KR100810853B1 - 오디오 출력장치에서 팝 노이즈를 방지하기 위한 장치 및방법 - Google Patents

오디오 출력장치에서 팝 노이즈를 방지하기 위한 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 팝 노이즈(Pop Noise)를 방지하기 위한 오디오 출력장치에 관한 것으로 오디오 팝 노이즈를 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 오디오 신호를 발생하여 캐패시터를 통해 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치에서 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 오디오 코덱을 구동하기 전에 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 오디오 코덱의 바이어스 전압레벨과 동일하게 될 때까지 완만하게 상승되게 충전시키고 이후에 오디오 코덱을 구동한다.
오디오 코덱, 펄스발생부, 적분회로

Description

오디오 출력장치에서 팝 노이즈를 방지하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREVENTING POP NOISE IN AUDIO OUTPUT APPARATUS}
도 1은 종래 오디오 출력장치의 회로 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 팝 노이즈를 방지하기 위한 오디오 출력장치의 회로 구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 PWM 펄스신호의 펄스폭 변화에 따라 캐패시터의 충전시간이 변화되는 것을 보인 예시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 PDM 펄스신호의 펄스밀도 변화에 따라 캐패시터의 충전시간이 변화되는 것을 보인 예시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 팝 노이즈를 방지하기 위한 오디오 출력장치의 제어 흐름도.
본 발명은 오디오 출력장치에 관한 것으로, 팝 노이즈(Pop Noise)를 방지하기 위한 오디오 출력장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적인 오디오 출력장치의 회로구성을 보인 도 1을 참조하면, 오디오 출력장치는 제어부(100)와 오디오 코덱(CODEC:COder DECoder)(110), 캐패시터(capacitor)(120) 및 스피커(130)를 포함하여 구성된다. 제어부(100)의 제어에 의해 오디오 코덱(110)이 동작하면 오디오 코덱(110)은 음성데이터를 아날로그의 음성신호로 변환하여 출력한다.
상기 오디오 코덱(110)이 구동되면, 오디오 코덱(110)내의 출력단에 있는 증폭기로부터 바이어스 전압이 발생한다. 증폭기가 오프되어 있다가 오디오 코덱(110)의 구동에 따라 온되면, 바이어스 전압은 순간적으로 급격히 상승하는 형태로 출력된다. 이에 따라 오디오 코덱(110)의 회로 구동시 발생되는 바이어스 전압은 교류성분으로 작용하여 캐패시터(120)를 거쳐 스피커(130)로 출력됨에 따라 스피커(130)에서는 팝 노이즈가 발생된다.
또한, 이러한 바이어스 전압은 캐패시터(120)에 충전되는데, 오디오 코덱(110)이 동작하는 동안 캐패시터(120)에 충전된 바이어스 전압은 방전 경로가 없어서 한번 충전되면 그 충전된 전압을 유지한다. 그러나 오디오 코덱의 전원이 꺼지면 캐패시터(120)에 충전된 전압이 오디오 코덱(110)쪽으로 방전하는 경로가 만들어져 캐패시터(120)가 방전되어 버릴 수 있다. 이러한 방전이 일어날 경우 오디오 코덱(110)이 구동될 때마다 바이어스 전압이 다시 충전되기 때문에 매번 팝 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.
한편, 최근에는 이동통신단말기의 멀티미디어기능이 강화되면서 음원에 관한 기능의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 이에 따라 이동통신단말기에서 발생할 수 있 는 팝 노이즈(Pop Noise)를 효과적으로 제거할 수 있는 방법이 요구된다.
