具有RDS调频输出功能的便携式音乐播放器 【技术领域】
本发明涉及一种无线音频传输器材。更具体的涉及一种改进型调频(FM)输出的便携式音频播放器，其通过汽车的无线电接收系统广播数字耦合音频信号。
背景技术
目前公知的，使用MP3或其他压缩格式的便携式音频播放器在消费数字音频领域已经非常流行。使用这种便携式音频播放器，可以方便的控制已储存在记忆卡上的数字音频压缩的声音，如音乐，并通过电缆连接的耳机播放。
虽然耳机可以很容易地与便携式音频播放器连接，但因为不利于安全驾驶，一般法律禁止使用耳机时驾驶汽车。因此，目前公开了一种便携式音频播放器，在汽车上通过汽车的无线电接收系统播放音频播放器中数码储存的压缩音频。如图1所示的就是一个这样作为“背景技术”的现有便携式音频播放器。
如图1所示，框图显示的是传统的音频系统10，用来说明一个在先技术系统。特别是，音频系统10包括便携式音频播放器12，无线音频连接14和远程音频接收机16。便携式音频播放器12可以是包括CD、MP3、DVD播放器或类似的携带数字音频存储媒体的形式，其能够产生立体声音频信号。尤其是MP3播放器12，包括一个音频信号源，如微处理器18，用来产生并通过信号线20和22输出数字音频，以及数模(D/A)转换器24处理数字信号提供左、右立体声模拟输出到导线26和28。
无线音频连接14适当设置在在摇台上(未显示)，并包含适当的电路，其电气连接到MP3播放器12的模拟输出导线26和28，并无线传输载波上的音频信号到远程音频接收机系统16。无线音频连接14包括调频立体声多工器30和锁相环(PLL)的网路32，调频放大器34，和天线36。一对电缆或导线38和40具有各自的从摇台上的音频连接14延伸的插孔42，44，通过MP3播放器相应的左、右音频输出/耳机插座46、48连接到导线26、28。
除了通过各自的插孔42、44接受左、右立体声模拟输出，调频立体声多工器30收到线50上传来的38千赫载波用来调节左减右(L-R)信号的信息，然后通过接收线52将19千赫的基频和38千赫再合并。调频立体声多工器30生成一个综合多路复用音频输出信号线54。
该PLL网络32包括环路滤波器56，其通过线57将第一信号输出到一个加法器58。加法器58收到从调频多工器30传来的综合复音频信号线54第二输入信号。加法器58的输出线60通过“电压控制振荡器(VCO)62”。电压控制振荡器的输出64通过数字/分频器66和一个相位(频率)探测器68输入到环路滤波器56。比例数字/分频器66调整调频发射机的传输频率，以选择一个信道。相位检测器68还收到参考时钟输入69作为第二输入。输出压控振荡器62输出信号到调频放大器34，其信号通过天线36传输。
音频接收机系统16通过一个天线17收到发送的信号。音频接收器16包括一个调频立体声接收器19，其可安装到一个内置立体声接收系统，如汽车内或类似的地方。无线电接收器19分别提供立体声左右声道扬声器70和72。通过调频立体声接收器19的天线17接收到汽车的立体声广播的调频传输的信号，其中音频信号由汽车的无线接收器19解调和广播。
由于摇台上的音频连接14上所有的各种电器元件相当大，它们占据了相对较大的空间。这是因为一个事实，即复合立体声信号产生的是模拟格式。因此，最好以一个完全数字化的方式形成复合立体声音频信号。其优点在于，因为数字处理电路可以制作成更小的集成电路芯片，从而降低成本和空间的要求。
本发明发明人开发的一种数字格式传递复合立体声音频信号的方式，以便减少电器元件的大小，并获取比模拟格式音频系统更高的音质。这些优点是通过提供无线数字接口电路取得的，其整体直接安装在便携式音频播放器上。所述无线数字音频接口电路，以取代图1所示的电器元件音频连接14。进一步，音频连接14的天线36也纳入便携式音频播放器，以使其非常紧凑。
使用无线音频连接14的另一个不利之处在于，音频播放器12只是通过音频播放器12上的小显示屏作为界面。由于今天大多数新汽车音响系统都支持无线数据信号(RDS)，发明者提出了集中在约57千赫抑制载波频段的伴随立体声模拟信号的数字多重RDS数据中心。因此，歌曲数据(艺术家姓名和歌名)，广播无线电和专辑的名称，或任何其他便携式音频播放器使用的数据可以显示在更大的汽车无线电接收器显示器上。
【发明内容】
因此，本发明提供了一种调频输出便携式音频播放器，克服了前述背景技术的缺点。
本发明还提供一种改进型调频输出便携式数字音频播放器，其通过汽车地无线电接收系统耦合广播音频信号。
本发明另一目的是提供一种改进的调频输出便携式音乐播放器的RDS功能。
本发明还提供无线数字音频接口电路，其整体直接安装在一个调频输出便携式音频播放器上。
本发明提供了一种调频输出便携式数字音频播放器，耦合产生数字音频信号，并通过汽车无线电接收系统广播，所述便携式音频播放器包括：产生数字音频输出信号的音频信号源；直接耦合所述数字音频输出信号的数字音频接口电路，包括一个数字调频立体声/RDS多工器，以调制射频载波上的所述数字音频输出信号产生调制音频信号；耦合所述数字调频立体声/RDS多工器的一个内部天线；其将所述调制信号无线传递给无线电接收系统。
这种数字音频接口电路由集成综合电路芯片组成，降低了成本，尺寸更紧凑，音频质量更高。数字调频立体声/RDS多工器复用的一个无线数据信号，用来产生所述有调频立体声音频信号的调制信号和集中在约57kHz抑制载波的无线电数据信号。
