KR100690781B1 - 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치에 관한 것으로, 종래 이동통신 단말기는 설계자가 오디오 출력의 잡음을 제거하기 위해 최적의 설계를 하더라도 제어가 불가능한 노이즈 성분들이 각각 기판 상의 패턴 라인들과 칩 내부의 노이즈 원인들에 의해 발생하기 때문에 이러한 노이즈들의 합이 최종 출력단인 스피커에서 백색 잡음으로 나타나기 때문에 오디오 품질이 악화되는 문제점이 있었다.이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 이동통신 단말기의 오디오 출력 구성에 있어서 다양한 원인으로 인해 발생한 백색 노이즈 성분을 제거할 수 있도록 수동 소자 혹은 능동 소자를 최종 오디오 출력단의 직전에 직렬 삽입하도록 한 후 감소되는 오디오 출력을 보상해 주도록 함으로써, 비교적 간단한 회로의 삽입 만으로 제어가 불가능하던 백색 잡음을 선별적으로 줄여 오디오 출력 품질을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기의 오디오 출력 장치{AUDIO OUTPUT APPARATUS FOR MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도 1은 종래의 일반적인 오디오 출력부 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명 일 실시예의 오디오 출력부 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명 일 실시예에 적용 가능한 댐핑 블록의 회로 구성을 보인 예시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 무선 통신부 20: 베이스밴드 칩

21: 보코더 블록 22: 코덱 블록

30: 스피커 40: 댐핑 블록

본 발명은 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치에 관한 것으로, 특히 설계를 통해 제거할 수 없었던 오디오 출력의 백색 잡음을 효과적으로 제거할 수 있도록 오디오 최종 출력단의 직전 앞단에 댐핑블록을 더 구성하도록 한 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치에 관한 것이다.

이동통신 단말기의 사용이 증가하면서 점차 이동통신 단말기에 부가되는 기능들이 다양해지고 있다. 특히 보다 화려한 화면 표시와 넓은 대역의 섬세한 음향 출력이 가능하도록 높은 수준의 표시부와 오디오 처리부를 제공하고 있으며, 보다 많은 정보를 저장할 수 있도록 메모리 크기가 급속도로 증가하고 있다. 또한, 사용자에 의한 멀티미디어 생성이 가능하도록 카메라를 내장하여 사진 촬영 및 동영상 촬영이 가능한 한 이동통신 단말기는 이미 일반화된지 오래이다.

특히, 이러한 이동통신 단말기의 멀티미디어 기능이 급속도로 발전하면서 현제 500만 화소급 카메라를 내장하거나 다양한 포멧의 오디오 파일 재생을 지원하는 이동통신 단말기가 시판되고 있다.

이러한 높은 수준의 멀티미디어 관련 기능들 중에서 사용자가 오랜 시간 동안 사용하게 되는 기능이 멀티미디어 포멧의 오디오 재생 기능으로, MP3, WMA, OGG 등을 비롯한 다양한 포멧의 오디오 파일을 재생할 수 있어 별도의 전용 재생기 대신 이동통신 단말기를 이용하여 해당 오디오 재생 기능을 통해 높은 수준의 오디오 음질을 즐기며, 음성 통화도 실시하고 있다.

따라서, 이동통신 단말기의 오디오 관련 기능에 대한 중요성과 품질 향상에 대한 요구가 높아져 가고 있는 실정이다.

도 1은 종래 일반적인 이동통신 단말기의 구성을 보인 블럭도로서, 오디오 출력 단의 구성과 노이즈 발생 원인에 대한 개념을 설명하기 위한 것이다. 도시한 바와 같이, 일반적으로 무선 통신부(10)에서 제공되는 오디오 신호는 베이스밴드칩(20) 내부의 보코더 블록(21)과 코덱 블록(22)을 지나 최종단인 스피커(30) 혹은 이어폰으로 출력되게 된다. 즉, RF 신호가 패킷(보코더)과 피씨엠(PCM)(코덱)의 형태로 변환된 후 최종적으로 코덱 블록(22)의 출력을 통해 아날로그 형태의 오디오 신호가 되는 것이다. 이때, 상기 보코더 블록(21)과 코덱 블록(22)에서 출력되는 오디오 신호에 대한 이득은 제어기(미도시)가 제어할 수 있다.

