Мобильная система караоке, способ обеспечения электромагнитной совместимости для мобильной системы караоке, мобильное беспроводное передающее устройство для нее, картридж для нее, способ предотвращения использования неавторизованных картриджей в ней и способ для предотвращения несанкционированного доступа к данным в ней
Мобильная система караоке объединяет с микрофона голоса певца и хранящиеся в памяти ПЗУ данные музыкального сопровождения и выдает сигнал для передачи к приемнику. Особенность технических решений состоит в том, что мобильное беспроводное передающее устройство для системы караоке снабжено дополнительным декодером для взаимодействия с картриджем через разъем интерфейса, а картридж снабжен ключевым идентифицирующим и кодирующим устройство, связанным с постоянным запоминающим устройством и выполненным с возможностью взаимодействия с дополнительным декодером передающего устройства через разъем интерфейса. В качестве сигнала передачи к приемнику может использоваться оптический либо ультразвуковой акустический сигнал, либо радиочастотный сигнал, передаваемый электрическим и/или магнитным полем ближней зоны антенны при подавлении излучения радиоволн в эфир. Благодаря этому предотвращается возможность несанкционированного доступа к данным, хранящимся в постоянном запоминающем устройстве картриджа, а также предотвращается возможность использования в системе караоке пиратских картриджей, что позволяет обеспечить соблюдение прав авторов музыкальных произведений и законных владельцев интеллектуальной собственности. 6 с. и 16 з.п.ф-лы, 8ил.
Изобретение относится к мобильной системе КАРАОКЕ, которая позволяет певцу или певице исполнить вокальную партию под музыкальный аккомпанемент, записанный в сменном картридже, и которая передает выступление певца и записанную музыку беспроводным способом на приемное устройство.
Хорошо известно, что современное устройство для музыкального аккомпанемента, обычно называемое КАРАОКЕ-системой, отроится так, чтобы посредством электронной звуковой системы воспроизводить слова песни, исполняемой певцом перед микрофоном, совместно с записанным музыкальным аккомпанементом. Обычная КАРАОКЕ-система включает в себя плеер на магнитной ленте или дисках для воспроизведения музыкального сопровождения песен. Человек может получать удовольствие, исполняя выбранную песню при смешивании своего голоса через микрофон с воспроизводимым музыкальным аккомпанементом. КАРАОКЕ-системы становятся популярными у многих людей, которые желают исполнять песни под аккомпанемент выбранной музыки для совершенствования своих исполнительских качеств. В настоящее время во многих ресторанах и барах устраивают специальные вечера КАРАОКЕ и устанавливают дополнительную наценку для посетителей, увеличивая плату или прямо, или косвенно, повышая цены на спиртные напитки, за право участвовать или просто посмотреть, как другие посетители пользуются КАРАОКЕ-системой. Типичная КАРАОКЕ-система, используемая во многих ресторанах и барах, включает в себя микрофон, широкополосную стереосистему с мощным усилителем, которая позволяет осуществлять смешивание звуков, эхо-генератор для улучшения качества звука голоса исполнителя, отдельное устройство управления, обеспечивающее певцу или певице выбор песни и синхронизацию с ней, степень усиления микрофона и музыки, темп и высоту звука с того места, где он или она стоит, и предоставляет достаточно широкий выбор мелодий. В такой системе микрофон и устройство управления через проводную связь посылают сигналы в стереосистему, которая воспроизводит выбранную аккомпанирующую мелодию, смешанную с соответствующим образом обработанным стереосистемой голосом исполнителя. Вследствие ограничения объема данных на магнитофоне или диске, эти КАРАОКЕ-системы требуют участия третьего человека, например, бармена в баре, для установки в стереосистему аккомпанирующей музыки, выбранной певцом из большого списка мелодий. Некоторые КАРАОКЕ-системы содержат также телевизионные мониторы для отображения слов песни, чтобы исполнитель мог читать слова во время выступления [1]. Возможно построение КАРАОКЕ-системы для домашнего пользования, если человек сможет объединить все выше перечисленные компоненты в одном месте. Однако, приобретение каждого компонента будет весьма дорогостоящим для индивидуального использования. Обычная КАРАОКЕ-система является также весьма громоздкой, если учитывать компоненты хранилища музыкальных произведений для обеспечения выбора достаточно большого количества песен, стереосистему с усилителем мощности для полного и эффективного микширования звуков и отдельное устройство управления. Габариты аппаратуры и количество ее элементов затрудняют транспортировку, а требования по питанию делают необходимым стандартное подключение для большинства типов аппаратуры. Это накладывает жесткие ограничения на условия использования КАРАОКЕ-системы. Другая желательная область использования КАРАОКЕ-системы связана с потребностями многих молодых людей осуществлять выбор песни и силы звука при езде на автомобиле. Существует возможность подключения необходимых: компонентов типовой КАРАОКЕ-системы к автомобильной стереосистеме. Однако, нелегко переносить такую систему из одного автомобиля в другой. Кроме того, микрофон или хранилище музыкальных данных могут работать с одной системой и не могут работать с другой. Еще одной желательной областью использования КАРАОКЕ-системы является проведение уличных выступлений, фестивалей, пикников за городом или на пляже, но опять габариты аппаратуры и ее компонентов, необходимых для выбора желаемой мелодии и мощности звука, затрудняют