KR100628087B1 - 스피커의 소리신호레벨 조절 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 텔레비젼 수상기 등에 장착되는 스피커로 출력되는 소리신호의 전력이 최대전력을 넘을 경우 소리신호를 궤환시켜 최대전력을 넘지 않도록 소리신호의 레벨을 자동으로 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것으로, 출력측에서 소리신호의 전력을 검출하기 위한 신호 검출수단; 및 신호 검출수단에 의해 검출된 소리신호의 전력과 소정의 기준전력의 크기를 비교하여 비교결과에 따라 출력측으로 전달된 소리신호의 궤환을 제어하고 궤환 소리신호의 전력을 조절하기 위한 제어수단을 포함한다.
텔레비젼, 스피커, 소리, 레벨, 조절

Description

스피커의 소리신호레벨 조절 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling sound signal level}
도 1은 종래의 텔레비젼 수상기의 소리신호 출력 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스피커의 소리신호레벨 조절 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스피커의 소리신호레벨 조절 방법에 대한 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
200: 소리신호레벨 조절장치 210: 스위칭부
220: PWM 처리부 230: 증폭기
240, 250: 제 1 및 제 2 스피커 260: 신호 검출부
270: A/D 컨버터 280: 제어부
본 발명은 텔레비젼 수상기 등에 장착되는 스피커에 관한 것으로서, 특히 스피커로 출력되는 소리신호의 전력(Watt)이 최대전력을 넘을 경우 소리신호를 궤환시켜 최대전력을 넘지 않도록 소리신호의 레벨을 자동으로 조절할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
스피커는 전류가 흐르는 도체가 자계(磁界)속에 있으면 힘을 받는다는 플레밍의 왼손법칙에 의하여 공극 사이에 존재하는 음성코일에 의해 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 것이다. 즉, 여러 주파수가 포함된 전류신호가 음성코일(Voice Coil)에 인가되면 음성코일은 전류의 세기와 주파수의 크기에 따라 기계적 에너지를 발생시키고, 음성코일에 부착되어 있는 진동판(Diaphragm)에 진동을 발생시켜 궁극적으로 인간의 귀가 인지할 수 있는 소정 크기의 음압(音壓)을 발생시키게 된다.
이러한 스피커의 성능을 개선하기 위한 다양한 기술들이 제안되었으며, 일예로 특허출원 제 2002-0078764 호에서는 영구자석을 감싸고 있는 요크의 외측둘레에 방열 효과를 향상시키기 위해 히트싱크를 구비하여 음성코일이 움직일 때 발생되는 열이 스피커에 전달되지 않고 신속하게 대기중으로 방열될 수 있도록 한 스피커를 제안하고 있다.
이와 같은 스피커는 도 1에 도시된 바와 같이 오디오 플레이어나 텔레비젼 수상기와 같은 전자기기 등에 장착되어 소리신호를 출력한다.
도 1은 종래의 텔레비젼 수상기의 소리신호 출력 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 소리신호 출력 장치(100)는, 입력되는 다수의 소리신호를 스위칭하기 위한 스위칭부(110)와, 스위칭부(110)를 통해 스위칭되는 디지털 소리신호의 펄스폭을 변조하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 처리부(120)와, PWM 처리부(120)에 의해 펄스폭이 변조된 디지털 소리신호를 증폭시키기 위한 증폭기(130)와, 증폭기(130)를 통해 증폭된 소리신호를 외부로 출력하기 위한 제 1 및 제 2 스피커(140, 150)와, 스위칭부(110)의 스위칭을 제어하기 위한 제어부(160)를 구비한다.
스위칭부(110)는 입력되는 다수의 소리신호, 예를 들어 TV용 소리신호, PC용 소리신호 및 컴포넌트용 소리신호 등을 선택적으로 스위칭시켜 PWM 처리부(130)로 전달하되, 제어부(160)에 의해 스위칭이 제어된다.
