KR101483600B1 - 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치 - Google Patents

고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101483600B1
KR101483600B1 KR20130038505A KR20130038505A KR101483600B1 KR 101483600 B1 KR101483600 B1 KR 101483600B1 KR 20130038505 A KR20130038505 A KR 20130038505A KR 20130038505 A KR20130038505 A KR 20130038505A KR 101483600 B1 KR101483600 B1 KR 101483600B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
input
signal
input signal
output
unit
Prior art date
Application number
KR20130038505A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140122018A (ko
Inventor
최종만
Original Assignee
(주)하이텍영상
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)하이텍영상 filed Critical (주)하이텍영상
Priority to KR20130038505A priority Critical patent/KR101483600B1/ko
Publication of KR20140122018A publication Critical patent/KR20140122018A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101483600B1 publication Critical patent/KR101483600B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2171—Class D power amplifiers; Switching amplifiers with field-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/181—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/03—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being designed for audio applications
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/351—Pulse width modulation being used in an amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/426—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier comprising circuitry for protection against overload

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 디지털 앰프의 출력 제어장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 가청주파수 대역을 벗어난 고주파수 입력신호 및 과전압 신호의 입력신호를 제어함으로써, 디지털 앰프의 출력 주파수를 제한하여 디지털 앰프의 안정성을 확보하고자 한 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치에 관한 것이다.
종래 PWM 방식 디지털 앰프에서의 가장 구조적인 문제는 과입력이 발생하는 경우로 과입력이 들어가게 되면 갑자기 큰 신호가 들어오게 되어 FET의 전류를 초과하게 되어 FET가 파손될 수 있으며, 또한 FET에 인가된 전압에 다다르면 클리핑되어 출력 신호자체도 사람이 듣기 거북한 소리를 내게 될 뿐만 아니라, 이의 작용은 스피커의 손상을 초래할 수 있으며, 고역 주파수대의 지연 출력으로 인한 디지털 앰프의 공진현상으로 디지털 앰프가 파손될 수 있다.
본 발명은 가청주파수 대역을 벗어난 주파수가 들어 올 경우 또는 과전압이 입력되는 경우와 같이 이상 입력신호가 입력되는 경우, FET에 신호가 인가되기 전에 FET에 입력되는 신호를 제어 관리하는 것으로, FET나 인덕터를 지나기 전에 이상 입력신호를 사전에 방지함으로써 디지탈 앰프의 안전성을 확보 하고자 한 디지털 앰프의 입력신호에 따른 고정주파수 방식의 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치를 제공하고자 한다.

Description

고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치{OUTPUT CONTROL APPARATUS OF FIXED FREQUENCY TYPE DIGITAL AMP}
본 발명은 디지털 앰프의 출력 제어장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 가청주파수 대역을 벗어난 고주파수 입력신호 및 과전압 신호의 입력신호를 제어함으로써, 디지털 앰프의 출력 주파수를 제한하여 디지털 앰프의 안정성을 확보하고자 한 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치에 관한 것이다.
종래 PWM(Pulse Width Modulation) 방식의 디지털앰프는 기본적으로 OP앰프, 삼각파발생기, 비교기를 포함하는 구성으로, 입력신호를 삼각파 형식의 파형과 비교하여 그 값을 PWM 파형으로 변환시켜 이를 전계효과트랜지스터(FET)에 인가하고 인덕터를 거쳐 출력하는 제어방법으로 이루어진다.
도 1은 종래 디지털 앰프의 PWM파형과 출력파형을 나타낸다.
도 1에서 (a)는 입력신호가 없을 경우 PWM파형을 나타내며, (b)는 입력신호가 없을 경우의 출력파형을 나타낸다. (c)는 입력신호가 있는 경우 PWM 파형을 나타내며, (d)는 입력신호가 있는 경우의 출력 파형을 나타낸다.
먼저, 입력신호가 없는 무신호시 PWM 파형은 (a)에서와 같이, 위쪽과 아래쪽의 펄스폭이 같으며, 이와 같은 무신호 상태에서의 디지털 앰프의 출력 파형은 (b)에서와 같이, 그라운드를 기점으로 위, 아래로 스위칭 하며 출력 신호는 아무런 신호가 나가지 않는다.
