KR101814473B1 - 오디오 신호 처리 방법 및 이를 적용한 오디오 신호 출력 장치 - Google Patents

오디오 신호 처리 방법 및 이를 적용한 오디오 신호 출력 장치 Download PDF

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Abstract

오디오 신호 출력 장치 및 이의 오디오 신호 처리 방법을 제공한다. 본 오디오 신호 출력 장치는 오디오 신호를 입력받아 증폭하기 위한 앰프부, 서로 다른 임계치를 이용하여 오디오 신호의 입력 레벨을 비교하는 복수의 비교부 및 복수의 비교부의 비교 결과에 따라 앰프부의 이득을 변경하여 오디오 신호의 출력을 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 종래와 같이 최대 출력을 제한할 수 있을 뿐 아니라, 최대 출력 이하이지만 장치에 무리가 가는 오디오의 신호가 지속적으로 출력되는 경우에도 오디오 신호의 출력을 제한하여, 오디오 신호 출력 장치를 보호할 수 있게 된다. 또한, 회로 구성이 하나의 칩으로 구현됨으로써 전체적으로 적은 면적의 회로기판 구현이 가능하다.

Description

오디오 신호 처리 방법 및 이를 적용한 오디오 신호 출력 장치{Method for processing audio signal and Audio signal output apparatus thereof}
본 발명은 오디오 신호 처리 방법 및 이를 적용한 오디오 신호 출력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 이득 제어를 통해 오디오 신호 출력 장치의 과도한 출력을 제한하여 오디오 신호 출력 장치를 보호하기 위한 오디오 신호 처리 방법 및 이를 적용한 오디오 신호 출력 장치에 관한 것이다.
오디오 신호 출력 장치는 자동이득제어(Auto Gain Control) 또는 자동이득제한(Auto Gain Limiter)를 이용하여 오디오 신호의 출력을 제한하여 사용하고 있다. 이는 오디오 신호 출력 시스템이 재생하지 못하는 오디오 신호의 과도한 출력을 제한하여 앰프도 보호하고 오디오 신호의 왜곡을 방지하기 위함이다.
구체적으로, 오디오 신호 출력 장치는 오디오 신호 출력 시스템이 재생하지 못하는 과도한 레벨의 오디오 신호 출력을 방지하기 위해, 입력되는 오디오 신호를 앰프를 통해 이득(Gain)을 제어하여, 오디오 신호 출력 시스템이 재생할 수 있는 레벨의 오디오 신호를 출력할 수 있도록 한다.
그러나, 기 설정된 임계치 이하의 레벨을 가지는 오디오 신호라도 특정 시간동안 출력된다면, 오디오 신호 출력 장치에 무리가 되거나 스피커가 파괴될 수 있는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서로 다른 임계치를 가지는 복수의 비교부를 이용하여 오디오 신호의 출력을 제한하는 오디오 신호 출력 장치 및 이의 오디오 신호 처리 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 출력 장치는, 오디오 신호를 입력받아 증폭하기 위한 앰프부; 서로 다른 임계치를 이용하여 상기 오디오 신호의 입력 레벨을 반복적으로 비교하는 복수의 비교부; 및 상기 복수의 비교부의 비교 결과에 따라 상기 앰프부의 이득을 변경하여 상기 오디오 신호의 출력을 제어하는 제어부;를 포함한다.
그리고, 상기 상기 앰프부는, 상기 서로 다른 임계치를 가지는 복수의 비교부와 동일한 개수의 복수의 앰프로 구성되며, 상기 제어부는, 상기 복수의 비교부의 비교 결과에 따라, 상기 복수의 앰프의 이득을 각각 조정할 수 있다.
