KR100626987B1 - A headphone driver and the method for driving the driver - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인덕터나 커패시터를 사용하지 않는 헤드폰 드라이버 및 헤드폰 드라이버 구동방법에 대하여 개시한다. 상기 헤드폰 드라이버는, 3개의 드라이버만으로 구성되며, 각 드라이버의 입력단자에 인가되는 신호들의 듀티 사이클을 동일하게 함으로서, 인덕터나 커패시터를 사용하지 않으면서도 헤드폰을 구동하는 기능을 수행한다. 상기 헤드폰 드라이버 구동방법은, 변조기준신호 및 재생신호에 펄스 폭 변조를 수행하여 얻은 2개의 변조신호를 이용하여 헤드폰 드라이버를 구동시키며, 상기 2개의 변조신호 및 상기 변조기준신호의 듀티 사이클은 동일하고 상기 2개의 변조신호 및 상기 변조기준신호의 위상은 서로 일치하지 않도록 함으로서 헤드폰 드라이버의 동작 중 발생할 수 있는 잡음을 억제시킨다. The present invention discloses a headphone driver and a headphone driver driving method that do not use an inductor or a capacitor. The headphone driver is composed of only three drivers, and by equalizing the duty cycle of the signals applied to the input terminal of each driver, the headphone driver functions to drive the headphones without using an inductor or a capacitor. In the headphone driver driving method, a headphone driver is driven using two modulation signals obtained by performing pulse width modulation on a modulation reference signal and a reproduction signal, and the duty cycles of the two modulation signals and the modulation reference signal are the same. The phases of the two modulation signals and the modulation reference signal do not coincide with each other to suppress noise that may occur during operation of the headphone driver.
3단자 스테레오 헤드폰, 펄스 폭 변조, 위상차, 팝 잡음 3-terminal stereo headphones, pulse width modulation, phase difference, pop noise
Description
도 1은 종래의 3단자 스테레오 헤드폰에 적용되는 단일 전원을 사용하는 헤드폰 드라이버의 실시 예이다. 1 is an embodiment of a headphone driver using a single power source applied to a conventional three-terminal stereo headphones.
도 2는 종래의 3단자 스테레오 헤드폰에 적용되는 하프 전원을 추가로 사용하는 헤드폰 드라이버의 실시 예이다. 2 is an embodiment of a headphone driver that additionally uses a half power applied to conventional three-terminal stereo headphones.
도 3은 도 1에 도시된 LC 필터의 내부 회로도이다. FIG. 3 is an internal circuit diagram of the LC filter shown in FIG. 1.
도 4는 도 1에 도시된 RC 필터의 내부 회로도이다. 4 is an internal circuit diagram of the RC filter shown in FIG. 1.
도 5는 도 2에 도시된 LC 필터의 내부 회로도이다. FIG. 5 is an internal circuit diagram of the LC filter shown in FIG. 2.
도 6은 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버의 회로도이다. 6 is a circuit diagram of a headphone driver according to the present invention.
도 7은 스테레오 입력 신호가 무음이어서 2개의 변조 신호로 50%의 듀티(Half Duty)를 가지는 구형파 신호가 인가되는 경우, 도 1의 내부 노드들에 대한 파형도(Waveform Diagram)이다. FIG. 7 is a waveform diagram of internal nodes of FIG. 1 when a stereo input signal is silent and a square wave signal having a 50% duty is applied to two modulation signals.
도 8은 재생되는 음원이 없는 경우의 도 6에 도시된 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버의 내부 노드들에 대한 파형도이다. FIG. 8 is a waveform diagram of internal nodes of a headphone driver according to the present invention shown in FIG. 6 when no sound source is reproduced.
도 9는 재생되는 음원이 존재하는 경우의 도 6에 도시된 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버의 내부 노드들에 대한 파형도이다. 9 is a waveform diagram of internal nodes of a headphone driver according to the present invention shown in FIG. 6 when there is a sound source to be reproduced.
도 10은 기준신호(PWM_REF)의 파형에 비하여 일정한 위상 차이가 나는 2개의 변조된 신호(PWM1, PWM2)가 입력될 때 도 6의 내부 노드들에 대한 파형도이다. FIG. 10 is a waveform diagram of the internal nodes of FIG. 6 when two modulated signals PWM1 and PWM2 having a constant phase difference compared to the waveform of the reference signal PWM_REF are input.
