KR100872282B1

KR100872282B1 - 에코 캔슬 회로

Info

Publication number: KR100872282B1
Application number: KR1020060131748A
Authority: KR
Inventors: 아끼라 이께따니; 히데끼 오하시
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-12-05
Also published as: US20070154022A1; CN1988560A; JP2007174313A; TW200738030A; KR20070066925A

Abstract

주파수에 상관없이 효과적으로 에코를 방지한다. 에코 캔슬 회로는, 입력되는 제1 아날로그 신호를 음성으로 변환하여 출력함과 함께, 입력되는 음성을 제2 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 이어폰 마이크와, 제1 입력 단자에, 제1 및 제2 아날로그 신호가 입력되고, 제2 입력 단자에, 제1 아날로그 신호에 따라서 생성되고, 제1 아날로그 신호가 제2 아날로그 신호와 함께 출력되는 것을 방지하기 위한 제3 아날로그 신호가 입력되고, 제1 및 제2 아날로그 신호에 포함되는 제1 아날로그 신호를 제3 아날로그 신호에 의해 캔슬하여 출력하는 캔슬 회로와, 이어폰 마이크와 제1 입력 단자 사이에 설치된 제1 부하 회로와, 제2 입력 단자측에 설치되고, 제1 부하 회로에 상당하는 제2 부하 회로 및 이어폰 마이크에 상당하는 제3 부하 회로를 구비한다.

아날로그 신호, 부하 회로, 이어폰 마이크, 캔슬 회로, 고주파 필터 회로

Description

에코 캔슬 회로{ECHO CANCEL CIRCUIT}

도 1은 본 발명의 에코 캔슬 회로의 일 실시예를 포함하여 구성되는 음성 신호 처리 회로의 구성예를 도시한 도면.

도 2는 증폭 회로(31)의 구성예를 도시한 블록도.

도 3은 증폭 회로(31)의 구성예를 도시한 회로도.

도 4는 스타세이미츠사 제조의 이어폰의 실측한 임피던스 특성을 나타내는 그래프.

도 5는 이어폰 마이크의 등가 회로의 구성예를 도시한 도면.

도 6은 등가 회로의 임피던스 특성을 나타내는 그래프.

도 7은 등가 회로를 이용하여 도 1에 도시한 구성을 시뮬레이트하기 위한 구성예.

도 8은 주파수에 따른 V(a)-V(b)의 변화를 나타내는 그래프.

도 9는 이어폰 마이크(10)의 임피던스 변화의 영향을 억제하기 위한 부하 회로의 다른 구성예를 도시한 도면.

도 10은 음성 신호 처리 회로의 다른 구성예를 도시한 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:음성 신호 처리 회로

10:이어폰 마이크

20:차동 증폭 회로

21, 22, 105∼107, 124, 126:인덕터

23∼26, 71, 72, 75, 85∼89, 101∼104, 121, 122, 125:저항

27, 73, 74, 76∼78, 90, 91, 108, 123, 127:캐패시터

31, 32:증폭 회로

40:DSP

41, 42:AD 컨버터

43∼45:DA 컨버터

46∼48:증폭 회로

49a, 49b:접속 단자

51, 52:FIR 필터

53, 54:입력 단자

55∼57:출력 단자

61, 62:필터

63:앰프

81:N형 FET

82, 83:PNP형 트랜지스터

84:NPN형 트랜지스터

100:등가 회로

[특허 문헌 1] 일본 특허 제3463063호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 제3314372호 공보

본 발명은, 에코 캔슬 회로에 관한 것이다.

최근, 휴대 전화 등의 음성을 송수신하는 통신 기기에서, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호를 음성으로 변환하여 출력하는 이어폰 기능과, 발화한 음성을 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 마이크 기능을 겸비하는 이어폰 마이크가 사용되기 시작하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).

이와 같은 이어폰 마이크를 이용하는 경우, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호가 이어폰 마이크에 입력됨과 함께, 발화한 음성을 변환한 아날로그 신호가 이어폰 마이크로부터 출력된다. 이 2개의 아날로그 신호의 입출력은, 동일한 경로를 통하여 행해지기 때문에, 발화한 음성을 변환한 아날로그 신호와 함께, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호도 상대측에 송신되게 될 가능성이 있다. 이와 같이, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호가 상대측에 송신되면, 상대측에서 에코가 발생하게 된다.

따라서, 이어폰 마이크를 이용하는 경우, 이와 같은 에코의 발생을 방지하기 위해서, 예를 들면, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호와 위상을 맞춘 동 일 진폭의 신호를 이용하여 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호를 상쇄함으로써, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호가 상대측에 송신되지 않도록 제어하는 것이 행해지고 있다(예를 들면, 특허 문헌 2).

특허 문헌 2에 개시된 방법에서는, 차동 증폭 회로의 한쪽의 입력 단자에 이어폰 마이크가 접속되고, 다른 쪽의 입력 단자에 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호와 위상을 맞춘 동일 진폭의 아날로그 신호가 입력되어 있다. 그리고, 이 다른 쪽의 입력 단자측에는, 이어폰 마이크의 임피던스에 상당하는 저항이나 인덕터 등이 접속되어 있다.

