KR101155892B1

KR101155892B1 - 휴대형단말기의 오디오 장치

Info

Publication number: KR101155892B1
Application number: KR1020060087659A
Authority: KR
Inventors: 박태현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2012-06-20
Also published as: US20080063219A1; KR20080023592A

Abstract

본 발명은 휴대형단말기의 오디오 장치에 관한 것으로서, 오디오신호를 소정 이득값에 따라 증폭하여 출력하는 오디오앰프와; 각기 상이한 이득범위를 가지고 상기 오디오앰프의 이득값이 조절되도록 하는 복수개의 이득조절회로를 포함하는 이득조절회로부와; 소정의 이득조절 선택신호에 따라, 상기 복수개의 이득조절회로 중 적어도 어느 하나가 상기 오디오앰프와 연결되도록 스위칭 동작하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 오디오 출력의 조절범위를 확장하고 출력이 큰 경우에도 오디오신호의 품질을 보장할 수 있다.

Description

휴대형단말기의 오디오 장치{AUDIO UNIT OF PORTABLE DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}

도 1은 종래의 휴대형단말기의 오디오 장치의 제어블록도,

도 2는 본 발명에 따른 휴대형단말기의 오디오 장치의 제어블록도,

도 3은 도 2의 오디오앰프의 제어블록도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형단말기의 오디오 장치의 스위치부의 회로 구성도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 오디오처리부 15 : 오디오앰프

20 : 스위치부 22 : 제1게인설정회로

24 : 제2게인설정회로 26 : 출력모드신호 발생부

28 : 폴더개폐 감지부 150 : 클래스-D 오디오앰프

152 : 바이어스회로 154 : 내부 발진기

156 : 비교기 158 : PWM 증폭기

160 : H-브리지 200 : 아날로그 스위치

본 발명은 휴대형단말기의 오디오 장치에 관한 것이다.

휴대전화, PAD, PMP 등의 휴대형단말기의 멀티미디어 기능이 강화됨에 따라 디스플레이는 대형화되는 반면, 전체 사이즈는 휴대성의 향상을 위해 소형화 설계되는 추세이다. 이에, 휴대형단말기의 전체 구성을 본체 유니트와 디스플레이 유니트로 양분하거나 그 이상의 개수로 구분된 유니트로 구성함으로써, 보관 시에는 각 유니트들을 접철하여 전체 크기를 최소화하고, 사용 시에는 접철된 유니트를 개방하여 조작 및 사용이 용이하도록 하고 있다. 예컨대, 폴더형 휴대전화의 경우 키패드와 마이크가 설치되는 본체에 디스플레이부가 설치되는 폴더가 힌지결합는 형태로 구성하여, 보관 시에는 폴더를 접철하여 크기를 최소화하고 사용 시에는 폴더를 개방하여 디스플레이부 및 키패드를 사용할 수 있도록 하고 있다. 또한, 방송 시청 기능이나 동영상 재생 기능 등을 사용하는 경우 개방된 폴더를 가로방향으로 회전시킬 수 있도록 함으로써, 디스플레이 영상의 관람을 용이하게 하는 경우도 있다. 즉, 복수개의 유니트로 구성된 휴대형단말기는 보관상태 및 사용상태에 따라 각 유니트의 위치가 달라질 수 있다.

한편, 휴대형단말기의 벨소리 기능이나, 음악감상 기능과 같이 디스플레이 영상 없이도 제공이 가능한 기능은, 폴더 등의 각 구성 유니트가 상호 접철 된 보관상태에서 오디오신호가 송출된다. 이에, 오디오신호가 송출되는 스피커의 송출부가 다른 유니트와의 접촉으로 인해 차폐되어 오디오 출력이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

이에, 종래에는 폴더의 개방 여부에 따라 오디오의 출력을 소프트웨어적으로 조절하는 기술이 제안된바 있다.

도 1은 종래의 휴대형단말기의 오디오 장치의 제어블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 휴대형단말기는 전화통화에 따른 음성신호나 벨소리, 음악 등의 오디오신호를 가청신호로 처리하는 오디오처리부(1)와, 오디오처리부(1)에서 처리된 오디오신호를 증폭하여 스피커로 출력하는 오디오앰프(5)와, 오디오앰프(5)의 게인을 설정하는 게인설정회로(3)를 포함한다.

