KR100698137B1 - 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신단말기의 수신단 오디오 특성의 신호 대 잡음(S/N)비의 특성을 향상시키기 위한 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 유입되는 잡음성분의 주파수 대역을 미리 증폭하고 후단의 스피커에서 감쇠시킨 만큼의 주파수 특성을 보상하기 위해 상기 잠음성분의 잡음레벨을 소정레벨로 조정하는 디지털신호처리용 필터와,

상기 디지털신호처리용 필터로부터 출력되는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A 변환기와,

상기 D/A 변환기를 통한 오디오신호 중 소정 주파수 대역의 오디오신호를 통과시키는 밴드패스 필터와,

상기 밴드패스 필터를 통과한 오디오신호의 이득을 프로그램이 가능하도록 조정하여 출력하는 프로그래머블 게인 어레이(PGA)와,

상기 프로그래머블 게인 어레이를 통과한 오디오신호의 주파수 응답 특성을 상기 디지털신호처리용 필터에서 증폭된 잡음성분의 주파수 대역을 상쇄시키도록 소정레벨 감쇠시키는 스피커를 포함하여 구성된 것으로서, 오디오 수신단의 입력단에 연결되는 디지털신호처리용 필터와 출력단에 연결되는 스피커가 가지는 자체의 특성을 조절할수 있는 것을 이용하여 잡음이 많이 유입되는 디지털신호처리용 필터에서는 잡음성분을 적정레벨로 증폭시켰다가 스피커에서 이를 보상하여 주므로써 오디오 수신단 잡음을 대폭적으로 감소시켜 보다 양질의 오디오 신호를 제공할 수 있는 효과가 있다.

디지털신호처리용 필터, 스피커, 주파수 응답 특성

Description

이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치{Receiving noise reduction circuit in mobile phone}

도1은 종래 이동통신단말기의 수신단 오디오 특성곡선도를 나타낸 것으로서,

도1A는 일반적인 스피커의 주파수 응답 특성도.

도1B는 오디오 수신단 경로 사이에 유입되는 잡음성분의 특성도.

도1C는 잡음성분이 혼입된 오디오 수신단 전체의 주파수 응답 특성도.

도2는 본 발명에 의한 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치의 블록구성도.

도3은 본 발명에 의한 이동통신단말기의 수신단 오디오 특성곡선도를 나타낸 것으로서,

도3A는 잡음성분의 주파수 대역을 감쇠시킨 스피커의 주파수 응답 특성도.

도3B는 감쇠시킨 주파수 대역만큼 보상한 디지털신호처리용 필터의 주파수 응답 특성도.

도3C는 본 발명에 따른 오디오 수신단 전체의 주파수 응답 특성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 디지털신호처리(DSP)용 필터 2: D/A 변환기

3: 밴드패스 필터 4: 프로그래머블 게인 어레이(PGA)

5: 스피커

본 발명은 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치에 관한 것으로, 특히 이동통신단말기의 수신단 오디오 특성의 신호 대 잡음(S/N)비의 특성을 향상시키기 위한 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치에 관한 것이다.

이동통신단말기 중 특히, 유럽형(GSM) 이동통신단말기에서는 그 주파수 응답 특성 및 라우드네스 율(Loudness rate)이 제품 규격 상 명시되어 있으며, 이와 같은 규격을 만족하면서 아이들 잡음(Idle noise)을 최소화하여야만 사용자에게 보다 양질의 오디오 특성을 제공할 수가 있다.

그러나, 오디오 수신단에는 보이스 코덱(Voice CODEC)으로부터 스피커(기구적사항포함)까지의 경로(Path)에 잡음성분이 유입될 가능성이 있고, 이와 같은 잡음성분은 오디오 칩(Chip)의 전원단의 조절, 인쇄회로기판(PCB)의 패턴조정 및 접지(Grounding)와 차폐(Shielding) 처리 등에 의하여 어느 정도 감소시킬 수가 있으나,특정 주파수 대역의 잡음성분은 여전히 잔존하게 된다.

도1A는 일반적인 스피커의 주파수 응답 특성을 나타낸 것이고, 도1B는 오디오 수신단으로부터 스피커까지의 경로 사이에 유입되는 잡음성분의 특성을 나타낸 것이며, 도1C는 잡음성분이 혼입되어 나타나는 오디오 수신단의 전체 주파수 응답 특성을 나타낸 것이다.

