KR100374656B1

KR100374656B1 - 사건구동제어회로를갖는스피커폰

Info

Publication number: KR100374656B1
Application number: KR1019940011402A
Authority: KR
Inventors: 로빈슨네일이
Original assignee: 이그자 코포레이션
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 2003-05-17
Also published as: EP0627839A1; US5544242A; KR940027407A; JPH06338934A

Abstract

송수신채널에 적합한 이득을 판정하도록 사건구동회로를 사용하는 스피커폰 회로의 제어회로를 구비하며, 검출기들에 의해 송수신채널들내의 신호의 상대 크기를 검출하여 2 채널에 존재하는 신호가 음성신호인지를 별도의 신호 대 잡음 검출기들에 의해 판정한다. 사건구동회로는 이들 검출입력들을 수신하여 사건구동회로에서 기한정된 기준에 따라 현상태(즉, 송신, 수신, 아이들)의 새로 상태로의 전이에 의존한다. 특히 본 발명은 아이들상태를 통과하지 않고, 수신상태에서 송신상태로 1단계로 전이가 허용된다. 전이 또는 더미상태는 간단한 로직으로 실행되며 히스테리시스를 제공한다.

Description

사건구동제어회로를 갖는 스피커폰

본 발명은 스피커폰 회로용 제어회로에 관한 것이다. 통상적으로 스피커폰 회로는 마이크로폰과 전화선로간에 결합된 송신(TX)채널과 전화선로와 스피커간에 결합된 수신(RX)채널을 갖고 있다. 각 채널들은 제어회로에 의해 이득을 조정할 수 있는 감쇠기 또는 증폭기를 갖고 있다. 통상의 "4-점(four-point)" 감지방식에서는 송신 및 수신채널들내의 감쇠기 전화후의 신호를 탐지하여 제어회로에 4개의 입력을 제공한다. 다른 신호와 관련하여 제어회로는 4-점 감지입력을 사용하여 스피커폰을 더 큰 통화신호를 갖는 채널로 스위치한다.

양채널에서 음성신호가 검출될 경우 한 방법은 2개의 증폭기의 이득을 동일하도록 조정한 다음 2개의 신호를 측정하여 어느 것이 큰지를 판정하여 더 큰 신호를 갖는 채널로 스위칭한다. 이에 의해 차단하는 일방의 증폭기가 타방의 채널에 비해 감쇠되더라도 일방이 타방을 차단할 수 있다. 그러한 시스템은 예를 들어 미국특허 4,724,540에 기재되어 있다. 양 이득이 같은 모드를 "아이들모드(idle mode)"라 한다. 따라서 또 다른 채널로 전이시키기 위해 2 단계 처리가 필요하다. 1 단계로는 아이들모드로 들어가도록 이득을 동일하게 하고, 2 단계로는 상기 아이들모드에 있는 동안 신호 진폭들을 비교하여 가장 큰 진폭신호를 갖는 채널에 더 큰 이득을 제공하여 그 채널을 작동시킨다.

음향커플링(acoustic coupling)에 의해 스피커로부터 마이크로폰으로 되돌아오는 신호 또는 전기커플링(electrical coupling)에 의해 마이크로폰으로부터 스피커로 하이브리드(hybrid)회로를 통해 되돌아오는 신호에 의해 야기되는 "싱잉(singing)"을 피하기 위해 한번에 한 채널만이 고이득을 가질 수 있다.

IBM에 양도된 미국특허 4,879,745는 그 신호를 디지털형태로 변환하는 스피커폰을 소개하고 있다. 그 디지털 스피커폰은 동기상태기(synchronous state machine)를 사용하여 송신 또는 수신 음성로의 선택을 제어한다. 그러한 시스템은 음성로의 스위칭을 더욱 융통성 있게 하는 장점이 있지만 디지털회로의 추가비용을 부담해야 한다.

본 발명은 수신 및 송신채널들의 적절한 이득을 결정하기 위해 사건 구동시스템을 사용하는 스피커폰 회로용 제어회로를 제공한다. 검출기들에 의해 송신 및 수시채널들내의 신호의 상대 크기를 탐지하여 2개의 채널들내에 존재하는 신호들이 통화음인지 또는 배경잡음인지 별도의 신호 대 잡음 검출기에 의해 결정한다. 제어 회로는 시스템의 현재의 상태(즉, 송신, 수신 또는 아이들)와 새로운 상태로의 전이와 관련하여 제어 알고리듬 내에 있는 미리 정의된 기준에 따라 이들 입력들을 사용한다. 특히 본 발명은 아이들모드를 통하지 않고 수신에서 송신으로 1단계로 전이시킨다. 현재의 상태를 기억할 수 있는 능력을 제공함으로써 다른 상태로의 전이 시기를 결정하기 위한 좀 더 복잡한 방법을 실행할 수 있는 능력을 제공할 수 있다. 본 발명은 제어회로에 의해 실행되는 상태도 내에 "더미" 또는 "전이" 상태들을 부가함으로써 복잡한 디지털 프로그래밍이 필요 없는 사건구동 제어회로를 제공할 수 있다.

