KR100454726B1 - 아날로그/디지털및디지털/아날로그변환장치 - Google Patents

아날로그/디지털및디지털/아날로그변환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아날로그/디지털, 디지털/아날로그 변환장치로서 입력 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환회로, 아날로그/디지털 변환회로에 의해 변환된 디지털신호를 출력신호를 얻기 위해 아날로그신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환회로, 아날로그/디지털 변환회로에 공급된 신호의 레벨을 제어하기 위한 레벨제어 가변저항기, 레벨제어 가변저항기의 변화에 기초한 소정의 DC전압을 가함으로써 입력신호와 출력신호의 레벨이 같아지도록 하기 위해 출력신호의 펄스높이 값이나 전류 값을 변화시키고 출력신호의 레벨을 조정하기 위한 제어신호를 디지털/아날로그 변환회로에 공급하기 위한 조정회로를 포함한다.

Description

아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치
본 발명은 오디오 재생장치의 기술 분야에서 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치에 관련된 것이다.
종래, 콘서트홀 등에서 마이크로폰을 통해 집음된 악기소리나 목소리를 전기신호로 변환하고, 이 전기신호에 음향효과처리를 하여 처리된 소리나 음성이 스피커를 통해 나올 수 있게 하는 장치가 이용되어 왔다.
그러한 장치는 입력된 전기신호를 일시적으로 디지털신호로 변환시키고, 디지털신호를 디지털 처리과정을 거치게 한 후 다시 아날로그신호로 출력하기 위하여 디지털신호를 다시 아날로그신호로 변환한다.
도 1, 도 2, 도 3은 종래의 기술에 따른 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 배치를 도시한다. 먼저 도 1에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 구성을 설명한다.
아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 아날로그 음성신호가 입력되는 입력단자(101)와 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하기 위한 A/D변환회로(103), 디지털 음성신호에 음향효과를 가하기 위한 디지털신호 처리회로(104), 음향효과가 실시된 디지털신호를 아날로그신호로 변환하기 위한 D/A변환회로(105), 입력 음성신호와 출력 음성신호의 신호레벨을 상대적으로 조정하기 위해 상관적으로 작동하는 2개의 가변저항기(102, 106), 출력신호를 공급받는 출력단자(107)로 구성된다.
이 경우, 하나의 가변저항기(102)는 입력단자(101)과 A/D변환회로(103)사이에 위치하며 또 다른 가변저항기(106)은 D/A변환회로(105)와 출력단자(107) 사이에 위치한다. 도 1의 점선에서 도시한 바와 같이 가변저항기(102, 106)는 그들의 저항 값을 변화시키기 위해 상관적으로 작동한다. 이때에 하나의 가변저항기(102)의 저항 값이 더 크게 설정되었다면 다른 가변저항기(106)의 저항 값은 더 작게 설정되어 서로간의 전압이 상쇄되도록 한다. 디지털신호 처리회로(104)는 지연과 기억장치를 사용함으로써 디지털 음성신호에 반향음(reverberation sound)을 가하는 이펙터(effector)이며, 디지털 음성신호에 다른 신호를 혼합하는 믹서이다.
이하에서는 도 1에 도시된 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 작동을 설명할 것이다. 입력단자(101)을 통해 아날로그 음성신호가 하나의 가변저항기(102)에 입력되면 아날로그 음성신호는 소정의 레벨을 갖도록 가변저항기(102)에 의해 조정되고, A/D변환회로(103)에 공급된다. A/D변환회로(103)은 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하고 디지털 음성신호를 디지털신호 처리회로(104)에 전달한다. 디지털신호 처리장치(104)는 디지털 음성신호에 이펙트(effect), 믹싱(mixing) 등과 같은 음향효과를 가하고, 처리된 디지털 음성신호를 D/A변환회로(105)에 공급한다. D/A변환회로(105)는 음향효과가 가해진 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하고 아날로그신호를 다른 가변저항기(106)에 공급한다. 전해진 아날로그 음성신호는 입력 아날로그 음성신호와 같은 레벨을 갖도록 다른 가변저항기(106)에 의해 조정되고 나서 출력단자(107)에 공급된다.