상기한 바와 같이 종래 오디오 출력장치에는 오디오 코덱을 구동해야 할 경우 오디오 코덱을 구동할 때 발생하는 오디오 코덱의 바이어스 전압으로 인해 팝 노이즈가 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 오디오 코덱 구동시 발생하는 팝 노이즈를 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 오디오 신호를 발생하여 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치에 있어서, 오디오 코덱의 출력단과 스피커 사이에 접속되는 캐패시터와 상기 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 완만하게 상승되게 충전시키는 전압을 발생하는 충전부와 오디오 코덱의 출력단과 캐패시터 간의 접속점과 충전부 사이에 접속되는 스위치와 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 오디오 코덱을 구동시키기 전에 스위치를 온시킴과 아울러 충전부를 구동시키며, 이후 미리 정해진 충전시간이 경과되면 스위치를 오프시킴과 아울러 충전부의 구동을 중지시키는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 오디오 신호를 발생하여 캐패시터를 통해 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치의 팝 노이즈 방지방법에 있어서, 오디 오 코덱을 구동시켜야 할 경우 오디오 코덱을 구동하기 전에 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 오디오 코덱의 바이어스 전압레벨과 동일하게 될 때까지 완만하게 상승되게 충전시키는 과정과, 이후 오디오 코덱을 구동하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 참조번호 내지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 오디오 신호를 발생하여 캐패시터를 통해 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치에서 상기 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 상기 오디오 코덱을 구동하기 전에 상기 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 상기 오디오 코덱의 바이어스 전압레벨과 동일하게 될 때까지 완만하게 상승되게 충전시키고 이후에 상기 오디오 코덱을 구동한다. 이에 따라 상기 오디오 코덱을 구동시키기 전에 상기 캐패시터에 상기 오디오 코덱을 구동할 때에 발생하는 오디오 코덱의 바이어스 전압과 동일하게 전압이 미리 충전되므로 상기 오디오 코덱을 구동할 경우 오디오 코덱의 바이어스 전압이 입력될 때 발생하는 전압차이를 줄일 수 있어 팝 노이즈를 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따라 팝 노이즈를 방지하기 위한 오디오 출력장치의 내부 구성도는 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2를 참조하여 설명하면, 팝 노이즈를 방지하기 위한 오디오 출력장치는 충전부(200), 제어부(201), 오디오 코덱(210), 캐패시터(220), 스피커(230), 스위치(240)를 포함하여 구성된다.
먼저, 충전부(200)는 제어부(201)에 의해 구동되며, 스위치(240)를 통해 캐패시터(220)와 연결되어 캐패시터(220)를 충전시킨다. 이러한 충전부(200)는 펄스발생부(202)와 적분회로(203)로 이루어진다.
펄스발생부(202)는 제어부(201)의 제어에 의해 미리 정해진 펄스신호를 출력한다. 여기서 펄스발생부(202)는 PDM(Pulse Density Modulation)과 PWM(Pulse Width Modulation)중에 미리 정해진 어느 한가지 형태로 펄스신호를 발생한다. 또한, 적분회로(203)는 펄스발생부(202)로부터 입력되는 펄스신호를 적분하여 충전전압으로 변환하여 출력하는 기능을 수행하며, 적분회로(203)에서 출력되는 충전전압은 캐패시터(220)에 충전된다. 제어부(201)는 오디오 팝 노이즈를 방지하기 위한 오디오 출력장치의 전반적인 제어동작을 수행하며, 오디오 코덱(210)을 구동시켜야 할 경우 오디오 코덱(210)을 구동하기 전에 팝 노이즈를 방지하기 위하여 충전부(200)를 구동시킴과 아울러 스위치(240)를 온 시킨다.
오디오 코덱(210)은 디지털 오디오 데이터를 아날로그 오디오 신호로 변환하는 기능을 수행하며 변환된 아날로그 오디오 신호의 크기를 조절하고 크기가 조절된 신호 중에서 미약한 신호를 크게 증폭시킨다. 그리고 스피커(230)는 오디오 코덱(210)으로부터 출력되는 오디오 신호에 따른 오디오를 출력한다.
스위치(240)는 오디오 코덱(210)의 출력단 및 캐패시터(220)간의 접속점과 적분회로(203)사이에 접속되며, 온되면 적분회로(203)에서 출력되는 충전전압을 캐 패시터(220)로 전달하는 경로를 연결하고, 오프되면 캐패시터(220)에 충전된 전하가 적분회로(203)쪽으로 방전되지 못하도록 경로를 차단한다.
