FR2781623A1 - Audio signals wireless communication method for linking TV set and external loudspeakers, sets volume by frequency multiplexing control signal indicating desired level with sound channel information - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé d'émission et de réception sans fil d'unThe invention relates to a method for wireless transmission and reception of a
signal audio entre un émetteur et au moins un récepteur situé à distance de l'émetteur de même qu'un émetteur et un récepteur aptes à audio signal between a transmitter and at least one receiver located at a distance from the transmitter as well as a transmitter and a receiver capable of
fonctionner selon un tel procédé.operate according to such a process.
L'invention concerne plus particulièrement, mais de façon non limitative, un procédé de transmission sans fil d'un signal audio mettant en oeuvre un récepteur de télévision et au moins une enceinte acoustique The invention relates more particularly, but not limited to, a method of wireless transmission of an audio signal using a television receiver and at least one acoustic enclosure
située à distance du récepteur de télévision. located at a distance from the television receiver.
Les techniques de transmission permettent aujourd'hui de disposer chez l'utilisateur d'un large éventail de programmes audiovisuels avec une bonne qualité d'image et de son. Ainsi, nombre d'appareils de télévision sont équipés d'un système de transmission de signaux audio multi-canaux, impliquant l'utilisation simultanée de cinq haut-parleurs pour les canaux avant gauche, droit, central, arrière gauche et arrière droit. Les deux canaux arrière procurent davantage de profondeur, une localisation Transmission techniques now allow the user to have a wide range of audiovisual programs with good image and sound quality. Many television sets are therefore equipped with a multi-channel audio signal transmission system, involving the simultaneous use of five speakers for the front left, right, center, rear left and rear right channels. Two rear channels provide more depth, localization
plus précise et un meilleur réalisme global. more precise and better overall realism.
Cependant, pour pallier le problème du raccordement filaire de ces hautparleurs à l'appareil de télévision, notamment du raccordement des haut parleurs arrière qui est souvent malaisé et gênant, on peut utiliser une transmission sans fil par l'intermédiaire d'une porteuse radiofréquence (RF) modulée en fréquence. Dans le cas d'une telle transmission, la bande de fréquence dite ISM ("Industrial Scientific Medical Band" en langue However, to overcome the problem of the wired connection of these speakers to the television set, in particular of the connection of the rear speakers which is often awkward and annoying, it is possible to use a wireless transmission via a radiofrequency carrier ( RF) frequency modulated. In the case of such a transmission, the frequency band known as ISM ("Industrial Scientific Medical Band" in language
anglaise) par exemple autour de 433MHz est souvent adoptée en Europe. English) for example around 433MHz is often adopted in Europe.
Le contrôle du volume du son délivré par les haut-parleurs peut alors s'effectuer selon deux techniques - La première technique consiste à ajuster à l'émission l'amplitude du signal modulant en bande de base en fonction du niveau sonore attendu en réception. Cet ajustement entraîne la modification de I'indice de modulation, et par suite celle de l'occupation spectrale du signal ainsi que le rapport signal à bruit ("Signal/Noise" ou "S/N" en langue anglaise) du signal restitué en réception. De ce fait, pour de faibles niveaux d'écoute, le rapport signal à bruit est réduit rendant mauvaise la qualité du The control of the volume of the sound delivered by the loudspeakers can then be carried out according to two techniques - The first technique consists in adjusting on emission the amplitude of the signal modulating in base band according to the expected sound level in reception. This adjustment involves the modification of the modulation index, and consequently that of the spectral occupancy of the signal as well as the signal to noise ratio ("Signal / Noise" or "S / N" in English) of the signal reproduced in reception. As a result, for low listening levels, the signal to noise ratio is reduced, making the quality of the signal poor.
signal sonore restitué.audio signal restored.
- La deuxième technique consiste à ne pas modifier l'amplitude du signal modulant, le réglage du volume s'effectuant dans ce cas manuellement au niveau de chaque haut-parleur, à l'aide de potentiomètres par exemple. Cette deuxième méthode, n'offrant pas de possibilité de - The second technique consists in not modifying the amplitude of the modulating signal, the volume being adjusted in this case manually at each loudspeaker, using potentiometers for example. This second method, not offering the possibility of
télécommande à distance du niveau sonore restitué, n'est pas pratique. remote control of the restored sound level is not practical.
Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un procédé d'émission et de réception sans fil d'un signal audio ainsi qu'un émetteur et un récepteur sans fil mettant en oeuvre ledit procédé, apte à maintenir constante la qualité du signal restitué The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a method for wireless transmission and reception of an audio signal as well as a wireless transmitter and receiver implementing said method, capable of keeping constant the signal quality restored
indépendamment du niveau sonore requis en réception. regardless of the noise level required for reception.
A cet effet, I'invention a pour objet un procédé d'émission sans fil d'un signal audio d'un émetteur vers au moins un récepteur situé à distance de l'émetteur, caractérisé en ce que ledit procédé comporte, au niveau de l'émetteur, les étapes: - de détermination d'un niveau de restitution désiré du signal audio au niveau du récepteur, - de multiplexage fréquentiel du signal audio avec un signal de consigne comportant un paramètre variable fonction du niveau de To this end, the invention relates to a method for wireless transmission of an audio signal from a transmitter to at least one receiver located at a distance from the transmitter, characterized in that said method comprises, at the level of the transmitter, the steps: - of determining a desired level of restitution of the audio signal at the level of the receiver, - of frequency multiplexing of the audio signal with a reference signal comprising a variable parameter depending on the level of
restitution souhaité pour ledit signal au niveau du récepteur. desired reproduction for said signal at the receiver.
Ainsi, la variation du niveau de restitution désiré du signal audio Thus, the variation in the desired level of reproduction of the audio signal
au niveau du récepteur n'influe pas sur le signal audio émis. at the receiver does not affect the audio signal output.
Selon un mode de réalisation, le signal de consigne est un signal pilote de fréquence fixe et d'amplitude variable, ladite amplitude étant ledit According to one embodiment, the setpoint signal is a pilot signal of fixed frequency and of variable amplitude, said amplitude being said
paramètre variable.variable parameter.