한편, 신호가 인가되면 위,아래의 펄스 폭이 변화하며 출력파형의 크기를 출력하게 되는 바, 아래의 신호 입력이 있는 경우에는 (c)에서와 같이 PWM 파형은 위쪽 펄스폭과 아래쪽의 펄스폭이 변화하며 (d)에서와 같이 출력 파형를 만들게 되며 이후, FET부와 필터부를 거쳐 사인파 형태의 아날로그 출력 파형을 만들게 된다.
이와 같은 디지털 앰프는 입력 신호가 크게 들어 왔을 경우, FET 인가전압(applied voltage)에 다다르게 되면 PWM 파형이 발생되지 않고 FET의 입력이 모두 열려 찌그러짐(클리핑)이 발생 하게 된다. 이는 사람의 청각에 거슬리는 소리이며, 스피커에 지속적인 무리를 줘 스피커의 파손으로 이어진다.
또한 디지털 앰프의 필터부는 인덕터와 캐패시터로 이루어져 있는데 이 필터부를 지나면서 지연이 발생하게 된다. 물론 저주파에서는 지연의 시간 자체가 작기 때문에 큰 영향을 미치지 않으나 10KHZ 이상으로 주파수가 올라 갈수록 지연 시간이 길어지게 된다.
가청주파수중 가장 높은 주파수인 20KHZ의 주파수가 입력신호로 입력되면, 인덕터의 지연이 가장 크게 발생하고 출력의 크기에 따라 디지털 앰프가 자체 공진을 할 수도 있다.
이와 같이 디지털 앰프가 공진을 시작하게 되면 갑자기 큰 출력이 발생하게 되고 이는 FET의 용량을 초과 할 수도 있고 필터부 또는 주변 소자의 내압을 초과 하며, 부품 소자가 파손되고 더 이상 디지털 앰프의 재생 능력이 상실된다.
이를 보완하기 위하여 자동이득제어(AGC)회로가 있으나 이는 인덕터를 지난 다음의 출력 아날로그 파형을 감지하여 입력신호를 제어하는 회로이기 때문에 그만큼 출력이 크게 나간 다음에 보정하는 것으로, 고주파수에 대한 보완 방법이 될 수 없다.
상기에서 설명한 바와 같이, 종래 PWM 방식 디지털 앰프에서의 가장 구조적인 문제는 과입력이 발생하는 경우로 과입력이 들어가게 되면 갑자기 큰 신호가 들어오게 되어 FET에서도 입력된 신호만큼 갑자기 큰 전류를 보내줘야 하며, 이럴 경우 FET의 전류를 초과하게 되어 FET가 파손될 수 있으며, 또한 FET에 인가된 전압에 다다르면 클리핑되어 출력 신호자체도 사람이 듣기 거북한 소리를 내게 될 뿐만 아니라, 이의 작용은 스피커의 손상을 초래할 수 있으며, 고역 주파수대의 지연 출력으로 인한 디지털 앰프의 공진현상으로 디지털 앰프가 파손될 수 있다. 이는 FET 및 FET주변의 소자를 파손 시켜 디지털 앰프의 안전성을 확보 하지 못함으로써, 제품화 하는데 어려움을 줄 수 있다.
특히 근래에는 디지털 기기가 많이 상용화되고 있는 시점에서 다양한 주파수들이 입력신호로 작용할 수 있음으로써, 입력신호에 대하여 출력 제어장치가 필요하다 할 수 있다.
본 발명은 가청주파수 대역을 벗어난 주파수가 들어 올 경우 또는 과전압이 입력되는 경우와 같이 이상 입력신호가 입력되는 경우, FET에 신호가 인가되기 전에 FET에 입력되는 신호를 제어 관리하는 것으로, FET나 인덕터를 지나기 전에 이상 입력신호를 사전에 방지함으로써 디지탈 앰프의 안전성을 확보 하고자 한 디지털 앰프의 입력신호에 따른 고정주파수 방식의 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치를 제공하고자 한 것이다.
또한 가청주파수 외의 고주파수 입력 감지 및 과전압 입력감지를 통한 출력제한 제어를 사용자 선택으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 다양한 주파수를 이용하는 장치에 따른 사용자 환경에 적응하여 사용할 수 있는 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치를 제공하고자 한 것이다.
