KR100698583B1 - 디지털 음향증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 음향증폭기에 관한 것으로, 위상마진과 효율을 증가시킨 귀환회로를 적용하여 고주파에서 동작의 안정성을 높이는 효과를 가진다. 이를 위한 본 발명의 디지털 음향증폭기는 귀환회로를 가지는 디지털 음향증폭기에 있어서, 음향 입력신호와 귀환 신호를 입력신호로 처리하는 증폭부; 상기 증폭기의 후단에 연결된 인덕터와 커패시터로 이루어진 저역필터; 상기 커패시터와 접지 사이에 연결되어 전류를 검출하기 위한 검출 저항; 상기 인덕터와 상기 커패시터 사이에 연결되어 상기 저역필터에서 출력된 출력신호를 상기 증폭부에 상기 귀환 신호로 제공하는 제1 귀환회로; 및 상기 커패시터와 상기 검출 저항 사이에 연결되어 상기 증폭부에 귀환신호를 제공하는 제2 귀환회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

음향증폭기, 디지털, 귀환회로, 위상마진

Description

디지털 음향증폭기{Digital audio amplifier}

도1은 귀환회로를 가지는 종래의 디지털 음향증폭기를 보여주는 블록구성도.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 음향증폭기를 보여주는 블록 구성도

본 발명에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 100 : 입력신호 20, 200 : 차등증폭기

30, 300 : 구동회로 40, 400 : 증폭부

50, 500 : 저역필터 60, 70 : 귀환회로

600, 700, 800 : 귀환회로

본 발명은 디지털 음향증폭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동작안정성을 높이기 위하여 위상(phase)마진과 효율을 증가시킨 귀환회로를 가지는 디지털 음향 증폭기에 관한 것이다.

디지털 음향증폭기는 아날로그 증폭기에 비하여 높은 효율을 가지는 장점을 가지고 있기 때문에 적용이 시작되었지만 충분히 안정된 동작을 확보하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 특히 왜상 수차(distortion, 일명 일그러짐)의 증가로 사용이 어려운 점을 극복하기 위하여 귀환(feedback)회로를 적용하는 방법이 적용되고 있다.

도1은 귀환회로를 가지는 종래의 디지털 음향증폭기를 보여주는 블록구성도이다.

도1을 참조하여 설명하면, 종래의 디지털 음향증폭기는 증폭부(40)와 저역필터(50)에 하나 또는 두개의 귀환회로(60, 70)를 이용하여 왜상 수차를 보상하려 하였다. 이때 상기 증폭부(40)는 음향 입력신호(Vi, 10)와 상기 귀환회로(60, 70)를 통하여 제공되는 귀환 신호를 증폭하는 차동증폭기(20), 구동회로(30) 및 스위치 소자(Q1, Q2)로 구성되고, 상기 저역필터(50)는 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구성되어 있다.

먼저 하나의 제1 귀환회로(60)만 형성되어있는 기본적인 귀환회로를 고려하는 경우 상기 제1 귀환회로(60)는 상기 증폭부(40)와 상기 저역필터(50) 사이에 연결하여 귀환신호를 제공하는데, 상기 인덕터(L)와 상기 커패시터(C) 사이에서 출력되는 실제의 출력신호(Vo)와 다르기 때문에 상기 제1 귀환회로에 의해서는 상기 왜상 수차에 대한 보상이 크게 이루어지지 않는다. 그래서 제2 귀환회로(70)를 추가하여 상기 출력신호(Vo)를 제2 저항(R2)에 연결하여 귀환신호를 제공하는 경우에 상기 왜상 수차를 보상하여 더욱 감소시킬 수 있다. 그런데 이때 상기 인덕터(L)를 지난 전류는 상기 출력신호(Vo)에 비하여 위상지연이 상기 인덕터(L)의 인덕턴스에 따라 바꾸지만 최대 90도까지 발생하게 된다.

상기 위상지연으로 인하여 종래의 디지털 음향증폭기는 위상마진이 줄어들어들기 때문에 응답주파수가 짧아지게 된다. 그렇게 되면 디지털 음향증폭기에 순간적으로 고주파 신호가 입력될 때 증폭비가 아주 커져서 순간 출력신호(Vo)가 커지게 되어 종래의 디지털 음향증폭기의 안정성을 잃게 된다. 이로 인하여 종래의 디지털 음향증폭기는 안정되게 동작하지 못하고 사용할 수 없게 되기 때문에 이에 대한 대책이 절실히 필요하다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 디지털 음향증폭기의 동작안정성을 높이기 위하여 위상마진과 효율을 증가시킨 귀환회로를 가지는 디지털 음향증폭기를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디지털 음향증폭기는 귀환회로를 가지는 디지털 음향증폭기에 있어서, 음향 입력신호와 귀환 신호를 입력신호로 처리하는 증폭부; 상기 증폭부의 후단에 연결된 인덕터와 커패시터로 이루어진 저역필터; 상기 커패시터와 접지 사이에 연결되어 전류를 검출하기 위한 검 출 저항; 상기 인덕터와 상기 커패시터 사이에 연결되어 상기 저역필터에서 출력된 출력신호를 상기 증폭부에 상기 귀환 신호로 제공하는 제1 귀환회로; 및 상기 커패시터와 상기 검출 저항 사이에 연결되어 상기 증폭부에 귀환신호를 제공하는 제2 귀환회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 증폭부와 상기 저역필터 사이에 연결되어 상기 증폭부에 귀환신호를 제공하는 제3 귀환회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 귀환회로는 제2 저항을 포함하고, 다른 커패시터를 상기 제2 저항에 병렬로 연결하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 귀환회로는 제1 저항을 포함하여 구성하고, 상기 제3 귀환회로는 제3 저항을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 음향증폭기를 보여주는 블록 구성도이다.

