KR101519435B1

KR101519435B1 - 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치

Info

Publication number: KR101519435B1
Application number: KR1020150027711A
Authority: KR
Inventors: 이유칠; 정무일
Original assignee: 주식회사 카이다스
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2015-05-12

Abstract

본 발명은 액티브스피커의 미동작시(사운드소스 오프시, 스탠바이시) 액티브스피커에 불필요하게 공급되는 대기전력을 차단하여 에너지효율을 개선함과 동시에 불필요한 전력공급에 의한 스피커내부의 전기적 소자들의 열화를 방지함을 목적으로 하고, 이를 위해 사운드 입력신호에 대해 디지털 신호처리를 수행하여 고음신호와 중저음신호를 출력하는 DSP(10); DSP로부터 출력되는 중저음신호를 증폭처리하는 L-AMP와 DSP로부터 출력되는 고음신호를 증폭처리하는 H-AMP를 포함하는 앰프부 (20); L-AMP로부터의 출력신호를 출력하는 중저음스피커와 H-AMP로부터의 출력신호를 출력하는 고음스피커로 구성된 스피커부(30); 사운드소스로부터 입력되는 신호를 센싱하여 입력신호의 유무와 입력신호의 종류에 관한 제어신호를 생성하는 센싱/제어수단(40); 센싱/제어수단에서 생성된 제어신호에 의해 DSP와 앰프부의 전원공급을 제어하는 전원스위칭부(50)를 포함하는 것에 특징이 있는 발명이다.

Description

엑티브스피커용 대기전력 차단 장치{The apparatus for blocking standby power of activespeaker}

본 발명은 음향방송시스템의 엑티브스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑티브스피커의 오프 모드나 스탠바이 모드 상태에서 대기전력을 절감하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 음향 재생장치인 엑티브스피커에 관한 것으로서, 음향재생장치로 사용되는 스피커시스템은 패시브타입과 엑티브타입으로 구분된다. 패시브타입은 주로 종래에 사용하던 방식으로 스피커 내부에 엠프가 구비되어 있지 않아 추가로 스피커 외부에 엠프를 장착하는 방식이고, 현재 주로 사용하는 엑티브 타입은 스피커 내부에 엠프가 장착되어 있어 전원만 스피커에 연결하면 음향이 외부로 전달되는 형식이다. 기존의 패시브 타입은 외장 엠프로의 신호라인에 따른 신호왜곡 및 신호로스가 생기는 단점이 있고, 엑티브 타입은 임피더스 매칭이 좋고 높은 전력으로부터 스피커를 보호할 수 있는등 장점이 많아 현재는 주로 엑티브 타입의 스피커에 대한 사용과 개발이 이루어지고 있는 추세이다.

일반적으로 인간이 느낄 수 있는 소리는 20㎐ - 20㎑ 범위의 주파수에 한정되어 있다. 따라서, 음향 재생장치에서는,인간의 가청 주파수 대역인 20㎐ - 20㎑ 사이의 사운드신호에 대해서 신호처리를 수행하도록 설계되어 있으며, 이용자의 만족도를 높이기 위하여 다양한 신호처리기술이 적용되고 있다. 그러한 사운드신호 처리기술의 하나로 특정 주파수 대역의 레벨을 조절할 수 있는 이퀄라이저

(Equalizer) 기능이 널리 알려져 있다.

한편, 앰프 및 스피커로 음향시스템을 구성하는 경우, 사운드신호를 고음, 중음, 저음으로 나누어 출력되도록 시스템을 구성하는 방식이 널리 알려져 있다. 그러한 음향시스템 구성방식 중 크로스오버 방식은, 주파수를 분할하여 각 해당하는 앰프에 전달하는 방식으로, 스피커의 위치에 따른 도달거리 위상차가 발생할 수 있으나 음질이나 성능이 뛰어나 음향시스템의 구성에 많이 이용되고 있다.

또한 엑티브 타입의 스피커 내부에 장착되는 엠프(또는 파워엠프)는 스피커를 울려주기 위해 프리앰프에서 들어온 신호를 사람이 들을 수 있는 가청주파수대

로 크게 증폭하여 스피커로 소리를 전달하는 역할을 수행한다. 상기 파워 앰프는, 각종 오디오 기록매체를 재생하는 재생장치에 연결되어서 이용되어진다.

