KR0114190Y1 - 휴대용 음향기기의 자동음량보정회로 - Google Patents

휴대용 음향기기의 자동음량보정회로

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KR0114190Y1
KR0114190Y1 KR2019940024622U KR19940024622U KR0114190Y1 KR 0114190 Y1 KR0114190 Y1 KR 0114190Y1 KR 2019940024622 U KR2019940024622 U KR 2019940024622U KR 19940024622 U KR19940024622 U KR 19940024622U KR 0114190 Y1 KR0114190 Y1 KR 0114190Y1
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Abstract

본 고안에 의한 휴대용 음향기기의 자동음량보정회로는 음량조절을 자동적으로 하기 위한 회로에 관한 것으로, 주변 노이즈신호를 감지하는 마이크로폰에서 노이즈신호의 입력을 검출하여 출력단의 출력레벨과 비교시켜 그 비교결과에 따라 재생되는 음성신호가 주변환경에 적합한 음량을 갖도록 조절하는 특징을 갖는다.
따라서, 본 고안은 청취자가 청취환경에 따라 수동적으로 음량을 조절할 필요없이 자동으로 음량이 조절되므로 청취자의 번거로움을 제거할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

휴대용 음향기기의 자동음량보정회로
제1도는 일반적인 휴대용 음향기기의 기록/재생장치를 나타낸 블록도.
제2도는 본 고안에 의한 자동음량보정회로를 구비한 휴대용 음향기기를 나타내는 블록도.
제3도는 제2도의 휴대용 음향기기에서 자동음량보정회로의 이루를 나타내는 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 마이크로폰 12 : 전치증폭기
13 : 신호처리부 14 : 제어부
15 : 기록부 16 : 음량조절부
17 : 주증폭기 20, 30 : 레벨검출수단
21 : 증폭부 23 : 정류부
25 : 적분부 27 : 판별부
40 : 제어수단 100 : 자동음량보정회로
본 고안은 휴대용 음향기기에 관한 것으로서, 특히 주위환경의 변화가 많이 일어나더라도 주위상황에 대응하여 음량을 자동적으로 조절할 수 있도록 한 휴대용 음향기기의 자동음량보정회로에 관한 것이다.
카세트테이프레코더 등의 일반적인 휴대용 음향기기에 연결된 마이크로폰(microphone;MIC)으로 입력되는 음성신호를 테이프 등의 기록매체상에 녹음 및 재생하거나 기록매체에 기록되어 있는 음성신호를 재생하는 장치가 제 1도에 도시되어 있다.
제 1도는 일반적인 휴대용 음향기기의 기록/재생장치를 나타낸 블록도로서, 마이크로폰(MIC)(11)으로 음성신호가 입력되면 전치증폭기(pre-amplifier)(12)에서는 입력신호를 일정크기로 증폭한다. 전치증폭기(12)의 출력신호는 신호처리부(13)로 공급된다. 신호처리부(13)는 일정크기로 증폭된 음성신호에 필요한 처리를 수행하여 기록매체에 기록가능하도록 만든다. 한편, 제어부(14)는 기록모드시 신호처리부(13)에서 신호처리된 음성신호를 테이프 등의 기록매체에 기록될 수 있도록 제어한다. 즉, 신호처리부(13)는 제어부(14)로부터 인가되는 제어신호에 따라 음성신호를 기록부(15)로 공급한다. 또한, 신호처리부(13)는 기록부(15)에 의하여 기록매체에 기록된 음성신호 내지는 전치증폭기(12)에서 일정크기로 증폭된 음성신호에 필요한 처리를 수행하여 이어폰(earphone) 또는 헤드폰(headphone)을 통해 송출가능하도록 만든다. 한편, 제어부(14)는 재생모드시 신호처리부(13)에서 신호처리된 음성신호를 이어폰(earphone) 내지 헤드폰(headphone)을 통해 송출될 수 있도록 제어한다. 즉, 신호처리부(13)는 제어부(14)로부터 인가되는 제어신호에 따라 음성신호를 음량조절부(16)로 공급한다. 음량조절부(16)는 청취자의 수동조작에 따라 제어부(14)에서 결정된 음량으로 입력된 음성신호의 음량을 조절하여 출력한다. 음량조절부(16)에 의해 적절한 크기의 음량으로 조절된 음성신호는 주증폭기(17)를 거쳐 출력단(18)으로 출력되어 사용자가 들을 수 있도록 한다.
