KR100542793B1

KR100542793B1 - 디지털 오디오 증폭기의 복조장치

Info

Publication number: KR100542793B1
Application number: KR1020020025205A
Authority: KR
Inventors: 정봉수; 오종훈
Original assignee: (주)펄서스 테크놀러지
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2006-01-20
Also published as: AU2003230310A1; CN1240182C; US6867646B2; WO2003096532A1; US20040075490A1; CN1457145A; KR20030087232A

Abstract

본 발명의 디지털 오디오 증폭기의 복조장치에 있어서, 양(+)의 디지털 오디오 신호 입력단과 부하의 일단사이에 연결된 제1인덕터와, 상기 제1인덕터와 밀결합되며 음(-)의 디지털 오디오 신호 입력단과 상기 부하의 타단사이에 연결된 제2인덕터와, 상기 부하의 일단과 접지사이에 연결되어, 상기 제1인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제1콘덴서와, 상기 부하의 타단과 접지사이에 연결되어, 상기 제2인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제2콘덴서를 구비함을 특징으로 한다.

디지털 오디오 증폭기, 저역통과필터, 복조장치

Description

디지털 오디오 증폭기의 복조장치{DEMODULATION APPARATUS FOR DIGITAL AUDIO AMPLIFIER}

도 1은 일반적인 디지털 오디오 증폭부의 구성도.

도 2는 도 1의 디지털 오디오 증폭기의 구성도.

도 3은 도 2의 증폭부와 복조장치의 상세구성도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 오디오 증폭기의 복조장치의 상세구성도.

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페어드 인덕터의 구조도.

본 발명은 디지털 오디오 증폭기에 관한 것으로, 특히 디지털 오디오 증폭기의 복조장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 오디오 증폭기는 디지털 오디오 신호를 제공받아 디지털 신호 처리하여 출력함으로써 신호의 왜곡을 최소화함은 물론이며 고품질의 오디오를 출력할 수 있었다.

이러한 디지털 오디오 증폭기의 구성도를 도시한 도 1을 참조하면, 디지털 오디오 증폭기(104)는 디지털 오디오 신호를 입력받아 이를 디지털 상태에서 변환하여 증폭하는 역할을 담당한다.

상기 디지털 오디오 증폭기(104)는 도 2에 도시한 바와 같이 마이크로 콘트롤러(202), 디지털 오디오 신호 변환부(204), 증폭출력부(214)로 구성된다. 상기 마이크로 콘트롤러(202)는 효과적인 음향제어를 위해 디지털 오디오 신호 변환부(204)의 사운드 콘트롤러(208)를 제어한다.

상기 디지털 오디오 신호 변환부(204)의 입력부(206)는 다수의 입력신호중 어느 하나를 선택하거나, 선택된 디지털 오디오 신호의 샘플링 레이트 등을 변환시키는 등의 기능을 수행한다. 그리고 사운드 콘트롤러(208)는 DSP로 구성되어 마이크로 콘트롤러(202)의 제어에 의해 톤 컨트롤, 그래픽 이퀄라이저, 볼륨, 음장 컨트롤 등을 수행한다. 그리고 오버샘플링 디지털 필터부(210)는 인터폴레이션(interpolation)을 이용하여 인위적으로 샘플링 주파수를 높이는데, 이는 복조장치(106)인 저역통과필터의 설계를 용이하게 함과 동시에 S/N(Signal to Noise) 비를 향상시키기 위함이다. 그리고 PCM-PWM 컨버젼부(212)는 DDC(digital to digital converter)로서, PCM 형태의 디지털 오디오 신호를 PWM 형태의 디지털 오디오 신호로 변환한다.

그리고 증폭출력부(214)는 게이트 드라이버(216)와 MOSFET 브리지(218)로 구성되며, 상기 게이트 드라이버(216)는 MOSFET 브리지(218)를 구동시키기 위해 변환된 PWM 형태의 디지털 오디오 신호를 제공하며, 또한 출력전류는 많고 출력 임피던스는 적은 특성을 가진다.