그런데, 이어폰 마이크의 임피던스는, 입력되는 아날로그 신호의 주파수에 의해 변화되기 때문에, 단순하게 저항이나 인덕터 등을 접속한 것만으로는, 이어폰 마이크의 임피던스와 등가인 회로를 실현할 수는 없다. 그 때문에, 특허 문헌 2에 개시된 바와 같은 구성에서는, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호를, 특정한 주파수에서 상쇄하는 것은 가능하지만, 휴대 전화 등의 음성 송수신에 필요한 전체 주파수 대역에서 효과적으로 상쇄할 수 없어, 특정한 주파수 이외의 대역에서는 에코가 발생하게 된다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 주파수에 상관없이 효과적으로 에코를 방지하는 것이 가능한 에코 캔슬 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 에코 캔슬 회로는, 입력되는 제1 아날로그 신호를 음성으로 변환하여 출력함과 함께, 입력되는 음성을 제2 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 이어폰 마이크를 이용할 때에 발생하는 에코를 캔슬하는 에코 캔슬 회로로서, 제1 입력 단자에, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호가 입력되고, 제2 입력 단자에, 상기 제1 아날로그 신호에 따라서 생성되고, 상기 제1 아날로그 신호가 상기 제2 아날로그 신호와 함께 출력되는 것을 방지하기 위한 제3 아날로그 신호가 입력되고, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호에 포함되는 상기 제1 아날로그 신호를 상기 제3 아날로그 신호에 의해 캔슬하여 출력하는 캔슬 회로와, 상기 이어폰 마이크와 상기 제1 입력 단자 사이에 설치된 제1 부하 회로와, 상기 제2 입력 단자측에 설치되고, 상기 제1 부하 회로에 상당하는 제2 부하 회로 및 상기 이어폰 마이크의 임피던스에 상당하는 제3 부하 회로를 구비하는 것으로 한다.

또한, 상기 제1 부하 회로는 제1 저항이고, 상기 제2 부하 회로는 상기 제1 저항과 저항값이 동일한 제2 저항인 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 제3 부하 회로는, 제3 및 제4 저항과, 캐패시터에 의해 구성되고, 상기 제3 저항 및 상기 캐패시터는 직렬로 접속됨과 함께, 상기 제2 부하 회로와 병렬로 접속되고, 상기 제4 저항은 상기 제2 부하 회로와 직렬로 접속되어 이루어지는 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호는, 상기 제1 부하 회로를 통하지 않고 상기 이어폰 마이크에 입력됨과 함께, 상기 제1 부하 회로를 통하여 상기 제1 입력 단자에 입력되고, 상기 제3 아날로그 신호는, 상기 제3 부하 회로와 상기 제4 저항 사이에 입력되고, 상기 제3 부하 회로를 통하여 상기 제2 입력 단자에 입력되어 이루어지는 것으로 하여도 된다.

또한, 상기 에코 캔슬 회로는, 상기 제1 부하 회로와 상기 이어폰 마이크 사이에 설치된 고주파 필터 회로를 더 구비하는 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 에코 캔슬 회로는, 상기 제1 부하 회로와 상기 제1 입력 단자 사이에 설치되고, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호를 증폭하여 상기 제1 입력 단자에 출력하는 제1 증폭 회로와, 상기 제2 부하 회로와 상기 제2 입력 단자 사이에 설치되고, 상기 제3 아날로그 신호를 증폭하여 상기 제2 입력 단자에 출력하는 제2 증폭 회로를 더 구비하는 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1 증폭 회로는, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호를 증폭하기 전에 상기 제1 및 제2 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시키는 제1 필터 회로를 포함하여 구성되고, 상기 제2 증폭 회로는, 상기 제3 아날로그 신호를 증폭하기 전에 상기 제3 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시키는 제2 필터 회로를 포함하여 구성되는 것으로 하여도 된다.

또한, 상기 제1 증폭 회로는, 증폭한 상기 제1 및 제2 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시켜 출력하는 제3 필터 회로를 포함하여 구성되고, 상기 제2 증폭 회로는, 증폭한 상기 제3 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시켜 출력하는 제4 필터 회로를 포함하여 구성되는 것으로 하여도 된다.

<실시 형태>

==회로 구성==

도 1은, 본 발명의 에코 캔슬 회로의 일 실시예를 포함하여 구성되는 음성 신호 처리 회로의 구성예를 도시한 도면이다. 음성 신호 처리 회로(1)는, 이어폰 마이크(10), 차동 증폭 회로(20), 인덕터(21, 22), 저항(23∼26), 캐패시터(27), 증폭 회로(31, 32), DSP(40), AD 컨버터(41, 42), DA 컨버터(43∼45), 및 증폭 회로(46∼48)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 차동 증폭 회로(20), 인덕터(21, 22), 저항(23∼26), 캐패시터(27), 및 증폭 회로(31, 32)가 본 발명의 에코 캔슬 회로에 상당한다.