양호한 실시예에 의하면 3가지 능동상태 즉, 수신감쇠기의 이득이 송신감쇠기에 비해 높은 수신상태, 송신감쇠기가 수신감쇠기에 비해 높은 이득을 갖는 송신 상태, 2개의 감쇠기의 이득이 동일한 아이들상태에 있다. 제어시스템은 송신채널의 진폭보다 미리 설정된 마진만큼 더 큰 진폭을 갖는 음성이 수신채널에서 검출되면 송신에서 수신상태로 전이한다. 반대로 송신채널에서 음성이 검출되고, 송신채널에서의 신호의 진폭이 수신채널의 진폭보다 미지 설정된 제2 마진만큼 클 때 수신상태에서 송신상태로 전이한다. 수신 또는 송신채널 각각에서 음성신호가 검출되지 않으면 수신 또는 송신상태에서 아이들상태로 전이한다. 특정채널에서 음성이 검출되고, 음성신호의 진폭이 소정의 최소값 이상일 때 아이들상태에서 송신 또는 수신상태로 전이한다. 다음 2가지 이유 즉, 1) 짝수의 상태를 줌으로써 간단한 논리로 실행가능하고, 또한 2) 변경하는 동안 상태간에 전후로 되돌려지는 것을 방지하도록 상태 변경하는 동안 히스테리시스(hysteresis)를 제공하기 때문에 상기 상태간에 전이 상태가 제공된다.

본 발명의 특성 및 장점을 잘 이해하기 위해 첨부도면을 참조하여 양호한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 스피커폰 회로의 블록 다이어그램이다. 마이크로폰(MIC)(10)은 마이크로 증폭기(AMP)(12), 전압제어증폭기(VCA)(14), 제2증폭기(16) 및 전화선로에 결합된 송신회로(18)를 통해 신호를 제공한다. 수신채널은 필터증폭기(20), 전압제어증폭기(22) 및 스피커증폭기(24)를 통해 송신회로(18)로부터 스피커(26)로 신호를 제공한다. 제어회로(28)는 송신증폭기(14)와 수신증폭기(22)의 이득을 제어한다.

송신 및 수신채널 증폭기의 이득은 상반된 레벨로 설정되므로 어느 시점에서 단 하나의 채널만이 높은 값에 설정된 이득을 가진다. 예외상태는 양 이득이 동일한 즉, 어느쪽도 말하지 않을 때 또는 양채널에서 지배적인 신호가 잡음일때인 아이들모드이다.

제어회로는 4개의 입력으로 동작한다. 제1 입력은A로 표시한다. 이 신호는 송신 채널내의 증폭기(16)의 출력과 수신채널내의 증폭기(20)의 출력으로부터 피이크 검출기(32, 34)를 통해 입력을 수신하는 비교기(COMP)(30)로부터 나온다. 마찬가지로 비교기(36)는 마이크로 증폭기(12)와 스피커 증폭기(24)의 출력에 각각 결합된 피이크 검출기(38, 40)를 통해 제공되는 신호들을 비교하여 신호B를 제공한다.

음성이 존재하는지를 나타내는 다른 입력들은 잡음판별회로(42, 44)로부터 나온다. 잡음판별회로(42, 44)로부터 나오는 잡음레벨은 피이크 검출기(38, 34)로부터의 신호와 비교기(46, 48)에서 비교되어 비교신호 T와 R이 제어회로에 제공된다. 신호 T는 송신채널 내에 음성이 존재함을 나타내는 반면, 신호 R은 수신채널내의 음성이 존재함을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 비교기 조건을 설명한다. 이 조건들은 비교기에서 한 신호가 다른 신호를 단지 초과하지 않는 것이 아니라 지정된 마진만큼 다른 신호를 초과하는 것을 요구한다. 기본적으로 2 : 1과 1.1 ; 1비를 갖는A와신호들은 어느 채널에서도 신호가 검출되지 않는 아이들상태로부터 어느 한 채널로 전이를 위해 사용된다. 일측이 타측을 차단시키고자 할 때에는 더 큰비 10:1과 18.8:1의 신호들와B를 사용하여 송신채널에서 수신채널로 전이하거나 반대로 전이한다. 여기서 일측이 작은 음성에 의해 항상 차단되지 않도록 더 큰비가 필요하다.