여기서, 오디오 코덱(210)을 구동시키기 전에 캐패시터(220)에 오디오 코덱(210)을 구동할 때에 발생하는 오디오 코덱(210)의 바이어스 전압과 동일하게 전압을 미리 충전하는 경우에 급격한 충전이 이루어지면, 전술한 바와 같이 오디오 코덱(210)의 바이어스 전압으로 발생하는 팝 노이즈와 마찬가지의 노이즈가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서는 충전이 완만하게 이루어지도록 충전시간을 정할 필요가 있다. 이러한 충전시간은 본 발명이 적용되는 오디오 출력장치에 대한 설계시에 미리 시뮬레이션에 의해 정하여진다. 또한, 충전시간은 캐패시터(220)에 충전이 완만하게 이루어지도록 하기 위하여 미리 정해지는 펄스신호에 따라 달라질 수 있다.
이하 본 발명의 일실시예에 따라 PWM 펄스신호의 펄스폭 변화에 따라 캐패시터(220)의 충전시간이 변화되는 것을 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다. 여기서 도 3a는 PWM 펄스신호의 펄스폭을 20%로 설정한 것으로 가정하고, 도 3b는 PWM 펄스신호의 펄스폭을 50%로 설정한 것으로 가정한 예시도이다.
우선 도 3a를 참조하여 살펴보면, 펄스발생부(202)에 미리 정해진 PWM 펄스신호의 펄스폭을 20%로 가정하였을 경우, 이 PWM 펄스신호가 적분회로(203)에 입력되면 캐패시터(220)에 충전되는 전압에 대한 충전전압레벨은 바이어스 전압레벨과 같아지기 위해서 도 3a의 아래에 도시된 그래프와 같이 ta 의 시간이 소요되는 것을 알 수 있다. 그러나, 도 3b와 같이 적분회로(203)에 입력되는 PWM 펄스신호의 펄스폭을 50%로 가정하였을 경우, 도 3b의 아래에 도시된 그래프와 같이 캐패시터(220)의 충전전압레벨이 바이어스 전압레벨과 같아지기 위한 시간 ta 는 펄스폭을 20%로 가정하였을 때보다 짧아지는 것을 알 수 있다. 이와 같이 미리 정해지는 PWM 펄스신호의 펄스폭에 따라 캐패시터(220)의 충전전압레벨이 바이어스 전압레벨과 같아지기 위한 시간 ta 는 달라진다. 이에 따라 펄스발생부(202)에서 발생하도록 할 PWM 펄스신호를 미리 정할 때 캐패시터(220)의 충전전압레벨이 급격히 상승할 때 발생하는 노이즈를 방지하는 범위 안에서 PWM 펄스신호의 펄스폭을 적절히 조절하여 정의하는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 바와 같이 정해진 펄스신호에 따라 캐패시터(220)에 전압이 충전되는 시간 ta 도 미리 정해진다.
이와 달리, 전술한 바에서는 PWM의 경우를 예를 들어 설명하였으나, 펄스발생부(202)에 펄스신호를 PWM 대신에 PDM 형태로 발생하도록 할 수도 있다.
이하 본 발명의 다른 실시예에 따라 PDM 펄스신호의 펄스밀도 변화에 따라 캐패시터(220)의 충전시간이 변화되는 것을 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다. 여기서 도 4a는 PDM 펄스신호의 펄스밀도를 저밀도(low density)로 설정한 것으로 가정하고, 도 4b는 PDM 펄스신호의 펄스밀도를 고밀도(low density)로 설정한 것으로 가정한 예시도이다.
도 4a와 도 4b를 참조하여 살펴보면, 펄스발생부(202)에 미리 정해진 PDM 펄스신호를 도 4a와 도 4b와 같이 펄스밀도를 저밀도 혹은 고밀도로 설정하는 것에 따라서 캐패시터(220)의 충전전압레벨이 바이어스 전압레벨과 같아지기 위한 시간 ta 는 달라진다. 그러므로 PDM 펄스신호의 경우에도 PWM 펄스신호를 정할 때와 마찬가지로 캐패시터(220)의 충전전압레벨이 급격히 상승할 때에 발생하는 노이즈를 방지하기 위하여 전압이 서서히 충전되도록 펄스신호의 펄스밀도를 적절히 조절하여 정의하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 미리 정해진 펄스신호의 PWM 펄스신호의 펄스폭 혹은 PDM 펄스신호의 펄스밀도를 일정하게 정의하였는데 이는 충전전압레벨이 급격히 상승할 때에 발생하는 노이즈를 방지하고 충전시간을 단축하는 범위 안에서 얼마든지 변경가능함은 물론이다.