PWM 처리부(120)는 스위칭부(110)를 통해 전달되는 디지털 소리신호의 펄스폭을 변조시켜 증폭기(130)로 출력하되, 증폭기(130)가 증폭시키기에 적합한 펄스폭을 갖는 디지털 소리신호로 변조시킨다.
증폭기(130)는 스위칭부(110)와 PWM 처리부(120)를 통해 전달되는 과정에서 약화된 소리신호의 세기를 증폭시켜 제 1 및 제 2 스피커(140, 150)로 출력한다.
제어부(160)는 사용자 명령에 따라 스위칭부(110)로 입력되는 다수의 소리신호들의 선택적 출력을 제어한다.
상기한 바와 같은 종래의 소리신호 출력 장치를 통해 출력되는 소리신호의 최대전력은 15W이므로, 만일 15W 이상의 소리신호가 출력되면 스피커를 손상시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 텔레비젼 수상기 등에 장착되는 스피커로 출력되는 소리신호의 전력이 최대전력을 넘을 경우 소리신호를 궤환시켜 최대전력을 넘지 않도록 소리신호의 레벨을 자동으로 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 텔레비젼 수상기 등에 장착되는 스피커로 출력되는 소리신호의 전력이 최대전력을 넘지 않도록 소리신호의 레벨을 자동으로 조절함으로써, 소리신호의 과도한 전력으로 인해 스피커가 손상되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 텔레비젼 수상기 등에 장착되는 스피커로 출력되는 소리신호의 전력을 자동으로 조절함으로써, 최적 전력의 소리신호를 스피커로 출력시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력측으로 입력되어 출력측에 연결된 하나 이상의 스피커를 통해 외부로 출력되는 소리신호의 레벨을 조절하기 위한 장치에 있어서, 상기 출력측에서 소리신호의 전력을 검출하기 위한 신호 검출수단; 및 상기 신호 검출수단에 의해 검출된 소리신호의 전력과 소정의 기준전력의 크기를 비교하여 비교결과에 따라 상기 출력측으로 전달된 소리신호의 궤환을 제어하고 궤환 소리신호의 전력을 조절하기 위한 제어수단을 포함한다.
본 발명은, 입력측으로 입력되어 출력측에 연결된 하나 이상의 스피커를 통해 외부로 출력되는 소리신호의 레벨을 조절하기 위한 방법에 있어서, 상기 출력측에서 소리신호의 전력을 검출하는 제 1 단계; 상기 검출한 소리신호의 전력과 소정의 기준전력의 크기를 비교하는 제 2 단계; 및 상기 비교결과에 따라 상기 출력측으로 전달된 소리신호를 상기 입력측으로 궤환하고 궤환 소리신호의 전력을 조절하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스피커의 소리신호레벨 조절 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 소리신호레벨 조절장치(200)는, 입력되는 다수의 소리신호를 스위칭하기 위한 스위칭부(210)와, 스위칭부(210)를 통해 스위칭되는 디지털 소리신호의 펄스폭을 변조하기 위한 PWM 처리부(220)와, PWM 처리부(220)에 의해 펄스폭이 변조된 디지털 소리신호를 증폭시키기 위한 증폭기(230)와, 증폭기(230)를 통해 증폭된 소리신호를 외부로 출력하기 위한 제 1 및 제 2 스피커(240, 250)를 구비한다.
그리고, 본 발명의 소리신호레벨 조절장치(200)는, 증폭기(230)를 통해 증폭 된 소리신호의 전력을 검출하기 위한 신호 검출부(260)와, 신호 검출부(260)로부터 입력되는 아날로그 검출신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터(270)와, 스위칭부(210)의 스위칭을 제어하고, A/D 컨버터(270)에 의해 변환된 디지털 검출신호의 전력에 따라 증폭기(230)로부터 출력되는 소리신호의 궤환을 제어하고 궤환되는 소리신호의 전력을 조절하기 위한 제어부(280)를 구비한다.
