KR101607899B1

KR101607899B1 - 감소된 크로스토크 잡음을 가진 집적 헤드셋 스위치를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101607899B1
Application number: KR1020140115217A
Authority: KR
Inventors: 제이 홀츠만 피터
Original assignee: 누보톤 테크놀로지 코포레이션
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-03-31
Also published as: US20150098579A1; KR20150040738A; US9338570B2; CN104519444B; CN104519444A

Abstract

공통 접지를 공유하는 2개의 스피커와, 마이크로폰을 가진 헤드셋을 위한 집적 헤드셋 스위치에서의 크로스토크 잡음을 감소시키는 집적 오디오 신호 프로세싱 회로가 설명된다. 오디오 신호 프로세싱 회로는 2개의 오디오 증폭기를 포함하며, 헤드셋의 유형에 의거하여, 각각, 마이크로폰 접속 단말 또는 헤드셋 접지 접속 단말이 되도록 구성된 2개의 단말을 가진다. 오디오 증폭기 기준 노드는 오디오 증폭기의 입력에 결합된다. 오디오 신호 프로세싱 회로는 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 오디오 증폭기 기준 노드를 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 접속시키도록 구성된 제 1 스위치를 가진다. 오디오 신호 프로세싱 회로는 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말을 오디오 프로세싱 회로의 접지 단말에 결합하도록 구성된 제 2 스위치를 가진다.

Description

감소된 크로스토크 잡음을 가진 집적 헤드셋 스위치를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR AN INTEGRATED HEADSET SWITCH WITH REDUCED CROSSTALK NOISE}

본 발명은 오디오 시스템을 위한 전자 회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예는 감소된 크로스토크 잡음(reduced crosstalk noise)을 가진 집적 헤드셋 스위치(integrated headset switch)를 위한 회로 및 시스템을 제공한다.

전자 및 집적 회로의 발전과 함께, 엔터테인먼트, 컴퓨터 시스템, 통신, 전자 게임 및 모바일 컴퓨팅 디바이스 등에 이용되는 오디오 시스템에서 커다란 진전이 이루어지고 있다. 스테레오 사운드, 3-D 사운드 및 잡음 소거와 같은 특징을 가진 개량형 오디오 시스템에서는 품질에 대한 요구가 훨씬 더 높다. 오디오 시스템의 품질은, 예를 들어, 주파수 응답, 고조파 왜곡, 출력 파워, 잡음 및 크로스토크와 같은 많은 파라메타에 의해 측정된다.

전자 장치에 있어서, 시스템의 채널 또는 하나의 회로상에 전송된 신호가 다른 채널 또는 회로에서 원치않은 효과를 생성할 경우에 크로스토크가 발생한다. 크로스토크는, 통상적으로, 하나의 회로에서 다른 회로로의 원치않는 결합(coupling)에 의해 유발되며, 다수의 스피커 및/또는 마이크로폰을 포함하는 오디오 시스템에서 특히 많이 발생할 수 있다. 예를 들어, 헤드폰은 사용자 귀에 가깝게 유지되도록 고안되는 한 쌍의 소형 라우드스피커(loudspeaker)이다. 헤드폰은 오디오 증폭기, 라디오(radio), CD 플레이어, 휴대형 미디어 플레이어, 또는 이동 전화기와 같은 신호 소오스(signal source)에 대한 접속을 위한 무선 수신기를 가지거나 와이어(wires)를 가진다. 오늘날의 헤드폰은 특히 널리 판매되고 있으며 스테레오 녹음(stereo recording)의 청취에 이용되고 있다. 헤드폰은 3차원 위치 오디오 프로세싱 알고리즘을 이용하는 비디오 게임에 유용한데, 그것은 플레이어가 오프-스크린 사운드 소오스(off-screen sound source)의 위치를 보다 잘 판단할 수 있게 해주기 때문이다.

청취자를 둘러싼 스피커로부터 추가적인 오디오 채널을 가진 오디오 소오스의 사운드 재생 품질을 풍부하게 해주는 기술인 서라운드 사운드에는 다수의 스피커가 이용된다. 전형적으로, 이것은 라우더스피커들의 어레이로 경로 지정된 다수의 이산 오디오 채널들을 이용하여 달성된다.

오늘날의 헤드셋은 이동 디바이스 및 컴퓨터와 같은 애플리케이션에 있어서 음성 입력을 위한 마이크로폰을 포함한다. 헤드셋에 있어서의 이러한 마이크로폰의 포함은 크로스토크를 포함하는 성능 문제를 복잡하게 할 수 있다.

이하에서 설명하겠지만, 2 이상의 스피커와 마이크로폰을 가진 오디오 시스템은 크로스토크 잡음에 영향을 받기 쉽다. 그러므로, 오디오 시스템에 있어서 크로스토크 잡음을 감소시키기 위한 개선된 기술이 크게 요망된다.

