KR100525806B1

KR100525806B1 - 전자 경적의 일정 주파수 음향 생성 제어장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR100525806B1
Application number: KR10-2000-7001033A
Authority: KR
Inventors: 완유
Original assignee: 완유
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2005-11-03
Also published as: EP0999539A1; CN1078726C; KR20010022448A; JP2001512254A; AU8527998A; CN1170896A; EP0999539A4; DE69841887D1; US6456193B1; WO1999006989A1; EP0999539B1; CN1265769A

Abstract

전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드 생성의 제어 방법 및 장치가 개시된다. 이는 원-칩 마이크로프로세서에 의해 구성되고 달성된다. 이는 일정 주파수 오실레이터로부터 출력된 주파수 펄스가 각 경적의 기본 공진 주파수에 따라 정정되어, 경적은 전기적 구동 신호에 의해 최적 조건으로 구동을 수행할 수 있으며, 구동 신호의 듀티 사이클은 각기 다른 경적의 사운드 생성 특성에 따라 1-99%의 임의의 범위로 조절할 수 있다. 이는 현재 많은 전자 경적 및 접촉을 갖는 경적에서 차량의 전압 및 주위 온도 영향하에서 일어날 수 있는 사운드 변동 및 사운드 레벨 감소의 결점을 극복한다. 이는 또한 조절 가능한 주파수 및 펄스 폭을 갖는 신호원으로서도 사용될 수 있다.

Description

전자 경적의 일정 주파수 음향 생성 제어장치 및 제어 방법{CONTROLLING METHOD AND APPARATUS OF CONSTANT-FREQUENCY SOUND-PRODUCTION OF ELECTRIC HORN}

본 발명은 차량의 전자 경적(electric horn)에 관한 것으로, 특히 전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드(constant frequency sound)의 생성 제어장치와 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 일정 주파수 및 연속적이고 조절가능한 듀티 사이클을 갖는 신호원(signal source)을 생성하는 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 차량의 전자 경적을 위한 기초적 사운드 생성 이론은 공기(air)를 푸시(push)하여 사운드를 생성하는 진동판(diaphragm)을 구동하게 되는 전자석을 이용한 경적에 관련된다. 이런 종류의 경적에 있어서 전자석의 인력(attraction)은 접촉(contact)에 의해 제어된다. 경적이 작동할 때에, 접촉은 매우 높은 주파수(일반적으로 300-600Hz)로 동작하므로, 과전류의 온-오프(on-off) 동작은 큰 스파크를 생성할 수 있다. 전기 스파크에 의한 접촉 부식(corrosion)은 경적의 수명을 단축시키고, 동시에, 상기 경적이 생산 라인에서 벗어날 때 설정되는 표준 주파수 및 사운드 레벨로부터 계속적으로 편향되게 만든다. 이는 음향 변동(variation), 음향 감소, 노이즈 증가 등의 몇 가지 단점을 야기한다. 더욱이 최대 음향 효율 (efficiency)과 최대 에너지 절약을 달성하기 위한, 경적 고유의 기구적 공진 포인트(mechanical resonant point)(주파수)와 일치되게 사운드 주파수를 만드는 것은 기술적으로 매우 어렵다. 근래에 들어, 전자 기술의 발전과 함께, 상기 접촉부분(contact)이 다양한 종류의 전자 장치로 교체되어 고안되고 있다. 이 때, 접촉부 대신 전자 회로가 진동판을 구동하는 전자석용 펄스 전류(신호)를 생성하는데 사용된다. 그런데 이들이 각각의 경적의 고유한 물리적 공진 포인트에 따라 조절(adjusted)됨에 따라, 모든 전자 요소들은 저항과 캐패시터를 통해 주파수를 조절하는 회로와, 다양한 종류의 멀티-하모닉(multi-harmonic) 오실레이터, 타임-베이스 회로, 펄스폭 조절 및 제어 회로에 의해 구성된다. 이러한 종류의 회로는 반도체 디바이스와 저항과 캐패시터의 온도와 전압 특성에 영향을 받으므로, 이의 출력 주파수는 주변 온도와 차량의 전압에 의해 영향을 받게 되어, 경적의 고유의 진동판의 음향 공진 주파수와 일치되게 주파수가 안정되게 유지될 수 없었다. 그러므로 상기 언급한 경적이 접촉을 갖는 경적보다 수명이 길다 하더라도 상당한 단점을 여전히 가지고 있었다. 예를 들어, 주변 온도와 차량 전압의 변화에 의해 최종적으로 경적 사운드의 주파수의 변화를 일으키는 회로의 구동 주파수 변화를 야기하였고 출력 사운드 레벨이 크게 감소하였다. 따라서, 지금까지 이것은 폭넓게 사용되지 못하였다.

