KR101999609B1 - 스피커라인의 실시간 검출이 가능한 디지털앰프장치 및 이를 이용한 자동전환 방송시스템 - Google Patents

스피커라인의 실시간 검출이 가능한 디지털앰프장치 및 이를 이용한 자동전환 방송시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털앰프의 스위칭동작에 의해 발생하는 리플신호를 이용하여 스피커라인의 이상 유무를 검출하는 실시간 검출이 가능한 디지털앰프장치 및 이를 이용한 자동전환 방송시스템에 관한 것으로, 고장 발생 시 지연시간 없이 스피커라인의 이상 유무를 실시간으로 검출하며, 단락 및 단선으로 판단된 스피커라인의 연결을 신속히 해제함으로써 방송설비의 오작동 및 고장을 방지하며, 종래의 검출장치에 비해 더욱 간단한 구조를 갖으며, 테스트신호를 검출하는데 발생하는 지연시간이 발생하지 않아 실시간으로 고장을 검사할 수 있고, 테스트 주파수를 인가하는 시점에 발생하는 POP-ON 노이즈 및 테스트 주파수를 종료하는 시점에 발생하는 POP-OFF 노이즈가 발생하지 않는 스피커라인의 실시간 검출이 가능한 디지털앰프장치 및 이를 이용한 자동전환 방송시스템에 관한 것이다.

Description

스피커라인의 실시간 검출이 가능한 디지털앰프장치 및 이를 이용한 자동전환 방송시스템{Digital Amplifier Device with real-time detection of speaker line and Automatic Switching Broadcasting System using it}
본 발명은 디지털앰프의 스위칭동작에 의해 발생하는 리플신호를 이용하여 스피커라인의 이상 유무를 검출하는 스피커라인의 실시간 검출이 가능한 디지털앰프장치 및 이를 이용한 자동전환 방송시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디지털앰프(digital amplifier)를 사용하는 전관방송시스템은 일대 다수의 음향을 송신하기 위하여 근거리나 원격지에 설치된 다수의 스피커를 하나의 관리시스템으로 제어하고자 하는 경우에 사용되며, 이러한 방송시스템은 병원, 학교, 공연장 및 아파트와 같이 다수의 구획된 공간을 갖는 건축물에 설치되어 공지사항 및 긴급상황과 같은 안내방송에 관한 음향신호를 다수의 스피커를 통해 전달한다.
상술한 방송시스템의 여러 가지 역할 중 중요한 부분 중의 하나로 비상 상황 시 대피 방송을 통하여 건물 안의 사람들을 보다 안전한 곳으로 대피시키기 위해서 앰프의 및 스피커를 동작시키는 내부 회로의 고장 여부를 실시간으로 감지하여 항상 정상적인 동작을 유지시키는 것이 매우 중요하다.
한국등록특허공보 제10-1683416호(전관방송 시스템 및 전광방송 시스템 오류 검출 방법, 2016.11.30.)에서는 상술한 문제점을 해결하기 위한 방송시스템에 관하여 개시하고 있으나, 종래의 방송시스템은 스피커라인의 검사를 위하여, 가청 주파수를 벗어난 테스트 주파수를 생성하는 테스트 주파수 신호 생성부를 구비하여, 송출된 테스트 주파수 신호가 스피커라인의 회로를 지나 회귀하는 임피던스 값을 검출하여 앰프 및 스피커라인의 이상 유무를 검사하고 있는 실정이다.
이와 같은 종래의 방송시스템은 검사의 시작 및 종류 시에 인가되는 테스트 주파수에 의한 POP-on, POP-off 노이즈가 스피커로 출력되는 문제점이 야기되고 이에 따라 검출 시간을 미리 정해 검사를 수행하여야 한다는 한계가 발생한다.