본 발명은 3단자 헤드폰 드라이버에 관한 것으로, 특히 인덕터(Inductor)나 커패시터(Capacitor)를 사용하지 않으며 팝 잡음(Pop Noise)이 발생하지 않는 헤드폰 드라이버(Headphone Driver) 및 헤드폰 드라이버의 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a three-terminal headphone driver, and more particularly, to a headphone driver and a method of driving a headphone driver that do not use an inductor or a capacitor and do not generate pop noise. .
음원을 모노(Mono)로 재생하는 경우보다 스테레오(Stereo)로 재생하면 소리가 더욱 풍부하기 들리기 때문에, 음악 신호를 헤드폰으로 재생하는 경우도 2개의 재생장치를 이용하여 스테레오 형태로 재생하는 것이 일반적이다. 재생하고자 하는 신호는 여러 가지의 변조(Modulation) 방법, 예를 들면, 재생신호의 폭(Width)을 변조하는 PWM(Pulse Width Modulation)으로 변환시킨 후 스위칭(Switching) 증폭하여 출력한다. Since sound is more abundant when played in stereo than when playing a sound source in mono, it is common to play a music signal in stereo form using two playback devices when playing music signals with headphones. . The signal to be reproduced is converted into various modulation methods, for example, PWM (Pulse Width Modulation), which modulates the width of the reproduction signal, and then switched and amplified and output.
스테레오 음원을 PWM 방식을 이용하여 증폭, 재생시키기 위해서 먼저 스테레오 입력신호를 각각 변조시켜 서로 다른 2개의 펄스 폭 변조 신호를 생성시킨다. 생성된 2개의 변조신호를 각각 증폭 시키고, 증폭된 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거한 후, DC 커플링(Direct Current Coupling)을 수행함으로써 스테레오 신호가 생성시킨다. 상기의 과정을 통하여 생성된 스테레오 신호는 스피커, 헤드폰 또는 이어폰을 통하여 직접 재생될 수 있다. In order to amplify and reproduce a stereo sound source using a PWM method, first, a stereo input signal is modulated to generate two different pulse width modulated signals. After amplifying the two generated modulation signals, removing the high frequency noise included in the amplified signal, and performing a DC coupling (Direct Current Coupling) to generate a stereo signal. Stereo signals generated through the above process can be directly reproduced through a speaker, headphones or earphones.
도 1은 종래의 3단자 스테레오 헤드폰에 적용되는 단일 전원을 사용하는 헤드폰 드라이버의 실시 예이다. 1 is an embodiment of a headphone driver using a single power source applied to a conventional three-terminal stereo headphones.
도 1을 참조하면, 상기 헤드폰 드라이버(100)는, 드라이버(101, 111), LC 필터(102, 112) 및 RC 필터(103, 113)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the
상기 드라이버(101, 111)는 재생하고자 하는 음원(미도시)을 각각 펄스 폭 변조시킨 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)를 각각 증폭한다. 상기 드라이버(101, 111)는 구동능력이 큰 인버터(Inverter)를 사용하는 것이 일반적이다. 상기 LC 필터(102, 112)는 증폭된 각각의 변조신호들(PWM1, PWM2)에 포함된 고주파 잡음을 제거한다. 상기 RC 필터(103, 113)는 고주파 잡음이 제거된 변조신호들(PWM1, PWM2)에 포함된 직류(DC) 성분을 제거한다. The
일반적으로 펄스 폭 변조된 구형파 신호는 상기 변조 신호의 주파수의 배수에 해당하는 고주파 성분(Harmonics components)이 존재하고, 신호 처리 측면에서 보면 이러한 고주파 성분은 잡음으로 작용한다. 따라서 변조된 구형파 신호는 저역 통과 필터(Low Pass Filter) 또는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 이용하여 고주파 잡음이 제거되어야 하고, 저항(R)과 커패시터(C)를 이용하여 구현되는 RC 필터 또는 인덕터(L)와 커패시터(C)를 이용하여 구현되는 LC 필터가 이러한 기능을 수행한다. In general, a pulse width modulated square wave signal has harmonics components corresponding to multiples of the frequency of the modulated signal. In terms of signal processing, these high frequency components act as noise. Therefore, the modulated square wave signal should be removed with a high frequency noise using a low pass filter or a band pass filter, and an RC filter implemented using a resistor (R) and a capacitor (C). An LC filter implemented using an inductor (L) and a capacitor (C) performs this function.
