KR100615518B1

KR100615518B1 - 이동통신 단말기에서 이어폰 잭을 통해 입력되는 고주파신호를 차단하기 위한 장치

Info

Publication number: KR100615518B1
Application number: KR1020040109123A
Authority: KR
Inventors: 이유철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-08-25
Also published as: KR20060070601A

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 4극 잭 장치에 관한 것으로, 외부 장치의 플러그가 상기 4극 잭에 삽입될시, 상기 플러그의 마이크 영역과 접속되는 1번 핀과, 상기 1번 핀과 연결되는 상기 단말기의 이어마이크 단자(EAR_MIC+)와, 상기 1번 핀과 상기 이어마이크 단자 사이에 연결되는 저주파통과필터를 포함하며, 상기 저주파통과필터에 의해 상기 아이마이크 단자로 입력되는 고주파 신호를 필터링하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은 표준 4극 이어폰 플러그와 4극 이어폰 잭의 구조적인 한계를 유지하면서 상기 4극 이어폰 잭에 고주파, 고전력의 어플리케이션을 채용하더라도 해당 디바이스로 출력된 음향신호가 마이크 단자로 전달되는 것을 차단하기 때문에, 이동통신 단말기의 비정상 동작을 막을 수 있는 이점이 있다.

4극 이어폰 플러그, 4극 이어폰 잭, 외부스피커, 저주파통과필터, LPF

Description

이동통신 단말기에서 이어폰 잭을 통해 입력되는 고주파 신호를 차단하기 위한 장치{APPARATUS FOR CUTTING HIGH FREQUENCY INPUT SIGNAL THROUGH EARPHONE JACK IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도 1은 이동통신 단말기와 이어마이크로폰을 도시하는 도면,

도 2는 이동통신 단말기에 이어폰 잭에 이어폰 플러그가 체결된 상태를 도시하는 도면,

도 3은 이동통신 단말기에 구비되어 있는 4극 이어폰 잭의 회로를 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에 구비된 디지털 오디오 엠프의 회로를 도시하는 도면, 및

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서의 4극 이어폰 잭의 회로를 도시하는 도면.

본 발명은 이동통신 단말기에서 4극 이어폰 잭 장치에 관한 것으로, 특히 외부로부터 4극 이어폰 잭을 통해 입력되는 고주파 신호로 차단하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기에 사용되는 이어폰 잭은 모노(mono) 음원을 출력 시 2극을 사용하며, 스테레오 음원을 출력해야 할 때는 3극을 사용하나 최근에는 다기능화된 4극 잭이 보편화되고 있는 실정이다. 이러한 이어폰 잭은 스테레오 출력기능 이외에도 외부의 리모콘으로부터 음향기기를 제어하기 위한 기능을 수행하거나, 외부의 마이크와 연결하기 위한 용도가 부가된다.

도 1은 이동통신 단말기와 이어마이크로폰(또는 이어폰) 장치의 연결관계를 도시하는 도면이다.

도시된 바와 같이, 이어마이크로폰(103)의 4극 이어폰 플러그(104)는 이동통신 단말기(101)의 4극 이어폰 플러그(104)에 삽입된다. 이와 같이, 상기 이어마이크로폰(103)을 상기 이동통신 단말기(101)의 이어폰 잭(102)에 삽입하면, 상기 이어마이크로폰(103)의 4극 플러그(104)의 4개의 영역들과 상기 이어폰 잭(102)의 4개의 단자들이 서로 접속된다. 사용자는 이어마이크로폰(103)을 이용하여 핸드프리(hand free)로 통화를 할 수 있다.

도 2는 이동통신 단말기에서 이어폰 잭(jack)에 이어폰 플러그(plug)가 체결된 상태를 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 4극 이어폰 플러그(104)는 4개의 영역으로 구분된다. 검정색띠(도면에서는 사선으로 표시)로 각 영역을 구분하며, 구체적으로 마이크 영역 (EAR_MIC)(201), 이어레프트 영역(EAR_LEFT)(202), 이어라이트 영역(EAR_RIGHT)(203), 접지 영역(EAR_GND)(204)을 구분한다.