또한, 상기 앰프부는, 입력되는 상기 오디오 신호를 증폭하는 제1 앰프; 상기 제1 앰프의 후단에 직렬적으로 연결된 제2 앰프;를 포함하며, 상기 복수의 비교부는, 상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하는 제1 비교부; 및 상기 제1 앰프에서 출력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하는 제2 비교부;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제1 비교부의 비교 결과에 따라 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제2 비교부의 비교 결과에 따라 상기 제2 앰프의 이득을 조정할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치를 초과하면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치 이하이면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고, 기 설정된 시간동안, 상기 제1 앰프의 출력 레벨과 상기 제2 임계치를 비교하도록 상기 제2 비교부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 기 설정된 시간동안 상기 제1 앰프의 출력 레벨이 상기 제2 임계치를 초과하면 상기 제2 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제2 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제1 앰프의 출력 레벨이 상기 제2 임계치 이하이면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 상기 제2 앰프의 이득을 조정할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 비교부는, 상기 앰프부로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하는 제1 비교부; 및 상기 제1 비교부와 병렬적으로 연결되어, 상기 앰프부로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하는 제2 비교부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 앰프부로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치를 초과하면 상기 앰프부의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 앰프부의 이득을 조정하고, 상기 앰프부로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치 이하이면 상기 앰프부의 출력 레벨을 유지하도록 상기 앰프부의 이득을 조정하고, 기 설정된 시간동안, 상기 앰프부로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 상기 제2 임계치를 비교하도록 상기 제2 비교부를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 기 설정된 시간동안, 상기 앰프부로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제2 임계치를 초과하면 상기 앰프부의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 앰프부의 이득을 조정하고, 상기 앰프부로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제2 임계치 이하이면 상기 앰프부의 출력 레벨을 유지하도록 상기 앰프부의 이득을 조정할 수 있다.
또한, 상기 제1 임계치는, 상기 제1 임계치를 가지는 오디오 신호가 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값이고, 상기 제2 임계치는, 상기 기 설정된 시간동안 상기 제2 임계치를 가지는 오디오 신호가 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 출력 장치의 오디오 신호 처리 방법은, 상기 오디오 신호 출력 장치 내에 포함된 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하는 단계; 기 설정된 제1 시간동안, 상기 오디오 신호 출력 장치 내에 포함된 제2 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하는 단계; 및 상기 제1 임계치 및 제2 임계치와의 비교 결과에 따라, 상기 제1 앰프 또는 제2 앰프의 이득을 조정하여, 오디오 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 오디오 신호를 출력하는 단계는, 상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치를 초과하면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치 이하이면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정할 수 있다.
또한, 상기 오디오 신호를 출력하는 단계는, 상기 기 설정된 제1 시간동안, 상기 제2 앰프에 입력된 오디오 신호의 레벨이 상기 제2 임계치를 초과하면 상기 제2 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제2 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제2 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제2 임계치 이하이면 상기 제2 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 제2 앰프의 이득을 조정할 수 있다.
그리고, 기 설정된 제2 시간동안, 상기 오디오 신호 출력 장치 내에 포함된제3 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제3 임계치를 비교하는 단계;를 더 포함하고, 상기 오디오 신호를 출력하는 단계는, 상기 기 설정된 제2 시간동안 상기 제3 앰프에 입력된 오디오 신호의 레벨이 상기 제3 임계치를 초과하면 상기 제3 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제3 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제3 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제3 임계치 이하이면 상기 제3 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 제3 앰프의 이득을 조정할 수 있다.
또한, 상기 제1 임계치는, 상기 제1 임계치를 가지는 오디오 신호가 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값이고, 상기 제2 임계치는, 상기 기 설정된 제1 시간동안 상기 제2 임계치를 가지는 오디오 신호가 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 출력 장치는, 오디오 신호를 입력받아 증폭하기 위한 m개의 앰프로 이루어지는 앰프부; 입력신호를 서로 다른 임계치로 입력 레벨을 각각 반복적으로 비교하는 n개의 비교기로 이루어지는 비교부; 및 상기 n 개의 비교기의 비교 결과에 따라 상기 앰프부의 이득을 변경하여 상기 오디오 신호의 출력을 제어하는 제어부;를 포함한다. 이때, m은 1 이상 정수이고, n은 2 이상 정수이다.
그리고, 상기 앰프부는 1개의 앰프로 이루어지고, 상기 n 개 비교부는 각각 병렬연결되고, 상기 입력 신호로 상기 오디오 신호를 각각 입력받아, 서로 다른 임계치로 상기 오디오 신호의 입력레벨을 각각 비교하고, 상기 제어부는, 상기 n 개의 비교부의 비교 결과에 따라 상기 앰프부의 이득을 조정할 수 있다.
