a derived sample clock based upon the transmission clock,and the means for broadcasting broadcasts sound synchronized to the derived sample clock. .
4. The apparatus of claim 3, wherein the means for obtaining an audio sample clock comprises means for receiving a discrete input audio sample clock associated with the input audio data.
5. The apparatus of claim 3, wherein the means for obtaining an audio sample clock comprises means for deriving the audio sample clock from the input audio data.
6. The apparatus of claim 1 or 2, wherein the RF signal includes frame markers, and further incl
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数字无线扬声器系统
欧洲专利EP1135969
类代码：B1
摘要
数字无线扬声器系统包括用于选择和发送数字音频数据的音频传输设备，以及用于接收数据和广播声音的无线扬声器。音频传输设备与来自立体声光盘或解码的DVD数据的采样时钟一起选择数字音频数据。采样时钟产生一个生成数据帧并添加错误保护的元素。状态消息被包括在传输帧中以便数字地控制诸如扬声器组，扬声器组的启用或禁用以及扬声器的音量的扬声器属性。这些传输帧被定时到RF发射机并传输到扬声器。接收到的比特流和符号时钟从每个扬声器中的RF接收器输出并输入到成帧和错误保护解码器和采样时钟发生器。恢复的音频采样数据和采样时钟被输入到数字到扬声器输入转换和通道选择器。
声明
- 分布式数字无线扬声器系统，包括：
音频传输设备（130-136,230-236,1530-1536），包括用于接收输入数字音频数据的装置（132-135,232-235,1532-1535）用于基于所输入的数字音频数据产生至少两个传输数据音频信道的装置（136,236,1536），以及用于发送包括至少包括所述至少一个数字音频数据的RF信号的装置（130-131,230-231,1530-1531）两个传输数据信道;并且其特征在于还包括：至少两个分立的无线扬声器（100,110,120,200,210,220,1500,1514,1520），每个扬声器包括用于接收RF信号的装置（104,204,1504），装置（103,203,1503），用于从RF信号中选择一个音频信道信道;用于基于所选择的音频信道产生输出音频信号的装置（103,203,1503），以及装置（101-102,201- 202,1501-1502），用于基于输出音频信号广播声音。 。
2.分布式数字无线扬声器系统，包括：音频传输设备，包括：用于接收输入数字音频数据的装置，用于基于所输入的数字音频数据产生至少两个传输数据信道的装置，用于产生用于选择性地指示要激活的扬声器的扬声器组数据;以及用于发送包括所述发送数据和所述扬声器组数据的RF信号的装置;并且其特征在于还包括：至少两个离散无线扬声器，每个扬声器包括用于接收RF信号的装置（1504），用于将扬声器分配给扬声器组的装置（1611,1711,1880,1801,1900）用于根据所述扬声器组数据选择性地激活扬声器的装置，用于基于所述发送数据产生输出音频信号的装置，以及用于基于所述输出音频信号广播声音的装置。 。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中：所述音频传输装置还包括：用于获得与所述输入数字音频数据同步的音频采样时钟的装置，以及用于基于所述音频采样时钟产生RF传输时钟的装置，其中，发送装置（130-131,230-231,1530-1531）基于发送数据和发送时钟发送RF信号;并且所述无线扬声器还包括用于基于所述传输时钟产生导出的采样时钟的装置（106,206,1506），以及用于广播广播声音与所述导出采样时钟同步的声音的装置。 。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，用于获得音频采样时钟的装置包括用于接收与所述输入音频数据相关联的离散输入音频采样时钟的装置。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，用于获得音频采样时钟的装置包括用于从所述输入音频数据导出所述音频采样时钟的装置。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述RF信号包括帧标记，并且还包括用于基于所述帧标记同步所述说话者的装置。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述输入数字音频数据包括数字音频比特流形式的数字音频样本，并且其中所述帧标记位于所述比特流内，具有至少一个音频数据样本的时间精度。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述帧标记至少以来自所述位流的音频数据位的顺序具有时间精度位于所述比特流内。
