KR101601381B1 - Audio system for vehicle and acoustic output method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음향 증폭 방법에 관한 것으로, 펄스 코드 변조(PCM, Pulse code modulation) 신호가 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환되는 단계, 펄스 폭 변조 신호가 디(D)급 증폭기로 입력되는 단계, 디급 증폭기가 증폭한 신호가 엘씨(LC) 필터(filter)를 거치면서 노이즈가 제거되는 단계, 엘씨 필터를 통과한 신호가 스피커(speaker)에 인가되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an acoustic amplification method in which a pulse code modulation (PCM) signal is converted into a pulse width modulation (PWM) signal, a pulse width modulation signal is amplified by a D A step of inputting a signal amplified by the main amplifier, a step of removing noise by passing an amplified signal through an LC filter, and a step of applying a signal passed through an ELC filter to a speaker .

Description

차량용 오디오 시스템 및 그 음향 출력 방법{Audio system for vehicle and acoustic output method thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a vehicle audio system and an audio output method thereof,

본 발명은 차량용 오디오 시스템 및 그 음향 출력 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 쓰이는 오디오 시스템의 음향 증폭 회로에서 디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter)의 도움없이 펄스 코드 변조 신호(PCM, Pulse code modulartion)를 펄스 폭 변조 신호(PWM, Pulse width modulation)로 변환하여 디급(Class D) 증폭하는 차량용 오디오 시스템 및 그 음향 출력 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a car audio system and an audio output method thereof, and more particularly, to a car audio system, ) Into a pulse width modulation (PWM) signal to amplify the signal in a Class D manner, and an audio output method thereof.

디지털 앰프(amp)는 디지털 신호를 직접 받아들여 아날로그(analog)로 바꾸지 않고 디지털로 증폭하여 스피커에 인가하는 앰프를 말한다. 즉, 도면 7도는 아날로그 증폭을 보여주는 리니어(linear) 증폭과는 달리 도면 8도와 같이 스위칭(switching) 증폭을 보여주는 증폭기들을 말한다.A digital amplifier (amp) is an amplifier that receives a digital signal directly and amplifies it digitally without changing it to analog (analog). In other words, FIG. 7 shows amplifiers showing switching amplification as shown in FIG. 8, unlike linear amplification showing analog amplification.

그런데, 차량 분야에서는 오디오(audio) 앰프 단의 디지털 전환이 미진하며, 기존의 아날로그 방식을 주로 사용되고 있다. However, in the field of automobiles, the digital conversion of the audio amplifier stage is insufficient, and the conventional analog method is mainly used.

도면 5도와 6도는 종래 차량에서 사용되는 음향 증폭기의 모습을 보여주는 도면이다.5 and 6 are views showing a state of an acoustic amplifier used in a conventional vehicle.

종래의 음향 증폭기(10)는 내부에 디지털 아날로그 컨버터(11), AB급 증폭기(12)를 포함하여 구성될 수 있다.The conventional acoustic amplifier 10 may include a digital-analog converter 11 and an AB-class amplifier 12 therein.

그리고, 이러한 종래 음향 증폭기(10)는 펄스 코드 변조 신호를 받아들여서, 디지털 아날로그 컨버터(11)를 통하여 아날로그 신호로 변조시키고, 다시 이를 클래스 AB급 증폭기를 통하여 증폭한다. 그리고, 증폭된 신호는 엘씨(LC) 저역 통과 필터(Lowpass filter)(20)를 거치면서 잡음을 제거하고 스피커(30)을 통하여 출력되게 된다.The conventional acoustic amplifier 10 receives the pulse code modulated signal, modulates it into an analog signal through the digital-analog converter 11, and amplifies it through a Class AB amplifier. Then, the amplified signal is outputted through the speaker 30 by removing the noise while passing through the LC low-pass filter 20.

그런데 이러한 종래의 증폭기는 도면 6도에서 볼 수 있듯이, 증폭기 회로에서 발생되는 발열량이 매우 크고, 이에 따라 히트 싱크(heat sink)도 커지는 문제점이 있었다.However, as shown in FIG. 6, the conventional amplifier has a problem that the amount of heat generated in the amplifier circuit is very large, and thus the heat sink is also increased.

또한, 히트 싱크가 커짐에 따라, 디자인(design) 제약도 커지고, 연비도 떨어지는 문제점도 있었다.Further, as the heat sink becomes larger, there is a problem that the design restriction is increased and the fuel consumption is also lowered.