이하에서는 도 2에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 구성을 설명한다. 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 아날로그 음성신호가 입력되는 입력단자(101)와 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하는 A/D변환회로(103), 디지털 음성신호에 음향효과를 가하는 디지털신호 처리회로(104), 처리된 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하는 D/A변환회로(105), 입력 음성신호와 출력 음성신호의 신호레벨을 상대적으로 조정하기 위해 상관적으로 작동하는 2개의 가변저항기(102, 106), 출력신호를 공급받는 출력단자(107)로 구성된다.
도 2에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 전환 탭(108, 109)이 각기 가변저항기(102, 106)에 배치되었다는 점에서 도 1에서 도시한 것과 다르다.
이하에서는 위에서 언급한 구성을 갖는 도 2에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치에 대해 설명할 것이다. 아날로그 음성신호가 입력단자(101)를 통해 가변저항기(102)에 입력되면, 입력 음성신호는 가변저항기(102)의 변환 탭(108)의 위치에 따라 소정의 단계를 갖도록 조정되고 A/D변환회로(103)에 전달된다. A/D변환회로(103)은 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 전환하고 디지털 음성신호를 디지털신호 처리회로(104)로 전달한다. 디지털신호 처리회로(104)는 디지털 음성신호에 이펙트나 믹싱과 같은 음향효과를 가하여 처리된 디지털 음성신호를 D/A변환회로(105)에 공급한다. D/A변환회로(105)는 처리된 디지털 음성신호를 아날로그신호로 변환하고 아날로그 음성신호를 가변저항기(106)에 전달한다. 전달된 아날로그 음성신호는 입력 아날로그 음성신호와 같은 레벨을 같도록 가변저항기(109)의 변환 탭(109)의 위치에 따라 조정되고 출력단자(107)에 공급된다.
도 3에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 구성은 일본 특허 공보 45006/1992에 공개된 것으로 이하에서는 이를 설명한다. 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 아날로그 음성신호가 입력되는 입력단자(101)와 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하는 A/D변환회로(103), 디지털 음성신호에 이펙트나 믹싱과 같은 음향효과를 가하는 디지털신호 처리회로(104), 음향효과가 가해진 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하는 D/A변환회로(105), 아날로그 입력신호에 소정의 DC전압을 공급하기 위한 기준전압원(110), 입력 음성신호와 기준신호의 신호레벨을 상대적으로 조정하기 위해 상관적으로 작동하는 2개의 가변저항기(102, 106), 아날로그 기준신호를 디지털 기준신호로 변환하는 A/D변환회로(111), 디지털 기준신호에 기초한 제어신호를 발생시키는 마이크로컴퓨터(112), 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환시키는 D/A변환회로(113), 아날로그 제어신호에 기초해서 아날로그 음성신호의 신호레벨을 증폭하기 위한 전압제어증폭기(VCA), 출력신호를 공급받는 출력단자(107)로 구성된다.
도 3에 도시된 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 입력 음성신호의 신호레벨과 기준신호를 조정하는 저항기(102, 106), 기준신호에 기초한 제어신호를 발생시키는 마이크로컴퓨터(112), 제어신호에 기초한 아날로그 음성신호의 신호레벨을 증폭시키는 VCA(114) 등에서 도 1에서 도시한 것과 다르다. 이하에서는 도 3에서 도시한 구성을 갖는 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치에 대해 설명한다.
입력단자(101)을 통해 아날로그 음성신호가 하나의 가변저항기(102)에 입력되면 아날로그 음성신호는 소정의 레벨을 갖도록 가변저항기(102)에 의해 조정되고, A/D변환회로(103)에 공급된다.
