KR100496373B1 - 레벨 조정 회로 - Google Patents

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Abstract

디지털 처리 및 아날로그 처리를 조합한 볼륨 조정을 효과적으로 수행한다.
DSP(12)에서, 미세한 스텝에서의 볼륨 조정을 행하고, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에서 넓은 스텝에서의 볼륨 조정을 행한다. 그리고 소정 이하의 작은 음량 범위를 DSP(12)에 의한 조정만으로 행한다. 소정 이하의 음량에 대해서는 음량 조정의 과도기에 DSP(12)에 의한 미세한 조정을 조합하며, 변동폭을 작게 해서 서서히 음량 조정을 행한다.

Description

레벨 조정 회로{LEVEL ADJUSTING CIRCUIT}
본 발명은, 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하는 레벨 조정 회로에 관한 것으로, 특히 디지털 레벨 조정과, 아날로그 레벨 조정 모두를 행하는 것에 관한 것이다.
종래, 오디오 기기에서는, 스피커 등으로부터의 출력 레벨을 변경할 필요가 있으며, 이 때문에 볼륨 손잡이와 볼륨 버튼에 따라 출력 신호 레벨을 조정하는 전자 볼륨이 채택되고 있다. 이 전자 볼륨에서는 사용자의 조작에 의해 발생한 볼륨 신호에 따라 아날로그 오디오 신호의 신호 레벨을 아날로그 처리에 의해 조정하고 있다.
한편, 오디오 신호 처리에서, DSP(디지털 신호 처리기)를 사용해서, 이퀄라이즈 처리와 음장(音場) 보정 처리 등을 디지털 처리로 행하도록 되어 왔다. 이와 같은 DSP에 의한 디지털 처리에서는 신호 레벨 조정도 수행할 수 있으며, 볼륨 신호에 따라 디지털 처리에서 레벨 조정이 행해지도록 되어 오고 있다.
이와 같이, 볼륨 신호에 따른 오디오 신호 레벨 조정으로서, 아날로그 처리에 의한 것과, 디지털 처리에 의한 것이 있으나, 종래는 이들 중 어느 하나가 채택되었다. 본 출원인은 특허 출원 평10-278008호에서, 아날로그 처리에 의한 레벨 조정과, 디지털 처리에 의한 레벨 조정을 조합하는 하이브리드(hybrid)형 볼륨에 대해서 제안했다. 이 출원 방법에 의해, 디지털 처리와 아날로그 처리를 조합하여, 디지털 처리에 의해 조정을 행한 후에, 부가적으로 조정을 필요로 할 경우에 아날로그 처리를 행한다. 이와 같이 해서, 아날로그 처리와 디지털 처리의 특성을 조합해서 적합한 레벨 조정을 행할 수 있다.
그러나, 아날로그 처리와 디지털 처리의 조합에는, 각종 방법을 생각할 수 있으며, 반드시 먼저 제안된 방법이 바람직하다고는 한정할 수 없다.
