KR101355091B1 - 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

디지털 앰프의 전력량 변동에 따른 출력 신호의 왜곡을 제어하는 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 디지털 앰프에 있어서, 구동 전원을 공급하는 전원을 모델링하여 예측 모델을 만들고 이 예측 모델을 이용하여 미리 전원 변동을 예상하는 것이 가능하다. 따라서 예상되는 전원 변동에 따라 입력 신호를 변환하여 출력 신호의 왜곡을 상쇄시킬 수 있다.
디지털 앰프, 오디오 신호, 예측 모델, 구동 전원, 신호 왜곡, 음질 열화

Description

디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling a distortion of a digital amplifier}
디지털 앰프의 전력 변동에 따른 출력 왜곡을 제어하는 기술과 관련된다.
디지털 앰프란 입력된 신호를 변조하고 변조된 신호를 증폭하는 기능을 수행하는 소자를 지칭하며, 이러한 디지털 앰프의 출력 단에는 트랜지스터와 같은 능동 소자가 브릿지(bridge) 구조로 형성되는 것이 일반적이다. 따라서 디지털 앰프가 정상적으로 동작하기 위해서는 위 출력 단으로 일정한 외부 전원이 공급되어야 한다.
그런데 어떠한 원인으로 인해 외부 전원의 공급이 원활하지 않거나 그 전압에 변동이 발생하게 되면, 디지털 앰프의 출력 신호에 왜곡이 발생하게 된다. 예컨대, 디지털 앰프가 오디오 신호를 처리하는 경우, 이러한 전원 변동은 음질 열화를 유발하게 되는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 두 가지 방법이 가능하다.
첫째는 충분한 용량을 갖는 전원을 채택하는 것이다. 그러나 이 경우 경제적인 제품을 만들기 위해서는 적용에 제한이 따르므로 현실적으로 어렵다.
두 번째는 전원 변동에 따른 특성 변화를 제어를 통해 보상하는 것이다. 이러한 제어 방법으로는 출력 신호와 요구되는 신호 사이의 오차를 피드백 하여 제어를 수행하는 방법이 대표적이다. 그러나 이러한 방법은 귀환 제어를 하기 때문에 이전 스텝에서 발생한 에러 신호를 사용하는 문제가 있어 실시간 제어가 힘들다. 또한, 제어의 시작과 종료 사이의 과도 구간에서의 처리가 힘들다는 문제점이 있다.
본 명세서에서는, 전원 변동 및 그에 따른 출력 왜곡의 정도를 예측하고, 발생될 출력 왜곡이 상쇄되도록 미리 입력 신호에 변경을 가하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치 및 방법이 개시된다.
구체적으로, 본 발명의 일 양상에 따른 제어 장치는 증폭부 및 이를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 갖는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치에 있어서, 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 전원부의 변동을 예측하고, 전원부의 변동에 따른 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 보상 신호 생성부; 및 디지털 앰프로 입력되는 입력 신호 및 상기 보상 신호를 수신하고, 수신된 보상 신호를 이용하여 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 입력 신호를 변환하는 보상부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 제어 장치는 증폭부 및 이를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 가지며, 디지털 오디오 신호를 처리하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치에 있어서, 디지털 오디오 신호의 프레임 데이터로부터 소요 전력을 추정하는 전력 추정부; 추정된 소요 전력 또는 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 보상 신호 생성부; 및 디지털 앰프로 입력되는 입력 신호 및 보상 신호를 수신하고, 상기 보상 신호를 이용하여 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 입력 신호를 변환 하는 보상부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 상기 보상 신호 생성부는 전원부의 변동에 따른 증폭부의 출력 왜곡의 정도를 고려하여 보상 신호를 생성하는 것이 가능하다.
이를 위해 상기 보상 신호 생성부는 예측 모델이 저장되는 예측 모델 저장부; 전원부의 초기 변동을 감지하는 모니터링부; 및 초기 변동이 감지되면, 예측 모델을 참조하여 상기 보상 신호를 생성하는 신호 발생부; 를 포함할 수 있다.