요약하면, 상기 헤드폰 드라이버(100)는 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)를 증폭한 후, 고주파 잡음 제거 및 DC 성분을 제거시킨 신호를 스테레오 헤드폰 잭(120)에 전달한다. 이 때 3단자 스테레오 헤드폰 잭(120)에는 상기 변조된 2개의 신 호(PWM1, PWM2) 외에 기준전압(GND)도 같이 제공된다. In summary, the
도 3은 도 1에 도시된 LC 필터(102, 112)의 내부 회로도이다. 3 is an internal circuit diagram of the
도 4는 도 1에 도시된 RC 필터(103, 113)의 내부 회로도이다. 4 is an internal circuit diagram of the
도 3 및 도 4에 도시된 필터의 구성 및 동작은 회로 설계자에게 일반적으로 알려진 회로이므로 이에 대한 설명은 생략한다. The configuration and operation of the filter illustrated in FIGS. 3 and 4 are circuits generally known to a circuit designer, and thus description thereof will be omitted.
도 7은 스테레오 입력 신호가 무음이어서 2개의 변조 신호로 50%의 듀티(Half Duty)를 가지는 구형파 신호가 인가되는 경우의 도 1의 내부 노드들에 대한 파형도(Waveform Diagram)이다. FIG. 7 is a waveform diagram of internal nodes of FIG. 1 when a stereo input signal is silent and a square wave signal having 50% duty is applied to two modulation signals.
도 7 및 도 1을 참조하면, 제1변조신호(PWM1)는 제1드라이버(101)를 거치면서 증폭된다(N1). 증폭된 신호는 제1LC 필터(102)를 거치면서 고주파 잡음이 제거되며(N2) 이어서 제1RC 필터(103)에 의하여 DC 전압이 제거된다(N3). 제2변조신호(PWM2)는 제2드라이버(111)를 거치면서 증폭된다(N4). 증폭된 신호는 제2LC 필터(112)를 거치면서 고주파 잡음이 제거되며(N5) 이어서 제2RC 필터(113)에 의하여 DC 전압이 제거된다(N6). Referring to FIGS. 7 and 1, the first modulated signal PWM1 is amplified while passing through the first driver 101 (N1). The amplified signal is removed with high frequency noise while passing through the first LC filter 102 (N2), and then DC voltage is removed by the first RC filter 103 (N3). The second modulated signal PWM2 is amplified while passing through the second driver 111 (N4). The amplified signal is removed with high frequency noise while passing through the second LC filter 112 (N5), and then the DC voltage is removed by the second RC filter 113 (N6).
도 2는 종래의 3단자 스테레오 헤드폰에 적용되는 하프 전원을 추가로 사용하는 헤드폰 드라이버의 실시 예이다. 2 is an embodiment of a headphone driver that additionally uses a half power applied to conventional three-terminal stereo headphones.
도 2를 참조하면, 상기 헤드폰 드라이버(200)는, 드라이버(201, 211) 및 LC 필터(202, 212)를 구비한다. Referring to FIG. 2, the
도 1에 도시된 단일 전원(VDD)만을 사용하는 헤드폰 드라이버(100)와 도 2에 도시된 하프 전원(VDD/2)을 추가로 사용하는 헤드폰 드라이버(200)는 2가지 다른 점이 있다. 도 1에 도시 된 단일 전원만을 사용하는 헤드폰 드라이버(100)가 직렬 연결된 2개의 LC 필터(102, 112) 및 2개의 RC 필터(103, 113)를 사용하고, 헤드폰 잭(120)에 기준전원(GND)을 공급한다. 반면에, 도 2에 도시된 하프 전원을 추가로 사용하는 헤드폰 드라이버(200)는 2개의 LC 필터(202, 212)를 사용하고 RC 필터는 전혀 사용하지 않으며, 헤드폰 드라이버(200)가 3단자 스테레오 헤드폰 잭(220)에 전원전압의 하프전압준위(VDD/2)를 가지는 바이어스 전압을 공급한다. 하프전압준위를 가지는 바이어스 전압을 3단자 스테레오 헤드폰 잭(220)에 공급하기 때문에, 2개의 LC 필터(202, 212)로부터 출력되는 스테레오 신호와 상기 바이어스 전압의 DC 전압준위가 같기 때문에, DC 커플링을 수행하기 위한 RC 필터가 추가로 사용될 필요가 없다. The
도 5는 도 2에 도시된 LC 필터(202, 212)의 내부 회로도이다. FIG. 5 is an internal circuit diagram of the
도 5에 도시된 필터의 구성 및 동작은 회로 설계자에게 일반적으로 알려진 회로이므로 이에 대한 설명은 생략한다. Since the configuration and operation of the filter illustrated in FIG. 5 are circuits generally known to a circuit designer, a description thereof will be omitted.