Selon un autre mode de réalisation, le signal de consigne est généré par un circuit de modulation d'impulsions à largeur variables PWM dont la largeur est fonction du niveau de restitution souhaité du signal audio. L'invention a également pour objet un procédé de réception sans fil du signal audio émis selon le procédé d'émission décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau du récepteur, les étapes d'isolation du signal de consigne du signal audio, - de mesure dudit paramètre variable du signal de consigne, - de modification du niveau du signal audio de sortie du récepteur According to another embodiment, the setpoint signal is generated by a pulse width modulation circuit PWM whose width is a function of the desired level of reproduction of the audio signal. The invention also relates to a method of wireless reception of the audio signal transmitted according to the transmission method described above, characterized in that it comprises, at the level of the receiver, the steps of isolating the reference signal of the audio signal, - of measuring said variable parameter of the reference signal, - of modification of the level of the audio signal output from the receiver
en fonction de ladite mesure de la variation du paramètre variable. as a function of said measurement of the variation of the variable parameter.
De cette sorte, la qualité du signal restitué est indépendante du niveau sonore souhaité en réception, I'occupation spectrale étant en outre toujours optimisée. Le signal de consigne commande le niveau du signal audio restitué sans que les autres paramètres ne soient modifiés par cette transmission. L'invention a également pour objet un procédé de transmission sans fil d'un signal audio d'un émetteur vers au moins un récepteur comprenant un procédé d'émission du signal audio conforme à celui décrit ci-dessus et un procédé de réception dudit signal audio conforme à celui décrit ci-dessus, caractérisé en ce que à l'émission: après multiplexage fréquentiel du signal audio avec le signal de consigne, une étape de modulation en fréquence d'une première porteuse par le multiplex obtenu par ledit multiplexage est réalisée, ladite modulation générant un signal modulé, à la réception: - avant l'étape d'isolation du signal de consigne du signal audio, une étape de démodulation dudit signal modulé est réalisée de manière à In this way, the quality of the restored signal is independent of the sound level desired in reception, the spectral occupancy being furthermore always optimized. The setpoint signal controls the level of the audio signal reproduced without the other parameters being modified by this transmission. The invention also relates to a method for wireless transmission of an audio signal from a transmitter to at least one receiver comprising a method for transmitting the audio signal in accordance with that described above and a method for receiving said signal audio conforming to that described above, characterized in that on transmission: after frequency multiplexing of the audio signal with the reference signal, a step of frequency modulation of a first carrier by the multiplex obtained by said multiplexing is carried out , said modulation generating a modulated signal, on reception: - before the step of isolating the reference signal from the audio signal, a step of demodulating said modulated signal is carried out so as to
récupérer le multiplex en bande de base. recover the baseband multiplex.
Selon un mode de réalisation, ledit procédé comporte en outre à l'émission: - avant multiplexage fréquentiel du signal audio avec le signal de consigne, une étape de modulation de fréquence d'une seconde porteuse par le signal audio, à la réception - après séparation du signal de consigne du multiplex, une étape de démodulation de fréquence du signal restant de manière à récupérer le According to one embodiment, said method further comprises on transmission: - before frequency multiplexing of the audio signal with the setpoint signal, a step of frequency modulation of a second carrier by the audio signal, on reception - after separation of the multiplex setpoint signal, a frequency demodulation step of the remaining signal so as to recover the
signal audio en bande de base.baseband audio signal.
Selon un mode de réalisation, la fréquence de la première porteuse est dans la gamme de fréquence dite SHF ("Super High Frequency" en langue anglaise). Dans ce cas, la propagation à travers les murs d'un signal SHF étant plus faible que dans le cas de fréquences plus basses, on minimise le risque d'interférences entre utilisateurs. On évite de cette sorte l'utilisation de fréquences porteuses telles que celles de l'ordre de 433 MHz sujette à de nombreuses perturbations potentielles dues à son emploi dans nombre d'autres applications telles que les casques RF sans According to one embodiment, the frequency of the first carrier is in the frequency range called SHF ("Super High Frequency" in English). In this case, the propagation through the walls of an SHF signal being weaker than in the case of lower frequencies, the risk of interference between users is minimized. This avoids the use of carrier frequencies such as those of the order of 433 MHz subject to many potential disturbances due to its use in many other applications such as RF headsets without
fil, les télécommandes de portes, des applications domotiques,... wire, door remote controls, home automation applications, ...
L'invention a également pour objet un émetteur apte à fonctionner dans un système de transmission sans fil d'un signal audio dudit émetteur vers au moins un récepteur situé à distance de l'émetteur, caractérisé en ce que l'émetteur comporte: - des moyens de détermination d'un niveau de restitution désiré du signal audio au niveau du récepteur, - des moyens de multiplexage fréquentiel du signal audio avec un signal de consigne comportant un paramètre variable fonction du niveau de The invention also relates to a transmitter capable of operating in a system for wireless transmission of an audio signal from said transmitter to at least one receiver located at a distance from the transmitter, characterized in that the transmitter comprises: - means for determining a desired level of restitution of the audio signal at the receiver, - means for frequency multiplexing the audio signal with a reference signal comprising a variable parameter depending on the level of
restitution souhaité pour ledit signal au niveau du récepteur. desired reproduction for said signal at the receiver.
Selon un mode de réalisation, I'émetteur comporte des moyens de réception d'un signal de commande fourni par des moyens de According to one embodiment, the transmitter comprises means for receiving a control signal supplied by means of
commande du type comprenant une télécommande à distance. type control comprising a remote control.
Selon un mode de réalisation, l'émetteur est du type comprenant un téléviseur, un micro-ordinateur, un syntoniseur, un magnétoscope, un According to one embodiment, the transmitter is of the type comprising a television, a microcomputer, a tuner, a video recorder, a
lecteur et/ou enregistreur de disques et/ou de cassettes. disc and / or cassette player and / or recorder.