그리고, 노이즈(noise) 제거를 위하여 복잡한 회로가 추가로 구비되어야 하는 문제점도 있었다.
In addition, there has been a problem that a complicated circuit must be additionally provided in order to remove noise.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량용 오디오 시스템의 앰프로서 풀(full) 디지털 앰프를 사용하여 음향 증폭 회로에서의 발열 문제를 해결할 수 있는 차량용 오디오 시스템 및 그 음향 출력 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle audio system and a sound output method thereof that can solve a heat generation problem in an acoustic amplifier circuit by using a full digital amplifier as an amplifier of a car audio system .

또한, 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip)이나 아날로그 디지털 컨버터 없이 직접 펄스 코드 변조 신호를 입력받아 증폭을 수행할 수 있는 차량용 오디오 시스템 및 그 음향 출력 방법을 제공하고자 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a car audio system and an audio output method thereof that can directly receive a pulse code modulated signal without DSP (Digital Signal Processing) chip or analog digital converter and perform amplification.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 a) 펄스 코드 변조(PCM, Pulse code modulation) 신호가 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환되는 단계; b) 상기 펄스 폭 변조 신호가 디(D)급 증폭기로 입력되는 단계; c) 상기 디급 증폭기가 증폭한 신호가 엘씨(LC) 필터(filter)를 거치면서 노이즈가 제거되는 단계; 및 d) 상기 엘씨 필터를 통과한 신호가 스피커(speaker)에 인가되어 출력되도록 하는 단계;를 포함하고, 상기 펄스 코드 변조 신호가 펄스 폭 변조 신호로 변환되는 상기 a) 단계는 디지털 아날로그 컨버터(DAC, Digital analog converter)나 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip) 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하며, 차량에 탑재되는 차량용 오디오 시스템의 오디오 신호를 증폭하여 스피커를 통해 출력하기 위해 상기 a) 단계에서 상기 d) 단계의 음향 증폭 및 출력 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 차량용 오디오 시스템의 음향 출력 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of converting a pulse code modulation (PCM) signal into a pulse width modulation (PWM) signal; b) inputting the pulse width modulated signal to a D (D) class amplifier; c) removing noise by passing the amplified signal through an LC filter; And d) causing a signal passed through the RFC filter to be applied to a speaker, wherein the step a) converts the pulse code modulated signal into a pulse width modulated signal, , A digital analog converter (DSP) or a digital signal processing (DSP) chip, directly converts the pulse code modulated signal into the pulse width modulated signal, amplifies the audio signal of the car audio system mounted on the vehicle, And outputting the sound through the sound amplifying and outputting step of step (d) in the step (a).

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또한, 본 발명은 펄스 코드 변조 신호(PCM, Pulse code modulation)를 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부로부터 출력되는 펄스 폭 변조 신호를 입력받아 증폭하는 디(D)급 증폭기; 상기 디급 증폭기가 증폭한 신호의 노이즈를 제거하는 엘씨(LC) 필터; 및 상기 엘씨 필터를 통과한 신호를 재생하여 출력하는 스피커;를 포함하고, 상기 신호 변환부는 디지털 아날로그 컨버터(DAC, Digital analog converter)나 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip) 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하며, 차량에 탑재된 차량용 오디오 시스템의 오디오 신호를 증폭 및 출력하기 위한 것으로서 상기 신호 변환부, 디급 증폭기, 엘씨 필터 및 스피커를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 오디오 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a signal processing apparatus including a signal conversion unit for converting a pulse code modulation (PCM) signal into a pulse width modulation (PWM) signal; A D (D) class amplifier for receiving and amplifying a pulse width modulated signal output from the signal converter; An LC (LC) filter for removing noise of a signal amplified by the primary amplifier; And a speaker for reproducing and outputting a signal having passed through the RFC filter, wherein the signal converter converts the pulse code into a digital signal without a digital analog converter (DAC) or a digital signal processing (DSP) chip, A main amplifier, an LC filter, and a speaker for converting a modulation signal directly into the pulse width modulation signal and amplifying and outputting an audio signal of an automotive audio system mounted on the vehicle, To-vehicle audio system.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 오디오 시스템 및 그 음향 출력 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the vehicle audio system and the sound output method according to the present invention have the following effects.