도 1에 도시된 헤드폰 드라이버(100)는 2개의 필터(LC 필터 및 RC 필터)를 사용하여야 한다. LC 필터(102, 112)에 사용되는 코일(Coil)은 비싸고 부피가 크다는 단점이 있다. 또한, 32Ω(Ohm)의 임피던스(Impedance)를 가지는 3단자 스테레오 헤드폰의 경우, 커패시턴스(Capacitance)가 약 220μF(Micro Farad)인 커패시터(C)를 사용하여 RC 필터(103, 113)를 구성하여야 한다. 이동용 기기에서 코일이나 커패시터를 사용한다는 것은 비용과 부피 면에서 상당한 단점이 있게 된다. The
이를 개선하기 위하여 RC 필터를 포함시키지 않는 헤드폰 드라이버(200)도 제안되었지만, 하프전원을 생성시키는 회로가 추가 되어야 한다는 단점을 새롭게 발생시킨다. 또한 하프전원을 생성시키기 위해서 추가되는 회로에는 일반적으로 아날로그 증폭기를 사용하게 되는데, 이러한 아날로그 증폭기의 사용은 헤드폰 드라이버의 효율을 감소시킬 뿐만 아니라 아날로그 증폭기의 오프셋 전압 및 비 선형성 등에 의하여 기동 시 팝 잡음이 발생할 수 있다. In order to improve this, the
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 인덕터(Inductor)나 커패시터(Capacitor)를 사용하지 않는 헤드폰 드라이버(Headphone Driver)를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a headphone driver (Headphone Driver) that does not use an inductor (Capacitor).
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 헤드폰 드라이버의 동작 시 팝 잡음(Pop Noise)이 발생하지 않는 헤드폰 드라이버 구동방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a headphone driver driving method in which pop noise does not occur when the headphone driver operates.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버는, 3개의 드라이버를 구비하며, 각 드라이버에 입력되는 신호들의 듀티 사이클이 동일한 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, a headphone driver includes three drivers, and duty cycles of signals input to each driver are the same.
또한 상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버 구동 방법은, 변조기준신호 및 재생신호에 펄스 폭 변조를 수행하여 얻은 2개의 변조신호를 구동하며, 상기 2개의 변조신호 및 상기 변조기준신호의 듀티 사이클은 동일하고 상기 2개의 변조신호 및 상기 변조기준신호의 위상은 서로 일치하지 않은 것을 특징으로 한다. In addition, according to another aspect of the present invention, a headphone driver driving method includes driving two modulation signals obtained by performing pulse width modulation on a modulation reference signal and a reproduction signal, and the two modulation signals and the modulation reference signal. The duty cycle of is the same and the phase of the two modulation signals and the modulation reference signal is characterized in that they do not coincide with each other.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 헤드폰 드라이버의 회로도이다. 6 is a circuit diagram of a headphone driver according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 헤드폰 드라이버(600)는 3개의 드라이버(601 내지 603)를 구비한다. 상기 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버(600)의 구성이 도 1 및 도 2에 도시 된 종래의 헤드폰 드라이버(100, 200)에 비하여 간단한 것은, 헤드폰 드라이버(600)에서 상기 3 단자 스테레오 헤드폰 잭(620)에 펄스 폭 변조 기준신호(PWM_REF)를 공급하는 결과이다. Referring to FIG. 6, the
즉, 상기 펄스 폭 변조 기준신호(PWM_REF)로 2개의 펄스 폭 변조 신호(PWM1, PWM2)와 주기 및 위상이 동일하고 50%의 듀티(Half Duty)를 가지는 구형파 신호를 사용하는 것이 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버의 핵심 아이디어이다. That is, according to the present invention, a square wave signal having the same period and phase as the pulse width modulation reference signals PWM_REF and the 50% duty with the two pulse width modulation signals PWM1 and PWM2 is used according to the present invention. The key idea of the headphone driver.
