KR100294250B1 - 자동차의음상정위구현장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카오디오 시스템의 음상재현에 있어서, 후방 음상 정위감 대신 전방음상 정위감을 구현하므로써 자연스럽고 안정적인 음상정위감을 구현하도록 하는 자동차의 음상정위 구현장치에 관한 것이다.

이같이 카오디오 시스템에서 후방음상 정위감을 전방전위로 이끌어 내도록 하는 본 발명은 볼륨 IC에서 재생되어 필터를 거친 재생신호가 파우어 앰프에서 스피커로 출력되는 카오디오 시스템에서, 상기 필터와 파우어 앰프사이에 프론트 채널과 리어채널 각각에 대한 위상특성과 게인을 조정하는 위상조정회로와 게인조정 회로로 구성된 음장콘트롤 블록을 구비시킴으로써 이루어진다.

Description

자동차의 음상정위 구현장치{Acuostic phase shift system}

본 발명은 카오디오 시스템의 음상재현에 있어서, 후방 음상 정위감 대신 전방음상 정위감을 구현하므로써 자연스럽고 안정적인 음상정위감을 구현하도록 하는 자동차의 음상정위 구현장치에 관한 것이다.

기존의 카오디오 시스템에서는 도 1 에 도시된 바와 같이 전방스피커(1)와 후방스피커(2)로 구성되어 음상재현에 있어서 도면의 빗금친 부분(가)에서 후방 음상정위감을 갖도록 구성된다.

차량에서 후방음상 정위감을 갖게 되면 소리가 마치 운전자의 뒤쪽에서 나는 듯한 느낌을 갖게 되어 재생시 파우어(Power)감은 있으나 재생음의 임장감 및 정위감이 왜곡되는 한편 음상의 후방 치우침은 심리적 불안감을 갖게 된다.

기존의 후방음상 정위 구현회로는 도 7 에 도시된 바와 같이 라디오 블록(10), CD 블록(11), 테이프블록(12)의 구동을 선택하고 재생신호를 처리하는 볼륨 IC(13)와, 상기 볼륨 IC(13)의 출력신호를 필터링하는 필터블록(14)(15)과, 필터블록(14)(15)을 거친 신호를 증폭시켜 스피커(17)로 출력시기는 파우어 앰프(16)로 구성된다.

재생매체인 라디오 블록(10), CD 블록(11), 테이프 블록(12)의 구동은 볼륨 IC(13)에서 선택하고 선택된 재생매체의 재생신호는 필터블록(14)(15)을 통하여 필터링되어진 후 파우어 앰프(16)에서 증폭되어 스피커(17)로 출력되어진다.

이러한 회로의 상세구성도는 도 9에 도시되어 있다.

볼륨 IC(13)에서 구동이 선택된 재생매체의 재생신호(V1)는 오피앰프 (X1)(X2)(X6)(X7)와 능동소자인 저항과 콘덴서가 연결된 필터블록(14)(14') (15)(15')을 거친 후 파우어 앰프(16)(16')에서 증폭되어 프론트 채널 및 리어채널 신호로 출력되어진다.

여기서 볼륨 IC(13)와 필터링 블록(14)(14')(15)(15') 및 파우어 앰프 (16)(16')의 구성은 카오디오 시스템에서 공지된 기술로 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 도 9의 실시회로를 퍼스널 컴퓨터로 시뮬레이션시킬 경우 도 11과 같은 앰프의 주파수 특성을 나타내게 되며 도 11에서 알 수 있듯이 프론트 채널(a)과 리얼채널(b)의 출력레벨차이는 110Hz∼1KHz 대역에서 3-9dB의 차이를 보이지만 그밖의 주파수 대역에서는 동일한 레벨을 보이고 있음으로 알 수 있다.

그리고 도 12에는 도 9의 회로도에 의해 출력되는 신호의 위상특성을 나타내는 것으로 도 12에서 알 수 있듯이 프론트 채널(c)의 경우 300Hz 이하의 주파수 대역부터 특성이 30°∼150°에 가까운 위상회절이 발생하였음을 알 수 있고 리어채널(d)의 경우도 130Hz 이하에서 주파수 대역특성이 30°∼150°에 가까운 위상회절이 발생하였음을 알 수 있다.

또한 기존의 카오디오 시스템에서 시간대를 동축기준으로 하였을 때 구현되는 실제음장 주파수 특성은 도 5에 도시된 바와 같이 나타나게 되고, 도 5 에서 알 수 있듯이 프론트채널(a)의 위상회절로 나타나는 저역의 음압감쇄 현상은 충분한 재생특성을 갖지 못하게됨을 알 수 있다.

따라서 카오디오 시스템에서 전체음장의 음상정위 및 발란스는 도 1 의 (가)와 같이 후방으로 치우쳐서 나타나게 된다.