такое использование. Кроме того, во многих домах имеется более одной КАРАОКЕ-системы. Обычно в таком доме может иметься основная система, содержался соединенные проводами отдельные независимые КАРАОКЕ-системы. Такая система обычно находится в комнате, где собираются гости, - жилой комнате или гостиной. Может иметься также дополнительная КАРАОКЕ-система, содержащая все компоненты системы, размещенная в крупногабаритном внешнем корпусе. В частности, когда собирается слишком много гостей, которых трудно разместить в одной комнате, желательно иметь две системы для выступлений певцов в различных комнатах дома, где имеются КАРАОКЕ-системы. Однако, это приводит к значительному объему работ по монтажу проводки для двух или более систем, а различные системы обычно не имеют средств монтажа, обеспечивающего возможность воспроизведения выступления в одной системе так, чтобы его можно было прослушивать через другую систему. Кроме того, желательно, при использовании двух систем объединять электропитание систем в одном помещении. Однако, и в этом случае имеет место значительное дублирование электропроводки для двух или более систем, и различные системы обычно не предусматривают средств для объединения электропитания двух систем. Таким образом, существует потребность в системе, которая смогла бы преодолеть ограничения существующих систем, связанные с габаритами, электропитанием и требованиями к отдельным компонентам, обладала бы гибкостью в использовании двух близко расположенных систем и позволяла бы перемещать КАРАОКЕ-систему в любое место, где находится человек, без каких-либо ограничений в местоположении. Стоимость такой системы также не должна быть чрезмерно высокой, чтобы пользователи имели возможность ее приобретения по разумной цене для домашнего использования. Ограничения преодолеваются в портативной музыкальной системе для КАРАОКЕ, которая содержит запоминающее устройство с разъемом интерфейса для подключения картриджей с музыкальным сопровождением, средство поиска музыкального сопровождения с декодером, радиомикрофон и устройство для преобразования и обработки входного и воспроизводимого музыкального сопровождения и последующей его передачи на принимающее устройство [2]. В известной портативной музыкальной системе для КАРАОКЕ [2] запоминающее устройство представляет собой ПЗУ - постоянное запоминающее устройство для хранения данных музыкального сопровождения и соответствующих им номеров в виде цифровых сигналов. Средство поиска музыкального сопровождения с декодером содержит микропроцессор для выполнения предварительно определенных операций в соответствии с программой, хранящейся во внутренней памяти микропроцессора при приеме входных сигналов от матрицы переключателей и для выбора посредством мультиплексора и декодера музыкальных данных, хранящихся в памяти. ПЭУ в известной портативной музыкальной системе для КАРАОКЕ обеспечивает хранение до 1200 песен. Путем подключения через разъем интерфейса картриджей с музыкальным сопровождением, исполнитель имеет возможность выбирать свой музыкальный аккомпанемент из большого списка, не ограничиваясь исходным вариантом музыки, запомненной в системе. Картриджи с записанными в них музыкальными произведениями могут свободно продаваться, так что пользователи могут приобретать те музыкальные записи, которые им нравятся, обмениваться ими с друзьями для расширения возможности выбора. Картриджи, обеспечивающие цифровую запись для хранения данных музыкального сопровождения, известны [3]. Картридж к портативной музыкальной системе может содержать постоянное запоминающее устройство для хранения музыкальных произведений и разъем интерфейса для подключения к музыкальному устройству [4]. Недостатком известных устройств - портативной музыкальной системы для КАРАОКЕ [2] и картриджа к портативной музыкальной системе [4] является незащищенность данных, хранящихся в ПЗУ и представляющих записанные музыкальные произведения, от несанкционированного использования, что приводит к нарушению прав авторов записанных музыкальных произведений и законных владельцев интеллектуальной собственности. Известна портативная музыкальная система для КАРАОКЕ и картридж для нее, в которой частично решена задача защиты данных, представляющих записанные музыкальные произведения [5]. В известной портативной музыкальной системе для КАРАОКЕ, содержащей запоминающее устройство о разъемом интерфейса для подключения картриджей с музыкальным сопровождением, средство поиска музыкального сопровождения с декодером, микрофон и устройство для преобразования и обработки входного и воспроизводимого музыкального сопровождения и последующей его передачи на принимающее устройство, предусмотрен дополнительный декодер для взаимодействия с картриджем через разъем интерфейса. При этом, картридж к портативной музыкальной системе, содержащий постоянное запоминающее устройство для хранения музыкальных произведений и разъем интерфейса для подключения к музыкальному устройству, снабжен ключевым кодирующим устройством, связанным с постоянным запоминающим устройством, выполненным с возможностью взаимодействия с дополнительным декодером портативной музыкальной системы через разъем интерфейса. При этом, однако, существует проблема не только защиты содержащихся в картридже данных от несанкционированного доступа, но и проблема предотвращения нелегального массового изготовления и использования картриджей и других накопителей информации, содержащих, по-существу, пиратские копии музыкального произведения. Доступность и относительная дешевизна микросхем памяти высокой емкости в последние годы обострили