KR101172073B1 - Earphone having helical structure and mobile receiver connected thereof - Google Patents
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Abstract
헬리컬 구조를 가지는 이어폰 안테나 및 이에 연결되는 휴대용 수신 장치가 제공된다. 상기 헬리컬 구조를 갖는 이어폰 안테나는 음성신호단자 및 안테나 단자를 가지는 이어폰 플러그와; 상기 이어폰 플러그의 음성신호단자로부터 입력되는 음성신호를 발음체로 전달하기 위한 소정 길이의 음성신호 선과; 상기 음성신호 선의 바깥둘레에서 절연된 상태로 일정한 경사각을 가지고 등간격으로 감겨져 상기 이어폰 안테나 단자에 접속된 헬리컬 와이어로 형성되는 이어폰 와이어 멤버로 구성되어 있다. 그리고 상기 헬리컬 이어폰 안테나에 연결되는 휴대장치는 이어폰 잭을 통하여 상기 이어폰 플러그와 전기적으로 결합되며, 상기 이어폰 잭과 이어폰 플러그의 결합에 의하여 헬리컬 와이어에 의해 도파되는 고주파신호를 독립적으로 상기 휴대장치 내부의 FM튜너의 안테나단자로 제공하도록 구성되어 있다. An earphone antenna having a helical structure and a portable receiving device connected thereto are provided. The earphone antenna having the helical structure includes an earphone plug having a voice signal terminal and an antenna terminal; A voice signal line of a predetermined length for transferring a voice signal input from the voice signal terminal of the earphone plug to the sounding body; The earphone wire member is formed of a helical wire wound at equal intervals with a predetermined inclination angle while being insulated from an outer circumference of the voice signal line and connected to the earphone antenna terminal. The portable device connected to the helical earphone antenna is electrically coupled to the earphone plug through an earphone jack, and independently of the high frequency signal guided by the helical wire by the combination of the earphone jack and the earphone plug. It is configured to provide the antenna terminal of the FM tuner.
헬리컬 안테나, 이어폰 안테나, 헬리컬 와이어, 수신감도, FM수신기, Helical antenna, earphone antenna, helical wire, reception sensitivity, FM receiver,
Description
도 1은 종래의 기술에 의해 이어폰의 그라운드 와이어를 안테나로 사용하는 휴대장치의 구성도.1 is a block diagram of a portable device using a ground wire of an earphone as an antenna according to the related art.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 헬리컬 이어폰 안테나의 구조를 나타낸 도면.2 is a view showing the structure of a helical earphone antenna according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 헬리컬 이어폰 안테나의 등가회로도.3 is an equivalent circuit diagram of the helical earphone antenna shown in FIG.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 헬리컬 구조를 갖는 이어폰 안테나에 연결되는 휴대장치의 구성도.Figure 4 is a block diagram of a portable device connected to the earphone antenna having a helical structure according to an embodiment of the present invention.
《도면의 주요부분에 대한 부호의 설명》DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS to the main parts of the drawings "
10 : 휴대장치, 12 : 전원공급장치,10: portable device, 12: power supply device,
14 : FM 튜너, 16 : 앰프,14: FM tuner, 16: amplifier,
18, 32 : 결합기, 24. 26 : 안테나 코일, 18, 32: combiner, 24. 26: antenna coil,
22, 30 : 이어폰 플러그, 40a, 40b : 음성신호 선,22, 30: earphone plug, 40a, 40b: voice signal wire,
42a, 42b, 46, 50 : 절연피복, 44 : 그라운드 선,42a, 42b, 46, 50: insulation coating, 44: ground wire,
48 : 헬리컬 와이어, EWM: 이어폰 와이어 멤버.48: helical wire, EWM: earphone wire member.
본 발명은 이어폰 안테나(Earphone Antenna) 및 이에 연결되는 휴대용 수신기(Mobile Radio Receiver)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헬리컬 구조(helical winding structure)를 가지는 이어폰 안테나 및 이에 연결되는 휴대용 수신 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an earphone antenna and a mobile radio receiver connected thereto, and more particularly, to an earphone antenna having a helical winding structure and a portable receiving device connected thereto.
통상적으로, RF 수신기(Radio frequency)를 구비하고 있는 휴대용 무선 수신 장치(portable radio receiver; mobile device), 예를 들면, 라디오 수신기를 내장하는 MP3(MPEG Audio layer-3) 플레이어, 휴대폰 등과 같은 제품은 사이즈가 콤팩트하게 설계되는 것이 일반적인 경향이기 때문에 안테나를 이어폰에 구현하는 것이 일반화되어 있다.Typically, products such as portable radio receivers (mobile devices) having an RF receiver (e.g., an MP3 player, a mobile phone, etc.) incorporating a radio receiver are used. It is common practice to implement antennas in earphones because it is a common trend to have compact designs.
상기와 같이 이어폰 안테나를 적용한 예는 많은 제품에서 볼 수 있으나, 엘지전자(주)에서 제품 모델명 "X-Free MF-HE700"으로 생산하고 있는 포터블 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player)를 그 대표적인 예로 들 수 있다. An example of applying the earphone antenna as described above can be seen in many products, but a representative example is a portable multimedia player produced by LG Electronics Co., Ltd. under the product model name "X-Free MF-HE700". have.