또 다른 양상에 따라 상기 보상 신호 생성부는 예측 모델이 저장되는 예측 모델 저장부; 전원부의 초기 변동 발생 여부 또는 상기 소요 전력이 임계 값 이상인지 여부를 감지하는 모니터링부; 및 초기 변동이 감지되거나 소요 전력이 임계 값 이상인 경우, 상기 소요 전력 또는 상기 예측 모델을 참조하여 상기 보상 신호를 생성하는 신호 발생부; 를 포함할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 상기 보상부는 상기 입력 신호와 상기 보상 신호를 더하거나 합성하여 상기 입력 신호를 변환하는 것이 가능하다. 또한 상기 보상부는 증폭부의 출력 신호를 수신하여 보상의 유효 여부를 확인하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명의 일 양상에 따른 제어 방법은 신호를 증폭하는 증폭부 및 상기 증폭부를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 갖는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법에 있어서, 상기 전원부를 모니터링하여 상기 전원부로부터 출력되는 전원에 초기 변동이 발생하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 초기 변동이 발생하는 경우, 상기 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 단계; 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 상기 디지털 앰프로 입력되는 입력 신호를 변환하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따른 제어 방법은 증폭부 및 상기 증폭부를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 가지며, 디지털 오디오 신호를 처리하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법에 있어서, 상기 디지털 오디오 신호의 프레임 데이터로부터 소요 전력을 추정하는 단계; 상기 추정된 소요 전력 또는 상기 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 단계; 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 상기 입력 신호를 변환하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 위 제어 방법들은 증폭부의 출력 신호를 수신하여 상기 보상의 유효 여부를 확인하는 단계; 를 더 포함하는 것도 가능하다.
개시된 내용에 의하면, 전원부의 특성을 미리 모델화하여 반영한 후 전원 변동을 예측하여 미리 입력 신호의 변경을 가하기 때문에 출력 왜곡에 관한 제어 성능을 개선할 수 있다. 또한, 오디오 신호 처리와 같이 프레임 단위로 전단에서 음원 신호를 확보하고 있는 경우, 이를 활용하여 출력단에서의 전원 소요량을 미리 예측하기 때문에 보다 정밀한 제어가 가능하다. 나아가 음질 열화에 중요한 영향을 미칠 수 있는 내/외부의 전원 변동 원인을 모두 고려하였기 때문에 출력 왜곡을 제 어하는 데에 더욱 효율적이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치가 적용될 수 있는 디지털 앰프의 구성에 관한 일 예를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 디지털 앰프(100)는 전처리부(101), 변조부(102), 증폭부(103), 전원부(104) 등을 포함할 수 있으며, 이 디지털 앰프(100)는 오디오 신호를 입력 받아 변조, 증폭 등의 다양한 처리를 수행하는 것이 가능하다.
전처리부(101)는 음질을 개선하기 위한 전처리 성격의 요소들로 구성될 수 있다. 예컨대, 오버 샘플러(105), 노이즈 쉐이퍼(106) 등으로 전처리부(101)가 구성될 수 있다. 전처리부(101)를 거친 신호는 PCM(pulse code modulation) 신호의 형태로 출력되며, 이것은 변조부(102)를 입력되어 PWM(pulse width modulation) 신호의 형태로 변조되는 것이 가능하다. 증폭부(103)는 이 PWM 신호를 수신하고, 전원부(104)로부터 전원을 인가받아 신호의 증폭 작용을 수행한다.
디지털 앰프(100)에 있어서, 출력단에 해당하는 증폭부(103)는 FET과 같은 스위칭 소자를 고속으로 동작시켜서 증폭 작용을 수행한다. 이때, 구동 전원으로 외부의 전원이 필요한데, 이것을 전원부(104)가 공급해 주는 것이다. 그런데 외부 전원이 일정하지 아니하면 증폭된 신호의 크기가 앞단에서 계산된 PWM의 비례를 만족하지 않게 되고 결국 음질 저하가 발생하게 된다.
이와 같이 디지털 앰프(100)에서 증폭되는 신호의 품질은 전원부(104)의 변동에 직접적인 영향을 받는다. 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치는 이러한 전원부(104)의 변동을 예측하고 미리 입력 신호를 변환하여 출력 왜곡이 발생하지 않도록 하는 것이 가능하다. 이러한 제어 장치는 디지털 앰프의 제어 모듈 안에 소프트웨어 적으로 탑재되거나 별도의 신호처리 칩으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치 및 이러한 제어 장치가 적용된 디지털 앰프의 구성의 일 예를 도시한다.
도 2에서, 전처리부(101), 변조부(102), 증폭부(103) 및 전원부(104)에 대해서는 도 1에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다. 그리고 도 2에서, 200은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치를 나타낸다. 이러한 제어 장치(200)는 보상 신호 생성부(201)와 보상부(202)를 포함할 수 있다.