상기 4극 이어폰 잭(102)은 4개의 단자 즉, 이어마이크단자(EAR_MIC+)(205), 이어레프트단자(EAR_LEFT)(206), 이어라이트단자(EAR_RIGHT)(미도시), 접지단자(GND)(미도시)로 구성된다. 상기 4극 이어폰 잭(102)의 4개의 단자는 상하좌우에 위치하는데, 설명의 편의를 위해 이어레프트단자(EAR_LEFT)(206)와 이어마이크단자(EAR_MIC+)(205)가 보이는 단면도를 도시한 것이다.

상기 4극 이어폰 플러그(103)가 상기 4극 이어폰 잭(102)에 삽입되면, 플러그(104)의 마이크 영역(201)은 상기 4극 이어폰 잭(102)의 마이크단자(EAR_MIC+)(205)에 접속되며, 이러한 접속에 의해 이어폰의 마이크를 통해 입력되는 음향신호가 이동통신 단말기의 음성처리부(미도시)로 인가된다.

상기 4극 이어폰 플러그(103)가 상기 4극 이어폰 잭(102)에 삽입되면, 이어레프트 영역(EAR_LEFT)(202)은 상기 4극 이어폰 잭(102)의 이어레프트단자(EAR_LEFT)(206)에 접속되며, 이러한 접속에 의해 이동통신 단말기로부터의 음향신호가 이어폰의 좌측 스피커로 출력된다.

상기 4극 이어폰 플러그(103)가 상기 4극 이어폰 잭(102)에 삽입되면, 이어라이트 영역(EAR_RIGHT)(203)은 상기 4극 이어폰 잭(102)의 이어라이트단자(EAR_RIGHT)(205)에 접속되며, 이러한 접속에 의해 상기 이동통신 단말기로부터의 음향신호가 이어폰의 우측 스피커로 출력한다.

상기 4극 이어폰 플러그(103)가 상기 4극 이어폰 잭(102)에 삽입되면, 접지 영역(EAR_GND)(202)은 상기 4극 이어폰 잭(102)의 접지단자(GND)(206)에 접속되어 접지된다.

한편, 상기 4극 이어폰 플러기(103)가 상기 4극 이어폰 잭(102)에 삽입되면, 4극 이어폰 플러그(103)의 마이크 영역(EAR_MIC)(201)이 상기 이어레프트단자(EAR_LEFT)(206)와 구조적으로 단락된다. 이와 같이, 상기 마이크 영역(201)과 상기 이어레프트단자(206)가 단락되면, 이동통신단말기로부터 이어폰으로 출력되는 음향신호가 다시 마이크단자(201)를 통해 되돌아오게 된다. 일반적인 이어폰을 사용할 경우 이어폰으로 출력되는 음향신호는 대략 1.02KHz, 3dBm, 정현파이기 때문에 마이크단자(EAR_MIC+)(201)를 통해 되돌아와도 단말기에 영향을 미치지 않는다. 그러나, 외부 스피커를 이어폰 잭에 삽입하여 사용하게 되면, 외부 장치(예: 외부 스피커)로 출력되는 음향신호가 대략 400KHz, 30dBm 이상의 구형파이므로, 마이크단자(EAR_MIC+)(205)를 통해 되돌아오는 고주파 신호에 의해 단말기가 오동작(예: 리셋(reset))을 일으키는 문제점이 있다. 이에 대해 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 종래기술에 따른 이동통신 단말기에 구비되어 있는 4극 이어폰 잭(102)의 회로를 도시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 4극 이어폰 플러그(104)가 4극 이어폰 잭(102)에 삽입되어 연결되면, 4극 이어폰 잭 회로의 1번핀은 마이크단자(EAR_MIC+)(301)로써, 4극 이어폰 플러그의 마이크 영역(EAR_MIC)(201)과 접속된다. 예를 들어, 이어마이크로폰(103)을 사용할 경 마이크를 통해 입력되는 음향신호가 상기 마이크 단자 (EAR_MIC+)(301)를 통해 단말기로 입력된다. 또한 리모콘으로 사용할 경우에는 제어신호가 입력되기도 한다. 1번핀과 상기 마이크단자(EAR_MIC+)(301) 사이에 병렬 연결되어 있는 캐패시터(C216)(300)는 노이즈(Noise)제거용으로 사용된다.