본 발명은 오디오 시스템을 위한 전자 회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예는 감소된 크로스토크 잡음을 가진 집적 헤드셋 스위치에 대한 회로 및 시스템에 관한 것이다. 단지 예시적으로, 본 발명이 실시 예는 접지 접속(ground connection)을 공유하는 2개의 스피커와 마이크로폰을 가진 헤드셋에 적용되었지만, 본 발명이 훨씬 광범위한 애플리케이션을 가지며, 다른 오디오 시스템에 적용될 수 있음을 알아야 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 예를 들어, 공통 접지를 공유하는 제 1 및 제 2 스피커와 마이크로폰을 가진 헤드셋을 포함하는 오디오 시스템에 있어서 크로스토크 잡음을 감소시키는 집적 오디오 신호 프로세싱 회로가 설명된다. 오디오 신호 프로세싱 회로는, 제 1 및 제 2 스피커와, 마이크로폰 및 헤드셋 접지를 가진 헤드셋과 결합하기 위한 제 1 내지 제 4 단말을 포함한다. 제 1 및 제 2 단말은 각각 제 1 및 제 2 스피커에 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하도록 구성된다. 제 3 및 제 4 단말은 헤드셋의 유형에 따라, 각각 마이크로폰 접속 단말 또는 헤드셋 접지 접속 단말이 되도록 구성된다. 오디오 신호 프로세싱 회로는, 헤드셋 접지 접속 단말을 검출하고 제 3 단말 또는 제 4 단말이 헤드셋 접지 접속 단말인지 또는 마이크로폰 접속 단말인지를 나타내는 대응하는 헤드셋 접지 선택 신호를 제공하도록 구성된 오디오 잭 검출 회로(audio jack detection circuit)를 포함한다.

오디오 신호 프로세싱 회로는, 각각 제 1 및 제 2 단말에 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하는 제 1 및 제 2 오디오 증폭기를 가진다. 오디오 증폭기 기준 노드는 제 1 및 제 2 오디오 증폭기의 입력에 결합되어, 공통 모드 신호를 제공한다. 또한, 오디오 신호 프로세싱 회로는 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 오디오 증폭기 기준 노드를 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 접속시키도록 구성된 제 1 스위치 디바이스를 가진다. 오디오 신호 프로세싱 회로는 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말을 오디오 프로세싱 회로의 접지 단말에 결합시키도록 구성된 제 2 스위치 디바이스를 가진다. 일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로는 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 마이크로폰 접속 단말을 마이크로폰 바이어스 회로에 결합시키도록 구성된 제 3 스위치 디바이스와, 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여 마이크로폰 접속 단말을 푸시 버튼 신호 검출 회로에 결합시키도록 구성된 제 4 스위치 디바이스를 포함한다.

상술한 바와 같이, 헤드셋에 있어서, 제 1 및 제 2 스피커와 마이크로폰은 오디오 프로세싱 회로내의 헤드셋 접지에 결합된다. 그러므로, 헤드셋은 크로스토크 잡음에 영향받기 쉽다. 본 발명의 실시 예에 있어서, 제 1 및 제 2 스위치 디바이스는, 제 2 스피커가 비-제로 신호를 포함하면 제 1 스피커 양단의 전압차가 0이 되고, 제 1 스피커가 비-제로 신호를 포함하면, 제 2 스피커 양단의 전압차가 0이 되도록 구성된다.

일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로는 신호 프로세싱 회로를 또한 포함한다.

일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로는 AC 마이크로폰 입력 신호를 수신하기 위해 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 결합되도록 구성된 마이크로폰 입력 증폭기를 포함한다. 특정 실시 예에 있어서, 마이크로폰 입력 증폭기는 제 1 및 제 2 차단 커패시터를 통해 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 결합되도록 구성된다.