상술한 비교비는 도 1의 비교기에 대한 신호경로의 이득과 감쇠상태에 따라 결정된다. 예를 들어, 피이크 검출회로(32)와 함께 마이크로폰(10), 송신감쇠기(14) 및 증폭기(12, 16)의 이득은 그 경로의 이득을 결정한다. 상이한 이득비는 다른 응용을 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 카폰에서 큰 배경잡음이 있을 경우 수신되는 신호를 차단하고, 자동차에서 신호를 송신하기 위해서는 큰 임계치가 필요하다. 반대로 정상 사무실 환경에서는 거의 동일한 이득을 갖는 것이 요망된다.

도 3은 도 1에 나타낸 입력을 사용하는 간단화된 제어회로의 동작을 도 2에 설명된 조건을 사용하여 나타내는 상태 다이어그램이다. 상태 다이어그램은 4가지 상태, 즉 수신(RX)상태(50), 아이들(IDLE)상태(52), 송신(RX)상태(54) 및 더미(DUMMY)상태(56)를 나타낸다. 더미상태로의 전이는 화살표로 나타낸 바와 같이, 실질적으로 더미상태를 지나 그 다음 상태로 통과한다. 더미상태는 사건 구동회로를 실행하기 위해 랫치(latch)들을 사용하는 특정 실시예에 포함된다.

X, Y로 나타낸 2개의 랫치들은 4가지 가능상태를 제공하는데 사용된다. 교정 동작을 보증하기 위해서는 2개의 랫치들이 동시에 변동하는 것을 허용하지 않는다. 3개의 상태만을 포함하는 시스템에서는 이 조건이 실현될 수 없다. 그러므로 송신에서 수신으로 또는 수신에서 송신으로의 전이에는 먼저 한 랫치를 변경시키고 그 다음 다른 랫치를 변경시키는 더미 상태가 포함된다.

다른 시스템을 실행하는 경우에 있어서는 그러한 더미상태를 요하지 않는 것이 사용될 수도 있다.

사건구동회로에 사용된 신호들은 도 1의 제어회로(28)로의 입력들로서 다음과 같은 것들이다.

= 송신채널에 존재하는 음성

= 송신채널에 존재하는 잡음 또는 존재하지 않는 음성

= 수신채널에 존재하는 음성

= 수신채널에 존재하는 잡음 또는 존재하지 않는 음성

= Rx 신호 〉 Tx 신호

= Rx 신호〈 Tx 신호

= Tx 신호〈 Rx 신호

= Tx 신호 〉 Rx 신호

아이들상태(52)는 잡음이 2 채널내의 통화음보다 더 클 때 또는 신호가 전혀 존재하지 않을 때 회로가 갖는 상태이다. 이 상태에서 2 전압제어 증폭기의 이득이 동일해진다. 아이들상태로부터 수신상태(50)로의 전이는 수신신호가 송신신호보다 더 크고 또한 음성신호가 수신채널에 존재함을 나타내는AR로 나타낸다. 신호경로 내의 각종 이득레벨들 때문에 도 2에서 설명된 조건들은 수신채널 크기가 송신채널 크기의 2배보다 더 큼을 나타낸다. 수신상태(50)에서는 조건로 나타낸 송신상태로의 전이하기 위해 송신채널의 크기가 수신채널의 크기의 10배 이상이 되어야 할 필요가 있으므로 일단 수신감쇠기의 이득을 상향으로 조정해야 한다. 상태도의 나머지도 마찬가지이다.

한 상태에서 다른 상태로 전이시에는 시스템의 새로운 상태를 반영하기 위해 감쇠기(14, 22)의 이득이 조정되어, 다음 상태로의 전이를 결정하기 위한 다를 비교비를 발생시킨다. 그에 의해 히스테리시스가 시스템에 도입되어 송신과 수신상태 간의 요구되지 않은 신속한 스위칭이 방지된다.