상기 MOSFET 브리지(218)는 스피커와 같이 낮은 임피던스를 가지는 부하에 대전류를 공급할 수 있도록 높은 출력전압과 대전류를 제공한다. 일반적으로 PWM 형태의 디지털 오디오 신호가 주파수가 높은 구형파이므로, 출력소자로는 MOSFET가 사용된다.

그리고 복조장치(106)는 상기 디지털 오디오 증폭기(104)가 출력하는 PWM 형태의 디지털 오디오 신호중 고주파 성분을 차단하고 저주파 성분만을 통과시킴으로써, PWM 형태의 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 복조한다.

AD 구동방식의 디지털 오디오 신호를 사용하는 디지털 오디오 증폭기에 채용되는 복조장치(106)를 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

상기 복조장치(106)는 제1,제2저역통과필터(A,B)로 구성되며, 상기 제1저역통과필터(A)는 양(+)의 디지털 오디오 신호 출력단과 부하의 일단사이에 연결되며, 제1인덕터(L1)와 제1콘덴서(C1)로 구성된다. 이러한 제1저역통과필터(A)는 양(+)의 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 복조하여 부하의 일단으로 제공한다. 그리고 제2저역통과필터(B)는 음(-)의 디지털 오디오 신호 출력단과 부하의 타단사이에 연결되며, 제2인덕터(L2)와 제2콘덴서(C2)로 구성된다. 이러한 제2저역통과필터(B)는 음(-)의 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 복조하여 부하의 타단으로 제공한다. 이때 AD 구동방식에서는 음(-)의 디지털 오디오 신호는 양(+)의 디지털 오디오 신호가 반전된 형태이다.

이와같이 디지털 오디오 증폭기에 사용되었던 복조장치(106)는 다수의 인덕터(L1,L2)를 구비하므로, 종래에는 다수의 인덕터로 인한 공간 차지의 문제와 가격문제, 디지털 오디오 증폭기 내의 발열 문제가 대두되었다. 이러한 디지털 오디오 증폭기 내의 발열문제에 대응하고자 종래에는 내열성이 높은 부품을 사용하거나 다수의 방열판을 구비하였는데, 이는 디지털 오디오 증폭기의 크기나 단가를 감소시킬 수 없게 하는 원인이 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 디지털 오디오 증폭기의 공간, 가격, 발열문제를 해소할 수 있는 디지털 오디오 증폭기의 복조장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 오디오 증폭기의 복조장치는 양(+)의 디지털 오디오 신호 입력단과 부하의 일단사이에 연결된 제1인덕터와, 상기 제1인덕터와 밀결합되며 음(-)의 디지털 오디오 신호 입력단과 상기 부하의 타단사이에 연결된 제2인덕터와, 상기 부하의 일단과 접지사이에 연결되어, 상기 제1인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제1콘덴서와, 상기 부하의 타단과 접지사이에 연결되어, 상기 제2인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제2콘덴서를 구비함을 특징으로 한다.

본 발명은 디지털 오디오 증폭기의 복조장치에 페어드(paired) 인덕터를 채용함으로써 디지털 오디오 증폭기내의 공간 및 발열을 최소화함과 아울러 가격도 낮출 수 있게 한다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 오디오 증폭기의 복조장치를 도 4를 참조하여 설명한다. 상기 복조장치(314)는 제3,제4저역통과필터(C,D)로 구성되며, 상기 제3저역통과필터(C)는 양(+)의 디지털 오디오 신호 입력단과 부하(324)의 일단사이에 연결되는 제3인덕터(316)와, 상기 부하(324)의 일단과 접지사이에 연결된 제3콘덴서(320)로 구성된다. 이러한 제3저역통과필터(C)는 양(+)의 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 복조하여 부하(324)의 일단으로 제공한다.

그리고 제4저역통과필터(D)는 음(-)의 디지털 오디오 신호 입력단과 부하(324)의 타단사이에 연결된 제4인덕터(318)와, 상기 부하(324)의 타단과 접지사이에 연결된 제4콘덴서(322)로 구성된다. 이러한 제4저역통과필터(D)는 음(-)의 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 복조하여 부하(324)의 타단으로 제공한다.