또한, 이와 같은 회로에서도, 볼륨 조정시에는, 청감상의 위화감 발생을 방지하기 위해서, 제로 크로스를 검출해서 그 시점에서 감쇠량 변경을 행하고 있다. 이 때문에 컴퍼레이터(comparator) 등을 필요로 하며 회로가 복잡해지는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로써, 디지털 처리와 아날로그 처리를 조합하여, 보다 바람직한 레벨 조정을 행할 수 있는 레벨 조정회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은, 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하는 레벨 조정 회로에 있어서, 디지털 오디오 신호를 처리해서 레벨 조정을 행하는 디지털 레벨 조정 회로와, 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하는 D/A 변환 회로와, 얻어진 아날로그 오디오 신호를 처리해서 레벨 조정을 행하는 아날로그 레벨 조정 회로를 갖고, 오디오 신호에 대한 출력 레벨을 지시하는 볼륨 신호가 소정 레벨을 초과하는 고레벨을 지시할 경우에, 상기 아날로그 레벨 조정 회로에 의해 레벨 조정을 수행함과 동시에, 출력 신호 레벨에 대한 볼륨 신호 내용이 소정 레벨 이하의 저레벨인 경우에, 상기 디지털 레벨 조정 회로에 의해 레벨 조정을 행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 소정의 저레벨에 대해서, 디지털 처리에 의한 레벨 조정을 행한다. 디지털 처리에 의한 레벨 조정은, 데이터 압축에 의하므로 정보량이 적어지나, 저레벨 영역에서는 데이터 양이 적어져도 그다지 문제없이, 디지털 처리에 의해 문제없이 조정을 행할 수 있다. 그리고, 레벨 조정의 일부를 디지털 처리에 의하므로, 아날로그 처리에 의한 레벨 조정의 스텝수를 적게 할 수 있으며, 아날로그 레벨 조정 회로의 구성을 간단한 것으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하는 레벨 조정 회로에 있어서, 디지털 오디오 신호를 처리해서 레벨 조정을 행하는 디지털 레벨 조정 회로와, 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하는 D/A 변환 회로와, 얻어진 아날로그 오디오 신호를 처리해서 레벨 조정을 행하는 아날로그 레벨 조정 회로를 갖고, 상기 디지털 레벨 조정 회로에 있어서의 레벨 조정 스텝을 상기 아날로그 레벨 조정 회로에 있어서의 레벨 조정 스텝보다 작게 함과 동시에, 레벨 변경시에, 디지털 레벨 조정 회로의 작은 스텝에 의한 조정과 아날로그 레벨 조정 회로의 큰 스텝에 의한 조정을 조합하고, 디지털 레벨 조정 회로에 의한 작은 스텝에 따라서 서서히 목표 레벨로 레벨 조정하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 해서 레벨 변경 시에, 디지털 처리에 의한 작은 스텝에서 서서히 레벨 변경을 행한다. 따라서, 레벨 변경시에 청감상의 위화감이 발생하는 일이 적고, 제로 크로스 시점이 아니어도 레벨 변경을 행할 수 있다. 거기서, 제로 크로스 검출을 위한 회로등이 불필요해지며, 회로 구성을 간략화할 수 있다.
또한 본 발명은, 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하는 레벨 조정 회로에 있어서, 디지털 오디오 신호를 처리해서 레벨 조정을 행하는 디지털 레벨 조정 회로와, 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하는 D/A 변환 회로와, 얻어진 아날로그 오디오 신호를 처리해서 레벨 조정을 행하는 아날로그 레벨 조정 회로를 갖고, 오디오 신호에 대한 출력 레벨을 지시하는 볼륨 신호가 소정 레벨을 초과하는 고레벨을 지시할 경우에, 상기 아날로그 레벨 조정 회로에 의해 레벨 조정을 행함과 동시에, 출력신호 레벨에 대한 볼륨 신호 내용이 소정 레벨 이하의 저레벨인 경우에, 상기 디지털 레벨 조정 회로에 의해 레벨 조정을 행하며, 또한, 상기 디지털 레벨 조정 회로에 있어서의 레벨 조정 스텝을 상기 아날로그 레벨 조정 회로에 있어서의 레벨 조정 스텝보다 작게 함과 동시에, 레벨 변경시에, 디지털 레벨 조정 회로의 작은 스텝에 의한 조정과 아날로그 레벨 조정 회로의 큰 스텝에 의한 조정을 조합하고, 디지털 레벨 조정 회로에 의한 작은 스텝에 따라서 서서히 목표 레벨로 레벨 조정을 행하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 실시예의 구성을 나타내는 블록도이며, 각종 음원으로부터의 아날로그 오디오 신호는 A/D 변환기(10)에 입력된다. 이 A/D 변환기(10)에서 아날로그 오디오 신호가 디지털 오디오 신호로 변환되며, 이것이 DSP(12)에 입력된다. A/D 변환기(10)에서 출력되는 디지털 신호는 예를 들면 24비트 신호이다. 이 DSP(12)에서는 디지털 오디오 신호에 대해서, 필터링 처리와 지연 신호의 중첩 등 각종 처리가 이루어진다. 여기서, 이 DSP(12)에는, 마이크로 컴퓨터(14)가 접속되어 있으며, 이 마이크로 컴퓨터(14)는 사용자 조작에 따른 각종 처리에 대한 제어 신호를 DSP(12)로 공급하고, DSP(12)는 이 제어 신호에 기초하여 각종 처리를 행한다.