스위칭부(110)는 제어부(280)의 제어에 따라 입력되는 다수의 소리신호들을 선택적으로 스위칭시켜 PWM 처리부(230)로 전달하며, 또한 제어부(280)에 의해 궤환되는 소리신호를 스위칭시킨다.
제 1 및 제 2 스피커(240, 250)는 본 발명이 적용되는 객체에 따라 배치 상태가 변화될 수 있으며, 일예로 본 발명이 텔레비젼 수상기에 적용될 경우 제 1 및 제 2 스피커(240, 250)는 각각 스크린(미도시)의 좌우측에 배치될 수 있을 것이다.
신호 검출부(260)는 증폭기(230)를 통해 출력되는 소리신호의 전력을 검출하여 A/D 컨버터(270)로 출력하되, 아날로그의 검출전력을 출력한다.
A/D 컨버터(270)는 제어부(280)에서 디지털 신호를 처리하므로, 신호 검출부(260)로부터 입력되는 아날로그의 검출전력을 디지털 신호로 변환시켜 제어부(280)로 전달한다.
제어부(280)는 사용자 명령에 따라 스위칭부(110)로 입력되는 다수의 소리신호들의 선택적 출력을 제어하고, 또한 신호 검출부(260)에 의해 검출된 소리신호의 전력이 A/D 컨버터(270)를 통해 전달되면, 검출된 소리신호의 전력과 소정의 기준전력의 크기를 비교하여 비교결과에 따라 소리신호의 궤환을 제어한다. 여기서, 소 정의 기준전력은 제 1 및 제 2 스피커(240, 250)를 통해 출력되는 소리신호의 최대전력으로, 만일 본 발명이 텔레비젼 수상기에 적용될 경우 출력되는 소리신호의 최대전력이 15W이므로, 소정의 기준전력은 15W로 설정된다.
상기한 바와 같은 구성 및 기능을 갖는 본 발명의 소리신호레벨 조절 장치가 출력되는 소리신호의 전력을 조절하는 과정을 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스피커의 소리신호레벨 조절 방법에 대한 흐름도로서, 텔레비젼 수상기에 본 발명이 적용되어 출력되는 소리신호의 전력을 자동으로 조절하는 과정을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 스위칭부(210)로 다수의 소리신호, 예를 들어 TV용 소리신호, PC용 소리신호 및/또는 컴포넌트용 소리신호 등이 입력되고 있는 상태에서(S301), 사용자가 TV용 소리신호의 출력을 지시하면, 제어부(280)는 사용자의 지시에 따라 TV용 소리신호를 스위칭시키도록 스위칭부(210)를 제어하고(S302), 이어 스위칭부(210)는 제어부(280)의 제어에 따라 TV용 소리신호를 PWM 처리부(130)로 스위칭시킨다(S303).
그리고, PWM 처리부(220)는 스위칭부(210)를 통해 전달되는 디지털 소리신호의 펄스폭을 변조시켜 증폭기(230)로 출력하며(S304), 증폭기(230)는 입력된 소리신호를 소정의 이득만큼 증폭시켜 제 1 및 제 2 스피커(240, 250)로 출력한다(S305).
이때, 신호 검출부(260)는 증폭기(230)를 통해 출력되는 소리신호의 전력을 검출하여 아날로그 검출전력을 A/D 컨버터(270)로 출력하고(S306), 이어 A/D 컨버터(270)는 신호 검출부(260)로부터 입력되는 아날로그의 검출전력을 디지털 신호로 변환시켜 제어부(280)로 전달한다(S307).
이렇게 검출된 소리신호의 전력이 제어부(280)로 전달되면, 제어부(280)는 신호 검출부(260)에 의해 검출된 소리신호의 전력이 소정의 기준전력보다 높은지를 판단하여(S308), 낮으면, 증폭기(230)를 통해 증폭된 소리신호를 궤환시키지 않고 증폭된 소리신호가 그대로 제 1 및 제 2 스피커(240, 250)를 통해 출력되도록 한다(S309).