하지만, 휴대용 음향기기에서는 출력단에 이이폰 내지 헤드폰을 연결하여 재생되는 음성신호를 들으므로 주위가 조용하거나 시그럽게 되는 환경의 변화에 민감하게 반응을 한다. 즉, 주위환경에 따라 음성신호가 크거나 작게 느껴지게 된다. 이때마다 음량 즉, 음향기기의 볼륨(volume)을 조절해야 하며 조절하는 도중에 중요한 내용을 못 듣게 되는 불편함이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안의 목적은 전술의 문제점을 해소하여 사용자가 수시로 조절할 필요없이 안정된 자동음량보정회로를 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 휴대용 음향기기의 자동음량보정회로는, 음성(audio) 출력기능을 갖는 휴대용 음향기기에 있어서, 주위의 소음(noise)을 입력받는 마이크로폰과, 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 소음의 크기를 검출하여 그 검출결과신호를 출력하는 제 1레벨검출수단과, 출력되는 음성신호의 크기를 검출하여 그 검출결과신호를 출력하는 제 2레벨검출수단과, 상기 제 1레벨검출수단의 검출결과신호와 상기 제 2 레벨검출수단의 검출결과신호를 비교하여 주위의 청취환경에 적합한 음량을 결정하고, 이에 따라 음량조절부를 제어하는 제어수단, 및 상기 제어수단의 제어에 따라 출력할 음성신호의 크기를 조절하는 음량조절부를 포함한ㄷ.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
제 2도는 본 고안인 자동음량보정회로를 구비한 휴대용 음향기기를 나타내는 블록도이다. 도시한 바와 같이, 제 1도와 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하였고, 그 구성설명은 일반적이므로 생략한다. 마이크로폰(MIC)(11)은 주위의 소음인 노이즈신호를 감지한다. 마이크로폰(11)에는 전치증폭기(12)와 병렬로 연결되며, 입력되는 노이즈신호의 크기를 검출하기 위한 제 1레벨검출수단(20)과, 주증폭기(17)의 출력단에 연결되어 출력신호의 크기를 검출하기 위한 제 2레벨검출수단(30), 및 제 1레벨검출수단(20)과 제 2레벨검출수단(30)의 두 출력레벨을 비교하여 그 비교결과에 따라 청취환경에 적합한 음량을 음량조절부(16)에 설정하는 제어수단(40)을 포함하는 자동음량보정회로(100)를 구비하고 있다. 자동음량보정회로(100)의 제어수단(40)은 제 1도의 제어부(14)와 동일한 동작을 수행함과 아울러 음량조절부(16)의 음량을 제어한다. 자동음량보정회로(100)의 제 1레벨검출수단(20)에 대한 구체적인 구성은 제 3도에 도시되어 있으며, 제2레벨검출수단(30)은 제 1레벨검출수단(20)과 동일한 구성을 갖는다.
제 3도는 제 2도의 자동음량보정회로에서 제 1레벨검출수단(20)을 나타내는 회로도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안인 휴대용 음향기기의 자동음량보정회로에서 제 1레벨검출수단(20)은 마이크로폰(11)에서 입력하는 주변 노이즈신호를 증폭하기 위한 증폭부(21)와, 증폭된 노이즈신호를 정류시키는 정류부(23)을 구비하고 있다. 정류부(23)의 출력단에는 연산증폭기(OP-AMP3)와, 그 연산증폭기(OP-AMP3)의 피드백소자로 콘덴서(C6)를 사용하여 구성되는 적분부(integrator)(25)가 연결된다. 적분부(25)의 출력단에는 두개의 트랜지스터(TR1,TR2)로 구성되는 판별부(27)가 연결된다. 판별부(27)는 적분부(25)의 출력단에 에미터가 연결되며 저항(R8)을 통해 접지에 베이스가 연결되는 PNP형 제 1트랜지스터(TR1)와, 제 1트랜지스터(TR1)의 콜렉터에 베이스가 연결되며 동작전원 +Vcc공급단에 콜렉터가 연결되고 콜렉터로부터 출력단을 인출한 NPN형 제 2트랜지스터(TR2)로 구성된다. 즉, 제 1트랜지스터(TR1)는 에미터에 가해지는 정류부(23)의 정류전압에 의해 온(on)/오프(off)한다. 제 2트랜지스터(TR2)는 제 1트랜지스터(Q1)와 연동하여 제 1트랜지스터(TR1)가 온(on)되면 제 2트랜지스터(TR2)도 온(on)되고, 제 1트랜지스터(TR1)가 오프(off)되면 제 2트랜지스터(TR2)도 오프(off)되도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 고안인 휴대용 음향기기의 자동음량보정회로에 대한 동작을 좀 더 구체적으로 설명한다.
