KR100417495B1 - 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는방송시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앰프(Amp)와 스피커(Speaker)의 수동적이고 복잡한 기계식 연결 제어시스템 방식에서 벗어나 매트릭스(Matrix)회로 환경을 이용한 윈도우 GUI 환경에서 사용자가 쉽게 앰프와 스피커의 연결 시스템을 제어할 수 있도록 구현한 멀티캐스트(Multicast) 방식으로 제어가 가능하도록 함과 아울러, 앰프와 스피커의 연결을 PC상에서 개별 혹은 그룹으로 제어할 수 있도록 하고, 각각의 스피커를 제어하는 콘트롤러에 고유 아이디를 부여하고 PC와 양방향 통신을 통한 스피커의 이상 유무의 확인이 가능하도록 한 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템을 제공함으로써, 메인앰프의 동작 장애가 발생될 경우 PC상에서 마우스의 One Click으로 메인앰프의 출력을 차단함과 동시에 예비앰프로 신속히 전환 할 수 있어 수작업을 통해 앰프를 이설할 필요가 없을 뿐 아니라 기타의 비상시에도 쉽게 설정을 변경, 수정할 수 있게 되며, 특히 학교 등과 같은 교육기관에서 매 학기 신설되는 학급 혹은 특별실 등을 GUI 환경에서 효율적인 관리를 할 수 있도록 한 것이다.

Description

매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템{Broadcasting system using matrix type connection structure amp and speaker}

본 발명은 앰프와 스피커를 연결하여 방송하는 방송시스템에 관한 것으로,보다 상세하게는 실내/외 방송용 혹은 이와 유사한 목적으로 사용되는 앰프와 스피커를 매트릭스회로를 통해 연결하고 이를 GUI 환경에서 마우스 혹은 키보드를 통해서 제어하여, 운영자가 앰프와 스피커의 연결을 자유로이 선택할 수 있도록 함과 아울러 다양한 조합의 연결과 선택적으로 동시에 다른 방송 수행이 가능하도록 하는 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템에 관한 것이다.

일반적으로 스피커를 이용한 방송시스템은 학교, 빌딩, 아파트, 공장등 다수의 구획된 공간을 갖는 건물에서 각 공간에 있는 사람들에게 메시지를 전달하기 위하여 또는 비상사태 발생시 긴급대처 사항을 알리기 위하여 사용하고 있으며, 이를 위하여 각 공간에는 스피커를 설치하고, 이들 스피커로 적정크기의 음성신호를 공급하는 앰프와 음원발생부(마이크, 오디오, DVD 플레이어 등)를 제어실에 설치한다.

이러한 기존의 방송시스템의 설치예를 도 1a및 도 1b를 참조하여 살펴본다.

도 1a는 종래의 스피커를 사용한 방송시스템의 설치예를 나타내는 블록도로써, 마이크나 DVD 플레이어, 오디오와 같은 음원발생부(1)와, 상기 음원발생부(1)를 통해서 출력되는 방송자의 음성이나 방송기의 음향신호를 증폭하여 출력하는 앰프(2)와, 상기 앰프(2)로부터 출력되는 증폭된 음향신호를 사람이 청취할 수 있도록 송출하는 스피커(4)와, 음성 혹은 음향신호가 임의의 스피커(4)로 선택적으로 출력되도록 스피커(4)와 앰프(2)를 전기적으로 연결 혹은 단절시키는 스피커 선택부(3)로 구성되며, 상기 스피커 선택부(3)는 운영자가 수동으로 조작하도록 기계식으로 구성되어 있다.

이와 같은 종래 실내/외 방송시스템은 하나의 앰프(2)를 사용함으로써 상기의 앰프(2)에 비상사태가 발생하면 전체 기능이 정지되고, 수작업을 통해 앰프를 이설해야 하기 때문에, 앰프와 스피커의 연결 설정을 변경 또는 수정하기가 어려운 문제점이 있었다.

그리고, 도 1b는 종래 방송시스템의 다른 실시예를 나타내는 블록도로써, 음원발생부(5)와 스피커(9) 사이에 2대 이상의 앰프(6)(7)를 병렬로 연결하여, 하나의 앰프(6)에 장애가 발생될 경우 다른 앰프(7)를 사용할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기와 같이 두 대 이상의 앰프를 사용할 경우에는 앰프의 출력이 같아 역상의 신호가 인가될 수 있으며, 이와 같이 역상의 신호가 인가될 경우 상호간섭에 의한 앰프의 파손이 발생되는 등 기술적인 문제가 발생하고, 정상 동작하는 앰프가 나머지 장애 앰프에 의한 방해 때문에 출력이 제대로 되지 않는 문제점이 발생하였다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명자의 선행기술로써, GUI 환경에서 스피커 선택부의 제어가 가능하도록 구현한 방송시스템이 있으며, 그 동작을 하기에서 도 2를 참조하여 간략하게 살펴본다.