수정발진(quartz crystal) 오실레이터나, 어떠한 반도체 칩에 내장된 고-안정 오실레이터는 대략적으로 수 십 PPM에 이르는 주파수의 고 안정성을 가지지만, 이는 보통 주파수 분할 방식을 사용할 때 2-1/N의 주파수만을 생성할 수 있다. 그런데, 경적의 고유한 음향 공진 주파수는 300에서 600Hz 사이에 주파수 포인트가 있으므로, 이러한 일반 주파수 분할 방식은 여기에서 사용될 수 없다. 비록 디지털 전압 제어 발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)에 의해 주파수 분할 효과를 얻을 수 있지만, 이는 펄스 폭을 임의로 조절할 수 없다는 문제가 있다. 또한 이는 경적에 적절하지 않게 너무 고가이고, 조절방식이 복잡하여서 경적에 사용되게 응용되지 않는다.

상술한 본 발명의 목적 및 장점들이 첨부 도면을 참조하여 하기의 설명에서 보다 명백히 기술될 것이다. 첨부한 도면에서 동일하거나 유사한 소자는 동일한 참조 번호로 표시한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 경적을 위한 일정-주파수 사운드 생성 제어 과정을 나타낸 흐름도,

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 마이크로프로세서를 통한 전자 경적을 위한 일정-주파수 사운드 생성 제어 과정을 나타낸 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드 생성 제어 장치를 나타낸 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 전자 경적용 일정 주파수 사운드 생성 제어를 위한 제어 장치의 일 실시예를 나타낸 회로도.

따라서 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 안정된 기준 신호를 생성하기 위한 수정 오실레이터와 같은 일정 주파수 오실레이터를 사용하고, 그 다음에 마이크로프로세서를 통해 기준 신호를 제어하고, 그 신호를 각 경적의 고유의 음향(acoustic) 파라미터에 따른 주파수로 교정하여 구동신호를 생성하고, 생성된 전자 구동 신호에 의한 구동시에 경적이 최적의 사운드 효과를 이루도록 하고, 그것에 의해 종래기술에서 해결할 수 없었던 사운드 변동과 불안정한 출력 사운드 레벨 등의 문제들을 극복할 수 있는 방법과 장치를 구성하여 제공함에 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드 생성 방법은, 일정 주파수의 기준 펄스 신호를 발생하는 과정과, 발생 과정에 의해 발생된 기준 펄스 신호를 경적의 작동 주파수 범위내의 소정의 주파수에 근접한 미리 설정된 레벨로 전-분할(pre-divide)하는 과정과, 미리 설정된 경적 주파수 파라미터에 따라 전-분할 과정에서 발생된 펄스 신호의 주파수 정정을 수행하여, 상기 소정의 주파수와 일치되는 출력 펄스 신호의 주파수가 되도록 하는 과정과, 미리 설정된 듀티 사이클 변수에 따라 주파수 정정된 펄스 신호의 듀티 사이클을 조절하여 최적의 경적 사운드 특성을 이루는 과정과, 듀티 사이클 정정된 신호를 버퍼링 및 파워 증폭하는 과정과, 그리고 이후 버퍼링 및 증폭된 신호를 상기 전자 경적이 작동하게 구동하도록 상기 전자 경적에 송출하는 과정을 포함하여 이루어진다.

상기한 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 주파수 정정 과정 내의 소정의 주파수는 전자 경적의 진동판의 음향 공진 주파수이다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 마이크로프로세서를 통한 전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드 생성 방법에 있어서, 일정 주파수의 기준 펄스 신호를 발생하는 과정과, 미리 설정된 경적 주파수 변수 및 미리 설정된 듀티 사이클 변수에 따라 마이크로프로세서를 이용하여 상기 발생된 기준 신호의 주파수 및 듀티 사이클을 같이 조절하여, 기준 신호가 미리 설정된 주파수 및 듀티 사이클을 갖는 펄스 신호로 직접 변화되도록 하며, 이때 상기 미리 설정된 주파수는 전자 경적의 작동 주파수 범위 내의 진동판의 음향 공진 주파수에 상당히 근접하며, 미리 설정된 듀티 사이클은 경적이 그의 최적 사운드 특성을 이루기에 적합하도록 하는 과정과, 상기 조절 과정으로부터 출력되는 신호를 버퍼링 및 파워 증폭하는 과정과, 이후 버퍼링 및 증폭된 주파수 신호를 전자 경적이 작동하게 구동하도록 전자 경적에 보내는 과정을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 제3 실시예에 따르면, 전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드 생성 장치는, 일정 주파수를 갖는 기준 펄스 신호를 발생하는 기준 신호 발생부와, 기준 신호 발생부에 의해 발생된 기준 신호의 주파수를 경적 작동 주파수 범위내의 소정의 주파수에 근접한 미리 설정된 값으로 전-분할하는 전-분할부와, 미리 설정된 경적 주파수 변수에 따라 전-분할부에서 발생된 펄스 신호의 주파수를 정정하여 상기 소정의 주파수에 따른 출력 펄스 신호의 주파수가 되도록 하는 주파수 정정부와, 미리 설정된 듀티 사이클 변수에 따라 주파수 정정된 펄스 신호의 듀티 사이클을 조절하여 경적이 최적 사운드 특성을 이루도록 하는 듀티 사이클 조절부와, 상기 듀티 사이클 정정부로부터 출력되는 신호를 버퍼링 및 증폭하여 버퍼링 및 증폭된 펄스 신호를 상기 전자 경적이 작동하게 구동하도록 상기 전자 경적에 보내는 버퍼링 및 증폭부를 가지는 장치를 포함하여 이루어진다.

