KR100975777B1 - 오디오 중첩 - Google Patents

Abstract

오디오 출력 디바이스에서의 음성, 음악, 또는 링거 신호들(ringer signals)과 같은 상이한 오디오 신호들의 중첩을 가능하게 하는 회로가 달성된다. 개개의 중첩은 종래 기술 분야에서의 부가의 혼합 증폭기의 필요가 없는 스위치들과 저항기들의 조합에 의해 활성화 및 실행될 수 있다. 하나의 공통 출력단이 활성화 및 중첩된 신호들 모두를 위해 이용된다. 라우드스피커의 볼륨 조정을 위해 이용될 수 있는 출력 신호의 진폭의 조정은 전류 전압 변환기를 통하는 반전 전압 증폭기의 이득 제어단들을 통해 정확한 진폭 설정에 의해 제공된다. 상기 전류 전압 변환은 대응하는 스위치들의 스트링에 의해 활성화된 저항기들의 스트링에 의해 실행된다. 이러한 회로는 전력 소비, 필요한 칩 면적 및 오프셋을 감소시키고, 전원 공급 저지 레이트(PSSR : power supply rejection rate)를 개선한다.

중첩 회로, 오디오 신호, 입력 채널, 스위치, 증폭기

Description

오디오 중첩{Audio superpositioning}

도 1은 2개의 상이한 오디오 신호들의 중첩을 위한 종래 기술의 전형적 회로를 도시한 도면.

도 2는 무선 전화기의 수신 경로의 개략도를 도시한 도면.

도 3은 상이한 오디오 신호들의 중첩을 위한 회로를 도시한 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 안테나 21 : RF 수신기

22 : 신호 처리 모듈 23 : 스피커

33, 34 : 음악 및 음성 35, 36 : 한 쌍의 병렬 스위치들

41 : 저항기들 42 : 스위치들

본 발명은 오디오 출력 디바이스 회로에 관한 것이며, 특히 음성, 음악, 및 링거 신호들(ringer signals)로서의 상이한 오디오 입력 채널들의 중첩에 관한 것이고, 상기 상이한 오디오 신호들은 공동 출력단을 이용하고, 필요시 함께 또는 별도로 들릴 수 있다.

종래 기술에서 증폭기에 대한 입력으로서의 합 지점(summation point)은 음성, 음악, 또는 링거 신호들로서의 상이한 오디오 신호들의 "혼합(mixing)"을 수행한다. 도 1은 예를 들어 음성 신호(1) 및 링거 신호(2)로부터의 입력으로서 두 개의 오디오 신호들의 중첩의 통상적인 종래 기술 수행을 도시한다. 입력 신호들 모두는 두개의 스위치들(3 및 4)에 의해 함께 또는 별도로 활성화될 수 있다. 지점(5)은 가상 그라운드(virtual ground)의 성질을 가진 이러한 구성에서 안정한 지점이다. 증폭기(6)의 입력은 합 지점(5)과 기준 전압(8)을 포함한다. 통상적으로, 상기 기준 전압(8)은 각각의 단에서 동일하다. 저항기(7)는 증폭기의 이득을 제어한다. 저항기(9)는 증폭기(11), 이득 조정 저항기들(10), 상기 기준 전압(8), 및 라우드스피커(loudspeaker)를 구동하는데 이용될 수 있는 출력 전압(12)을 포함하는 다음의 출력단의 진입 저항(entry resistance)을 제공한다. 이러한 구성으로 증폭기(6)에 의해 야기된 오프셋이 출력단의 이득에 의해 곱해질 것이라는 점은 분명하다.

동일한 발명자들인 Klaus Graef 및 Edgar Sexauer에 의해 일에 출원된 일련번호 인 특허 출원(DS01-024)은 회로를 서술하며, 여기서 동일한 출력단은 이동 전화기의 링거 모드 또는 오디오 모드를 위해 이용된다. 이득 조정은 오디오 모드뿐 아니라 링거 모드에서 동일한 스트링의 저항기들에 의한 진폭 설정을 이용하여 행해진다. 상이한 오디오 소스들의 중첩 또는 "혼합"은 인용된 특허출원에서 포함되거나 도시되지 않았다.

Arnaud의 US 특허 제 5,541,543 호는 링거로서 또한 작용하는 음성 신호 라우드스피커에 맞추어진 전화기 세트를 개시하며, 특히 링 신호(ring signal)중에 라우드스피커에 제공된 전력을 조절하기 위한 디바이스에 관한 것이다.