эту проблему, особенно, в связи о появлением портативных, выполненных в виде радиомикрофона, музыкальных устройств КАРАОКЕ. Возникла также проблема обеспечения электромагнитной совместимости "радиомикрофона-КАРАОКЕ" с действующими в эфире радиовещательными и служебными связными передатчиками, а также системами, чувствительными к радиоизлучению. С одной стороны, для облегчения использования имеющихся у потребителей радиоприемников с УКВ-FM диапазоном желательно принимать радиосигнал на частоте несущей, принадлежащей диапазону 67-108 МГц. С другой стороны, в указанном диапазоне действуют мощные радиовещательные передатчики, так что сигнал от "радиомикрофона-КАРАОКЕ" на этих частотах должен быть достаточно мощным, чтобы он мог быть принят при приемлемом отношении уровней сигнал/шум, но, однако, он не должен создавать помех радиовещанию и не должен приниматься теми радиослушателями, которые лишь случайно оказались в зоне действия "радиомикрофона-КАРАОКЕ". Имеются также юридические ограничения по регистрации и использованию любых радиоизлучающих средств, использующих такие диапазоны. Таким образом, имеется потребность в системе, которая, являясь мобильной, а следовательно, и беспроводной, обеспечивала бы обмен информацией между передающим и приемным средствами, не создающий помех в эфире. Настоящее изобретение направлено на решение упомянутых проблем и позволяет, с одной стороны, обеспечить надежный и качественный прием информации от передающего устройства КАРАОКЕ, а с другой стороны, позволяет исключить нежелательное воздействие сигнала КАРАОКЕ на случайных радиослушателей, исключить несанкционированный доступ к защищенной информации, содержащей музыкальное сопровождение в форме авторизованных данных, а также позволяет добиться соблюдения законных авторских прав создателей музыкальных произведений, имущественных прав владельцев интеллектуальной собственности, позволяет повысить степень "цивилизованности" рынка музыкальной и развлекательной индустрии. Для решения упомянутых проблем в настоящем изобретении использован системный подход. Во-первых, приняты меры (и разработаны для их реализации соответствующие технические решения) для исключения нежелательного радиоизлучения передающим устройством КАРАОКЕ. Во-вторых, предложены ранее не использовавшиеся в таких системах, каналы обмена информацией - оптический и ультразвуковой. В отличие от радиоволн, такие каналы обладают свойством легкого и удобного ограничения зоны их действия, что позволяет предотвратить передачу конфиденциальной и/или защищенной информации тем приемникам, которые не входят в число приглашенных потребителей такой информации. Значительно облегчаются проблемы электромагнитной совместимости радиопередающих и радиоприемных и/или радиочувствительных систем. В отличие от радиоканала, в ультразвуковом акустическом канале связи в сфере обитания человека практически полностью отсутствует фоновая (шумовая) составляющая сигнала, что обусловлено поглощением ультразвукового сигнала в воздухе на высоких частотах несущей сигнала. Таким образом, разнесенные в пространстве различные ультразвуковые приемо-передающие системы, в отличие от радиосистем, практически "не мешают друг другу". Дополнительный технический результат от применения ультразвукового канала связи передающего устройства с приемниками ультразвукового излучения, именно в системе КАРАОКЕ, состоит в возможности получения новых звуковых эффектов, связанных с тем, что ультразвуковой сигнал позволяет использовать естественную акустику зала, помещения, получить "эффект присутствия" даже при прослушивании исполнителя через наушники. Другой технический результат от использования ультразвукового канала связи состоит в возможности путем выбора и/или регулирования несущей частоты излучения управлять радиусом действия устройства, предотвратить прием сигнала слушателями других программ и/или исполнителей, использовать с положительным техническим результатом такие свойства ультразвукового канала связи, которые до сих пор считались его недостатками (низкая, в сравнении с электромагнитными волнами, скорость распространения и резкое возрастание затухания ультразвуковых волн в воздухе с повышением частоты несущей ультразвукового сигнала). Таким образом, первым предметом настоящего изобретения является мобильная система КАРАОКЕ, включающая: - мобильное беспроводное передающее устройство, - множество авторизованных легальных картриджей с записанными в них данными музыкального сопровождения, - мобильное средство для приема излучаемого передающим устройством сигнала, - мобильное средство для преобразования принятого сигнала в акустический сигнал, причем мобильное беспроводное передающее устройство имеет корпус, адаптированный для удобного удержания, перемещения и управления исполнителем, внутри которого или на котором расположены микрофон для приема входного акустического сигнала, пульт управления, микропроцессор, звукосинтезатор, связанный с микропроцессором, средство поиска музыкального сопровождения о декодером, запоминающее устройство, соединенное через мультиплексор с разъемом интерфейса для подключения одного из множества картриджей, выполненное в виде ложемента или изложницы средство для удобного ввода и крепления на корпусе подключаемого через интерфейс картриджа, устройство для преобразования и обработки сигнала от микрофона и сигнала воспроизводимого музыкального сопровождения, средство для формирования результирующего выходного электрического сигнала и последующей его передачи в виде модулированного излучения в окружающее пространство, дополнительный декодер для