9.根据权利要求7所述的装置，其中所述帧标记器以所述RF传输时钟的至少一个时钟周期的数量级的时间精度位于所述比特流内。
10.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述RF信号作为实时数据流连续发送。
11.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述RF信号包括状态数据。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述状态数据包括用于激活所述无线扬声器的控制信号。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述状态数据包括用于控制所述广播声音的音量的控制信号。
14.根据权利要求11所述的装置，其中所述状态数据包括用于控制所述广播声音的均衡的控制信号。
15.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述传输设备还包括用于在传输之前对所述至少两个声道传输数据进行多路复用的装置，并且每个扬声器还包括用于对所接收的RF信号进行解复用的装置。
- 根据权利要求15所述的装置，其中，所述传输设备还包括用于生成状态信道的装置（136,236,1536），所述用于多路复用的装置进一步将所述状态信道与所述至少两个音频传输数据信道进行多路复用。
17.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述用于发射的装置还包括用于发送至少两个对应的不同频率的至少两个RF信号的装置，每个RF信号基于所述传输数据音频信道之一。
18.根据权利要求1或2所述的装置，所述音频传输设备还包括用于压缩所述输入数字音频数据的数字音频编码器（500,502,600,602,800,600,900,902）。
19.根据权利要求1或2所述的装置，其中用于接收数字音频数据的装置（132-135,232-235,1532-1535）适于从两个离散源接收数据流;并且包括用于选择数据流中的一个作为输入数字音频数据的装置（132,232,1532）。
20.根据权利要求1或2所述的装置，其中用于接收数字音频数据的装置（132-135,232-235,1532-1535）适于从和CD播放器和DVD播放器接收数据流。
21.一种用于分布式数字无线扬声器系统中的分立扬声器（100,110,120,200,220,220,1500,1510,1520），所述扬声器包括：用于接收RF的装置（104,204,1504）包括传输数据的至少两个音频信道的信号，用于基于所选择的信道选择用于产生输出音频数据的传输数据盘（103,203,1503）中的一个音频信道的装置（103,203,1503）和装置101,102,201,202,1501,1502），用于基于所输出的音频数据广播声音。
22.根据权利要求21所述的装置，还包括用于将所述扬声器分配给扬声器组的装置（1611,1711,1880,1801,1900），以及用于基于分配给所述扬声器组选择性地激活所述扬声器的装置。
23.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，用于接收所述RF信号的装置包括用于接收包括在所述RF信号内的状态数据的装置。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，用于接收状态数据的装置包括用于接收包括在用于激活无线扬声器的状态数据内的控制信号的装置。
25.根据权利要求23所述的装置，其中，所述用于接收状态数据的装置包括用于接收用于控制所述广播声音的音量的控制信号的装置。
26.根据权利要求23所述的装置，其中用于接收数据的状态装置包括用于接收用于控制广播声音的均衡的控制信号的装置。
27.根据权利要求22所述的装置，其中所述两个声道的音频传输数据在传输之前被多路复用，并且还包括用于对接收到的RF信号进行解复用的装置（106,206,1506）。
- 根据权利要求21所述的装置，其中所述RF信号包括帧标记，并且还包括用于基于所述帧标记同步所述说话者的装置。
正文
本申请要求1998年12月3日提交的美国临时申请No.60 / 110,705的优先权。
技术领域
本发明涉及分布式数字无线扬声器系统，其中扬声器是无线和离散的。
现有技术描述
Schotz等5,946,343与本申请有关。
传统上，需要将音频源（例如高保真功率放大器的输出）连接到一组扬声器。这些电线是不方便的，因为它们通常需要在地毯和地板下运行，并且通过墙壁和天花板。作为家庭影院系统，通常涉及六个环绕声扬声器，越来越受欢迎，接线问题变得很重要。通过RF传输与音频源进行通信的无线扬声器不需要此网络线。
无线扬声器已经存在了一段时间[Recoton专利参考]。这些扬声器中使用的模拟FM传输系统已经导致相对低保真度的系统，其信噪比大约在40dB到60dB之间。需要一种高保真无线扬声器系统，其性能与有线解决方案相当。