또한, 상기 앰프부는 서로 직렬 연결되는 적어도 2개 이상의 앰프로 이루어지고, 상기 비교기의 각각의 비교기는 상기 복수의 앰프의 각각의 앰프에 각각 연결되어, 첫 번째 비교기는 입력신호로 오디오 신호를 입력받고, 이후 비교기는 이전 비교기와 연결된 앰프의 출력신호를 입력신호로 입력받아 서로 다른 임계치로 입력레벨을 비교하고, 상기 제어부는, 상기 n 개의 비교부에서 각각의 비교기의 비교 결과에 따라, 상기 각각 앰프의 이득을 각각 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 종래와 같이 최대 출력을 제한할 수 있을 뿐 아니라, 최대 출력 이하이지만 장치에 무리가 가는 오디오의 신호가 지속적으로 출력되는 경우에도 오디오 신호의 출력을 제한하여, 오디오 신호 출력 장치를 보호할 수 있게 된다. 또한, 회로 구성이 하나의 침으로 구현됨으로써 전체적으로 적은 면적의 회로기판 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 출력 장치의 블럭도를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 출력 장치에 포함된 자동이득 제어부의 블럭도를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동이득 제어부의 비교부 및 앰프부의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 자동이득 제어부의 비교부 및 앰프부의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동이득제어부의 오디오 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 오디오 신호 출력 장치(100)의 블럭도를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 신호 출력 장치(100)는 오디오 신호 입력부(110), 오디오 신호 처리부(120), 자동이득 제어부(130) 및 오디오 신호 출력부(140)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치(100)는 홈 씨어터 시스템(Home theater system)일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 오디오 신호를 출력하는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다.
오디오 신호 입력부(110)는 다양한 소스에서 전송되는 오디오 신호를 입력받는다. 특히, 오디오 신호 입력부(110)는 AC3(Audio Coding-3), DTS(Digital Theater System), MPEG(Moving Picture Experts Group), 혹은 Dolby true HD등의 압축방식으로 압축된 오디오 데이터를 수신한다.
오디오 신호 처리부(120)는 오디오 신호 입력부(110)를 통해 입력된 오디오 데이터를 신호 처리한다. 구체적으로, 오디오 신호 처리부(120)는 압축된 오디오 데이터를 디코딩하여, 압축되지 않은 포맷의 오디오 데이터로 출력한다. 또한, 오디오 신호 처리부(120)는 디코딩된 오디오 데이터를 아날로그 오디오 신호로 변환하여 출력한다.
자동이득 제어부(130)는 오디오 신호 처리부(120)에서 처리된 오디오 신호의 출력 레벨을 제어하기 위해, 자동이득 제어부(130)에 포함된 앰프(Amplifier)의 이득을 조정하여 오디오 신호를 소정 크기로 증폭한다. 그리고, 자동이득 제어부(130)는 소정 크기로 증폭된 오디오 신호 출력부(140)로 출력한다. 특히, 입력되는 오디오 신호가 바로 출력되는 경우 오디오 신호 출력 장치(100)가 파괴되거나 지속적인 시간 동안 특정 레벨을 가지는 오디오 신호가 출력되는 경우 오디오 신호 출력 장치(100)가 파괴되는 것을 방지하기 위해, 자동이득 제어부(130)는 입력되는 오디오 신호를 복수의 임계치와 비교하여, 비교 결과에 따라 앰프의 이득을 조정한다. 자동이득 제어부(130)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 추후에 자세히 설명하기로 한다.
오디오 신호 출력부(140)는 자동이득 제어부(130)로부터 출력되는 아날로그 오디오 신호를 음향으로 출력한다. 이때, 오디오 신호 출력부(140)는 스피커로 구현될 수 있다.
한편, 도 1에서는 오디오 신호 입력부(110), 오디오 신호 처리부(120), 자동이득 제어부(130) 및 오디오 신호 출력부(140)가 하나의 블럭에 의해 구성되는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 오디오 신호 입력부(110), 오디오 신호 처리부(120)와 자동이득 제어부(130), 오디오 신호 출력부(140)는 서로 다른 장치에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 오디오 신호 입력부(110), 오디오 신호 처리부(120)는 DVD 플레이어에 배치될 수 있으며, 자동이득 제어부(130), 오디오 신호 출력부(140)는 DVD 플레이어에 유선 또는 무선으로 연결된 스피커에 배치될 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 자동이득 제어부(130)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동이득 제어부(130)의 블럭도를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 자동이득 제어부(130)는 레벨 검출부(131), 복수의 비교부(132), 앰프부(133) 및 제어부(143)를 포함한다.