본 발명 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치는,
입력 신호를 PWM 발생부로 제공하는 입력부와, 입력부로 부터 입력된 입력신호에 따라서 PWM 펄스를 발생시키는 PWM 발생부와, 상기 PWM 발생부로 부터 출력되는 PWM 펄스를 입력으로 스위칭 동작하는 PWM 펄스를 증폭 출력하는 FET부를 포함하는 디지털 앰프에 있어서,
상기 PWM 발생부로 부터 발생된 PWM 펄스를 정해진 샘플링 값에 따라서 샘플링 하여 가청주파수 외의 고주파수에 해당하는 이상 입력신호를 감지 및 정해진 샘플링 값에 따른 최소 펄스폭과 비교하여 입력신호의 과전압 입력여부를 감지하여 감지된 결과에 따라서 상기 입력부를 제어하여 입력부로부터 출력되는 신호를 제어하는 고주파 이상 입력신호에 대한 출력제한 제어수단 및 과전압 이상 입력신호에 대한 출력제한 제어수단을 포함하는 입력제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은, 상기 입력제어부는 상기 가청주파수 외의 고주파수 입력 감지, 과전압 입력 감지를 포함하는 감지대상 정보와, 입력신호를 감쇄할 것인지, 차단할 것인지에 대한 제어정보를 포함하는 이상 입력신호 제어정보에 따라서 수행하는 프로세스를 포함하고,
상기 이상 입력신호 제어정보를 사용자가 선택하여 설정할 수 있도록 이상 입력신호 제어정보 설정수단을 포함하는 사용자입력부를 더 포함하여 구성되고, 상기 입력제어부는 사용자입력부를 통해 입력되는 사용자 설정 이상 입력신호 제어정보를 이상 입력신호 제어정보로 설정하는 사용자설정수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 디지털 앰프의 출력으로 부터 이상 신호여부 판단하지 않고 FET와 인덕터를 지나기 전의 PWM 신호로 부터 입력신호의 과전압 또는 가청주파수를 벗어난 고주파신호 입력여부를 판단하여 입력신호를 차단 또는 감쇄시켜 디지털 앰프의 출력을 제한 제어함으로써, 보다 빠른 보상이 가능하며 불필요한 주파수 유입에 따른 디지털 앰프의 고장을 사전에 방지하여 디지털 앰프의 구현에 보다 쉽고 안전하게 구현 시킬 수 있다.
또한 주파수의 검출방법을 통한 대역통과필터(BANDPASS FILTER)의 역할도 가능하여 앰프 앞단의 PRE AMP의 기능을 통합한 디지털 앰프로도 상업화를 이룰 수 있다.
그리고 사용자가 고주파수 입력에 의한 출력제한 제어, 과전압 입력에 따른 출력제한 제어를 디지털 앰프 기기 및 그 사용 환경에 맞게 설정하여 사용할 수 있으며, 또한 자동설정수단을 이용하여 상기와 같은 이상 입력신호 제어정보를 사용 환경에 맞게 자동 설정하여 사용할 수 있음으로써, 다양한 주파수를 사용하는 다양한 멀티미디어 기기에 효과적으로 대응하여 사용할 수 있다.
도 1은 종래 디지털 앰프의 PWM파형과 출력파형을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 있어서, 입력제어부의 상세구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명에 있어서, 고주파수 입력 감지를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 PWM파형도, (b)는 디지털 앰프의 출력파형을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 있어서, 과전압 입력감지를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 PWM파형도, (b)는 디지털 앰프의 출력파형을 나타낸다.