음성 신호 처리 회로(1)는, 휴대 전화 등의 음성 송수신을 행하는 통신 기기와 함께 이용된다. 예를 들면, 휴대 전화와 함께 이용되는 경우, 휴대 전화에서 수신한 상대측의 음성을 나타내는 신호를 아날로그 변환한 신호가 AD 컨버터(41)로부터 입력되고, 이 아날로그 신호를 음성으로 변환한 것이 이어폰 마이크(10)로부터 출력되게 된다. 또한, 휴대 전화의 사용자가 발한 음성이 이어폰 마이크(10)에 의해 아날로그 신호로 변환되고, 이 아날로그 신호가 DA 컨버터(45)로부터 출력되고, 상대측에 송신되게 된다.

이어폰 마이크(10)는, 귓구멍 등에 장착 가능한 음성 입출력 기기로서, 인덕터(21)측으로부터 입력되는 아날로그 신호에 기초하여 진동판(도시 생략)을 진동시켜서 음성을 내이에 전달함과 함께, 발화에 의해 발생하는 내이의 공기 진동을 진동판(도시 생략)에서 검출하고, 아날로그 신호로 변환하여 인덕터(21)측에 출력한다. 또한, 이어폰 마이크(10)는, 접속 단자(49a, 49b)를 통하여 접속되어 있으며, 착탈할 수 있다.

인덕터(21, 22)는, 이어폰 마이크(10)와 접속되어 있고, 이어폰 마이크(10)의 입출력에 대한 고주파 필터로 되어 있다. 이어폰 마이크(10)를 휴대 전화 등의 통신 기기에 이용하는 경우, 몇십 센티미터 정도의 케이블이 필요로 되는데, 이 케이블에 의해 이어폰 마이크(10)에 입출력되는 신호에 고주파 노이즈가 중첩하게 된다. 그 때문에, 인덕터(21, 22)와 같은 고주파 필터를 설치함으로써, 이와 같은 고주파 노이즈를 제거할 수 있다.

저항(23)은, 이어폰 마이크(10)와 차동 증폭 회로(20)의 한쪽의 입력 단자(제1 입력 단자:본 예에서는 +입력 단자) 사이에 설치된 부하 회로로서, 본 발명의 제1 부하 회로(제1 저항)에 상당한다. 도면에 도시한 바와 같이, 저항(23)은, 인덕터(21)와 증폭 회로(31) 사이에 설치되어 있다. 그리고, 저항(23)과 증폭 회로(31) 사이에, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호가 입력되어 있다. 따라서, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호는, 저항(23)을 통하여 이어폰 마이크(10)에 입력됨과 함께, 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 아날로그 신호는, 저항(10) 및 증폭 회로(31)를 통하여, 차동 증폭 회로(20)의 +입력 단자에 입력되게 된다. 이와 같이, 이어폰 마이크(10)와 증폭 회로(31) 사이에 저항(23)을 설치하면, 이어폰 마이크(10)로부터 증폭 회로(31)에 출력되는 아날로그 신호는 감쇠하게 된다. 그러나, 차동 증폭 회로(20)측으로부터 본 경우, 이어폰 마이크(10)에 입력되는 아날로그 신호의 주파수 변화에 수반하는 이어폰 마이크(10)의 임피던스의 변화의 영향이 억제되게 된다.

저항(24)은, 저항(23)에 대응하여 설치된 회로로서, 차동 증폭 회로(20)의 다른 쪽의 입력 단자(제2 입력 단자:본 예에서는 -입력 단자)측에 설치된다. 또한, 저항(24)이 본 발명의 제2 부하 회로(제2 저항)에 상당한다.

저항(25, 26) 및 캐패시터(27)는, 이어폰 마이크(10)의 임피던스에 상당하는 부하 회로로서, 차동 증폭 회로(20)의 -입력 단자측에 설치된다. 또한, 저항(25, 26) 및 캐패시터(27)에 의해 구성되는 부하 회로가, 본 발명의 제3 부하 회로에 상당한다. 또한, 저항(25)이 본 발명의 제3 저항에 상당하고, 저항(26)이 본 발명의 제4 저항에 상당한다.

본 실시 형태에서는, 저항(25), 캐패시터(27), 및 저항(26)은, 이 순서로 직렬로 접속되고, 저항(24)은, 저항(25) 및 캐패시터(27)와 병렬로 접속됨과 함께 저항(26)과 직렬로 접속되어 있다. 그리고, 저항(24, 25)이 증폭 회로(32)와 접속되어 있고, 이 접속점에, 증폭 회로(47)로부터 출력되는 아날로그 신호가 입력되어 있다. 또한, 저항(25) 및 캐패시터(27)의 배치 위치를 교체해도 된다.