하지만, 도시된 바와 같이 설계자가 오디오 출력의 잡음을 제거하기 위해 최적의 설계를 하더라도 제어가 불가능한 노이즈 성분들(N_1, N_2, N_3)이 각각 기판 상의 패턴 라인들과 칩 내부의 노이즈 원인들에 의해 발생하기 때문에 이러한 노이즈들의 합이 최종 출력단인 스피커(30)에서 백색 잡음으로 나타나 오디오 품질이 악화되게 된다. 경우에 따라서는 아무리 최적 설계를 하더라도 조밀한 회로 패턴 설계와 많은 소자들 사이의 간섭, 고속 스위칭 신호들 및 아날로그 신호와 디지털 신호의 혼재 등의 각종 원인으로 인해 최종 출력단에서 발생되는 백색 잡음의 레벨이 규정 이상으로 나타나는 경우가 빈번하여 결국에는 사용자의 불만으로 이어지게 되는 문제점이 발생하게 된다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 이동통신 단말기의 오디오 출력 구성에 있어서 다양한 원인으로 인해 발생한 백색 노이즈 성분을 제거할 수 있도록 수동 소자 혹은 능동 소자를 최종 오디오 출력단의 직전에 직렬 삽입하도록 한 후 감소되는 오디오 출력을 보상해 주도록 함으로써 제어가 불가능하던 백색 잡음 만을 효과적으로 줄일 수 있도록 한 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오디오 재생 및 증폭을 실시하여 아날로그 오디오 신호를 출력하는 오디오 신호 처리부와; 상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 오디오 신호를 물리적인 가청음으로 변환하는 오디오 출력 수단과; 상기 오디오 출력 수단의 바로 앞단에 위치하여 상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 아날로그 오디오 신호의 백색 잡음을 감소시키는 댐핑부와; 상기 오디오 신호 처리부를 제어하여 상기 댐핑부에 의해 감소되는 출력을 보상하도록 증폭도를 상기 댐핑부에 의해 감쇄되는 출력 레벨에 따라 조절하고, 오디오 신호의 재생 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 댐핑부는 상기 백색 잡음을 고정된 비율로 줄이는 능동형 저항회로로 이루어지며 상기 오디오 신호 처리부와 상기 오디오 출력 수단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명 일 실시예의 구성을 보인 예시도로서, 도시한 바와 같이 일반적인 이동통신 단말기의 오디오 출력 구성 중 베이스밴드 칩(20)이 제공하는 아날로그 오디오 신호를 물리적으로 변환하여 사용자에게 제공하는 스피커(30)와 같은 오디오 출력 수단 사이에 댐핑 블록(40)을 추가로 형성한 것이다. 그 외의 구조는 도 1에 설명했던 이전 구조와 동일하다.

상기 댐핑 블록(40)은 상기 오디오 출력 수단인 스피커(30)의 바로 전단에 형성되는 것이 바람직한데, 스피커(30)에 제공되는 출력을 바로 직전에서 감쇄시켜 줌으로써 소정 크기의 오디오 신호와 함께 유입된 백색 잡음 역시 같이 감쇄되게 된다. 즉, 도시된 V1 지점에서는 일정 크기의 백색 잡음이 유입된 상태의 신호지만, V2 지점에서는 해당 백색 잡음의 레벨이 크게 낮아지게 된다. 당연히 오디오 신호 역시 크게 낮아지지만, 일정한 크기의 백색 잡음(N_1+N_2+N_3)에 비해 오디오 신호의 크기는 상기 보코더 블록(21) 및 코덱 블록(22)의 증폭도를 조절하는 것으로 더욱 크게 설정할 수 있으므로 상기 댐핑 블록(40)에 의해 감쇄되는 레벨의 크기 만큼 이득을 더 높여주면, V2에서의 신호는 일정한 크기의 오디오 신호와 댐핑 블록(40)에 의해 감쇄된 낮은 레벨의 백색 잡음 신호가 혼합된 것이므로 사용자가 실제 느끼는 오디오의 품질은 상기 댐핑 블록(40) 없이 오디오 출력의 이득을 상기 V2에서 동일하게 느낄 수 있을 정도로 설정한 경우에 비해 크게 높아지게 된다.

비록 댐핑 블록(40)에 의해 단말기가 최대로 출력할 수 있는 오디오의 크기는 감소하겠지만, 증폭도의 증가는 제어가 가능한 부분이므로 설계에 의해 충분히 보상될 수 있다.

상기 댐핑 블록(40)은 도 3에 도시된 바와 같이 수동 소자(도 3a) 혹은 능동 소자(도 3b)로 이루어질 수 있으며, 상기 베이스밴드 칩(20)의 출력과 스피커(30) 사이에 직렬로 연결되어야 한다. 도 3에 예로 든 수동 소자는 단순 저항 소자이며, 능동 소자는 소정의 저항과 연산 증폭기로 이루어져 감쇄가 가능하도록 설계된 회로부 일 수 있다.