상기 제품 이외에도 많은 휴대용 무선 수신 장치(이하 "휴대용 장치"라 칭함)가 이어폰의 그라운드 선을 RF 안테나로 사용하고 있다. 일반적인 이어폰 안테나는 해당 수신기의 수신대역 주파수 파장을 고려하여 휴대용 장치로부터 출력되는 음성신호를 이어폰의 스피커로 전달하는 음성신호의 전송로의 그라운드 선의 지름과 길이를 적절하게 설계하여 구현하고 있다. In addition to the above products, many portable radio receivers (hereinafter referred to as "portable devices") use the ground wire of the earphone as the RF antenna. In general, the earphone antenna is properly designed and implemented in terms of the diameter and length of the ground line of the voice signal transmission path for transmitting the voice signal output from the portable device to the speaker of the earphone in consideration of the reception band frequency wavelength of the corresponding receiver.
또한, 상기와 같은 이어폰 안테나에 의해 수신된 고주파를 전기적 접속에 의해 내부의 튜너로 제공하는 휴대장치는 고주파신호(Radio frequency)와 음성대역신호(Audio frequency)를 적절하게 분리하여 수신된 고주파신호만을 FM 튜너로 제공하고 음성대역신호를 그라운드로 바이패스 하여 신호대잡음비를 개선하기 위한 신호분리기를 가지고 있다. 이러한 신호분리는 코일을 이용하여 구현하는 것이 일반적이다. In addition, a portable device that provides a high frequency signal received by the earphone antenna as an internal tuner through an electrical connection may properly separate a radio frequency signal and an audio frequency signal and receive only a high frequency signal. It is equipped with an FM tuner and has a signal separator to improve the signal-to-noise ratio by bypassing the voiceband signal to ground. Such signal separation is generally implemented using a coil.
이어폰 안테나와 휴대장치간의 접속은 하기 도 1에 도시된 바와 같다. Connection between the earphone antenna and the portable device is shown in FIG.
도 1은 종래의 기술에 의해 이어폰의 음성신호를 전달하는 음성신호선의 그라운드 선을 안테나로 사용하는 휴대장치의 고주파 신호 인터페이스 회로도이다. 1 is a high frequency signal interface circuit diagram of a portable apparatus using a ground line of a voice signal line for transmitting a voice signal of an earphone as an antenna according to the related art.
도 1에서 참조부호 10은 무선 전파된 고주파 신호로부터 희망하는 주파수만을 선택적으로 수신 복조하는 기능을 가지는 휴대장치이다. In FIG. 1,
도 1에 도시된 휴대장치(10)는 이 기술 분야에 종사하는 자들에게 자명한 바와 같이 전원소스(powder source), 예컨대, 배터리의 전원(VBAT)을 안정화하여 휴대장치(10)내의 각부에 전원전압(Vs)을 안정되게 공급하는 전원공급장치(12)를 구비하고 있다. 상기 전원공급장치(12)는 스위칭 레귤레이터인 직류-직류변환장치(DC to DC Converter)로서 입력되는 직류전압을 스위칭 제어 주파수에 따라 휴대장치(10)의 각 회로부에서 필요로 하는 전압을 공급하도록 구성되는 것이 통상적인 예 이다.The
상기 전원공급장치(12)로부터 출력되는 전원전압(Vs)에 의해 동작되는 FM 튜너(tuner)(14)는 채널선택신호(SEL)에 응답하여 안테나 단자(ANT)로 수신되는 RF신호에서 해당 채널의 신호만을 선택 복조하여 스테레오 음성신호(R_CH, L_CH)를 앰프(16)로 입력시킨다.The
상기 앰프(16)는 입력된 스테레오 음성신호(R_CH, L_CH)를 증폭하여 출력노드에 접속된 이어폰 잭(earphone jack)과 같은 플러그 결합기(plug coupler)(18)의 음성신호단자(CP11, CP12)로 제공된다. The
상기 플러그 결합기(18)는 음성신호단자(CP11, CP12) 이외에도 몇 개의 단자를 더 구비하고 있다. 예를 들면, RF신호를 입력하는 안테나 단자(CP13)와 음성신호를 전달히기 위한 그라운드단자(CP14)이다. 상기 안테나 단자(13)와 그라운드 단자(CP14)는 한 쪽이 아날로그 접지(A_GND)된 안테나코일(24)의 다른 쪽에 연결되어 FM 튜너(14)의 안테나 단자(ANT)에 연결되어 있고, 상기 아날로그 접지(A_GND)는 코일(26)을 통하여 디지털 그라운드(D_GND)에 접속되어 있다.The
한편, 상기 플러그 결합기(18)에 끼워지는 이어폰 플러그(22)는 상기 플러그 결합기(18)의 음성신호단자(CP11, CP12)에 연결되어 그로부터 전달되는 음성신호(R_CH, L_CH)를 음성신호 선을 통하여 좌우 이어폰 스피커(도시하지 않았음)로 각각 전송하는 두 개의 음성신호단자(CP21, CP22)와, 상기 플러그 결합기(18)의 그라운드단자(CP13, CP14)를 음성신호 선을 감싸고 있는 이어폰의 그라운드 선(ground wire 또는 shield wire)(도시하지 않았음)에 연결하는 그라운드단자(CP23)가 하나 의 몸체에 이격되어 결합되어 있다. 이때, 상기 이어폰 플러그(22)의 음성신호단자(CP21, CP22) 및 안테나단자(CP23)는 상호 절연되어 있다.Meanwhile, the