상기한 본 발명의 제3 실시예에 따른 장치에서 상기 전-분할부, 주파수 정정부 및 듀티 사이클 조절부는 마이크로프로세서에 의해 구현될 수 있으며, 또한 마이크로프로세서 또는 CPU, I/O, RAM, ROM(EPROM, EEPROM, FLASH 또는 유사한 메모리 기능을 갖는 다른 디바이스) 또는 유사 기능을 갖는 다른 디바이스를 포함하는 반도체 칩에 의해 구성될 수 있다. 더욱이 상기 마이크로프로세서 회로의 정상 동작이 이루어지지 않을 경우에 상기 장치는 전자 경적의 출력 사운드 레벨을 제어하기 위해 장치의 공급 전압의 변경에 의해 사운드 레벨 가변 경적으로서 사용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 일정 주파수 및 조절 가능한 듀티 사이클을 갖는 신호원 발생 방법에 있어서, 일정 주파수의 기준 펄스 신호를 발생하는 과정과, 발생 단계에 의해 발생된 기준 펄스 신호를 전-분할하여 전-분할된 주파수가 미리 설정된 작업 주파수 범위에 있도록 하는 과정과, 미리 설정된 작업 주파수에 따라 전-분할 과정에서 발생된 펄스 신호의 주파수를 정정하여 출력 펄스 주파수가 요구된 작업 주파수에 일치하도록 하는 과정과, 미리 설정된 듀티 사이클에 따라 주파수 정정된 펄스 신호의 듀티 사이클을 조절하는 과정을 포함하여 이루어진다.

상기한 본 발명의 실시예에 있어서 신호원 발생 과정 중 상기 듀티 사이클의 조절 범위는 1%~99%로 할 수 있다.

먼저 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 전자 경적의 일정-주파수 사운드 생성을 위한 제어 과정의 흐름도를 나타낸다. 상기 과정은 원-칩(one-chip) 마이크로프로세서와 같은 전자 소자에 의해 수행된다. 먼저, 하기와 같은 미리 설정된 일련의 과정들: 파워 턴-온(turn-ON) 및 초기화, 일정 주파수 오실레이터(constant frequency oscillator)의 활성화(수정 발진기 또는 원-칩 마이크로프로세서에 구비된 오실레이터), 원-칩 프로세서에 내장된 각 레지스터의 동시적 리셋(reset), 및 지정된 명령에 따라 원-칩 프로세서의 각각의 포트를 입력 또는 출력상태가 되게끔 설정하는 단계가 구비된다. 이후 주파수 전-분할(pre-division) 단계로 진행하여, 일정 주파수 오실레이터에 의해 발생된 고 주파수 신호가 프로그램에 의해 설정된 경적 작동 범위내의 미리 설정된 주파수에 따라 마이크로프로세서의 일부의 레지스터들을 사용하여 시스템에 의해 정의된 소정의 설정 레벨(setting level)로 전-분할되며, 이때 상기 설정된 레벨은 경적의 동작 주파수 또는 그에 가까운 범위이어야 한다. 그 다음, 주파수 정정 단계로 진행한다. 상기 단계에서 전-분할된 펄스의 주파수는 경적, 진동판(다이어프램), 공진 공동의 크기 등에 의해 결정되는 음향 성능특성 파라미터들(acoustic performance parameter)에 따라 정밀하게 정정되어, 출력 펄스 주파수가 각 경적의 진동판 음향 공진 주파수와 일치하게 된다. 일반적으로 상기 정밀도는 ±0.05Hz이다. 물론 상기 분할 및 정정된 출력 펄스의 주파수는 해당 경적이 최적 음향을 제공하도록 하는 목적에 부합된다면, 그 전자 경적의 작동 범위 내의 다른 주파수가 되도록 할 수도 있다. 상기 주파수 분할 및 정정의 방식은 각각의 주기에서 다른 주파수 간의 고 레벨 및 저 레벨의 지속 기간을 줄이거나 늘리는 소프트웨어를 통해 상기 원-칩 마이크로프로세서를 사용하는 것이다. 이후 펄스 듀티 사이클(duty cycle) 정정 단계로 진행하여, 각 경적의 미리 저장된 최적 펄스 듀티 사이클에 따라 상기 분할 및 정정 단계를 거친 펄스 신호의 고 레벨 및 저 레벨의 지속 기간의 비율이 수정되어, 상기 경적이 최적 사운드 특성을 가질 수 있게 한다. 상기 최적 사운드 특성은 여기에서 경적의 특정한 형을 위하여 결정된 특정한 사운드 효과를 의미한다. 첫째로 상기 경적은 임의적으로 많은 횟수로 모니터되고, 그 다음 상기 경적의 사운드 주파수 스펙트럼이 측정된다. 이후 임의적 모니터 결과 및 측정은 각각 비교되고 평가되어, 결국 최적의 사운드 특성이 얻어진다. 그것들은 고정된 값이 아니라 약간 변환될 수 있다. 여기에서 상기 펄스(분할 신호)의 듀티 사이클은 1%~99%의 범위 내에서 임의로 조절될 수 있고, 다른 듀티 사이클 변수는 다른 경적의 사운드 특성에 따라 선택될 수 있다. 최종적으로 이후 버퍼링 및 증폭 단계로 진행하여, 마이크로프로세서로부터 출력된 펄스 신호가 버퍼링 되며, 상기 버퍼링 된 펄스 신호의 전류는 증폭되어 경적의 전자기적 코일을 구동한다. 결국 상기 버퍼링 및 증폭된 펄스 신호는 전자 경적이 사운드를 발생하도록 구동한다.