L'invention a pour autre objet un récepteur apte à fonctionner dans un système de transmission sans fil d'un signal audio de l'émetteur conforme à celui décrit ci-dessus vers ledit récepteur situé à distance de l'émetteur, caractérisé en ce que le récepteur comporte trois étages montés en cascade, le premier étage comprenant un étage de transposition de frequence, le second étage comprenant un étage de démodulation de fréquence et le troisième étage comprenant un étage de séparation du signal audio sur une première voie, du signal de consigne sur une seconde voie, ledit étage de séparation comportant des moyens de modification du Another subject of the invention is a receiver capable of operating in a system for wireless transmission of an audio signal from the transmitter conforming to that described above to said receiver located at a distance from the transmitter, characterized in that the receiver comprises three stages connected in cascade, the first stage comprising a frequency transposition stage, the second stage comprising a frequency demodulation stage and the third stage comprising a stage of separation of the audio signal on a first channel, of the signal of setpoint on a second channel, said separation stage comprising means for modifying the
signal audio en fonction dudit paramètre variable. audio signal according to said variable parameter.
Selon un mode de réalisation, ladite première voie comprend un filtre apte à restituer la bande du signal audio, un amplificateur à gain variable et ladite seconde voie comprend un filtre laissant passer une bande centrée sur la fréquence du signal de consigne, un détecteur d'amplitude, un filtre passe-bas, le signal délivré par la seconde voie étant apte à According to one embodiment, said first channel comprises a filter capable of reproducing the band of the audio signal, a variable gain amplifier and said second channel comprises a filter allowing a band centered on the frequency of the reference signal to pass, a detector of amplitude, a low-pass filter, the signal delivered by the second channel being able to
contrôler le gain dudit amplificateur. control the gain of said amplifier.
Selon un mode de réalisation, le récepteur comprend une According to one embodiment, the receiver comprises a
enceinte acoustique ou un casque d'écoute sans fil. speaker or wireless headphones.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention Other features and advantages of the present invention
ressortiront de la description des exemples de réalisation qui vont suivre, will emerge from the description of the exemplary embodiments which will follow,
pris à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente une vue schématique d'un mode de réalisation d'un système de transmission sans fil mis en oeuvre par le procédé selon l'invention, - la figure 2 représente un diagramme fonctionnel d'un mode de réalisation d'un émetteur selon l'invention, - la figure 3 fournit l'allure du spectre multiplex du signal avant modulation dans l'émetteur selon l'invention, - la figure 4 représente un diagramme fonctionnel d'un mode de réalisation d'un récepteur selon l'invention, les figures 5 et 6 représentent respectivement un émetteur et un récepteur selon un second mode de réalisation de l'invention, - les figures 7 et 8 représentent respectivement un émetteur et taken by way of nonlimiting examples, with reference to the appended figures in which - FIG. 1 represents a schematic view of an embodiment of a wireless transmission system implemented by the method according to the invention, - FIG. 2 represents a functional diagram of an embodiment of a transmitter according to the invention, - FIG. 3 provides the shape of the multiplex spectrum of the signal before modulation in the transmitter according to the invention, - FIG. 4 represents a functional diagram of an embodiment of a receiver according to the invention, FIGS. 5 and 6 represent respectively a transmitter and a receiver according to a second embodiment of the invention, - FIGS. 7 and 8 represent respectively a transmitter and
un récepteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention. a receiver according to a third embodiment of the invention.
Pour simplifier la description, les mêmes références seront To simplify the description, the same references will be
utilisées dans les figures pour désigner les éléments remplissant des used in the figures to designate the elements filling
fonctions identiques.identical functions.
La figure 1 représente un système de transmission sans fil d'un signal audio S1 entre un téléviseur 1 et un ensemble de haut-parleurs situé à distance du téléviseur 1. Cet ensemble de haut-parleurs est constitué de trois haut-parleurs frontaux 2 reliés au téléviseur 1 et de deux haut-parleurs arrière 3 agencés en arrière du téléspectateur 4 et non reliés au téléviseur 1. Selon le procédé de l'invention décrit ci- après, le téléspectateur 4 contrôle, par une télécommande à infrarouge 80 dans cet exemple, l'augmentation ou la diminution du volume du son sur les haut-parleurs 3 tout en maintenant constante la fidélité du son quel que soit le niveau FIG. 1 represents a system for wireless transmission of an audio signal S1 between a television 1 and a set of speakers located at a distance from the television 1. This set of speakers consists of three front speakers 2 connected to the television set 1 and two rear speakers 3 arranged behind the viewer 4 and not connected to the television set 1. According to the method of the invention described below, the viewer 4 controls, by an infrared remote control 80 in this example , increasing or decreasing the volume of the sound on the speakers 3 while keeping the fidelity of the sound constant whatever the level
d'écoute sélectionné.selected listener.