최근에는 홈씨어터가 일반인에게 공급되기 시작하면서, 상기 파워 앰프를 내장한 액티브 스피커도 홈씨어터와 연결되어 이용되어지고 있다. 상기 홈씨어터는, 텔레비젼이나 일반 오디오가 제공하는 스테레오 사운드를 입체음향으로 발전시키고, 텔레비젼은 물론 비디오, DVD 등의 다양한 소스를 자유롭게 선택하여 시청할 수 있게 한다. 상기 액티브스피커는, 오디오 재생장치와 연결되고 있는 상태에서 전원코드를 외부 상용교류전원단에 연결해 둔 상태로 사용하게 된다. 일반적으로 가정이나 회사 공연장등에서 전자기기를 사용할 때, 제품에 연결되고 있는 전원코드를 상용교류전원을 입력하는 단자부에 연결한 상태로 두고, 제품의 외부로 돌출되고 있는 파워스위치를 리모컨 또는 수동으로 온/오프 제어해서 사용한다.

상기 액티브스피커도 마찬가지로 전원코드를 외부 사용교류전원에 연결한 상태에서, 파워스위치의 온/오프 제어에 의해서 사용하게 된다. 이 경우, 상기 파워스위치 온/오프 제어를 위해서는, 상기 파워스위치의 동작상태를 감지하기 위한 마이컴으로 전원이 공급되야만 하였다. 따라서 종래 기술에서는 스탠바이 상태에서도 상기 마이컴으로 전원이 공급되야만 하였고, 상기 마이컴으로 공급될 전원을 발생시키기 위하여 액티브스피커의 파워 앰프 내부의 전원발생장치(SMPS)에서 트랜스포머를 경유하는 전원공급경로가 형성되야만 하였다.

이와 같이 종래 기술은, 액티브스피커에 내장된 파워 앰프의 스탠 바이 상태에서도 파워 앰프 내부의 전원발생장치(SMPS)에서 트랜스포머를 경유하는 전원공급경로를 형성해야 하고, 상기 전원공급경로를 통한 불필요한 전력 소비가 발생하였다. 또한, 상기 액티브스피커의 사용상의 형태 때문에 사용자는 액티브스피커를 사용하지 않는 경우에서도 액티브스피커에 내장된 파워 앰프에 전원을 공급상태로 그대로 나두게 되는 경우가 있는데, 이것은 상기 파워 앰프가 DVD 플레이어 또는 텔레비젼 등과 같이 오디오 소스를 제공하는 장치에 연결되어 사용되기 때문인데 사용자는 상기 오디오 소스를 제공하는 장치의 파워만을 오프시키고 상기 파워 앰프의 전원은 그대로 방치해 두는 경우가 일반적이다.

따라서 사용자의 부주의로 인하여 액티브스피커의 공급전원을 차단시키지 않는 경우가 발생하고, 이런 경우 상기 액티브스피커의 전력소비가 많아지는 문제점이 발생하였다. 또한 상기 액티브스피커에 불필요한 전원이 공급됨으로 인하여 스피커 에 내장된 파워 앰프 내부의 전기적 소자들의 열화를 가져오는 문제점 또한 발생하였다.

대한민국 공개특허 2005-0000249호 대한민국 등록특허 10-0972816호

본 발명은 상기 종래 엑티브 스피커의 문제점인 미사용시(사운드소스 오프시,스탠바이시) 대기전력을 차단하여 에너지효율을 개선하기 위한 것으로, 스피커로의 입력신호를 감지하여 입력신호 미감지시 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 이용하여 엑티브스피커의 엠프나 DSP의 전원을 off함으로 대기전력에 의한 에너지 손실을 최소화 시키고 불필요한 전력소비에 따른 스피커 내부 전기적 소자들의 열화를 방지하고자 하는 것이 본 발명의 해결하고자 하는 과제이자 목적이라 할 것이다.

