KR100602720B1 - 배경 잡음 제거 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 배경 잡음 제거 회로는, 정류 회로, 비교기 등의 간단한 회로를 추가함으로써, 배경 잡음을 완벽하게 제거하고, 이를 통하여 양질의 오디오 음향 특성을 구현할 수 있는 배경 잡음 제거 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 음원에 대한 원음신호를 생성하는 음원 발생부; 피드백 신호 생성부로부터의 피드백신호 입력 여부에 따라 상기 음원 발생부에서 생성한 원음신호에 이 피드백신호를 합성시키는 배경 잡음 제거부; 상기 배경 잡음 제거부에서 합성시킨 오디오신호를 반전시켜 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부에서 반전/증폭한 오디오신호의 포락선검파신호를 검출하고, 이 검출한 포락선검파신호의 레벨이 기 설정된 기준전압의 레벨보다 낮으면 상기 증폭부에서 출력하는 오디오신호를 조정하여 피드백신호로서 생성하는 상기 피드백 신호 생성부를 포함한다.
배경 잡음, 단말기, 반전 신호

Description

배경 잡음 제거 회로{CIRCUIT FOR REMOVING BACKGROUND NOISE}
도 1은 종래의 휴대용 단말기 오디오 재생 장치를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배경 잡음 제거 회로를 나타낸 블록도,
도 3a는 도 4의 배경 잡음 제거부를 나타낸 예시도,
도 3b는 도 4의 피드백 신호 생성부를 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 배경 잡음 제거 회로의 동작을 나타낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
210 : 음원 발생부 220 : 배경 잡음 제거부
230 : 증폭부 240 : 스피커부
250 : 피드백 신호 생성부
본 발명은 배경 잡음 제거 회로에 관한 것으로, 특히, 오디오 신호를 처리할 수 있는 휴대용 단말기에 있어서, 오디오 출력단의 원하지 않는 배경 잡음(Background Noise)을 제거할 수 있는 배경 잡음 제거 회로에 관한 것이다.
도 1은 종래의 휴대용 단말기 오디오 재생 장치를 나타낸 블록도로서, 이러한 종래의 휴대용 단말기 오디오 재생 장치는, 오디오의 음원을 생성하는 음원 발생부(110); 음원 발생부(110)의 출력 신호를 입력받아 전원 잡음과 같은 저주파 잡음을 제거하는 고역 필터(High Pass Filter ; HPF)(120); 고역 필터(120)의 출력 신호를 입력받아 고주파 잡음을 제거하는 저역 필터(Low Pass filter ; LPF)(130); 고역 필터(120)의 출력 신호를 입력받아 대역 통과 신호를 증폭하는 증폭기(140); 잡음 제거 및 증폭된 신호를 스피커(160)로 출력하는 스피커 구동부(150); 및 스피커 구동부(150)의 제어에 따라 사용자가 청취할 수 있는 오디오 신호를 출력하는 스피커(160)를 포함한다.
상술한 종래의 휴대용 단말기 오디오 재생 장치는, 고역 필터(HPF)(120)가 전원 잡음 등을 제거하고, 저역 필터(LPF)(130)가 고주파 잡음을 제거할 뿐 음향 배경 잡음을 제거하지 못하므로, 이러한 배경 잡음이 증폭기(140)로 더욱 증폭되어 오디오 음향 특성이 저하되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 정류 회로, 비교기 등의 간단한 회로를 추가함으로써, 배경 잡음을 완벽하게 제거하고, 이를 통하여 양질의 오디오 음향 특성을 구현할 수 있는 배경 잡음 제거 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배경 잡음 제거 회로는, 음원에 대한 원음신호를 생성하는 음원 발생부; 피드백 신호 생성부로부터의 피드백신호 입력 여부에 따라 상기 음원 발생부에서 생성한 원음신호에 이 피드백신호를 합성시키는 배경 잡음 제거부; 상기 배경 잡음 제거부에서 합성시킨 오디오신호를 반전시켜 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부에서 반전/증폭한 오디오신호의 포락선검파신호를 검출하고, 이 검출한 포락선검파신호의 레벨이 기 설정된 기준전압의 레벨보다 낮으면 상기 증폭부에서 출력하는 오디오신호를 조정하여 피드백신호로서 생성하는 상기 피드백 신호 생성부를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 배경 잡음 제거 회로는, 음원에 대한 원음신호를 생성하는 음원 발생부; 피드백 신호 생성부로부터의 피드백신호 입력 여부에 따라 상기 음원 발생부에서 생성한 원음신호에 이 피드백신호를 합성시키는 배경 잡음 제거부; 상기 배경 잡음 제거부에서 합성시킨 오디오신호를 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부에서 증폭한 오디오신호의 포락선검파신호를 검출하고, 이 검출한 포락선검파신호의 레벨이 기 설정된 기준전압의 레벨보다 낮으면 상기 증폭부에서 출력하는 오디오신호를 반전시켜 조정하여 피드백신호로서 생성하는 상기 피드백 신호 생성부를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 배경 잡음 제거 회로를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 배경 잡음 제거 회로는, 음원 발생부(210), 배경 잡음 제거부(220), 증폭부(230), 스피커부(240) 및 피드백 신호 생성부(250)를 포함한다.