본 발명의 일부 실시 예에 있어서, 제 1 스위치 디바이스는 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터를 포함한다. 다른 실시 예에 있어서, 제 2 스위치 디바이스는 제 3 및 제 4 MOS 트랜지스터를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 오디오 시스템은 제 1 및 제 2 스피커와, 마이크로폰 및 헤드셋 접지를 가진 헤드셋을 포함한다. 헤드셋 플러그(headset plug)는 각각 제 1 및 제 2 스피커, 마이크로폰 및 헤드셋과 결합하는 제 1 단말, 제 2 단말, 제 3 단말 및 제 4 단말을 가진다. 오디오 잭(audio jack)은 헤드셋 플러그를 수용하도록 구성되고, 오디오 신호 프로세싱 회로가 오디오 잭에 결합된다. 오디오 신호 프로세싱 회로는 오디오 잭 및 헤드셋 플러그를 통해 헤드셋에 결합하기 위한 제 1 단말, 제 2 단말, 제 3 단말 및 제 4 단말을 포함한다. 제 1 단말 및 제 2 단말은 제 1 및 제 2 스피커에 각각 제 1 오디오 신호 및 제 2 오디오 신호를 제공하도록 구성된다. 제 3 및 제 4 단말은 헤드셋의 유형에 의거하여 마이크로폰 접속 단말이 되거나 헤드셋 접지 접속 단말이 되도록 구성된다. 오디오 잭 검출 회로는 헤드셋 접지 접속 단말을 검출하고 대응하는 헤드셋 접지 선택 신호를 제공하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 오디오 증폭기는 제 1 및 제 2 단말에 각각 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공한다. 오디오 증폭기 기준 노드는 제 1 및 제 2 오디오 증폭기의 입력에 결합되어 공통 모드 신호를 제공한다. 오디오 프로세싱 회로는 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 오디오 증폭기 기준 노드를 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 접속시키도록 구성된 제 1 스위치 디바이스와, 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말을 오디오 프로세싱 회로의 접지 단말에 결합시키도록 구성된 제 2 스위치 디바이스를 가진다.

오디오 시스템의 일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로는 또한 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 일렉트릿 마이크로폰(electret microphone)에 바이어스를 제공하는 마이크로폰 바이어스 회로에 마이크로폰 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 3 스위치 디바이스를 포함한다.

다른 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로는, 또한, 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 마이크로폰 접속 단말을 푸시 버튼 신호 검출 회로에 결합시키도록 구성된 제 4 스위치 디바이스를 가진다.

다른 실시 예에 있어서, 집적 오디오 신호 프로세싱 회로는, AC 마이크로폰 입력 신호를 수신하기 위해 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 결합되도록 구성된 마이크로폰 입력 증폭기를 추가로 포함한다.

또 다른 실시 예에 있어서, 오디오 시스템은, 또한, 제 1 및 제 2 차단 커패시터를 포함하며, 마이크로폰 입력 증폭기는 제 1 및 제 2 차단 커패시터를 통해 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 결합되도록 구성된다.

명세서 및 도면의 잔여 부분을 참조하면 본 발명의 본질 및 장점의 추가적인 이해가 이루어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오디오 시스템을 도시한 간단한 블럭도;
도 2는 종래의 오디오 시스템에 있어서의 크로스토크 문제를 도시한 개략적인 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 집적 오디오 신호 프로세싱 회로(300)를 도시한 개략적인 도면;
도 4는 도 3의 집적 오디오 신호 프로세싱 회로를 도시한 것으로, OMTP(Open Mobile Terminal Platform) 헤드셋 구성의 스위치 접속을 보여주는 도면;
도 5는 도 3의 집적 오디오 신호 프로세싱 회로를 도시한 것으로, CTIA(Cellular Telephone Industries Association) 헤드셋 구성의 스위치 접속을 보여주는 도면.

이하의 설명은, 상기에서 열거된 일련의 도면들을 참조한다. 이 도면들은 단지 예시적인 것으로, 본 명세서에 있어서의 청구범위의 범주를 과도하게 제한해서는 안된다. 도시되고 설명된 여러 측면과 관련하여, 당업자라면 다른 변형, 수정 및 대안을 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오디오 시스템을 도시한 간단한 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 시스템(100)은 제 1 스피커(111), 제 2 스피커(112), 마이크로폰(114) 및 접지(116)를 가진 헤드셋(110)을 포함한다. 오디오 시스템(100)은 헤드셋 잭(130)에 결합된 헤드셋 플러그(120)를 포함하고, 헤드셋 잭(130)은 집적 오디오 신호 프로세싱 회로(300)에 결합된다.

헤드셋 플러그(120)는, 팁(Tip), 링 1(Ring 1), 링 2(Ring 2) 및 슬리브(Sleeve)(TRRS) 접속기라고도 지칭되는 4개의 단말을 포함한다. 헤드셋 플러그(120)에 있어서, 제 1 단말(121)과 제 2 단말(122)은 헤드셋(110)의 핀 1 및 핀 2에 접속되고, 각각 제 1 및 제 2 스피커(111,112)에 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하도록 구성된다. 헤드셋 플러그의 제 3 및 제 4 단말(123,124)은 핀 3 및 핀 4로 표시된 2개의 핀에 접속되며, 헤드셋 플러그의 유형에 의거하여 헤드셋의 마이크로폰(114) 또는 접지(116)에 결합되도록 구성된다. 예를 들어, 도 1에는 핀 3이 마이크로폰에 접속되고 핀 4가 헤드셋 접지(116)에 접속되는 OMTP(Open Mobile Terminal Platform) 헤드셋 플러그가 도시된다. 각각 좌측 및 우측 스피커에 접속된 핀 1 및 핀 2의 경우, OMTP 헤드셋 플러그는 L/R/M/G 구성을 가질 수 있다. 대안적으로, CTIA(Cellular Telephone Industries Association) 헤드셋에 있어서, 핀 4는 마이크로폰에 접속되고, 핀 3은 헤드셋 접지에 접속된다. 그 결과, CTIA 헤드셋 플러그는 L/R/G/M 구성을 가질 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 잭 또는 헤드셋 잭(130)은 헤드셋 플러그(120)를 수용하도록 구성되고, 단말(301,302,303 및 304)에서 집적 오디오 신호 프로세싱 회로에 접속을 제공한다.