상기 도 1에서는 자세하게 도시되는 않았지만, 상기 이이폰 플러그(22)에는 소정 길이, 예를 들면, FM 대역 주파수의 파장(??)의 1/n(여기서 n은 2 또는 4 등과 같은 정수)의 길이를 가지도록 하는 형성된 와이어가 대기 중의 FM 대역의 고주파수를 픽업하여 상기 그라운드와 안테나단자를 겸용하는 안테나단자(CP23)에 전달하도록 구성되어 있다. 즉, 휴대장치(10)의 이어폰 잭(18)에 끼워져 결합되는 이어폰 플러그(22)에는 도 1의 음성신호단자(CP21, CP22)의 음성신호를 이어폰 스피커의 양극까지 연결하는 음성신호선과 그라운드 겸용 안테나단자(CP23)의 그라운드 레벨의 신호를 상기 이어폰 스피커의 음극까지 연결하는 그라운드 선 겸용 안테나 와이어를 포함하는 3개의 와이어가 연결되어 있다는 것을 인식하여 한다. Although not shown in detail in FIG. 1, the
도 1과 같이 구성된 휴대장치(10)의 플러그 결합기(18)에 이어폰 플러그(22)가 끼워져 결합되면, 플러그 결합기(18)의 음성신호단자(CP11, CP12) 및 그라운드단자(CP13, CP14)는 각각 이어폰 플러그(22)의 음성신호 플러그단자(CP21, CP22) 및 그라운드단자(CP23, CP24)에 각각 접속된다. When the
이때, 이어폰 플러그(22)에 연결된 3개의 와이어 중 안테나 신호 선(wire)으로 작용하는 그라운드 라인을 통하여 대기 중의 고주파신호가 도파(導波:guided)된 다. 상기 그라운드 라인에 의해 픽업된 고주파 신호는 이어폰 플러그(22)의 그라운드단자(CP23)에 접속되는 플러그 결합기(18)의 안테나단자(CP13)와 그라운드단자(CP14) 및 안테나코일(14)을 통하여 FM 튜너(14)의 안테나 단자(ANT)와 전기적으로 접속된다. At this time, a high frequency signal in the air is guided through a ground line serving as an antenna signal wire among three wires connected to the
이와 같은 상태에서, 배터리 전압(VBAT)이 공급되면 전원공급장치(12)는 내부 발진회로로부터 출력되는 스위칭 주파수(Switching frequency)에 의해 상기 배터리 전압(VBAT)을 미리 설정된 미리 설정된 레벨의 전원전압(Vs)으로 변환하여 FM 튜너(14)로 공급한다. In this state, when the battery voltage V BAT is supplied, the
상기 FM 튜너(14)는 상기 전원전압(Vs)에 의해 동작되어 안테나 단자(ANT)로 입력되는 고주파신호(RF signal) 중 채널선택신호(SEL)에 대응하는 채널의 주파수만을 픽업 및 복조하여 스테레오 음성신호(R_CH, L_CH)를 앰프(16)로 출력한다.The
이때 상기 플러그 결합기(18)의 그라운드단자(CP13, CP14)와 아날로그 접지(A_GND)의 사이에 접속된 안테나 코일(24)이 상기 플러그 결합기(18)의 그라운드단자(CP13, CP14)를 통하여 수신되는 신호들 중 고주파신호(radio frequency)에 대하여 하이 임피던스를 가짐으로써 상기 고주파신호의 대부분은 FM 튜너(14)의 안테나 단자(ANT)로 제공된다. At this time, the
상기한 바와 같이 종래의 휴대장치는 안테나 코일(24)을 이용하여 고주파수 신호를 FM 튜너(14)로 제공하도록 되어 있다. 그러나 상기와 같은 단순히 이어폰 와이어를 통하여 수신되는 고주파신호를 수신하는 휴대장치(10)는 스위칭 레귤레이터와 같은 전원공급장치(12)의 스위칭 주파수가 상기 안테나 코일(24)을 통하여 FM 튜너(14)의 안테나 단자(ANT)로 유입됨으로써 FM 튜너(14)의 감도를 떨어뜨리는 문제가 있었다. As described above, the conventional portable device is configured to provide a high frequency signal to the
즉, 도 1에 도시된 안테나 코일(24)과 아날로그 그라운드(A_GND)와 디지털 그라운드(D_GND)사이에 접속된 안테나 코일(26)은 고주파수에 대하여 하이 임피던스가 되어 대부분의 고주파수를 FM 튜너(14)의 안테나로 공급하지만, 음성주파수에 대하여서는 유도성 리액턴스(reactance : WL=2πf)가 낮아져 로우 임피던스로 됨으로써 아날로그 그라운드(A_GND)와 디지털 그라운드(D_GND)를 연결하는 작용한다. 그러나 상기 안테나 코일(24, 26)은 전원공급장치(12)의 디지털 그라운드(D_GND)로부터 아날로그 그라운드(A_GND)로 유입되는 스위칭 노이즈를 역으로 FM 튜너(14)의 안테나 단자(ANT)로 유입시키는 경로(routine)를 제공함으로써 휴대장치(10)내의 FM 튜너(14)의 감도를 떨어트려 신호대잡음비를 나쁘게 한다. That is, the
또한, 상기와 같은 구조를 가지는 이어폰 안테나는 단순히 이이폰의 음성 신호라인을 감싸고 있는 그라운드 선을 통하여 대기 중의 고주파를 픽업함으로써 수신감도가 좋지 못하여 깨끗한 음질을 사용자에게 제공할 수 없었다. In addition, the earphone antenna having the structure as described above simply cannot pick up high frequency air in the air through the ground line surrounding the voice signal line of the E-phone, and thus cannot provide clean sound quality to the user.