【附图说明】
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明“背景技术”所述的一般常规音频系统10的方框图，包括便携式音频播放器，无线音频链接，汽车无线电接收系统；和
图2是本发明所述的改进型音频系统110的方框图，包括改进型调频输便携式音乐播放器及汽车无线电接收系统。
【具体实施方式】
以下对附图和具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案，其不应当作为对本发明保护范围的限制。其仅仅是作为本发明的例子。
如图2所示，描述了按照本发明的原则构建的改进型音频系统110，音频系统110包括一个便携式音频播放器112和远程音频接收系统116。便携式音频播放器112可以是光盘，MP3播放器，DVD播放器或类似的便携式数字音频存储媒体的形式，其能够产生立体声音频信号。
尤其是MP3播放器112包括一个音频信号源，如在线120和122生成输入数字音频信号的微处理器118，和数模转换器(D/A)124，其将数字信号转化为左、右立体声模拟输出到各自导线126和128。导线126和128连接相应的MP3播放器112的左、右音频输出/耳机插孔146、148。
除了微处理器118和D/A转换器124，本发明所述的便携式音频播放器112包括无线数字音频接口电路102，其直接整合在便携式音频播放器112中。该界定为调频发射机的接口电路102电气连接到一个内部的无线天线104上，在小于十米的范围内传递射频载波信号上的音频信号到远程汽车接收系统116。
无线数字音频接口电路102包括，一个数字调频立体声/RDS多工器130，数字控制振荡器(DCO)132，频率乘法器134，和调频放大器136。数字调频接收器130从微处理器118相应的120和122线通过各自耦合的线138和140接收立体声左，右的数字输出。此外，数字调频立体声/RDS多工器130收到通过线150传输的38千赫载波信号用来调节左减右(L-R)信号信息，并且通过线152收到在19千赫的基频信号。另外，左减右(L-R)信号信息和基频信号可以在调频多工器130内部产生，而不是由外部提供。那个数字控制振荡器132可以采用约翰.L.梅兰森在2006年8月15日提交的美国7092476号专利的图2所示的方案。该’476专利现以作为参考文件提交。
此外，无线数据信号(RDS)形式的数字数据信号通过输入线154从微处理器118到数字调频立体声/RDS调制器130。数字数据在57kHz抑制载波频段，其与19千赫导频同相。因此，调频多工器130生成一个复合音频信号输出到线156，该信号是一个标准的复合立体声多路复用信号，其中增加了一个集中在约57千赫抑制载波的无线电信号数据。
数字调频多工器130通过线156输出，然后通过数字控制振荡器132和倍频器134输入到调频放大器136。调频放大器136的输出连接到内部天线104传输多路复合立体声信号。
由于复合立体声多路信号以完全数字化的方式产生，数字处理电路(即，调频器，数字控制振荡器，倍频器，和放大器)可以制作成一个或多个规模较小的综合集成电路芯片，从而比采用模拟格式音频系统降低成本和占用较小的空间。此外，本音频系统利用数字格式产生质量更高的音频和更好的性能。
音频接收机系统116通过天线117收到传输的复合立体声多路复用信号。音频接收机系统116包括一个立体声调频收音机接收器和无线电数据信号RDS接收器119，其可以是内置的立体声接收系统，或车内安装的调频广播接收系统或类似结构。无线电/RDS接收器119分别提供立体声左、右声道扬声器170和172。因此，射频载波信号调频传输的信号通过天线117被无线电/RDS的接收器119接收，该音频信号被汽车收音机/RDS接收器119解调和播出。
此外，无线电/RDS接收器119还解调57千赫载波上调制的RDS信号来检索RDS数据。RDS数据可能包括歌曲数据(艺术家名字和播放歌曲名称)，广播无线电和专辑的名称，或便携式音频播放器112通过位于汽车无线电/RDS接收器119的更大的显示器174可显示的任何其他接口数据。此外，便携式音频播放器包括一个用户控件176来耦合调频发射机，其允许用户操纵音频播放器，使位于汽车无线电/RDS接收器119的更大的显示器174可显示这首歌的数据。数字调频立体声/RDS多工器130包括RDS传输器，其与控制面板176耦合用来调制57kHz载波的RDS信号。
从上述的详细描述，由此可以看出，本发明提供了一个便携式音频播放器，用于对产生的音频信号数字耦合，并通过汽车的无线电接收系统广播。该音频播放器包括一个产生数字音频输出信号的音频信号源。数字音频接口电路直接耦合数字音频输出信号，其包括数字调频立体声/RDS多工器调制射频载波上的数字音频输出信号产生调制的音频信号。一个数字调频立体声/RDS多工器的内部天线无线传输调制信号到汽车的无线电接收系统。该由集成电路芯片组成的数字音频接口电路降低了成本，减小了尺寸和提高了音频质量。数字调频立体声/RDS多工器复合无线电数据信号来产生在57kHz抑制载波上的调制信号。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。