이러한 구성을 갖는 종래의 휴대형단말기는 폴더가 접철된 상태인 경우 오디오의 출력이 증가되도록 오디오의 출력을 소프트웨어적으로 조절함으로써, 스피커 송출부의 차폐로 인한 음량이 저하문제를 해결하고자 하였다.

그런데, 종래 기술의 경우, 게인설정회로(3)를 통해 설정되는 게인이 고정된 상태에서 소프트웨어적으로 출력을 조절함으로 오디오 출력의 조절범위가 제한된다. 또한, 소프트웨어적으로 출력을 조절하는 경우 출력이 증가할수록 오디오신호의 음원 특성이 열화되어 송출되는 오디오신호의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서, 오디오 출력의 조절범위를 확장하고 출력이 큰 경우에도 오디오신호의 품질이 보장되는 휴대형단말기의 오디오 장치을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대형단말기의 오디오 장치 는, 오디오신호를 소정 이득값에 따라 증폭하여 출력하는 오디오앰프와; 각기 상이한 이득범위를 가지고 상기 오디오앰프의 이득값이 조절되도록 하는 복수개의 이득조절회로를 포함하는 이득조절회로부와; 소정의 이득조절 선택신호에 따라, 상기 복수개의 이득조절회로 중 적어도 어느 하나가 상기 오디오앰프와 연결되도록 스위칭 동작하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이득조절회로는, 상기 오디오앰프로 입력되는 차동 입력라인에 개재되는 저항소자를 포함하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 휴대형단말기의 폴더동작 상태에 따라 상기 스위치부에 상기 이득조절 선택신호를 출력하는 폴더동작 감지부를 더 포함하는 것이 가능하다.

또한, 상기 스위치부는, 상기 폴더동작 감지부로부터 폴더 개방 신호가 입력된 경우, 상기 복수개의 이득조절회로 중 상기 이득범위의 최소값이 가장 작은 이득조절회로가 상기 오디오앰프와 연결되도록 스위칭 동작하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 스위치부는, 상기 폴더동작 감지부로부터 폴더 접철 신호가 입력된 경우, 상기 복수개의 이득조절회로 중 상기 이득범위의 최대값이 가장 큰 이득조절회로가 상기 오디오앰프와 연결되도록 스위칭 동작하는 것이 가능하다.

또한, 사용자의 볼륨조절 선택에 따라, 상기 스위치부에 상기 이득조절 선택신호를 출력하는 사용자 입력부를 더 포함하는 것이 가능하다.

그리고, 주변 소음이 입력되는 마이크와; 상기 마이크를 통해 입력된 소음의 크기에 따라 상기 스위치부에 상기 이득조절 선택신호를 출력하는 소음 감지부를 더 포함하는 것이 가능하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 휴대형단말기의 오디오 장치에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 휴대형단말기의 오디오 장치의 제어블록도로서, 특히, 폴더 타입의 휴대전화에 본 발명에 따른 오디오 장치를 적용한 경우를 예시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 장치는 오디오신호를 가청신호로 처리하는 오디오처리부(10)와, 오디오처리부(10)에서 처리된 오디오신호를 증폭하여 스피커로 출력하는 오디오앰프(15)와, 오디오앰프(15)에 각기 다른 게인이 설정되도록 하는 제1게인설정회로(22) 및 제2게인설정회로(24)와, 오디오 출력모드신호를 발생하는 출력모드신호 발생부(26)와, 입력된 출력모드신호에 따라 오디오처리부(10)에서 출력된 오디오신호를 제1게인회로 및 제2게인회로 중 어느 한 측으로 출력하는 스위치부(20)를 포함한다.

오디오처리부(10)는 전화통화에 따른 음성신호나 벨소리, 음악 등의 오디오신호를 아날로그신호로 처리하여 출력한다. 이러한 오디오처리부(10)는 휴대전화의 MSM(Mobile Station Modem) 내에 구비될 수 있으며, 멀티미디어 칩셋이나, 기타 오디오파일을 처리하는 코덱 등이 오디오처리부(10)의 기능을 수행할 수 있다.