본 발명에 따른 반도체 칩의 고도로 안정된 외장 또는 내장형으로 조립된 오실레이터는 일정 레벨의 기준 신호를 발생하는데 사용된다. 상기 기준 신호는 마이크로프로세서의 지시(또는 소프트웨어)를 통해 경적의 전대역(full-band) 사운드 특성에 따르며 특정 펄스 폭을 갖는 펄스신호를 발생하도록 제어되며, 그 후 상기 펄스 신호는 메모리에 저장된 각 경적의 데이터에 따라 정정되고 사운드를 발생하기 위해 진동판의 전자기적 구동을 허용하도록 증폭된다. 한편, 특정 종류의 경적 진동판의 주파수 특성은 칩 내에서 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수도 있고, 주파수 조절 및 장치 셋팅을 통해 경적 진동판의 특성에 알맞은 최적 펄스 폭을 갖는 신호가 상기 칩으로부터 선택될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 전자 경적의 일정-주파수 사운드의 생성을 위한 마이크로프로세서의 제어 과정을 나타낸 흐름도이다. 이 실시예는 도 1에 도시된 실시예와 하기의 점에서 다르다. 이 실시예에서, 마이크로프로세서는 선택된 경적 주파수 파라미터 및 듀티 사이클 파라미터에 따라 동일 단계에서 상기 발생된 기준 신호의 주파수 및 듀티 사이클을 조절하게 되어, 이에 따라 기준 신호는 선택된 주파수 및 듀티 사이클을 갖는 펄스 신호로 직접 변환된다. 다시 말하면, 상기 도 1에 도시된 주파수 전-분할 단계, 주파수 정정 단계 및 듀티 사이클 정정 단계는 한 단계로 대체된다. 이는 특히 하기와 같이 수행될 수 있다. 요구된 구동 신호의 고 레벨 및 저 레벨의 지속 기간은 제어되는 전자 경적의 동작 주파수 파라미터 및 메모리에 저장된 최적 작업 조건내의 듀티 사이클 파라미터로부터(이러한 파라미터들은 또한 명령(instructions)에 의해 또는 레지스터 내에서 미리 설정될 수 있다) 원-칩 마이크로프로세서를 사용하여 계산되고, 이 후 미리 발생된 기준 신호는 시간-지연 또는 카운트 수단에 의해, 요구된 주파수 및 듀티 사이클을 갖는 구동 펄스 신호로 변환되어 전자 경적을 구동하도록 처리된다.