본 발명 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치를 첨부된 도면 도 2 내지 도 5에 도시된 실시 예를 참조하여 그 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
입력 신호에 대하여 입력제어부(30)의 신호에 따라서 입력신호를 보정하기 위한 입력부(10)와, 입력부(10)로 부터 입력된 입력신호에 따라서 PWM 펄스를 발생시키는 PWM 발생부(20)와, PWM 발생부(20)로 부터 발생된 PWM 펄스를 이용하여 가청주파수 외의 고주파수 이상 입력신호 및 과전압 신호의 이상 입력신호를 감지하고 감지된 결과에 따라서 입력부(10)의 출력을 제어하는 입력제어부(30)와, 상기 PWM 발생부(20)로 부터 출력되는 PWM 펄스를 입력으로 스위칭 동작하는 PWM 펄스를 증폭 출력하는 FET부(40)와, FET부(40)의 증폭 출력된 PWM 출력신호를 필터링하여 스피커로 출력하는 필터부(50)와, 사용자가 이상 입력신호 감지 제어과정의 선택 및 감쇄 또는 제한을 선택적으로 진행하도록 설정할 수 있도록 하는 사용자입력부(60)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명 FET부(40)의 스위칭 제어펄스인 PWM 펄스를 감지하여 과전압 또는 고 주파수대 입력신호에 대한 입력신호를 제한하고자 함에 그 기술적 특징이 있는 것으로,
상기 입력부(10)는 입력신호 즉, 입력 오디오신호를 입력받아 PWM발생부(20)로 공급하는 수단으로, 입력제한제어부(30)로 부터의 제어신호와 비교하여 입력된 신호를 출력하기 위한 오차증폭수단(OP Amp)으로 구성될 수 있다.
상기 PWM발생부(20)는 입력부(10)로 부터의 입력신호에 대하여 FET부(40)의 스위칭 제어펄스로써 PWM 펄스를 발생시키는 수단이다.
상기 입력제어부(30)는 상기 PWM 발생부(20)로 부터 발생된 PWM 펄스를 감지하여 이상 입력신호를 판단하고 그 판단결과에 따라서 상기 입력부(10)로 입력되는 신호를 제어할 수 있도록 하는 제어수단이다.
도 3은 본 발명에 있어서, 상기 입력제어부(30)의 상세구성을 나타낸 블록도이다.
상기 제어부(32)의 제어에 따라서 PWM발생부(20)로 부터 발생된 PWM 펄스를 감지하는 PWM감지부(31)와, 설정된 이상 입력신호 제어정보에 따라서 상기 PWM감지부(31)의 PWM감지 제어과정을 제어하고 그 감지결과에 따라서 이상 입력신호 여부를 판단하고 이에 따라서 입력제어신호출력부(33)를 제어하여 상기 입력부(10)의 입력신호를 제어하는 제어부(32)와, 상기 제어부(32)의 제어에 따라서 상기 입력부(10)로 출력될 입력 제어신호(S)를 출력하는 입력제어신호출력부(33)를 포함하여 구성된다.
상기 제어부(32)의 이상 입력신호 제어정보는 가청주파수 외의 고주파수 입력 감지, 과전압 입력 감지를 포함하는 감지대상 정보와, 입력신호를 감쇄할 것인지, 차단할 것인지에 대한 제어정보를 포함한다.
상기 제어부(32)는 사용자입력부(60)를 통해 입력되는 사용자 설정 이상 입력신호 제어정보를 이상 입력신호 제어정보로 설정하는 사용자설정수단을 포함한다.
그리고 상기 제어부(32)는 이상 입력신호 제어정보에 따라서 상기 PWM 펄스로 부터 고주파수에 해당하는 입력신호, 고주파수와 과전압을 검출하도록 PWM 감지부(321)를 제어하는 PWM감지제어프로세스, PWM 감지결과에 따라서 이상 입력신호 제어정보에 설정된 정보에 따라서 입력제어신호(S)를 출력하여 입력부(10)로 입력되는 입력신호를 감쇄 또는 차단시키는 출력제어프로세스를 포함한다.
또한 상기 제어부(320)는 설정된 시간동안 입력되는 입력신호의 감지결과를 저장하고 그 저장된 입력신호의 감지결과에 따라서 이상 입력신호 제어정보를 자동설정하는 이상 입력신호 제어정보 자동설정수단을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(320)의 자동설정수단의 동작 제어는 사용자가 사용자입력부(60)를 통해 선택하도록 할 수 있다.
상기 사용자입력부(60)는 이상 입력신호제어정보 설정수단, 자동설정수단의 동작 설정수단을 포함한다.
상기 이상 입력신호제어정보 설정수단은 고주파수 감지설정, 과전압 감지 설정 및 입력신호를 차단할 것인지 감쇄할 것인지를 판단하는 감쇄/차단 설정을 포함한다.
상기 PWM감지부(310)는 상기 제어부(320)의 제어에 따라서, PWM 펄스를 감지하여 다음과 같은 이상 입력신호의 입력여부를 판단하게 된다.