따라서 본 발명의 목적은 대기로 전파되는 고주파신호 중 원하는 대역의 고주파수를 양호하게 픽업할 수 있는 헬리컬 구조를 가지는 이어폰 안테나의 구조를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a structure of an earphone antenna having a helical structure capable of picking up a high frequency of a desired band among high frequency signals propagated to the atmosphere.
본 발명의 다른 목적은 헬리컬 구조를 가지는 이어폰 안테나로부터 픽업된 고주파신호를 FM 튜너로 적절하게 인터페이스 할 수 있는 휴대장치의 RF 인터페이 스 회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an RF interface circuit of a portable device capable of properly interfacing a high frequency signal picked up from an earphone antenna having a helical structure with an FM tuner.
본 발명의 또 다른 목적은 휴대장치 내부의 스위칭 노이즈 신호와 이어폰 안테나로부터 픽업된 고주파신호가 분리될 수 있는 구조를 가지는 휴대장치의 RF 인터페이스 회로를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an RF interface circuit of a portable device having a structure in which a switching noise signal inside the portable device and a high frequency signal picked up from an earphone antenna can be separated.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이어폰 안테나는 음성신호단자 및 안테나단자를 가지는 이어폰 플러그와; 상기 이어폰 플러그의 음성신호단자로부터 입력되는 음성신호를 발음체(speaker)로 전달하기 위한 소정 길이의 음성신호 선과; 상기 음성신호 선의 바깥둘레에서 절연된 상태로 일정한 경사각을 가지고 등간격으로 감겨져 상기 이어폰 안테나 단자에 접속된 헬리컬 와이어로 형성되는 이어폰 와이어 멤버(earphone wire member)로 구성함을 특징으로 한다. Earphone antenna of the present invention for achieving the above object is an earphone plug having a voice signal terminal and the antenna terminal; A voice signal line having a predetermined length for transmitting a voice signal input from the voice signal terminal of the earphone plug to a speaker; And an earphone wire member wound at equal intervals with a predetermined inclination angle insulated from the outer circumference of the voice signal line and formed of a helical wire connected to the earphone antenna terminal.
상기 이어폰 플러그는 상기 음성신호단자와 안테나 단자가 서로 절연되어 형성되며, 상기 음성신호단자 및 안테나 단자와 절연된 그라운드 단자를 더 구비하는 것이 바람직하다. The earphone plug may be formed by insulating the voice signal terminal and the antenna terminal from each other, and further comprising a ground terminal insulated from the voice signal terminal and the antenna terminal.
상기 이어폰 와이어 멤버는 상기 음성신호 선과 상기 헬리컬 와이어 사이에 이들과 절연되어 상기 음성신호 선을 감싸고 있는 그라운드 선이 형성되며, 상기 그라운드 선은 상기 이어폰 플러그의 그라운드단자에 접속하는 것이 바람직하다.The earphone wire member is insulated between the voice signal line and the helical wire to form a ground line surrounding the voice signal line, and the ground wire is connected to the ground terminal of the earphone plug.
상기 그라운드 선은 외부 잡음을 차단(shield)하도록 나선동선(bare wire)으로 형성하는 것이 좋다.The ground line may be formed of a bare wire to shield external noise.
상기 헬리컬 와이어는 약 800mm 내외의 길이이며, 20mm의 등간격으로 일정한 기울기 각을 가지고 경사지게 상기 그라운드선(나연동선)의 바깥 둘레에서 감아 형 성하는 것이 좋다.The helical wire has a length of about 800 mm, and is formed by winding around the outer circumference of the ground line (barred copper wire) inclined at a constant inclination angle at equal intervals of 20 mm.
상기 헬리컬 와이어의 표면은 절연피복을 형성하여 상기 헬리컬 와이어의 일정한 간격이 틀어지지 않게 하는 것이 요구된다. 필요에 따라서는 상기 헬리컬 와이어를 상기 음성신호 선의 표면에 접착하여 고정시키는 것이 바람직하다.The surface of the helical wire is required to form an insulating coating so that a constant gap of the helical wire is not twisted. If necessary, the helical wire is preferably bonded to the surface of the voice signal line and fixed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대장치는, 음성신호단자의 음성신호를 발음체로 전달하는 음성신호 선과, 상기 음성신호 선과 절연되어 그 바깥둘레에 일정한 기울기 각을 가지고 등간격으로 감겨진 헬리컬 와이어를 가지는 헬리컬 이어폰 안테나와; 전원전압의 입력에 의해 동작되며 선국제어신호에 응답하여 안테나 단자로 입력되는 고주파신호 중 해당 채널의 고주파신호를 픽업 복조하여 음성신호를 출력하는 FM 튜너와; 상기 헬리컬 이어폰 안테나와의 결합에 의해 상기 FM 튜너의 음성신호출력단자와 안테나 단자를 상기 헬리컬 이어폰 안테나의 음성신호단자와 헬리컬 와이어에 전기적으로 접속하는 결합기를 포함하여 구성함을 특징을 한다. The portable device of the present invention for achieving the above object is a voice signal line for transmitting a voice signal of the voice signal terminal to the sounding body, and a helical wire wound at equal intervals with a predetermined inclination angle in the outer circumference of the voice signal line A helical earphone antenna having a; An FM tuner which is operated by input of a power voltage and picks up and demodulates a high frequency signal of a corresponding channel among high frequency signals inputted to an antenna terminal in response to a pre-international language signal and outputs a voice signal; And a coupler for electrically connecting the voice signal output terminal and the antenna terminal of the FM tuner to the voice signal terminal and the helical wire of the helical earphone antenna by coupling with the helical earphone antenna.