증폭 회로(31)는, 저항(23)에 의해 감쇠된 아날로그 신호를 증폭하여 출력하는 회로로서, 본 발명의 제1 증폭 회로에 상당한다. 또한, 증폭 회로(31)는, 아날로그 신호를 증폭하는 전후에 고주파 성분을 제거할 수 있다. 이 증폭 회로(31)의 구성에 대해서는, 후술한다.

증폭 회로(32)는, 증폭 회로(47)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭 회로(31)와 동일한 게인으로 증폭하여 출력하는 회로로서, 본 발명의 제2 증폭 회로에 상당한다. 이와 같이 증폭 회로(32)를 설치함으로써, 차동 증폭 회로(20)의 +입력 단자 및 -입력 단자에 입력되는 아날로그 신호의 진폭을 맞출 수 있다. 또 한, 증폭 회로(32)의 구성은 증폭 회로(31)와 마찬가지이므로, 증폭 회로(31)의 설명과 아울러서 후술한다.

차동 증폭 회로(20)는, +입력 단자에 입력되는 아날로그 신호와, -입력 단자에 입력되는 아날로그 신호의 차분을 증폭하여 출력하는 회로이다. 여기에서, 차동 증폭 회로(20)의 +입력 단자에 입력되어 있는 아날로그 신호에는, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호와, 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 아날로그 신호가 포함된다. 또한, 차동 증폭 회로(20)의 -입력 단자에 입력되는 아날로그 신호는, 증폭 회로(47)로부터 출력되는 아날로그 신호이다. 또한, 증폭 회로(47)로부터 출력되는 아날로그 신호는, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호를 상쇄하기 위한 신호이다. 즉, 차동 증폭 회로(20)는, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호를 상쇄하여 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 아날로그 신호를 출력하는 회로로서, 본 발명의 캔슬 회로에 상당한다.

DSP(Digital Signal Processor)(40)는, 각종 디지털 신호 처리를 행하는 회로로서, FIR(Finite Impulse Response) 필터(51, 52), 입력 단자(53, 54), 및 출력 단자(55∼57)를 포함하여 구성되어 있다. FIR 필터(51, 52)는, 각각 필터 계수를 유지하고 있고, 입력되는 디지털 신호에 필터 계수에 기초한 컨볼루션 연산 처리를 실시하여 출력한다.

AD 컨버터(41, 42)는, 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 회로이다. 또한, DA 컨버터(43∼45)는, 입력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 회로이다.

AD 컨버터(41)에는, 상대측으로부터 송신되어 온 음성을 나타내는 아날로그 신호가 입력된다. 그리고, AD 컨버터(41)로부터 출력되는 디지털 신호는, 입력 단자(53)를 통하여, DSP(40) 내의 FIR 필터(51, 52)에 입력된다. FIR 필터(51)로부터 출력되는 디지털 신호는, 출력 단자(55)을 통하여, DA 컨버터(43)에 입력된다. 또한, FIR 필터(52)로부터 출력되는 디지털 신호는, 출력 단자(56)를 통하여, DA 컨버터(44)에 입력된다.

증폭 회로(46∼48)는, 입력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력하는 회로이다. 증폭 회로(46)는, DA 컨버터(43)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력한다. 또한, 증폭 회로(47)는, DA 컨버터(44)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력한다. 또한, 증폭 회로(48)는, 차동 증폭 회로(20)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력한다.

AD 컨버터(42)에는, 증폭 회로(48)로부터 출력되는 아날로그 신호가 입력된다. 그리고, AD 컨버터(42)로부터 출력되는 디지털 신호는, 입력 단자(54)를 통하여 DSP(40)에 입력된다. 음성의 송수신이 행해지고 있는 경우, 입력 단자(54)로부터 입력된 디지털 신호는, 출력 단자(57)를 통하여 출력되고, DA 컨버터(45)에 입력된다. 이 때 DA 컨버터(45)로부터 출력되는 아날로그 신호는, 이어폰 마이크(10)에서 검출된 음성을 나타내는 것으로 된다.

또한, DSP(40)에서는, 입력 단자(54)로부터 입력되는 디지털 신호에 기초하여, FIR 필터(51, 52)의 필터 계수의 설정 처리를 행한다. 필터 계수의 설정 처리를 행하는 경우, DSP(40)는, 우선, 출력 단자(55)로부터 임펄스를 출력하고, 출력 단자(55)로부터 입력 단자(54)까지의 임펄스 응답(IR1(Z))을 측정한다. 마찬가지로, DSP(40)는, 출력 단자(56)로부터 임펄스를 출력하고, 출력 단자(56)로부터 입력 단자(54)까지의 임펄스 응답(IR2(Z))을 측정한다. 그리고, DSP(40)는, FIR 필터(51)의 필터 계수에, IR2(Z)를 위상 반전시킨 -IR2(Z)를 설정하고, FIR 필터(52)의 필터 계수에, IR1(Z)를 설정한다.