2번핀은 이어레프트단자(EAR_LEFT)(302)로써, 4극 이어폰 플러그의 이어레프트 영역(EAR_LEFT)(202)과 접속하여 음향 신호를 이어폰의 좌측(EAR_LEFT) 스피커에 제공한다. 이어폰이 단말기에 체결되면, 구조적으로 이어레프트단자(302)와 이어마이크단자(EAR_MIC+)가 단락되어, 상기 음향신호가 이어마이크단자(EAR_MIC+)(301)로도 인가된다. 저주파 신호일 경우에는 이동통신 단말기에 영향을 주지 않지만, 400KHz의 이상의 고주파 신호는 상기 이동통신 단말기의 오동작을 유발시킨다.

3번핀은 이어라이트단자(EAR_RIGHT)(303)로써, 4극 이어폰 플러그의 이어라이트단(EAR_RIGHT)(203)과 접속하여 음향 신호를 이어폰의 우측(EAR_RIGHT) 스피커에 제공한다.

4번핀과 5번핀은 구동단자(EAR_REF)(304)로써, 상기 이동통신 단말기의 4극 이어폰 잭과 4극 이어폰 플러그 체결유무에 따른 외부 음향기기를 구동하거나 이동통신 단말기에 구비되어 있는 스피커를 구동시킨다. 즉, 4극 이어폰 잭과 4극 이어폰 플러그가 분리되어 있을 경우, 4번핀(EAR_REF)은 1번핀과, 5번핀(EAR_REF)은 2번핀과 전기적으로 연결상태를 갖는다. 상기와 같은 상태에서는 상기 이동통신 단말기에 구비되어 있는 스피커(미도시)를 구동시킨다.

만일 상기 이동통신 단말기에서 4극 이어폰 플러그가 4극 이어폰 잭에 삽입 되어 연결되면, 4번핀은 1번핀과, 5번핀은 2번핀과 전기적으로 연결되지 않는 상태가 된다. 상기와 같은 상태에서는 상기 이동통신 단말기와 연결된 외부 음향기기가 구동된다. 외부 음향기기에는 이어폰(미도시), 이어마이크로폰(미도시), 외부 스피커(미도시) 등이 있다.

외부기기감지단자(EXTERNAL_DET)(305)는 1번핀(마이크단자(EAR_MIC+)(301))과 연결되어 4극 이어폰 플러그를 사용하는 외부장치의 체결유무에 따른 신호를 제어부(미도시)에 제공한다.

6번핀은 접지(ground)와 연결된다.

상술한 바와 같아. 4극 이어폰 플러그이 단말기의 이어폰 잭에 체결되면, 구조적으로 이어레프트단자(302)와 이어마이크단자(EAR_MIC+)(301)가 단락되어, 상기 음향신호가 이어마이크단자(EAR_MIC+)(301)로도 인가된다. 이어폰 사용 시, 1.02KHz, 3dBm 음향신호가 이어폰으로 출력되기 때문에 마이크단자(EAR_MIC+)(201)에 인가되어도 단말기에 영향을 미치지 않는다. 그러나, 외부 스피커 장치가 체결되면, 400KHz, 30dBm 이상의 음향신호가 다시 마이크단자(EAR_MIC+)(205)를 통해 되돌아오기 때문에, 이러한 고주파 신호에 의해 이동통신 단말기가 오동작을 일으키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신 단말기에서 이어폰 잭에 고주파를 요하는 외부 장치가 체결될 시, 상기 이동통신 단말기의 오동작을 방지하기 위한 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 단말기에서 4극 잭 장치가, 외부 장치의 플러그가 상기 4극 잭에 삽입될시, 상기 플러그의 마이크 영역과 접속되는 1번 핀과, 상기 1번 핀과 연결되는 상기 단말기의 이어마이크 단자(EAR_MIC+)와, 상기 1번 핀과 상기 이어마이크 단자 사이에 연결되는 저주파통과필터를 포함하며, 상기 저주파통과필터에 의해 상기 아이마이크 단자로 입력되는 고주파 신호를 필터링하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 저주파통과필터는, 상기 1번핀과 상기 이어마이크 단자 사이에 직렬로 연결되는 저항과, 상기 저항의 일단과 접지 사이에 연결되는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 이동통신 단말기에서 이어폰 잭에 고주파를 요하는 외부 장치 체결될 시, 상기 이동통신 단말기의 오동작을 방지하기 위한 방안에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 구비되는 디지털 오디오 엠프의 회로를 도시하는 도면이다. 상기 디지털 오디오 앰프는 외부 스피커를 구동시키기 위한 앰프로서, 400KHz, 30dBm 이상의 음향신호를 출력한다.