상기 결합기는 이어폰 잭(earphone jack)으로 하는 것이 바람직하다. The coupler is preferably an earphone jack.
상기 휴대장치의 헬리컬 이어폰 안테나는 음성신호단자 및 안테나 단자를 가지고 상기 이어폰 잭에 끼워져 결합되는 이어폰 플러그와; 상기 이어폰 플러그의 음성신호단자로부터 입력되는 음성신호를 발음체(speaker)로 전달하기 위한 소정 길이의 음성신호 선과; 상기 음성신호 선의 바깥둘레에서 절연된 상태로 일정한 경사각을 가지고 등간격으로 감겨져 상기 이어폰 안테나 단자에 접속된 헬리컬 와이어로 형성되는 이어폰 와이어 멤버로 구성하는 것이 좋다. The helical earphone antenna of the portable device includes an earphone plug having a voice signal terminal and an antenna terminal and fitted to the earphone jack; A voice signal line having a predetermined length for transmitting a voice signal input from the voice signal terminal of the earphone plug to a speaker; The earphone wire member may be formed of a helical wire wound at equal intervals with a predetermined inclination angle while being insulated from an outer circumference of the voice signal line and connected to the earphone antenna terminal.
상기 헬리컬 이어폰 안테나의 이어폰 플러그는 상기 음성신호단자와 안테나 단자가 서로 절연되어 형성되며, 상기 이어폰 플러그는 상기 음성신호단자 및 안테나 단자와 절연된 그라운드 단자를 더 구비하는 것이 바람직하다. Preferably, the earphone plug of the helical earphone antenna is insulated from the voice signal terminal and the antenna terminal, and the earphone plug further includes a ground terminal insulated from the voice signal terminal and the antenna terminal.
상기 헬리컬 이어폰 안테나의 이어폰 와이어 멤버는 상기 음성신호 선과 상기 헬리컬 와이어 사이에 이들과 절연되어 상기 음성신호 선을 감싸고 있는 그라운드 선이 형성되며, 상기 그라운드 선은 상기 이어폰 플러그의 그라운드단자에 접속하는 것이 바람직하다.The earphone wire member of the helical earphone antenna is insulated from the voice signal wire and the helical wire to form a ground wire surrounding the voice signal wire, and the ground wire is connected to the ground terminal of the earphone plug. Do.
상기 헬리컬 이어폰 안테나의 그라운드 선은 외부 잡음을 차단(shield)하도록 나선(bare wire)으로 형성하는 것이 좋다.The ground line of the helical earphone antenna may be formed of a bare wire to shield external noise.
상기 헬리컬 이어폰 안테나의 헬리컬 와이어는 약 800mm 내외의 길이이며, 20mm의 등간격으로 일정한 기울기 각을 가지고 경사지게 상기 나선의 바깥 둘레에서 감아 형성하는 것이 좋다. The helical wire of the helical earphone antenna has a length of about 800 mm, and may be formed to be wound around the outer circumference of the spiral inclined at a constant inclination angle at equal intervals of 20 mm.
상기 헬리컬 이어폰 안테나의 헬리컬 와이어의 표면은 절연피복을 형성하여 상기 헬리컬 와이어의 일정한 간격이 틀어지지 않게 하는 것이 요구된다. 필요에 따라서는 상기 헬리컬 와이어를 상기 음성신호 선의 표면에 접착하여 고정시키는 것이 바람직하다.The surface of the helical wire of the helical earphone antenna is required to form an insulating coating so that a constant distance of the helical wire is not twisted. If necessary, the helical wire is preferably bonded to the surface of the voice signal line and fixed.
상기 FM 튜너와 상기 이어폰 잭의 음성신호단자 사이에는 상기 복조 출력되는 음성신호를 증폭하는 증폭기를 접속하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 증폭기를 상기 FM 튜너에 내장할 수 도 있다. An amplifier for amplifying the demodulated output audio signal may be connected between the FM tuner and the audio signal terminal of the earphone jack, and an amplifier may be incorporated in the FM tuner if necessary.