도 3은 본 발명에 따른 전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드의 생성 제어 장치를 나타낸 개략도이다. 상기 제어 장치가 턴-온 된 후에, 기준 신호 발생부(1)는 일정 주파수의 기준 신호를 발생하여 이를 주파수 전-분할(pre-dividing)부(2)로 출력한다. 주파수 전-분할부(2)는 입력된 기준 신호를 표준 전자 경적 작동 주파수의 범위에 가까운 주파수로 미리 설정된 레벨로 전-분할하여, 그 결과를 주파수 정정부(3)로 보낸다. 주파수 정정부(3)는 경적 데이터 메모리(9)로부터 선택된 경적 주파수 파라미터를 읽어 들이고, 이러한 주파수 파라미터에 따라 전-분할부(2)에서 발생된 펄스 신호의 주파수를 조절하여, 출력 펄스 신호의 주파수가 상기 전자 경적 동작 주파수의 범위 내의 소정 주파수에 따르도록 한다. 듀티 사이클 정정부(4)는 상기 주파수 정정된 펄스 신호를 수신하며, 펄스 듀티 사이클 정정 메모리(10)로부터 선택된 듀티 사이클 파라미터를 읽어들여, 이후 이러한 선택된 듀티 사이클 파라미터에 따라 상기 주파수 정정된 펄스 신호의 조절하여, 상기 경적이 최적 사운드 특성을 이루도록 한다. 버퍼링 및 증폭부(5)는 듀티 사이클 정정부(4)로부터 펄스 신호를 수신하고, 이후 상기 펄스 신호를 버퍼링 및 증폭한다. 버퍼링 및 증폭된 신호는 파워 증폭부(5)를 통해 파워가 증폭되며, 전자 경적을 작동토록 구동하기 위한 출력 보호 회로(7)를 통해 전자 경적부(8)로 보내진다. 상기 경적 데이터 메모리(9) 펄스 듀티 사이클 정정 메모리(10)는 동일한 메모리장치에 의해 구현될 수 있고, 다른 메모리장치들로 구현될 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 전자 경적용 일정 주파수 사운드 생성 제어를 위한 제어장치의 바람직한 일 실시예를 나타낸 회로도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에서, 저항 R1(전류 제한 저항이라고도 지칭됨), R2(전압 분할 방전 저항이라고도 지칭됨), 캐패시터 C1(평탄화 필터 캐패시터라고도 지칭됨) 및 전압 조절 다이오드 DW1은 모두 파워 공급 조절 필터 회로(power supply regulated filter circuit)(13)를 구성한다. 저항 R3 및 캐패시터 C2는 파워 턴-온 및 리셋 회로(power turning-on and resetting circuit)(14)를 구성한다. 다이오드 D1은 역방향-전극-방지 접속 회로(opposite-electrode-proof connection circuit)(12)를 구성한다. 다이오드 D2 및 캐패시터 C5는 경적부(8)의 과전압 보호 회로(overvoltage protection circuit) (7)를 구성하며, 여기에서 캐패시터 C5는 파워 출력단에서 전계 효과 트랜지스터 또는 스위칭(darlington) 트랜지스터 보호하기 위해 펄스 여기 하에서 경적 전자석에 의해 발생된 양 전압을 완화하는데 사용된다. 파워 증폭부(6)의 파워 증폭 구동 회로는 전계 효과 트랜지스터(T1)(또는 스위칭 트랜지스터)를 사용할 수 있다.

도 4에서, 파워 공급부(11)는 상기 역방향-전극-방지 접속 회로(12), 파워 공급 조절 필터 회로(13) 및 파워 턴-온 및 리셋 회로(14)로 구성되고, 여기에서 파워 공급 조절 및 필터 회로(13)의 출력은 마이크로프로세서(15)의 전원 입력단과 접속된다. 상기 마이크로프로세서(15)의 신호 출력 단자는 파워 증폭부(6)의 파워 증폭 구동 회로 T1을 통해 경적부(8) 및 보호 회로(7)와 접속되고 데이터 단자는 경적 데이터 메모리장치(16)와 접속된다. 도 3에 도시된 경적 데이터 메모리부(9) 및 펄스 듀티 사이클 정정 메모리부(10)로 구성된 경적 데이터 메모리장치(16)는 각 경적의 조절을 이루는 주파수 특성 파라미터(변수)를 저장하는데 주로 사용되며, ROM, EPROM, EEPROM, FLASH 메모리 또는 퓨즈(fuse) 어레이, 스위치 어레이, 핀 어레이와 같은 원-칩 마이크로프로세서의 외장 또는 내장형 데이터 저장 디바이스로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 보다 상세히 설명하면 하기와 같다. 상기 회로의 전극 요구에 따라 파워 공급이 스위치되면, 입력 전압은 역방향-전극-방직 접속 회로(12)의 다이오드 D1 및 R1, R2, DW1, C1로 구성된 조절 필터 회로(13)를 통해 상기 마이크로프로세서 시스템용의 적절한 전원 공급에 사용되게끔 낮은 전압으로 분할되며, 여기서 이것은 C1 경적 작동시 펄스 성분(pulsing component)을 제거하는데 사용된다. R3, C2에 의해 구성되는 파워 턴-온 및 리셋 회로(14)는 상기 마이크로프로세서로 파워 턴-온 상태의 제공을 지연하므로, 마이크로프로세서가 다양한 레지스터들을 리셋하게 된다. 수정발진 오실레이터는 수정 TX1 및 캐패시터 C3, C4가 같이 그 자체에 포함된 원-칩 마이크로프로세서에 의해 제공된 오실레이터로 구성된다. 파워 턴-온 및 리셋 이후 전압이 안정화되면, 수정 오실레이터의 고주파수 발진 신호는 프로그래밍을 통해 전-분할(pre-divide)되고, 주파수 정정이 경적 데이터 메모리(9)(도 3)에 저장된 각 경적의 각기 다른 주파수 특성에 따라 정밀하게 수행되며, 듀티 사이클 정정 메모리에 저장되고 경적에 의해 요구되는 목표 구동 펄스의 듀티 사이클에 따라 정정되고, 이후 그것은 버퍼링 및 구동부(5)를 통해 버퍼링되고 진동판이 음을 내도록 힘을 가하도록 경적부(8)의 전자석을 구동하게끔 파워 트랜지스터(6)(즉, 파워 증폭부)에 의해 증폭된다. 상기 파워 트랜지스터는 전계 효과 트랜지스터 T1 스위칭 트랜지스터에 의해 대체될 수 있다. 과전류 펄스의 영향 하에서 경적의 전자석에 의해 발생된 양극 또는 음극의 과전압에 의한 파워 트랜지스터 T1의 고장을 예방하기 위해, 다이오드 D2 음극의 과전압을 방전하기 위해 사용되며, 캐패시터 C5가 양극의 과전압을 완화하기 위해 사용된다.