도 2는 GUI 환경에서 스피커 선택부의 제어가 가능하도록 구현한 방송시스템을 나타내는 블록도로써, 마이크나, DVD플레이어, 오디오등의 음원발생부(20)를 통해 출력되는 방송자의 음성이나 방송기의 음향신호를 증폭하여 출력하는 앰프(21)가 구비되고, 이 앰프(21)와 스피커(23) 사이에 설치된 스피커 선택부(22)를 컴퓨터와 연결하여 GUI환경을 통해서 제어가 가능하도록 함과 아울러 수동으로 제어가능하도록 하여, 사용자의 편의성을 제공한 것이다.

그러나, 상기한 종래의 방송시스템으로도 한대의 앰프(21)만을 사용하므로 앰프(21)의 고장시에는 이를 대체할 수단이 없어서 방송이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 앰프와 스피커를 매트릭스회로를 통해서 연결하고, 수작업에 의한 이설을 매트릭스회로를 통한 윈도우 GUI 환경에서 제어하도록 하여, 스피커를 현재 연결중인 앰프에서 다른 앰프로 신속히 절환할 수 있도록 함으로써 사용자 중심의 효율적인 관리를 할 수 있도록 하는 통신시스템을 제공하는데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 스피커에 고유 아이디를 부여하고 컴퓨터와 양방향 통신이 가능하도록 하여, 스피커의 이상 유무의 확인을 컴퓨터상에서 가능하도록 하는 방송시스템을 제공하는 데 있다.

도 1a 및 도 1b는 기존의 방송시스템을 나타내는 블록도

도 2는 앰프와 스피커를 GUI 환경에서 재설정이 가능하도록 하는 방송시스템을 나타내는 블록도

도 3은 본 발명에 따른 방송시스템의 구성을 나타내는 블록도

도 4는 본 발명의 매트릭스 회로의 구체적인 실시예를 나타내는 블록도

도 5는 본 발명의 콘트롤러의 구성을 나타내는 블록도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

30, 40 : 앰프 31, 41 : 매트릭스 회로

32, 42 : 스위치 33, 44 : 스피커

43 : 주 제어부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 앰프와, 스피커를 포함하여 구성되며 앰프에서 증폭한 마이크나 DVD 플레이어, 오디오 등의 음원발생부로부터 출력된 음성 혹은 음향신호를 임의의 스피커를 통해서 출력하는 방송시스템에 있어서, 각각 고유의 아이디가 부여된 다수개의 앰프(M) 및 다수개의 스피커(N)를 M×N 매트릭스 회로를 사용하는 연결 선택부로 연결하고, 컴퓨터의 GUI환경에서 사용자가 키보드나 마우스를 이용하여 상기 연결 선택부의 동작을 제어할 수 있도록 스피커 및 앰프의 각종 동작을 제어하는 주 제어부를 상기 연결 선택부와 접속됨과 아울러 컴퓨터와 연계되도록 내/외장형으로 설치하여, 비상시에도 앰프와 스피커 각각의 아이디 변경만으로 앰프와 스피커의 연결을 수정 설정 가능하도록 한 것이다.

아울러, 상기 연결 선택부는 상기 매트릭스 회로와, 스피커와 1:1로 매칭되고 상기 주 제어부로부터 출력된 제어신호를 실행하는 다수개의 컨트롤러로 구성하며, 상기 컨트롤러에는 각각 고유 아이디를 부여하고, 주 제어부와 RS-485C 신호변환장치에 의한 신호의 송/수신이 가능하도록 하여, 콘트롤러와 주 제어부의 양방향 통신을 통해 스피커의 이상 유무 확인이 컴퓨터상에서 가능하도록 한다.

또한, 상기 연결 선택부는 사용자가 수동 혹은 GUI환경에서 스피커 출력을 단속할 수 있는 스위치를 더 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 연결 선택부는 교류 전력용 게이트 제어식 반도체 스위치를 사용한다.