상기와 같이 구성된 헬리컬 구조를 갖는 이어폰 안테나는 음성신호를 발음체 로 전달하는 음성신호 선의 바깥둘레에 형성된 헬리컬 와이어에 의해 대기 중의 고주파신호를 픽업하여 휴대장치의 FM 튜너로 독립적으로 제공함으로써 휴대장치의 내부 스위칭 노이즈로부터의 간섭을 없앨 수 있어 FM 튜너의 감도를 최상으로 할 수 있다. The earphone antenna having the helical structure configured as described above picks up high-frequency signals in the air by a helical wire formed on the outer circumference of the voice signal line for transmitting the voice signal to the sounding body, and independently provides them to the FM tuner of the mobile device. Interference from switching noise can be eliminated, allowing the best sensitivity of the FM tuner.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것에 불과하다는 것에 유의하여야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 당 업계의 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명이 생략됨에 유의하여야 한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which: FIG. It should be understood, however, that the invention can be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It should be noted that the embodiments of the present invention described below are only for explaining the spirit of the present invention to a person skilled in the art, and a detailed description of known functions and configurations of the present invention which may unnecessarily obscure the gist of the present invention It should be noted that it is omitted.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 헬리컬 이어폰 안테나의 구조를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 헬리컬 이어폰 안테나의 이어폰 와이어 멤버(earphone wire member)(EWM)는 중앙부분을 두개의 중심도선(導線), 예를 들면, 스테레오의 R_CH과 L_CH의 음성신호를 이어폰의 두 발음체, 즉 스피커로 전달하는 음성신호 선(40a, 40b)으로 하고, 상기 음성신호 선(40a, 40b)을 절연체(42a, 42b)로 피복하며, 상기 절연체(42a, 42b)의 바깥둘레를 실드선(shield line), 예들 들면 나연동선(裸軟銅線)이 그라운드선(44)으로 피복하였다. 상기 그라운드선(44)의 바깥둘레인 표면에는 절연피복(46), 예를 들면, 절연테이프를 감아 피복하였으며, 상 기 절연피복(46)의 바깥둘레에는 소정의 지름을 가지는 동선을 소정 기울기 각도로 기울려 일정한 등간격(Wth)으로 감아 헬리컬 와이어(48)를 형성하고 그 바깥쪽을 절연성 자켓인 절연피복(50)으로 가린 것이다. 2 is a view showing the structure of a helical earphone antenna according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the earphone wire member (EWM) of the helical earphone antenna has two central conducting wires, for example, audio signals of R_CH and L_CH in stereo, and the two speakers of earphones. That is, the
이때, 상기 헬리컬 와이어(48)는 우리나라의 FM 튜너의 주파수밴드에서 하이-임피던스가 되도록 그 길이를 갖고 나선형으로 감아 형성하는 것이 좋다. In this case, the
상기 도 2에서는 상세하게 도시하지 않았으나, 도 2의 이어폰 와이어 멤버(EWM)의 중심도선인 음성신호선(40a, 40b)의 한 쪽들은 일반적인 이어폰과 같이 이어폰의 플러그의 음성신호단자들에 각각 분리되어 접속되고, 다른 한 쪽들은 스테레어 이어폰의 두개의 스피커의 각 양극에 접속되며, 상기 나연동선 즉, 그라운드선(44)은 이어폰 플러그의 그라운드단자와 두 개의 스피커의 음극에 각각 접속되어 있다. 그리고 상기 헬리컬 와이어(48)의 한 쪽은 이어폰 플러그의 안테나 단자에 접속되고 또 다른 한쪽은 개방되어 있다. Although not shown in detail in FIG. 2, one side of the
도 3은 도 2에 도시된 헬리컬 이어폰 안테나의 등가회로도이다. 도면에서 참조부호 L은 유도성 리액턴스로서, 도 2에서 LE로 표기된 길이 방향의 헬리컬 와이어의 인덕턴스 값이며, C는 용량성 리액턴스로서 도 2에서 헬리컬 와이어(48)의 간격(Wth)에 형성되는 부유용량의 값을 의미한다. 따라서 상기 헬리컬 와이어(48)의 간격(wth)에 따라 형성되는 각 부유용량의 값이 변화되지 않도록 상기 헬리컬 와이어(48)는 그라운드 선(44)의 절연피복(46)의 바깥둘레에 고정 부착하는 것이 바람직하다. 이와 같은 부착은 본드를 이용하거나 절열피복(46)의 표면에 열을 가하여 녹여 붙이는 방법을 적용할 수 있다. 3 is an equivalent circuit diagram of the helical earphone antenna shown in FIG. 2. In the drawing, reference numeral L is an inductive reactance, and is an inductance value of the helical wire in the longitudinal direction indicated by LE in FIG. 2, and C is a capacitive reactance, which is formed in the gap Wth of the
도 2와 같이 이어폰 와이어 멤버(EWM)의 중심도선인 음성신호선(40a, 40b)의 가장 바깥둘레에 나선형으로 감겨진 헬리컬 와이어(48)는 도 3과 같은 LC 병렬 회로를 구성함으로서 공진주파수를 fo라 하면 하기 수학식 1과 같다. As shown in FIG. 2, the
