KR100231444B1 - 하이파이 브이시알의 프로로직 서라운드 출력회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이파이 브이시알 시스템에 관한 것으로서 브이시알 내부에서 하이파이 재생 출력부(30)에 의해 재생 출력되는 스테레오 신호와 브이시알 외부로 부터의 다수의 스테레오 신호를 입력포트(AUX, LD, CD, 튜너등)를 통하여 입력하고, 제어신호에 따라서 입력되고 있는 다수의 스테레오 신호중 하나를 선택하여 출력하는 스위칭 매트릭스부(10)와, 상기 스위칭 매트릭스부(10)로 제어신호를 출력하는 마이컴(20)과, 상기 스위칭 매트릭스부(10)로부터 출력되는 하이파이 스테레오 신호를 고역, 중역, 저역 필터링 및 서라운드 처리를 통하여 각각 좌, 우 메인출력(L,R)과, 좌, 우 서라운드출력(SL,SR)과, 센터출력(C)으로 이루어지는 5채널의 프로로직 서라운드 사운드로 만들어 출력하는 프로로직 필터부(40)로 구성된 하이파이 브이시알의 프로로직 서라운드 출력회로를 제공하여, 돌비 프로로직 서라운드 시스템을 구축하기 위한 별도의 서라운드 프로세서를 사용하지 않고도 브이시알 자체에서 서라운드 사운드를 출력하도록 함으로써, 프로로직 서라운드 시스템의 설치비용이 절감되고 시스템의 구축을 위한 배선 작업이 간편하게 되는 효과가 있다.

Description

하이파이 브이시알의 프로로직 서라운드 출력회로

본 발명은 하이파이 브이시알 시스템에 관한 것으로서, 특히 하이파이 브이시알의 내부에서 하이파이 오디오 출력신호를 음원으로 하여 프로로직 사운드를 자체적으로 출력할 수 있게 함으로써, 별도의 독립적인 돌비 프로로직 서라운드 시스템 없이 브이시알만으로도 프로로직 서라운드의 음향효과를 얻을 수 있는 하이파이 브이시알의 프로로직 서라운드 출력회로에 관한 것이다.

일반적인 하이파이 브이시알 시스템은 비디오 신호와 함께 청취되는 오디오 신호를 스테레오로 들을 수 있도록 설계한 것으로, 이러한 하이파이 브이시알을 이용한 스테레오 사운드 시스템의 전형적 형태는 제1도와 같다.

여기에서 보이고 있는 바와 같이, 브이시알 이용한 스테레오 시스템은 안테나로부터 수신되는 스테레오 방송신호를 하이파이 형태로 녹화/재생이 가능한 하이파이 브이시알(100)과, 수신된 FM 라디오의 스테레오 사운드를 상기 브이시알에 음원으로써 제공하게 될 FM튜너(200)와, 상기 브이시알에 의해 재생된 비디오 신호를 출력하기 위한 티브이 수상기(300)와, 상기 하이파이 브이시알에 출력되는 스테레오 신호를 증폭하고 음성신호로 변환하는 오디오앰프(400)와, 좌/우 채널 스피커(501 , 502)로 구성되고 있다.

이러한 하이파이 브이시알 시스템에서 하이파이 녹음/재생을 위한 오디오 신호 처리회로는 제2도와 같이 구성되고 있다.

이 오디오 신호처리 회로의 기록신호 처리계통은 스테레오 오디오 소스로부터 좌/우 오디오 입력을 받아들이는 좌우 입력 신호 증폭기(101, 105)와, 이들의 출력으로부터 노이즈를 감소시키는 노이즈 감쇄기(102 , 106)와, 이들 노이즈 감쇄기(102 , 106)로부터 제공되는 신호를 녹음신호로 변조하는 변조기(103 , 107)와, 저역필터(104 , 108)와, 기록앰프(109)와, REC/PB(녹화/재생) 전환스위치와, 오디오헤드(110 , 111)를 포함한다.

또한, 상기 오디오 신호 처리회로의 재생신호 처리 계통은 상기 오디오헤드(110 , 111)로부터 재생되는 신호를 녹화/재생 전환스위치를 통하여 받아들여 초단 증폭하는 프리앰프(112 , 113)와, 상기 프리앰프(112 , 113)의 출력을 헤드스위치 펄스발생기(125)의 제어출력에 따라 각각의 밴드패스필터(114 , 117)측으로 출력하는 채널스위치와, 복조기(115 , 118)와, 드롭아우트 검출기(116 , 119)와, 상기 헤드 스위치 펄스발생기(125)의 출력에 의해 샘플링 동작을 실행하는 샘플홀더(117 , 120)와, 노이즈 감쇄기(121 , 123)와, 출력증폭기(122 , 124)를 포함하고 있다.