우선, 청취자가 휴대용 음향기기를 재생모드로 하여 작동시키면 기록부(15)에서는 미도시의 헤드에 의하여 테이프에 기록된 음성신호를 발생한다. 신호처리부(13)는 기록부(15)에서 출력하는 음성신호를 청취자가 청취하기 적절하도록 변형한다. 신호처리부(13)의 출력단자로 출력하는 음성신호는 음량조절부(16) 및 주증폭기(17)를 통과하면서 청취자에게 적절한 크기의 음량으로 조절되어 출력된다. 이때, 주위의 소음(noise)은 마이크로폰(11)을 통해 입력하여 재생된 신호가 주변에 있는 노이즈에 따라 자동조절될 수 있도록 자동음량보정회로(100)로 인가된다. 자동음량보정회로(100)의 동작은 제 1레벨검출수단(20)을 통하여 입력된 노이즈량에 비례하는 신호(이하, 제 1레벨검출신호)를 제어수단(40)의 입력단자에 인가한다. 제 1레벨검출수단(20)에서 마이크로폰(MIC)(11)을 통해 입력된 노이즈성분은 저항(R1) 및 콘덴서(C1)를 거쳐 증폭부(21)로 공급된다. 증폭부(21)는 연산증폭기(operational amplifier;OP-AMP1)를 구비하여, 연산증폭기(OP-AMP)의 비반전단자(+)로 노이즈성분을 입력받고, 반전단자(-)와 출력단자 사이에 결합된 저항(R2,R3) 및 콘덴서(C3)로 노이즈성분의 증폭률을 조정한다. 증폭된 노이즈성분은 다음단의 정류부(23)로 인가된다. 정류부(23)는 증폭된 노이즈성분을 정류(rectification)하여 교류성분에서 직류성분으로 변환시킨다. 정류부(23) 또한 연산증폭기(OP-AMP2)를 구비하여, 연산증폭기(OP-AMP2)의 비반전단자(+)로 증폭된 노이즈성분을 입력받는다. 비반전단자(+)에는 또한, 동작전원+Vcc가 저항(R9,R12)를 통해 +½Vcc의 정전압으로 인가된다. 그래서, 정류부(23)는 노이즈성분이 입력시 +½Vcc보다 출력전압이 낮아지진 않는다. 또한, 정류부(23)는 연산증폭기(OP-AMP2)의 반전단자(-)와 출력단자 사이에 결합된 다이오드(D1)로 인하여 출력전압의 양(+)의 부분을 반전단자(-)로 피드백함과 동시에 저항(R5)을 통해 출력한다. 정류된 신호는 저항(R6)에 의하여 다음단의 적분부(25)로 인가된다. 적분부(25)는 입력 Ei를 적분하여 위상을 반전시킨 후 상수을 곱하면 출력 Eo를 얻는다. 즉, 하기 식(1)과 식(1)을 시간영역(time domain)으로 변환한 식(2)에 도시한 바와 같은 과정을 수행한다.
여기서, s = jω는 라플라스(laplace) 표기이다.
을 구해보면,
위 식 (1)은 시간영역에서 다음과 같이 쓸 수 있다.
적분부(25)는 연산증폭기(OP-AMP3)의 반전단자(-)로 전압 +Ei가 입력되는 시점부터 출력 전압 -Eo가 반전단자(-)와 출력단자 사이에 연결되어 있는 콘덴서(C6)의 양단전압 Ec와 동일한 크기로 (-)방향으로 증가한다. 실제로는 연산증폭기(OP-AMP3)의 오프셋트(off-set) 전압보다 -1.0[V]의 전압이 출력된다. 한편, 주위가 조용한 곳에서는 마이크로폰(MIC)(11)에서 노이즈나 소음의 입력이 없으므로 적분부(25)는 연산증폭기(OP-AMP)의 비반전단자(+)로 인가되는 기준전압+Vcc이 반전단자(-)의 전위보다 높게 되어 출력전압은 +Vcc보다 조금 낮은 전압이 된다(Eo=+Vcc-1.0). 적분부(25)의 출력전압 Eo는 저항(R7)를 통해 판별부(27)의 제 1트랜지스터(TR1)로 인가된다. 제 1트랜지스터(TR1)는 에미터에 가해지는 전압 즉, 적분부(25)의 출력전압 Eo에 의해 온(on)/오프(off)된다. 제 1트랜지스터(TR1)는 노이즈신호가 입력되지 않은 경우 에미터로 +Vcc-1.0의 전압이 가해진다. 제1트랜지스터(TR1)는 에미터에 가해지는 전압이 +½Vcc-1.0의 전압이 가해지고, 노이즈 신호가 입력된 경우 +½Vcc-1.0일 경우 오프(off)가 되고, +Vcc-1.0일 경우 온(on)되도록 베이스에 연결되어 있는 저항(R8)의 저항치를 설정한다. 제 2트랜지스터(TR2)는 제 1트랜지스터(TR1)가 오프(off)상태이면 베이스에 걸리는 바이어스전압이 로우(low)레벨이므로 오프(off) 상태가 된다. 제 1트랜지스터(TR1)가 온(on)상태이면 제 2트랜지스터(TR2)의 베이스에 에미터보다 0.7[V] 높은 전압이 걸리게 되므로 온(on) 상태가 된다. 