KR100905098B1 - 왜곡 검출기 - Google Patents
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Abstract
왜곡 검출기는 왜곡 펄스를 생성하는 클립 검출기, 왜곡 펄스의 듀티 사이클(duty cycle)을 계산하는 처리 수단 및 계산된 듀티 사이클이 임의의 문턱값을 초과할 때 제어 신호를 공급하는 비교기 수단을 포함한다. 제어 신호는 예를 들어, 오디오 재생 볼륨을 자동으로 줄이는데 사용될 수 있다.
왜곡 펄스, 문턱값, 듀티 사이클, 비교기, 클립 검출기, 왜곡 검출기
Description
본 발명은 왜곡 검출기에 관한 것이다.
왜곡 검출기는 잘 알려져있다. 오디오 세트의 전력 증폭기의 출력에서 왜곡이 발생할 때 단일 트랜지스터형의 간단한 아날로그 신호 클립 검출기가 사용되는 것이 일반적이다. 이때, 이러한 왜곡 정보는 예를 들어, 오디오 재생 볼륨을 자동으로 줄이는데 사용될 수 있다. 하지만, 왜곡 정보는 베이스부스트(bassboost)와 같은 다른 왜곡에 민감한 파라미터들을 제어하는데 사용될 수도 있다. 이러한 왜곡 검출기가 갖는 중요한 문제는, 이들이 신호 클리핑이 일어나는 지점에서의 검출에 의해 왜곡을 검출한다는 것이다. 이 때문에, 매우 작은 왜곡이 검출기를 자극하여도, 실제로는 보다 높은 양의 왜곡으로 받아들여지는 일이 일어날 수 있다.
공지된 왜곡 검출기에서 왜곡 펄스형의 클리핑 신호가 생성된다. 클리핑 신호는 클리핑이 일어나는 지점에서 클리핑이 끝나는 지점까지 활성 상태이다. 클리핑 신호가 활성 상태인 동안의 시간은 클리핑 시간(ΔTcl)이라 불린다. 왜곡의 양이 더 높아지면, 클리핑 시간과 그에 따른 왜곡 펄스의 길이(length)가 더 길어진다. 하지만, 왜곡 펄스의 거동은 왜곡된 신호의 주파수에 의존하며, 보다 작은 왜곡을 갖는 저주파수의 사인파는 보다 큰 왜곡을 갖는 다소 고주파수와 동일한 왜곡 펄스 길이를 가질 수 있다. 따라서, 클리핑 시간은 왜곡의 양에 대한 측정이 모호하지 않다.
본 발명의 목적은 상술한 문제들을 극복하고, 클리핑된 신호의 주파수와 관계 없이, 수용 가능하며 조절 가능한 왜곡량을 고려하여 오디오 재생 볼륨을 자동적으로 줄이는데 신뢰 가능하게 이용될 수 있는 신호를 얻을 수 있게 하는 왜곡 검출기를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따라, 왜곡 검출기는 왜곡 펄스를 생성하는 클립 검출기, 왜곡 펄스의 듀티 사이클(duty cycle)을 계산하는 처리 수단 및 계산된 듀티 사이클이 임의의 문턱값을 초과할 때 제어 신호를 공급하는 비교기 수단을 포함한다. 이러한 제어 신호는 예를 들어, 오디오 재생 볼륨을 자동으로 줄이는데 사용될 수 있다. 본 발명은 소위 THD(Total Harmonic Distortion)가 왜곡 펄스의 듀티 사이클의 함수라는 인식에 기초한다. THD에 대한 정보는 예를 들어, US-A-5,430,409의 클리핑된 신호의 레벨로부터 유도되지 않고, 그것의 듀티 사이클로부터 유도된다.
도 1은 클리핑을 갖지 않는 입력 신호의 사인 곡선 및 상기 입력 신호가 임의의 레벨에서 클리핑될 때의 클리핑 펄스를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 왜곡 검출기의 개략도.
이상의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 클리핑되지 않은 신호의 레벨(Asign)을 갖는, 입력 신호(Asign)의 사인 곡선(sinωt)을 도시한다. 이 입력 신호가 레벨(Acl)에서 클리핑된다면, 점선으로 표시된 왜곡 펄스가 얻어진다. 이 왜곡 펄스의 길이는 ΔTcl = Tcl-2t1 이고, Tcl은 왜곡 신호의 기간이다.