상기의 목적 달성을 위해 본 발명은 사운드소스(공연장의 마이크, 각종 오디오 플레이어등)로부터 전달되는 사운드 입력신호에 대해 디지털 신호처리를 수행하여 고음신호와 중저음신호를 출력하는 DSP(10); DSP로부터 출력되는 중저음신호를 증폭처리하는 L-AMP와 DSP로부터 출력되는 고음신호를 증폭처리하는 H-AMP를 포함하는 앰프부(20); L-AMP로부터의 출력신호를 출력하는 중저음스피커와 H-AMP로부터의 출력신호를 출력하는 고음스피커로 구성된 스피커부(30); 사운드소스로부터 입력되는 신호를 센싱하여 입력신호의 유무와 입력신호의 종류에 관한 제어신호를 생성하는 센싱/제어수단(40); 센싱/제어수단에서 생성된 제어신호에 의해 DSP와 앰프부의 전원공급을 제어하는 전원스위칭부(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 액티브스피커의 미동작시(사운드소스 오프시, 스탠바이시) 액티브스피커의 앰프에 공급되는 대기전력을 차단함으로 에너지효율을 개선시킬 수 있을뿐만 아니라, 액티브스피커에 불필요한 전원이 공급됨으로 인하여 스피커에 내장된 파워 앰프 내부의 전기적 소자들이 열화되는것을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도1은 액티브스피커가 채용된 음향재생장치를 나타낸 도면
도2는 종래의 액티브 타입의 스피커 시스템을 나타낸 도면
도3은 본 발명의 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치를 나타낸 도면
도4는 본 발명의 DSP를 나타낸 도면
도5는 본 발명의 앰프부를 나타낸 도면
도6은 본 발명의 센싱/제어수단을 나타낸 도면
도7은 본 발명의 전원스위칭부를 나타낸 도면

도1은 일반적인 액티브스피커가 채용된 음향재생장치를 나타낸 도면으로 전원라인과 신호라인이 복수의 액티브스피커들에게 제공된다. 신호라인은 음향시스템의 소스장치(공연장의 마이크, 각종 오디오 플레이어등)로부터 오디오 신호가 스피커에 공급되는 라인이고, 전원라인은 스피커에 내장된 엠프와 신호처리부(DSP)에 필요한 전원을 공급하는 라인이다.통상 스피커는 패시브타입과 액티브타입으로 구분되는데 종래기술에서 언급한 바와같이 액티브 타입은 스피커 내부에 엠프(파워엠프)가 내장된 것으로 본 발명 역시 액티브 타입의 스피커에 적용되는 기술이다.

도2는 종래의 액티브 타입의 스피커 시스템을 나타낸 것으로 DSP(Digital Signal Processor), 엠프, 스피커로 구성된다. 위와 같은 종래의 액티브 타입의 디지털 음향 재생장치에서는 사운드 소스로부터 전달된 사운드신호에 대해 DSP(10)에서 적절한 디지탈적인 신호처리를 수행하여 출력하게 되며, DSP(10)로부터 출력된 사운드신호는 앰프 (20)에서 증폭되어 스피커(30)를 통해 출력된다. 여기서, DSP(10)로부터 출력되는 사운드신호는 일반적으로 20㎐ - 20㎑의 범위를 갖는 신호로 미리 제조사에서 통과대역이 고정되어 출시된다.

상기의 구성을 갖는 종래의 액티브스피커장치는 입력신호가 없는 스탠바이 상태에서도 전원이 DSP나 엠프로 인가되어 불필요한 전력을 소비하는 문제점이 있었다.

본 발명은 입력신호가 없는 스탠바이 상태에서 소비되는 불필요한 전력소비를 감소시키기 위해 센싱/제어수단을 액티브스피커 시스템에 설치함을 특징으로 하며, 도3 내지 도7를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치를 나타낸 것으로 DSP(10),엠프부(20),스피커부(30),센싱/제어수단(40),전원스위칭부(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저 도4를 참조하여 본 발명의 DSP(10, Digital Signal Processor)에 대해 설명한다. DSP는 사운드소스(공연장의 마이크, 각종 오디오 플레이어등)로부터 전달되는 사운드 입력신호에 대해 적절한 신호처리를 수행한다. DSP에서 출력된 신호는 앰프에서 증폭되어 스피커를 통해 출력된다.

상기 DSP에서 수행되는 오디오 입력신호에 대한 신호처리에 대해 설명한다.DSP(10)는 입력신호를 평탄화하고 중저음 신호의 저역차단 주파수를 선택하는 중저음 주파수 선택부(11), 저역통과필터(12),중저음 신호의 출력을 조정하는 L-리미터(13)와 L-리미터제어부(14), 고역통과필터(15)및 고음 신호의 출력을 조정하는 H-리미터(16)와 H-리미터 제어부(17)을 포함한다. 중저음 주파수 선택부(11)는 20㎐ - 20㎑ 범위의 주파수를 갖는 입력 오디오 신호에 대해 평탄한 주파수 특성을 얻기 위하여 입력오디오 신호를 다단 필터 처리하여 중저음 신호의 저역차단 주파수를 얻는다. 저역통과필터(12)는 중저음 주파수 선택부의 출력을 저역통과 필터 처리하고 고역통과필터(15)는 입력 오디오신호를 고역통과 필터 처리하여 입력신호를 중저음 신호와 고음 신호로 분리한다.