제 2트랜지스터(TR2)는 오프(off)상태시 콜렉터로 공급되는 동작전원+Vcc의 하이(high)레벨신호를 제어수단(40)에 인가한다. 제 2트랜지스터(TR2)는 온(on)상태시 0[V]의 로우(low)레벨신호를 제어수단(40)에 인가한다. 한편, 제 2레벨검출수단(30)은 신호처리부(13)에서 사용자가 들을 수 있도록 필요한 처리가 된 음성신호를 음량조절부(16) 및 주증폭기(17)를 통과시켜 입력받는다. 제 2레벨검출수단(30)은 제 3도 제 1레벨검출수단(20)의 동일한 구성에서 마이크로폰(11)의 입력 대신에 출력되는 음성신호를 피드백 입력받도록 구성된다. 여기에서 제 2레벨검출수단(30)의 구성블록들은 제 3도에서와 동일한 참조번호로 설명한다. 제 2레벨검출수단(30)은 제 1레벨검출수단(20)에서 노이즈신호가 있고 없음에 따른 이진신호를 제어수단(40)에 공급하는 동작과 마찬가지로 노이즈신호 대신에 입력되는 음성신호 크기를 검출하여 그 크기에 따른 이진신호를 제어수단(40)으로 공급한다. 제 2레벨검출수단(30)의 판별부(27)는 주위환경이 조용한 경우에 듣기 좋은 음량레벨과 주위환경이 시끄러운 경우에 듣기 좋은 음량레벨 사이의 레벨을 기준레벨로 한다. 그래서, 음성신호에 대한 적분부(25)의 적분치가 기준레벨보다 크면 하이(high)레벨신호를 제어수단(40)에 인가한다. 반대로, 음성신호에 대한 적분부(25)의 적분치가 기준레벨보다 작으면 로우(low)레벨신호를 제어수단(40)에 인가한다. 제어수단(40)은 레 1레벨검출수단(20)과 제 2레벨검출수단(30)에서 각각 출력하는 신호를 비교하여 음량조절부(16)에서 청취자의 청취환경에 적절한 크기의 음량으로 조절될 수 있도록 제어한다. 그 예를 다음 표 1로 나타낸다.
상기 표 1에 도시한 바와 같이, 제어수단(40)은 제 1레벨검출수단(20)이 이진논리값 0에 대해 제 2레벨검출수단(30)의 이진논리값이 0이면 주위환경은 조용하여 출력레벨은 듣기 좋은 상태로 판단하고, 음량조절부(16)의 현 설정치를 그대로 유지시킨다. 반면에 제 2레벨검출수단(30)의 이진논리값이 1이면 주위환경이 너무 조용해져서 출력레벨이 거슬리는 상태로 판단하고, 음량조절부(16)의 현 설정된 음량을 제어함으로서 현 설정치보다 작게 조절한다. 제어수단(40)은 제 1레벨검출수단(20)의 이진논리값 1에 대해 제 2레벨검출수단(30)의 이진논리값이 0이면 주위환경이 너무 시끄러워서 들을 수 없는 상태로 판단하고, 음량조절부(16)에 설정된 현 음량을 제어함으로써 현 설정치보다 크게 조절한다. 반면에 제 2레벨검출수단(30)의 이진논리값이 1이면 주위환경이 시끄러워도 들을 수 있는 상태로 판단하고, 음량조절부(16)의 현 설정치를 그대로 유지시킨다. 신호처리부(13)에서 음성신호를 인가받은 음량조절부(16)는 자동음량보정회로(100)를 통해 인가되는 제어신호에 의해서 음량을 자동적으로 조절하게 된다. 음량조절부(16)를 통해 조절된 음량은 주증폭기(17) 및 이어폰 내지 헤드폰을 최적의 상태로 출력되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 고안은 휴대용 음향기기의 자동음량보정회로에 관한 것으로 주위환경에 민감한 휴대용 음향기기를 통해 음성신호를 청취시 주위환경 즉, 노이즈나 소음에 따라 안정된 음량을 가진 신호를 얻을 수 있도록 음량을 자동적으로 조절할 수 있는 장점이 있다. 그러므로, 청취자가 주위환경에 따라 수동적으로 음량을 조절할 필요가 없어 청취자의 번거로움을 제거할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (9)

  1. 음성(audio) 출력기능을 갖는 휴대용 음향기기에 있어서, 주위의 소음(noise)을 입력받는 마이크로폰(11); 상기 마이크로폰(11)을 통해 입력되는 소음의 크기를 검출하여 그 검출결과신호를 출력하는 제 1레벨검출수단(20); 출력되는 음성신호의 크기를 검출하여 그 검출결과신호를 출력하는 제 2레벨검출수단(30); 상기 제 1레벨검출수단(20)의 검출결과신호와 상기 제 2레벨검출수단(30)의 검출결과신호를 비교하여 주위의 청취환경에 적합한 음량을 결정하고, 이에 따라 음량조절부(16)를 제어하는 제어수단(40); 및 상기 제어수단(40)의 제어에 따라 