보상 신호 생성부(201)는 전원부(104)의 변동을 예측하여 소정의 보상 신호를 생성하는 기능을 수행한다. 보상 신호는 전원부(104)의 변동에 의해 출력 신호에 왜곡이 발생하는 경우 그 왜곡을 상쇄시키기 위해 입력 신호와 합성되는 신호가 될 수 있다.
보상 신호 생성부(201)가 전원부(104)의 변동을 예측하는 것은 전원부(104)의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 기초로 이루어질 수 있다. 이 예측 모델은 임의의 t 시점에서 전원부(104)의 변동이 시작된 경우, 그 이후의 t+1 시점에서 그 변동이 어떻게 바뀌게 될 것인지를 나타내는 모델링 데이터가 될 수 있다. 일반적으로, 공급 전원 변동에 따른 출력 왜곡의 정도는 그 전원 변동의 변화량에 비례하므로 미래의 전원 변동을 예측하면 그에 대응되는 왜곡의 정도 역시 쉽게 예측할 수 있다. 따라서 보상 신호 생성부(201)는 전원부(104)의 초기 변동이 감지되면 그 이후의 후기 변동을 예측하고, 그 변동에 의해 발생될 증폭부(103)의 출력 변화를 고려하여 미리 입력 신호에 대해 역 변환 처리를 가해줄 수 있는 보상 신호를 생성하는 것이 가능하다.
보상부(202)는 입력 신호(예컨대, 전처리부(101)를 거친 신호)와 보상 신호 생성부(201)에서 발생된 보상 신호를 수신하고, 수신된 보상 신호를 이용하여 입력 신호를 변환하는 기능을 수행한다. 이때 변환은 전원부(104)의 변동에 따른 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 수행되며, 일 예로써 입력 신호와 보상 신호를 더하거나 합성하는 방식으로 입력 신호를 변환하는 것이 가능하다.
그리고 보상부(202)는 증폭부(103)의 출력 신호를 수신하여 위 보상의 유효 여부를 확인하는 것이 가능하다. 이 확인은 소정의 표시 수단을 통해 출력 신호를 사용자에게 디스플레이 하는 방식으로 이루어지거나 어떤 오차 범위를 설정한 후 허용 오차 범위를 넘는 왜곡이 발생하는 경우 시스템 오류 보고서를 생성하는 방식 으로 이루어질 수 있다. 참고로, 증폭부(103)로부터 보상부(202)로 입력되는 신호는 보상의 유효 여부를 확인하기 위한 것으로 피드백 제어를 위한 제어 신호와는 구별된다.
이러한 구성에 의하면 전원 변동 시에 미래 시점의 거동을 반영한 보상을 만들어 낼 수 있기 때문에 출력 왜곡 제어 특성이 향상되고, 제어가 시작되고 종료되는 과도 구간에서의 응답 특성을 개선할 수가 있다.
그렇다면, 보상 신호 생성부(201)가 어떻게 전원부(104)의 변동을 예측할 수 있는지 그 예측 모델을 얻는 방법을 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3은 전술한 예측 모델을 얻는 방법을 설명하기 위한 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 데이터 수집부(301)는 증폭부(103) 및 전원부(104)를 모니터링하여 소정의 데이터를 수집한다. 예를 들어, 데이터 수집부(301)는 일정한 신호를 증폭부(103)에 입력시키고 이때 증폭부(103)의 출력되는 파형을 수신함과 동시에 전원부(104)로부터 공급되는 전압의 파형을 수신하는 것이 가능하다.
이렇게 수집된 자료의 하나의 형태는 도 8과 같다. 도 8은 공급 전압 및 출력 신호에 관한 변동 특성 또는 변동 추이를 나타낸 것이다. 이렇게 얻어진 데이터를 이용하여, 예측 모델 생성부(302)는 시스템을 예측하는 예측 모델을 구한다. 즉, 예측 모델은 전원부(104)의 거동 특성 또는 변동 특성에 관한 시스템 모델링 데이터가 될 수 있다.