리미터제어부(14,17)는 저역통과필터(12)및 고역통과필터(15)의 출력인 중저음신호와 고음신호의 출력을 조정하여 리미터(13,16)의 출력을 제한한다. 예를 들어, 중저음신호에 대해서는 입력 오디오 신호에 1㎑의 신호를 진폭별로 입력하여 리미터 (13)의 출력이 소정의 값을 갖도록 조정하고, 고음신호에 대해서는 입력 오디오신호에 10㎑의 신호를 진폭별로 입력하여 리미터(16)의 출력이 소정값을 갖도록 조정한다. 출력이 조정된 최종 중저음신호와 고음신호는 각각 해당 주파수 대역의 앰프(H-AMP, L-AMP)로 전달된다. 또한 DSP에는 DSP전원공급부(18)가 설치되어 있어 전원라인으로부터 공급된 전원을 DSP내 각 구성요소들에 공급한다.

도5는 본 발명의 앰프부(20)를 나타낸 것으로 도5a는 중저음신호를 증폭처리하는 앰프인 L-AMP를 나타낸 것이고, 도5b는 고음신호를 증폭처리하는 H-AMP를 나타낸 것이다. 양자 모두 DSP로부터 전달되는 고음신호나 중저음신호를 인가받아 증폭하여 스피커로 전달하는 앰프(21)와 신호 증폭을 수행하는 앰프에 전원을 공급하는 앰프전원공급부(22)로 구성된다.

상기 앰프전원 공급부(22)는 후술하게 될 본 발명의 전원스위칭부(50)에 연결되어 있어 전원스위칭부의 절환 상태에 따라 앰프부에 전원을 공급하거나 차단하게 된다.

도6은 본 발명의 센싱/제어수단(40)을 나타낸 것으로 분배부(41),센싱부

(42),제어신호 생성부(43) 제어신호 전송부(44)를 포함한다. 분배부(41)는 입력신호로부터 고음신호와 중저음신호를 분리한다. 센싱부(42)는 분배된 신호로부터 고음신호와 중저음신호를 구분하여 센싱한다. 센싱결과는 고음신호와 중저음 신호가 모두 있는 경우, 중저음신호나 고음신호중 하나가 있는 경우, 중저음신호와 고음신호 모두가 없는 경우가 될 수 있다. 센싱 결과에 따른 제어신호를 제어신호 생성부가 생성한다. 예들 들어, 입력되는 고음신호와 중저음신호가 모두 있는 경우에는 "11", 고음신호만 입력되는 경우에는 "10", 중저음신호만 입력되는 경우에는 "01", 아무런 신호가 입력되지 않는 경우에는 "00"의 이진신호를 생성할 수 있다.

생성된 제어신호는 제어신호 전송부로 전달한다. 제어신호를 전달받은 제어신호 전송부는 제어신호를 전원스위칭부(50)로 전달한다.

도7은 본 발명의 전원스위칭부(50)를 나타낸 것으로 전원스위칭부(50)는 제어신호 수신부(51)와 스위칭수단(52)으로 구성되고, 제어신호 수신부(51)는 센싱/제어수단(40)으로부터 제어신호를 수신받아 스위칭수단을 제어한다. 예들 들어, 센싱/제어수단(40)으로부터 입력신호 없음이란 "00"이란 제어신호를 전달받으면 제어신호수신부는 스위칭수단(52)를 제어하여 전원라인이 DSP와 앰프에 연결되지 않도록 하는 스위칭 절환을 수행하여 아무런 입력신호가 없을시 DSP나 앰프부에서 불필요한 대기전력이 소비되지 않도록 전원공급을 차단하고, 고음신호만 감지되는 경우인 "10"이란 제어신호를 전달받으면 스위칭수단(52)을 제어하여 전원라인이 DSP와 고음신호를 증폭하는 H-AMP(20)에 연결되도록 스위칭 절환을 수행하며 중저음신호 증폭수단인 L-AMP에서의 불필요한 대기전력 소비를 방지하며, 중저음신호만 감지되는 경우인 "01"이란 제어신호를 전달받으면 스위칭 수단(52)을 제어하여 전원라인이 DSP와 중저음신호를 증폭하는 L-AMP(20)에 연결되도록 스위칭 절환을 수행하며 고음신호 증폭수단인 H-AMP에서의 불필요한 대기전력 소비를 방지하고, 고음신호와 중저음 신호 모두가 입력되고 있다는 제어신호인 "11"을 전달받으면 전원라인이 DSP와 L-AMP, H-AMP 모두에 연결되도록 스위칭 절환을 수행한다.