A/D변환회로(103)은 아날로그 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하고 디지털 음성신호를 디지털신호 처리회로 (104)에 전달한다. 디지털신호 처리장치(104)는 디지털 음성신호에 이펙트, 믹싱 등과 같은 음향효과를 가하고, 처리된 디지털 음성신호를 D/A변환회로(105)에 공급한다. D/A변환회로(105)는 음향효과가 가해진 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하고 아날로그 음성신호를 VCA(114)에 전달한다.
기준전압원(110)의 기준전압에 기초한 기준신호는 입력 음성신호와 같은 신호레벨을 가도록 가변저항기(106)에 의해 조정되고, A/D변환회로(111)에 전달된다. A/D변환회로(111)는 공급된 기준신호를 디지털 기준신호로 변환하고 이를 마이크로컴퓨터(112)에 전한다. 마이크로 컴퓨터(112)는 디지털 기준신호에 기초한 디지털 제어신호를 발생시키고 이를 D/A변환회로(113)에 공급한다. D/A변환회로 (113)은 디지털 제어신호를 아날로그신호로 변환하고 이를 VCA(114)의 제어 단자(도시하지 않음)로 공급한다. VCA(114)는 아날로그 음성신호의 신호레벨이 입력 음성신호와 같아지도록, D/A변환회로에서 공급받은 아날로그 음성신호의 신호레벨을 아날로그 제어신호에 기초해서 증폭한다.
그리고 VCA(114)는 증폭된 아날로그 음성신호를 출력단자(117)로 공급한다.
그러나 도 1에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 다음과 같은 문제점을 갖는다. 특히, 두개의 가변저항기(102, 106)가 입력신호와 출력신호의 양쪽에 대해 분리 작동 전압을 상쇄하기 위해 상관적으로 작동한다고 하지만, 두 개의 가변저항기(102, 106)의 특성이 상호 역으로 맞추어져있을 때 상호 상쇄를 위한 각각의 특성이 가능한 이상적인 특성을 얻을 수 없다. 이로 인해 가변저항기(102, 106)의 특성의 상쇄가 불충분하게 되고 따라서 신호레벨이 일정한 값을 갖는 것이 어렵게 된다.
도 2에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치에서는 두 개의 가변저항기(102, 106)가 각기 전환 탭(108, 109)을 갖기 때문에 불가피하게 회로 크기가 커진다. 또한 도 3에서 도시한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치에서는 VCA(114)의 작동 특성이 불충분하기 때문에 출력신호의 레벨을 일정하게 맞추기가 어렵다.
첫째로 본 발명은 아날로그신호를 A/D변환기 등을 거치도록 해서 포화영역에 있는 신호를 소정의 레벨을 갖도록 A/D변환기의 입력에 맞게 조정하는 처리를 하고, D/A변환기를 신호레벨로 조정함으로써 입력 아날로그신호와 출력 아날로그신호가 결과적으로 서로 같아지도록 하는 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 제공을 목적으로 한다.
둘째로 본 발명은 아날로그신호가 디지털신호 처리수단을 거치도록 해서 포화영역에 있는 신호를 소정의 레벨을 갖도록 A/D변환기의 입력에 맞게 조정하는 처리를 하고, D/A변환기를 신호레벨로 조정함으로써 입력 아날로그신호와 출력 아날로그신호가 결과적으로 서로 같아지도록 하는 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 제공을 목적으로 한다.
셋째로 본 발명은 아날로그신호를 A/D변환기와 디지털신호 처리회로를 거치도록 해서 포화영역에 있는 신호를 소정의 레벨을 갖도록 A/D변환기의 입력에 맞게 조정하는 처리를 하고, D/A변환기를 신호레벨로 조정함으로써 입력 아날로그신호와 출력 아날로그신호가 결과적으로 서로 같아지도록 하고 회로 배치를 단순화할 수 있는 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 제공을 목적으로 한다.
이하에서는 본 발명의 첫 번째 실시예인 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치를 도 4를 참고하여 설명한다.