도 8은 재생되는 음원이 없는 경우 도 6에 도시된 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버의 내부 노드(Node)들에 대한 파형도이다. FIG. 8 is a waveform diagram of internal nodes of the headphone driver according to the present invention shown in FIG. 6 when no sound source is reproduced.
도 8을 참조하면, 스테레오 신호 즉 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)와 펄스 폭 변조 기준신호(PWM_REF)의 주기 및 위상이 동일하다. 상기 3개의 신호들을 해당 드라이버들(601 내지 603)을 이용하여 증폭시킨 신호들의 파형들(N61 내지 N63)은, 동일한 크기(Amplitude)로 증폭되지만 주기 및 위상은 동일하다. 이 때, 본 발명의 기술적 사상을 정확하게 구현하기 위해서는, 3개의 신호(PWM1, PWM2, PWM_REF)의 크기에 관계없이 각 드라이버들로부터 출력되는 신호의 크기는 동일하여야 한다. Referring to FIG. 8, the period and phase of a stereo signal, that is, two modulation signals PWM1 and PWM2 and a pulse width modulation reference signal PWM_REF are the same. The waveforms N61 to N63 of the signals amplified by the three signals using the
증폭된 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)와 변조기준신호(PWM_REF)는 크기 및 위상이 동일하기 때문에, 이들 2개의 신호사이의 차 신호들(N61-N63, N62-N63)은 0(Zero)이 된다. 이들의 파형이 동일하기 때문에, AC 및 DC적으로 전위차가 없게 되므로, 종래에는 필수적으로 사용할 수밖에 없었던 고주파 잡음을 제거하기 위한 LC 필터 및 직류성분을 제거하기 위한 RC 필터가 동시에 모두 필요 없게 된다. Since the two amplified modulation signals PWM1 and PWM2 and the modulation reference signal PWM_REF have the same magnitude and phase, the difference signals N61-N63 and N62-N63 between these two signals are zero. Becomes Since these waveforms are the same, there is no potential difference in AC and DC, and therefore, both the LC filter for removing high frequency noise and the RC filter for removing DC components, which have been inevitably used in the past, are not necessary at the same time.
도 9는 재생되는 음원이 존재하는 경우의 도 6에 도시된 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버의 내부 노드들에 대한 파형도이다. 9 is a waveform diagram of internal nodes of a headphone driver according to the present invention shown in FIG. 6 when there is a sound source to be reproduced.
도 9를 참조하면, 재생되는 음원이 존재하고 상기 음원에 대하여 서로 다른 펄스폭을 가지는 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)가 입력되었을 때, 상기 펄스폭이 변조된 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)의 펄스폭이 증가하거나 줄어듦에 따라 공통 단자 신호인 펄스 폭 변조 기준신호(PWM_REF)와의 차 성분(PWM1-PWM_REF, PWM2-PWM_REF)이 양의 펄스 또는 음의 펄스 형태가 됨을 알 수 있다. 또한 상기 차 성분을 나타내는 펄스 신호들은 2개의 변조된 신호(PWM1, PWM2)에 비하여 그 발생 빈도수가 2배가 된다. 즉 주파수가 2배로 증가한다. Referring to FIG. 9, when two modulation signals PWM1 and PWM2 having a sound source to be reproduced and having different pulse widths are input to the sound source, the two modulation signals PWM1 and PWM2 of which the pulse width is modulated As the pulse width increases or decreases, the difference components (PWM1-PWM_REF, PWM2-PWM_REF) from the pulse width modulation reference signal PWM_REF, which are common terminal signals, become a positive pulse or a negative pulse. In addition, the pulse signals representing the difference components are twice as frequently as the two modulated signals PWM1 and PWM2. That is, the frequency doubles.