여기서, FIR 필터(51)의 입력으로부터 입력 단자(54)까지의 임펄스 응답을 IR1_ALL(Z), FIR 필터(52)의 입력으로부터 입력 단자(54)까지의 임펄스 응답을 IR2_ALL(Z), 출력 단자(55)로부터 차동 증폭 회로(20)의 +입력 단자까지의 임펄스 응답을 IR1'(Z), 출력 단자(56)로부터 차동 증폭 회로(20)의 -입력 단자까지의 임펄스 응답을 IR2'(Z), 차동 증폭 회로(20)의 ±입력 단자로부터 입력 단자(54)까지의 임펄스 응답을 W(Z)로 하면, 다음의 관계가 성립한다.

IR1_ALL(Z)

=(-IR2(Z))·IR1(Z)

=(-(-IR2'(Z)·W(Z)))·(IR1'(Z)·W(Z))

=IR2'(Z)·(-W(Z))·IR1'(Z)·W(Z)

IR2_ALL(Z)

=(-IR1(Z))·IR2(Z)

=(-(IR1'(Z)·W(Z)))·(-IR2'(Z)·W(Z))

=(-IR1'(Z))·(-W(Z))·(-IR2'(Z))·W(Z)

=-IR1_ALL

즉, FIR 필터(51)의 입력으로부터 입력 단자(54)까지의 임펄스 응답 IR1_ALL(Z)와, FIR 필터(52)의 입력으로부터 입력 단자(54)까지의 임펄스 응답 IR2_ALI(Z)는 상호 상쇄하는 특성으로 되어 있다. 따라서, 이와 같이 FIR 필터(51, 52)의 필터 계수를 설정함으로써, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호를, 증폭 회로(47)로부터 출력되는 아날로그 신호로 상쇄하는 것이 가능하게 된다. 또한, 필터 계수의 설정 처리는, 전원 투입 시나 공장 출하 시, 혹은 유저로부터의 지시를 받았을 때 등, 적절한 타이밍에서 행해진다.

또한, 본 실시 형태에서는, FIR 필터(51, 52)를 이용하여, 상대측으로부터 송신되어 온 아날로그 신호를 상쇄하기 위한 아날로그 신호를 생성하고, 차동 증폭 회로(20)에 입력하는 것으로 하고 있지만, 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 특허 문헌 2에 나타난 바와 같이, FIR 필터 등의 디지털 필터를 이용하지 않는 구성이어도 된다. 단, 본 실시 형태에서 나타낸 바와 같이 디지털 필터를 이용하는 구성으로 하면, 위상의 조정을 고정밀도로 행하는 것이 가능해지고, 효과적으로 아날로그 신호를 상쇄할 수 있다.

도 2는, 증폭 회로(31)의 구성예를 도시한 블록도이다. 또한, 증폭 회로(32)에 대해서도 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 증폭 회로(31)는, 필터(61, 62), 및 앰프(63)에 의해 구성되어 있다. 필터(61, 62)는, 입력되는 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시켜 출력하는 회로이다. 앰프(63)는, 입력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력하는 회로이다. 증폭 회로(31)에서는, 우선, 필터(61)에서 고주파 성분이 감쇠된다. 이것은, 불필요한 고주파 성분이 후단의 앰프(63)에서 증폭되게 되는 것을 방지하기 위함이다. 그리고, 필터(61)에서 고주파 성분의 감쇠가 행해진 후, 앰프(63)에서 아날로그 신호의 증폭이 행해진다. 그 후, 필터(62)에서, 재차, 고주파 성분의 감쇠가 행해진다. 이것은, 불필요한 고주파 성분을 커트함과 함께, 듣기 어려운 저음 영역의 신호 레벨을 상대적으로 높이기 위함이다.

도 3은, 증폭 회로(31)의 구성예를 도시한 회로도이다. 필터(61)는, 저항(71, 72) 및 캐패시터(73, 74)에 의해 구성되어 있다. 또한, 필터(62)는, 저항(75) 및 캐패시터(76∼78)에 의해 구성되어 있다. 또한, 앰프(63)는, N형 FET(81), PNP 트랜지스터(82, 83), NPN 트랜지스터(84), 저항(85∼89), 및 캐패시터(90, 91)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 앰프(63)에서의 캐패시터(90)는, 예를 들면 3㎑보다 고역을 감쇠시키는 필터로 되어 있다. 또한, 앰프(63)에서의 캐패시터(91)는, 예를 들면 50㎐보다 저역을 감쇠시키는 필터로 되어 있다. 즉, 앰프(63)에서는, 캐패시터(90, 91)의 특성에 의해 대역 제한이 행해지고 있다. 또한, 도 3에 도시한 구성은 일례로서, 증폭 회로(31)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 음성 신호 처리 회로(1)의 동작에 대하여 설명한다. 상대측으로부터 송신되어 온 음성을 나타내는 아날로그 신호는, AD 컨버터(41), FIR 필터(51), DA 컨버터(43), 및 증폭 회로(46)를 통하여 출력된다. 그리고, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호(제1 아날로그 신호)는, 저항(23), 인덕터(21)를 통하여 이어폰 마이크(10)에 입력되고, 이어폰 마이크(10)로부터 상대측 의 음성이 출력된다. 또한, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호(제1 아날로그 신호)는, 증폭 회로(31)를 통하여 차동 증폭 회로(20)의 +입력 단자에 입력된다. 또한, 이어폰 마이크(10)는, 발화에 의해 발생하는 내이의 공기 진동을 아날로그 신호(제2 아날로그 신호)로 변환하여 출력한다. 그리고, 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 아날로그 신호(제2 아날로그 신호)는, 인덕터(21), 저항(23), 및 증폭 회로(31)를 통하여 차동 증폭 회로(20)의 +입력 단자에 입력된다.