한편, 상기에서 매트릭스 회로(matrix circuit)는 다이오드와 트랜지스터 등 여러 소자를 가로나 세로로 배열하여 만든 매트릭스 구조의 회로로써, 정보를 부호화하거나 복호화 또는 변환하는 등의 목적을 위한 논리 회로 또는 논리 회로의 네트워크를 구성하는 데 범용으로 사용된다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 발명의 실시 예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템을 나타내는 블록도로써, 복수개의 앰프(30)와 스피커(33)를 연결 선택부로 연결하되, 상기 연결 선택부는 복수개의 앰프(30)와 스피커(33)를 연결하는 매트릭스회로(31)와 상기 매트릭스회로(31)의 출력단자와 스피커(33)를 연결하는 스위치(32)를 포함하여 구성되며, 상기 매트릭스회로(31)및 스위치(32)는 컴퓨터와 연계되어 설치된 주 제어부(미도시)에 의해 사용자가 GUI환경을 통해서 마우스나 키보드등으로 제어할 수 있도록 하고, 상기 스위치(32)는 수동으로도 제어할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 구성된 방송시스템은 수작업을 통해 앰프와 스피커의 연결을 이설할 필요가 없을 뿐 아니라 기타의 비상시에도 쉽게 설정을 변경, 수정할 수 있다

즉, 현재 사용중인 메인앰프의 정상 동작이 불가능한 정도의 장애가 발생 될 경우 윈도우 GUI환경에서 마우스의 One Click으로 메인앰프의 출력을 차단함과 동시에 예비앰프로 신속히 전환하여 시스템 연결 설정의 제어가 가능하도록 한 것으로, 컴퓨터상에서 스피커 및 앰프를 자유로이 선택할 수 있는 사용자 중심의 쉽고 편리한 제어 방식이다.

한편, 상기한 스피커 및 앰프의 연결설정 제어에 있어서, 각 스피커 및 앰프에는 구별을 위한 고유의 아이디가 부여되는데, 이 과정에서 사용자가 식별할 수 있도록 화면에 표시되는 아이디와 주 제어부가 동작을 제어하기 위하여 주 제어부내에 설정된 아이디가 일치할 필요는 없으나, 주제어부에서 자체에 기록된 아이디와 화면에 표시되는 아이디의 매칭이 가능하면 된다.

따라서, 사용자는 마우스나 키보드를 통해서 원하는 연결설정이 이루어지도록 화면에 표시된 아이디를 변경/선택하면 주 제어부는 그에 따라 스피커 및 앰프의 연결을 제어한다.

본 발명에 따른 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템의 보다 상세한 구성과 작용과정을 첨부된 도 4에 의해 상세히 설명한다.

상기 방송시스템은 M×N 형태의 매트릭스회로(41)를 사용하여 앰프 입력 M개를 사용자가 GUI 환경에서 임의로 선택, 변경할 수 있게 하는 것으로, M개의 앰프(40)와 N개의 스피커(44)를 매트릭스회로(41)를 통해서 연결하고, 상기 매트릭스회로(41)와 각각의 스피커(44)에는 스위치(42)를 더 연결하되, 상기 매트릭스회로(41)와 스위치(42)를 컴퓨터에 연계되어 설치된 스위치 제어부(43)에 연결하여 사용자가 컴퓨터의 GUI환경을 통해서 앰프(40)와 스피커(44)의 연결 설정을 제어할 수 있도록 함과 아울러 상기 스위치(42)는 수동으로도 절환이 가능하도록 한다.

이에 따라, 메인앰프의 이상이 발생될 경우 이상이 발생된 메인앰프를 차단함과 동시에 예비앰프를 스피커(44)와 연결되도록 하여 방송의 중단 없이 정상화할 수 있다.

아울러, 상기 주 제어부(43)에는 최초 설정된 스피커(44)의 상태와 앰프(40)의 경로를 기억할 수 있는 자체 메모리가 구비되어 사용자가 매번 재설정을 하는 번거로움이 없도록 한다.

그리고, 연결 선택부는 상기 매트릭스 회로(41)와 스위치(42)외에 스피커와1:1로 매칭되고 상기 주 제어부(43)로부터 출력된 제어신호를 실행하는 다수개의 컨트롤러(미도시)가 구비되며, 상기 컨트롤러는 각각 고유 아이디가 부여되고, 주 제어부(43)와 RS-485C 신호변환장치에 의한 신호의 송/수신이 가능하도록 구성되어, 콘트롤러와 주 제어부의 양방향 통신을 통한 스피커의 이상 유무 확인이 컴퓨터상에서 가능하도록 한다.

이와 같은 스피커의 이상유무 확인에 대한 기술은 본 출원인의 선등록건 대한민국 특허등록 제 362425호에 공지되어 있으며, 그 구성을 하기에서 도 5를 통해서 보다 상세하게 살펴본다.