본 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 아날로그 오디오신호가 입력되는 입력단자(1)와 입력되는 아날로그 오디오 신호의 레벨을 조정하는 제1 조정수단(2)과, 상기 제 1조정수단(2)에서 출력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 1 A/D변환수단(3), 상기 제 1 A/D변환수단(3)에 의해 변환된 디지털 신호에 대하여 음향효과를 가하는 디지털신호 처리수단(4), 처리된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 1 비트 D/A변환수단(5), 소정의 DC전압을 공급하기 위한 기준전압원(8), 상기 기준전압원에서 출력되는 기준전압의 레벨을 조정하는 제 2조정수단(9), 상기 제 2조정수단(9)에서 출력되는 전압을 디지털 신호로 변환하는 제 2 A/D변환수단(10)과, 상기 제 2 A/D변환수단(10)에서 변환된 디지털신호가 입력되어 기준신호에 기초한 제어신호를 발생시키는 제어수단(11)과, 상기 제어수단(11)에서 출력되는 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하고 아날로그 제어신호를 1비트 D/A변환수단(5)에 공급하는 제 2 D/A변환수단(12)과, 1비트 D/A변환수단(5)의 출력을 평활하는 LPF(로우패스필터 (14)), LPF(14)로부터 출력신호를 공급받는 출력단자(15)로 구성된다.
1-비트 D/A변환수단(5)은 스위치수단(6)과 가변전류원(7)을 갖는다. 스위치(6)은 출력펄스의 수와 폭을 제어하고, 가변전류원(7)은 출력펄스의 펄스높이를 제어한다.
본 발명에 따라 도 4에 도시된 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 D/A변환회로(105)와 VCA(114) 대신에1-비트 D/A변환수단(5)과 LPF(14)를 배치했다는 점에서 도 3에 도시된 종래의 기술에 따른 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치와 다르다. 도 4에서 도시한 바와 같이 허용오차 조정회로(13)는 기준전압원(8)과 제 2조정수단(9), 제 2A/D변환수단(10), 제어수단(11)과 제 2 D/A변환수단(12)으로 구성된다.
이하에서는 도 4에서 도시한 구성을 갖는 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 작동에 대해 설명한다.
입력단자(1)를 통해 아날로그 오디오신호가 제 1조정수단(2)에 입력되면 아날로그 오디오신호는 소정의 레벨을 갖도록 제 1 조정수단(2)에 의해 조정되고, 제 1A/D변환수단(3)에 공급된다.
제1 A/D변환수단(3)은 아날로그 오디오신호를 디지털 오디오신호로 변환하고 디지털 오디오신호를 디지털신호 처리수단(4)에 전달한다. 디지털신호 처리수단(4)은 디지털 오디오신호에 이펙트, 믹싱 등과 같은 음향효과를 가하고, 처리된 디지털 오디오신호를 1-비트 D/A변환수단(5)에 공급한다. 1-비트 D/A변환수단(5)은 음향효과가 가해진 디지털 오디오신호를 아날로그 오디오신호로 변환한다.
1비트 D/A변환수단(5)은 스위치수단(6)의 제어에 의해 수의 변화가 가능한 펄스신호를 발생시키고 이를 변환된 출력신호로서 LPF(14)에 공급한다. LPF(14)는 아날로그 오디오신호를 위해 펄스 출력신호를 평균화한다. 이 경우 1비트 D/A변환수단(5)으로부터의 펄스신호 출력의 펄스 파형은 하이 레벨과 로우 레벨의 두 가지 레벨을 갖는다. 입력 디지털 데이터에 따라 펄스 파형을 변화시키는 변조를 펄스수 변조(PNM)라하고, 입력된 디지털 데이터에 따라 펄스 파형의 폭을 변화시키는 변조를 펄스폭 변조(PWM)라고 한다. 그와 같은 변조시스템을 사용하는 1비트 D/A변환수단(5)을 사용함으로써 D/A변조에 따른 일그러짐을 최소화할 수 있다. 따라서 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 일그러짐 없이 만족스럽게 변환할 수 있다.