도 4를 참조하면, 이어레프트단자(EAR_LEFT)(401)를 통해 좌측 스피커에 해당하는 신호가 입력된다. 이어라이트단자(EAR_RIGHT)(402)를 통해 우측 스피커에 해당하는 호가 입력된다.

디지털엠프(403)는 상기 이어레프트단자(EAR_LEFT)(401)와 이어라이트(EAR_RIGHT)(402)를 통해 입력되는 디지털 신호를 입력받아 400Khz, 30dBm의 아날로그 음향신호를 출력한다. 일반적으로 상기 디지털엠프(403)은 U208_SAP0D1 IC칩을 사용한다.

음향신호출력단자(EAR_R)(404)는 상기 디지털엠프(403)에서 출력한 고주파, 고전력 음향신호를 상기 이동통신 단말기에 구비되어 있는 상기 4극 이어폰 잭에 인가한다.

외부스피커구동단자(EXTERNAL_ON)(405)는 외부 스피커 접속유무에 따라 상기 이동통신 단말기의 제어부(미도시)로부터 제어신호를 인가 받는다. 외부스피커가 상기 이동통신 단말기에 체결되어 있으면 상기 제어부로부터 On신호를 인가받아, 디지털엠프(403)를 구동시키고, 그렇지 않으면 상기 디지털엠프(403)는 구동되지 않는다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서의 4극 이어폰 잭의 회로를 도시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 4극 이어폰 플러그가 4극 이어폰 잭에 삽입되어 연결되면, 4극 이어폰 잭 회로의 1번핀은 마이크단자(EAR_MIC+)(501)로써, 4극 이어폰 플러그의 마이크 영역(EAR_MIC)과 접속된다. 예를 들어, 이어마이크로폰을 사용할 경우 마이크를 통해 입력되는 음향신호가 상기 마이크 단자(EAR_MIC+)(501)를 통해 단말기로 입력된다. 또한 리모콘으로 사용할 경우에는 제어신호가 입력되기도 한다.

한편, 본 발명에 따라 상기 1번핀과 상기 마이크 단자(501) 사이에 저항(500)을 연결하고, 상기 저항(500)과 병렬로 캐패시터(C216)(507)를 연결한다. 상기 저항(500)과 상기 캐패시터(507)은 본 발명에 따라 저주파 통과 필터(LPF)로 동작하여 마이크단자(501)로 입력되는 고주파 신호를 필터링한다. 즉, 외부 스피커 장치 체결시, 마이크단자(501)로 입력되는 고주파 신호에 의해 단말기가 오동작하는 문제점을 해결한다.

2번핀은 이어레프트단자(EAR_LEFT)(502)로써, 4극 이어폰 플러그의 이어레프트단(EAR_LEFT)(202)과 접속하여 음향 신호를 이어폰의 좌측(EAR_LEFT) 스피커로 제공한다. 3번핀은 이어라이트단자(EAR_RIGHT)(503)로써, 4극 이어폰 플러그의 이어라이트단(EAR_RIGHT)(203)과 접속하여 음향 신호를 이어폰의 우측(EAR_RIGHT) 스피커로 제공한다.

4번핀과 5번핀은 구동단자(EAR_REF)(504)로써, 상기 이동통신 단말기의 4극 이어폰 잭과 4극 이어폰 플러그 체결 유무에 따라 외부 음향기기를 구동하거나 이동통신 단말기에 구비되어 있는 스피커를 구동시킨다. 즉, 4극 이어폰 잭과 4극 이어폰 플러그가 분리되어 있을 경우, 4번핀(EAR_REF)은 1번핀과, 5번핀(EAR_REF)은 2번핀과 전기적으로 연결상태를 갖는다. 상기와 같은 상태에서는 상기 이동통신 단 말기에 구비되어 있는 스피커(미도시)를 구동시킨다. 만일 상기 이동통신 단말기에서 4극 이어폰 플러그가 4극 이어폰 잭에 삽입되어 연결되면, 4번핀은 1번핀과, 5번핀은 2번핀과 전기적으로 연결되지 않는 상태가 된다. 상기와 같은 상태에서는 상기 이동통신 단말기와 연결된 외부 음향기기가 구동된다.