La figure 2 représente un diagramme fonctionnel d'un mode de réalisation d'un émetteur 5 selon l'invention. Un module de préaccentuation 6 reçoit d'une entrée un signal audio S2 en bande de base [ 20 Hz; 15 KHz] ayant pour fonction de favoriser les fréquences hautes en augmentant leur niveau et en diminuant le niveau des fréquences basses pour conserver une puissance de signal sensiblement constante dans la bande de fréquence considérée. La sortie du module de préaccentuation 6 est reliée à une entrée d'un filtre coupe-bande 7 ayant une réjection centrée sur la fréquence de 19 KHz pour que le signal SPIL à la fréquence pilote FPIL de 19 KHz dont le rôle est explicité ci-après ne soit pas perturbé par d'éventuelles fréquences parasites pouvant exister dans le spectre du signal audio S2 autour de la fréquence FPIL. La sortie du filtre coupe-bande 7 est reliée à une première entrée d'un sommateur 8. Une deuxième entrée de ce sommateur 8 est reliée à la sortie d'un atténuateur variable 9 connu en soi dont une première entrée est attaquée par le signal pilote SPIL de fréquence FPIL généré par un oscillateur à quartz 10. Une deuxième entrée de l'atténuateur 9 est attaquée par un signal de commande SCOM généré par un potentiomètre de réglage 90, par FIG. 2 represents a functional diagram of an embodiment of a transmitter 5 according to the invention. A pre-emphasis module 6 receives from an input an audio signal S2 in baseband [20 Hz; 15 KHz] whose function is to promote high frequencies by increasing their level and by decreasing the level of low frequencies to maintain a signal power that is substantially constant in the frequency band considered. The output of the pre-emphasis module 6 is connected to an input of a notch filter 7 having a rejection centered on the frequency of 19 KHz so that the signal SPIL at the pilot frequency FPIL of 19 KHz whose role is explained below. afterwards is not disturbed by any parasitic frequencies which may exist in the spectrum of the audio signal S2 around the frequency FPIL. The output of the notch filter 7 is connected to a first input of an adder 8. A second input of this adder 8 is connected to the output of a variable attenuator 9 known per se, a first input of which is attacked by the signal FPIL frequency pilot FPIL generated by a quartz oscillator 10. A second input from the attenuator 9 is attacked by a SCOM control signal generated by an adjustment potentiometer 90, by
exemple, et significatif du niveau de volume désiré sur les haut- parleurs 3. example, and significant of the desired volume level on the speakers 3.
La fréquence FPIL est égale à 19 KHz et d'amplitude fixe. L'atténuateur 9 délivre à sa sortie un signal SVAR de fréquence fixe égale à 19 KHz et d'amplitude variable en fonction directe de la tension de commande SCOM délivrée sur la deuxième entrée de l'atténuateur 9. Ainsi, I'amplitude du signal SVAR recueilli en sortie de l'atténuateur 9 diminue quand la tension du signal de commande SCOM diminue, et inversement. L'allure du spectre The FPIL frequency is equal to 19 KHz and of fixed amplitude. The attenuator 9 delivers at its output a signal SVAR of fixed frequency equal to 19 KHz and of variable amplitude as a direct function of the control voltage SCOM delivered on the second input of the attenuator 9. Thus, the amplitude of the signal SVAR collected at the output of the attenuator 9 decreases when the voltage of the SCOM control signal decreases, and vice versa. The look of the spectrum
multiplex du signal S+ en sortie du sommateur 8 est fournie à la figure 3. multiplex of the signal S + at the output of the summator 8 is provided in FIG. 3.
Le spectre de ce dernier comporte le spectre du signal audio S2 [ 20 Hz; i 5 KHz] et la fréquence pilote FPIL de 19 KHz. La variation de l'amplitude du signal SVAR contrôlée par la télécommande à infrarouge 80 du téléspectateur 4 permet de couvrir une dynamique d'amplitude importante The spectrum of the latter includes the spectrum of the audio signal S2 [20 Hz; i 5 KHz] and the FPIL pilot frequency of 19 KHz. The variation of the amplitude of the SVAR signal controlled by the infrared remote control 80 of the viewer 4 makes it possible to cover a dynamic of significant amplitude
de l'ordre de 80 Db en réception entre deux valeurs extrêmes MIN et MAX. of the order of 80 Db on reception between two extreme MIN and MAX values.
De cette sorte, en produisant des variations continues de la tension de commande du potentiomètre 90, on réalise des variations de l'amplitude du In this way, by producing continuous variations in the control voltage of potentiometer 90, variations in the amplitude of the
signal SVAR.SVAR signal.
La sortie du sommateur 8 est reliée à une entrée d'un module oscillateur 11 connu en soi destiné à générer une porteuse S4 SHF de ,8 GHz. Ce module comporte un résonateur diélectrique ("Dielectric Resonator Oscillator" en langue anglaise) associé à un transistor bipolaire The output of the summator 8 is connected to an input of an oscillator module 11 known per se intended to generate a carrier S4 SHF of, 8 GHz. This module includes a dielectric resonator ("Dielectric Resonator Oscillator" in English) associated with a bipolar transistor
non représentés permettant de générer la fréquence SHF de 5,8 GHz. not shown to generate the SHF frequency of 5.8 GHz.
L'amplitude du signal multiplex S + commande la déviation de fréquence de la porteuse SHF. L'occupation spectrale du signal modulé S1 est limitée afin de rester compatible avec la largeur de bande du filtre de prédétection en réception explicité ci-dessous déterminant pour la sensibilité du récepteur 13. La sortie du module oscillateur 11 est reliée à l'entrée d'une antenne d'émission 12 chargée d'émettre le signal SHF S1 dans l'espace libre de rayonnement. La figure 4 représente un diagramme fonctionnel d'un mode de réalisation du récepteur 13 selon l'invention, qui est chargé de convertir le signal SHF reçu en un signal audible de qualité dont le volume est contrôlé par l'intermédiaire de la télécommande 80 du téléspectateur 4. Le récepteur 13 comporte une antenne 14 qui reçoit un signal représentant le signal S1 ayant subi des atténuations et distorsions dans le canal de transmission. Dans la suite, dans un souci de simplification, on ne tiendra pas compte des distorsions et atténuations du canal de transmission et on supposera que le signal reçu au niveau de l'antenne de réception 14 est le même que celui émis au niveau de l'antenne d'émission 12. L'antenne 14 est reliée à l'entrée d'un amplificateur à faible bruit 15 dont la sortie est reliée à une première entrée d'un mélangeur 16. Une deuxième entrée de ce mélangeur 16 est reliée à un oscillateur local 17 à la fréquence ,8107 GHz. La sortie de ce mélangeur 16 délivre un signal SFI de fréquence intermédiaire FI égale à 10,7 MHz qui attaque un amplificateur 18 de fréquence intermédiaire amplifiant le signal dans la bande de fréquence du signal intermédiaire SFI. La sortie de l'amplificateur 18 est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bande 19 laissant passer ladite bande de fréquence