과전압 보호 회로(7)는 스위칭 트랜지스터가 손상을 입는 것으로부터 보호하기 위해, 과전류 펄스 여기하에서 전자 경적의 전자기 코일에 의해 발생된 양극 또는 음극의 과전압을 완화한다.

본 발명의 상세한 설명에서 특정 경적의 부분 또는 전체 주파수 스펙트럼 특성은 마이크로프로세서 또는 단일 칩 프로세서에 외장 또는 내장 메모리 내에 미리 탑재될 수 있다. 스위치가 온 되면, ROM, EPROM, EEPROM, FLASH, 또는 스위치 어레이, 퓨즈 어레이, 핀 어레이 또는 다른 논리 "0", "1"의 기능을 갖는 반도체회로 소자들은 상기한 외장 또는 내장형 메모리 내의 경적 사운드 특정에 따른 최적 듀티 사이클 및 주파수 변수를 선택하는데 사용된다.

비록 상기에서 마이크로프로세서가 전자 경적의 사운드가 안정되게 제어하는 일정 주파수 및 조절가능한 듀티 사이클을 갖는 신호를 발생하는데 사용되는 본 발명의 일 실시에에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 개시된 본 발명의 범위 및 동작 원리에 포함되는 다양한 실시예들을 개발할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서는 ZA8, 51, PIC 등의 제품으로 구성될 수도 있고, 또한 유사한 기능의 다른 반도체 칩 또는 CPU, I/O, RAM, ROM(EPROM, EEPROM, FLASH 또는 유사한 다른 메모리 소자) 등과 같은 것을 포함하는 모듈일 수 있다. 마이크로프로세서 회로에 의해 발생되는 일정 주파수 및 조절 가능한 듀티 사이클을 갖는 상기 펄스 신호는 또한 일정 주파수 신호원을 요구하는 다른 곳에서도 사용될 수 있다. 원-칩 마이크로프로세서가 간단한 구조, 저비용, 주파수 고 정밀도 및 넓은 범위의 조절가능한 펄스 신호 듀티 사이클(1%~99%)과 같은 특징을 가짐에 따라 이를 일반적으로 사용할 수 있다. 그러나 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명에 기술된 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 후술하는 청구범위에 의해서만 정의되어야 할 것이다.

종래 기술과 비교하여, 본 발명은 하기와 같은 장점을 가진다.

1. 본 발명에서, 일정 주파수 오실레이터(수정 등과 같은)는 일정 주파수 펄스 신호를 발생하는데 사용되며, 마이크로프로세서는 소프트웨어 프로그램을 통해 경적의 전-대역 사운드 특성과 일치하며 주파수 및 소프트웨어 프로그램에 의해 발생되는 특정 펄스의 특정 신호를 발생하는데 채용되며, 그후 메모리내의 각 경적 데이터에 따른 정정 기능을 수행하며, 경적이 사운드를 제공하도록 전자경적의 전자기 진동판을 연속적으로 증폭 구동한다. 이는 일정 주파수 오실레이터(수정 오실레이터와 같은)에 의해 출력된 신호의 주파수를 임의적으로 구동하지 못하였던 종래의 방식에 내재하였던 문제점을 해결한다. 그리고, 또한 이는 디지털 전압 제어 오실레이터(VCO) 상에서 상당한 장점을 가지는데, 상기 VCO는 주파수 분할의 문제점을 해결할 수 있지만, 펄스 폭을 임의로 조절하는 문제를 해결하지는 못하며, 한편 VCO의 비용은 자동차용의 경적에 적용되기에 너무 고가이며, 따라서 VCO는 경적에 사용되기에는 부적당하다.