[수학식 1][Equation 1]
따라서 도 2와 같은 구성을 갖는 헬리컬 와이어(48)의 와인딩 길이(LE)와 간격(폭)(Wth)를 조절하여 공진주파수 fo를 적절하게 설정할 수 있음을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the resonance frequency fo can be appropriately set by adjusting the winding length LE and the interval Wth of the
실험에 의하면, 그라운드선(44)에 절연체(46)가 피복되었을 때의 지름이 2.5ㅁ 1??일 때 상기 헬리컬 와이어(48)의 길이를 800mm로 하고 간격(Wth)을 20mm로 하였을 때 우리나라의 FM 튜너 밴드에서 최적의 임피던스 값을 갖는 것을 확인 할 수 있었다. According to the experiment, when the diameter of the
상기와 같이 구성된 헬리컬 구조를 갖는 이어폰 안테나는 이어폰 플러그에 입력되는 음성신호를 스테레오 스피커로 전달하는 두개의 음성신호선(40a, 40b) 및 그라운드선(44)의 상부에 피복된 절연체(46)의 바깥둘레에 나선형으로 감겨진 헬리컬 와이어(48)의 길이(LE)와 간격(Wth)을 적절하게 하여 픽업하기 위한 공진주파수 fo를 용이하게 할 수 있어 대기로 전파되는 많은 대역의 고주파신호 중 FM 튜너의 주파수 밴드를 용이하게 도파(픽업)할 수 있다. The earphone antenna having the helical structure configured as described above has two
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 도 2와 같이 구성된 헬리컬 구조를 갖는 이어폰 안테나는 FM 튜너를 내장하여 극소형으로 제작되는 휴대장치에 매우 유용하 게 적용될 수 있다. 하기에서는 휴대장치에 결합하여 FM 튜너 밴드(80MHz~108MHz)의 주파수를 수신하는 것에 대하여 설명된다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the earphone antenna having a helical structure configured as shown in FIG. 2 may be very usefully applied to a portable device manufactured with a small size by embedding an FM tuner. In the following description, receiving a frequency of an FM tuner band (80 MHz to 108 MHz) in combination with a portable device is described.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 헬리컬 구조를 갖는 이어폰 안테나에 연결되는 휴대장치의 구성도이다. 도 3의 구성은 도 2에 도시된 헬리컬 안테나 구조를 갖는 이어폰 안테나의 이어폰 와이어 멤버(EWM)가 연결되는 이어폰 플러그(30)의 구조와 상기 이어폰 플러그(30)와 결합되는 결합기, 예를 들면, 이어폰 잭(32)의 형상 및 상기 이어폰 잭(32)과 앰프(16) 그리고 FM 튜너(14)의 안테나 단자(ANT)간의 연결 구조가 상이한 것을 제외하고는 도 1과 동일하다. 4 is a block diagram of a portable device connected to an earphone antenna having a helical structure according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a structure of an
도 4를 참조하면, 결합기(32)의 음성신호단자(CP11, CP12)와 안테나 단자(CP13)는 앰프(16)의 스테레오 음성신호(R_CH, L_CH) 및 FM 튜너(14)의 안테나 단자(ANT)에 접속되어 있고, 그라운드 단자(CP14)는 휴대장치(10)의 아날로그 그라운드 단자(A_GND)에 접속되어 있다. Referring to FIG. 4, the audio signal terminals CP11 and CP12 and the antenna terminal CP13 of the
상기 이어폰 플러그(30)의 음성신호단자(CP21, CP22), 안테나 단자(CP23) 및 그라운드 단자(CP24)는 상기 이어폰 플러그(30)가 이어폰 잭(32)에 끼워졌을 때 상기 이어폰 잭(32)의 음성신호단자(CP11, CP12)와 안테나 단자(CP13) 및 그라운드 단자(CP14)에 각각 접속되도록 적절한 형상 및 길이를 갖는다.The voice signal terminals CP21 and CP22, the antenna terminal CP23, and the ground terminal CP24 of the
또한 도 4에서는 도시되어 있지 않았지만, 이어폰 플러그(30)의 음성신호단자(CP21, CP22), 안테나 단자(CP23) 및 그라운드 단자(CP24)들 각각은 도 2에 도시된 이어폰 와이어 멤버(EWM)의 음성신호선(40a, 40b), 헬리컬 와이어(48) 및 나연동선(그라운드선)(44)에 각각 접속된다. 그리고 상기 이어폰 와이어 멤버(EWM)의 다른 한 쪽들은 앞서 기술한 바와 같이 두개의 스피커들에 접속되어 있다. In addition, although not shown in FIG. 4, each of the audio signal terminals CP21 and CP22, the antenna terminal CP23, and the ground terminal CP24 of the
상기와 같이 한쪽은 스테레오 스피커를 구성하는 두개의 스피커의 양극과 음극에 접속된 이어폰 와이어 멤버(EMW)가 접속된 이어폰 플러그(30)가 결합기, 즉, 이어폰 잭(32)에 끼워져 결합되면, 상기 이어폰 플러그(30)의 음성신호단자(CP21, CP22), 안테나 단자(CP23) 및 그라운드 단자(CP24)는 이어폰 잭(32)의 음성신호단자(CP11, CP12)와 안테나 단자(CP13) 및 그라운드 단자(CP14)에 각각 독립적으로 접속된다. As described above, when one of the earphone plugs 30 connected to the earphone wire member (EMW) connected to the anode and the cathode of the two speakers constituting the stereo speaker is coupled to the coupler, that is, the