종래에는, 이와 같은 오디오 잡음성분을 제거하기 위하여 이동통신단말기의 송신측 에서 프리엠퍼시스(Pre-emphasis)를 행하고 수신측에서 이를 보상할 수 있도록 디엠퍼시스(De-emphasis)를 행하였으나, 오디오 출력단 자체에서는 프리엠퍼시스(Pre-emphasis)와 디엠퍼시스(De-emphasis)를 행하지 못하는 방식이므로 수신단 경로(Path)자체에서 유입되는 잡음성분은 제거할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자하여 제안된 것으로서, 이동통신단말기의 오디오 수신단에 연결되는 디지털 신호처리(DSP)용 필터로부터 스피커 출력단까지의 경로 중간에 유입되는 잡음성분의 주파수 대역의 출력신호를 감쇠시키도록 스피커의 주파수 특성을 조정하고 이를 보상하도록 DSP용 필터의 출력단에서 프리엠퍼시스를 행함으로써, 이동통신단말기의 오디오 출력의 신호 대 잡음(S/N)비 특성을 향상시킬 수 있는 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유입되는 잡음성분의 주파수 대역을 미리 증폭하고 후단의 스피커에서 감쇠시킨 만큼의 주파수 특성을 보상하기 위해 상기 잡음성분의 잡음레벨을 소정레벨로 조정하는 디지털신호처리용 필터와,

상기 디지털신호처리용 필터로부터 출력되는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A 변환기와,

상기 D/A 변환기를 통한 오디오신호 중 소정 주파수 대역의 오디오신호를 통과시키는 밴드패스 필터와,

상기 밴드패스 필터를 통과한 오디오신호의 이득을 프로그램이 가능하도록 조정하여 출력하는 프로그래머블 게인 어레이(PGA)와,

상기 프로그래머블 게인 어레이를 통과한 오디오신호의 주파수 응답 특성을 상기 디지털신호처리용 필터에서 증폭된 잡음성분의 주파수 대역을 상쇄시키도록 소정레벨 감쇠시키는 스피커를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 디지털신호처리용 필터는 시뮬레이션을 통하여 상기 잡음레벨을 조정함을 특징으로 한다.

또한, 상기한 스피커는 진동판의 재질, 홀의 개수 및 형상 등의 변경으로 잡음성분 레벨을 감쇠시키도록 함을 특징으로 한다.

도2는 본 발명에 의한 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치의 블록 구성도를 나타낸 것으로서, 도시한 바와 같이 유입되는 잡음성분의 주파수 대역을 미리 증폭하고 시뮬레이션을 통하여 후단의 스피커에서 감쇠시킨 만큼의 주파수 특성을 보상하기 위해 상기 잡음성분의 잡음레벨을 소정레벨로 조정하는 디지털신호처리용 필터(1)와, 상기 디지털신호처리용 필터(1)로부터 출력되는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A 변환기(2)와, 상기 D/A 변환기(2)를 통한 오디오신호 중 소정 주파수 대역의 오디오신호를 통과시키는 밴드패스 필터(3)와, 상기 밴드패스 필터(3)를 통과한 오디오신호의 이득을 프로그램이 가능하도록 조정하여 출력하는 프로그래머블 게인 어레이(3)와, 상기 프로그래머블 게인 어레이(3)를 통과한 오디오신호의 주파수 응답 특성을 진동판의 재질, 홀의 개수 및 형상 등의 변경으로 상기 디지털신호처리용 필터(1)에서 증폭된 잡음성분의 주파수 대역을 상쇄시키도록 소정레벨 감쇠시키는 스피커(5)로 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 도3A 내지 도3C를 참조하여 설명한다.

먼저, 디지털신호처리용 필터(1)의 입력단에서부터 스피커(5)의 출력단까지의 전체적인 주파수 응답 특성은 음성 주파수 전체 대역에 걸쳐 플래트(Flat)해야만 양호한 특성이라 할 수가 있다.

이와 같은 주파수 응답 특성은 D/A 변환기(2), 밴드패스 필터(3) 및 프로그래머블 게인 어레이(4)에서는 거의 영향을 미치지 않으며, 디지털신호처리용 필터(1)와 스피커(5)의 특성에서 좌우된다.