헤드폰이나 이어폰은 대부분 무빙 코일(moving coil) 형 음압 발생 장치를 사용한다. 이러한 무빙 코일 형 음압 발생장치는 인덕터(inductor)의 성질을 가지고 고주파로 갈수록 인덕턴스가 증가한다. 상기와 같이 장치 및 부하의 전기적 특성이 LC 필터가 마치 내장된 것과 같은 효과를 발생시키기 때문에 도 6에 도시한 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버(600)의 경우 별도의 LC 필터가 사용되지 않아도 되는 장점이 있다. Most headphones and earphones use a moving coil type sound pressure generator. The moving coil type negative pressure generator has the property of an inductor, and the inductance increases with high frequency. Since the electrical characteristics of the device and the load as described above generates the effect as if the LC filter is built in the case of the
특히, 도 9에 도시한 바와 같이 변조된 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)보다 2배 빠른 주파수 특성을 가지는 차 성분(PWM1-PWM_REF, PWM2-PWM_REF)이 부하에 인가되므로 헤드폰이나 이어폰 자체의 인덕턴스만으로도 고주파 신호가 좀 더 잘 차단될 수 있다. In particular, as shown in FIG. 9, the inductance of the headphones or the earphone itself is applied to the load because the difference components (PWM1-PWM_REF and PWM2-PWM_REF) having frequency characteristics twice as fast as the two modulated signals PWM1 and PWM2 modulated as shown in FIG. Only high frequency signals can be blocked better.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 헤드폰 드라이버에서 2개의 변조신호(PWM1, PWM2)의 변조량이 적을 경우에는 헤드폰이나 이어폰으로 잡음이 발생할 가능성이 있다. 즉, 작은 음량으로 재생하기 위하여 드라이버를 동작시키기 시작할 때 위상이 거의 동일한 상기 3개의 신호들(PWM1, PWM2, PWM_REF)이 해당 드라이버(601 내지 603)에 인가되기 때문에 상기 3개의 신호의 에지(Edge)들이 서로 간섭을 일으킬 수 있다. When the modulation amount of the two modulation signals PWM1 and PWM2 is small in the headphone driver according to the embodiment of the present invention, noise may occur in the headphones or earphones. That is, since the three signals PWM1, PWM2, and PWM_REF having substantially the same phase are applied to the corresponding
신호들의 파형은 일반적으로 하나의 전원(VDD)으로부터 공급되는 전류에 의하여 유지되는데, 어떤 시스템이든 동일한 시간에 전원으로부터 공급받을 수 있는 전류는 일정한 양으로 제한된다. 또한 상기 드라이버들의 동작도 신호들의 파형을 유지하는데 사용되는 전원과 동일한 전원(VDD)을 사용하기 때문에 신호들이 비슷한 시간에 동시에 구동된다면 드라이버에 공급되는 전류의 양이 변하게 된다. 이 때 전류가 감소될 수 있다는 것 외에도 공급되는 전류의 양이 시간에 따라 변하게 된다. 이러한 경우 상기 3개의 드라이버들(601 내지 603)의 배치 또는 입력신호와 해당 드라이버 사이의 간격 등의 원인으로 드라이버의 출력파형에 왜곡이 발생될 수 있다. 상기와 같은 원인으로 왜곡된 파형은 헤드폰이나 이어폰에서 발생 하는 잡음(Noise)으로 나타난다. 상기 잡음은 헤드폰이나 이어폰에서 "샤아"하는 음향으로 재생된다. The waveform of the signals is generally maintained by the current supplied from one power supply (VDD), which is limited to a certain amount of current that can be supplied from the power supply at the same time in any system. In addition, since the operation of the drivers uses the same power supply (VDD) as the power used to maintain the waveform of the signals, the amount of current supplied to the driver changes if the signals are driven at the same time. In addition to the current can be reduced at this time, the amount of current supplied will change over time. In this case, distortion may occur in the output waveform of the driver due to the arrangement of the three
상술한 잡음은, 기준신호(PWM_REF)와 2개의 변조된 신호(PWM1, PWM2) 사이에 일정한 위상 차이를 강제로 할당하는 방법을 통하여 그 발생을 방지할 수 있다. The noise can be prevented through a method of forcibly allocating a constant phase difference between the reference signal PWM_REF and the two modulated signals PWM1 and PWM2.
도 10은 기준신호(PWM_REF)의 파형에 비하여 일정한 위상 차이가 나는 2개의 변조된 신호(PWM1, PWM2)가 입력될 때 도 6의 내부 노드들에 대한 파형도이다. FIG. 10 is a waveform diagram of the internal nodes of FIG. 6 when two modulated signals PWM1 and PWM2 having a constant phase difference compared to the waveform of the reference signal PWM_REF are input.