또한, 상대측으로부터 송신되어 온 음성을 나타내는 아날로그 신호는, AD 컨버터(41), FIR 필터(52), DA 컨버터(44), 및 증폭 회로(47)를 통하여 출력된다. 그리고, 증폭 회로(47)로부터 출력되는 아날로그 신호(제3 아날로그 신호)는, 증폭 회로(32)를 통하여 차동 증폭 회로(20)의 -입력 단자에 입력된다. 그리고, 차동 증폭 회로(20)에서는, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호가, 증폭 회로(47)로부터 출력되는 아날로그 신호에 의해 상쇄되고, 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 아날로그 신호가 출력된다. 그리고, 차동 증폭 회로(20)로부터 출력되는 아날로그 신호는, 증폭 회로(48), AD 컨버터(42), DSP(40), 및 DA 컨버터(45)를 통하여 상대측에 송신되게 된다.

이와 같은 음성 신호 처리 회로(1)에서는, 저항(23)이 설치되어 있음으로써, 입력되는 아날로그 신호의 주파수의 변화에 수반하는 이어폰 마이크(10)의 임피던스 변화의 영향이 억제된다. 따라서, 특정한 주파수뿐만 아니라, 폭넓은 주파수 대역에서, 입력되는 아날로그 신호의 상쇄를 양호한 정밀도로 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 음성 신호 처리 회로(1)에서는, 인덕터(21, 22)에 의해 구성되는 고주파 필터가 설치되어 있음으로써, 이어폰 마이크(10)의 케이블 등의 영향에 의해 중첩한 노이즈를 제거할 수 있다.

또한, 음성 신호 처리 회로(1)에서는, 저항(23)이 설치됨으로써 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 아날로그 신호가 감쇠하게 되지만, 증폭 회로(31)에 의해 증폭됨으로써, 상대측에 송신되는 아날로그 신호의 레벨이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 증폭 회로(31)에서는, 아날로그 신호의 증폭을 행하기 전에, 필터(61)에 의해 불필요한 고주파 성분을 감쇠시키고 있기 때문에, 노이즈가 증폭되게 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 증폭 회로(31)에서는, 필터(62)에 의해 불필요한 고주파 성분을 감쇠시키고 있기 때문에, 증폭에 의해 강조되게 되는 노이즈를 제거함과 함께, 저음을 강조하는 것이 가능하게 된다.

==시뮬레이션==

다음으로, 음성 신호 처리 회로(1)에서 저항(23)이 설치되어 있음으로써, 입력되는 아날로그 신호의 주파수의 변화에 수반하는 이어폰 마이크(10)의 임피던스 변화의 영향이 억제되어 있는 것을 나타내기 위한 시뮬레이션 결과에 대하여 설명한다.

우선, 이어폰 마이크(10)의 임피던스 특성의 참고로 하기 위하여, 스타세이미츠주식회사 제조의 이어폰의 임피던스 특성을 측정하였다. 도 4는, 스타세이미 츠주식회사 제조의 이어폰의 실측한 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 그리고, 이와 같은 임피던스 특성으로 되도록, 이어폰 마이크(10)의 등가 회로를 구성하였다. 도 5는, 이어폰 마이크(10)의 등가 회로의 구성예를 도시한 도면이다. 등가 회로(100)는, 저항(101∼104), 인덕터(105∼107), 및 캐패시터(108, 109)에 의해 구성되어 있다. 또한, 본 시뮬레이션에서는, 저항(101)이 100Ω, 저항(102)이 1500Ω, 저항(103)이 2000Ω, 저항(104)이 300Ω, 인덕터(105, 107)가 30mH, 인덕터(106)가 20mH, 캐패시터(108, 109)가 0.1㎌로 되어 있다.

그리고, 도 6은, 등가 회로(100)의 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 도 6의 그래프를 도 4의 그래프와 비교하면, 엄밀하게 일치하고 있는 것은 아니지만, 대략의 경향은 일치하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 도 5에 도시한 등가 회로(100)를 이용하여, 시뮬레이션을 행하였다.