이 경우 디지털신호처리용 필터(1)와 스피커(5)사이의 잡음성분의 주파수 특성은 디지털신호처리용 필터(1)의 입력단을 널(Null)상태로 하고 스피커(5)의 출력을 측정하게 되면 쉽게 알 수가 있는데, 이와 같은 주파수 특성은 회로부품, 인쇄회로기판(PCB) 및 기구부품 등이 확정되면 거의 일정한 특성을 갖게 된다.

따라서, 본 발명에서는 디지털신호처리용 필터(1)에서는 유입되는 잡음성분의 주파수 대역의 신호를 어느 정도 증폭하여 D/A 변환기(2)로 출력하면 D/A 변환기(2)에서는 입력되는 디지털신호를 아날로그신호로 변환한 후 밴드 패스 필터(3)를 거쳐 소정 주파수 대역의 오디오 신호만을 통과시킨 후 프로그래머블 게인 어레이(4)로 입력된다. 프로그래머블 게인 어레이(4)에서는 밴드패스 필터(3)를 통과한 오디오신호의 이득을 프로그램이 가능하도록 조정한 후 스피커(5)로 출력한다.

이 경우 스피커(5)의 진동판의 재질, 홀의 개수 및 형상 등을 변경하면 도3A에 도 시한 바와 같이 디지털신호처리용 필터(1)에서 어느 정도 증폭된 잡음성분의 주파수 대역이 상쇄되도록 감쇠시킬 수가 있다.

디지털신호처리용 필터(1)에서는 도3B에 도시한 바와 같이 스피커(5)를 통해 감쇠된 주파수 특성을 시뮬레이션을 통하여 적정한 레벨로 보상한다.

이후에, D/A 변환기(2)로 출력하면 앞서 설명한 바와 같이 D/A 변환기(2)에서는 입력되는 디지털신호를 아날로그신호로 변환한 후 밴드 패스 필터(3)를 거쳐 소정 주파수 대역의 오디오 신호만을 통과시킨 후 프로그래머블 게인 어레이(4)로 입력된다. 프로그래머블 게인 어레이(4)에서는 밴드패스 필터(3)를 통과한 오디오신호의 이득을 프로그램이 가능하도록 조정한 후 스피커(5)로 출력하게 되면 도3C에 도시한 바와 같이 오디오 수신단 전체의 주파수 응답 특성은 잡음성분이 현저히 감소되어 플래트(Flat)하게 나타나게 되므로 신호 대 잡음(S/N)비가 개선된 양질의 오디오 신호가 출력된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 오디오 수신단의 입력단에 연결되는 디지털신호처리용 필터와 출력단에 연결되는 스피커가 가지는 자체의 특성을 조절할수 있는 것을 이용하여 잡음이 많이 유입되는 디지털신호처리용 필터에서는 잡음성분을 적정레벨로 증폭시켰다가 스피커에서 이를 보상하여 주므로써 오디오 수신단 잡음을 대폭적으로 감소시켜 보다 양질의 오디오 신호를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 유입되는 잡음성분의 주파수 대역을 미리 증폭하고 후단의 스피커에서 감쇠시킨 만큼의 주파수 특성을 보상하기 위해 상기 잠음성분의 잡음레벨을 소정레벨로 조정하는 디지털신호처리용 필터;

   상기 디지털신호처리용 필터로부터 출력되는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A 변환기;

   상기 D/A 변환기를 통한 오디오신호 중 소정 주파수 대역의 오디오신호를 통과시키는 밴드패스 필터와;

   상기 밴드패스 필터를 통과한 오디오신호의 이득을 프로그램이 가능하도록 조정하여 출력하는 프로그래머블 게인 어레이; 및

   상기 프로그래머블 게인 어레이를 통과한 오디오신호의 주파수 응답 특성을 상기 디지털신호처리용 필터에서 증폭된 잡음성분의 주파수 대역을 상쇄시키도록 소정레벨 감쇠시키는 스피커를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 디지털신호처리용 필터는 시뮬레이션을 통하여 상기 잡음레벨을 조정함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스피커는 진동판의 재질, 홀의 개수 및 형상 등의 변경으로 상기 잡음성분 레벨을 감쇠시키도록 함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 수신 잡음 감쇠장치.

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