光盘的采样率为44100 16位采样/秒。这导致立体声的比特率为44100 * 16 * 2 = 1411200比特/秒。为了实现可靠的无线传输，必须在传输的比特流中引入冗余。该冗余支持鲁棒的错误检测和校正系统。另外，无线传输系统需要额外的位用于数据的成帧和同步化。总的来说，需要大约三倍的原始比特率，或3 * 1,411200 = 4,233,600比特/秒，以支持无线立体声。对于六声道环绕声家庭影院系统，命中率三倍至3 * 4,233,600 = 12,700,800比特/秒。实现这些比特率可能是非常困难的。
无线扬声器需要扬声器本地的功率放大器。本地功率放大器可以在音频保真度方面提供优势。大多数扬声器是双向或三向系统。这意味着音频信号被分为两个或三个频带，这些频带被发送到专用扬声器 - 低音扬声器，高音单元，中档。典型的消费音频扬声器使用扬声器中的无源分频电路将放大的音频信号分成频带。这些无源分频电路由电感器，电阻器和电容器组成。无源分频器难以设计，并且是扬声器系统中频率失真的主要来源。
被动分频器的替代方案是主动交叉。使用有源分频器，线路级未放大音频信号被分为频带，然后将每个频带信号发送到单独的功率放大器。在双向系统中，这称为双放大。在三向系统中，这被称为三放大。传统上，使用模拟电子学 - 运算放大器等设计了有源分频器。虽然具有多个功率放大器的有源分频器在音频保真度方面提供了明显的优势，但它们可以成本有效地设计成为一项挑战。
根据本发明，提供了一种如权利要求1和2所述的分布式数字无线扬声器系统和下文中权利要求21所述的离散扬声器。
数字无线扬声器系统包括用于选择和发送数字音频数据的音频传输设备和用于接收数据和广播声音的无线扬声器。数字音频数据与同步数据的数字音频采样时钟一起来自立体声光盘或AC-3或MPEG-2音频解码器的音频传输设备，其解码和解压缩来自DVD电影盘。在音频传输设备中，选择器元件选择来自CD播放器或音频解码器的数据和时钟。所选择的采样时钟用于将所选择的数据时钟成帧和错误保护编码单元，其生成数据帧并增加错误保护。这些传输帧被定时到RF发射机并传输到扬声器。对于立体声系统，有两个扬声器。对于典型的环绕声家庭影院系统，有六个扬声器。每个扬声器包含一个RF接收天线和一个RF接收器，并对音频传输设备中单个RF发射机产生的RF信号执行采集和跟踪。接收到的比特流和符号时钟从RF接收机输出并输入到成帧和错误保护解码器和采样时钟发生器。恢复的音频采样数据和音频采样时钟被输入到数字到扬声器输入转换和通道选择器。状态消息被包括在传输帧中以便数字地控制诸如扬声器组，扬声器组的启用或禁用以及扬声器的音量的扬声器属性。
在本发明中使用数字音频的无线传输来实现与光盘质量音频相当的高保真性能。本发明的一个实施例通过在未压缩数字音频信号上使用数字分频来解决这个问题，然后采用新颖的D类脉宽调制（PWM）功率放大器。这些D类PWM放大器是便宜的，并且提供了用于从数字音频流直接产生放大的扬声器输入信号的便宜的低成本路径。
当数字音频传输到无线扬声器时，扬声器需要可靠地将数据作为数字音频采样流恢复，并需要生成准确的数字音频采样率时钟来输出数据。当同时发送到多个无线扬声器时，像立体声或六声道环绕声的情况一样，扬声器的采样速率时钟必须准确地与数据并行地同步。从一个扬声器到下一个扬声器的小延迟会损害声音的立体声或环绕声成像。更糟糕的是，可变延迟将导致声音似乎在空间中移动。本发明通过直接从RF接收机符号速率时钟产生音频采样率时钟来解决音频采样率同步问题。对于具有连续流数据传输的RF系统，如本发明中的数字音频的情况，该时钟是高度准确的，并且被保证在多个扬声器中的RF接收器之间同步，因为它在RF发射机中的单个位置处生成。
本发明的一个实施例通过发送多声道数字压缩音频来满足比特率要求。每个扬声器接收整个多声道RF压缩音频流，解压缩它，并且在该过程中选择用于该扬声器的单个通道。
图1示出了使用本发明的家庭影院系统的音频部分的框图。数字音频数据与数字音频采样时钟同步数据，来自立体声光盘135或AC-3或MPEG-2音频解码器133，其解码和解压缩来自DVD运动的多声道压缩音频流图像盘134.来自DVD盘的音频以压缩多通道格式编码，通常是AC-3六通道或MPEG-2多通道格式。选择器132选择来自CD播放器135或AC-3或MPEG 2音频解码器133的数字音频数据和采样时钟。所选择的采样时钟用于将所选择的数字音频数据时钟成帧和误码保护编码单元136。
帧和错误保护编码单元的详细框图如图5所示。帧单元504组装由固定数量的数字音频样本组成的数字音频帧。标题和状态信息被添加到每个数字音频帧503.状态信息的功能是将各种扬声器设置和配置传送到扬声器系统。 Reed Solomon编码器和交织器502将数字音频帧分成具有固定数量的较小传输帧。 4 - 每个数字音频帧的传输帧。 Reed Solomon编码器和交织器502的交织功能将一个数字音频帧中的位进行混洗，以使相邻的数字音频位出现在不同的传输帧中。交错防止传输中的突发错误。每个传输帧是Ree
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资料编号：[27567]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
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