상기 오디오헤드(110)는 고정헤드 방식의 표준 방식 브이시알과는 달리 빠른 테이프 속도를 얻기 위해 회점드럼상에 비디오 헤드들과 함께 설치되고 있다.

이러한 오디오 회전헤드 방식은 전통적인 고정 헤드 방식이 장시간화에 의한 테이프 주행속도 저하에 대하여 주파수 특성이나 와우 풀루터(wow flutter)등이 점점 떨어지고 고음질을 얻을 수 없게 된다는 문제점을 해결할 수 있게 한다.

다시 말하면, 홈 비디오의 테이프 주행속도는 브이에치에프 표준 모드에서 매초 약 3.3㎝, 3배 모드에서 1.1㎝이므로, 오디오 카세트 테이프 레코더의 4.8㎝에 비교하더라도 1/2~1/4 정도의 스피드밖에 되지 않으므로, 비디오 시호의 기록 재생에 이용하고 있는 회전 헤드에 착안하여 이것을 오디오 신호의 기록 재생에 이용한 것이 하이파이 비디오인 것이다.

이때의 회전 헤드와 테이프와의 상대속도는 매초 약 6m의 속도이기 때문에 고정 헤드의 경우보다 200~300배의 속도가 된다.

상기 고정 헤드 상대속도를 인간이 걷는 속도라 하면 회전 헤드의 경우는 제트기 이상의 속도가 되는데 이것에 따라 하이파이 비디오는 컴팩트 디스크 수준의 고음질이 얻어지는 것이다.

이러한 브이에치에스의 하이파이 방식은 회전 헤드에 따라 오디오 신호를 에프엠 기록하는 것이지만 테이프, 상에는 비디오 신호가 빈틈없이 기록되므로 특수한 방법으로 오디오 신호와 비디오 신호를 다중화하여 기록해야 한다.

제3도와 제4도는 테이프 상에 기록될 오디오 신호와 비디오 신호의 기록특성을 설명하고 있는데, 여기서는 테이프의 두께 방향에 오디오 신호와 비디오 신호를 곁쳐서 기록하도록 하고 있는 것을 보이고 있다.

여기에서, 오디오 신호는 전용의 회전 오디오 헤드 2개를 이용하여 테이프의 심층부에 기록하고, 비디오 신호는 종래의 비디오 헤드에 따라 테이프의 표층부에 겹쳐 기록된다.

여기서의 헤드 구조는 비디오 헤드 외에 하이파이 전용회전 오디오 헤드 2개를 추가하여 기본적으로 4헤드로 되어져 있다.

이 브이에치에스 하이파이 방식은 상기와 같이 비디오 헤드 외에 2개 오디오 헤드를 회전 드럼에 설치하고, 오디오 신호를 에프엠 변조하여 기록하는 것으로서 오디오 신호는 제4도와 같이 비디오 신호에 선행하여 테이프 두께 방향으로 깊이 기록하게 되며, 오디오 신호의 반송파는 휘도신호의 반송파와 비교하여 주파수를 낮게 설정하고 있으므로, 오디오 헤드 갭은 비디오 헤드 갭보다 넓고 테이프의 자성층의 심층부까지 자화할 수 있다.

상기 시스템에서 오디오 신호의 재생시에는 오디오 신호 표층부가 소거되어 있기 때문에 재생출력은 약 12dB 감소되지만 에프엠 변조를 이용하고 있기 때문에 노이즈 등의 영향은 문제없다.

또, 비디오 신호와 오디오 신호의 주파수 스펙트럼은 제3도와 같이 비디오 신호쪽이 통상의 홈 비디오와 같은 스펙트럼으로 되어 있지만, 이것에 하이파이용의 에프엠 음성신호가 추가되어 있다.

제3도에서 참고되는 바와 같이 상기 오디오 신호는 스테레오 2채널이기 때문에 AL(좌) 1.30MHz와 AR(우) 1.70MHz의 2개 반송파를, 각각의 오디오 신호로 에프엠 변조한다.

그래서, 이 스펙트럼을 잘 보면 비디오와 오디오의 스펙트럼이 완전히 겹쳐있는 것을 알 수 있을 것이다.