이하 본 발명의 실시예에 따라 팝 노이즈를 방지하기 위한 방법에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팝 노이즈를 방지하기 위한 오디오 출력장치의 제어 흐름도이다. 이하, 도 5를 참조하여 설명할 때, 펄스발생부(202)에 미리 정해진 펄스신호가 PWM 형태인 것으로 가정하여 설명한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 오디오 코덱(210)을 구동시켜야 할 경우 제어부(201)는 오디오 코덱(210)을 구동하기 전에 500단계에서 스위치(240)를 온(on)시키고 510단계로 진행한다.
510단계에서 제어부(201)는 펄스발생부(202)를 구동한다.이와 같이 펄스발생부(202)를 구동시키면, 펄스발생부(202)에서는 미리 정해진 PWM 펄스신호가 적분회로(203)로 출력되고, 적분회로(203)는 펄스발생부(202)로부터 입력된 펄스신호를 충전전압으로 변환하여 출력하고, 적분회로(203)로부터 출력되는 충전전압은 캐패 시터(220)에 충전된다.
이와 같이 펄스발생부(202)를 통해 펄스신호가 출력되기 시작하면 제어부(201)는 520단계로 진행하여 미리 정해진 충전시간이 경과되었는지를 판단한다. 여기서 미리 정해진 충전시간은 캐패시터(220)에 전압이 충전되어 캐패시터(220)의 충전전압레벨이 오디오 코덱(210)의 바이어스 전압레벨과 동일하게 되는데 걸리는 시간이다. 이를 도 3a와 도 3b를 참고하여 설명하면, 미리 정해지는 시간은 ta 가 되고, 이는 전술한 바와 같이 미리 정해지는 PWM 펄스신호에 따라 달라진다.
520단계에서 미리 정해진 충전시간이 경과되지 않았을 경우 제어부(201)는 미리 정해진 충전시간이 경과 될 까지 기다린다.
520단계에서 판단결과 미리 정해진 충전시간이 경과되면 제어부(201)는 530단계로 진행하여 스위치(240)를 오프(off)시킨다. 이와 같이 스위치(240)를 오프시키면 적분회로(203)를 통해 캐패시터(220)에 전압이 충전되는 경로를 차단함과 동시에 캐패시터(220)에 충전된 전압이 적분회로(203)쪽으로 방전되는 것을 예방할 수 있다.
이어서, 제어부(201)는 540단계로 진행하여 펄스발생부(202)의 구동을 중지하고 550단계로 진행하여 오디오 코덱(210)을 구동한다.
이렇게 함으로써 오디오 코덱(210)을 구동시켜야 할 경우 오디오 코덱(210)을 구동하기 전에 캐패시터(220)에 오디오 코덱(210)의 바이어스 전압과 동일한 전압을 미리 완만하게 상승하면서 충전하게 되므로 오디오 코덱(210) 구동시에 급격 한 DC변화로 인해 발생하는 팝 노이즈를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 펄스발생부로부터 출력되는 펄스신호가 출력하는 시점부터 중지될 때까지 계속 같은 것으로 설정하였으나 이는 캐패시터에 충전되는 충전전압레벨이 급격하게 상승하여 노이즈가 발생하지 않도록 하는 신호라면 얼마든지 변경가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 팝 노이즈를 방지하기 위한 오디오 출력장치에서 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 캐패시터에 상기 오디오 코덱의 바이어스 전압레벨만큼 전압을 미리 충전시켜 놓음으로써, 상기 오디오 코덱 구동시에 걸리는 바이어스 전압의 급격한 DC 변화로 인하여 발생하는 팝 노이즈를 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 오디오 신호를 발생하여 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치에서 상기 오디오 코덱으로부터 출력되는 바이어스 전압으로 인해 발생하는 오디오 팝 노이즈를 방지하기 위한 장치에 있어서,
    상기 오디오 코덱의 출력단 및 상기 스피커 사이에 접속되는 캐패시터와,
    상기 캐패시터와 연결될 때 상기 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 완만하게 상승되게 충전시키는 충전부와,
    상기 오디오 코덱의 출력단과 상기 캐패시터 간의 접속점과 상기 충전부 사이에 접속되는 스위치와,
    상기 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 상기 오디오 코덱을 구동시키기 전에 상기 스위치를 온시킴과 아울러 상기 충전부를 구동시키며, 이후 미리 정해진 충전시간이 경과되면 상기 스위치를 오프시킴과 아울러 상기 충전부의 구동을 중지시키는 제어부를 구비하며,
    상기 충전부는 상기 제어부에 의해 구동되어 상기 충전시간에 대응되게 펄스폭이 미리 정해진 PWM(Pulse Width Modulation) 펄스신호를 출력하는 펄스발생부와, 상기 펄스발생부와 상기 스위치 사이에 접속되며 상기 펄스발생부로부터 출력되는 PWM펄스신호를 적분하여 상기 캐패시터를 충전시키는 적분회로를 구비함을 특징으로 하는 팝 노이즈 방지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 미리 정해진 충전시간은,
    상기 캐패시터의 충전전압레벨이 상기 오디오 코덱의 바이어스 전압레벨과 동일하게 될 때까지 필요한 시간임을 특징으로 하는 팝 노이즈 방지장치.