기준전압원(8)의 기준전압에 기초한 기준신호는 입력 아날로그 음성신호와 같은 신호레벨을 같도록 제 2조정수단(9)에 의해 조정되고 제 2 A/D변환수단(10)에 공급된다. 제 2 A/D변환수단(10)은 공급받은 아날로그 기준신호를 디지털 기준신호로 변환하고 이를 제어수단(11)에 전달한다. 제어수단(11)은 공급받은 디지털 기준신호에 기초한 디지털 제어신호를 발생시킨다. 디지털 제어신호가 발생할 때 제어수단(11)은 출력 음성신호의 신호레벨이 입력 아날로그 음성신호의 신호레벨이 일치하도록 계산을 수행한다. 제어수단(11)은 디지털 제어신호를 제 2 D/A변환수단(12)에 공급한다. D/A변환수단(12)은 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하고 1비트 D/A변환수단(5)의 제어 단자에 전달한다. 1비트 D/A변환수단(5)의 가변전압원(7)은 펄스높이나 아날로그 제어 음성신호에 기초한 출력 음성신호의 레벨을 바꾼다.
입력 아날로그 오디오신호와 같은 신호레벨을 같도록 위에서 설명한 처리과정을 거친 아날로그 오디오신호는 LPF(14)에 공급된다. LPF(14)는 아날로그 오디오신호를 평균화하고 이를 출력단자(15)에 전달한다.
특히 제 1 조정수단(2)은 신호레벨이 포화영역에 들어가는 것을 방지하기 위해 입력 아날로그 오디오신호가 허용오차 조정에 의해 맞추어진 진폭을 갖도록 제어한다.
제 1조정수단(2)과 상보적 관계를 갖고 작동하는 또 다른 제 2조정수단(9)은 기준전압원(8)로부터의 기준전압을 분압 감쇄량(voltage-division attenuation amount)에 맞추어 분할한다. 이 분압 감쇄량을 갖는 디지털 오디오신호는 허용오처 조정에 의해 만들어진 입력과 출력 아날로그 오디오신호간의 차이를 상쇄시키기 때문에, 출력펄스신호의 펄스높이를 정하기 위한 가변전류원(7)이 1비트 D/A변환수단(5)의 출력신호를 증가시키기 위해 분압 감쇄량과 같은 량으로 변화된다. 따라서 본 발명에 따른 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 입력과 출력의 아날로그 오디오신호를 조정함으로써 신호 단계가 포화영역에 포함되는 것을 방지하기 위한 허용오차를 조정한다.
상기의 예에서 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 제 1 및 제 2조정수단(2, 9)의 특성이 같은 방향을 갖도록 조정하는 것에 의해 입력과 출력 아날로그 오디오신호가 일치하도록 하기 위한 계산을 수행하고 출력 오디오신호의 펄스높이 레벨을 변경하기 때문에 입력과 출력 아날로그 오디오신호간의 차이를 줄일 수 있게 된다. 상기의 예에서 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 복수 비트를 갖는 D/A변환회로 대신에 1-비트 D/A변환수단을 사용하기 때문에 아날로그 회로의 크기를 줄일 수 있다. 더욱이 상기의 예에서 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 VCA를 사용하지 않고 신호레벨이 포화영역에 들어가는 것을 방지하기 위한 허용오차 조정이 가능하기 때문에 아날로그신호를 디지털신호로, 디지털신호를 아날로그신호로 효율적으로 변환할 수 있다. 위의 예에서는 1비트 D/A변환수단(5)으로부터의 펄스신호 출력의 펄스높이가 변경되는 반면, 후술하는 경우에는 고정 전류원의 기준전압이나 고정 전류원의 전류값 레벨이 변화하게 된다.
이하에서는 본 발명의 두 번째 실시예인 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치를 도 5를 참고하여 설명한다. 두 번째 실시예에서 제시하는 D/A변환회로는 같은 양수인에 의해 미국 특허 No. 5218364과 일본의 특허 공개 공보 No. 070215/1992에 의해 공개된바 있다.