또, 재생했을 때에 비디오와 오디오 신호의 크로스 토크가 염려되지만 이때는 제4도와 같이 오디오와 비디오 신호간의 크로스토크가 비디오 헤드 ±6°, 오디오 헤드 ±30°라고 하는 애지머스(Azimuth) 각도에 따라 제거된다.

그러므로, 같은 트랙에 2중으로 신호가 기록되어 있더라도 비디오와 오디오의 2개의 헤드의 애지머스 각도가 다르기 때문에 각각의 기록 트랙의 애지머스 각도에 일치한 헤드 출력만을 분리하여 재생할 수 있는 것이다.

이때, 오디오 헤드의 애지머스 각이 ±30°로 큰 이유는 에프엠 음성신호의 반송 주파수가 1.5MHz 정도로 낮으므로 충분한 애지머스 손실을 얻기 위해서 큰 애지머스각이 필요한 것이다.

또, 종래의 브이시알 시스템과의 호환성을 갖기 위해 종래와 같은 고정 오디오 헤드가 설치되어 있다.

시스템의 오디오 녹/재계는 제2도와 같이 오디오 신호의 변조방식에 휘도 신호와 같은 에프엠을 채용하고 있으므로 노이즈 대책으로서 앰퍼시스와 노이즈 감쇄기(102, 106, 121, 123)들을 이용하고 있다.

그런데 하이파이 비디오 특유의 문제로서 오디오 헤드를 절환하였을 때에 발생하는 펄스 상태의 노이즈가 생기게 되며 이것은 2개의 오디오 헤드 출력 이음매 부분은 테이프의 끌어당기는 힘의 차이 등에 따라 재생신호의 위상과 완전히 동일하지 않으며, 재생신호의 스위칭된 부분 신호위상이 변화하게 되고 복조출력에는 변화한 위상에 해당하는 펄스 상태의 노이즈가 발생한다.

비디오 신호의 경우는 헤드 스위칭이 수직귀선 소거기간에 해당되므로 눈에 띄지 않게 되지만 오디오 신호의 경우 그대로는 큰 방해가 된다.

그러므로 이러한 노이즈를 제거하기 위하여 제2도의 헤드스위칭 펄스발생기(125)에서 좌/우 프리앰프(112, 113)들의 출력을 샘플앤홀드 방식으로 샘플앤홀드하여 출력에 노이즈를 보내지 않도록 되어 있다.

한편 하이파이 브이시알을 이용하여 쇼 프로그램이나 영화 프로그램을 시청하는 경우 현장감을 느낄 수 있도록 하거나 시청감을 높이기 위해 돌비 프로로직 서라운드 시스템을 구축할 수 있다.

프로로직 서라운드는 브이시알이나 CD 등을 음원으로 하여 다양한 대역통과 특성을 가지는 필터군을 거쳐서 좌, 우의 메인채널신호와 좌, 우의 서라운드 채널신호와 그리고 센터채널 신호로 출력되어 각각의 신호를 증폭하는 5채널 메인앰프를 거쳐 스피커로 출력되게 한다.

그러나, 지금까지는 브이시알을 음원으로 하는 프로로직 서라운드 시스템을 구축하기 위해서는 별도의 프로로직 사운드 프로세서를 브이시알과 메인앰프 사이에 배치 시켜야 했기 때문에 별도의 장비 구입비용 외에 시스템의 배선작업등이 매우 복잡하여 일반의 브이시알 사용자에게는 매우 큰 부담이 되고 있었다.

본 발명의 목적은 프로로직 서라운드 시스템을 구출할 때 가장 대표적인 음원으로서 이용되고 있는 하이파이 브이시알내에 프로로직 서라운드 처리회로를 설치하여 여기에 메인앰프를 단순히 연결하는 것으로써 간편하게 돌비프로로직 서라운드 시스템 구축할 수 있게 되는 하이파이 브이시알의 프로로직 서라운드 출력회로를 제공하는데 있다.

제1도는 일반적인 하이파이 브이시알 스테레오 시스템의 회로구성도.

제2도는 하이파이 브이시알의 오디오 기록 및 재생부의 회로구성도.

제3도는 하이파이 브이시알에서의 오디오 및 비디오 신호의 기록 주파수 특성도.

제4도는 하이파이 브이시알 에서의 오디오 및 비디오 신호의 기록체계 설명도.

제5도는 본 발명의 프로로직 서라운드 기능을 가지는 하이파이 브이시알 내에서의 오디오 신호 처리 회로구성도.