상기 제3저역통과필터(C)의 제3인덕터(316)와 상기 제4저역통과필터(D)의 제4인덕터(318)는 서로 다른 극성을 가지며, 권선수가 동일하다. 이러한 제3인덕터(316)와 제4인덕터(318)는 자기적으로는 충분히 밀결합된 상태이나, 회로적으로는 독립된 상태를 유지한다. 여기서, 권선수가 같은 독립된 두 개의 인덕터를 자기적으로 충분히 밀결합시킨 인덕터들을 페어드 인덕터라 칭한다.

이러한 자기적인 결합 형태의 페이어드 인덕터는 회로적으로는 독립되어 있지만 자기적인 결합으로 인하여, 독립된 인덕터 값의 2배와 같은 효과를 가지며, 이는 자기적인 결합 형태에 있어서 명확하다.

상기 페어드 인덕터는 이러한 효과로 인하여 두 개의 독립된 인덕터를 사용할 때와 동일한 인덕터를 사용할 시에는 권선수를 70%정도 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 발열도 감소된다.

상기 페어드 인덕터의 구조를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

상기 도 5에 도시한 페어드 인덕터는 일(日)자 형상의 자심의 중앙부분에 두 개의 권선을 감아 형성되고, 상기 도 6에 도시한 페어드 인덕터는 구(口)자 형상의 자심의 어느 한 부분에 두 개의 권선을 감아 형성된다. 이와같이 페어드 인덕터는 하나의 자심에 두 개의 권선을 감아 형성할 수 있으므로, 하나의 소자로 제조할 수 있다. 즉 페어드 인덕터인 제3인덕터(316) 및 제4인덕터(318)는 하나의 소자로 제조될 수 있다.

이와같이 본 발명은 두 개의 개별적인 인덕터를 하나의 페어드 인덕터로 대체함으로써, 인덕터로부터 발생하는 열을 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다수의 인덕터를 하나의 페어드 인덕터로 대체함으로써, 인덕터로 발생되는 열을 최소화할 수 있고, 또한 가격 및 부품 실장 면적도 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Claims

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양(+)의 디지털 오디오 신호와 음(-)의 디지털 오디오 신호가 반전된 형태의 AD 구동방식의 디지털 오디오 증폭기에 있어서,

양(+)의 디지털 오디오 신호 입력단과 부하의 일단사이에 연결된 제1인덕터와,

상기 제1인덕터와 밀결합되며 음(-)의 디지털 오디오 신호 입력단과 상기 부하의 타단사이에 연결된 제2인덕터와,

상기 부하의 일단과 접지사이에 연결되어, 상기 제1인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제1콘덴서와,

상기 부하의 타단과 접지사이에 연결되어, 상기 제2인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제2콘덴서를 구비하되,

상기 제1인덕터와 제2인덕터가 극성이 서로 반대이며 동일한 권선수를 가지며 자기적으로 밀결합된 페어드 인덕터이고, 상기 제1인덕터와 제2인덕터가 일(日)의 형상을 가진 자심의 중앙부분에 감긴 권선들임을 특징으로 하는 디지털 오디오 증폭기의 복조장치.
양(+)의 디지털 오디오 신호와 음(-)의 디지털 오디오 신호가 반전된 형태의 AD 구동방식의 디지털 오디오 증폭기에 있어서,

양(+)의 디지털 오디오 신호 입력단과 부하의 일단사이에 연결된 제1인덕터와,

상기 제1인덕터와 밀결합되며 음(-)의 디지털 오디오 신호 입력단과 상기 부하의 타단사이에 연결된 제2인덕터와,

상기 부하의 일단과 접지사이에 연결되어, 상기 제1인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제1콘덴서와,

상기 부하의 타단과 접지사이에 연결되어, 상기 제2인덕터와 결합하여 저역통과필터 기능을 수행하는 제2콘덴서를 구비하되,

상기 제1인덕터와 제2인덕터가 극성이 서로 반대이며 동일한 권선수를 가지며 자기적으로 밀결합된 페어드 인덕터이고, 상기 제1인덕터와 제2인덕터가 구(口)의 형상을 가진 자심의 일부분에 감긴 권선들임을 특징으로 하는 디지털 오디오 증폭기의 복조장치.