(a). 가청주파수 외의 고주파수 입력
(b). 과전압 입력
(a). 가청주파수 외의 고주파수 입력 판단은 상기 PWM 발생부(20)로 부터 발생된 PWM 펄스를 정해진 샘플링 값에 따라서 샘플링하여 고주파수에 해당하는 입력신호를 감지한다.
상기 샘플링 값은 입력신호를 샘플링하기 위한 값으로, 샘플링 주파수로 구성되며, 샘플링 주파수는 가변이 가능하며 설계자에 맞게 주파수를 변화 시켜 설정할 수 있다.
상기 사용자입력부(60)에 샘플링주파수 입력수단을 더 포함하고, 상기 제어부(320)는 상기 사용자입력부(60)의 샘플링주파수 입력수단으로 부터 입력되는 샘플링주파수 값을 설정하도록 하는 샘플링주파수 설정수단을 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 있어서, 고주파수 입력 감지를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 PWM파형도, (b)는 디지털 앰프의 출력파형을 나타낸다.
상기에서 예를 들어 샘플링 주파수를 500KHZ의 고정방식으로 했을 경우 가청주파수대 즉 20HZ~20KHZ범위의 주파수는 25개(20KHZ)~25000개(20HZ)의 샘플링 개수를 가지게 됨으로써, 입력신호를 샘플링 주파수로 샘플링하여 그 샘플링 개수를 이용하여 가청주파수 이외 고주파수 신호를 감지할 수 있다.
즉, 만약 10KHZ의 입력 주파수가 들어올 경우 500KHZ로 샘플링 하게 되면 그 숫자는 50개로 나눠지게 된다. 가청주파수의 경우 2HZ~20KHZ이기 때문에 샘플링 숫자로 보게 되면 25000~25개로 샘플링의 개수가 정해지게 된다. 이를 벗어나 주파수 즉 20HZ미만이나, 20KHZ이상의 주파수는 그 개수가 25000이상이거나, 아니면 25개미만으로 나눠지게 된다. 따라서 샘플링의 개수가 25개 미만일 경우 가청주파수 외의 고주파수로 감지하게 되는 것이다.
여기서, 이는 샘플링 고정방식에서 가능한 것이며 자가 발진 디지털 앰프의 경우 고주파의 샘플링 개수를 정확히 파악하기 어렵기 때문에 제외한다.
(b). 과전압입력은,
도 5는 본 발명에 있어서, 과전압 입력감지를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 PWM파형도, (b)는 디지털 앰프의 출력파형을 나타낸다.
상기와 같이, 샘플링 주파수를 500KHZ라고 가정하면 펄스폭이 500KHZ가 출력의 최소이다. +파형의 펄스폭과 -펄스폭의 합이 500KHZ로 ON, OFF시 출력 신호는 아무런 신호를 출력하지 않는 상태와 같으며 이때의 펄스폭은 단 한주기의 펄스폭이며, +, - 쪽의 모든 펄스폭을 합친 500KHZ의 내에서는 +, -쪽의 펄스폭이 조절 될 수 있으며 출력 최대값은 최소 펄스폭이 들어 왔을 때임으로써, 최소 펄스폭을 감지하여 이루어진다.
이와 같은 감지결과에 따라서 입력신호를 제어(감쇄/차단)하여 펄스폭을 늘려 FET부(40)의 인가전압보다 아래로 조절하여 클리핑이 되지 않은 신호를 출력 하도록 할 수 있다.
상기 FET부(40)는 상기 PWM 발생부(20)로 부터 출력되는 PWM 펄스를 입력으로 스위칭 동작하여 입력신호를 증폭 출력하는 스위칭수단이다.
상기 필터부(50)는 FET부(40)의 증폭 출력된 출력신호를 필터링하여 스피커로 출력하는 수단이다.
이와 같은 구성을 특징으로 하는 본 발명 디지털 앰프 출력 제한장치의 동작 및 그 작용을 설명하면 다음과 같다.
입력부(10)를 통하여 오디오 입력신호가 입력되면, PWM발생부(20)에서는 입력신호에 대하여 PWM 펄스 신호를 출력한다.
상기 PWM발생부(20)에서 출력되는 PWM 펄스는 FET부(40)로 공급되고, FET부(40)에서는 공급된 PWM 펄스에 따라서 스위칭하여 출력신호를 필터부(50)로 내보내고, 필터부(50)에서는 FET부(40)의 신호를 필터링하여 스피커로 출력하게 된다.