출력할 음성신호의 크기를 조절하는 음량조절부(16)를 포함하는 자동음량보정회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1레벨검출수단(20)은 마이크로폰(11)으로부터의 입력신호를 정류하여 교류성분을 직류성분으로 변환시켜 출력하는 정류부(23); 상기 정류부(23)의 출력신호를 적분하는 적분부(25); 및 상기 적분부(25)의 적분값에 따라 소음입력유무를 판단하여 그 판단결과를 이진논리값(0,1)중 하나로 제어수단(40)에 공급하는 판별부(27)를 구비함을 특징으로 하는 자동음량보정회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1레벨검출수단(20)은 마이크로폰(11)과 정류부(23) 사이에 구성되고, 마이크로폰(11)으로부터의 입력신호를 일정한 증폭률로 증폭하여 정류부(23)에 공급하는 증폭부(21)를 더 포함하는 자동음량보정회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2레벨검출수단(30)은 음량조절부(16)에서 출력되는 음성신호를 궤환입력받아 정류하여 음성신호의 교류성분을 직류성분으로 변환시켜 출력하는 정류부(23); 상기 정류부(23)의 출력신호를 적분하는 적분부(25); 및 상기 적분부(25)의 적분값에 따라 그 음성신호가 어떠한 청취환경에 적합한 크기인지를 판단하여 그 판단결과를 이진논리값(0,1)중 하나로 제어수단(40)에 공급하는 판별부(27)를 구비함을 특징으로 하는 자동음량보정회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2레벨검출수단(30)은 음량조절부(16)로부터 입력받은 음성신호를 일정한 증폭률로 증폭하여 정류부(23)로 출력하는 증폭부(21)를 더 포함하는 자동음량보정회로.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 판별부(27)는 주위의 소음이 없는 경우에 적합한 음량과 소음이 있는 경우에 적합한 음량 사이의 레벨을 기준값으로 미리 설정하고, 적분부(25)의 적분값과 미리 설정된 기준값의 대소비교에 의해 음성신호의 크기를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동음량보정회로.
  7. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제어수단(40)은 제 1레벨검출수단(20)과 제 2레벨검출수단(30)의 각 판별부(27)로부터 동일한 논리값이 인가되면 음량조절부(16)에 설정되어 있는 현 음량이 그대로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동음량보정회로.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어수단(40)은 제 1레벨검출수단(20)의 판별부(27)로부터 인가된 논리값이 제 2레벨검출수단(30)의 판별부(27)로부터 인가된 논리값보다 작으면 음량조절부(16)에 설정된 현 음량치보다 작게 음량이 조절되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동음량보정회로.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제어수단(40)은 제 1레벨겸출수단(20)의 판별부(27)로부터 인가된 논리값이 제 2레벨검출수단(30)의 판별부(27)로부터 인가된 논리값보다 크면 음량조절부(16)에 설정된 현 음량치보다 크게 음량이 조절되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동음량보정회로.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100505607B1 (ko) * 1998-06-22 2005-09-26 삼성전자주식회사 라우드니스 제어 방법 및 장치
KR101487796B1 (ko) * 2013-04-22 2015-01-29 웨이브사이언스(주) 방송신호 증폭 중계기
KR101487797B1 (ko) * 2013-04-22 2015-02-04 웨이브사이언스(주) 방송신호 증폭 중계기

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