2. 본 발명에 따른 경적은 긴 수명을 가지며, 그의 생산 라인에서 벗어날 때에 설정된 표준 값으로부터 주파수 및 사운드 레벨이 연속적으로 이탈함에 따른 사운드 변동 및 사운드 감소 등과 같은 접촉식의 종래의 경적에 내재된 단점을 극복하여, 최대 사운드 효율 및 전기 절약을 이룰 수 있다. 이와 동시에, 또한 전자식 디바이스가 접촉식을 대체하여 사용될 때 주변 온도와 차량의 전압에 의해 야기되는 출력 주파수의 변화가 경적의 음향 변동 및 출력 음향 감소를 초래한다는 단점을 극복할 수가 있다.

3. 한편 본 발명은 여러 가지의 목적을 충족할 수가 있다. 일정 주파수 및 조절 가능한 듀티 사이클을 갖는 신호에 의해 구동되는 차량의 전자 경적에 사용되는 것 외에도, 본 발명에 따른 장치는 차량에 의해 제공된 전압이 크게 변동하는 경우에도 단지 출력 사운드 레벨이 유사하게 변화하고, 일정 주파수 출력 신호를 유지할 수 있다. 예를 들어, 단일 칩 프로세서의 제어하의 사운드 및 12V 일반 전압을 갖는 일정 주파수 전자 경적은 6.5 내지 16 Volt의 범위에서 안정되게 작동할 수 있으며, 이에 따라 전자기에 의해 구동되는 진동판을 갖는 다양한 경적에 의해 해결되지 못한 종래 기술의 문제점을 해결한다. 출력 신호의 주파수가 그 출력 신호의 전압 및 사운드 레벨에 무관하게 됨에 따라, 입력 전압의 변화에 의해 사운드 레벨이 변동하는 경적에도 사용될 수 있다. 도심에서 보다 낮은 사운드 레벨로 사운드 출력하는 것은 환경 공해를 줄이기 위해서 바람직하고, 보다 높은 사운드 레벨로 사운드 출력하는 것은 소란한 환경에서 교통 안전을 보장하기 위해 사용될 수도 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 장치는 주파수 및 펄스폭 양자의 조절이 가능한 신호원으로서 사용될 수 있다.

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본 발명은 차량의 전자 경적이나 일정 주파수 및 연속적으로 조절가능한 듀티 사이클을 갖는 신호원을 생성하는 장치에 이용된다.

Claims

전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드(음향)의 생성을 제어하는 방법에 있어서,

일정 주파수의 기준 펄스 신호를 발생하는 과정과,

상기 발생 과정에 의해 발생된 상기 기준 펄스 신호를 상기 경적의 동작 주파수 범위 내의 소정의 주파수에 근접한 미리 설정된 레벨로 전-분할하는 과정과,

미리 설정된 경적 주파수 파라미터들에 따라 상기 전-분할 과정에서 발생된 펄스 신호에 대한 주파수 정정을 수행하여, 상기 출력 펄스 신호의 주파수를 상기 소정의 주파수와 일치되도록 만드는 과정과,

미리 설정된 듀티 사이클 파라미터들에 따라 상기 주파수 정정된 펄스 신호의 듀티 사이클을 조절하여 최적의 경적 사운드 특성을 달성하는 과정과,

상기 듀티 사이클 정정된 신호를 버퍼링 및 파워 증폭하는 과정과, 그리고

상기 버퍼링 및 증폭된 신호를 상기 전자 경적에 전송함으로써 상기 전자 경적이 작동하도록 구동하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 주파수 정정 과정의 상기 소정의 주파수는 상기 전자 경적의 진동판의 음향 공진 주파수임을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 듀티 사이클 파라미터들은 상기 전자 경적이 그의 최적 사운드 특성을 달성하도록 하기 위한 최적 펄스 듀티 사이클임을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어방법.
마이크로프로세서를 통하여 전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드의 생성을 제어하는 방법에 있어서,

일정 주파수의 기준 펄스 신호를 발생하는 과정과,

미리 설정된 경적 주파수 파라미터들 및 미리 설정된 듀티 사이클 파라미터들에 따라 상기 마이크로프로세서를 이용하여 상기 발생된 기준 신호의 주파수 및 듀티 사이클을 동시적으로 조절함으로써, 상기 기준 신호가 미리 설정된 주파수 및 듀티 사이클을 갖는 펄스 신호로 직접 변환되도록 하며, 이 때 상기 미리 설정된 주파수는 상기 전자 경적의 동작 주파수 범위 내의 진동판의 음향 공진 주파수에 매우 근접하고, 상기 미리 설정된 듀티 사이클은 상기 전자 경적이 그의 최적 사운드 특성을 달성하기에 적합하게 제어하는 과정과,