첫째, 풀 디지털 오디오 시그날 처리로 발열 발생이 적다. 따라서, 히트 싱크의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.First, full digital audio signal processing generates less heat. Therefore, the size of the heat sink can be reduced.

둘째, 히트 싱크의 크기를 줄이거나 없앨 수 있으므로, 시스템 설계상의 자유도가 향상되는 효과가 있다.
Second, since the size of the heat sink can be reduced or eliminated, the degree of freedom in system design can be improved.

도면 1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.
도면 2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.
도면 3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로가 차량에 적용된 모습을 보여주는 도면이다.
도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로가 차량에 적용된 모습을 보여주는 도면이다.
도면 5도는 종래 차량에서 사용되는 음향 증폭기의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 6도는 종래 차량에서 사용되는 음향 증폭기의 모습을 보여주는 도면이다.1 is a block diagram showing an internal configuration of an acoustical amplifier circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an internal configuration of an acoustical amplifier circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a state where an acoustic amplifier circuit according to a preferred embodiment of the present invention is applied to a vehicle.
4 is a view showing a state where an acoustic amplifier circuit according to a preferred embodiment of the present invention is applied to a vehicle.
5 is a view showing a state of an acoustic amplifier used in a conventional vehicle.
6 is a view showing a state of an acoustic amplifier used in a conventional vehicle.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

도면 1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.1 is a block diagram showing an internal configuration of an acoustical amplifier circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 디지털화된 펄스 코드 변조 신호를 직접 입력받아서, 펄스 폭 변조 신호로 변조할 수 있다. The acoustical amplifier circuit 100 according to the preferred embodiment of the present invention can directly receive a digitized pulse code modulated signal and modulate it into a pulse width modulated signal.

그리고, 이렇게 변조된 펄스 폭 변조 신호를 엘씨 저역 통과 필터(200)를 통과시켜서 잡음을 제거하고, 제거된 음향 신호를 스피커(300)에 인가하여 소리를 재생할 수 있다.Then, the modulated pulse width modulated signal is passed through the LSI low pass filter 200 to remove noise, and the removed sound signal can be applied to the speaker 300 to reproduce the sound.

도면 2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.2 is a block diagram showing an internal configuration of an acoustic amplifier circuit 100 according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 펄스 폭 변조 신호부(110)을 이용하여 펄스 코드 변조 신호를 펄스 폭 변조 신호로 곧바로 변조시킬 수 있다. The acoustical amplifier circuit 100 according to the preferred embodiment of the present invention can directly modulate the pulse code modulated signal into the pulse width modulated signal using the pulse width modulated signal portion 110. [

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 디지털 아날로그 컨버터에서 생기는 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the acoustic amplification circuit 100 according to the preferred embodiment of the present invention has an effect of reducing the loss in the digital-to-analog converter.

그리고, 펄스 폭 변조 신호로 변환된 음향 신호는 디급 증폭기(120)를 거치면서 신호가 증폭되고, 엘씨 저역 통과 필터(200)를 거쳐서 최종적으로 스피커(300)에 입력되어 음향이 재생되게 된다.Then, the acoustic signal converted into the pulse width modulation signal is amplified while passing through the primary amplifier 120, and is finally input to the speaker 300 through the LSI low pass filter 200 to reproduce the sound.

도면 3도와 도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)가 차량에 적용된 모습을 보여주는 도면이다.3, 4 and 5 are views showing a state in which the acoustic amplifier circuit 100 according to the preferred embodiment of the present invention is applied to a vehicle.

도면 3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)를 내장 앰프로 사용한 모습을 보여주며, 도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)를 외장 앰프로 사용한 모습을 보여주는 도면이다.FIG. 3 and FIG. 4 are views showing a state where the acoustic amplifier circuit 100 according to a preferred embodiment of the present invention is used as an internal amplifier, FIG. 4 is a diagram showing an acoustic amplifier circuit 100 according to a preferred embodiment of the present invention used as an external amplifier Fig.