도 4는 상태 다이어그램의 양호한 실시예를 나타낸다. 이 시스템에서는 2개의 추가 스위칭 상태가 포함되어 필요한 상태수를 5개로 증가시킨다. 추가상태들은제어시스템의 동작보다 훨씬 느린 속도로 발생하는 감쇠기의 이득 변경이 시스템이 새로운 안정상태(송신 또는 수신)로 들어가기 전에 완료되는 것을 보장해 준다. X, Y 및 Z로 나타낸 랫치들을 사용하여 8개의 가능상태를 제공한다. 교정동작을 확보하기 위해 상태도에는 3개의 더미상태 SD1, SD2 및 SD3을 포함한다. 추가 스위칭 상태에 더하여 좀더 완전한 비교세트가 만들어진다. 예를 들어 아이들상태(60)로부터 수신상태(62)로의 전이시에는 Rx가 Tx보다 신호경로에 의해 비교기(30)에 제동되는 이득에 상당하는 값만큼 더 커야됨은 물론, 비교기(36)로의 신호경로에 대응하는 값만큼 커야됨을 나타내는 조건ABR이 필요하다. 따라서, 이 조건은 전이를 유효하게 하기 둘 중 더 큰 하나가 제공되는 것을 요구한다. 수신상태로부터 송신 스위칭상태(65)로의 전이시에는 조건('+'는 or 조건을 나타냄)을 필요로 한다. 이 조건은 2개의 비교기 중의 더 작은 임계값이 만족될 때 수신채널로부터 송신채널로의 전이를 허용한다.

도 5는 도 1의 제어회로(28)의 블록 다이어그램이다. 도 1에는와및와등의 신호를 나타냈지만 도 5에서는 비교기들로부터,,및신호들만이 제공된다. 이들은 인버터들(U1∼U4)을 통해 반전되어 사건구동회로를 실행하는 논리블록(510)에 제공된다. 논리블록은 Rx와 Tx 출력신호들을 제어회로(512)에 제공한다. 출력신호(Rx)는 사건구동회로가 상태들(RX,RXS,SD1)에 들어갈 때 작용되며, 출력신호(Tx)는 시스템이 상태들(TX,TXS,SD2)에 들어갈 때 작용된다.

도 6은 제어회로(512)의 상태도이다. 도 6은 도 1의 감쇠기들(14, 22)에 이득 제어신호를 제공하는 출력(CTN, CTP)를 갖는 차동 증폭기들(differential amplifiers)(414)을 나타낸다. 이들은 송신 및 수신채널용 전류설정증폭기들(420, 430) 각각을 통해, 그리고 연산 증폭기들(422, 432) 각각을 통해 피드백에 접속된다. 이들은 차례로 트랜지스터들(424, 434), 커패시터(412), 저항(413)을 통해 도 5의RX와TX에 결합된 전류 스위칭회로(610)내의 2개의 전류원에 접속된다.

도 7은 도 5의 논리블록(510)을 상세하게 나타낸다. 도면의 우측에는 랫치들(X, Y, Z)을 나타내고, 일련의 스위치들의 좌측에는 입력들을 나타낸다.

기술을 잘 이해함으로써 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 그의 정신과 특징으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 특정형태로 실시될 수도 있다. 예를 들어, 상태를 저장하는 ROM을 사용하는 것과 같이 상이한 상태의 전이 규칙을 사용할 수도 있고, 또는 사건구동회로의 상이한 논리실행을 실시할 수도 있다. 따라서 본 발명의 양호한 실시예는 설명을 위한 것이므로, 그에 제한되지 않고 청구범위 내에서 여러 가지로 수정변경이 가능하다.

도 1은 본 발명을 사용하는 4-점 감지회로의 블록 다이어그램.

도 2는 도 1의 비교기들의 비교조건을 설명하는 표.

도 3은 도 1의 제어회로의 사건구동 동작을 설명하는 상태 다이어그램.

도 4는 대체사건 구동회로의 상태 다이어그램.

도 5는 도 1의 제어회로의 블록 다이어그램.

도 6은 도 5의 제어회로의 회로 다이어그램.

도 7은 도 5의 논리회로의 블록 다이어그램.