판단결과 검출된 소리신호의 전력이 높으면, 제어부(280)는 증폭기(230)로부터 출력되는 소리신호를 궤환시키되, 소정의 기준전력 이하가 되도록 궤환 소리신호의 전력을 조절한 후(S310), 소정의 기준전력 이하의 전력을 갖는 궤환 소리신호를 스위칭부(210)를 통해 출력시킨다(S311).
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 텔레비젼 수상기 등에 장착되는 스피 커로 출력되는 소리신호의 전력이 최대전력을 넘을 경우 소리신호를 궤환시켜 최대전력을 넘지 않도록 소리신호의 전력을 자동으로 조절함으로써, 청취자에게 최적의 소리신호를 제공할 수 있고, 또한 과도한 전력의 소리신호로 인해 스피커가 손상되는 것을 방지하여 스피커의 수명을 연장할 수 있다.

Claims (9)

  1. 입력측으로 입력되어 출력측에 연결된 하나 이상의 스피커를 통해 외부로 출력되는 소리신호의 레벨을 조절하기 위한 장치에 있어서,
    상기 출력측에서 소리신호의 전력을 검출하기 위한 신호 검출수단; 및
    상기 신호 검출수단에 의해 검출된 소리신호의 전력이 소정의 기준전력을 넘지 않도록 상기 출력측으로 전달된 소리신호의 궤환을 제어하고 궤환 소리신호의 전력을 조절하기 위한 제어수단
    을 포함하는 스피커의 소리신호레벨 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 검출수단으로부터 입력되는 아날로그 검출신호를 디지털 신호로 변환시켜 상기 제어수단으로 출력하는 A/D 변환수단
    을 더 포함하는 스피커의 소리신호레벨 조절 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 기준전력은 상기 스피커를 통해 출력되는 소리신호의 최대전력인 것을 특징으로 하는 스피커의 소리신호레벨 조절 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 검출수단에 의해 검출된 소리신호의 전력이 상기 소정의 기준전력보다 크면, 상기 제어수단은 상기 출력측으로 전달된 소리신호를 상기 입력측으로 궤환시키고,
    상기 신호 검출수단에 의해 검출된 소리신호의 전력이 상기 소정의 기준전력보다 작으면, 상기 제어수단은 상기 출력측으로 전달된 소리신호를 궤환시키지 않는 것을 특징으로 하는 스피커의 소리신호레벨 조절 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 입력측으로 궤환되는 소리신호의 전력이 상기 소정의 기준전력 이하가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 스피커의 소리신호레벨 조절 장치.
  6. 입력측으로 입력되어 출력측에 연결된 하나 이상의 스피커를 통해 외부로 출력되는 소리신호의 레벨을 조절하기 위한 방법에 있어서,
    상기 출력측에서 소리신호의 전력을 검출하는 제 1 단계;
    상기 검출한 소리신호의 전력과 소정의 기준전력의 크기를 비교하는 제 2 단계; 및
    상기 비교결과에 따라 상기 검출된 소리신호의 전력이 소정의 기준전력을 넘지 않도록 출력측으로 전달된 소리신호를 상기 입력측으로 궤환시키고 궤환 소리신호의 전력을 조절하는 제 3 단계
    를 포함하는 스피커의 소리신호레벨 조절 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서,
    상기 검출한 소리신호의 전력이 상기 소정의 기준전력보다 크면, 상기 출력측으로 전달된 소리신호를 상기 입력측으로 궤환시키고,
    상기 검출한 소리신호의 전력이 상기 소정의 기준전력보다 작으면, 상기 출력측으로 전달된 소리신호를 궤환시키지 않는 것을 특징으로 하는 스피커의 소리신호레벨 조절 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서, 상기 입력측으로 궤환되는 소리신호의 전력이 상기 소정의 기준전력 이하가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 스피커의 소리신호레벨 조절 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 검출한 소리신호의 전력을 디지털 신호로 변환시키는 제 4 단계
    를 더 포함하는 스피커의 소리신호레벨 조절 방법.
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