amplifiée centrée sur 10,7 MHz. La sortie du filtre 19 donne sur I'entrée d'un bloc 20 de démodulation FM servant à détecter la fréquence du signal modulé. Le bloc 20 comporte à la suite un limiteur 21 pour débarrasser le signal d'entrée de toute modulation d'amplitude résiduelle, un démodulateur FM 22 classique, un module de désaccentuation 23 permettant d'augmenter le rapport signal à bruit du signal multiplex restitué S+. A la sortie du bloc 20, le multiplex S+ est composé du signal audio S2 comprenant le signal audio S2 et du signal SVAR tel que représenté sur The amplitude of the multiplex signal S + controls the frequency deviation of the carrier SHF. The spectral occupancy of the modulated signal S1 is limited in order to remain compatible with the bandwidth of the predetection filter on reception explained below which determines the sensitivity of the receiver 13. The output of the oscillator module 11 is connected to the input d 'A transmitting antenna 12 responsible for transmitting the signal SHF S1 in the radiation free space. FIG. 4 represents a functional diagram of an embodiment of the receiver 13 according to the invention, which is responsible for converting the received SHF signal into an audible quality signal whose volume is controlled by means of the remote control 80 of the viewer 4. The receiver 13 includes an antenna 14 which receives a signal representing the signal S1 having undergone attenuations and distortions in the transmission channel. In the following, for the sake of simplification, the distortions and attenuations of the transmission channel will not be taken into account and it will be assumed that the signal received at the receiving antenna 14 is the same as that transmitted at the transmitting antenna 12. The antenna 14 is connected to the input of a low noise amplifier 15 whose output is connected to a first input of a mixer 16. A second input of this mixer 16 is connected to a local oscillator 17 at frequency, 8107 GHz. The output of this mixer 16 delivers a signal SFI of intermediate frequency FI equal to 10.7 MHz which drives an amplifier 18 of intermediate frequency amplifying the signal in the frequency band of the intermediate signal SFI. The output of amplifier 18 is connected to the input of a bandpass filter 19 allowing said amplified frequency band centered on 10.7 MHz to pass. The output of the filter 19 gives access to the input of an FM demodulation block 20 used to detect the frequency of the modulated signal. The block 20 further comprises a limiter 21 to rid the input signal of any residual amplitude modulation, a conventional FM demodulator 22, a de-emphasis module 23 making it possible to increase the signal to noise ratio of the restored multiplex signal S + . At the output of block 20, the multiplex S + is composed of the audio signal S2 comprising the audio signal S2 and of the signal SVAR as shown in
la figure 4.Figure 4.
Selon une variante représentée sur la figure 4 en pointillés, la sortie du module 23 est reliée à l'entrée d'un filtre de boucle 24 passe-bas dont la sortie est reliée à une seconde entrée de l'oscillateur local 17 modulable en fréquence, fermant ainsi la boucle de contre-réaction en fréquence. Le filtre 24 permet de calculer la valeur moyenne du signal According to a variant shown in FIG. 4 in dotted lines, the output of the module 23 is connected to the input of a low-pass loop filter 24 the output of which is connected to a second input of the local oscillator 17 which can be modulated in frequency , thus closing the frequency feedback loop. Filter 24 calculates the average signal value
démodulé pour asservir l'oscillateur 1 7 à une fréquence pure FLO. demodulated to control the oscillator 1 7 at a pure FLO frequency.
Une sortie du module de désaccentuation 23 est reliée à l'entrée d'un filtre coupe-bande 25 rejetant la fréquence pilote FPIL de 19kHz pour ne restituer que le signal audio S2. Le filtre coupe-bande 25 est suivi d'un amplificateur audio 26 à gain variable. La sortie du module 23 est également reliée à un étage de commande de gain 27. Ce dernier comporte à son entrée un filtre passe-bande 28 dont la bande passante est centrée sur la fréquence pilote de 19 KHz suivi d'un détecteur d'amplitude 29 dont le rôle est de mesurer l'amplitude du signal SVAR transmis à son entrée. La sortie du détecteur d'amplitude 29 est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bas dont la sortie est reliée à une seconde entrée de l'amplificateur audio 26 à gain variable. Ainsi, une variation de l'amplitude du signal SVAR est mesurée au niveau du détecteur 29 puis filtrée pour commander An output of the de-emphasis module 23 is connected to the input of a notch filter 25 rejecting the pilot frequency FPIL of 19 kHz in order to reproduce only the audio signal S2. The notch filter 25 is followed by an audio amplifier 26 with variable gain. The output of the module 23 is also connected to a gain control stage 27. The latter comprises at its input a bandpass filter 28 whose bandwidth is centered on the pilot frequency of 19 KHz followed by an amplitude detector 29 whose role is to measure the amplitude of the SVAR signal transmitted at its input. The output of the amplitude detector 29 is connected to the input of a low-pass filter, the output of which is connected to a second input of the audio amplifier 26 with variable gain. Thus, a variation in the amplitude of the SVAR signal is measured at the level of the detector 29 and then filtered to control
I'amplitude du signal de sortie S3 du récepteur 13. The amplitude of the output signal S3 of the receiver 13.
Le système comprenant l'émetteur 5 et le récepteur 13 fonctionne de la manière suivante: Le signal SVAR sortant de l'atténuateur 9 a une fréquence fixe de 19 KHz et une amplitude variable significative du niveau sonore attendu en réception. L'amplitude variable du signal SVAR est commandée par l'intermédiaire de la télécommande 80. Le signal SVAR à la fréquence de 19KHz est sommé en bout du spectre du signal audio S2 préaccentué. Le multiplex fréquentiel résultant module en fréquence une porteuse SHF à ,8 GHz. La variation de l'amplitude du signal SVAR permet de couvrir une dynamique d'amplitude importante de l'ordre de 80dB en réception. La variation maximale d'amplitude du signal variable SVAR définit la The system comprising the transmitter 5 and the receiver 13 operates in the following manner: The signal SVAR leaving the attenuator 9 has a fixed frequency of 19 KHz and a variable amplitude significant of the expected sound level in reception. The variable amplitude of the SVAR signal is controlled by the remote control 80. The SVAR signal at the frequency of 19KHz is summed at the end of the spectrum of the pre-emphasized audio signal S2. The resulting frequency multiplex frequency modulates a SHF carrier at .8 GHz. The variation of the amplitude of the SVAR signal makes it possible to cover a dynamic of significant amplitude of the order of 80dB in reception. The maximum amplitude variation of the variable SVAR signal defines the
dynamique en réception.dynamic reception.