제6도는 발명의 오디오 필터부의 회로구성 및 이 필터부의 출력을 이용한 프로로직 서라운드 시스템의 구축예의 회로구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스위칭 매트릭부스 20 : 마이컴

30 : 하이파이 재생출력부 40 : 프로로직 필터부

41 : 애더 42-47 : 필터

50 : 외부 오디오 앰프 51- 55 : 스피커

100 : 브이시알

상기 목적을 이루기 위해 본 발명은 하이파이 브이시알 내부에 스위칭 매트릭스부를 설치하고, 상기 스위칭 매트릭스부에는 브이시알 내부에서 재생 출력되는 스테레오 신호와 브이시알 외부로부터의 다수의 스테레오 신호가 입력되게 연결하고, 상기 스위칭 매트릭스부는 마이컴의 제어출력에 따라서 입력되고 있는 다수의 스테레오 신호 중 하나를 선택하여 프로로직 필터부로 출력하게 연결하고, 상기 프로로직 필터부는 입력되는 하이파이 스테레오 신호를 고역, 중역, 저역 필터링 및 서라운드 처리를 통하여 각각 좌, 우 메인출력과 좌, 우 서라운드 출력과 센터 출력으로 이루어지는 5채널의 돌비 프로로직 서라운드 사운드를 출력하게 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명의 회로 구성도이다.

여기에 나타나 있는 바와 같이, 하이파이 브이시알(100)의 내부에는 스위칭 매트릭스부(10)를 설치하고 있다.

상기 스위칭 매트릭스부(10)에는 브이시알 내부에서 비디오 테이프로부터 신호를 재생출력 하는 하이파이 재생출력부(30)의 스테레오 신호가 입력되게 연결한다.

또한 상기의 스위칭 매트릭스부(10)에는 브이시알 외부로부터의 다수의 스테레오 신호들도 별도로 마련된 오디오 입력포트(AUX, LD, CD, 튜너등)를 통하여 입력되게 연결한다.

상기 스위칭 매트릭스부(10)는 마이컴(20)의 제어출력에 따라서 오디오 입력 포트(AUX, LD, CD, 튜너등)로 입력되고 있는 다수의 스테레오 신호나 내부로부터의 스테레오 신호중 하나를 선택하여 프로로직 필터부(40)로 출력하게 연결한다.

상기 프로로직 필터부(40)는 입력되는 하이파이 스테레오 신호를 고역, 중역, 저역 필터링 및 서라운드 처리를 통하여 각각 좌, 우 메인출력(L, R)과 좌, 우 서라운드출력(SL, SR)과 센터출력(C)으로 이루어지는 5채널의 돌비 프로로직 서라운드 사운드를 출력하게 구성한다.

제6도는 본 발명의 오디오 필터부의 회로구성 및 이 필터부의 출력을 이용한 프로로직 서라운드 시스템의 구축예의 회로구성도이다.

여기에서 보이고 있는 바와 같이 스위칭 매트릭스부(10)로부터 선택되어 출력되는 스테레오의 좌, 우 채널신호는 각각의 고유한 주파수 특성을 가지는 필터(42-47)를 거쳐 5채널의 프로로직 서라운드 사운드로 출력되도록 연결하고 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 프로로직 필터부(40)에 입력되는 오디오의 L채널 신호는 각각의 저역필터(42)와 고역필터(43)를 거쳐 메인 L채널신호로 출력되게 연결하고, 상기 프로로직 필터부(40)에 입력되는 오디오의 R채널 신호는 각각의 저역필터(44)와 고역필터(45)를 거쳐 메인 R채널신호로 출력되게 연결하고 있다.

또한, 상기 필터부에 입력되는 오디오 L, R채널 신호는 서라운드 필터(46)를 거쳐 서라운드 SL, SR채널 신호로 출력되게 연결한다.

또한, 상기 필터부에 입력되는 오디오 L, R채널 신호는 애터(41)에 의해 더해져서 중역필터(47)를 거쳐 센터 C채널 신호로 출력되게 연결한다.

나아가 본발명의 하이파이 브이시알의 외부에 마련되는 A/V 포트를 통하여 프로로직 서라운드 사운드를 출력하게 되는 프로로직 필터부의 출력단을 별도의 외부 오디오 앰프(50)에 접속하고, 이 오디오 앰프(50)에는 전방 2개의 메인스피커(51, 52)와 후방 2개의 서라운드 스피커(54, 55)와 중앙부의 센터 스피커(53)로 이루어지고 있는 5개의 스피커를 접속할 수도 있다.