도면 3도와 4도를 통해서 알 수 있듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 기존 아날로그 앰프 대비 이득 손실이 적어서 발생하는 발열량이 매우 적어서, 히트 크의 크기를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. 따라서, 차량 전체적으로 중량이 감소되는 효과를 달성할 수 있으므로, 연비 개선의 효과도 달성할 수 있다. 또한, 이 외에도 확장형 앰프로서도 사용될 수 있다.As can be seen from FIGS. 3 and 4, the acoustic amplifier circuit 100 according to the preferred embodiment of the present invention has a small gain loss due to a small gain loss compared to the conventional analog amplifier, It is effective. Therefore, the effect of reducing the weight of the entire vehicle can be achieved, so that the effect of improving the fuel economy can be achieved. It can also be used as an expansion amplifier.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

10 : 음향 증폭기
11 : 디지털 아날로그 컨버터
12 : 클래스 AB급 증폭기
20 : 엘씨 저역 통과 필터
30 : 스피커
100 : 음향 증폭 회로
110 : 펄스 폭 변조 신호부
120 : 디급 증폭기
200 : 엘씨 저역 통과 필터
300 : 스피커10: Acoustic amplifier
11: Digital Analog Converter
12: class AB class amplifier
20: EL low-pass filter
30: Speaker
100: acoustic amplifier circuit
110: Pulse width modulation signal part
120: Class amplifier
200: EL low-pass filter
300: Speaker

Claims (6)

a) 펄스 코드 변조(PCM, Pulse code modulation) 신호가 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환되는 단계;
b) 상기 펄스 폭 변조 신호가 디(D)급 증폭기로 입력되는 단계;
c) 상기 디급 증폭기가 증폭한 신호가 엘씨(LC) 필터(filter)를 거치면서 노이즈가 제거되는 단계; 및
d) 상기 엘씨 필터를 통과한 신호가 스피커(speaker)에 인가되어 출력되도록 하는 단계;를 포함하고,
상기 펄스 코드 변조 신호가 펄스 폭 변조 신호로 변환되는 상기 a) 단계는
디지털 아날로그 컨버터(DAC, Digital analog converter)나 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip) 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하며,
차량에 탑재되는 차량용 오디오 시스템의 오디오 신호를 증폭하여 스피커를 통해 출력하기 위해 상기 a) 단계에서 상기 d) 단계의 음향 증폭 및 출력 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 차량용 오디오 시스템의 음향 출력 방법.
a) converting a pulse code modulation (PCM) signal into a pulse width modulation (PWM) signal;
b) inputting the pulse width modulated signal to a D (D) class amplifier;
c) removing noise by passing the amplified signal through an LC filter; And
d) a signal passing through the ELC filter is applied to a speaker to be output,
Wherein the step a) in which the pulse code modulated signal is converted into a pulse width modulated signal
Converts the pulse code modulated signal directly into the pulse width modulated signal without a digital analog converter (DAC) or a digital signal processing (DSP) chip,
Wherein the step of amplifying and outputting the audio signal of the vehicle audio system mounted on the vehicle is performed in step a) in order to amplify the audio signal of the audio system of the car audio system mounted on the vehicle and output through the speaker.
삭제delete 삭제delete 펄스 코드 변조 신호(PCM, Pulse code modulation)를 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환하는 신호 변환부;
상기 신호 변환부로부터 출력되는 펄스 폭 변조 신호를 입력받아 증폭하는 디(D)급 증폭기;
상기 디급 증폭기가 증폭한 신호의 노이즈를 제거하는 엘씨(LC) 필터; 및
상기 엘씨 필터를 통과한 신호를 재생하여 출력하는 스피커;를 포함하고,
상기 신호 변환부는 디지털 아날로그 컨버터(DAC, Digital analog converter)나 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip) 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하며,
차량에 탑재된 차량용 오디오 시스템의 오디오 신호를 증폭 및 출력하기 위한 것으로서 상기 신호 변환부, 디급 증폭기, 엘씨 필터 및 스피커를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 오디오 시스템.




A signal converter for converting a pulse code modulation (PCM) signal into a pulse width modulation (PWM) signal;
A D (D) class amplifier for receiving and amplifying a pulse width modulated signal output from the signal converter;
An LC (LC) filter for removing noise of a signal amplified by the primary amplifier; And
And a speaker for reproducing and outputting a signal passed through the ELC filter,
Wherein the signal converting unit converts the pulse code modulated signal directly into the pulse width modulated signal without a digital analog converter (DAC) or a digital signal processing (DSP) chip,
A car audio system for amplifying and outputting an audio signal of an automobile audio system mounted on a vehicle, the automobile audio system comprising the signal converter, a main amplifier, an LFC filter and a speaker.




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