아래 수학식은 예측 모델 생성부(302)가 예측 모델을 생성하기 위해 사용 가능한 상태 공간(state-space) 모델 구성식을 나타낸다.
x(t+1)=Ax(t)+Bu(t)+Ke(t)
y(t)=Cx(t)+Du(t)+e(t)
수학식 1에서, x(t)는 현재 시점에서의 전원부(104)의 전압을, x(t+1)은 미래 시점에서의 전원부(104)의 전압을, u(t)는 위 x(t)에 관한 1차 미분값을, e(t)는 오류 값을, A, B, C, D는 가중치를 각각 나타낸다. 그리고 y(t)는 전원부(104)의 특성을 나타내는 다른 변수(예컨대, 전력)가 될 수 있다. 여기서 x는 전압으로, y는 전력으로 가정하였지만 반드시 이에 한정하는 것이 아니며 다양한 전원부(104)의 특성 값이 위 x 또는 y로 사용될 수 있다. 또한, 수학식 1은 예측 모델 생성부(302)가 예측 모델을 생성하는 방법을 설명하기 위해 일 예를 제시한 것에 불과하므로 이외에도 autoregressive model, Box-jenkins model, Predictive Error model 과 같은 다양한 기법을 사용할 수 있음은 물론이다.
예측 모델 생성부(302)에서 생성된 예측 모델은 보상 신호 생성부(201)에 구비된 예측 모델 저장부(303)로 전송되거나 다운로드 되는 것이 가능하다. 보상 신호 생성부(201)의 모니터링부(304)는 전원부(104)의 변동을 감지하며, 변동이 감지되면 예측 모델을 참조하여 신호발생부(305)에 의해 보상 신호가 발생되도록 한다. 이 보상 신호는 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 것으로 입력 신호에 더해져서 입력 신호를 변환시킴은 전술한 바와 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치 및 이러한 제어 장치가 적용된 디지털 앰프의 구성의 다른 예를 도시한다.
도 4에서, 전처리부(101), 변조부(102), 증폭부(103) 및 전원부(104)에 대해서는 도 1에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다. 다만 본 실시예에 따른 디지털 앰프는 프레임 형식의 디지털 오디오 신호를 수신하여 처리하는 것이 가능하기 때문에 전단에 버퍼(107)가 형성될 수도 있다. 그리고 도 4에서, 300은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치를 나타낸다. 이러한 제어 장치(300)는 보상 신호 생성부(201), 보상부(202) 및 전력 추정부(203)를 포함할 수 있다.
전력 추정부(203)는 디지털 오디오 신호의 프레임 데이터로부터 소요 전력을 추정하는 기능을 수행한다. 여기서 소요 전력은 디지털 오디오 신호에 관한 다수의 프레임 데이터를 처리하는데 필요한 증폭부(103)의 소요 전력으로 정의될 수 있다.
보상 신호 생성부(201)는 전력 추정부(203)에 의해 추정된 소요 전력 및/또는 전원부(104)의 예측 모델을 이용하여 보상 신호를 생성한다. 이 보상 신호는 전술한 바와 마찬가지로 출력 왜곡을 상쇄시키기 위해 입력 신호를 변환하는데 쓰일 수 있다. 예컨대, 상기 보상 신호는 전력 추정부(203)에 의해 추정된 소요 전력이 허용치를 넘어서서 그로 인해 출력 왜곡이 발생하는 경우 및/또는 전원부(104)의 변동에 의해 출력 왜곡이 발생하는 경우에 생성될 수 있다.
보상부(202)는 입력 신호와 보상 신호를 수신하고, 수신된 보상 신호를 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 입력 신호를 변환하는 것이 가능하다. 예를 들어, 보상부(202)는 입력 신호와 보상 신호를 더하거나 합성하는 것이 가능하다.
그리고 보상부(202)는 증폭부(103)의 출력 신호를 수신하여 위 보상의 유효 여부를 확인하는 것이 가능하다.
전력 추정부(203)가 소요 전력을 추정하는 방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
도 5는 소요 전력을 추정하는 방법을 설명하기 위해 프레임으로 처리된 오디오 신호의 일 예를 나타낸 것이다.
디지털 앰프가 프레임으로 처리된 오디오 입력 신호를 수신하는 경우, 그 입력단, 예컨대, 버퍼(107) 또는 전처리부(101)에는 도시된 것과 같은 다수의 프레임 데이터가 존재할 수 있다.
도 5에서, 현재 시점을 t라고 할 때 N개의 데이터를 대상으로, 예컨대, 수학식 2와 같이, 미래 시점에서 필요한 전력을 산출하는 것이 가능하다.
Figure 112008078785771-pat00001
수학식 2에서, s(i)는 입력되는 앞단의 신호이고, P는 산출된 전력량을 나타낸다. 이러한 전력 예측 방법은 여러 가지 가중 함수를 이용하여 만들어 질 수 있는 데, 여기서는 그 중 일례를 보인 것으로, 필요에 따라 무빙 에버리지 기법과 같은 다양한 방법을 이용하는 것이 가능하다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법을 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법을 도시한다.