도 2는 종래의 오디오 시스템에 있어서의 크로스토크 문제를 도시한 개략적인 도면이다. 도시된 바와 같이, 오디오 시스템(200)은, 제 1 증폭기(212), 제 2 증폭기(214) 및 제 3 증폭기(216)를 포함하는 오디오 구동기(220)에 의해 구동되는, 2개의 스피커(202,204)와 마이크로폰(206)을 가진 헤드셋(210)을 포함한다. 이동 디바이스를 위한 헤드셋과 같은 일부 애플리케이션에 있어서, 이어폰(earpieces)을 위한 2개의 스피커들은 마이크로폰과 접지 접속을 공유하는 경우도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스피커(202,204)와 마이크로폰(206)은 헤드셋에 있어서 공통 접지 노드(208)를 공유한다. 이러한 구성은 바람직한데, 그 이유는 그것이 회로를 단순화시키고 핀의 총수 및 비용을 줄이기 때문이다.

상술한 바와 같이, 서로 다른 헤드셋들은 다른 마이크로폰 및 접지 핀 접속을 가질 수 있다. 그러므로, 오디오 구동기(220)는 다른 핀 접속들간에 스위칭될 수 있다. 이들 스위치는 내장 저항(built-in resistance)을 가지는 경우도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 스위치(Rswitch)는 저항(222,224)으로 도시된다. 도 2에는, 스위치 저항(224)에 접속된 헤드셋 접지(208)가 도시된다. 대안적으로, 헤드셋 접지(208)는 스위치 저항(222)에 접속될 수 있다. 저항(222,224)은 기생 저항을 포함할 수 있다. 이 스위치 구조에 의해, 동일한 오디오 회로가 서로 다른 헤드셋들과 함께 이용될 수 있게 된다. 그러나, 크로스토크 잡음에 영향을 받기 쉽다. 예를 들어, 스피커(202)에 대한 회로에서의 전기 신호는 저항(224)에서의 전압이 고조되도록 하며, 노드(208)에서의 그에 결과하는 전압은 스피커(204)에 크로스토크 잡음을 유발하며, 또한 마이크로폰(206)에 영향을 미친다.

반대로, 스피커(204)의 회로에서의 전기 신호는 스피커(202)에 크로스토크 잡음을 유도하고, 마이크로폰(206)에 영향을 미친다. 그러한 크로스토크 잡음은 아주 바람직하지 않으며, 특히, 3-D 사운드 또는 잡음 소거 애플리케이션과 같은 고성능 시스템에서 더욱 그러하다.

그러므로, 오디오 시스템에서 크로스토크 잡음의 감소를 위한 개선된 방법이 필요하다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 집적 오디오 신호 프로세싱 회로(300)를 도시한 개략적인 도면으로서, 그 회로는 크로스토크 잡음을 줄이기 위해 도 1에서 설명하는 오디오 시스템에 이용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는 헤드셋 플러그(120) 및 헤드셋 잭(130)을 통해 헤드셋(110)에 결합된다. 도 1과 관련하여 상술한 바와 같이, 헤드셋(110)은 제 1 및 제 2 스피커, 마이크로폰 및 헤드셋 접지를 가진다. 헤드셋 플러그(120)는 제 1 및 제 2 스피커와, 마이크로폰 및 헤드셋 접지와 각각 결합하는 제 1 단말, 제 2 단말, 제 3 단말 및 제 4 단말을 가진다. 오디오 잭(130)은 헤드셋 플러그를 수용하도록 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 집적 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는, 예를 들어, 공통 접지를 공유하는 제 1 및 제 2 스피커와 마이크로폰을 가진 헤드셋을 포함하는 오디오 시스템에서의 크로스토크 잡음을 줄이도록 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는 제 1 및 제 2 스피커, 마이크로폰 및 헤드셋 접지를 가진 헤드셋에 결합하기 위한, 제 1 단말(301), 제 2 단말(302), 제 3 단말(303) 및 제 4 단말(304)을 포함한다. 제 1 및 제 2 단말(301,302)은 각각 제 1 스피커 및 제 2 스피커에 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하도록 구성된다. 제 3 및 제 4 단말(303,304)은 헤드셋의 유형에 의거하여, 각각 마이크로폰 접속 단말 또는 헤드셋 접지 접속 단말이 되도록 구성된다.