레벨 검출부(131)는 아날로그 오디오 신호의 출력 레벨을 검출한다.
복수의 비교부(132)는 레벨 검출부(131)에서 검출된 아날로그 오디오 신호의 출력 레벨과 복수의 기 설정된 임계치를 반복적으로 비교한다. 구체적으로, 제1 비교부(132-1)는 레벨 검출부(131)에서 검출된 아날로그 오디오 신호의 출력 레벨과 제1 임계치를 비교한다. 그리고, 제2 비교부(132-1)는 레벨 검출부(131)에서 검출된 아날로그 오디오 신호의 출력 레벨과 제2 임계치를 비교한다. 이와 같은 방식으로, 제N 비교부(132-N)는 레벨 검출부(131)에서 검출된 아날로그 오디오 신호의 출력 레벨과 제N 임계치를 비교한다. 이때, 복수의 비교부(132)는 2개 이상의 비교기로 구현될 수 있다.
앰프부(133)는 제어부(124)의 제어에 의해, 오디오 신호의 출력 레벨에 곱해지는 이득을 조정하여, 오디오 신호를 소정 크기의 출력 레벨을 가지도록 증폭한다. 이때, 앰프부(133)는 하나의 앰프로 구현될 수 있으며, 복수의 비교부(132)와 대응되도록 복수의 앰프로 구현될 수 있다.
제어부(134)는 복수의 비교부(132)의 비교 결과에 따라 앰프부(133)의 이득을 조정하여 오디오 신호의 출력 레벨을 제어한다.
구체적으로, 제어부(134)는 레벨 검출부(131)에서 검출된 아날로그 오디오 신호의 출력 레벨과 제1 임계치를 비교한 제1 비교부(132-1)의 비교 결과에 따라, 앰프부(133)의 이득을 조정한다. 즉, 제어부(134)는 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치를 초과하면 오디오 신호의 출력 레벨을 감소시키도록 앰프부(133)의 이득을 조정하고, 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치 이하이면 오디오 신호의 출력 레벨을 유지하도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다. 예를 들어, 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 110이고, 제1 임계치가 100인 경우, 제어부(134)는 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 90이 되도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다. 그러나, 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 70이고, 제1 임계치가 100인 경우, 제어부(134)는 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 70이 유지되도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다.
이때, 제1 임계치는 제1 임계치를 가지는 오디오 신호가 자동이득 제어부(130)에 의해 제어되지 않고 바로 출력되면, 오디오 신호 출력 장치(100)에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값이다.
그리고, 제어부(134)는 기설정된 제1 시간동안, 레벨 검출부(131)에서 검출된 아날로그 오디오 신호의 출력 레벨이 제2 임계치를 초과하였는지 여부를 판단하여, 앰프부(133)의 이득을 조정한다.
즉, 제어부(134)는 기설정된 제1 시간동안 오디오 신호의 레벨이 제2 임계치를 초과하면 오디오 신호의 출력 레벨을 감소시키도록 앰프부(133)의 이득을 조정하고, 오디오 신호의 레벨이 제2 임계치 이하이면 오디오 신호의 출력 레벨을 유지하도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다. 예를 들어, 기설정된 제1 시간동안 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 90이고, 제1 임계치가 80인 경우, 제어부(134)는 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 70이 되도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다. 그러나, 기설정된 제1 시간동안 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 75이고, 제1 임계치가 80인 경우, 제어부(134)는 입력되는 오디오 신호의 출력 레벨이 75가 유지되도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다. 이때, 제2 임계치는 기 설정된 제1 시간동안 상기 제2 임계치를 가지는 오디오 신호가 출력되면, 오디오 신호 출력 장치(100)에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값이다. 또한, 제2 임계치는 제1 임계치보다 작은 값이다.