먼저, S601과 같이, 디지털 앰프의 신호처리가 이루어 지기 전에 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 생성하고 이를 저장한다. 전원부의 예측 모델을 생성하는 방법은 도 3의 구성을 이용할 수 있다.
이어서, S602와 같이, 전원부의 변동이 있는지 여부를 판단한다. 여기서 전원부의 변동이란 증폭부로 공급되는 구동 전압 또는 전원이 변하는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 전원부에서 증폭부로 공급되는 전원이 일정한 값을 가질 때, 그 값이 미리 설정된 기준 범위를 넘는 경우 초기 변동이 발생하는 것으로 판단하는 것이 가능하다.
초기 변동이 발생하는 경우, S603과 같이, 예측 모델을 이용하여 그 변동에 따른 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성한다. 예컨대, 위 예측 모델에 의하면, 현재 시점의 전원부의 전압을 이용하여 미래 시점의 전원부 전압을 예측하는 것이 가능한데, 위 초기 변동 이후에 특정 시점의 전압 또는 전원을 산출한 후, 이에 해당하는 출력 왜곡의 정도를 계산하고, 이 출력 왜곡을 상쇄시킬 수 있도록 입력 신호를 미리 변환 시켜주는 보상 신호를 생성하는 것이 가능하다.
이어서, S604와 같이, 이 보상 신호를 이용하여 입력 신호를 변환한다. 예컨대, 입력 신호와 보상 신호를 더하거나 합성하여 출력 왜곡을 상쇄시키는 방향으로 입력 신호를 변경시키는 것이 가능하다.
마지막으로, S605와 같이, 증폭부의 출력 신호를 수신하여 보상의 유효 여부를 확인한다. 이 확인은 보상이 이루어지기 전과 후의 신호를 비교하여 사용자에게 디스플레이 하는 방식으로 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 방법을 도시한다. 이것은 디지털 앰프로 입력되는 신호가 프레임 처리된 디지털 오디오 신호인 경우에 이용될 수 있다.
먼저, S701과 같이, 디지털 앰프의 신호처리가 이루어 지기 전에 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 생성하고 이를 저장한다. 전원부의 예측 모델을 생성하는 방법은 도 3의 구성을 이용하는 것이 가능하다.
이어서, S702와 같이, 디지털 오디오 신호의 프레임 데이터로부터 소요 전력을 추정한다. 여기서 소요 전력은 디지털 오디오 신호에 관한 다수의 프레임 데이터를 처리하는데 필요한 증폭부(103)의 소요 전력으로 정의될 수 있다. 소요 전력을 추정하는 방법의 일 예로, 도 5에서 설명된 방법이 사용될 수 있다.
이어서, S703과 같이, 전원부의 변동이 있는지 여부 또는 추정된 소요 전력이 허용치 이내인지 여부를 판단한다. 여기서 전원부의 변동이란 증폭부로 공급되는 구동 전압 또는 전원이 변하는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 전원부에서 증폭부로 공급되는 전원이 일정한 값을 가질 때, 그 값이 미리 설정된 기준 범위를 넘는 경우 초기 변동이 발생하는 것으로 판단하는 것이 가능하다. 또한 소요 전력의 허용치란 출력 왜곡이 발생하지 아니할 정도의 증폭부의 소모 전력 값을 의미할 수 있다.
초기 변동이 발생하거나 소요 전력이 허용치를 초과하는 경우, S704과 같이, S703 과정에서 추정된 소요 전력 또는 예측 모델을 이용하여 증폭부의 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성한다.
이어서, S705와 같이, 이 보상 신호를 이용하여 입력 신호를 변환한다. 예컨대, 입력 신호와 보상 신호를 더하거나 합성하여 출력 왜곡을 상쇄시키는 방향으로 입력 신호를 변경시키는 것이 가능하다.
마지막으로, S706과 같이, 증폭부의 출력 신호를 수신하여 보상의 유효 여부를 확인한다. 이 확인은 보상이 이루어지기 전과 후의 신호를 비교하여 사용자에게 디스플레이 하는 방식으로 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 앰프를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 왜곡 제어 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 모델링을 위한 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 출력 왜곡 제어 장치를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 데이터를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 왜곡 제어 방법을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 출력 왜곡 제어 방법을 도시한다.