오디오앰프(15)는 오디오처리부(10)에서 출력된 오디오신호를 소정 게인에 따라 청취가능한 크기로 증폭하여 출력한다. 이러한 오디오앰프(15)는 바이어스(BIAS)를 이용하는 클래스-A(Class-A) 앰프, 트랜지스터를 이용하는 클래스-B(Class-B) 앰프, PWM(Pulse width Modulation)을 이용하는 클래스-D(Class-D) 앰프 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

제1게인설정회로(22) 및 제2게인설정회로(24)는 오디오앰프(15)의 오디오신호 입력단에 개재되어 오디오신호가 각기 상이한 크기의 저항을 통해 오디오앰프(15)로 입력되도록 한다. 이에, 각 게인설정회로(22, 24)에 포함된 저항의 크기에 따라 오디오앰프(15)의 게인이 각기 달리 설정된다. 여기서, 제1게인설정회로(22)는 상대적으로 큰 게인을 설정할 수 있도록 구성하여 고출력 오디오볼륨을 필요로 하는 고출력모드일 경우 사용할 수 있으며, 제2게인설정회로(24)는 상대적으로 작은 게인을 설정할 수 있도록 구성하여 저출력 오디오볼륨을 필요로 하는 저출력모드일 경우 사용할 수 있다.

출력모드신호 발생부(26)는 고출력 오디오볼륨을 필요로 하는 고출력모드 및 저출력 오디오볼륨을 필요로 하는 저출력모드를 선택하기 위한 출력모드신호를 생성한다. 고출력모드 및 저출력모드는 휴대형단말기의 사용상태, 사용환경, 사용용도 등에 따라 자동으로 선택될 수 있으며 사용자가 필요에 따라 선택하는 것도 가능하다. 출력모드가 자동으로 선택되는 경우, 출력모드신호 발생부(26)는 사용상태, 사용환경, 사용용도 등을 감지할 수 있는 소정의 감지부를 포함하여, 그 감지값에 따라 고출력모드 및 저출력모드 신호를 생성할 수 있다.

예컨대, 폴더타입 휴대전화의 경우 폴더가 접철된 상태일 경우 스피커의 송 출부가 차폐되어 오디오 출력이 저하될 수 있다. 이에, 출력모드신호 발생부(26)는 폴더개폐 감지부(28)를 구비하여, 폴더가 개방된 상태인 경우 저출력모드신호를 생성하고 폴더가 접철된 상태인 경우 고출력모드신호를 생성함으로써, 폴더의 상태에 따라 오디오 출력이 자동으로 조절되도록 한다. 이 밖에도, 출력모드신호 발생부(26)에 소음감지부(미도시)를 구비하여 주위 소음에 따라 출력모드가 전환되도록 하거나, 거리감지부(미도시)를 구비하여 사용자와의 이격거리에 따라 출력모드가 전환되도록 하는 등의 구성이 가능하다. 그리고, 사용자 선택에 따라 출력모드를 전환하는 경우에는, 휴대단말기에 구비된 키패드 등을 통해 선택된 출력모드에 따라 해당 출력모드신호가 생성되도록 한다.

스위치부(20)는 출력모드신호 발생부(26)에서 생성된 출력모드신호를 입력받아 오디오처리부(10)에서 처리된 오디오신호가 제1게인설정회로(22) 혹은 제2게인설정회로(24)를 통해 오디오앰프(15)로 제공되도록 스위치 동작한다. 이에, 고출력모드신호가 입력된 경우 스위치부(20)는 오디오신호가 제1게인설정회로(22)를 통해 오디오앰프(15)로 입력되도록 하고 저출력모드신호가 입력된 경우 오디오신호가 제2게인설정회로(24)를 통해 오디오앰프(15)로 입력되도록 한다.

이러한 구성에 의해, 본 발명은 오디오앰프(15)의 게인을 설정하는 게인설정회로(22, 24)를 복수개 구비하여 필요한 오디오 출력에 따라 게인설정회로(22, 24)를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 오디오 출력의 조절범위를 확장할 수 있다. 또한, 휴대단말기의 사용상태나 주위환경 등을 감지할 수 있는 감지부를 구비하고, 그 감지결과에 따라 출력모드가 자동 선택되도록 함으로써 오디오 출력을 적절히 유지하여 오디오신호의 품질을 보장할 수 있다.

도 3은 도 2의 오디오앰프의 제어블록도로서, 특히, 클래스-D 오디오앰프(150)와 그에 따른 입력단을 예시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 클래스-D 앰프(150)는 차동신호(Differntial input)를 입력받아 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 출력하는 비교기(156)와, 내부발진기(154)의 출력주파수에 따라 비교기(156)에서 출력된 산호를 증폭하는 PWM증폭기(158)와, PWM증폭기(158)에서 출력된 PWM신호에 의해 구동되어 출력필터(미도시)를 통해 스피커로 오디오신호를 송출하는 H-브리지(160) 회로를 포함한다. 여기서, 비교기(156)의 입력단에는 게인설정회로(122)가 개재되어 게인설정회로(12)의 저항(Rin)의 크기에 따라 클래스-D 앰프(150)의 게인이 조정된다. 그리고, 바이어스회로(152)는 클래스-D 앰프(150)를 오프하거나 리셋하는 경우 사용될 수 있다.