взаимодействия с картриджем через разъем интерфейса, выполненный с возможностью распознавания авторизованного легального картриджа, защищенного от несанкционированного доступа авторизованным ключевым кодирующим устройством с паролем доступа, для предотвращения работы мобильного беспроводного передающего устройства с неавторизованным и/или нелегальным картриджем или иным накопителем информации, не имеющим авторизованного ключевого кодирующего устройства с паролем доступа, и с возможностью осуществления обмена информацией с авторизованным легальным картриджем со скоростью обмена информацией не ниже, чем в реальном масштабе времени; при этом, в каждом картридже, принадлежащем упомянутому множеству авторизованных легальных картриджей с записанными в них данными музыкального сопровождения, установлены связанные между собой и о разъемом интерфейса картриджа микросхемы постоянного запоминающего устройства для хранения записанных закодированных данных, музыкального сопровождения, и авторизованного ключевого идентифицирующего и кодирующего устройства с паролем доступа для предотвращения несанкционированного доступа к данным, хранящимся в постоянном запоминающем устройстве картриджа и для идентификации принадлежности картриджа к упомянутому множеству. Первым частным случаем такой системы является охарактеризованная выше мобильная система КАРАОКЕ, в которой мобильное беспроводное передающее устройство выполнено с возможностью передачи модулированного оптического сигнала, а мобильное средство для приема излучаемого передающим устройством сигнала выполнено в виде n, где n




100 кГц 3 мм 100 м
30 кГц 10 мм 1000 м
При этом, в случае, когда ультразвуковой канал используется как дополнительный к электромагнитному, полоса пропускаемых частот для него может быть выбрана значительно меньшей, а это позволяет снизить также и частоту несущей ультразвукового сигнала. Если звукосинтезатор расположить на приемной сторона, а данные музыкального сопровождения передавать в сжатом, упакованном, архивированном виде, то требуемая полоса пропускания ультразвукового канала может быть еще значительно сокращена. Возможен прием сообщений с обратной связью. Со стороны приемника сигнала излучается звуковой сигнал и этот сигнал акустическим образом достигает передающего устройства, в том числе, и вмонтированного в него микрофона. Поскольку посланный передающим устройством сигнал известен (и он может быть сохранен в буферной памяти), а принятый сигнал можно отделить от входного звукового сигнала исполнителя, появляется возможность найти то преобразование, которому подвергся сигнал в результате цикла его распространения: передатчик-приемник-передатчик, Можно снабдить приемное устройство интегральным преобразователем сигнала, что позволит обрабатывать (усиливать или ослаблять) отраженные сигналы. В частности, это позволяет повысить разрешающую способность в идентификации сигнала по времени его прихода. Мобильное передающее устройство может быть выполнено достаточно малогабаритным для того, чтобы его можно было переносить в руках и легко транспортировать. Человек может использовать устройство везде, где есть, в частности, обычный ЧМ-FM-приемник, будь-то в автомобиле, дома или на улице, с большим переносным или миниатюрным "прогулочным" радиоприемником. Устройство может использовать мощные усилители для домов, автомобилей, большие переносные или миниатюрные радиоприемники или усилительные системы для обеспечения результирующего звучания с высоким уровнем мощности. Даже без использования картриджей, передающее устройство, за счет своего внутреннего, встроенного ПЗУ, может предоставить выбор приблизительно из 1200 песен. Прием может осуществляться различными ЧМ-приемниками, поэтому одно выступление может прослушиваться через один или несколько радиоприемников или усилительных систем в доме или другом месте так, что много людей с персональными, мобильными, портативными, "прогулочными" или автомобильными радиоприемниками могут прослушивать выступление. Кроме того, усиление двух или более систем может быть соединено. Микроконтроллер в передающем устройстве предоставляет исполнителю возможность осуществлять полное управление звуком, генерируемым в месте его нахождения, и значительно улучшить качество исполнения. Система КАРАОКЕ поясняется чертежами. Фиг. 1 - блок-схема типовой КАРАОКЕ-системы без визуального отображения исполняемых текстов, известной из предшествующего уровня техники;
Фиг. 2 - блок-схема варианта осуществления настоящего изобретения, показывающая также совместно используемый приемник. Фиг. 3 - внешний вид устройства, соответствующего настоящему изобретению, иллюстрирующий внешние элементы управления;
Фиг. 4 - блок-схема варианта выполнения устройства;
Фиг. 5 - схема блока звукового воспроизведения устройства;
Фиг. 6 - электрическая схема частотного модулятора устройства;
Фиг. 7 - блок-схема алгоритма компьютерной программы, предназначенной для выполнения микропроцессором, изображенным на фиг. 4, для осуществления функций управления устройством;