A la réception, après amplification faible bruit par l'amplificateur et transposition de fréquence par le convertisseur (16, 17), le filtrage sélectif de prédétection isole le signal utile. Le bloc de démodulation de fréquence 20 avec désaccentuation permet de restituer le multiplex S+ comprenant le signal audio S2 et le signal variable SVAR. Le signal SVAR est isolé et mesuré dans le bloc 27 pour agir sur l'amplificateur 26 à gain On reception, after low noise amplification by the amplifier and frequency transposition by the converter (16, 17), the selective pre-detection filtering isolates the useful signal. The frequency demodulation block 20 with de-emphasis makes it possible to restore the multiplex S + comprising the audio signal S2 and the variable signal SVAR. The SVAR signal is isolated and measured in block 27 to act on the gain amplifier 26
variable afin de contrôler la puissance du signal sonore restitué S3. variable to control the power of the restored audio signal S3.
Selon la variante détaillée en pointillés, parallèlement un filtrage passe-bas extrait la valeur moyenne du signal S+. Ainsi un contrôle automatique de fréquence permet de poursuivre en permanence la valeur moyenne de la fréquence du signal SHF reçu afin de compenser les dérives lentes des oscillateurs SHF mis en oeuvre à l'émission comme à la réception. Les figures 5 et 6 représentent respectivement un émetteur 5 et According to the variant detailed in dotted lines, in parallel a low-pass filtering extracts the average value of the signal S +. Thus, an automatic frequency control makes it possible to continuously pursue the average value of the frequency of the received SHF signal in order to compensate for the slow drifts of the SHF oscillators implemented on transmission as on reception. Figures 5 and 6 respectively represent a transmitter 5 and
un récepteur 13 selon un second mode de réalisation de l'invention. a receiver 13 according to a second embodiment of the invention.
Sur la figure 5, un signal audio d'une largeur de bande [ O; KHz] attaque un filtre passe-bas 31 dont la sortie est reliée à une première entrée d'un encodeur 32. La seconde entrée de cet encodeur est attaquée par un bloc 33 délivrant des impulsions de largeur variable ("Pulse Width Modulation" ou PWM en langue anglaise). Le bloc 33 génère des impulsions de périodicité fixe et de largeur variable, ladite largeur étant commandée par le signal de commande SCOM significatif du niveau sonore désiré à la réception. La sortie de l'encodeur 32 est reliée à l'entrée d'un modulateur FM 320 dont la sortie est amplifiée par un amplificateur 34. La sortie de l'amplificateur 34 délivre le signal Sl à l'antenne 12 qui transmet In FIG. 5, an audio signal with a bandwidth [O; KHz] attacks a low-pass filter 31 whose output is connected to a first input of an encoder 32. The second input of this encoder is attacked by a block 33 delivering pulses of variable width ("Pulse Width Modulation" or PWM in English). Block 33 generates pulses of fixed periodicity and of variable width, said width being controlled by the control signal SCOM significant of the desired sound level on reception. The output of the encoder 32 is connected to the input of an FM modulator 320, the output of which is amplified by an amplifier 34. The output of the amplifier 34 delivers the signal S1 to the antenna 12 which transmits
ledit signal Sl dans l'espace libre de rayonnement. said signal S1 in the radiation free space.
La figure 6 représente le récepteur 13 qui reçoit le signal Sl par le biais de son antenne 14. La sortie de l'antenne 14 est reliée à l'entrée d'un amplificateur à faible bruit 35 dont la sortie est appliquée à une première entrée d'un mélangeur 36. Une seconde entrée de ce mélangeur est reliée à un oscillateur local 37. La sortie du mélangeur 36 délivre un FIG. 6 represents the receiver 13 which receives the signal S1 via its antenna 14. The output of the antenna 14 is connected to the input of a low noise amplifier 35 whose output is applied to a first input of a mixer 36. A second input of this mixer is connected to a local oscillator 37. The output of the mixer 36 delivers a
signal SFI de fréquence intermédiaire à l'entrée d'un démodulateur FM 38. SFI signal of intermediate frequency at the input of an FM demodulator 38.
La sortie du démodulateur 38 générant le signal S+ est appliquée à une entrée d'un décodeur 39 dont une première sortie restitue le signal PWM ou SVAR. Une seconde sortie du décodeur 39 restitue le signal audio d'entrée S2. Le signal PWM restitué est appliqué à un filtre passe-bas 40 calculant la valeur moyenne dudit signal PWM. Le signal audio S2 attaque un amplificateur audio 41 à gain variable. L'amplificateur audio 41 est contrôlé par le signal de sortie du filtre passe-bas 40 générant le signal de sortie S3 du récepteur 13. Ainsi, le gain de l'amplificateur audio 41 est The output of the demodulator 38 generating the signal S + is applied to an input of a decoder 39, a first output of which outputs the PWM or SVAR signal. A second output from decoder 39 restores the input audio signal S2. The restored PWM signal is applied to a low-pass filter 40 calculating the average value of said PWM signal. The audio signal S2 drives an audio amplifier 41 with variable gain. The audio amplifier 41 is controlled by the output signal of the low-pass filter 40 generating the output signal S3 of the receiver 13. Thus, the gain of the audio amplifier 41 is
contrôlé par le signal PWM significatif du volume désiré en réception. controlled by the PWM signal significant of the desired volume in reception.