외부기기감지단자(EXTERNAL_DET)(505)는 1번핀(마이크단자(EAR_MIC+)(501))과 연결되어 있어서, 4극 이어폰 플러그를 사용하는 외부장치가 이동통신 단말기에 체결유무에 따른 신호를 제어부(미도시)에 제공한다. 한편, 6번핀은 접지(ground)에 연결된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 4극 이어폰 잭 회로의 1번핀과 마이크단자(EAR_MIC+)(501)사이에 저주파 통과필터를 구현하기 위한 저항(500)을 기존의 캐패시터(507)와 병렬이 되도록 연결한다. 이와 같이, 종래 노이즈(Noise)제거용으로 사용되던 캐패시터(C216)(200)에 저항을 병렬로 연결하여 RC 저주파 통과필터(LPF: Low Pass Filter)를 구현한다.

즉, 400KHz 이상의 고주파 음향신호를 이어레프트단자(EAR_LEFT)(502)를 통해 출력할 경우, 이어마이크단자(EAR_MIC+)(501)로 되돌아오는 고주파 신호를 본 발명에 따른 RC 저주파 통과 필터(LPF: Low Pass Filter)를 통해 제거한다.

본 발명에 따른 RC 저주파 통과 필터의 저항값은 하기 <수학식 1>에 의해서 산출될수 있다.

상기 수학식1의 f는 마이크단자(EAR_MIC+)(501)로 되돌아와 상기 이동통신 단말기 오동작에 영향을 줄 수 있는 고주파 신호 중 최소값에 해당하는 주파수 값으로, 본 발명의 실시예에서는 400KHz로 가정하기로 한다. C는 마이크단자(EAR_MIC+)(501)의 노이즈 제거용으로 사용되던 캐패시터(C216)(506)의 용량 값으로, 본 발명의 실시예에서는 100nF로 가정한다. 따라서 본 발명에 따른 저항값은 3.98Ω이 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 외부 스피커 장치 체결시, 마이크단자(EAR_MIC+)(501)로 되돌아오는 고주파신호를 RC 저주파 통과필터에 의해 필터링하여 이동통신 단말기의 오동작을 방지하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라, 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 표준 4극 이어폰 플러그와 4극 이어폰 잭의 구 조적인 한계를 유지하면서 상기 4극 이어폰 잭에 고주파, 고전력의 어플리케이션을 채용하더라도 해당 디바이스로 출력된 음향신호가 마이크 단자로 전달되는 것을 차단하기 때문에, 이동통신 단말기의 비정상 동작을 막을 수 있는 이점이 있다.

Claims

이동통신 단말기에서 4극 잭 장치에 있어서,

외부 장치의 플러그가 상기 4극 잭에 삽입될시, 상기 플러그의 마이크 영역과 접속되는 1번 핀과,

상기 1번 핀과 연결되는 상기 단말기의 이어마이크 단자(EAR_MIC+)와,

상기 1번 핀과 상기 이어마이크 단자 사이에 연결되는 저주파통과필터를 포함하며,

상기 저주파통과필터에 의해 상기 아이마이크 단자로 입력되는 고주파 신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 저주파통과필터는,

상기 1번핀과 상기 이어마이크 단자 사이에 직렬로 연결되는 저항과,

상기 저항의 일단과 접지 사이에 연결되는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,

상기 저항값 R은 하기 수학식 2와 같이 산출되는 것을 특징으로 하는 장치.

여기서, 상기 f는 상기 이동통신 단말기 오동작에 영향을 줄 수 있는 고주파 신호 중 최소에 해당하는 주파수 값을 나타내고, 상기 C는 상기 캐패시터 용량을 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 외부 장치는 고주파/고출력을 요구하는 외부 스피커 장치인 것을 특징으로 하는 장치.