  3. 삭제
  4. 오디오 신호를 발생하여 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치에서 상기 오디오 코덱으로부터 출력되는 바이어스 전압으로 인해 발생하는 오디오 팝 노이즈를 방지하기 위한 장치에 있어서,
    상기 오디오 코덱의 출력단 및 상기 스피커 사이에 접속되는 캐패시터와,
    상기 캐패시터와 연결될 때 상기 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 완만하게 상승되게 충전시키는 충전부와,
    상기 오디오 코덱의 출력단과 상기 캐패시터 간의 접속점과 상기 충전부 사이에 접속되는 스위치와,
    상기 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 상기 오디오 코덱을 구동시키기 전에 상기 스위치를 온시킴과 아울러 상기 충전부를 구동시키며, 이후 미리 정해진 충전시간이 경과되면 상기 스위치를 오프시킴과 아울러 상기 충전부의 구동을 중지시키는 제어부를 구비하며,
    상기 충전부는 상기 제어부에 의해 구동되어 상기 충전시간에 대응되게 펄스밀도가 미리 정해진 PDM(Pulse Density Modulation) 펄스신호를 출력하는 펄스발생부와, 상기 펄스발생부와 상기 스위치 사이에 접속되며 상기 펄스발생부로부터 출력되는 PDM 펄스신호를 적분하여 상기 캐패시터를 충전시키는 적분회로를 구비함을 특징으로 하는 팝 노이즈 방지장치.
  5. 오디오 신호를 발생하여 캐패시터를 통해 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치에서 상기 오디오 코덱으로부터 출력되는 바이어스 전압으로 인해 발생하는 팝 노이즈 방지방법에 있어서,
    상기 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 상기 오디오 코덱을 구동하기 전에 상기 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 상기 오디오 코덱의 바이어스 전압레벨과 동일하게 될 때까지의 미리 정해진 충전 시간을 결정하는 과정과,
    상기 충전시간에 대응되게 펄스폭이 미리 정해진 PWM(Pulse Width Modulation) 펄스신호를 출력하는 과정과,
    상기 출력되는 PWM펄스신호를 적분하여 상기 캐패시터를 충전시키는 과정과,
    이후 상기 오디오 코덱을 구동하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 팝 노이즈 방지방법.
  6. 오디오 신호를 발생하여 캐패시터를 통해 스피커로 출력하는 오디오 코덱을 구비하는 오디오 출력장치에서 상기 오디오 코덱으로부터 출력되는 바이어스 전압으로 인해 발생하는 팝 노이즈 방지방법에 있어서,
    상기 오디오 코덱을 구동시켜야 할 경우 상기 오디오 코덱을 구동하기 전에 상기 캐패시터를 그의 충전전압레벨이 상기 오디오 코덱의 바이어스 전압레벨과 동일하게 될 때까지의 미리 정해진 충전 시간을 결정하는 과정과,
    상기 충전시간에 대응되게 펄스밀도가 미리 정해진 PDM(Pulse Density Modulation) 펄스신호를 출력하는 과정과,
    상기 출력되는 PDM 펄스신호를 적분하여 상기 캐패시터를 충전시키는 과정
    이후 상기 오디오 코덱을 구동하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 팝 노이즈 방지방법.
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