비교기(156)는 게인설정회로(122)를 통해 입력된 아날로그 오디오신호를 디지털 형식의 PWM(Pulse width Modulation)신호로 변환한다. 여기서, 출력되는 PWM신호는 오디오신호의 진폭에 비례하는 듀티 사이클을 갖는다.

PWM증폭기(158)는 비교기(156)에서 출력된 PWM신호를 청취 가능한 크기로 증폭하며, 증폭된 PWM신호는 H-브리지(160)를 통해 스피커로 송출된다.

이러한 구성에 의해, 클래스-D 오디오앰프(150)는 오디오처리부(10)에서 출력된 아날로그 오디오신호를 펄스신호로 변환한 후 PWM증폭기(158)를 통해 증폭하여 출력함으로써, 휴대단말기에서 오디오 기능을 제공할 할 수 있도록 한다.

한편, 이러한 클래스-D 오디오앰프(150)는 그 차동 입력단에 개재되는 게인 설정회로(122)의 저항(Rin)의 크기에 따라 게인이 조정된다. 이에, 본 발명에서는 고출력모드용 제1게인설정회로(22, 도 2 참조)와 저출력모드용 제2게인설정회로(24, 도 2 참조)를 구비하고, 출력모드에 따라 해당 게인설정회로(22, 24)가 클래스-D 오디오앰프(150)와 연결되도록 함으로써 오디오 출력이 하드웨어적으로 조정될 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형단말기의 오디오 장치의 스위치부의 회로 구성도로서, 아날로그 스위치(120)를 이용하여 게인설정회로(22, 24)가 오디오앰프와 연결되도록 하는 경우를 예시하고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 아날로그 스위치(120)는 다수개의 입출력 포트를 구비하여, 출력모드신호 발생부(26)에서 제공하는 출력모드신호에 따라 스위치 동작하여 입출력 신호의 패스를 제어한다.

예를 들어, 출력모드신호 발생부(26)가 폴더개폐 감지부(28)의 감지값에 따라 출력모드신호를 생성하는 경우, 폴더가 접철된 상태이면 출력모드신호 발생부(26)는 아날로그 스위치(120)의 컨트롤 포트인 4번 입력포트(IN1)에 하이(HIGH)신호를 입력한다.

이에, 아날로그 스위치(120)는 2번 스피커 포트(SPK_RCV+)와 10번 스피커 포트(SPK_RCV+)를 통해 오디오앰프와 연결된다. 여기서, 2번 스피커 포트(SPK_RCV+)에는 제1게인설정회로(22)의 저항 R1_A가 개재되고 10번 스피커 포트(SPK_RCV+)에는 제1게인설정회로(22)의 저항 R1_B가 개재되어, 오디오처리부(10)에서 출력된 오디오신호가 저항 R1_A 및 R1_B를 통해 오디오앰프로 전달된다. 따라서, 오디오앰프 의 게인은 저항 R1_A 및 R1_B에 의해 설정되는데, 폴더가 접철된 상태인 경우 오디오신호의 볼륨이 고출력모드로 조정되어야하므로, R1_A 및 R1_B는 오디오앰프의 게인을 증가시킬 수 있는 저항값을 갖는다.

한편, 폴더가 개방된 상태이면 출력모드신호 발생부(26)는 아날로그 스위치(120)의 4번 입력포트(IN1)에 로우(LOW)신호를 입력한다.