오디오 신호 프로세싱 회로(300)는 헤드셋 접지 접속 단말을 검출하고, 단말(303) 또는 단말(304)이 헤드셋 접지 접속 단말인지 또는 헤드셋 마이크로폰 접속 단말인지를 나타내는 대응하는 헤드셋 접지 선택 신호(312)를 제공하도록 구성된 오디오 잭 검출 회로(310)를 포함한다. 실시 예에 있어서, 오디오 잭 검출 회로(310)는 단말들간의 임피던스를 측정함에 의해 접지 접속을 검출하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 헤드셋에 있어서, 스피커 단말과 접지 단말간의 저항은 마이크로폰 단말과 접지 단말간의 저항과 다른 값을 가질 수 있다. 물론, 다른 종래의 오디오 잭 검출 방법이 이용될 수 있다.

오디오 신호 프로세싱 회로(300)는, 또한, 각각 제 1 및 제 2 단말(301,302)에 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하는 제 1 및 제 2 오디오 증폭기(321,322)를 가진다. 도 3에서 오디오 증폭기(321,322)로의 입력 신호(INL, INR)는 전형적으로는 내부 오디오 DAC(Digital-to-Analog Converter)로부터 오지만, 또한 외부 소오스나 다른 내부 아날로그 오디오 소오스로부터 올 수도 있는 오디오 소오스이다. 오디오 증폭기 기준 노드(325)(hpcom)는 제 1 및 제 2 오디오 증폭기(321,322)의 입력에 결합되어, 스피커에 공통 모드 신호를 제공한다.

또한, 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는 헤드셋 접지 선택 신호(312)에 응답하여, 오디오 증폭기 기준 노드(hpcom)를, 단말(303) 또는 단말(304)인 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 접속시키도록 구성된 제 1 스위치 디바이스(331)를 가진다. 오디오 신호 프로세싱 회로는, 또한, 헤드셋 접지 선택 신호(312)에 응답하여, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말을 오디오 프로세싱 회로의 접지 단말(MCGND)에 결합시키도록 구성된 제 2 스위치 디바이스(332)를 가진다.

일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는, 또한, 헤드셋 접지 선택 신호(312)에 응답하여, 단말(303) 또는 단말(304)인 마이크로폰 접속 단말을 마이크로폰 바이어스 회로(327)에 결합시키도록 구성된 제 3 스위치 디바이스(333)를 포함한다. 마이크로폰 바이어스 회로(327)는, 전형적으로, 일렉트릿 마이크로폰에 바이어스 전압(MCBS)을 제공하기 위해 저잡음 고파워 공급 거절 증폭기를 필요로 한다. 그 다음, 그 전압은 스위치 디바이스(333)에 접속된 저항들 중 하나를 통해 마이크로폰으로 공급된다. 일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는, 또한, 헤드셋 접지 선택 신호(312)에 응답하여, 단말(303) 또는 단말(304)인 마이크로폰 접속 단말을, 예를 들어, 일부 헤드셋에서 전송/종료 신호(Send/End signal)인, 푸시 버튼 신호를 검출하는 푸시 버튼 신호 검출 회로(328)에 결합시키도록 구성된 제 4 스위치 디바이스(334)를 포함한다. 푸시 버튼 신호 검출 회로(328)에 있어서의 SAR ADC는 마이크로폰 핀상의 푸시 버튼을 검출하는데 이용되고, SAR ADC 데이터는 유효 푸시 버튼 누름(valid push button press)을 검출하도록 논리 회로에 의해 프로세싱된다.

상술한 바와 같이, 헤드셋에 있어서, 제 1 및 제 2 스피커 및 마이크로폰은 헤드셋 접지에 결합된다. 또한, 제 1 및 제 2 오디오 증폭기의 접지 접속은, 유한 저항을 가지며 헤드셋 플러그의 유형에 의거하여 단말(303) 또는 단말(304)에 접속되는 선택 스위치(332)를 통해 이루어진다. 스위치(331)가 유한 저항을 가지기 때문에, 스피커들 중 하나상의 전류는 다른 스피커상에 나타날 수 있는 전압을 생성할 수 있는데, 그 이유는 접지가 제 2 스피커에 의해 공유되기 때문이다. 그러므로, 헤드셋은 크로스토크 잡음에 영향받기 쉽다. 그러나, 본 발명의 실시 예에는, 오디오 증폭기 기준 노드(hpcom)가 도 3에 도시된 바와 같이 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 접속된다. 또한, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말은 오디오 프로세싱 회로의 접지 단말(MCGND)에 접속된다. 그러므로, 스피커들 중 하나로부터의 임의 장애(disturbance)는 다른 스피커상에서 중복된다. 결과적으로, 스피커들간의 크로스토크 잡음이 제거되고, 적어도 감소된다. 그러므로, 본 발명의 실시 예들에 있어서, 제 1 및 제 2 스위치 디바이스(331,332)는, 제 2 스피커가 비-제로 신호를 포함하면, 제 1 스피커 양단의 전압차가 0이 되고, 제 1 스피커가 비-제로 신호를 포함하면, 제 2 스피커 양단의 전압차가 0이 되도록 구성된다. 유사한 이유로, 마이크로폰과 스피커들간의 크로스토크가 제거되거나 줄어들 수 있게 된다.