이때, 상기 입력제어부(30)에서는 이상 입력신호 제어정보의 설정정보에 따라서 PWM발생부(20)에서 발생된 PWM 펄스를 감지하여 고주파수에 입력, 과전압 입력을 제어하도록 한다.
입력제어부(30)에서는 사용자입력부(60)로 부터 이상 입력신호 제어정보 설정이 없는 경우 기본으로 설정된 이상 입력신호 제어정보를 이용하고 사용자입력부(60)에 의해 설정된 사용자 설정 이상 입력신호 제어정보가 있는 경우 이에 따라서 PWM감지 및 입력 제어신호(S) 출력이 이루어지도록 한다.
이상 입력신호 제어정보의 설정은 고주파수 입력 감지, 과전압 입력 감지를 각각 별개로 둘 모두 가능하도록 설정할 수 있으며, 본 실시 예에서는 고주파수 입력감지 외에 과전압 감지를 더 설정할 수 있도록 구성된다.
제어부(32)에서는 이사 입력신호 제어정보에 따라서 PWM 감지부(31)의 PWM 펄스 감지과정을 제어한다.
먼저 고주파수 입력 감지인 경우에는 PWM감지부(31)에서는 설정된 샘플링 주파수에 따라서 샘플링하여 입력신호를 감지한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 20KHZ의 샘플링 개수는 25개 이므로 20KHZ를 벗어난 주파수는 25개미만 으로 나타나게 되는 바, 20KHZ 주파수는 50us의 시간을 갖음으로써, PWM 펄스를 감시하여 50us사이에 25개 미만의 변화가 생길시 이를 감지하여 제어부(32)로 제공하고, 제어부(32)에서는 이상 입력신호 제어정보에 따라서 감쇄 또는 차단 제어정보를 입력제어신호출력부(33)로 출력하고, 입력제어신호출력부(33)에서는 상기 제어부(32)의 제어에 따라서 입력제어신호(S)를 상기 입력부(10)로 출력하여 입력신호를 감쇄 또는 차단하도록 한다.
이와 같이, 고주파에 대한 공진도 입력 신호가 감쇄되어 PWM발생부(20)로 제공됨으로써, 공진주파수가 더 높은 주파수 대역으로 이동이 가능해져 주파수 공진에서 보호 할 수 있게 된다.
이와 같이 필터부(50)의 인덕터에서 지연이 발생하기 전에 입력을 감쇄시키기 때문에 종래의 AGC에 대한 고주파보호 회로보다 더 안전한 회로를 구현 할 수 있게 된다.
한편 과전압 입력감지에 대한 출력 제한 과정은 다음과 같다.
PWM파형은 입력 신호의 크기에 따라 펄스폭이 가변되며 도 5에서와 같이, 최대의 출력을 샘플링 주파수가 500KHZ라고 가정하면 약 5MHZ의 폭으로 임의 설정하여 5MHZ보다 더 짧은 신호 즉 5MHZ이상의 펄스폭이 들어오면 PWM감지부(31)에서는 상기 제어부(32)로 제공한다.
상기 제어부(32)는 상기에서와 설명한 바 같이, 제어부(32)에서는 이상 입력신호 제어정보에 따라서 감쇄 또는 차단 제어정보를 입력제어신호출력부(33)로 출력하고, 입력제어신호출력부(33)에서는 상기 제어부(32)의 제어에 따라서 입력제어신호(S)를 상기 입력부(10)로 출력하여 입력신호를 감쇄 또는 차단하도록 한다.
즉 5MHZ이상의 주파수가 들어오는 것은 디지털 앰프의 출력이 클리핑에 가까워진 것과 같으며 그때부터는 음이 찌그러지기 시작하고 스피커에 무리를 주기 시작한다.
종래에서는 출력 인덕터를 지난 다음의 출력 파형에서 감지하여 보상하기 때문에 그만큼 지연된 출력 신호에서 감지하여 클리핑을 방지하도록 하지만 보상에 대한 시간이 상대적으로 늦을 뿐 아니라 FET부(40)에서 이미 전류가 과대하게 흐른 후에야 검출함으로써 그만큼의 위험부담이 더 클 수밖에 없다. 또한 출력 파형이라는 것은 여러 개의 PWM파형이 이루어져 만들어내는 것이므로 본 발명에서와 같이, 처음 단 하나의 PWM 펄스폭을 감지하는 것과 여러 개의 PWM파형이 이루어낸 출력 파형을 지연이 발생되는 인덕터를 지난 다음에 감지하는 것과는 확연한 차이가 있다.