제어부(134)는 상술한 방식으로 기 설정된 시간 간격 동안 반복적으로 복수의 비교부의 비교 결과에 따라 오디오 신호의 출력 레벨을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(134)는 기설정된 제2 시간동안, 제3 임계치를 가지는 제3 비교부(132-3)의 비교 결과에 따라, 앰프부(133)의 이득을 조정하여 오디오 신호의 출력을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수 개의 비교부(132)의 비교 결과에 따라, 오디오 신호의 출력 레벨을 제어함으로써, 시간이 지나더라도 오디오 신호 출력 장치(100)의 출력 범위를 안전 범위 내로 유지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동이득 제어부(130)의 비교부(132) 및 앰프부(133)의 구성을 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 자동이득 제어부(130)는 입력되는 오디오 신호를 증폭하는 제1 앰프(133-1), 제1 앰프(133-1)의 후단에 직렬로 연결된 제2 앰프(133-2), 제1 앰프(133-1)로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하는 제1 비교부(132-1) 및 제1 앰프(133-1)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하는 제2 비교부(132-2)를 포함한다.
이때, 제어부(134)는 제1 비교부(132-1)의 비교 결과에 따라 제1 앰프(133-1)의 이득을 조정하고, 기 설정된 시간동안의 제2 비교부(132-2)의 비교 결과에 따라 제2 앰프(133-2)의 이득을 조정한다.
구체적으로, 제어부(134)는 제1 앰프(133-1)로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치를 초과하면, 제1 앰프(133-1)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 감소시키도록 제1 앰프(133-1)의 이득을 조정하고, 제1 앰프(133-1)로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치 이하이면 제1 앰프(133-1)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 유지하도록 제1 앰프(133-1)의 이득을 조정한다.
그리고, 제어부(134)는 제1 앰프(133-1)의 출력 레벨과 제2 임계치를 비교하도록 제2 비교부(132-2)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(134)는 기설정된 시간동안 제1 앰프(133-1)의 출력 레벨이 제2 임계치를 초과하면 제2 앰프(133-2)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 감소시키도록 제2 앰프(133-2)의 이득을 조정하고, 기설정된 시간동안 제1 앰프(133-1)의 출력 레벨이 제2 임계치 이하이면 제1 앰프(133-1)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 유지하도록 제2 앰프(133-2)의 이득을 조정한다.
이상에서는 두 개의 비교부(132-1,132-2)가 존재하고, 두 개의 앰프부(133-1,133-2)가 직렬로 연결된 것으로 상정하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 세 개 이상의 비교부가 존재하고, 그에 대응하는 세 개 이상의 앰프부가 직렬로 연결된 실시예에서도 본 발명의 기술적 사상의 적용이 가능하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 자동이득 제어부(130)의 비교부(132) 및 앰프부(133)의 구성을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 자동이득 제어부(130)는 입력되는 오디오 신호를 증폭하는 앰프부(133), 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하는 제1 비교부(132-1) 및 제1 비교부(132-1)와 병렬적으로 연결되어, 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하는 제2 비교부(132-2)를 포함한다.
이때, 오디오 신호 처리부(120)에서 처리된 아날로그 신호가 입력되면, 제어부(134)는 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하도록 제1 비교부(132-1)를 제어한다. 그리고, 제어부(134)는 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치를 초과하면 앰프부(133)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 감소시키도록 앰프부(133)의 이득을 조정하고, 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치 이하이면 앰프부(133)의 출력 레벨을 유지하도록 앰프부(133)의 이득을 조정한다.
그리고, 제어부(134)는 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하도록 제2 비교부(132-2)를 제어한다.
그리고, 제어부(134)는 기설정된 시간동안 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 제2 임계치를 초과하면 앰프부(133)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨을 감소시키도록 앰프부(133)의 이득을 조정하고, 기설정된 시간동안 앰프부(133)로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 제2 임계치 이하이면 앰프부(133)에서 출력되는 오디오 신호의 레벨이 유지되도록 앰프부(133)의 이득을 조정한다.
이상에서는 두 개의 비교부(132-1,132-2)가 병렬로 연결된 것으로 상정하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 세 개 이상의 비교부가 병렬로 연결된 실시예에서도 본 발명의 기술적 사상의 적용이 가능하다.
한편, 도 3 및 도 4에서 설명한 회로 구성은 하나의 칩으로 구현될 수 있으므로, 전체적으로 오디오 장치의 오디오 신호 처리를 위한 메인 회로 기판을 적은 면적으로 구현 가능하다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 오디오 신호 출력 장치(100)의 오디오 신호 처리 방법을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동이득 제어부(130)의 오디오 신호 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 자동이득 제어부(130)에 오디오 신호가 입력된다(S510). 이때, 입력되는 오디오 신호는 디코딩된 아날로그 오디오 신호일 수 있다.