Фиг. 8 - электрическая схема второго варианта осуществления частотного модулятора, используемого в устройстве, согласно изобретению. На всех чертежах одни и те же позиции и символы, если не оговорено обратное, используются для обозначения сходных признаков, элементов, компонентов или частей иллюстрируемого варианта осуществления. Кроме того, при детальном описании изобретения со ссылками на чертежи, это сделано применительно к предпочтительному примеру осуществления. При этом подразумевается, что различные изменения и модификации описываемого примера осуществления могут быть осуществлены в пределах объема и сущности изобретения, как это определено формулой изобретения. В настоящем изобретении память для хранения данных музыкального аккомпанемента, контроллер и микрофон объединены в единое мобильное автономное переносное устройство. На фиг. 2 схематично представлена КАРАОКЕ-система, использующая устройство в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 70 содержит микрофон 71, блок контроллера 72 и блок передатчика 73. Устройство используется с ЧМ-приемником 74, состоящим из блока приемника 75 и колонок 76 для формирования выходного аудиосигнала из сигнала, формируемого КАРАОКЕ-системой 70. Сигнал 77 является, предпочтительно, ЧМ-сигналом, который выдается устройством 70 и передается к ЧМ-приемнику 74. ЧМ- приемник 74 может быть портативным радиоприемником, домашней или автомобильной стереосистемой или любым другим устройством, которое принимает ЧМ-сигнал и воспроизводит его через один или носкость ко громкоговорителей. Большинство обычных приемных систем содержат мощный усилитель. Хотя предпочтительной является частотная модуляция, возможно также передавать и принимать сигналы и других: видов модуляции, не обязательно в диапазоне FM-4M. Конфигурация системы, показанная на фиг. 2, позволяет легко транспортировать КАРАОКЕ-систему 70, не требует многочисленных проводных соединений и не имеет ограничений по питанию. ЧМ-приемник 74 может быть малогабаритным, как например, портативный радиоприемник, причем КАРАОКЕ-устройство 70 не ограничивается использованием только одного приемного устройства. Таким образом, имеется возможность переносить устройство 70 из автомобиля в автомобиль или из дома в дом и пользоваться системой повсюду, где есть ЧМ-приемник. На фиг. 3 представлен внешний вид конструкции КАРАОКЕ-системы 70 с некоторыми органами управления. Показан микрофон 71, панель управления 80, имеющая матрицу переключателей 2, панель отображения 7 и дополнительные тумблеры 81. Передатчик 73 смонтирован в основании КАРАОКЕ-устройства 70. Панель управления 80 и дополнительные тумблеры 81 позволяют пользователю выбирать аккомпанемент и изменять акустические характеристики сигнала, как описало ниже. В соответствии с фиг. 4 устройство 70 состоит ив двух частей - устройства воспроизведения звукового аккомпанемента и частотного модулятора. Устройство воспроизведения звукового аккомпанемента содержит блок ПЗУ 1, матрицу переключателей 2, микропроцессор 4, память 5, панель отображения 7, мультиплексор 8, контроллер звукового стереосигнала 11 и усилители 12 и 12a. Различные мелодии музыкального аккомпанемента с соответствующими номерами названий хранятся в блоке ПЗУ 1 в форме цифровых сигналов. Массив памяти сконструирован так, что может наращиваться настолько, насколько это требуется. Входные сигналы с матрицы переключателей 2, представляющие собой выбираемые пользователем номера песен, и высокочастотные импульсы синхронизации от генератора 3 с кварцевой стабилизацией поступают на микропроцессор 4, который осуществляет общее управление системой в соответствии с программой, хранящейся в его внутренней памяти. Программа направляет музыкальные данные, соответствующие выбранному номеру, в память 5, которая представляет собой статическую память с произвольной выборкой. Микропроцессор 4 управляет также выдачей музыкальных данных из ПЗУ 1 посредством мультиплексора 8, D-триггера 9 и дешифратора 10. Кроме того, микропроцессор 4 выводит информацию о функциональном состоянии системы на панель отображения 7 через устройство управления 6 на экран на жидких кристаллах, а также обеспечивает передачу воспроизводимых сигналов музыкального сопровождения аккомпанемента на контроллер звукового стереосигнала 11 для усиления их усилителями 12 и 12a. Блок частотного модулятора устройства 70 содержит внешний
вход 13, внутренний микрофон 15 (соответствующий микрофону 71 на фиг. 3), усилители напряжения 14 и 16, частотный фильтр 17, контроллер тонового сигнала 18, эхо-генератор 19, радиочастотный (РЧ) модулятор 20, контроллер усиления 21, шумоподавляющий фильтр 22, источник питания 23 и антенну 24. Аудио-сигнал с внешнего входа 13, который может быть внешним микрофоном, или с внутреннего микрофона 15 поступает на усилители 14 и 16, соответственно. Усиленный звуковой сигнал затем обрабатывается для придания сигналу нужной формы частотным фильтром 17 и для селектирования тона высокого или низкого уровня коллектором тона 18. Звуковой сигнал после контроллера тона смешивается с эхо-сигналом, поступающим от эхо-генератора 19, а смешанный звуковой сигнал подается на РЧ-модулятор 20, который преобразует его в радиочастотный сигнал. Этот радиочастотный сигнал является обычным частотно-модулированным сигналом. Вышеуказанный усиленный звуковой сигнал дополнительно регулируется контроллером усиления 21 для улучшения его дифференциального усиления и дифференциальной фазы с последующим увеличением отношения сигнал/шум с помощью фильтра 22 и уменьшения шума, присутствующего в сигнале. Сигнал с пониженным шумом поступает затем на модулятор 20 для объединения с сигналом, представляющим собой речевой аудио-сигнал. Регулируемые входные аудио-сигналы и воспроизводимый сигнал музыкального аккомпанемента с усилителей 12 и 12a одновременно поступают на РЧ-модулятор 20, а выходной частотно-модулированный сигнал, передающий звук человеческого голоса и музыкальный аккомпанемент, передается через антенну 24 на обычные ЧМ-приемники. На фиг. 5 более подробно изображена схема воспроизведения звукового аккомпанемента по фиг. 4. Блок ПЗУ 1 для хранения в цифровом виде сигналов музыкального