음원 발생부(210)는, 오디오의 음원을 생성하고, 상기 음원을 후술하는 배경 잡음 제거부(220)로 출력하는 역할을 한다.
또한, 배경 잡음 제거부(220)는, 상기 음원 발생부(210)로부터 상기 음원을 입력받아 배경 잡음이 없는 경우에는 상기 음원을 후술하는 증폭부(230)로 그대로 전달하고, 배경 잡음이 있는 경우에는 피드백 신호와 상기 음원을 합성시켜 후술하는 증폭부(230)로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 배경 잡음이란 실생활에서 들을 수 있는 주위 소음 등을 말할 수도 있겠으나, 본 발명에서는 특히 단말 내부에서 발생되는 잡음, 즉 음원 발생부(210)에서 생성한 원음신호가 증폭부(230)를 거쳐 스피커부(240)를 통해 출력되는데 있어 회로 접지 등에 의해 상기 원음신호에 섞이는 잡음을 말한다. 예컨대, 본 발명에서는 이와 같은 잡음이 원음신호의 배경에 깔리는 점에 착안해 "배경 잡음"이라 호칭하는 것이다.
한편, 증폭부(230)는, 상기 배경 잡음 제거부(220)의 출력 신호를 입력받아 반전한 후, 후술하는 스피커부(240)를 구동할 수 있는 신호로 증폭하는 역할을 한다.
또한, 스피커부(240)는, 상기 증폭부(230)의 출력 신호를 처리하여 사용자가 청취할 수 있는 오디오 신호로서 출력하는 역할을 한다.
한편, 피드백 신호 생성부(250)는, 상기 증폭부(230)의 출력 신호를 입력받아 포락선 검파 신호를 감지하고, 상기 포락선 검파 신호의 레벨과 기준 전압의 레 벨을 비교하여 순수 배경 잡음 신호를 추출하며, 상기 순수 배경 잡음 신호를 처리하여 상기 피드백 신호를 생성하는 역할을 한다.
도 3a는 도 4의 배경 잡음 제거부(220)를 나타낸 예시도이고, 도 3b는 도 4의 피드백 신호 생성부(250)를 나타낸 예시도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.
상기 배경 잡음 제거부(220) 내에 장착된 혼합기(221)는, 상기 음원 발생부(210)로부터 상기 음원을 입력받고, 상기 음원과 상기 피드백 신호를 혼합하여 출력하는 역할을 한다.
또한, 상기 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 정류 회로(251)는, 상기 증폭부(230)의 출력 신호를 입력받아 상기 포락선 검파 신호를 검출하는 역할을 한다.
한편, 상기 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 비교부(252)는, 반전 단자로 상기 포락선 검파 신호를 입력받고, 비반전 단자로 상기 기준 전압(VREF)을 인가받으며, 상기 포락선 검파 신호의 레벨과 상기 기준 전압(VREF)의 레벨을 비교한 결과에 의하여 스위치 제어 신호를 생성하는 역할을 한다.
또한, 상기 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 스위치(253)는, 상기 비교부(252)로부터 상기 스위치 제어 신호를 입력받고, 상기 스위치 제어 신호의 연결 제어에 따라 상기 증폭부(230)의 출력 신호의 일정 구간을 상기 순수 배경 잡음 신호로서 도통/차단하는 역할을 한다.
한편, 상기 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 감쇄부(254)는, 상기 스위치(253)를 통하여 입력된 신호를 감쇄하여 상기 피드백 신호를 생성하고, 상기 피드백 신호를 상기 혼합기(221)로 출력하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 배경 잡음 제거 회로의 동작을 나타낸 그래프로서, 이를 참조하여 본 발명의 배경 잡음 제거 회로의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 음원 발생부(210)에서 오디오의 음원(A)을 생성한다. 여기서, 음원 발생부(210)는 MSM(Mobile Station Modem) 내의 코덱, 멜로디 IC, 미디어 플레이어와 같은 오디오 신호를 발생시키는 장치를 말한다.
그 후, 증폭부(230)에서 배경 잡음 제거부(220)를 통과한 출력 신호(A)를 입력받아 반전한 후, 스피커부(240)를 구동할 수 있는 신호(C)로 증폭하게 된다. 이 때, 증폭부(230)는 반전 증폭기를 사용하는 것이 바람직하나, 비반전 증폭기를 사용하는 경우에는 배경 잡음 제거부(220) 등에서 신호가 반전되어야 한다.