이때, 도 3과 같은 등가회로의 구성을 가지는 헬리컬 와이어(48)는 대기 중의 고주파신호로부터 유도성 리액턴스(L)과 용량성 리액턴스(C)에 의한 공진주파수 fo에 의해 해당 대역의 고주파수를 픽업하여 이어폰 플러그(30)의 안테나 단자(CP23)에 도파시킨다. 상기 이어폰 플러그(30)의 안테나 단자(CP23)에는 이어폰 잭(32)의 안테나 단자(CP13)가 접속되어 있다. 따라서 헬리컬 와이어(48)에 의해 픽업되어 도파되는 고주파신호는 FM 튜너(14)의 안테나단자(ANT)로 제공됨을 알 수 있다. At this time, the
따라서 도 2 및 도 4와 같은 회로의 구성에 의해 이어폰 안테나의 헬리컬 와이어(48)에 의해 픽업되어 도파되는 고주파신호는 아날로그 그라운드(A_GND)와는 분리되어 별도로 마련된 안테나 단자(CP13, CP23)를 통하여 튜너(14)로 제공됨으로써 휴대장치(10)가 동작되어 스위칭 레귤레이터로 구성되는 전원공급장치(12)가 작동되더라고 스위칭 주파수 및 그에 따른 스위칭 노이즈의 간섭으로부터 벗어날 수 있다.Therefore, the high frequency signal picked up and guided by the
휴대장치(10)가 작동되어 전원공급장치(12)로부터 전원전압(Vs)이 FM튜너(14)로 제공되면, 상기 FM튜너(14)는 채널선택신호(SEL)에 의하여 안테나단자(ANT)로 입력되는 고주파신호 중 해당 채널의 주파수만을 검파하여 복조된 스테레오 음성신호(R_CH, L_CH)를 앰프(16)로 출력한다. When the
상기 앰프(16)는 입력되는 스테레오 음성신호(R_CH, L_CH)를 소정 레벨로 증폭하여 이어폰 잭(32)의 음성신호단자(CP11, CP12)로 출력하며, 상기 이어폰 잭(32)의 음성신호단자(CP11, CP12)의 스테레오 음성신호(R_CH, L_CH)는 이어폰 플러그(30)의 음성신호단자(CP21, CP22) 및 음성신호선(40a, 40b)에 의해 두개의 스피커의 양극으로 전달되어 가청음으로 변환 된다. The
실험에 의하면, 도 2에 도시된 이어폰 와이어 멤버(EWM)의 그라운드선(44)에 절연체(46)가 피복되었을 때의 지름이 2.5±0.5θ일 때 상기 헬리컬 와이어(48)의 길이를 800mm로 하고 간격(Wth)을 20mm로 와인딩 하였을 때 우리나라의 FM 튜너 밴드에서 약 5dB의 개선효과를 있음을 확인할 수 있었다. According to the experiment, the length of the
상기 실시 예에 따른 헬리컬 구조의 이어폰 안테나와 4구 이어폰 결합구조(이어폰 잭과 이어폰 플러그)를 갖는 RF 인터페이스를 휴대장치에 적용하여 고주파신호가 인입되는 안테나선을 휴대장치의 디지털 그라운드(D_GND)와 아날로그 그라운드(A_GND)로부터 분리함으로써 튜너(14)의 안테나단자로 유입되는 노이즈성 고주파를 제거할 수 있어 신호대잡음비를 개선할 수 있고, 튜너의 수신감도를 가일층 높일 수 있다.By applying an RF interface having a helical earphone earphone and a four-hole earphone coupling structure (earphone jack and earphone plug) according to the embodiment to a portable device, an antenna line into which a high frequency signal is introduced is connected to a digital ground (D_GND) of the portable device. By separating from the analog ground A_GND, it is possible to eliminate the noise high frequency flowing into the antenna terminal of the
또한 본 발명의 실시 예에서는 앰프를 독립적으로 구성한 예를 도시하였으 나, FM 튜너가 앰프를 내장한 형태이거나 FM 튜너로부터 출력되는 음성신호가 충분한 경우에는 생략될 수 있음을 이 기술 분야에 종사하는 자들에게는 자명한 것임을 인식하여야 한다. In addition, the embodiment of the present invention shows an example in which the amplifier is configured independently, those skilled in the art that the FM tuner may be omitted if the built-in amplifier or the voice signal output from the FM tuner is sufficient. It should be recognized that it is self-explanatory.
또한 본 발명의 실시 예에서는 휴대장치(10)와 이어폰 안테나간의 접속을 이어폰 잭과 이어폰 플러그를 사용하는 것으로 설명하였으나, 다양한 형태로 접속될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 예를 들면, 현재 휴대용전화기, PMP(Portable Multimedia Plyer) 등에 많이 적용되고 있는 와이어 하네스 컨넥터(wire harness connector)를 이용하여 결합할 수 있으며, 이러한 부품들은 본 발명의 명세서상에서 이어폰 잭, 이어폰 플러그와 균등한 것이라는 것에 유의 하여야 한다. In addition, in the embodiment of the present invention, the connection between the
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 이어폰 안테나는 음성신호가 전달되는 음성신호선과 그라운드선과는 절연 분리되어된 헬리컬 와이어에 의해 대기중의 고주파중 희망하는 대역의 고주파신호를 픽업하여 도파시키고, 이어폰 안테나의 헬리컬 와이어에 의해 픽업된 고주파수를 별로도 마련된 도선을 통해 튜너로 독립적으로 공급함으로써 휴대장치의 수신감도를 높일 수 있는 이점이 있다. As described above, the earphone antenna according to the embodiment of the present invention picks up and guides a high frequency signal of a desired band among high frequencies in the air by a helical wire which is insulated from the voice signal line to which the voice signal is transmitted and the ground line, The high frequency pickup picked up by the helical wire of the earphone antenna may be independently supplied to the tuner through a separately provided conductor, thereby increasing the reception sensitivity of the portable device.
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