도 7은, 등가 회로(100)를 이용하여 도 1에 도시한 구성을 시뮬레이트하기 위한 구성예이다. 이 구성에서는, 도 1에 도시한 구성을 시뮬레이트하기 위해서, 저항(23)과 등가 회로(100)가 직렬로 접속되고, 저항(24) 및 저항(26)이 직렬로 접속되어 있다. 또한, 직렬로 접속된 저항(25) 및 캐패시터(27)가, 저항(24)과 병렬로 접속되어 있다. 그리고, 저항(23, 24)에, 예를 들면 1000㎷의 아날로그 신호가 입력되는 구성으로 되어 있다.

이와 같은 구성에서, 저항(23, 24)측으로부터 입력되는 아날로그 신호의 주파수를 변화시킨 경우의, a점의 전압 V(a)와 b점의 전압 V(b)의 차를 측정하였다. 여기에서, V(a)-V(b)가 주파수에 상관없이 작으면, 입력되는 아날로그 신호의 주파 수 변화에 의한 등가 회로(100)(이어폰 마이크(10))의 임피던스 변화의 영향이 억제되어 있다고 할 수 있다.

도 8은, 주파수에 따른 V(a)-V(b)의 변화를 나타내는 그래프이다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 100㎐∼약 3㎑의 범위에서는, V(a)-V(b)는 60㎷ 정도의 작은 값으로 억제되어 있다. 또한, 휴대 전화 등에서 송수신되는 음성의 대역은, 500㎐∼3㎑ 정도이다. 즉, 도 1에 도시한 음성 신호 처리 회로(1)에 적용시키면, 차동 증폭 회로(20)측으로부터 본 경우, 상대측으로부터 송신되어 오는 음성을 나타내는 아날로그 신호의 주파수 변화에 의한 이어폰 마이크(10)의 임피던스의 변화의 영향이 억제되게 된다. 즉, 음성 신호 처리 회로(1)에서는, 상대측으로부터 송신되어 오는 음성을 나타내는 아날로그 신호의 주파수에 상관없이, 차동 증폭 회로(20)에서의 상쇄의 정밀도가 높아지는 것으로 된다. 따라서, 음성 신호 처리 회로(1)에서는, 주파수에 상관없이 효과적으로 에코가 방지되게 된다.

==그 밖의 형태==

다음으로, 도 1에 도시한 음성 신호 처리 회로(1)의, 그 밖의 형태에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 음성 신호 처리 회로(1)에서는, 이어폰 마이크(10)의 임피던스 변화의 영향을 억제하기 위한 부하 회로로서, 저항(23)을 이용하고 있지만, 부하 회로는 이에 한정되는 것은 아니다. 도 9는, 이어폰 마이크(10)의 임피던스 변화의 영향을 억제하기 위한 부하 회로의 다른 구성예를 도시한 도면이다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 이어폰 마이크(10)의 임피던스의 변화의 영향을 억제하기 위한 부하 회로로서 저항(121)을 설치할 수도 있다. 또한, 도 9의 (b)에 도 시한 바와 같이, 마찬가지의 부하 회로로서 저항(122) 및 캐패시터(123)를 설치할 수도 있다. 또한, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 마찬가지의 부하 회로로서 인덕터(124) 및 저항(125)을 설치할 수도 있다. 또한, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이, 마찬가지의 부하 회로로서 인덕터(126) 및 캐패시터(127)를 설치할 수도 있다.

또한, 도 10은, 음성 신호 처리 회로(1)의 다른 구성예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 구성에서는, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호는 저항(23)과 증폭 회로(31) 사이에 입력되는 것으로 하였지만, 도 10에 도시한 바와 같이, 인덕터(21)와 저항(23) 사이, 즉, 이어폰 마이크(10)와 저항(23) 사이에 입력하는 것도 가능하다. 이 경우, 증폭 회로로부터 출력되는 아날로그 신호는, 도 10에 도시한 바와 같이, 저항(24)과 저항(26) 사이에 입력되게 된다. 이와 같이, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호를 이어폰 마이크(10)와 저항(23) 사이에 입력함으로써, 상대측으로부터 송신되어 온 음성을 나타내는 아날로그 신호는 저항(23)에 의해 감쇠되지 않고 이어폰 마이크(10)에 입력된다. 따라서, 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 상대측의 음성의 출력 레벨이 향상하게 된다.

이상, 본 실시 형태의 음성 신호 처리 회로(1)에 대하여 설명하였다. 전술한 바와 같이, 음성 신호 처리 회로(1)에서는, 이어폰 마이크(10)와 차동 증폭 회로(20) 사이에 부하 회로인 저항(23)이 설치되어 있음으로써, 입력되는 아날로그 신호의 주파수 변화에 따른 이어폰 마이크(10)의 임피던스 변화의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 입력되는 아날로그 신호의 주파수에 상관없이, 입력되는 아날로그 신호를 차동 증폭 회로(20)에서 양호한 정밀도로 상쇄할 수 있어, 효과적으로 에코를 방지할 수 있다.