전술된 바에 의해 카오디오 시스템에서 음상정위감이 차량의 후방에 있을 경우 음의 재생시 파우어 감은 있으나 실제연주 및 재생임장감을 주지 못하고 음상의 후방치우침은 심리적 불안감 및 음원재현의 왜곡현상을 가져오게 된다.

또한 음질적인면에서의 충실도를 떨어뜨리며 안정감을 저해시켜 장시간동안 음악을 즐기는데 귀의 통증을 느낄 수 있는 문제를 야기시키게 된다.

본 발명은 카오디오 시스템에서 후방음상 정위감을 전방정위로 이끌어냄으로써 자연스럽고 안정적인 음상정위감을 구현하도록 한 것으로, 카오디오 시스템에서 프론트 채널과 리어채널의 게인차를 주어 전방정위의 음장을 구현시기는 것이다.

이같이 카오디오 시스템에서 후방음상 정위감을 전방전위로 이끌어 내도록 하는 본 발명은 프론트 채널과 리어채널의 게인차를 주므로써 이루어지는 것으로 볼륨 IC에서 재생되어 필터를 거친 재생신호가 파우어 앰프에서 스피커로 출력되는 카오디오 시스템에서, 상기 필터와 파우어 앰프사이에 프론트 채널과 리어채널 각각에 대한 위상특성과 게인을 조정하는 위상조정회로와 게인조정회로로 구성된 음장콘트롤 블록을 구비시킴으로써 이루어진다.

도 1 은 기존 차량의 음장 상태도

도 2 는 본 발명의 차량음장 상태도

도 3 은 본 발명의 차량음장 상세도

도 4 는 본 발명의 고음대역 스피커 배치도

도 5 는 기존의 차량내 실제음장 주파수 특성도

도 6 은 본 발명의 차량내 실제음장 주파수 특성도

도 7 은 기존의 회로구성도

도 8 은 본 발명의 회로구성도

도 9 는 기존 회로의 상세구성도

도 10 은 본 발명 회로의 상세구성도

도 11 은 기존의 앰프 주파수 특성도

도 12 는 기존의 앰프 위상 특성도

도 13 은 본 발명의 앰프 주파수 특성도

도 14 는 본 발명의 앰프 위상 특성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2 : 스피커 3 : 우퍼

5 : 트위터 13, 24 : 볼륨 IC

14, 15, 25 : 필터 16, 26 : 파우어 앰프

17, 27 : 스피커 30 : 음장콘트롤블록

31, 31' : 위상조정회로 32, 32' : 게인조정회로

본 발명은 도 1의 (가)와 같은 기존의 후방음상 정위감을 도 2의 (나)와 같이 전방정위로 이끌어 내므로써 전방음상 정위감을 구현하여 자연스럽고 안정적인 음상 정위감을 구현하는 것이다.

본 발명은 도 3과 같이 차량내의 각각의 위치에 관계없이 동일한 음장감을 구현하기 위하여 프론트 스피커 배치는 차량의 도어에 설치한 우퍼(3)와 상기 우퍼(3)에 병렬연결하고 도 4와 같이 차량의 전방창틀 프레임에 고정된 고역재생의 트위터(5)로 구성되며 리어스피커(4)는 프론트 스피커와 동일사양으로 구성하는 것도 가능하다.

이러한 본 발명의 음상정위 구현회로는 도 8에 도시된 바와 같이 라디오 블록(21), CD 블록(22), 테이프 블록(23)의 구동을 선택하고 신호처리를 행하는 볼륨 IC(24)와, 볼륨 IC(24)의 재생신호를 필터링시키는 필터(25)와, 필터(25)출력을 증폭시켜 스피커(27)로 출력시키는 파우어 앰프(26)로 구성된 카오디오 시스템에서, 필터(25)와 파우어 앰프(26)사이에 프론트 채널과 리어채널의 게인차를 주는 음장콘트롤 블록(30)을 구비시킴으로써 이루어진다.

음장 콘트롤 블록(30)은 프론트 채널과 리어채널의 위상특성을 조정하는 위상조정회로(31)(31')와, 프론트 채널과 리어채널의 게인을 조정하는 게인조정회로 (32)(32')로 구성된다.

본 발명의 재생매체인 라디오 블록(21), CD 블록(22), 테이프 블록(23)과 상기 재생매체의 구동을 선택하고 재생신호를 처리하는 볼륨 IC(24)의 구성과 필터(25) 및 파우어 앰프(26)의 구성은 기존의 카오디오 시스템과 동일하다.

다만 본 발명은 필터(25)와 파우어 앰프(26)사이에 음장콘트롤 블록(30)을 구비시켜 프론트 채널과 리어채널의 재생신호에 대한 위상을 조정하고 게인차를 주어 전방위상 정위감을 구현하는 것으로써 음장 콘트롤 블록(30)은 프론트 채널과 리어채널의 위상특성과 주파수 게인을 각각 조정하는 위상 조정회로(31)(31')와 게인 조정회로(32)(32')로 구성된다.