일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는, 또한, 오디오 신호를 프로세싱하는 CODEC(Coder/Decoder)과 같은 회로 및 오디오 장비 또는 컴퓨터 시스템과 인터페이싱(interfacing)하는 회로를 포함할 수 있는 신호 프로세싱 회로(350)를 포함한다. 도시를 간단히 하기 위해, 신호 프로세싱 회로(350)에 대한 접속이 도 3에서는 생략되었다.

일부 실시 예에 있어서, 오디오 신호 프로세싱 회로(300)는, 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말(303,304)에 결합하도록 구성되어 AC 마이크로폰 입력 신호를 수신하는 마이크로폰 입력 증폭기(324)(PGA: Programmable Gain Amplifier)를 포함한다. PGA 출력은, 전형적으로, 오디오 프로세싱을 위해 오디오 ADC로 진행하는데, 그러나, 아날로그 오디오 출력으로서 직접 이용될 수도 있다. 특정 실시 예에 있어서, 마이크로폰 입력 증폭기(323)는 제 1 및 제 2 차단 커패시터(341,342)를 통해 헤드셋의 제 3 단말 및 제 4 단말에 결합되도록 구성된다.

일부 실시 예에 있어서, 도 3의 스위치 디바이스(331-334)는 MOSFET 디바이스이다. 그러나, 그들은 다른 알려진 전자 스위치들로 구현될 수 있다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 스위치 디바이스는 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터를 포함한다. 일부 실시 예에 있어서, 제 2 스위치 디바이스는 제 3 및 제 4 MOS 트랜지스터를 포함한다. 도 3에 있어서, 스위치(361,362)는 파워 업 및 파워 다운 상황(power up and power down conditions)에서 접지에 대한 좌측 및 우측 헤드셋 스피커 전압을 정의하는데 이용된다. 일부 실시 예에 있어서, 스위치(361,362)와 스위치 디바이스(331-334)(MOSFET)는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 인터페이스 또는 SPI(Serial Peripheral Interface) 레지스터로부터의 별도의 제어 비트에 의해 제어된다. 그러나, 그것은 스위치를 제어하는 자동 시퀀스의 일부일 수 있다.

도 4는 도 3의 집적 오디오 신호 프로세싱 회로를 도시한 것으로, OMTP 헤드셋 구성의 스위치 접속을 보여주는 도면이다. 핀 3은 마이크로폰에 접속되고, 핀 4는 헤드셋 접지에 접속됨을 알 수 있을 것이다. 각각 좌측 및 우측 스피커에 접속된 핀 1 및 핀 2의 경우, OMTP 헤드셋 플러그는 L/R/M/G 구성을 가진다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 스위치(331-334)는 헤드셋 접지 선택 신호(312)에 응답하여 설정된다.

도 5는 도 3의 집적 오디오 신호 프로세싱 회로를 도시한 것으로, CTIA 헤드셋 구성의 스위치 접속을 보여주는 도면으로서, 핀 4는 마이크로폰에 접속되고, 핀 3은 헤드셋 접지에 접속된다. 결과적으로, CTIA 헤드셋 플러그는 L/R/G/M 구성을 가진다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위치(331-334)는 헤드셋 접지 선택 신호(312)에 응답하여 설정된다.

상술한 바와 같이, 헤드셋에 있어서, 제 1 및 제 2 스피커와 마이크로폰은 헤드셋 접지에 결합된다. 그러므로, 헤드셋은 크로스토크 잡음에 영향받기 쉽다. 또한, 오디오 프로세싱 회로에 있어서, 스위치 디바이스는 선택된 헤드셋 접지 단말에 대한 접속을 위해 이용된다. 또한, 스위치 디바이스의 저항은 크로스토크 문제를 유발할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 있어서, 내부 헤드폰 증폭기 기준은 헤드셋의 핀 3 또는 핀 4로부터 도출되는 내부 접지 기준에 결부되어 있으며, 그에 따라 우측 스피커가 비-제로 신호를 포함하면 좌측 스피커 양단의 전압차는 0으로 되고, 좌측 스피커가 비-제로 신호를 포함하면 우측 스피커 양단의 전압차는 0으로 된다.