따라서 이와 같이 PWM 파형을 이용하며 이를 사용할 때 샘플링 주파수를 일정하게 출력하여 그에 따른 주파수를 PWM 파형의 한주기로 체크하여 주파수 구분이 가능하며, 출력 크기 또한 PWM파형의 펄스폭을 시간적으로 제어 하여 출력 크기에 대한 제어가 가능하도록 하는 본 발명은 디지털 앰프가 가지고 있는 취약점을 보호함은 물론 보다 빠르고 부품소자의 나쁜 영향을 최소화하는 디지털 앰프를 구현할 수 있다.
한편, 상기 제어부(32)는 이상 입력신호 제어정보 자동설정수단이 온(ON) 설정되어 있는 경우 설정된 시간동안 상기에서와 같은 입력신호의 PWM펄스 감지결과를 저장하고 그 저장된 입력신호의 감지결과에 따라서 상기의 이상 입력신호 제어정보를 자동 설정하고 이에 따라서 고주파수 입력감지 및 입력제어(차단/감쇄), 과전압 입력 감지 및 입력제어(차단/감쇄)를 통한 디지털 앰프의 출력 제한 제어가 이루어지도록 할 수 있다.
따라서 사용환경에 따라서 자동으로 안정된 출력제한 제어가 이루어질 수 있게 된다.
사용자는 사용자입력부(60)를 통하여 고주파수 입력에 의한 출력제한 제어, 과전압 입력에 따른 출력제한 제어를 디지털 앰프 기기 및 그 사용 환경에 맞게 설정하여 사용할 수 있으며, 또한 자동설정수단을 이용하여 상기와 같은 이상 입력신호 제어정보를 사용 환경에 맞게 자동 설정하여 사용할 수 있다.
이는 다양한 멀티미디어 기기가 사용됨에 따라서 입력신호가 지속적으로 변경될 수 있으며 그 사용 환경 또한 달라질 수 있는 점을 감안하여 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 입력 신호를 PWM 발생부(20)로 제공하는 입력부(10)와, 입력부(10)로 부터 입력된 입력신호에 따라서 PWM 펄스를 발생시키는 PWM 발생부(20)와, 상기 PWM 발생부(20)로 부터 출력되는 PWM 펄스를 입력으로 스위칭 동작하는 PWM 펄스를 증폭 출력하는 FET부(40)를 포함하는 디지털 앰프에 있어서,
    상기 PWM 발생부(20)로 부터 발생된 PWM 펄스를 정해진 샘플링 값에 따라서 샘플링 하여 가청주파수 외의 고주파수에 해당하는 이상 입력신호를 감지하여 감지된 결과에 따라서 상기 입력부(10)에 입력제어신호(S)를 공급하여 PWM발생부(20)로 공급되는 신호를 제어하는 고주파 이상 입력신호에 대한 출력제한 제어수단을 포함하는 입력제어부(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 입력제어부(30)는 상기 PWM 발생부(20)로 부터 발생된 PWM 펄스를 정해진 샘플링 값에 따른 최소 펄스폭과 비교하여 입력신호의 과전압 입력여부를 감지하여 감지된 결과에 따라서 상기 입력부(10)의 입력신호를 제어하도록 하는 과전압 이상 입력신호에 대한 출력제한 제어수단을 더 포함하고,
    이상 입력신호 제어정보에 따라서 상기 고주파 이상 입력신호에 대한 출력제한 제어수단 및 과전압 이상 입력신호에 대한 출력제한 제어수단에 의한 출력제한 제어과정이 수행될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 이상 입력신호 제어정보는 가청주파수 외의 고주파수 입력 감지, 과전압 입력 감지를 포함하는 감지대상 정보와, 입력신호를 감쇄할 것인지, 차단할 것인지에 대한 제어정보를 포함하고,
    사용자가 선택하여 설정할 수 있도록 이상 입력신호 제어정보 설정수단을 포함하는 사용자입력부(60)를 더 포함하여 구성되고,
    상기 입력제어부(30)는 사용자입력부(60)를 통해 입력되는 사용자 설정 이상 입력신호 제어정보를 이상 입력신호 제어정보로 설정하는 사용자설정수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 입력제어부(30)는 설정된 시간동안 입력되는 입력신호의 감지결과를 저장하고 그 저장된 입력신호의 감지결과에 따라서 이상 입력신호 제어정보를 자동 설정하는 이상 입력신호 제어정보 자동설정수단을 더 포함하여 구성되고,
    상기 입력제어부(30)의 자동설정수단의 동작 제어를 설정하기 위한 수단을 포함하는 사용자입력부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플링 값은 샘플링 주파수로 구성되며, 샘플링주파수 입력수단을
    상기 샘플링주파수 입력수단을 포함하는 사용자입력부(60)를 더 포함하여 구성되고, 상기 입력제어부(30)는 상기 사용자입력부(60)의 샘플링주파수 입력수단으로 부터 입력되는 샘플링주파수 값을 설정하도록 하는 샘플링주파수 설정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치.