сопровождения и соответствующих им номеров имеет дополнительный блок ПЗУ 1a, подключенный к внешнему разъему 1b, позволяющий наращивать такие массивы памяти. Использование внешних подключаемых, блоков памяти, дополнительно к внутреннему, позволяет иметь доступ к максимально возможному количеству музыкальных сопровождений. Блоки ПЗУ могут храниться отдельно от КАРАОКЕ-аппаратуры и подключаться к системе по отдельности, что позволяет выбирать блоки памяти в соответствии со своим индивидуальным вкусом. Матрица переключателей 2 имеет клавиши с цифрами от 0 до 9 для выбора желаемого номера мелодии, клавиши SW1 для управления ритмом и темпом, регулятором SW2 для изменения музыкального тона, регулятором SW3 для ускорения или замедления темпа и SW4 для усиления и ослабления музыкального тона до желаемого значения во время воспроизведения мелодии в случае, если соответствующие клавиши SW1 и SW2 включены. Матрица переключателей 2 содержит также клавишу обнуления SW5 для восстановления нормального или начального состояния системы, когда имеются какие-либо трудности в работе или в случае ошибки в выборе клавиши; клавишу SW6 продолжения работы для непрерывного воспроизведения музыкального аккомпанемента, хранящегося в блоке ПЗУ, без дополнительного выбора номера песни; клавишу выбора SW7 блока ПЗУ для выбора любых внешних блоков ПЗУ при их подсоединении к внешнему разъему 1b; клавишу SW8, необходимую для достижения эффекта эха для голосового сигнала от микрофона, стартовую клавишу SW9 для включения выбранного музыкального аккомпанемента; клавишу остановки SW2D, прерывающую воспроизведение мелодии для изменения номера песни, и клавишу включения SW11 для подачи питания на систему от источника питания 23, который запитывается, например, от внутренней батареи. Входные сигналь" от матрицы переключателей 2 и синхронизирующие импульсы от генератора 3 с кварцевой стабилизацией подаются на микропроцессор 4, который осуществляет общее управление системой в соответствии с программой, которая будет описана ниже. Микропроцессор 4 запоминает в памяти 5 данные, соответствующие выбранному музыкальному аккомпанементу. В то же самое время микропроцессор 4 выдает выходной сигнал в виде данных, передаваемых последовательно, тактовый сигнал и сигнал загрузки экрана на жидких кристаллах на устройство управления 6 таким экраном через внутреннюю шину данных и генерирует код функционального состояния для семисегментных индикаторов панели отображения 7. Когда микропроцессор 4 выбирает конкретные данные, например, музыкальный аккомпанемент, из данных, хранящихся в ПЗУ 1 или 1a посредством внутренней шины, выбранные данные записываются или считываются из памяти 5 через мультиплексор 8 и дешифратор 10, в то время, как выходные данные считываются через D-триггер 9. Выходные сигналы, такие, как сигналы выбора микросхемы YM1, YM2 с дешифратора 10, и сигналы считывания и записи RD3, WR4 от мультиплексора 8 подаются на контроллер стереосигнала 11 через внутреннюю шину данных. Контроллер источника стереозвука 11 содержит две интегральные схемы (ИС) мелодии 11a и 11b, генератор 11c и два цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП) 11d и 11e. В ответ на входной сигнал интегральные схемы мелодии 11a и 11b вырабатывают стереофонические сигналы ритма на основе музыкальных данных, воспроизводимых из блока ПЗУ 1 или 1a. Выходные сигналы от ИС мелодии 11a и 11b преобразуются соответствующим ЦАП для получения аналогового сигнала, соответствующего оригинальному музыкальному аккомпанементу. Выходные сигналы с каждого ЦАП 11d, 11e усиливаются усилителем 12, 12a, как это требуется для радиочастотного модулятора 20. На фиг. 6 представлена подробная электрическая схема блока частотного модулятора устройства 70. Звуковые сигналы от внешнего входа 13, подключенного к внешнему микрофону, или от внутреннего микрофона 15 подаются на усилители напряжения 14, 16 на транзисторах Q1, Q2, соответственно, для достижения требуемого уровня сигнала. Каждый входной усиленный звуковой сигнал фильтруется транзисторами Q3, Q4 частотного фильтра 17 и приобретает необходимую форму посредством контроллера 18 на транзисторе Q5, резисторах R2, R3 и конденсаторах C2, C3. Входной звуковой сигнал, селективно сформированный по своему высокому или низкому уровню тона, подается на РЧ-модулятор 20, который принимает также выходной сигнал эхо-генератора 19. Эхо-генератор 19 выполнен обычным образом, включает тактовый генератор 19a и мостовую схему 19b, и генерирует звук эха, задерживая выходной сигнал низкого уровня на постоянную времени, определяемую переменным резистором VR1, конденсатором C1 и резистором R1. Звук эха выдается только в случае, если нажата клавиша SW8 матрицы переключателей 2. Входной усиленный звуковой сигнал с усилителей напряжения 14 и 16 регулируется контроллером усиления 21, состоящим из делителя на резисторах R4 и R5, для улучшения характеристик дифференциального усиления и фазы. Отношение сигнал/шум увеличивается удалением шумовой компоненты шумоподавляющим фильтром 22, который построен на резисторах и конденсаторах R6, C4 и R7, C5, показанных на фиг. 6. Обработанный звуковой сигнал смешивается с эхо-сигналом, выдаваемым эхо-генератором 19, и отрегулированный входной звуковой сигнал и воспроизводимый сигнал музыкального аккомпанемента от усилителей 12 и 12a одновременно подаются на РЧ-модулятор 20, который преобразует входной звуковой сигнал в радиочастотный, модулированный частотой модуляции, о помощью катушки индуктивности L1 и транзистора Q6. Радиочастотный сигнал затем точно настраивается в РЧ-модуляторе 20 катушкой