Le fonctionnement du mode de réalisation du système de transmission décrit sur le figures 5 et 6 est basé sur la génération d'un signal multiplex fréquentiel du type radiodiffusé modulant en fréquence une porteuse RF (Radio Fréquence). Selon une variante, cette porteuse est une porteuse SHF. La première voie est utilisée pour transmettre un signal audio, la seconde permet de véhiculer un signal PWM. Le rapport cyclique de ce signal PWM est contrôlé et significatif du volume sonore attendu en réception. Après transposition de fréquence et démodulation de fréquence, le signal multiplex FM de type radiodiffusé originel est restitué. Le décodeur permet de délivrer d'une part le signal audio et d'autre part le signal PWM transmis à l'émission. Un filtrage passe- bas du signal PWM à la réception permet d'en extraire le rapport cyclique afin d'agir sur le gain de The operation of the embodiment of the transmission system described in FIGS. 5 and 6 is based on the generation of a frequency multiplex signal of the broadcast type modulating in frequency an RF (Radio Frequency) carrier. According to a variant, this carrier is a SHF carrier. The first channel is used to transmit an audio signal, the second allows to carry a PWM signal. The duty cycle of this PWM signal is controlled and significant of the expected sound volume on reception. After frequency transposition and frequency demodulation, the original FM multiplex signal of broadcast type is restored. The decoder makes it possible to deliver on the one hand the audio signal and on the other hand the PWM signal transmitted on transmission. A low-pass filtering of the PWM signal on reception makes it possible to extract the duty cycle therefrom in order to act on the gain of
l'amplificateur audio (26) de sortie. the output audio amplifier (26).
Les figures 7 et 8 représentent un émetteur 5 et un récepteur 13 Figures 7 and 8 show a transmitter 5 and a receiver 13
selon un troisième mode de réalisation de l'invention. according to a third embodiment of the invention.
Sur la figure 7, le signal audio S21 qui a une largeur de bande [ 20Hz; 15 KHz] est appliqué à un filtre passe-bas 42 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un modulateur FM 43 générant une porteuse S6 de fréquence F6. La sortie du modulateur 43 est appliquée à une première entrée d'un multiplexeur 44. Une seconde entrée du multiplexeur 44 est reliée à la sortie d'un bloc 45 de modulation d'impulsions de largeur variable PWM recevant à son entrée le signal de commande SCOM. La sortie du multiplexeur 44 est reliée à l'entrée du modulateur FM 46 de fréquence porteuse F0 qui génère un signal modulé. Un amplificateur 47 In FIG. 7, the audio signal S21 which has a bandwidth [20 Hz; 15 KHz] is applied to a low-pass filter 42 whose output is connected to the input of an FM modulator 43 generating a carrier S6 of frequency F6. The output of the modulator 43 is applied to a first input of a multiplexer 44. A second input of the multiplexer 44 is connected to the output of a pulse width modulation block 45 of variable width PWM receiving at its input the control signal SCOM. The output of the multiplexer 44 is connected to the input of the FM modulator 46 of carrier frequency F0 which generates a modulated signal. An amplifier 47
délivre le signal modulé amplifié à l'antenne 12. delivers the amplified modulated signal to the antenna 12.
Sur la figure 8 est représenté un récepteur 13. Le signal Sl est reçu par l'antenne 14 qui délivre ledit signal à l'entrée d'un amplificateur 48. La sortie de l'amplificateur 48 est reliée à une première entrée d'un mélangeur 49 et reçoit sur la seconde entrée un signal d'oscillation SLO de fréquence FLO provenant d'un oscillateur local 50. La sortie du mélangeur 49 est reliée à un démodulateur FM 51 dont la sortie est reliée à un démultiplexeur 52. Le démultiplexeur 52 restitue sur une première voie le signal PWM qui est appliqué à un filtre passe- bas 53. Sur une seconde voie, le signal démultiplexé est appliqué à un démodulateur FM 54 dont la sortie est reliée à un amplificateur audio 55 à gain variable. La sortie du filtre 53 est reliée à l'amplificateur audio 55 dont le gain varie en fonction du signal de commande PWM et la sortie de l'amplificateur 55 délivre le In FIG. 8 is shown a receiver 13. The signal S1 is received by the antenna 14 which delivers said signal to the input of an amplifier 48. The output of the amplifier 48 is connected to a first input of a mixer 49 and receives on the second input an oscillation signal SLO of frequency FLO coming from a local oscillator 50. The output of the mixer 49 is connected to an FM demodulator 51 whose output is connected to a demultiplexer 52. The demultiplexer 52 restores on a first channel the PWM signal which is applied to a low-pass filter 53. On a second channel, the demultiplexed signal is applied to an FM demodulator 54 whose output is connected to an audio amplifier 55 with variable gain. The output of the filter 53 is connected to the audio amplifier 55, the gain of which varies as a function of the PWM control signal and the output of the amplifier 55 delivers the
signal audio attendu en réception.audio signal expected in reception.
Le fonctionnement du mode de réalisation du système de transmission décrit sur le figures 7 et 8 est basé sur la génération d'un multiplex fréquentiel constitué, d'une part, d'une sous-porteuse à la fréquence F6 modulée en fréquence par le signal audio S2 et, d'autre part, du signal PWM. Ce multiplex fréquentiel module en fréquence une porteuse principale SHF à 5,8 GHz. En réception, après transposition de fréquence, The operation of the embodiment of the transmission system described in FIGS. 7 and 8 is based on the generation of a frequency multiplex consisting, on the one hand, of a subcarrier at the frequency F6 frequency modulated by the signal audio S2 and, on the other hand, the PWM signal. This frequency multiplex frequency modulates a main carrier SHF at 5.8 GHz. In reception, after frequency transposition,
démodulation de fréquence, le multiplex fréquentiel originel est restitué. frequency demodulation, the original frequency multiplex is restored.
Une seconde démodulation de fréquence permet de restituer le signal S21. Un filtrage du signal PWM après la première démodulation de fréquence permet d'extraire le rapport cyclique de ce signal pour agir sur le gain de l'amplificateur audio 55 de sortie. Le rapport cyclique du signal PWM est A second frequency demodulation makes it possible to restore the signal S21. Filtering the PWM signal after the first frequency demodulation makes it possible to extract the duty cycle of this signal to act on the gain of the output audio amplifier 55. The duty cycle of the PWM signal is
contrôlé et significatif du volume sonore attendu en réception. controlled and significant of the expected sound volume in reception.