이와 같이 구성되고 있는 본 발명의 회로 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제5도에서, 마이컴(20)은 리모트 콘트롤러 등에 의해 외부로부터의 특별한 키입력이 없으면 스위칭 매트릭스부(10)는 브이시알 내부에서 재생출력되는 하이파이 재생 출력부(30)를 선택하여 이를 음원으로 입력하도록 상기 스위칭 매트릭스부(10)를 제어하게 된다.

그렇지만 외부의 키입력 조작을 통하여 AUX, LD, CD, 튜너들중 어느 하나를 선택하게 되면 브이시알의 외부에 마련된 상기 오디오 입력포트에 접속 되어있는 해당 기기로부터의 오디오 신호가 음원이 될 것이다.

이렇게 마이컴의 제어값에 따라 선택된 스위칭 매트릭스부(10)의 출력은 프로로직 필터부(40)에 인가되게 된다.

프로로직 필터부(40)에 입력된 하이파이 스테레오의 좌, 우(L, R)채널신호는 제6도에서 보이고 있는 것처럼 고유의 주파수 필터링 특성을 가지고 있는 필터(42-47)에 입력되게 된다.

구체적으로 보면, 상기 프로로직 필터부(40)에 입력되는 오디오의 L채널신호는 각각의 저역필터(42)와 고역필터(43)를 거쳐 메인 L채널신호로 출력되게 된다.

또 상기 프로로직 필터부(40)에 입력되는 오디오의 R채널 신호는 각각의 저역필터(44)와 고역필터(45)를 거쳐 메인 R채널신호로 출력되게 된다.

또한 상기 필터부에 입력되는 오디오 L, R채널 신호는 서라운드 필터(46)를 거치면서 일정시간(10ms-50ms) 지연을 가지게 되는 서라운드 SL, SR채널 신호로 출력되게 된다.

또한, 상기 필터부에 입력되는 오디오 L, R채널 신호는 애더(41)에 의해 더해진 후 중역필터(47)를 거쳐 음성신호 대역만 특히 강조하게 되는 센터 C채널 신호로 출력되게 된다.

한편, 본 발명에 의해 프로로직 서라운드 기능을 가지는 하이파이 브이시알의 프로로직 서라운드 출력단자에 대출력의 외부 오디오를 연결하게 되면 강력한 프로로직 서라운드 시스템을 간단하게 구축할 수가 있다.

그 예를 제6도에서 보이고 있는데 여기에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 하이파이 브이시알의 외부에 마련되는 A/V 포트를 통하여 프로로직 서라운드 사운드를 출력하게 되는 프로로직 필터부의 출력단을 별도의 외부 오디오 앰프(50)에 접속하고, 이 오디오 앰프(50)에는 전방 2개의 메인스피커(51, 52)와 후방 2개의 서라운드 스피커(54, 55)와 중앙부의 센터 스피커(53)를 접속하는 것으로 구현되게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하이파이 브이시알을 이용하여 돌비 프로로직 서라운드 시스템을 구축하기 위해 별도의 서라운드 프로세서를 구입하지 않아도 되므로 프로로직 서라운드 시스템의 설치비용이 절감되고 또한 시스템의 구축을 위한 배선 작업이 간편하게 되는 효과가 얻어지게 된다.

또한, 본 발명은 하이파이 브이시알의 기능 및 성능을 고품격화 시킬 수 있게 되므로 새로운 제품 수요창출에도 크게 기여하게 될 것이다.

Claims (1)

1. 고음질의 스테레오 사운드가 지원되는 하이파이 브이시알(100)에 있어서, 브이시알 내부에서 하이파이 재생 출력부(30)에 의해 재생 출력되는 스테레오 신호와 브이시알 외부로부터의 다수의 스테레오 신호를 입력포트(AUX, LD, CD, 튜너등)를 통하여 입력하고, 제어신호에 따라서 입력되고 있는 다수의 스테레오 신호중 하나를 선택하여 출력하는 스위칭 매트릭스부(10)와, 상기 스위칭 매트릭스부(10)로 제어신호를 출력하는 마이컴(20)과, 상기 스위칭 매트릭스부(10)로부터 출력되는 하이파이 스테레오 신호를 고역, 중역, 저역 필터링 및 서라운드 처리를 통하여 각각 좌, 우 메인출력(L, R)과, 좌, 우 서라운드출력(SL, SR)과, 센터출력(C)으로 이루어지는 5채널의 프로로직 서라운드 사운드로 만들어 출력하는 프로로직 필터부(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 하이파이 브이시알의 프로로직 서라운드 출력회로.