L2 и транзистором Q7. Наконец, выходной частотно-модулированный сигнал, передающий звук голоса певца и музыкальный аккомпанемент, может быть передан через антенну 24 и принят ЧМ-приемником, настроенным на выходную частоту устройства. В данном устройстве напряжение питания от внутренней батареи (например, 9B) подается прямо на усилитель звуковой частоты и РЧ-модулятор, а рабочее напряжение (Vcc) 5 В - на другие блоки через микросхему регулятора в источнике питания 23, если включен тумблер питания SW11 на матрице переключателей 2. На фиг. 7 показана блок-схема алгоритма работы микропроцессора 4, изображенного на фиг. 4, по выполнению управляющих функций в соответствии с данным изобретением. На этапе 100 определяется, включено ли напряжение питания 9 В. Если требуемое напряжение отсутствует, то на этапе 101 производится зарядка или замена батареи. Если тумблер питания SW1 на этапе 102 определен как "включенный", то микропроцессор 4 на этапе 103 выдает сигналы LCD DATA (данные на жидкокристаллический экран), тактовый сигнал LCD CLK, сигнал загрузки LCD LDP на устройство управления 6 жидкокристаллическим экраном и отображает "1" на панели отображения 7, что соответствует нормальному напряжению питания Vcc, подаваемому от источника питания 23. Чтобы использовать микрофон и регулятор РЧ сигнала, требуется выполнить дополнительные операции. Для этого на этапе 104 включают удаленный ЧМ-приемник и усилители, осуществляют подстройку на этапе 105 заданной частоты (например 98.1+1 МГц или 100+1 МГц) и регулировку на этапе 106 необходимого усиления усилителей. Если на этапе 107 принимается входной числовой код с матрицы переключателей 2, соответствующий желательному номеру песни, то мультиплексор 8 выбирает один из блоков ПЗУ 1 или 1a в соответствии с положением переключателя SW7, и осуществляется вызов соответствующих хранящихся данных посредством шины. На этапе 18 определяется, включена, ли клавиша воспроизведения SW9, и если она включена, то хранимые музыкальные данные на этапе 109 считываются посредством селективного фиксирования D-триггером 9. Считанные из блоков ПЗУ 1 или 1a цифровые данные поступают на ИС мелодии 11a, 11b контроллера стереосигнала 11 через мультиплексор 8. ИС мелодии 11a, 11b формируют стереосигналы ритма на основе выходного сигнала генератора 11c, подаваемые на соответствующие ЦАП 11b, 11e, в которых данные дискретизируются и преобразуются в аналоговые сигналы. Аналоговые выходные сигналы передаются на усилители 12a, 12b, а усиленные аналоговые сигналы музыкального аккомпанемента на этапе 110 подаются на РЧ-модулятор 20 для преобразования их в ЧМ радиосигналы, а затем - на антенну 24. На следующем этапе 111 определяется, имеется ли звуковой сигнал на речевом входе от внешнего или внутреннего микрофона. Если пользователь желает воспроизводить музыкальный аккомпанемент, считанный из памяти устройства, то входной звуковой сигнал смешивается с сигналом музыкального аккомпанемента на этапе 112. Если клавиша остановки SW10 на матрице переключателей 2 нажимается во время вышеописанной процедуры, на этапе 113, то воспроизведение выбранного музыкального аккомпанемента прерывается на этапе 114. Если на этапе 115 требуется изменить музыкальный тон аккомпанемента и переключатель подстройки SW2 включен, то тон регулируется до нужного желаемого значения во время воспроизведения музыки. На этапе 116 переключатели SW3 и SW4 регулируются в сторону увеличения или уменьшения для выбора требуемого уровня. Если на этапе 117 задействуется переключатель SW1 управления ритмом, то на этапе 118 имеется возможность убыстрять или замедлять ритм нажатием соответствующих клавиш стойко раз, сколько необходимо. В соответствии с описанными операциями регулировки тона и ритма музыки микропроцессор 4 отображает числовые значения регулировок на панели отображения 7. Если на этапе 119 определено, что включена клавиша SW8 для получения эффекта эха от голоса, поступающего на микрофон, то звуковой эхо-сигнал с эхо-генератора 19 подается на РЧ-модулятор 20 и смешивается с демодулируемым сигналом на этапе 120. На этапе 121, если обнаружено, что клавиша SW7 выбора блока ПЗУ нажата и подсоединен дополнительный блок ПЗУ 1a, то соответствующий блок ПЗУ выбирается с помощью мультиплексора 8 на этапе 122, и обеспечивается выбор желательного музыкального аккомпанемента. Каждый блок ПЗУ может содержать какой-нибудь определенный тип музыки; существует множество вариантов для содержимого блоков ПЗУ. Если на этапе 123 включается клавиша SW6 продолжения воспроизведения, то последующее воспроизведение музыкального аккомпанемента, запомненного в блоке ПЗУ 1 или 1a, выполняется на этапе 124 без необходимости выбора номера песни. Устройство 70, согласно данному изобретению, может селективно обрабатывать входные звуковые сигналы, содержащие голос и воспроизводимый музыкальный аккомпанемент, для получения микшированного сигнала и передачи его по ЧМ-каналу в виде стереофонического сигнала. Такая конструкция автономного КАРАОКЕ-устройства, которое используется с обычным ЧМ-приемником, допускает и портативное использование в комнате, на улице или на транспортном средстве, везде, где может располагаться ЧМ-приемник. Пользователь даже может исполнять песни, сопровождаемые музыкой, во время прогулки по улице и использовать портативное радио для приема передаваемых сигналов. На фиг. 8 показан второй пример осуществления частотного модулятора, показанного на фиг. 6. Блок частотного модулятора по фиг. 8 содержит эхо-генератор 30, контроллер тона 31, контроллер усиления 33, шумоподавляющий фильтр 34, РЧ-модулятор 35 и