또한, 종래의 방송시스템은 스피커라인의 고장 발생 시점이 아닌 점검 시점에서 고장 유무를 판단하고 있어 실제로 화재나 비상 상황이 발생 하였을 시에 신속히 대응하지 못하여 방송 시스템의 정상적인 동작을 실시간으로 유지하지 못한다는 문제가 발생하며, 더하여, 종래의 방송시스템은 스피커라인의 고장을 실시간으로 검출하여 스피커라인의 단락 시에 스피커라인과 연결된 기타장비들과의 연결을 신속히 차단할 수 없어 방송시스템의 오작동을 야기하게 되는 문제가 발생한다.
한국등록특허공보 제10-1683416호(전관방송 시스템 및 전광방송 시스템 오류 검출 방법, 2016.11.30.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 디지털앰프의 스위칭동작에 의해 발생하는 리플신호를 이용하여, 고장 발생 시 지연시간 없이 스피커라인의 단락 및 단선 유무를 실시간으로 검출할 수 있는 디지털앰프장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 단락 및 단선이 발생한 스피커라인의 연결을 실시간으로 전환시키는 자동전환 방송시스템을 제공한다.
상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 디지털앰프장치는 인가된 입력신호에 기반한 스위칭 동작을 수행하여 펄스폭 변조된 스위칭 출력신호를 출력하는 스위칭부 및, 상기 스위칭부의 스위칭 출력신호를 저역 통과 필터링하여 상기 입력신호가 증폭된 출력신호를 출력하는 필터링부를 포함하는 디지털앰프와 상기 디지털앰프로부터 전달받은 출력신호를 출력하는 스피커, 상기 디지털앰프와 스피커를 연결하는 스피커라인에 연결되어, 상기 디지털앰프의 스위칭 동작에 의해 발생된 리플신호를 검출하는 검출부 및 상기 검출부에서 검출된 리플신호를 인가받아 상기 스피커라인의 고장을 판단하는 제어부를 포함하되, 상기 디지털앰프는 상기 입력신호가 인가되지 않더라고 상기 스위칭부가 일정 주파수로 반복하는 스위칭 동작을 수행하되, 상기 검출부는, 상기 스피커라인의 전류를 감지하는 전류감지부 및 상기 전류감지부에서 감지된 전류로부터 리플전압(Vr)을 추출하는 전압추출부를 포함하고, 상기 디지털앰프의 스위칭 동작을 위한 입력신호가 입력되지 않는 대기상태에서, 상기 스위칭부가 일정 주파수로 반복하는 스위칭 동작에 의해 출력되는 출력신호에 잔존하는 리플신호를 검출하며, 상기 제어부는, 상기 전류감지부로부터 감지된 전류값이 측정되지 않으면 상기 스피커라인의 단선으로 판단하고, 상기 전압추출부로부터 추출된 리플전압(Vr)이 상기 디지털앰프의 스위칭 주파수에 기반하여 설정된 정격전압(Vo)보다 클 경우 상기 스피커라인의 단락으로 판단함으로써, 상기 입력신호의 입력 여부에 관계없이 상기 스피커라인의 실시간 이상 유무 검출을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전류감지부는 상기 스피커라인으로부터 유도된 전류를 증폭하는 전류트랜스(CT)를 이용하여 상기 스피커라인에 연결될 수 있다.
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아울러, 상술한 구성에 따른 디지털앰프장치를 이용한 본 발명의 자동전환 방송시스템은 상기 디지털앰프장치의 제어부로부터 판단된 스피커라인의 이상신호를 인가받아 상기 스피커라인의 연결 상태를 전환하는 라인전환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방송시스템은 상기 디지털앰프의 출력단에 연결되어 디지털앰프의 스위칭 동작에 의해 발생된 리플신호를 검출하여 상기 디지털앰프의 고장을 검사하는 앰프검사부를 포함하는 디지털앰프검사부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 디지털앰프검사부는 판단된 디지털앰프의 고장신호를 인가받아, 고장난 상기 디지털앰프의 입출력단과의 연결을 예비앰프로 전환시키는 입출력전환부를 더 포함할 수 있다.