도 5는 상기 콘트롤러의 구성을 나타내는 블록도로써, 신호 변환부(51), 스피커의 고유 아이디를 부여하는 아이디 생성부(52), 스피커의 이상유무를 표시하는 표시부(53), 고유 아이디를 포함한 각종 정보를 기억하는 기억장치(54)와, 리셋회로(55) 및 스피커의 상태를 감시하고 주 제어부로부터 출력되는 제어신호에 따라 스피커로의 출력을 제어하는 마이크로프로세서(56)를 포함하여 구성되며, 고유 아이디를 가지는 마이크로프로세서(56)들은 자신의 상태와 주 제어부로부터 하달되는 명령을 주기적으로 비교 및 전송을 행한다.

상기 신호 변환부(51)에서는 RS-232C 통신 프로토콜에 비해 통신거리, 속도, 노이즈에 대해 뛰어난 RS-485C로 변환하여 송/수신함으로써 다중통신이 가능하도록 한다.

그리고 상기 아이디 생성부(52)는 8bit의 비트열을 사용하여 충분한 개수의 스피커에게 고유 아이디를 부여할 수 있도록 한다.

아울러, 상기 마이크로프로세서(56)에는 감시부를 설치하여 이상이(전원 및 신호의 이상) 발견됐을 시 리셋회로(55)로 동작명령을 내려서 자동적으로 리셋(Reset) 기능을 수행하도록 한다.

상기 표시부(53)를 구성하는 전원 표시등 및 동작 유무를 표시하기 위한 표시등을 케이스 전면에 설치하여 스피커의 상태를 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 편리성을 제공한다.

그리고, 상기와 같은 앰프와 매트릭스회로를 사용한 연결 선택부를 제어하기 위해서는 교류를 직류로 바꾸어 주는 전력용 소자, 즉 래칭(latching) 동작을 만들기 위해 내부 궤환을 사용하는 반도체 소자로써, 전류가 양방향으로 흐를 수 있는 제어단자를 가진 양방향성 소자를 사용한다.

상기한 바와 같이 구성된 매트릭스회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템은 전력용 소자의 출력 장치를 사용하여 GUI 환경에서 사용자가 쉽게 앰프와 스피커의 연결 시스템을 매트릭스회로를 통하여 제어함으로써, 비상시 메인앰프의 출력을 차단함과 동시에 예비앰프로 신속히 전환할 수 있어 수작업을 통한 앰프의 이설과 각각 전환이 가능한 출력을 사용하여 역상의 신호가 인가되어 상호 간섭에 의한 앰프가 파손되는 문제가 발생하지 않을 뿐만 아니라 정상 동작하는 앰프의 출력이 나머지 장애 앰프에 의한 방해를 주는 문제점이 생기지 않는 효과가 있다.

또한, 사람이 청취할 수 있도록 음성신호를 송출하는 스피커를 제어하는 각콘트롤러에 고유 아이디를 부여하여 컴퓨터와의 양방향 통신을 통한 스피커의 이상 유무 확인이 가능하게 됨으로 유지 관리가 용이하고, 고장으로 인한 오동작을 최대한 억제할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 앰프에서 증폭한 마이크나 DVD 플레이어, 오디오 등의 음원발생부로부터 출력된 음성 혹은 음향신호를 임의의 스피커를 통해서 출력하는 방송시스템에 있어서,

   각각 고유의 아이디가 부여된 다수개의 앰프(M) 및 다수개의 스피커(N)를 M×N 매트릭스 회로를 사용하는 연결 선택부로 연결하고, 컴퓨터의 GUI환경에서 사용자가 키보드나 마우스를 이용하여 상기 연결 선택부의 동작을 제어할 수 있도록 스피커 및 앰프의 각종 동작을 제어하는 주 제어부를 상기 연결 선택부와 접속됨과 아울러 컴퓨터와 연계되도록 내/외장형으로 설치하여, 비상시에도 앰프와 스피커 각각의 아이디 변경만으로 앰프와 스피커의 연결을 수정 설정 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연결 선택부는 상기 매트릭스 회로뿐 아니라, 스피커와 1:1로 매칭되고 상기 주 제어부로부터 출력된 제어신호를 실행하는 다수개의 컨트롤러를 포함하여 구성되며, 상기 컨트롤러는 각각 고유 아이디가 부여되고 주 제어부와 신호변환장치에 의한 신호의 송/수신이 가능하게되어, 콘트롤러와 주 제어부의 양방향 통신을 통해 스피커의 이상 유무 확인이 컴퓨터상에서 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연결 선택부는 사용자가 수동 혹은 GUI환경에서 스피커 출력을 단속할 수 있는 스위치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연결 선택부연결 선택부 게이트 제어식 반도체 스위치를 사용하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 회로를 통한 스피커 및 앰프 제어구조를 갖는 방송시스템.