상기 조절 과정으로부터 출력되는 신호를 버퍼링 및 파워 증폭하는 과정과, 그리고

상기 버퍼링 및 증폭된 주파수 신호를 전자 경적에 전송함으로써 상기 전자 경적이 작동하도록 구동하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어방법.
전자 경적을 위한 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치에 있어서,

일정 주파수를 갖는 기준 펄스 신호를 발생하는 기준 신호 발생부와,

상기 기준 신호 발생부에 의해 발생된 기준 신호의 주파수를 상기 경적 동작 주파수 범위내의 소정의 주파수에 근접한 미리 설정된 값으로 전-분할하는 전-분할부와,

미리 설정된 경적 주파수 파라미터들에 따라 상기 전-분할부에서 발생된 펄스 신호의 주파수를 정정하여 상기 특정 주파수에 따르는 출력 펄스 신호의 주파수를 생성하는 주파수 정정부와,

상기 미리 설정된 듀티 사이클 파라미터들에 따라 상기 주파수 정정된 펄스 신호의 듀티 사이클을 조절하여 상기 경적이 최적 사운드 특성을 달성하도록 하기 위한 듀티 사이클 조절부와, 그리고

상기 듀티 사이클 정정부로부터 출력되는 신호를 버퍼링 및 증폭함으로써 상기 버퍼링 및 증폭된 펄스 신호를 상기 전자 경적에 송출하여 상기 전자 경적이 작동하도록 구동하는 버퍼링 및 증폭부를 구비함을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 소정의 주파수는 상기 전자 경적의 진동판의 음향 공진 주파수이며, 상기 듀티 사이클 파라미터들은 전자 경적이 그의 최적 사운드 특성을 달성하도록 하기 위한 최적 펄스 듀티 사이클로 이루어짐을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 전-분할부, 상기 주파수 정정부 및 상기 듀티 사이클 조절부는 원-칩(one-chip) 마이크로프로세서에 의해 구성됨을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 기준 신호 발생부는 상기 마이크로프로세서에 대한 외장형 또는 내장형을 이루어지는 고 안정 오실레이터로 구성됨을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 소정의 주파수 결정에 사용되는 상기 경적 주파수 파라미터 저장용의 주파수 데이터 메모리부 및 상기 미리 설정된 듀티 사이클 파라미터 저장용의 듀티 사이클 정정 메모리부를 포함하는 경적 데이터 메모리장치를 더 구비함을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제9항에 있어서, 상기 경적 데이터 메모리장치는 상기 마이크로프로세서의 외장 또는 내장형의 ROM, EPROM, EEPROM, FLASH 메모리, 또는 퓨즈 어레이, 스위치 어레이, 핀 어레이 또는 논리 "0", "1"의 기능을 갖는 다른 논리회로 소자들로 구성됨을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 전-분할부, 상기 주파수 정정부 및 상기 듀티 사이클 정정부는 원-칩 마이크로프로세서, 또는 CPU, I/O, RAM, ROM(EPROM, EEPROM, FLASH, 또는 유사한 메모리 기능을 갖는 다른 메모리장치들) 또는 그와 유사한 기능들을 갖는 다른 소자를 포함하는 반도체 칩에 의해 구성됨을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 마이크로프로세서 회로의 정상 동작이 이루어지지 않을 경우 상기 제어장치는 상기 전자 경적의 출력 사운드 레벨을 제어하기 위해 상기 장치의 전원 전압을 변경함으로써 사운드 레벨 가변형 경적으로 사용됨을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제11항에 있어서, 상기 기준 신호 발생부는 수정 발진기(quartz crystal oscillator)로 구성됨을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 경적의 일부 또는 전체의 주파수 스펙트럼 특성은 마이크로프로세서의 외장 또는 내장형 메모리에 사전에 의해 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 장치는 ROM, EPROM, EEPROM, FLASH, 또는 스위치 어레이, 퓨즈 어레이, 핀 어레이 또는 논리 "0", "1"의 기능을 갖는 다른 디바이스를 사용하여 상기 경적 사운드 특성에 알맞은 최적 듀티 사이클 및 주파수를 선택하도록 구성함을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 장치는 높은 전류 펄스 여기하에서 상기 전자 경적의 전자기 코일에 의해 발생된 양극 또는 음극의 과전압을 흡수하고 상기 전자 경적을 과전압에 의한 손상으로부터 보호하기 위한 과전압 보호 회로(7)를 더 구비함을 특징으로 하는 일정 주파수 사운드의 생성 제어장치.
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