상기한 구성에 따른 본 발명은, 디지털앰프의 스위칭 동작에 의해 발생하는 리플신호를 이용함으로써, 테스트 신호 발생기를 구비하는 종래의 검출장치에 비해 더욱 간단한 구조를 갖으며, 테스트신호를 검출하는데 발생하는 지연시간이 발생하지 않아 실시간으로 고장을 검사할 수 있으며, 테스트 주파수를 인가하는 시점에 발생하는 POP-ON 노이즈 및 테스트 주파수를 종료하는 시점에 발생하는 POP-OFF 노이즈가 발생하지 않는 장점이 있다.
또한, 디지털앰프에 별도의 입력신호가 인가되지 않더라고, 일정 주파수로 스위칭 동작하는 디지털앰프에서 발생하는 리플신호를 이용하여 스피커라인의 단선, 단락 및 정상상태를 검사하여, 스피커라인의 고장에 따른 방송설비에 영향을 주지 않고 실시간으로 관리가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털앰프장치를 도시한 구성도.
도 2는 도 1에 따른 디지털앰프장치를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전류감지부를 도시한 회로도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동전환 방송시스템을 도시한 구성도.
도 5는 도 4에 따른 방송시스템의 이상 유무 검출방법을 도시한 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 자동전환 방송시스템을 도시한 구성도.
도 7은 도 6에 따른 방송시스템의 이상 유무 검출방법을 도시한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털앰프장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 디지털앰프장치에 따른 디지털앰프를 도시한 회로도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전류감지부를 도시한 회로도로서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 스피커라인의 실시간 이상 유무 검출이 가능한 디지털앰프장치(100)는 일정 주파수의 스위칭을 반복하며 출력을 증폭하는 디지털앰프(110)와, 상기 디지털앰프(110)로부터 전달받은 출력신호를 출력하는 스피커(140), 상기 디지털앰프(110)와 스피커(140)를 연결하는 스피커라인(Ls)에 연결되어, 상기 디지털앰프(110)의 스위칭 동작에 의해 발생된 리플신호를 검출하는 검출부(120) 및 상기 검출부(120)에서 검출된 리플신호에 따른 스피커라인(Ls)의 이상 유무를 판단하는 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 디지털앰프(110)는 신호를 디지털 상태에서 증폭하여 출력신호를 출력하기 위한 구성으로, 인가된 입력신호에 기반한 스위칭 동작을 수행하여 펄스폭 변조된 스위칭 출력신호를 출력하는 스위칭부(111) 및 상기 스위칭부(111)의 스위칭 출력신호를 저역 통과 필터링하여 상기 입력신호가 증폭된 출력신호를 출력하는 필터링부(112)를 포함하며, 상기 스위칭부(111)는 입력된 입력신호에 기반하여 스위칭 동작을 수행함으로써 상기 입력신호를 펄스폭변조(pulse-width-modulation, PWM)시키며, 변조된 스위칭 출력신호를 상기 필터링부(112)로 전달하고, 상기 필터링부(112)는 상기 스위칭부(120)의 스위칭 동작에 의해 출력된 교류성분의 스위칭 출력신호를 정류 시켜 정류된 직류성분에 잔존하게 되는 교류성분(리플, ripple)이 발생된 출력신호를 외부로 출력한다. 이때, 상기 디지털앰프(110)는 아날로그 신호로 인가된 입력신호를 펄스 변조하여 디지털 신호로 변환하는 펄스변조부를 더 포함할 수 있으며, 상기 펄스변조부의 변조 방식 및 상기 디지털앰프(110)에 입력되는 입력신호의 성분은 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양하게 변형실시 가능할 것이다.