그리고, 이 마이크로 컴퓨터(14)로부터의 제어 신호는 사용자 볼륨 조작에 기초한 출력 신호 레벨을 제어하기 위한 볼륨 신호도 포함되어 있다. DSP(12)는, 이 볼륨 신호에 기초하여 입력되는 디지털 오디오 신호에 대해서, 신호 레벨을 조정하는 처리를 행한다. 즉, DSP(12)는 볼륨 신호에 의해 지시되는 오디오 신호 감쇠량에 따라 디지털 신호를 압축함으로써 디지털 신호를 감쇠시킨다. 즉, 디지털 신호값을 작게 함으로써 감쇠를 행할 수 있다. 또한 이 압축에 의해서 유효 비트수가 적어진다. 예를 들면 24비트 디지털 신호를 16비트로 압축하면 -48dB 감쇠된다. 또한 본 실시예에서는 이와 같은 0dB에서 -48dB까지와 같은 큰 감쇠는 DSP(12)에서 행해지지 않는다.
DSP(12)는 디지털 오디오 신호에 대해서, 볼륨 조정을 포함하는 처리를 행한 후, L채널 디지털 신호 DL 및 R채널 디지털 신호 DR을 출력한다. 이 디지털 신호 DL, DR은, 각각 D/A 변환기(16L, 16R)에 공급되며, 여기서 아날로그 신호 L, R로 변환되어 전자 볼륨 회로(18L, 18R)로 공급된다.
이 전자 볼륨 회로(18L, 18R)는, 아날로그 오디오 신호에 대해서 DSP(12)에서 공급되는 볼륨 신호에 기초한 감쇠 처리를 행한다. 즉 DSP(12)는 마이크로 컴퓨터(14)에서 공급된 볼륨 신호 중, 일부를 DSP(12)에서의 디지털 신호의 압축 처리에 의해 행하고, 남은 감쇠에 대한 볼륨 신호를 전자 볼륨 회로(18L, 18R)로 공급한다. 따라서, 이들 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에 있어서, 필요한 감쇠 처리가 행해진다.
이 전자 볼륨 회로(18L, 18R)는, 예를 들면 저항 분할형 볼륨 등으로 구성할 수 있으며, 저항 분할 수에 따른 스텝으로, 아날로그 신호가 감쇠된 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어 신호에 따른 아날로그 신호 레벨을 조정할 수 있으면, 어떤 형식의 전자 볼륨 회로로도 채택할 수 있다.
여기서, 이 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에 의한 감쇠는, 전압치를 분할 저항에 의해 작게 할 뿐이며, 디지털 처리와 같이 데이터 비트 수가 감소해서 정보량이 감소하는 것은 아니다.
그리고, 이 전자 볼륨 회로(18L, 18R)로부터의 출력이 스피커(20L, 20R)로 공급되며, 조정된 음량으로 출력된다.
도 2는, 볼륨에 대한 처리 플로우 챠트이다. DSP(12)는, 우선 마이크로 컴퓨터(14)로부터의 볼륨 신호를 수신한다(S11). 또한 실제로는 이퀄라이즈 등 각종 지령 신호를 마이크로 컴퓨터(14)에서 받아, 대응 처리를 행한다. 그리고 볼륨 신호에 대해서, 변경 여부를 판정한다(S12). 변경이 없으면, 볼륨 변경은 필요없고 처리를 종료한다.
S12에서, YES인 경우에는 변경 후의 볼륨 목표치가 -XdB(예를들면, X=40 또는 60)보다 낮은 가를 판정한다(S13). 이 판정에서 YES이면, 전자 볼륨 회로(18L), (18R)에 대해, 감쇠량을 최대(-SdB)로 설정하는 신호를 보냄과 동시에, 남은 감쇠량을 DSP(12)에 의한 감쇠로 행한다(S14).