KR20130038505A 2013-04-09 2013-04-09 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치 KR101483600B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130038505A KR101483600B1 (ko) 2013-04-09 2013-04-09 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130038505A KR101483600B1 (ko) 2013-04-09 2013-04-09 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140122018A KR20140122018A (ko) 2014-10-17
KR101483600B1 true KR101483600B1 (ko) 2015-01-16

Family

ID=51993283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130038505A KR101483600B1 (ko) 2013-04-09 2013-04-09 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101483600B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006174268A (ja) 2004-12-17 2006-06-29 Taiyo Yuden Co Ltd デジタルアンプ
KR20070027235A (ko) * 2005-09-06 2007-03-09 삼성전자주식회사 Ｄ급 앰프에서 오디오 볼륨 제어 장치 및 그 방법
KR101123343B1 (ko) * 2010-12-07 2012-03-23 (주)펄서스 테크놀러지 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006174268A (ja) 2004-12-17 2006-06-29 Taiyo Yuden Co Ltd デジタルアンプ
KR20070027235A (ko) * 2005-09-06 2007-03-09 삼성전자주식회사 Ｄ급 앰프에서 오디오 볼륨 제어 장치 및 그 방법
KR101123343B1 (ko) * 2010-12-07 2012-03-23 (주)펄서스 테크놀러지 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140122018A (ko) 2014-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI592034B (zh) 具溫度控制能力的音訊裝置及其控制方法
US9602924B2 (en) Microphone with programmable frequency response
US8081028B2 (en) Systems and methods for improved over-current clipping
KR20070113434A (ko) 입력이득 자동 제어회로 및 그 방법
US20070182486A1 (en) Systems and methods for over-current protection
US20070285160A1 (en) Input-gain control apparatus and method
US8831521B2 (en) Circuits and methods of low-frequency noise filtering
CN109752608B (zh) 负载检测器
US7551031B2 (en) Amplifier
WO2017110073A1 (ja) 保護装置
KR101483600B1 (ko) 고정주파수 방식의 디지털 앰프 출력 제한 제어장치
KR20200129151A (ko) 낮은 전압 조건들을 회피하기 위해 증폭기 입력 전류를 제한하기 위한 방법
KR101094179B1 (ko) 전자기기에서의 자동 온도 조절장치 및 방법
JP2013012973A (ja) デジタルアンプ、デジタルアンプの制御方法およびプログラム
KR20110071347A (ko) 오디오 앰프 출력 제어 장치 및 방법
JP6606936B2 (ja) スピーカ保護装置及びスピーカ保護方法
US10506357B2 (en) Electric circuitry to regulate a bias voltage for a microphone
JP5849677B2 (ja) 音声出力装置
JP2009219015A (ja) 過電流保護回路及びｄ級アンプ
CN113596699B (zh) 一种音频输入检测电路及方法
JP4916477B2 (ja) オーディオ用増幅装置
GB1520156A (en) Loudspeakers
JPH098562A (ja) 保護回路装置
JP2007295496A (ja) オーディオアンプ用保護回路
US9742265B2 (en) Power supply method for avoiding audio noise and power supply apparatus for avoiding audio noise

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180112

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190107

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200113

Year of fee payment: 6