상기에서는 본 발명의 특정 실시 예를 설명하였지만, 상술한 설명이 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 본 명세서에서 설명한 예시 및 실시 예는 단지 예시적으로 것일 뿐, 다양한 수정 또는 변경이 당업자에게 제안될 수 있을 것이며 본 출원의 사상 및 범위내에 포함될 수 있음을 알 것이다.

110: 헤드셋
120: 헤드셋 플러그
130: 헤드셋 잭
300: 오디오 신호 프로세싱 회로
301 내지 304: 단말
310: 오디오 잭 검출 회로
321,322:오디오 증폭기
325: 오디오 증폭기 기준 노드
331,332,333,334: 스위치 디바이스

Claims

오디오 신호 프로세싱 회로로서,
제 1 스피커와, 제 2 스피커와, 마이크로폰 및 헤드셋 접지를 가진 헤드셋에 결합하기 위한 제 1 단말, 제 2 단말, 제 3 단말 및 제 4 단말 - 상기 제 1 및 제 2 단말은 각각 제 1 스피커와 제 2 스피커에 제 1 오디오 신호와 제 2 오디오 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 제 3 및 제 4 단말은, 헤드셋의 유형에 의거하여, 각각 마이크로폰 접속 단말 또는 헤드셋 접지 접속 단말이 되도록 구성됨 - 과;
헤드셋 접지 접속 단말을 검출하고, 대응하는 헤드셋 접지 선택 신호를 제공하도록 구성된 오디오 잭 검출 회로와;
제 1 및 제 2 단말에, 각각, 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하는 제 1 오디오 증폭기 및 제 2 오디오 증폭기와;
제 1 및 제 2 오디오 증폭기의 입력에 결합되어 공통 모드 신호를 제공하는 오디오 증폭기 기준 노드와;
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 오디오 증폭기 기준 노드를 접속시키도록 구성된 제 1 스위치 디바이스와;
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 상기 오디오 신호 프로세싱 회로의 접지 단말에 검출된 헤드셋 접지 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 2 스위치 디바이스와;
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 마이크로폰 바이어스 회로에 마이크로폰 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 3 스위치 디바이스와;
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 푸시 버튼 신호 검출 회로에 마이크로폰 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 4 스위치 디바이스를 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 1 항에 있어서,
신호 프로세싱 회로를 더 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 헤드셋에 있어서의 상기 제 1 및 제 2 스피커와 상기 마이크로폰은 헤드셋 접지에 결합되고, 상기 오디오 신호 프로세싱 회로에 있어서의 제 1 및 제 2 스위치 디바이스는, 제 2 스피커가 비-제로 신호를 포함하면, 제 1 스피커 양단의 전압차가 0이 되고, 상기 제 1 스피커가 비-제로 신호를 포함하면, 제 2 스피커 양단의 전압차가 0이 되도록 구성되는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 결합되도록 구성되어 AC 마이크로폰 입력 신호를 수신하는 마이크로폰 입력 증폭기를 더 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 4 항에 있어서,
상기 마이크로폰 입력 증폭기는 제 1 차단 커패시터와 제 2 차단 커패시터를 통해 상기 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 접속되도록 구성되는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스위치 디바이스는 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터를 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 스위치 디바이스는 제 3 및 제 4 MOS 트랜지스터를 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
오디오 신호 프로세싱 회로로서,
제 1 스피커와, 제 2 스피커와, 마이크로폰 및 헤드셋 접지를 가진 헤드셋에 결합하기 위한 제 1 단말, 제 2 단말, 제 3 단말 및 제 4 단말 - 상기 제 1 및 제 2 단말은 각각 제 1 스피커와 제 2 스피커에 제 1 오디오 신호와 제 2 오디오 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 제 3 및 제 4 단말은, 헤드셋의 유형에 의거하여, 각각 마이크로폰 접속 단말 또는 헤드셋 접지 접속 단말이 되도록 구성됨 - 과;
헤드셋 접지 접속 단말을 검출하고, 대응하는 헤드셋 접지 선택 신호를 제공하도록 구성된 오디오 잭 검출 회로와;
제 1 및 제 2 단말에, 각각, 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하는 제 1 오디오 증폭기 및 제 2 오디오 증폭기와;
제 1 및 제 2 오디오 증폭기의 입력에 결합되어 공통 모드 신호를 제공하는 오디오 증폭기 기준 노드와;
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 오디오 증폭기 기준 노드를 접속시키도록 구성된 제 1 스위치 디바이스; 및
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 상기 오디오 신호 프로세싱 회로의 접지 단말에 검출된 헤드셋 접지 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 2 스위치 디바이스를 구비한