도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 디지털 음향증폭기는 증폭부(400)와 저역필터(500),검출 저항(R40), 제1 귀환회로(700) 및 제2 귀환회로(800)를 포함하고, 상기 제3 귀환회로(600)는 왜상 수차의 보상효과를 높이기 위하여 부가하는 것이 바람직하다.

이때 상기 증폭부(400)는 차동증폭기(200), 구동회로(300) 및 스위치 소자 (Q1, Q2)로 구성되고, 상기 저역필터(500)는 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구성되어 있다. 상기 커패시터(C)와 접지사이에는 전류를 검출하기 위한 상기 검출 저항(R40)이 연결되어 있다.

상기 제1 귀환회로(700), 제2 귀환회로(800) 및 제3 귀환회로(600)는 각각으로 제1 저항(R10), 제2 저항(R20) 및 제3 저항(R30)에 연결되고, 상기 제2 저항(R20)에는 병렬로 다른 커패시터를 연결하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 증폭부(400)는 음향 입력신호(Vi,100)와 상기 귀환회로(600, 700, 800)를 통하여 제공되는 귀환신호를 증폭하고, 상기 제1 귀환회로(700)는 상기 인덕터(L)와 상기 커패시터(C) 사이에 연결되어 상기 저역필터(500)에서 출력된 출력신호(Vo)를 상기 증폭부(400)에 상기 귀환신호로 제1 귀환신호를 제공한다. 또한 제2 귀환회로(800)는 상기 커패시터(C)와 상기 검출 저항(R40) 사이에 연결되어 상기 증폭부(400)에 제2 귀환신로를 상기 귀환신호로 제공한다. 또한 상기 제3 귀환회로(600)는 종래의 경우와 마찬가지로 제3 귀환신호를 상기 증폭부(400)에 제공한다.

상기 제1 귀환회로(700)는 종래와 같이 상기 인덕터(L)를 지난 전류는 상기 출력신호(Vo)에 비하여 위상지연이 상기 인덕터(L)의 인덕턴스에 따라 바꾸지만 최대 90도까지 발생하게 되어 위상지연이 발생한다. 그러나 상기 제2 귀환회로(800)는 상기 커패시터(C)를 지나는 전류를 적용하기 때문에 상기 커패시터(C)의 정전용량과 상기 검출 저항(R40)에 의해서 위상이 앞서기 때문에 상기 제1 귀환회로(700) 에 의해서 발생한 상기 위상 지연을 감소시켜서 위상마진을 보상하게 된다. 또한 상기 제2 귀환회로(800)의 상기 제2 저항(R20)에 다른 커패시터를 추가하면 좀더 많은 위상마진의 보상효과를 가져올 수 있다.

따라서 고주파 신호가 들어오면 상기 커패시터(C)의 전류는 증가하여 고주파가 입력된다고 하더라도 상기 커패시터(C)에 의해서 더 빨리 보상되기 때문에 본 발명의 디지털 음향증폭기는 고주파에서도 안정되게 동작하게 된다. 상기 귀환회로(600, 700, 800)를 적용하면 상기 디지털 음향증폭기의 왜상 수차와 위상마진을 확보하여 동작의 안정성을 얻을 수 있으며, 고주파에서도 빠른 보상에 의해서 최종적으로 낮은 왜율(distortion factor)을 구현할 수 있는 장점이 있다.

이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 커패시터를 이용한 상기 귀환회로에 의해서 전류의 위상이 앞서기 때문에 종래의 디지털 음향증폭기에 비하여 위상지연을 감소시키고, 위상마진을 보상하는 효과가 있다. 이로 인하여 고주파에서도 안정된 동작특성을 가지는 디지털 음향증폭기를 구현하는 장점을 가지게 된다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 귀환회로를 가지는 디지털 음향증폭기에 있어서,

   음향 입력신호와 귀환 신호를 입력신호로 처리하는 증폭부;

   상기 증폭부의 후단에 연결된 인덕터와 커패시터로 이루어진 저역필터;

   상기 커패시터와 접지 사이에 연결되어 전류를 검출하기 위한 검출 저항;

   상기 인덕터와 상기 커패시터 사이에 연결되어 상기 저역필터에서 출력된 출력신호를 상기 증폭부에 상기 귀환 신호로 제공하는 제1 귀환회로;

   상기 커패시터와 상기 검출 저항 사이에 연결되어 상기 증폭부에 귀환신호를 제공하는 제2 귀환회로; 및

   상기 증폭부와 상기 저역필터 사이에 연결되어 상기 증폭부에 귀환신호를 제공하는 제3 귀환회로를 구비하는데,

   상기 제2 귀환회로는 제2 저항을 포함하여 구성되고, 다른 커패시터를 상기 제2저항에 병렬로 연결하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 음향증폭기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 귀환회로를 가지는 디지털 음향증폭기에 있어서,

   음향 입력신호와 귀환 신호를 입력신호로 처리하는 증폭부;

   상기 증폭부의 후단에 연결된 인덕터와 커패시터로 이루어진 저역필터;

   상기 커패시터와 접지 사이에 연결되어 전류를 검출하기 위한 검출 저항;

   상기 인덕터와 상기 커패시터 사이에 연결되어 상기 저역필터에서 출력된 출력신호를 상기 증폭부에 상기 귀환 신호로 제공하는 제1 귀환회로; 및

   상기 커패시터와 상기 검출 저항 사이에 연결되어 상기 증폭부에 귀환신호를 제공하는 제2 귀환회로를 구비하는데,

   상기 제2 귀환회로는 제2 저항을 포함하여 구성되고, 다른 커패시터를 상기 제2저항에 병렬로 연결하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 음향증폭기.
6. 삭제

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