Wendt 등의 US 특허 제 5,894,212 호는 펄스 폭 변조(PWM : pulse width modulation) 회로에 의해 제어된 한 쌍의 스위치들을 이용하는 DC 전원으로부터의 링 신호를 도시한다.

본 발명의 주 목적은 음성, 링거 신호들, 또는 음악으로서의 다양한 오디오 신호들의 중첩을 가능하게 하도록 오디오 출력 디바이스들을 위한 공간 절약 및 비용 효과적인 온-칩 솔루션을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전력 소비, 필요한 칩 면적, 및 오프셋 전압을 감소시키고 PSSR을 개선하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 라우드스피커로서의 디바이스들의 볼륨의 정확한 설정을 달성하도록 출력 신호의 정밀한 조정을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들에 따라, 종래 기술에서보다 적은 증폭기들을 가진 상이한 오디오 신호들의 중첩을 수행하는 능력을 가진 회로가 달성된다. 오디오 출력 디바이스의 상이한 오디오 신호들을 중첩하기 위한 상기 회로는, 하나 이상의 오디오 입력 채널들, 상이한 입력 오디오 신호들을 활성화하기 위한 스위치들의 구성, 각 오디오 신호들의 입력 라인을 위한 저항기들의 구성, 및 입력 및 출력을 구비한 상기 중첩된 오디오 신호들을 출력단으로서 제어하기 위한 반전 전압 증폭기를 포함한다. 상기 입력은 기준 전압에 결합되고, 상기 스위치들에 의해 활성화된 중첩된 오디오 신호들에 결합된다. 상기 출력은 라우드스피커를 구동하는데 이용될 수 있다. 상기 전압 증폭기를 위한 엔트리 저항기, 및 출력단의 상기 증폭기의 이득을 설정하는 수단을 포함한다.

본 발명의 다른 목적들에 따라, 종래 기술에서보다 적은 증폭기들을 가진 상이한 오디오 신호들의 중첩을 수행하는 능력과, 출력 신호의 정밀한 조정을 제공하는 능력을 가진 회로가 달성된다. 오디오 출력 디바이스의 상이한 오디오 신호들을 중첩하는 상기 회로는, 하나 이상의 오디오 입력 채널들, 상이한 입력 오디오 신호들을 활성화하기 위한 스위치들의 구성, 오디오 신호들의 각 입력 라인을 위한 저항기들의 구성, 및 입력 및 출력을 구비한 상기 중첩된 오디오 신호들을 출력단으로서 제어하기 위한 반전 전압 증폭기를 포함한다. 상기 입력은 기준 전압에 결합되고, 상기 스위치에 의해 활성화된 중첩된 오디오 신호들에 결합된다. 상기 출력은 라우드스피커를 구동하는데 이용될 수 있다. 상기 출력단은 상기 전압 증폭기를 위한 엔트리 저항기, 및 상기 출력 신호의 진폭의 설정을 규정하기 위한 저항기들 및 대응하는 이득 스위치들의 스트링을 포함한다. 상기 이득 스위치들 중 단 하나가 상기 닫힌 이득 스위치와 출력 게이트 사이의 상기 저항기들의 체인(chain) 저항을 통하는 상기 출력 신호의 진폭을 규정하기 위해 닫힌다.

양호한 실시예들은 이동 전화와 같은 오디오 출력 디바이스의 신호 처리 모듈에서 상이한 오디오 신호들의 중첩을 가능하게 하는 새로운 회로를 개시하고 있다. 도 2는 이동 전화의 수신 경로의 개략적인 예시를 도시하고 있다. 도시된 실시예의 개념에 있어서, 이동 전화의 수신 경로는 안테나(20), RF 수신기(21), 신호 처리 모듈(22) 및 스피커(23)를 포함한다. 오디오 신호들의 중첩을 가능하게 하는 본 발명의 상기 새로운 회로는 상기 신호 처리 모듈에 위치된다.