Sur les figures 7 et 8 est représentée en traits discontinus une voie supplémentaire pour l'implémentation de l'invention dans un système stéréo. Ainsi, sur la figure 7, un signal audio S22 est appliqué à un amplificateur passe-bas 500 dont la sortie est reliée à un modulateur FM 510 générant une porteuse S7 de fréquence F7. La sortie du modulateur 510 est reliée à une troisième entrée du multiplexeur 44. De même, à la réception sur la figure 8, la sortie du démultiplexeur 52 est reliée à une troisième voie comprenant à la suite un démodulateur FM 56 et un amplificateur audio 57 à gain variable. Une seconde sortie du filtre 53 permet de commander le gain de l'amplificateur 57 suivant le procédé de fonctionnement de l'amplificateur 55. De cette sorte, le système comportant l'émetteur 5 de la figure 7 et le récepteur 13 de la figure 8 peut recevoir deux signaux audio S2, et S22 en entrée, I'un pour le canal gauche et l'autre pour le canal droit dans le système stéréo et émettre en In Figures 7 and 8 is shown in broken lines an additional channel for the implementation of the invention in a stereo system. Thus, in FIG. 7, an audio signal S22 is applied to a low-pass amplifier 500 whose output is connected to an FM modulator 510 generating a carrier S7 of frequency F7. The output of the modulator 510 is connected to a third input of the multiplexer 44. Similarly, on reception in FIG. 8, the output of the demultiplexer 52 is connected to a third channel subsequently comprising an FM demodulator 56 and an audio amplifier 57 variable gain. A second output of the filter 53 makes it possible to control the gain of the amplifier 57 according to the operating method of the amplifier 55. In this way, the system comprising the transmitter 5 in FIG. 7 and the receiver 13 in FIG. 8 can receive two audio signals S2, and S22 as input, one for the left channel and the other for the right channel in the stereo system and transmit in
sortie un signal pour le canal gauche S31 et l'autre S32 pour le canal droit. outputs one signal for the left channel S31 and the other S32 for the right channel.
Ainsi, la solution proposée par l'invention présente l'avantage Thus, the solution proposed by the invention has the advantage
d'être aisément adaptable à la transmission d'un signal stéréo. to be easily adaptable to the transmission of a stereo signal.
La solution de l'invention est également apte à équiper un système de transmission de signaux audio multi-canaux comportant cinq haut- parleurs pour les canaux avant gauche, droit, central, arrière gauche et arrière droit. Dans ce contexte, de façon préférentielle, les haut- parleurs gauche, droit et central sont reliés par un câble à l'émetteur. Un premier des deux haut-parleurs arrière gauche ou arrière droit comporte le récepteur selon l'invention alors que le second des deux haut-parleurs est relié par tout moyen de liaison filaire audit premier haut-parleur et reçoit le signal S2 via ledit moyen de liaison filaire. Ainsi les haut-parleurs arrière fonctionnent en mode maître- esclave dans ce mode de réalisation particulière. On peut noter également que l'information de contrôle de volume en réception n'est pas nécessaire en permanence car le signal de commande SCOM n'évolue qu'occasionnellement, suite à une demande du téléspectateur 4. Selon une variante du procédé de l'invention, le signal pilote SVAR n'est émis ou analysé en réception que lorsque le signal de commande SCOM est modifié. Cette modification du signal SCOM, et par The solution of the invention is also able to equip a multi-channel audio signal transmission system comprising five speakers for the front left, right, central, rear left and rear right channels. In this context, preferably, the left, right and central speakers are connected by a cable to the transmitter. A first of the two rear left or rear right loudspeakers comprises the receiver according to the invention while the second of the two speakers is connected by any wire connection means to said first loudspeaker and receives the signal S2 via said means of wired connection. Thus the rear speakers operate in master-slave mode in this particular embodiment. It can also be noted that the volume control information on reception is not permanently necessary because the SCOM control signal only changes occasionally, following a request from the viewer 4. According to a variant of the process of the Invention, the SVAR pilot signal is only transmitted or analyzed on reception when the SCOM command signal is modified. This modification of the SCOM signal, and by
conséquent du signal SVAR, peut être par le détecteur 29. consequently of the signal SVAR, can be by the detector 29.
Selon une autre variante, l'information de contrôle de volume en réception peut n'être pris en compte que lorsque la puissance du signal S2 SHF reçue est supérieure à un seuil prédéfini, ce qui permet de limiter l'amplitude du signal à la fréquence pilote à l'émission et minimise par suite According to another variant, the volume control information on reception can only be taken into account when the power of the S2 SHF signal received is greater than a predefined threshold, which makes it possible to limit the amplitude of the signal at the frequency pilot on the show and minimize as a result
I'encombrement spectral du signal transmis. The spectral congestion of the transmitted signal.
Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. Ainsi, le signal de commande SCOM peut être Of course, the invention is not limited to the embodiments described above. Thus, the SCOM control signal can be
de tout type ainsi que les modulateurs/démodulateurs FM. of all types as well as FM modulators / demodulators.
De même, I'invention s'applique également à un système comprenant au moins une enceinte maître sans fil et au moins une enceinte Similarly, the invention also applies to a system comprising at least one wireless master speaker and at least one speaker
esclave reliée à la première par tout moyen de câblage. Le premier mode de réalisation décrit sur les figures 2 et 4 est également slave connected to the first by any wiring means. The first embodiment described in FIGS. 2 and 4 is also
apte à transmettre un signal stéréo en dupliquant les voies d'émission et de réception et en émettant à deux fréquences porteuses able to transmit a stereo signal by duplicating the transmission and reception channels and by transmitting at two carrier frequencies
SHF différentes.Different SHFs.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9809427A FR2781623A1 (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Audio signals wireless communication method for linking TV set and external loudspeakers, sets volume by frequency multiplexing control signal indicating desired level with sound channel information |
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