왜곡 펄스의 듀티 사이클은 ΔTcl/Tcl = 1-2/Π.arcsin[Acl/Asign
]이다. THD가 비율[Acl/Asign]의 함수인 것으로 이미 공지되어 있으므로, THD는 또한 듀티 사이클( ΔTcl/Tcl)의 함수가 된다.
도 2는 왜곡 펄스를 공급하는 클립 검출기(1), 그것의 듀티 사이클( ΔTcl/Tcl)을 계산하는 수단(2) 및 계산된 듀티 사이클이 임의의 문턱값을 초과할 때 제어 신호를 공급하는 비교기 수단(3)을 도시한다. 제어 신호는 오디오 재생 볼륨을 제어하는데 이용된다. 계산 수단은 왜곡의 선두 에지가 나타나는 시간을 검출하는 유닛(4) 및 왜곡 신호의 후미 에지가 나타나는 시간을 검출하는 유닛(5)을 포함한다. 왜곡 펄스의 선두 에지에서 ΔTcl-카운터(6) 및 Tcl-카운터(7)가 시작된다. 왜곡 펄스의 후미 에지에서 ΔTcl-카운터(6)가 멈추고 판독된다. 다음 왜곡 펄스의 선두 에지가 검출되자마자, Tcl-카운터(7)가 판독되며, 양쪽 두 카운터들은 리셋되고 다음 사이클이 시작될 것이다. 카운터들(6 및 7)의 위치는 제산기 유닛(8)에 등록되며, 여기에서 듀티 사이클( ΔTcl/Tcl)이 계산된다. 계산된 듀티 사이클은 비교기 수단(3)에 공급된다. 비교기 수단(3)은 왜곡 펄스의 듀티 사이클에 대한 퍼센트 THD의 표를 포함할 수 있으며, 이 표는 수치적 FFT 분석을 통해 결정될 수 있다. 수용 가능한 왜곡의 특정 퍼센트가 조정될 수 있다. 계산된 듀티 사이클에 대응하는 왜곡의 퍼센트가 조정된 퍼센트를 초과하는 때의 조정된 문턱값을 계산된 듀티 사이클이 초과할 때, 제어 신호는 오디오 재생의 볼륨을 줄이기 위해 공급된다.
왜곡 검출기에서의 계산들은 하드웨어에서 수행될 수 있지만, 대체로 마이크로프로세서는 예컨대 오디오 장치와 같이 왜곡 검출기가 적용된 장치내에 이미 존재하므로, 상기 계산 및 비교기 수단의 기능은 소프트웨어로 수행하는 것이 편리하다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조로 기술된 실시예에 한정되지 않으며, 이하의 청구의 범위에 속하는 모든 수정들을 포함한다.
Claims (5)
- 왜곡 펄스(distortion pulse)를 생성하는 클립 검출기(clip detector), 상기 왜곡 펄스의 듀티 사이클을 계산하는 처리 수단 및 상기 계산된 듀티 사이클이 임의의 문턱값을 초과할 때 제어 신호를 공급하는 비교기 수단을 포함하는, 왜곡 검출기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 계산 수단은 왜곡 펄스의 선두 에지(leading edge)의 발생을 검출하는 검출 유닛 및 왜곡 펄스의 후미 에지(trailing edge)의 발생을 검출하는 검출 유닛, 상기 왜곡 펄스 길이(distortion pulse length) 및 상기 왜곡 펄스들의 기간(period)을 결정하기 위해, 상기 검출 유닛들의 출력 신호에 의해서 제어되는 왜곡 펄스 길이 카운터 및 왜곡 펄스들의 기간 카운터, 및 상기 왜곡 펄스 길이 및 상기 왜곡 펄스들의 기간으로부터 상기 왜곡 펄스들의 상기 듀티 사이클을 계산하는 제산기 수단(divider mean)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 왜곡 검출기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 비교기 수단은, 상기 듀티 사이클 값들에 대한 왜곡 퍼센트들의 표를 포함하고, 상기 계산된 듀티 사이클에 대응하는 상기 왜곡 퍼센트가 조절된 왜곡 퍼센트를 초과하였는지의 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는, 왜곡 검출기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 계산 수단 및 비교기 수단은 마이크로프로세서에서 구현되는 것을 특징으로 하는, 왜곡 검출기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 왜곡 검출기가 제공되어, 상기 계산된 듀티 사이클이 임의의 문턱값을 초과할 때 오디오 재생 볼륨이 저감되는, 오디오 장치.
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