도 3은 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 것이다. 31 및 32는, 예를 들면, 음악 및 음성(33 및 34)이 한 쌍의 병렬 저항기들을 나타내는 바와 같이 두 개의 상이한 오디오 입력 신호들을 나타내며, 실제 실시예에서, 그들은 10KΩ의 크기인 저항을 가진다. 한 쌍의 병렬 스위치(35 및 36)는 상기 입력 오디오 신호들 중 어느 하나 또는 둘 모두를 활성화할 수 있다. 입력 신호 xx, 저항 yy 및 스위치 zz는 임의의 수의 다수의 가능한 입력단들을 표현한다. 한 실시예에 있어서, 세 개의 입력단들은 스피치, 음악 및 임의의 다른 오디오 시퀀스를 위해 이용된다. 상기 세 개의 입력단들은 상기 오디오 출력 디바이스의 사용자 임의로 활성화될 수 있다. 전형적으로, 100 내지 150Ω의 크기인 스위치들의 저항들은 상기 엔트리 저항기들의 저항과 비교하여 작다. 지점(37)은 중첩을 위한 상이한 입력 신호들의 합 지점이다. 저항기(38)는 출력단의 엔트리 저항기이다.

도 3에 도시된 저항기들(41)의 스트링 및 스위치들(42)의 스트링은 출력 신호(43)의 진폭 설정을 위해 이용된 다수의 n개의 저항기들 및 관련된 스위치들을 나타낸다. 상기 저항기들 및 스위치들의 수 n은 도 3에 도시된 것보다 실제로는 훨씬 더 많다. 출력단은 상기 저항기들(41)의 스트링, 저항적 이득 스위치들(42)의 대응하는 스트링, 반전 증폭기(40), 기준 전압(44) 및 출력 전압(43)을 포함한다. 상기 출력 전압은 라우드스피커(도면에 도시되지 않음)를 구동할 수 있다. 하나의 저항 이득 스위치(42)가 각 저항기(41)에 할당된다.

모든 상기 저항적 이득 스위치들은 크기가 최소일 수 있고, 제조 공정 및 온도에서의 허용 오차들이 전혀 중요하지 않다.

상기 이득 스위치들(42)은 결점 없는 동작을 보장하기 위해 디지털로 프로그램된다. 그것들은 외부의 마이크로 제어기 인터페이스에 의해 디지털로 제어된다. 현재의 실시예에서의 예로서, 내부 이득 레지스터들은 이득 설정을 규정하는데 이용된다. 예를 들면, 라우드스피커의 볼륨을 제어하기 위해, 출력 신호의 진폭의 설정은 외부 마이크로 제어기에 의해 수행된다.

규정된 진폭 설정을 위해, 상기 저항기들(41)의 스트링은 대응하는 저항적 이득 스위치들(42)의 상기 스트링과 함께 이용된다. 이득 저항기들의 스트링에서의 저항기들의 수 및 대응하는 저항적 이득 스위치들의 수는 임의의 수 일 수 있다. 보다 많은 이득 저항기들 및 이득 스위치들이 사용될수록, 예를 들면 라우드스피커와 같은 출력 신호의 규정은 보다 양호해질 것이다. 상기 이득 스위치들의 스트링 중 단 하나의 스위치는 출력 신호의 특정한 진폭을 규정하기 위한 특정 시간 지점에서 닫힐 것이다.

지점(39)은 발명된 회로의 안정한 지점이며, 가상 그라운드로서 작동한다. 이 지점은 스위치가 특정한 진폭 설정에 대해 닫히며, 도 3에서 상기 지점(39)은 특정한 진폭 설정에 대해 닫히도록 발생하는 제 2 스위치에 인접해 있다. 상기 반전된 증폭기(40)의 입력에 닫힌 상기 이득 스위치를 통한 상기 지점(39)으로부터의 접속은 닫힌 이득 스위치의 저항의 기생 효과들을 제거하기 위한 무전류 고임피던스 감지 경로(current less high impedance sense path)의 기능을 갖는다.

종래 기술과 비교하여, 본 발명은 보다 낮은 전류 소비, 보다 적은 오프셋, 보다 작은 필요한 칩 면적, 및 감소된 전원 거부율(PSSR)의 이점을 가진 상이한 오디오 신호들을 중첩하기 위해 더 적은 하나의 증폭기를 필요로 한다. 종래 기술에 있어서, 중첩을 위해 이용된 증폭기의 오프셋은 출력단의 이득으로 곱해질 것이다. 도 1의 종래 기술에 도시된 혼합 증폭기(6)의 이용을 회피하는 것은 라우드스피커 증폭기의 입력에서 오프셋 소스를 제거한다. 오프셋의 감소는 보다 높은 출력 전력을 산출하는 도 3에 도시된 라우드스피커 증폭기(40)의 출력에서 보다 높은 동적 범위를 허용한다. 그것은 또한 정지 전류(quiescent current)를 감소시킨다.