오디오 신호가 입력되면, 자동이득 제어부(130)는 입력된 오디오 신호와 제1 임계치를 비교한다(S520). 그리고, 자동이득 제어부(130)는 입력된 오디오 신호와 제1 임계치와의 비교 결과에 따라, 자등이득 제어부(130)에 포함된 앰프의 이득을 조정한다(S530). 이때, 제1 임계치는 오디오 신호가 자동이득 제어부(130)에 의해 제어되지 않고 바로 출력되면, 오디오 신호 출력 장치(100)에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값이다.
구체적으로, 입력된 오디오 신호가 제1 임계치를 초과하면, 자동이득 제어부(130)는 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치를 초과하면 오디오 신호의 출력 레벨을 감소시키도록 앰프부(133)의 이득을 조정하고, 오디오 신호의 레벨이 제1 임계치 이하이면 오디오 신호의 출력 레벨을 유지하도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다.
그리고, 자동이득 제어부(130)는 기 설정된 제1 시간동안 입력된 오디오 신호와 제2 임계치를 비교한다(S540). 그리고, 자동이득 제어부(130)는 입력된 오디오 신호와 제2 임계치와의 비교 결과에 따라. 자동이득 제어부(130)에 포함된 앰프의 이득을 조정한다(S550). 이때, 제2 임계치는 기 설정된 제1 시간동안 오디오 신호가 출력되면, 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값이다. 또한, 제2 임계치는 제1 임계치보다 작은 값일 수 있다.
구체적으로, 기설정된 제1 시간동안 입력된 오디오 신호가 제2 임계치를 초과하면, 자동이득 제어부(130)는 오디오 신호의 레벨이 제2 임계치를 초과하면 오디오 신호의 출력 레벨을 감소시키도록 앰프부(133)의 이득을 조정하고, 기설정된 제1 시간동안 오디오 신호의 레벨이 제2 임계치 이하이면 오디오 신호의 출력 레벨을 유지하도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다.
그리고, 자동이득 제어부(130)는 기 설정된 제2 시간동안 입력된 오디오 신호와 제3 임계치를 비교한다(S560). 그리고, 자동이득 제어부(130)는 입력된 오디오 신호와 제3 임계치와의 비교 결과에 따라. 자동이득 제어부(130)에 포함된 앰프의 이득을 조정한다(S570). 이때, 제4 임계치는 기 설정된 제2 시간동안 오디오 신호가 출력되면, 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값이다. 또한, 제3 임계치는 제1 임계치 및 제2 임계치보다 작은 값일 수 있다.
구체적으로, 기설정된 제2 시간동안 입력된 오디오 신호가 제3 임계치를 초과하면, 자동이득 제어부(130)는 오디오 신호의 레벨이 제3 임계치를 초과하면 오디오 신호의 출력 레벨을 감소시키도록 앰프부(133)의 이득을 조정하고, 기설정된 제2 시간동안 오디오 신호의 레벨이 제3 임계치 이하이면 오디오 신호의 출력 레벨을 유지하도록 앰프부(133)의 이득을 조정할 수 있다.
그리고, 자동이득 제어부(130)는 상술한 과정을 거쳐 조정된 이득에 따라 증폭되는 오디오 신호를 출력한다(S580).
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 종래와 같이 최대 출력을 제한할 수 있을 뿐 아니라, 최대 출력 이하이지만 장치에 무리가 가는 오디오의 신호가 지속적으로 출력되는 경우에도 오디오 신호의 출력을 제한하여, 오디오 신호 출력 장치를 보호할 수 있게 된다.