도 8은 도 3의 구성에 의해 수집된 데이터의 일 예를 도시한다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
101 : 전처리부 102 : 변조부
103 : 증폭부 104 : 전원부
105 : 오버 샘플러 106 : 노이즈 쉐이퍼
107 : 버퍼 201 : 보상 신호 생성부
202 : 보상부 203 : 전력 추정부
301 : 데이터 수집부 302 : 예측 모델 생성부
303 : 예측 모델 저장부 304 : 모니터링부
305 : 신호발생부

Claims (18)

  1. 증폭부 및 상기 증폭부를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 갖는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치에 있어서,
    상기 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 상기 전원부의 변동을 예측하고, 상기 전원부의 변동에 따른 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 보상 신호 생성부; 및
    상기 디지털 앰프로 입력되는 입력 신호 및 상기 보상 신호를 수신하고, 상기 보상 신호를 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 상기 입력 신호를 변환하는 보상부; 를 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 신호 생성부는 상기 전원부의 변동에 따른 상기 증폭부의 출력 왜곡의 정도를 고려하여 상기 보상 신호를 생성하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 신호 생성부는 :
    상기 예측 모델이 저장되는 예측 모델 저장부;
    상기 전원부의 초기 변동을 감지하는 모니터링부; 및
    상기 초기 변동이 감지되면, 상기 예측 모델을 참조하여 상기 보상 신호를 생성하는 신호 발생부; 를 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 입력 신호와 상기 보상 신호를 더하거나 합성하여 상기 입력 신호를 변환하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 증폭부의 출력 신호를 수신하여 보상의 유효 여부를 확인하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 오디오 신호인 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상부에 의한 상기 입력 신호의 변환은 상기 입력 신호가 증폭 또는 변조되기 전에 이루어지는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  8. 증폭부 및 상기 증폭부를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 가지며, 디지털 오디오 신호를 처리하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치에 있어 서,
    상기 디지털 오디오 신호의 프레임 데이터로부터 소요 전력을 추정하는 전력 추정부;
    상기 추정된 소요 전력 또는 상기 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 보상 신호 생성부; 및
    상기 디지털 앰프로 입력되는 입력 신호 및 보상 신호를 수신하고, 상기 보상 신호를 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 상기 입력 신호를 변환하는 보상부; 를 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 소요 전력은 상기 디지털 오디오 신호에 관한 다수의 프레임 데이터를 처리하는데 필요한 상기 전원부의 전력으로 정의되는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상 신호 생성부는 상기 증폭부의 전력 소모 또는 상기 전원부의 변동에 따른 상기 증폭부의 출력 왜곡의 정도를 고려하여 상기 보상 신호를 생성하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상 신호 생성부는 :
    상기 예측 모델이 저장되는 예측 모델 저장부;
    상기 전원부의 초기 변동 발생 여부 또는 상기 소요 전력이 임계 값 이상인지 여부를 감지하는 모니터링부; 및
    상기 초기 변동이 감지되거나 상기 소요 전력이 임계 값 이상인 경우, 상기 소요 전력 또는 상기 예측 모델을 참조하여 상기 보상 신호를 생성하는 신호 발생부; 를 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 입력 신호와 상기 보상 신호를 더하거나 합성하여 상기 입력 신호를 변환하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 증폭부의 출력 신호를 수신하여 보상의 유효 여부를 확인하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상부에 의한 상기 입력 신호의 변환은 상기 입력 신호가 증폭 또는 변조되기 전에 이루어지는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 장치.
  15. 신호를 증폭하는 증폭부 및 상기 증폭부를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 갖는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전원부를 모니터링하여 상기 전원부로부터 출력되는 전원에 초기 변동이 발생하는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 초기 변동이 발생하는 경우, 상기 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 보상 신호를 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 상기 디지털 앰프로 입력되는 입력 신호를 변환하는 단계; 를 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 방법이 :
    상기 증폭부의 출력 신호를 수신하여 보상의 유효 여부를 확인하는 단계; 를 더 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법.
  17. 증폭부 및 상기 증폭부를 구동하기 위한 전원을 공급하는 전원부를 가지며, 디지털 오디오 신호를 처리하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 디지털 오디오 신호의 프레임 데이터로부터 소요 전력을 추정하는 단계;
    상기 추정된 소요 전력 또는 상기 전원부의 변동 특성을 반영하는 예측 모델을 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄시키기 위한 보상 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 보상 신호를 이용하여 상기 출력 왜곡을 상쇄하는 방향으로 입력 신호를 변환하는 단계; 를 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어 방법이 :
    상기 증폭부의 출력 신호를 수신하여 보상의 유효 여부를 확인하는 단계; 를 더 포함하는 디지털 앰프의 출력 왜곡을 제어하는 방법.
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