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 8 항에 있어서,
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 일렉트릿 마이크로폰(electret microphone)에 바이어스를 제공하는 마이크로폰 바이어스 회로에 마이크로폰 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 3 스위치 디바이스를 더 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 8 항에 있어서,
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 푸시 버튼 신호 검출 회로에 마이크로폰 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 4 스위치 디바이스를 더 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 8 항에 있어서,
신호 프로세싱 회로를 더 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 8 항에 있어서,
상기 헤드셋에 있어서의 상기 제 1 및 제 2 스피커와 상기 마이크로폰은 헤드셋 접지에 결합되고, 상기 오디오 신호 프로세싱 회로에 있어서의 제 1 및 제 2 스위치 디바이스는, 제 2 스피커가 비-제로 신호를 포함하면, 제 1 스피커 양단의 전압차가 0이 되고, 상기 제 1 스피커가 비-제로 신호를 포함하면, 제 2 스피커 양단의 전압차가 0이 되도록 구성되는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 8 항에 있어서,
상기 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 결합되도록 구성되어 AC 마이크로폰 입력 신호를 수신하는 마이크로폰 입력 증폭기를 더 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 13 항에 있어서,
상기 마이크로폰 입력 증폭기는 제 1 차단 커패시터와 제 2 차단 커패시터를 통해 상기 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 접속되도록 구성되는
오디오 신호 프로세싱 회로.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 스위치 디바이스는 제 1 및 제 2 MOS 트랜지스터를 구비하는
오디오 신호 프로세싱 회로.
오디오 시스템으로서,
제 1 스피커와, 제 2 스피커와, 마이크로폰 및 헤드셋 접지를 가진 헤드셋과;
제 1 및 제 2 스피커, 마이크로폰 및 헤드셋과 각각 결합하는 제 1 단말, 제 2 단말, 제 3 단말 및 제 4 단말을 가진 헤드셋 플러그(headset plug)와;
헤드셋 플러그를 수용하도록 구성된 오디오 잭(audio jack); 및
오디오 잭에 결합되어,
상기 오디오 잭과 상기 헤드셋 플러그를 통해 헤드셋에 결합하기 위한 제 1 단말, 제 2 단말, 제 3 단말 및 제 4 단말 - 상기 제 1 및 제 2 단말은 각각 제 1 스피커와 제 2 스피커에 제 1 오디오 신호와 제 2 오디오 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 제 3 및 제 4 단말은, 헤드셋의 유형에 의거하여, 각각 마이크로폰 접속 단말 또는 헤드셋 접지 접속 단말이 되도록 구성됨 - 과;
헤드셋 접지 접속 단말을 검출하고, 대응하는 헤드셋 접지 선택 신호를 제공하도록 구성된 오디오 잭 검출 회로와;
제 1 및 제 2 단말에, 각각, 제 1 및 제 2 오디오 신호를 제공하는 제 1 오디오 증폭기 및 제 2 오디오 증폭기와;
제 1 및 제 2 오디오 증폭기의 입력에 결합되어 공통 모드 신호를 제공하는 오디오 증폭기 기준 노드와;
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 검출된 헤드셋 접지 접속 단말에 오디오 증폭기 기준 노드를 접속시키도록 구성된 제 1 스위치 디바이스; 및
헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 오디오 신호 프로세싱 회로의 접지 단말에 검출된 헤드셋 접지 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 2 스위치 디바이스를 구비한
오디오 신호 프로세싱 회로를
구비한 오디오 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 오디오 신호 프로세싱 회로는, 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 일렉트릿 마이크로폰(electret microphone)에 바이어스를 제공하는 마이크로폰 바이어스 회로에 마이크로폰 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 3 스위치 디바이스를 더 구비하는
오디오 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 오디오 신호 프로세싱 회로는, 헤드셋 접지 선택 신호에 응답하여, 푸시 버튼 신호 검출 회로에 마이크로폰 접속 단말을 결합시키도록 구성된 제 4 스위치 디바이스를 더 구비하는
오디오 시스템.
제 16 항에 있어서,
상기 오디오 신호 프로세싱 회로는, 상기 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 결합되도록 구성되어 AC 마이크로폰 입력 신호를 수신하는 마이크로폰 입력 증폭기를 더 구비하는
오디오 시스템.
제 19 항에 있어서,
제 1 및 제 2 차단 커패시터를 더 포함하고,
상기 마이크로폰 입력 증폭기는 제 1 차단 커패시터와 제 2 차단 커패시터를 통해 상기 헤드셋의 제 3 및 제 4 단말에 접속되도록 구성되는
오디오 시스템.