양호한 실시예들에서 도시된 바와 같이, 새로운 회로는 효율적이고 제조 가능한 종래 기술 분야에 대한 대안을 제공한다.

본 발명이 그 양호한 실시예들에 관해 특별히 도시되고 기술되었지만, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에서 다양한 변경들 이 만들어 질 수 있음을 본 기술 분야의 기술자들에 의해 이해될 것이다.

본 발명에 의하면, 오디오 출력 디바이스들이 음성, 링거 신호들, 또는 음악으로서의 다양한 오디오 신호들의 중첩을 가능하게 하는 공간 절약 및 비용 효과적인 온-칩 솔루션을 제공할 수 있다. 또한, 전력 소비, 필요한 칩 면적, 및 오프셋 전압을 감소시키고 PSSR을 개선할 수 있으며, 라우드스피커로서의 디바이스들의 음량의 정확한 설정을 달성하도록 출력 신호의 정밀한 조정을 제공할 수 있다.

Claims (17)

1. 오디오 출력 디바이스의 상이한 오디오 신호들을 중첩하는 회로에 있어서,

   하나 이상의 오디오 입력 채널들;

   상이한 오디오 입력 채널들을 활성화하기 위한 스위치들의 구성;

   각 오디오 입력 채널을 위한 저항기들의 구성;

   입력 및 출력을 갖는 상기 중첩하는 회로에서 중첩된 오디오 신호들을 출력단으로서 제어하기 위한 반전 전압 증폭기로서, 상기 입력은 기준 전압과 상기 스위치들에 의해 활성화된 중첩된 오디오 신호들이고, 상기 출력은 라우드스피커를 구동하는데 이용될 수 있는, 상기 반전 전압 증폭기;

   상기 반전 전압 증폭기를 위한 엔트리 저항기; 및

   상기 반전 전압 증폭기의 이득을 설정하는 수단을 포함하는, 중첩 회로.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 오디오 출력 디바이스의 상이한 오디오 신호들을 중첩하는 회로에 있어서,

   하나 이상의 오디오 입력 채널들;

   상이한 오디오 입력 채널들을 활성화하기 위한 스위치들의 구성;

   각 오디오 입력 채널을 위한 저항기들의 구성;

   입력 및 출력을 갖는 상기 중첩하는 회로에서 중첩된 오디오 신호들을 출력단으로서 제어하기 위한 반전 전압 증폭기로서, 상기 입력은 기준 전압과 상기 스위치들에 의해 활성화된 중첩된 오디오 신호들이며, 상기 출력은 라우드스피커를 구동하는데 이용될 수 있는, 상기 반전 전압 증폭기;

   상기 반전 전압 증폭기를 위한 엔트리 저항기; 및

   출력 신호의 진폭의 설정을 규정하기 위한 저항기들 및 대응하는 이득 스위치들의 스트링으로서, 상기 이득 스위치들 중 단 하나가 닫혀서 상기 닫힌 이득 스위치와 출력 게이트 사이의 상기 저항기들의 체인의 저항을 통해 상기 출력 신호의 진폭을 규정하도록 하는, 상기 저항기들 및 대응하는 이득 스위치들의 스트링을 포함하는, 중첩 회로.
10. 제 9 항에 있어서,

    무전류 감지 경로(current less sense path)는 상기 닫힌 이득 스위치의 저항의 기생 효과들을 제거하기 위해 상기 출력단의 상기 반전 전압 증폭기에 대한 입력으로서 사용되는, 중첩 회로.
11. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    하나의 오디오 입력 채널은 음성이며, 또 다른 하나는 링거 신호들(ringer signals)인, 중첩 회로.
12. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    하나의 오디오 입력 채널은 음성이며, 또 다른 하나는 음악인, 중첩 회로.
13. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    하나의 오디오 입력 채널은 음악이며, 또 다른 하나는 링거 신호들인, 중첩 회로.
14. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    중첩되어야 할 세 개 이상의 오디오 입력 채널들이 있는, 중첩 회로.
15. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 오디오 출력 디바이스는 전화기인, 중첩 회로.
16. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 오디오 출력 디바이스는 CD 플레이어인, 중첩 회로.
17. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 오디오 출력 디바이스는 컴퓨팅 디바이스인, 중첩 회로.

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