이상과 같이 본 발명은 입력되는 오디오신호의 유무뿐만 아니라 입력되는 신호의 종류에 따라 DSP와 앰프에 공급되는 전원을 적응적으로 개별 제어하여 입력신호가 없는 스탠바이 모드에서 불필요하게 전력이 소비되는 것을 방지하고자 함이 기본적 기술사상이며, 상술한 사항들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 할 것이며, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

10:DSP 11:중저음주파수 선택부 12:저역통과필터 15:고역통과필터
13,16:리미터 14,17:리미터 제어부 18:DSP전원공급부
20:앰프부 21:앰프 22:앰프전원공급부
30:스피커부
40:센싱/제어수단 41:분배부 42:센싱부 43:제어신호생성부44:제어신호전송부
50:전원스위칭부 51:제어신호수신부 52:스위칭수단

Claims

엑티브스피커의 오프 모드나 스탠바이 모드 상태에서 대기전력을 절감하기 위한 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치에 있어서,
사운드소스(공연장의 마이크, 각종 오디오 플레이어등)로부터 전달되는 사운드 입력신호에 대해 디지털 신호처리를 수행하여 고음신호와 중저음신호를 출력하는 DSP(10);
DSP로부터 출력되는 중저음신호를 증폭처리하는 L-AMP와 DSP로부터 출력되는 고음신호를 증폭처리하는 H-AMP를 포함하는 앰프부(20);
L-AMP로부터의 출력신호를 출력하는 중저음스피커와 H-AMP로부터의 출력신호를 출력하는 고음스피커로 구성된 스피커부(30);
사운드소스로부터 입력되는 신호를 센싱하여 입력신호의 유무와 입력신호의 종류에 관한 제어신호를 생성하는 센싱/제어수단(40);
센싱/제어수단에서 생성된 제어신호에 의해 DSP와 앰프부의 전원공급을 제어하는 전원스위칭부(50)를 포함하며,
상기 DSP(10)는 평탄한 주파스 특성을 얻기 위하여 입력오디오 신호를 다단 필터처리하여 중저음 신호의 저역 차단주파수를 얻는 중저음 주파수 선택부(11)와 중저음 주파수 선택부의 출력을 저역통과 필터처리하여 중저음 신호를 생성하는 저역통과필터(12)와 입력오디오 신호를 고역통과 필터처리하여 고음 신호를 생성하는 고역통과필터(15)와 중저음 신호의 출력을 조정하는 L-리미터(13)와 L-리미터제어부(14),고음신호의 출력을 조정하는 H-리미터(16)와 H-리미터제어부(16), 전원라인의 전원을 DSP의 각 구성요소들에 전달하는 DSP전원공급부(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 앰프부(20)의 L-AMP와 H-AMP는 고음신호나 중저음신호를 인가받아 증폭하여 스피커로 전달하는 앰프(21)와 신호 증폭을 수행하는 앰프부에 전원을 공급하는 앰프전원공급부(22)로 구성됨을 특징으로 하는 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱/제어수단(40)은 입력신호로부터 고음신호와 중저음신호를 분리하는 분배부(41)와 분배된 신호로부터 고음신호와 중저음신호를 구분하여 센싱하는 센싱부(42)와 센싱부의 센싱결과에 따라 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부(43)와 생성된 제어신호를 전원스위칭부로 전송하는 제어신호 전송부(44)를 포함함을 특징으로 하는 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어신호 생성부(43)에 의해 생성되는 제어신호는 고음신호와 중저음신호가 모두 센싱되는 경우의 제어신호, 고음신호와 중저음신호중 하나가 센싱되는 경우의 제어신호, 고음신호와 중저음신호 모두가 센싱되지 않는 경우의 제어신호를 포함하는 것에 특징이 있는 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 전원스위칭부(50)는 센싱/제어수단으로부터 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부(51)와 제어신호수신부에서 수신된 제어신호에 따라 DSP와 앰프부로의 전원공급을 차단하거나 연결하는 스위칭 동작을 수행하는 스위칭수단(52)을 포함하는 것에 특징이 있는 엑티브스피커용 대기전력 차단 장치.