이하에서는 두 번째 실시예에 의한 1-비트 D/A변환수단의 구성을 설명한다. 도 5에서 도시한 바와 같이 1-비트 D/A변환회로는 기본회로(20)와 D/A변환부(25)를 갖는다. 바이어스 회로(20)은 입력단자(21)과 기본 FET(23), 부귀환 증폭기(22), 가변저항기(24)를 갖는다. D/A변환부(25)는 복수의 FET(26, 27, 28)과 복수의 스위치(29, 30, 31), 디지털 입력단자(33)을 갖는 디코더(32), 출력저항기(34), 전원전압단자(36), 출력단자(35)를 갖는다.
기본회로(20)의 기본 FET(23)의 드레인 D는 전원전압단자 (36)과 접속되어 있다. 기본 FET(23)의 소스 S는 가변저항기(24)의 한쪽 끝과 접속되어 있다. 가변저항기(24)의 다른 한 쪽 끝은 접지 되어 있다.
부귀환 증폭기(22)의 비반전 입력단자(+)는 입력단자(21)과 접속되어 있다. 부귀환 증폭기(22)의 반전 입력단자(-)는 기본 FET(23)의 소스 S에 접속되어있다. 부귀환증폭기(22)의 출력단자는 기본 FET(23)의 게이트 G에 접속되어있다.
D/A변환부(25)에서 고정 전류원으로서의 복수의 기본 FET(26,27,29)의 드레인 D는 전원전압단자(36)와 접속되어 있다. 게이트 G는 바이어스 회로(20)의 기본 FET(23)의 게이트 G와 공통으로 접속된다.
복수의 FET(26, 27, 28)의 소스 S는 각기 복수의 스위치(29, 30, 31)의 한쪽 끝과 접속되어 있다. 복수의 스위치(29, 30, 31)의 다른 한쪽 끝은 출력단자(35)와 접속되어 있고 또한 출력저항기(34)의 한쪽 끝과 접속되어 있다. 출력저항기(34)의 다른 쪽 끝은 접지 되어 있다. 스위치(29, 30, 31)의 제어를 위한 디코더(32)는 복수의 스위치(29, 30, 31)의 제어 단자(도시하지 않았음)에 접속되어 있다. 디코더(32)는 디지털신호가 입력될 수 있는 디지털 입력단자(33)를 포함한다.
상기의 구성을 갖는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 1비트 D/A변환수단는 다음과 같이 작동된다. 입력 전압(Vref)이 기본회로(20)의 출력단자(21)에 공급되었을 때 I=Vref/R[A]를 만족하는 전류 I가 기본 FET(23)의 소스 S을 통해 흐른다. D/A변환부(25)에서 I=Vref/R[A]를 만족하고 기본회로(23)을 통해 흐르는 것과 유사한 전류 I가 정전류원으로서 복수의 FET(26,27,28)의 각각의 소스 S를 통해 흐른다. 이 때 디코더(32)는 디지털 입력 단지(33)에 공급된 1비트 디지털 입력신호에 기초해서 스위치(29,30,31)을 그들의 온/오프 상태에서 제어한다. 출력 전류는 온-상태로 맞추어진 스위치에 따라 출력단자(35)를 통해 출력된다. 따라서 디지털 입력신호나 출력 전압 Vref 을 제어함으로써 출력신호의 전류 값을 변화시키는 것이 가능하다.
D/A변환부(25)의 디코더(32)의 디지털 입력단자(33)의 번호가 n이고, 출력저항기(34)의 저항 값이 R0라면, 기본회로 (20)의 가변저항기(24)의 저항 값은 출력 전압의 레벨이 입력 전압의 레벨과 같아지도록 하기 위해 R= (2n 1)·R0를 만족하도록 조정된다. 따라서 기본회로(20)의 가변저항기(24)의 저항 값을 변화시킴으로써 출력신호의 전압 레벨을 변화시키는 것이 가능하다.