예를 들면, 마이크로 컴퓨터에서 발생하는 볼륨 신호는 최대 집광 -80dB, 스텝을 82스텝(1dB/스텝, 82 스텝은 -∞)으로 한다. 이 경우, 예를 들면 X=40(또는 60)으로 하고, DSP(12)에서의 감쇠량을 예를 들면 1스텝=1/5dB로 한다.
S13에서, NO인 경우에는 볼륨 신호 지시에 따라 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에 있어서의 감쇠량을 설정함과 동시에 그 설정치까지의 변화를 DSP(12)에 의한 1/5dB 스텝의 변경에 의해 행한다(S15). 이에 따라서, 볼륨을 1dB 변화시킬 경우에도 출력은 1/5dB마다 변화한다. 이로써 볼륨을 변경한 경우 청감상의 위화감 발생을 억제할 수 있다.
그래서, 제로 크로스 검출 등을 행하지 않고, 볼륨 신호 변경에 따라, 독자적인 타이밍으로, 감쇠량 변경을 행할 수 있으며, 회로를 간략화할 수 있다.
또한, 목표치 자체는 1dB마다이며, 변경 후의 감쇠량도 1dB마다이다. 변경이 큰 경우, 1/5dB씩 DSP(12)에 의한 디지털 감쇠량 변경을 행하고, 0dB로 되돌아가는 단계에서, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에서의 1dB 변경을 행한다. 또한 -XdB를 넘는 변경이 있는 경우에도, 변경 전의 감쇠량에서 목표 감쇠량까지 반드시 1/5dB마다 하는 것이 바람직하다.
또한, DSP(12)로부터의 데이터는, D/A 변환기(16L, 16R) 등을 거쳐 전자 볼륨 회로(18L, 18R)로 공급되며, 이 경로에서 지연된다. 그래서, 이 지연분을 고려하여 DSP(12)에서의 감쇠량 조정과, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에서의 감쇠량 조정 타이밍을 맞추는 것이 적합하다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 도 3에 도시한 바와 같이, -XdB 이하의 음량 조정을 DSP(12)에 있어서 디지털 볼륨에 의해 행했다. 여기서, -dB는 -40dB와 -60dB로 음량이 상당히 작은 영역에 한정되어 있다. 이와 같은 영역에서는 디지털 신호 압축에 의해 오디오 데이터 일부를 잃더라도 청감상 거의 문제가 되지 않는다.
한편 0∼XdB 범위에서는, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)의 아날로그에 의한 조정과, DSP(12)의 디지털에 의한 과도적인 미(微)조정을 조합하고 있다. 이에 따라 디지털에 의한 조정은, 그 범위가 매우 작기(상술한 예에서는, 최대 -1dB 감쇠) 때문에, 정보의 열화는 대단히 작고, 동시에 과도적인 조정이며, 목표치로 볼륨 조정을 했을 때에는 DSP(12)에 의한 감쇠량은 0dB로 되어 있다. 따라서, 정보의 열화는 전혀 없다.
그러나, 최대 -3/5dB 감쇠이며, 정보의 열화는 무시할 수 있으므로, 목표치에서, DSP(12)에 있어서의 감쇠량이 0dB일 필요는 없다.
또한, 목표치를 미세히 한 시스템에서는 미조정분을 DSP(12)에서 담당하면 좋다.
어느 경우에 있어서도, 볼륨 변경시에, DSP(12)로 설정된 미세한 스텝마다 감쇠량을 서서히 변경할 수 있으므로, 제로 크로스 등의 검출을 하지 않고, 임의의 타이밍으로 감쇠량 변경을 행할 수 있다.
또한, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에 의한 조정은 스텝이 비교적 크므로, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)의 구성을 간략화할 수 있다. 예를 들면 저항 분할에 의한 경우, 0∼40dB 범위를 1/5dB마다의 스텝으로 조정하고자 하면, 200의 저항이 필요해지나, 1dB마다 함으로써 40의 저항에 그친다.
이와 같은 본 실시예에 의한 DSP(12)에서의 볼륨 조정은 도 4에 도시한 바와 같이, -XdB까지는 0, -1/5, -2/5, -3/5, -4/5dB 5단계를 1dB 중에서 반복한다. 그리고, -XdB∼-∞까지는 1/5dB씩 감쇠량이 커진다. 그리고, 볼륨 변경의 과도기에서는 이 DSP(12)에 있어서의 감쇠량 조정을 행한다.