антенну 36. Эхо-генератор 30 включает в себя мостовое устройство 30a, соединенное с резисторами R11, R12 и конденсаторами C11, C12 для генерации звукового эхо-сигнала, задержанного на постоянную времени, определяемую значениями R11, R12 и C11, C12, и для усиления звукового эхо-сигнала посредством двухтактной схемы на транзисторах Q11 и Q12. Выходной эхо-сигнал подается на контроллер тона 31 для управления коэффициентом усиления транзистора Q13 регулировкой переменного резистора VR11, и для смешивания со звуком голоса, поступающего от входных выводов 32 и 32a стереофонического микрофона. Выходной звуковой эхо-сигнал регулируется также транзистором Q14 относительно уровня входного голосового сигнала. Входной звуковой сигнал смешивается с эхом, если это необходимо, и подается на контроллер усиления 33, который содержит операционный усилитель OP1, имеющий цепь обратной связи на резисторе R13 и конденсаторе C13, регулирующий амплитуду переменный резистор VR2, и фильтр, состоящий из резисторов R14, R15 и конденсаторов C14, C15. Усиленный входной сигнал, обработанный операционным усилителем OP1, поддерживает выходной сигнал нужного уровня с помощью регулировки переменным резистором VR2. Входной звуковой сигнал затем разделяется фильтром на стереофонические аудио-сигналы MIC-L и MIC-R. Стереофонические аудио-сигналы MIC-L и MIC-R смешиваются с воспроизводимыми сигналами музыкального аккомпанемента IN-L и IN-R, соответственно, которые проходят через шумоподавляющий фильтр, состоящий из резисторов R16, R17, и конденсаторов C16, C17. Смешанный сигнал усиливается в микросхеме усилителя звуковой частоты 34a и преобразуется РЧ-модулятором 35 и точно настраивается по радиочастоте, генерируемой генератором, содержащим индуктивность L11 и транзистор Q15. Таким образом, модулированный выходной сигнал, содержащий звук человеческого голоса и музыкальный аккомпанемент, может быть передан через антенну 36 и принят обычными ЧМ-приемниками в радиусе радиоприема. Напряжение питания от внутреннего источника, в данном примере - батареи 9 В, подается напрямую на усилитель звуковой частоты и частотный модулятор, и посредством регулятора напряжения (не показан) в источнике питания рабочее напряжение 5 В (Vcc) поступает на другие цепи, в случае, если включен тумблер питания SW11 в матрице переключателей 2. Вышеприведенное описание иллюстрирует принципы изобретения. Специалисты в данной области техники могут создать многочисленные системы и устройства, которые, хотя и не точно совпадают с описанными выше, но воплощают принципы изобретения и поэтому находятся в пределах объема и сущности изобретения. При использовании для каждого функционального узла эквивалентных интегральных схем размеры системы значительно уменьшаются, что повышает степень мобильности системы. Благодаря использованию в мобильной системе КАРАОКЕ дополнительного декодера для взаимодействия с картриджем через разъем интерфейса и использованию в картридже ключевого идентифицирующего и кодирующего устройства, связанного с ПЗУ, предотвращается возможность несанкционированного доступа к данным, хранящимся в постоянном запоминающем устройстве, а также предотвращается возможность функционирования системы КАРАОКЕ с неавторизованным, нелегальным картриджем. Источники информации:
1. US, 5654516 A, G 10 H 7/00, 05.08. 1997. 2. WO, 94/27282 A1, G 10 H 1/36, 24.11. 1994. 3. US, 4813014 A, G 11 C 27/00, 14.03. 1989. 4. GB, 2249889 A, G 11 C 27/00, 20.05. 1992. 5. RU, 2121718 C1, G 10 H 1/36, 10.11.1998.
Формула изобретения
удобного ввода и крепления на корпусе подключаемого через интерфейс картриджа, устройство для преобразования и обработки сигнала от микрофона, формируемого в ответ на входной аудиосигнал голоса певца, исполняющего вокальную партию, для получения первого сигнала и сигнала воспроизводимого музыкального сопровождения для получения второго сигнала, средство для формирования результирующего выходного электрического сигнала для получения третьего сигнала путем микширования первого и второго сигналов и последующей его передачи в виде модулированного излучения в окружающее пространство с возможностью его приема мобильным средством для приема излучаемого передающим устройством сигнала, дополнительный декодер для взаимодействия с картриджем через разъем интерфейса, выполненный с возможностью распознавания авторизованного легального картриджа, защищенного от несанкционированного доступа авторизованным ключевым идентифицирующим и кодирующим устройством с паролем доступа для предотвращения работы мобильного беспроводного передающего устройства с неавторизованным и/или нелегальным картриджем или иным накопителем информации, не имеющим авторизованного ключевого кодирующего устройства с паролем доступа, при этом в каждом картридже, принадлежащем упомянутому множеству, установлены связанные между собой и с разъемом интерфейса картриджа микросхемы постоянного запоминающего устройства для хранения записанных данных музыкального сопровождения и авторизованного ключевого идентифицирующего и кодирующего устройства с паролем доступа для предотвращения несанкционированного доступа к данным, хранящимся в постоянном запоминающем устройстве картриджа, и для идентификации принадлежности картриджа к упомянутому множеству. 2. Мобильная система караоке по п.1, отличающаяся тем, что в ней мобильное беспроводное передающее устройство выполнено с возможностью передачи модулированного оптического сигнала, а мобильное средство для приема излучаемого передающим устройством сигнала выполнено в виде n, где n





РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8