본 발명의 두 번째 실시예에 의하면 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 제 1 및 제 2조정수단(2,9)의 특성을 같은 방향으로 맞춤으로써 입력 아날로그 오디오신호와 출력 아날로그 오디오신호가 같아지도록 계산을 수행하고 출력 오디오신호의 전류 값을 변화시키는데 이로 인해 입력 아날로그 오디오신호와 출력 아날로그 오디오신호간의 차이를 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 두 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 복수 개의 비트를 갖는 D/A변환회로 대신에 1비트 D/A변환수단을 사용하기 때문에 아날로그 회로의 크기를 줄이는 것이 가능하다. 더욱이 본 발명의 두 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 VCA를 사용하지 않고 신호레벨이 포화영역에 들어가는 것을 방지하기 위한 허용오차 조정이 가능하기 때문에 아날로그신호를 디지털신호로, 디지털신호를 아날로그신호로 효율적으로 변환할 수 있다.
본 발명의 첫 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 입력 아날로그 오디오신호를 디지털 오디오신호로 변환시키기 위한 제 1 A/D변환수단(3), 제 1 A/D변환수단(3)에서 받은 디지털 오디오신호를 아날로그 오디오신호로 변환시켜서 출력 오디오신호를 얻기 위한 1비트 D/A변환수단(5), 제 1 A/D변환수단(3)에 공급된 입력 아날로그 오디오신호의 레벨을 제어하기 위한 레벨제어 제 1조정수단(2), 레벨제어 제 1조정수단(2)과 상관적으로 변화하는 기준전압에 기초한 DC전압이 사용된 출력 오디오신호의 펄스높이 레벨을 변화시켜 입력 오디오신호와 출력 음성신호의 레벨이 같아지도록 계산을 수행하고, 1비트 D/A변환수단(5)의 출력신호레벨을 제어하기 위해 사용된 제어신호를 공급하기 위한 허용오차 조정회로(13)으로 구성된다.
첫 번째 실시예에서 제 1 A/D변환수단(3)과 1비트 D/A변환수단(5)의 신호레벨이 포화영역에 빠지는 것을 방지하기 위한 허용오차 조정은 입력 음성신호와 출력 음성신호의 신호레벨을 상관적으로 조정함으로써 수행된다.
따라서 첫 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치에서는 입력 아날로그 오디오신호와 출력 아날로그 오디오신호의 신호레벨이 같아지도록 계산을 수행하고 출력 오디오신호의 펄스높이 레벨을 변화시킴으로써 입력 아날로그 오디오신호와 출력 아날로그 오디오신호간의 차이를 줄이는 것이 가능해진다. 또한 아날로그 회로의 크기를 줄이는 것도 가능하다. 더욱이 첫 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 신호레벨이 포화영역 내로 빠지는 것울 방지하기 위해 사용되는 허용오차를 조정할 수 있기 때문에 아날로그신호를 디지털신호로, 디지털신호를 아날로그신호로 효율적으로 변환시킬 수 있다.
본 발명의 두 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 아날로그 오디오신호를 디지털 오디오신호로 변환시키기 위한 제 1 A/D변환수단(3), 제 1 A/D변환수단(3)으로부터 공급받은 디지털 오디오신호를 출력 오디오신호로 변환시키기 위한 1비트 D/A변환수단(5), 제 1 A/D변환수단(3)으로부터 공급받은 입력 아날로그 오디오신호의 레벨을 조정하기 위한 레벨제어 제 1조정수단(2), 레벨제어 제 1조정수단(2)과 상관적으로 변화하는 기준전압에 기초한 소정의 DC전압을 가함으로써 입력 오디오신호와 출력 오디오신호의 레벨이 같아지도록 계산을 수행하고, 1비트 D/A변환수단(5)의 출력신호레벨을 제어하기 위해 사용된 제어신호를 공급하기 위한 허용오차 조정회로(13)로 구성된다.