이러한 본 발명의 상세 구성도는 도 10에 도시된 바와 같이 프론트 채널의 주파수 특성을 조정하는 위상 조정회로(31)는 콘덴서(C3)와 저항(C6)의 직렬연결로 구성되고 리어채널의 주파수 특성을 조정하는 위상 조정회로(31')도 콘덴서(C53)와 저항(R56)의 직렬연결로 구성되며 프론트 채널의 게인을 조정하는 게인조정회로(32)는 저항(R10)(R11)의 병렬연결과 저항(R12)및 콘덴서(C6)의 직렬연결 그리고 콘덴서(C7)의 병렬연결로 구성되고 리어채널의 게인을 조정하는 게인 조정회로(32')는 저항(R60)과 직렬연결된 저항(R61) 및 콘덴서(C56)의 병렬연결과 저항(R62)(R63)의 병렬연결 및 콘덴서(C57)(C58)의 병렬연결로 구성된다.

도 10 의 실시회로를 퍼스널 컴퓨터로 시뮬레이션시키게 되면 도 13 과 같은 앰프의 주파수 특성을 나타내며 도 13 에서 알 수 있듯이 프론트 채널(a')과 리어채널(b')의 출력레벨차는 20Hz에서 3.5dB, 100Hz에서 3.7dB, 40OHz에서 8.5dB, 1KHz에서 7dB, 10KHz이상의 대역에서 12dB 차를 주어 본 발명의 목적하는 바인 전방정위 구현을 할 수 있게 된다.

도 14 에는 출력되는 신호의 위상특성을 보여주는 것으로 프론트 채널(c')의 위상특성은 50OHz 이하에서 5°미만의 위상회절이 발생하였고, 리어채널(d')의 위상특성은 40Hz 대역부호에서 약 20°의 위상회절이 발생되었으나 보통 스피커의 경우 한계주파수대역이 60Hz 이상부터이므로 상기된 위상회절은 음질적으로 커다란 영향을 미치지 못하게 된다.

그리고 시간대를 동축기준으로 하였을 때 구현되는 실제 음장 주파수 특성은 도 6 과 같이 나타나며 도 6 에서 알 수 있듯이 프론트 채널의 미약한 위상회절과 리어채널의 위상영향은 음압감쇄 현상을 가져오지 못하게 되고 이는 충분한 재생특성을 갖게 됨을 의미하므로 전체음장의 음상정위 및 발란스는 도 2의 (나)와 같이 전방전위로 나타나게 된다.

본 발명은 차량내의 음상재현에 있어서, 전방음상 정위감을 구현하므로써 실제연주 및 재생임장감을 실현하고 원음 재현의 왜곡현상을 개선하는 한편 음질적인면에서의 충실도를 높이고 자연스러운 재생효과에 따른 안정감을 가져오며 장시간 음악을 즐기더라도 귀의 통증이 나타나지 않게 된다.

Claims (5)

1. (정정) 리어채널과 프론트채널로 오디오신호를 출력시키는 카오디오 시스템에서, 프론트채널과 리어채널의 오디오신호에 대한 위상특성을 조정하고 프론트채널의 음압을 리어채널의 음압 보다 높게 게인을 설정시켜 음상의 전방정위를 구현하는 음장콘트롤 블록을 구비시킨 것을 특징으로 하는 자동차의 음상정위 구현장치.
2. 제 1항에서, 음장콘트롤 블록은 카오디오 시스템의 필터와 파우어 앰프사이에 연결되고 프론트 채널과 리어채널의 위상특성을 조정하는 위상 조정회로와 게인차를 주는 게인 고정회로로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 음상정위 구현장치.
3. 제 3 항에서, 프론트 채널의 위상과 게인을 조정하는 위상조정회로와 게인조정회로는 저항과 콘덴서를 직결시키고 이에 저항을 병렬 연결시키며 다시 저항과 콘덴서를 직결시킨 후 콘덴서를 병렬연결시켜 구성시킨 것을 특징으로 하는 자동차의 음상정위 구현장치.
4. 제 3 항에서, 리어채널의 위상과 게인을 조정하는 위상 조정회로와 게인 조정회로는 저항과 콘덴서를 직결시기고 이에 직결된 저항과 콘덴서를 병렬연결시키며 다시 저항을 병렬연결시킨 후 콘덴서를 병렬연결시켜 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 음상정위 구현장치.
5. 제 1 항에서, 음장콘트롤 블록을 거친 프론트채널 신호는 차량의 도어에 설치된 우퍼와, 상기 우퍼에 병렬연결되고 전방 창틀 프레임에 설치된 트위터에 인가되게 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 음상정위 구현장치.

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