비록, 도 2에 도시하지는 않았지만, 상기 보코더 블록(21)과 코덱 블록(22)의 증폭도는 이동통신 단말기의 제어기에 의해 조절이 가능하므로, 설계시 상기 댐 핑 블록(40)에 의해 감쇄되는 신호의 크기 만큼 상기 보코더 블록(21)과 코덱 블록(22)의 증폭도를 증가시키도록 설정해야 한다.

그러면, 도 3a의 저항 소자를 댐핑 블록(40)으로 이용하는 경우와 도 3b의 능동 소자 회로부를 댐핑 블록(40)으로 이용하는 경우들의 예를 보면서 백색 잡음의 감쇄 성능을 알아보도록 한다.

먼저, R1의 저항을 가지는 소자를 상기 댐핑 블록(40)의 위치에 연결할 경우, 스피커의 임피던스와 상기 저항소자의 저항(R1)에 의해 감쇄 정도가 결정된다. 예를 들어 스피커의 임피던스가 32Ω이고, 추가되는 저항의 값이 32Ω일 경우를 보면, V2의 신호 크기는 V1×(32/(32+32))=0.5×V1 가 되므로 전력, 즉 레벨은 20log(1/2)=-12dB로 감소하게 된다. 이는 V1의 오디오 신호에 유입된 잡음이 V2에서는 -12dB 만큼 감소한다는 것을 의미한다. 따라서, 오디오 출력을 12dB 증가시켜 주면 -12dB 만큼 감소한 잡음 신호를 가진 이전 수준의 오디오 출력이 스피커(30)에 제공되게 된다.

만일, 능동 소자 회로부로서 기본 증폭/감쇄 회로를 구성한 연산 증폭기를 상기 댐핑 블록(40)의 위치에 연결할 경우, 상기 스피커(30)의 임피던스와는 관계 없이 추가되는 연산 증폭기 회로의 저항(R2, R3) 비율에 따라 감쇄 정도가 결정된다. 예를 들어, 저항 R2의 크기가 R3의 크기보다 2배 크다면 이 경우에도 V2의 신호 크기는 0.5×V1이 되므로 전력 레벨은 -12dB 감소하게 된다. 따라서, 이 경우에도 상기 설명한 바와 같이 오디오 신호의 증폭도를 12dB 만큼 높여주면, 이전과 동일한 스피커 출력은 유지하면서 백색 잡음만 -12dB 감쇄 시킬 수 있게 된다. 만일 R2의 크기가 R3 보다 4배 크다면 잡음은 -24dB 감소하게 되므로, 상기 저항의 비율을 적절히 조절하는 것으로 사용 가능한 오디오 신호 증폭 범위와 잡음의 감쇄 비율을 결정할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 최종 오디오 출력단 바로 앞단에 댐핑 블록을 직렬 연결하고, 상기 댐핑 블록에 의한 감쇄 비율만큼 오디오 신호의 이득을 높여주면 기존의 오디오 출력은 그대로 유지되면서 제어가 불가능한 백색 잡음만을 상기 감쇄 비율로 낮출 수 있어 높은 품질의 오디오 출력을 얻을 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치는 이동통신 단말기의 오디오 출력 구성에 있어서 다양한 원인으로 인해 발생한 백색 노이즈 성분을 제거할 수 있도록 수동 소자 혹은 능동 소자를 최종 오디오 출력단의 직전에 직렬 삽입하도록 한 후 감소되는 오디오 출력을 보상해 주도록 함으로써, 비교적 간단한 회로의 삽입 만으로 제어가 불가능하던 백색 잡음을 선별적으로 줄여 오디오 출력 품질을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 오디오 재생 및 증폭을 실시하여 아날로그 오디오 신호를 출력하는 오디오 신호 처리부와;

   상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 오디오 신호를 물리적인 가청음으로 변환하는 오디오 출력 수단과;

   상기 오디오 출력 수단의 바로 앞단에 위치하여 상기 오디오 신호 처리부가 제공하는 아날로그 오디오 신호의 백색 잡음을 감소시키는 댐핑부와;

   상기 오디오 신호 처리부를 제어하여 상기 댐핑부에 의해 감소되는 출력을 보상하도록 증폭도를 상기 댐핑부에 의해 감쇄되는 출력 레벨에 따라 조절하고, 오디오 신호의 재생 여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 댐핑부는 상기 백색 잡음을 고정된 비율로 줄이는 능동형 저항회로로 이루어지며 상기 오디오 신호 처리부와 상기 오디오 출력 수단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 능동형 저항회로는 저항과 연산 증폭기로 이루어진 감쇄 회로부인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 오디오 출력 장치.
4. 삭제

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