두 번째 실시예에서 제 1 A/D변환수단(3)과 1비트 D/A변환수단(5)의 신호레벨이 포화영역에 빠지는 것을 방지하기 위한 여공 조정은 입력 오디오신호와 출력 오디오신호의 신호레벨을 상관적으로 조정함으로써 수행된다.
따라서 두 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치에서는 입력 아날로그 오디오신호와 출력 아날로그 오디오신호의 신호레벨이 같아지도록 계산을 수행하고 출력 오디오신호의 펄스높이 레벨을 변화시킴으로써 입력 아날로그 오디오신호와 출력 아날로그 오디오신호 간의 차이를 줄이는 것이 가능해진다. 또한 아날로그 회로의 크기를 줄이는 것도 가능하다. 더욱이 두 번째 실시예에 의한 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치는 신호레벨이 포화영역 내로 빠지는 것울 방지하기 위해 사용되는 허용오차를 조정할 수 있기 때문에 아날로그신호를 디지털신호로, 디지털신호를 아날로그신호로 효율적으로 변환시킬 수 있다.
도 1은 기존의 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 배치를 도시하는 블록도
도 2는 기존의 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 배치를 도시하는 블록도
도 3은 기존의 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 배치를 도시하는 블록도
도 4는 본 발명이 적용된 아날로그/디지털 및 디지털/아날로그 변환장치의 배치를 도시하는 블록도
도 5는 본 발명이 적용된 1비트 D/A변환수단의 회로 배치를 도시하는 블록도
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
1. 입력단자 2. 제 1조정수단
3. 제 1 A/D변환수단 4. 디지털신호 처리수단
5. 1비트 D/A변환수단 6. 스위치수단
7. 가변전류원 8. 기준전압원
9. 제 2조정수단 10. 제 2 A/D변환수단
11. 제어수단 12. 제 2 D/A변환수단
13. 허용오차 조정회로 14. LPF
15. 출력단자 20. 기본회로
21. 입력단자 22. 부귀환증폭기
23. FET 24. 가변저항기
25. D/A변환부 26. FET
27. FET 28. FET
29. 스위치 30. 스위치
31. 스위치 32. 디코더
33. 디지털 입력단자 34. 출력저항기
35. 출력단자 36. 전원전압단자

Claims (1)

  1. 입력되는 아날로그 오디오 신호의 레벨을 조정하는 제 1조정수단과,
    상기 제 1조정수단에서 출력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털신호로 변환하는 제 1 A/D 변환수단과,
    상기 제 1 A/D 변환수단에 의해 변환된 디지털 신호에 대하여 음향효과를 가하는 디지털 신호처리 수단과,
    상기 디지털 신호처리수단에서 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 1비트 D/A변환수단과,
    소정의 직류전압을 부여하는 기준전압원과,
    상기 기준전압원에서 출력되는 기준전압의 레벨을 조정하는 제 2조정수단과,
    상기 제 2조정수단에서 출력되는 전압을 디지털 신호로 변환하는 제 2 A/D 변환수단과,
    상기 제 2 A/D변환수단에서 변환된 디지털 신호가 입력되어 제어신호를 생성하는 제어수단과,
    상기 제어수단에서 출력되는 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호를 변환하는 제 2 D/A변환수단과,
    상기 1비트 D/A변환수단의 출력을 평활하는 로-패스 펄터를 갖춘 신호처리 장치에 있어서,
    상기 제 1조정수단과 상기 제 2조정수단은 연동하여 기준전압의 레벨과 입력되는 아날로그 오디오 신호의 레벨이 조정됨과 동시에,
    상기 1비트 D/A변환수단은 출력 펄스 수와 폭을 제어하는 스위치 수단과,
    상기 제 2 D/A변환수단에서 출력되는 아날로그 제어신호에 의거하여 상기 출력펄스의 펄스파의 높은 값을 제어하는 가변전류원을 더욱 갖춘 것을 특징으로 하는 신호처리 장치.
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