한편, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에서의 감쇠량은 도 5에 도시한 바와 같이, 0dB∼-XdB까지의 그 동안, 1스텝=1dB으로 변화하고, -XdB 이하의 영역에서는 최대 감쇠량 -X에 고정된다.
그리고, 본 실시예의 장치에 있어서는 DSP(12)에서의 디지털 처리와, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에서의 아날로그 처리 모두를 조합한다. 그래서, 전자 볼륨 회로(18L, 18R)에서는 신호 레벨은 1dB씩 변화하나, 볼륨 변경시에는 DSP(12)에 의해 신호 레벨을 1/5dB씩 변화한다. 따라서, 볼륨 변화는 도 6에 도시한 바와 같이 1/5dB의 스텝 변화가 된다.
이상, 본 발명에 의하면, 소정의 저레벨에 대해서, 디지털 처리에 의한 레벨 조정을 행한다. 디지털 처리에 의한 레벨 조정은, 데이터 압축에 의하므로 정보량이 적어지나, 저레벨 영역에서는 데이터 양이 적어져도 그다지 문제없이, 디지털 처리에 의해 문제없이 조정을 행할 수 있다. 그리고, 레벨 조정의 일부를 디지털 처리에 의하므로, 아날로그 처리에 의한 레벨 조정의 스텝수를 적게 할 수 있으며, 아날로그 레벨 조정 회로의 구성을 간단한 것으로 할 수 있다.
또한, 레벨 변경 시에, 디지털 처리에 의한 작은 스텝에서 서서히 레벨 변경을 행한다. 따라서, 레벨 변경시에 청감상의 위화감이 발생하는 일이 적고, 제로 크로스 시점이 아니어도 레벨 변경을 행할 수 있다. 그래서, 제로 크로스 검출을 위한 회로등이 불필요해지며, 회로 구성을 간략화할 수 있다.
도 1은 본 실시예의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 실시예의 동작을 설명하는 플로우 챠트.
도 3은 제어 방법을 설명하는 도면.
도 4는 디지털 볼륨에 의한 조정을 설명하는 도면.
도 5는 아날로그 볼륨에 의한 조정을 설명하는 도면.
도 6은 디지털 및 아날로그 볼륨에 의한 조정을 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: A/D 변환기
12: DSP
14: 마이크로 컴퓨터
16L, 16R: D/A 변환기
18L, 18R: 전자 볼륨 회로
20L, 20R: 스피커

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 오디오 신호의 신호 레벨을 조정하는 레벨 조정 회로에 있어서,
    디지털 오디오 신호를 처리하여 레벨 조정을 행하는 디지털 레벨 조정 회로와,
    상기 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하는 D/A 변환 회로와,
    얻어진 아날로그 오디오 신호를 처리하여 레벨 조정을 행하는 아날로그 레벨 조정 회로를 포함하고,
    상기 디지털 레벨 조정 회로에서의 레벨 조정 스텝을 상기 아날로그 레벨 조정 회로에서의 레벨 조정 스텝보다 작게 함과 동시에,
    상기 오디오 신호에 대한 출력 레벨을 지시하는 볼륨 신호가 소정의 저레벨 설정치를 초과하여 고레벨을 지시하는 경우에, 상기 아날로그 레벨 조정 회로의 큰 스텝에 의한 조정과, 이 아날로그 레벨 조정 회로에서의 큰 스텝내에서의 상기 디지털 레벨 조정 회로에 의한 작은 스텝에 의한 조정을 조합하여 레벨 조정을 행하며,
    출력 신호의 레벨을 지시하는 볼륨 신호가 상기 저레벨 설정 이하의 저 레벨을 지시하는 경우에, 상기 디지털 레벨 조정 회로만에 의해, 상기 아날로그 조정 회로에 의한 큰 스텝을 초과하여 넓은 범위의 레벨 조정을 행하는 것을 특징으로 하는 레벨 조정 회로.
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