또한, 이어폰 마이크(10)에 상당하는 부하 회로를 저항(25, 26) 및 캐패시터(27)에 의해 구성함으로써, 이어폰 마이크(10)의 임피던스 특성에 가까운 것으로 할 수 있다. 따라서, 저항(23)을 설치함과 함께, 이어폰 마이크(10)에 상당하는 부하 회로를 저항(25, 26) 및 캐패시터(27)에 의해 구성되는 것으로 함으로써, 차동 증폭 회로(20)에서의 상쇄 정밀도를 높이고, 효과적으로 에코를 방지할 수 있다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 증폭 회로(46)로부터 출력되는 아날로그 신호를, 저항(23)을 통하지 않고 이어폰 마이크(10)에 입력함으로써, 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 음성의 출력 레벨을 향상시킬 수 있다.

또한, 인덕터(21, 22)에 의해 구성되는 고주파 필터를 설치함으로써, 이어폰 마이크(10)의 케이블 등의 영향에 의해 중첩한 노이즈를 제거할 수 있다.

또한, 이어폰 마이크(10)로부터 출력되는 아날로그 신호는, 저항(23)에 의해 감쇠되지만, 증폭 회로(31)에 의해 증폭됨으로써, 상대측에 송신되는 아날로그 신호의 레벨이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 증폭 회로(31)에서는, 필터(62)에 의해 불필요한 고주파 성분을 감쇠시키고 있기 때문에, 증폭에 의해 강조되는 노이즈를 제거함과 함께, 저음을 강조 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 실시 형태는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위한 것으로서, 본 발명을 한정하여 해석하기 위한 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물도 포함된다.

주파수에 상관없이 효과적으로 에코를 방지하는 것이 가능한 에코 캔슬 회로를 제공할 수 있다.

Claims

통신기기에서 수신한 상대측의 음성을 나타내는 신호를 아날로그 변환한 신호인 제1 아날로그 신호를 음성으로 변환하여 출력함과 함께, 통신기기의 사용자가 발한 입력 음성을 제2 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 이어폰 마이크를 이용할 때에 발생하는 에코를 캔슬하는 에코 캔슬 회로로서,

제1 입력 단자에, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호가 입력되고, 제2 입력 단자에, 상기 제1 아날로그 신호에 따라서 생성되고, 상기 제1 아날로그 신호가 상기 제2 아날로그 신호와 함께 출력되는 것을 방지하기 위한 제3 아날로그 신호가 입력되고, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호에 포함되는 상기 제1 아날로그 신호를 상기 제3 아날로그 신호에 의해 캔슬하여 출력하는 캔슬 회로와,

상기 이어폰 마이크와 상기 제1 입력 단자 사이에 설치된 제1 저항인 제1 부하 회로와,

상기 제2 입력 단자측에 설치되고, 상기 제1 부하 회로에 상당하는 제2 저항인 제2 부하 회로와,

상기 이어폰 마이크의 임피던스에 상당하고, 저항과 캐패시터가 직렬로 접속됨으로써 구성되는 제3 부하 회로

를 구비하는 것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.
제1항에 있어서,

상기 제1 저항과 상기 제2 저항은 저항값이 동일한 것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제2 부하 회로와 상기 제3 부하 회로는 병렬로 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.
제3항에 있어서,

상기 제3 부하 회로의 저항은, 제3 및 제4 저항에 의해 구성되고,

상기 제1 및 제2 아날로그 신호는, 상기 제1 부하 회로를 통하지 않고 상기 이어폰 마이크에 입력됨과 함께, 상기 제1 부하 회로를 통하여 상기 제1 입력 단자에 입력되고,

상기 제3 아날로그 신호는, 상기 제3 저항과 상기 제4 저항 사이에 입력되고, 상기 제3 부하 회로를 통하여 상기 제2 입력 단자에 입력되어 이루어지는

것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 부하 회로와 상기 이어폰 마이크 사이에 설치된 고주파 필터 회로

를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 부하 회로와 상기 제1 입력 단자 사이에 설치되고, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호를 증폭하여 상기 제1 입력 단자에 출력하는 제1 증폭 회로와,

상기 제2 부하 회로와 상기 제2 입력 단자 사이에 설치되고, 상기 제3 아날로그 신호를 증폭하여 상기 제2 입력 단자에 출력하는 제2 증폭 회로

를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.
제6항에 있어서,

상기 제1 증폭 회로는, 상기 제1 및 제2 아날로그 신호를 증폭하기 전에 상기 제1 및 제2 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시키는 제1 필터 회로를 포함하여 구성되고,

상기 제2 증폭 회로는, 상기 제3 아날로그 신호를 증폭하기 전에 상기 제3 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시키는 제2 필터 회로를 포함하여 구성되는

것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.
제6항에 있어서,

상기 제1 증폭 회로는, 증폭한 상기 제1 및 제2 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시켜 출력하는 제3 필터 회로를 포함하여 구성되고,

상기 제2 증폭 회로는, 증폭한 상기 제3 아날로그 신호의 고주파 성분을 감쇠시켜 출력하는 제4 필터 회로를 포함하여 구성되는

것을 특징으로 하는 에코 캔슬 회로.