그 후, 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 정류 회로(251)는, 증폭부(230)의 출력 신호를 입력받아 포락선 검파 신호(D)를 검출하고, 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 비교부(252)는, 반전 단자로 포락선 검파 신호를 입력받고, 비반전 단자로 기준 전압(VREF)을 인가받으며, 포락선 검파 신호의 레벨과 기준 전압(VREF)의 레벨을 비교한 결과, 포락선 검파 신호의 레벨이 높으면 스위치(253)를 턴오프시키는 스위치 제어 신호(E)를 생성하고, 기준 전압의 레벨이 높으면 스위치(253)를 턴온시키는 스위치 제어 신호(E)를 생성한다.
이 때, 포락선 검파 신호를 검출해보면 원하는 신호와 배경 잡음 간의 레벨 차이가 발생하게 되며, 대개 원하는 신호의 레벨이 배경 잡음의 레벨에 비해 크다. 여기서, 기준 전압(VREF)은 증폭부(230)의 이득에 따라 조정되며, 일반적으로 증폭부(230)의 이득이 크게 되면 기준 전압(VREF)도 높게 설정되어야 한다.
그 후, 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 스위치(253)는, 스위치 제어 신호(E)를 입력받고, 스위치 제어 신호의 연결 제어에 따라 증폭부(230)의 출력 신호의 일정 구간을 순수 배경 잡음 신호(F)로서 도통/차단한다.
그 후, 피드백 신호 생성부(250) 내에 장착된 감쇄부(254)는, 스위치(253)를 통하여 입력된 신호(F)를 감쇄하여 피드백 신호(G)를 생성한다. 여기서, 감쇄 정도는 증폭 전 배경 잡음의 크기에 맞도록 조정될 수 있다.
그 후, 배경 잡음 제거부(220)는, 피드백 신호와 음원을 합성하고, 증폭부(230)는, 이러한 배경 잡음 제거부(220)의 출력 신호(B)를 입력받아 반전한 후, 스피커부(240)를 구동할 수 있는 신호로 증폭한다.
최종적으로, 스피커부(240)는, 증폭부(230)의 출력 신호를 처리하여 사용자가 청취할 수 있는 오디오 신호로서 출력한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 휴대용 단말기에 있어서, 정류 회로, 비교기 등의 간단한 회로를 추가함으로써, 배경 잡음을 완벽하게 제거하고, 이를 통하여 양질의 오디오 음향 특성을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 휴대용 단말기 뿐만이 아니라, 음향 배경 잡음이 있는 모든 음향 시스템에 적용할 수 있는 일반성을 갖는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 음원에 대한 원음신호를 생성하는 음원 발생부;
    피드백 신호 생성부로부터의 피드백신호 입력 여부에 따라 상기 음원 발생부에서 생성한 원음신호에 이 피드백신호를 합성시키는 배경 잡음 제거부;
    상기 배경 잡음 제거부에서 합성시킨 오디오신호를 반전시켜 증폭하는 증폭부; 및
    상기 증폭부에서 반전/증폭한 오디오신호의 포락선검파신호를 검출하고, 이 검출한 포락선검파신호의 레벨이 기 설정된 기준전압의 레벨보다 낮으면 상기 증폭부에서 출력하는 오디오신호를 조정하여 피드백신호로서 생성하는 상기 피드백 신호 생성부
    를 포함하는 배경 잡음 제거 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배경 잡음 제거부는,
    상기 음원 발생부로부터 입력되는 원음신호와 상기 피드백 신호 생성부로부터 입력되는 피드백신호를 혼합하여 출력하는 혼합기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배경 잡음 제거 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드백 신호 생성부는,
    상기 증폭부로부터 입력되는 오디오신호의 포락선검파신호를 검출하는 정류 회로;
    반전 단자에 입력된 상기 포락선검파신호의 레벨과 비반전 단자에 입력된 상기 기준전압의 레벨을 비교하고서, 이 비교 결과로, 포락선검파신호의 레벨이 기준전압의 레벨보다 낮으면 스위칭온제어신호를 생성하고, 포락선검파신호의 레벨이 기준전압의 레벨보다 높으면 스위칭오프제어신호를 생성하는 비교기;
    상기 비교기로부터 입력되는 스위칭온제어신호에 따라 상기 증폭부에서 출력하는 오디오신호를 감쇄기로 전달하는 스위치; 및
    상기 스위치로부터 전달받은 오디오신호를 감쇄시켜 피드백신호로서 생성하여 상기 배경 잡음 제거부로 출력하는 감쇄기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배경 잡음 제거 회로.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준전압은 상기 증폭기의 이득에 비례하여 조정되는 것을 특징으로 하는 배경 잡음 제거 회로.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 감쇄기는 상기 증폭기의 증폭 이득에 반비례하여 감쇄 정도가 결정되는 것을 특징으로 하는 배경 잡음 제거 회로.
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