도 10을 참조하면, 3개의 신호들의 에지가 서로 다른 시간에 발생하기 때문에, 3개의 신호에 의하여 동작하는 드라이버의 출력(N61 내지 N63)을 왜곡시키는 현상이 발생하지 않게 된다. 즉, 입력되는 제1변조신호(PWM1)는 기준신호(PWM_REF)에 비하여 일정한 양(offset) 위상이 앞서기 때문에, 이들 신호들에 응답하여 드라이버(601, 603)로부터 출력되는 파형들(N61, N63)이 입력신호들과 비교할 때 왜곡되지 않게 된다. 마찬가지로 입력되는 제2변조신호(PWM2)는 기준신호(PWM_REF)에 비하여 일정한 양(offset) 위상이 쳐지기 때문에, 이들 신호들에 응답하여 드라이버(602, 603)로부터 출력되는 파형들(N62, N63)이 입력신호들과 비교할 때 왜곡되지 않게 된다. 따라서 드라이버들(601 내지 603)로부터 출력되는 신호들의 차 신호들(N61-N63, N62-N63)의 형태도 상당히 깨끗하게 생성시킬 수 있다. Referring to FIG. 10, since the edges of the three signals occur at different times, the phenomenon of distorting the outputs N61 to N63 of the driver operated by the three signals does not occur. That is, since the input first modulated signal PWM1 has a predetermined offset phase ahead of the reference signal PWM_REF, the waveforms N61 and 603 output from the
도 10에는 제1변조신호(PWM1)가 기준신호(PWM_REF)에 비하여 위상이 앞서고 제2변조신호(PWM2)가 기준신호(PWM_REF)에 비하여 위상이 뒤쳐지는 것으로 도시되어 있으나, 반대의 위상을 가지는 것도 가능하다. In FIG. 10, the first modulated signal PWM1 is shown to be out of phase with respect to the reference signal PWM_REF and the second modulated signal PWMM is out of phase with respect to the reference signal PWM_REF, but has a reversed phase. It is also possible.
그러나 기준신호(PWM_REF)와 2개의 변조된 신호(PWM1, PWM2)의 차 성분(PWM1-PWM_REF, PWM2-PWM_REF)이 고주파 성분을 가지게 되는 펄스(Pulse) 형태가 되지 않도록 위상차를 적절하게 설정할 필요는 있다. 또한 상기의 위상차는 드라이버의 초기 구동 시 약간의 구동 소음(Pop Noise)을 발생시킬 수 있으므로, 초기에는 위상차이가 없이 구동한 다음 천천히 위상차를 증가시키는 방법으로 드라이버를 구동시키는 것이 초기 구동 소음을 감소시킬 수 있다. However, it is necessary to set the phase difference appropriately so that the difference components (PWM1-PWM_REF, PWM2-PWM_REF) of the reference signal PWM_REF and the two modulated signals PWM1 and PWM2 do not become pulse shapes having high frequency components. have. In addition, since the phase difference may generate some driving noise during the initial driving of the driver, the initial driving noise may be reduced by initially driving without phase difference and then slowly increasing the phase difference. You can.
2개의 변조신호들(PWM1, PWM2)과 기준신호(PWM_REF) 신호사이에 일정한 위상 차이를 주는 것은, 본 발명에 따른 헤드폰 드라이버(600)에서 뿐만 아니라, 종래에 사용 중인 헤드폰 드라이버들(100, 200)에도 그대로 적용될 수 있다. The constant phase difference between the two modulation signals PWM1 and PWM2 and the reference signal PWM_REF is not only used in the
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is illustrated by way of example and not by way of limitation. In addition, it is apparent that any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 헤드폰 드라이버는 종래에는 사용할 수밖에 없었던 각종 필터들을 사용하지 않아도 되기 때문에 시스템의 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 소형화되어 가는 시스템에 현재의 기술적 방향과 일치할 뿐만 아니라 소비전력을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 다른 일실시 예에 따른 헤드폰 드라이버 구동방법은 재생시킬 음원이 존재하지 않는 경우 또는 음원을 재생하기 바로 직전에 발생할 수 있는 스탠바이 잡음 또는 팝 잡음을 최소화할 수 있는 장점이 있다. As described above, the headphone driver according to an embodiment of the present invention can reduce the size of the system because it is not necessary to use various filters that have been conventionally used. Accordingly, there is an advantage that the system can be miniaturized, and the power consumption can be reduced. In addition, the headphone driver driving method according to another embodiment of the present invention has an advantage of minimizing standby noise or pop noise that may occur when there is no sound source to be played or just before playing the sound source.
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