한편, 도 5에서는 입력되는 오디오 신호와 세 개의 임계치를 비교하는 실시예에 대해 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 입력되는 오디오 신호와 두 개 또는 네 개 이상의 임계치를 비교하는 실시예에 대해서도 본 발명의 기술적 사상의 적용이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110: 오디오 신호 입력부 120: 오디오 신호 처리부
130: 자동이득 제어부 140: 오디오 신호 출력부
131: 레벨 검출부 132: 복수의 비교부
133: 앰프부 134: 제어부

Claims (17)

  1. 오디오 신호 출력 장치에 있어서,
    입력되는 오디오 신호를 증폭하는 제1 앰프;
    상기 제1 앰프에 연결된 제2 앰프;
    상기 제1 앰프로 입력되는 상기 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하는 제1 비교부;
    상기 제1 앰프에서 출력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하는 제2 비교부; 및
    상기 제1 비교부의 비교 결과에 따라 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제2 비교부의 비교 결과에 따라 상기 제2 앰프의 이득을 조정하여 상기 오디오 신호의 출력을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제1 임계치는,
    상기 제1 임계치를 가지는 오디오 신호가 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 즉시 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값 중 가장 작은 값이고,
    상기 제2 임계치는,
    상기 제2 임계치를 가지는 오디오 신호가 기 설정된 시간 동안 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값 중 가장 작은 값이고,
    상기 제2 임계치는 상기 제1 임계치보다 작은 값인, 오디오 신호 출력 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 앰프는,
    상기 제1 앰프의 후단에 직렬적으로 연결되고,
    상기 제2 비교부는,
    상기 제1 앰프의 출력 레벨과 상기 제2 임계치를 비교하는, 오디오 신호 출력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 앰프로 입력되는 상기 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치를 초과하면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치 이하이면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고,
    상기 기 설정된 시간동안, 상기 제1 앰프의 출력 레벨과 상기 제2 임계치를 비교하도록 상기 제2 비교부를 제어하는, 오디오 신호 출력 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기 설정된 시간 동안 상기 제1 앰프의 출력 레벨이 상기 제2 임계치를 초과하면 상기 제2 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제2 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제1 앰프의 출력 레벨이 상기 제2 임계치 이하이면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 상기 제2 앰프의 이득을 조정하는, 오디오 신호 출력 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 비교부는,
    상기 제1 비교부와 병렬적으로 연결되어, 상기 제1 앰프의 출력 레벨과 상기 제2 임계치를 비교하는, 오디오 신호 출력 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 오디오 신호 출력 장치의 오디오 신호 처리 방법에 있어서,
    상기 오디오 신호 출력 장치 내에 포함된 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제1 임계치를 비교하는 단계;
    상기 제1 임계치와의 비교 결과에 따라 상기 제1 앰프의 이득을 조정하는 단계;
    기 설정된 제1 시간 동안, 상기 오디오 신호 출력 장치 내에 포함된 제2 앰프로 입력되는 상기 제1 앰프에서 출력되는 오디오 신호의 레벨과 제2 임계치를 비교하는 단계; 및
    상기 제2 임계치와의 비교 결과에 따라 상기 제2 앰프의 이득을 조정하여, 오디오 신호를 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 임계치는,
    상기 제1 임계치를 가지는 오디오 신호가 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 즉시 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값 중 가장 작은 값이고,
    상기 제2 임계치는,
    상기 제2 임계치를 가지는 오디오 신호가 상기 기 설정된 제1 시간 동안 출력되면, 상기 오디오 신호 출력 장치에 에러가 발생하는 오디오 신호의 출력값 중 가장 작은 값이고,
    상기 제2 임계치는 상기 제1 임계치보다 작은 값인, 오디오 신호 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 앰프의 이득을 조정하는 단계는,
    상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치를 초과하면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제1 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제1 임계치 이하이면 상기 제1 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 상기 제1 앰프의 이득을 조정하는, 오디오 신호 처리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 오디오 신호를 출력하는 단계는,
    상기 기 설정된 제1 시간동안, 상기 제2 앰프에 입력된 오디오 신호의 레벨이 상기 제2 임계치를 초과하면 상기 제2 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제2 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제2 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제2 임계치 이하이면 상기 제2 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 제2 앰프의 이득을 조정하는, 오디오 신호 처리 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    기 설정된 제2 시간동안, 상기 오디오 신호 출력 장치 내에 포함된 제3 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨과 제3 임계치를 비교하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 오디오 신호를 출력하는 단계는,
    상기 기 설정된 제2 시간동안 상기 제3 앰프에 입력된 오디오 신호의 레벨이 상기 제3 임계치를 초과하면 상기 제3 앰프의 출력 레벨을 감소시키도록 상기 제3 앰프의 이득을 조정하고, 상기 제3 앰프로 입력되는 오디오 신호의 레벨이 상기 제3 임계치 이하이면 상기 제3 앰프의 출력 레벨을 유지하도록 제3 앰프의 이득을 조정하는, 오디오 신호 처리 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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