이에, 아날로그 스위치(120)는 3번 스피커 포트(SPK_RCV+2)와 9번 스피커 포트(SPK_RCV+2)를 통해 오디오앰프와 연결된다. 여기서, 3번 스피커 포트(SPK_RCV+2)에는 제2게인설정회로(24)의 저항 R2_A가 개재되고 9번 스피커 포트(SPK_RCV+2)에는 제2게인설정회로(24)의 저항 R2_B가 개재되어, 오디오처리부(10)에서 출력된 오디오신호가 저항 R2_A 및 R2_B를 통해 오디오앰프로 전달된다. 따라서, 오디오앰프의 게인은 저항 R2_A 및 R2_B에 의해 설정되는데, 폴더가 개방된 상태인 경우 오디오신호의 볼륨은 저출력모드로 조정되어야하므로, R2_A 및 R2_B는 오디오앰프의 게인을 감소시킬 수 있는 저항값을 갖는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 오디오장치는 아날로그 스위치(120)의 컨트롤포트에 고출력모드 및 저출력모드 선택을 위한 출력모드신호를 입력하여 오디오앰프와의 연결을 제어하고, 오디오앰프와 연결되는 출력포트 라인에 게인 조정을 위한 저항 R1_A 및 R1_B와 R2_A 및 R2_B를 각각 설치함을써, 오디오 출력모드에 따라 오디오앰프의 게인값이 조정되도록 한다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대 하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 휴대형단말기의 오디오 장치에 따르면, 오디오앰프의 게인을 설정하는 게인설정회를 복수개 구비하여 필요한 오디오 출력에 따라 게인설정회로를 선택적으로 사용할 수 있도록 하고 있다.

이에 따라, 오디오 출력의 조절범위를 확장하고 출력이 큰 경우에도 오디오신호의 품질을 보장할 수 있다.

Claims

오디오 신호를 출력하는 오디오 처리부;

휴대형단말기의 상태를 감지하고, 상기 감지된 휴대형단말기의 상태에 따라 고 출력 모드 신호 또는 저 출력 모드 신호 중 어느 하나를 생성하는 출력 모드 신호 생성부;

상기 오디오 처리부로부터 상기 오디오 신호를 수신하고, 상기 출력 모드 신호 생성부로부터 상기 출력 모드 신호를 수신하고, 상기 출력 모드 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하고, 상기 오디오 신호를 출력하는 스위치부; 및

상기 스위치부로부터 상기 오디오신호를 수신하고 소정의 이득값에 따라 상기 오디오 신호를 증폭하여 출력하는 오디오앰프;를 포함하고,

상기 스위치부는,

상기 출력 모드 신호 생성부와 연결되어 상기 출력 모드 신호 생성부에서 생성된 출력 모드 신호를 수신하는 출력 모드 신호 수신부;

상기 출력 모드 신호가 고 출력 모드 신호일 때만 상기 오디오 신호를 상기 오디오앰프로 출력하는 한 쌍의 고 이득(high gain) 저항 소자; 및

상기 출력 모드 신호가 저 출력 모드 신호일 때만 상기 오디오 신호를 상기 오디오 앰프로 출력하는 한 쌍의 저 이득(low gain) 저항 소자;를 포함하고,

상기 고 이득 저항소자와 저 이득 저항소자는 서로 구분되는 것을 특징으로 하는 휴대형단말기의 오디오 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 한 쌍의 고 이득 저항 소자 또는 상기 한 쌍의 저 이득 저항 소자는, 상기 오디오앰프로 입력되는 차동 입력라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대형단말기의 오디오 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 휴대형단말기의 폴더동작 상태에 따라 상기 스위치부에 상기 출력 모드 신호를 출력하는 폴더동작 감지부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형단말기의 오디오 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 스위치부는,

상기 폴더동작 감지부로부터 폴더 개방 신호가 입력된 경우, 이득범위의 최소값이 가장 작은 상기 한 쌍의 저 이득 저항 소자가 상기 오디오앰프와 연결되도록 스위칭 동작하는 것을 특징으로 하는 휴대형단말기의 오디오 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 스위치부는,

상기 폴더동작 감지부로부터 폴더 접철 신호가 입력된 경우, 이득범위의 최대값이 가장 큰 상기 한 쌍의 고 이득 저항 소자가 상기 오디오앰프와 연결되도록 스위칭 동작하는 것을 특징으로 하는 휴대형단말기의 오디오 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 휴대형단말기의 상태는, 볼륨의 크기를 포함하고,

사용자의 볼륨조절 선택에 따라, 상기 스위치부에 상기 출력 모드 신호를 출력하는 사용자 입력부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형단말기의 오디오 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 휴대형단말기의 상태는, 주변 소음 상태를 포함하고,

주변 소음이 입력되는 마이크; 및

상기 마이크를 통해 입력된 소음의 크기에 따라 상기 스위치부에 상기 출력 모드 신호를 출력하는 소음 감지부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형단말기의 오디오 장치.