Claims

송신 및 수신 증폭기를 갖는 송수신 채널을 구비하고, 상기 증폭기들의 이득을 변화시키기 위한 스피커폰 회로에 있어서,

상기 송수신 증폭기들에 결합되어, 상기 송수신 채널들 내의 신호들의 상대 크기를 측정하기 위한 측정수단과,

상기 송수신 채널들에 결합되어, 신호경로 상의 음성신호의 존재를 검출하기 위한 검출수단과,

상기 측정수단과 상기 검출수단에 결합되는 입력들과 상기 송수신 증폭기들에 결합되는 출력들을 가지며, 상기 입력들과 종전상태에 따라 상기 증폭기들의 이득을 변화시키기 위한 사건구동회로를 포함하며,

상기 사건구동회로는 송신상태, 수신상태, 아이들상태 및 상기 송수신상태간의 적어도 한 전이상태를 갖는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제1항에 있어서, 상기 송신상태에서 상기 송신증폭기의 이득은 상기 수신 상태에서 상기 수신증폭기의 이득보다 크고, 상기 수신상태에서 상기 수신증폭기의 이득은 상기 송신증폭기의 이득보다 크고, 상기 아이들상태에서 상기 송신 및 수신 증폭기의 이득은 동일한 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제2항에 있어서, 상기 사건구동회로는 상기 검출수단이 상기 수신채널내의음성신호를 검출하고, 또한 상기 측정수단이 상기 수신채널내의 신호진폭이 상기 송신채널내의 신호진폭보다 훨씬 크다는 것을 판정했을 때 상기 송신상태에서 수신상태로 전이시키기 위한 수단과,

상기 검출수단이 상기 송신채널내의 음성신호를 검출하고, 또한 상기 측정수단이 상기 송신채널내의 신호진폭이 상기 수신채널내의 신호진폭보다 훨씬 크다는 것을 판정했을 때 상기 수신상태에서 송신상태로 전이시키기 위한 수단을 더 포함하는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제2항에 있어서, 상기 상태 크기 측정수단은 상기 송신감쇠기의 출력에 결합되는 제1입력과 상기 수신감쇠기의 입력에 결합되는 제2입력을 갖는 제1비교기와,

상기 송신감쇠기의 입력에 결합되는 제1입력과 상기 수신감쇠기의 입력에 결합되는 제2입력을 갖는 제2비교기를 포함하는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제4항에 있어서, 상기 사건구동회로는 상기 비교기들 중 하나가 수신신호의 진폭이 송신신호의 진폭보다 소정량 만큼 더 큼을 나타내는 신호를 제공할 때 상기 송신상태에서 상기 수신상태로 전이시키기 위한 수단을 포함하는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제4항에 있어서, 상기 사건구동회로는 상기 비교기 둘다가 수신신호가 송신신호보다 더 큼을 나타내고, 또한 음성신호의 존재를 검출하는 상기 검출수단이 상기 수신채널상에 음성신호의 존재함을 나타낼 때 상기 아이들상태에서 상기 수신 상태로 전이시키기 위한 수단을 포함하는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제4항에 있어서, 상기 비교기들의 출력을 발생시키는데 필요한 송수신신호의 상대 크기는 상기 아이들상태와 상기 수신상태간에서 변화하는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제2항에 있어서, 상기 전이상태는 상기 송신상태에서 상기 수신상태로 전이하기 위한 수신전이상태와 상기 수신상태에서 상기 송신상태로 전이하기 위한 송신전이상태를 포함하며, 상기 송신전이상태와 상기 수신전이상태에서 상기 송신 및 수신증폭기의 이득이 각각 상기 송신 및 수신상태의 이득으로 전이되는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제8항에 있어서, 상기 사건구동회로는 상기 수신채널내의 신호크기가 상기 송신채널내의 신호크기보다 제1 소정량 만큼 더 클 때 상기 송신상태로부터 상기 수신상태로 전이시키고, 상기 수신채널내의 신호크기가 상기 송신채널내의 신호크기 보다 제1 소정량보다 더 큰 제2 소정량만큼 더 클 때 상기 수신상태로부터 상기 송신상태로 전이시키는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제9항에 있어서, 상기 사건구동회로는 상기 송신채널내의 신호크기가 상기 수신채널내의 신호크기보다 제3 소정량 만큼 더 클 때 상시 수신상태로부터 상기 송신상태로 전이시키고, 상기 송신채널내의 신호크기가 상기 수신채널내의 신호 크기보다 제3 소정량보다 더 큰 제4 소정량만큼 더 클 때 상기 송신상태로부터 상기 수신상태로 전이시키는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제8항에 있어서, 상기 사건구동회로는 3개의 더미 즉, 상기 아이들상태와 상기 수신상태간; 상기 수신 전이상태와 상기 수신상태간 그리고 상기 송신전이상태와 상기 송신상태간에 위치된 지연상태들을 포함하는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.
제1항에 있어서, 상기 사건구동회로는 복수의 랫치들을 포함하는 것이 특징인 사건구동회로를 갖는 스피커폰 회로.