즉, 상기 디지털앰프(110)는 입력된 신호를 샘플링 하는 주파수로 세분화 하여 파워 부분에서 +전원이 인가되는 HIGH SIDE 와 -전원이 인가되는 LOW SIDE로 스위칭 하며 전력을 공급하는 스위칭 레귤레이터(Switching Regulator) 및 스위치 소자(MOSFET) 등의 다양한 컨버터로 이루어질 수 있으며, 스위칭 된 파형을 상기 필터링부(112)의 인덕터(INDUCTOR)와 캐패시터(CAPACITOR)를 이용하여 필터링 시키면 출력 작은 사인파 형태의 리플(ripple)신호가 출력 되게 된다. 이때, 상기 샘플링 주파수는 일반적으로 200Khz~ 600Khz 정도로 설정되는 것이 바람직하며, 상기 샘플링 주파수는 상기 디지털앰프(110)의 설계 사항 및 설계자에 따라 변경 될 수 있으나, 출력되는 리플신호는 크고 작고의 차이가 있을 뿐 반드시 출력되게 된다. 따라서, 상기 디지털앰프(110)가 정상적으로 동작을 하고 있다면 상기 리플신호는 반드시 발생되기 때문에, 상기 디지털앰프(110)의 출력단에서의 리플신호를 이용하면 상기 디지털앰프(110)에 테스트를 위한 삼각파 또는 구형파의 테스트 신호를 인가하지 않고도 상기 디지털앰프(110)와 스피커(140)를 연결하는 스피커라인(Ls)의 이상 유무를 검출 할 수 있다.
상기 샘플링부(113)는 상기 스위칭부(112)의 출력단과 직렬 연결되는 인덕터와 병렬 연결되는 캐패시터를 이용한 저역통과필터(Low-Pass Filter ,LPF)로 구성되어, 상기 스위칭부(120)의 출력신호를 스피커에서 출력할 수 있는 저주파 성분의 직류 신호로 필터링한다. 이때, 상기 샘플링부(113)는 상기 인덕터 및 캐퍼시터의 규격에 따라 출력되는 리플신호의 전압을 조절 할 수 있으며, 바람직하게는 5v 이내의 작은 사인파 형태로 출력 되도록 설계하여, 일반적인 노이즈와 구분함으로써, 상기 디지털앰프(110)의 오작동을 저감시킬 수 있다. 이때, 출력되는 상기 리플신호의 전압 및 전류는 상기 스위칭부(112)에서 설정된 샘플링 주파수 및 상기 필터링부(113)의 인덕터 및 캐퍼시터의 규격에 기인한다. 즉, 상기 검출부(120)는 상기 디지털앰프(110)에 구비된 샘플링부(113)를 이용하여, 추가적인 장비 없이 간단한 구성으로 상기 스피커라인의 유무를 검출 할 수 있다.
이때, 상기 검출부(120)는 상기 디지털앰프(100)의 출력단에 연결되어 출력되는 상기 리플신호를 검출하기 위한 통상의 오실로스코프나 멀티미터와 같은 계측기기로 실현될 수 있으며, 바람직하게는 연결된 상기 디지털앰프(100)의 출력단에 흐르는 리플신호의 전압 또는 전류를 검출하여 상기 제어부(130)에서 인식 할 수 있는 직류 성분으로 가변시키기 위한 회로로 구성되어 상기 디지털앰프(110)에 탑재되도록 설계될 수 있고, 이에 따라 상기 제어부(130)는 상기 디지털앰프(110)에 입력신호가 인가되지 않더라도 상기 스위칭부(112)가 일정 주파수로 반복하는 스위칭 동작에 의해 발생한 리플신호를 검출하여 상기 스피커라인의 이상 유무를 실시간으로 검사 할 수 있다.
또한, 상기 검출부(120)는 상기 검출부는 상기 스피커라인의 전류를 감지하는 전류감지부(121) 및 상기 전류감지부(121)에서 감지된 전류로부터 리플전압을 추출하는 전압추출부(122)를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 제어부(130)는 상기 전류감지부(121)로부터 감지된 전류값을 인가받아 상기 스피커라인(Ls)의 단선 유무를 판단하고, 상기 전압추출부(122)로부터 추출된 리플전압을 인가받아 상기 스피커라인(Ls)의 단락 유무를 판단하는 것이 바람직하다. 더욱 자세하게는 상기 디지털앰프(110)에 입력신호가 입력되지 않는 대기상태(idle)에서는 설계된 정격전압 이내의 작은 sin파의 형태로 리플신호가 게속 출력되는 반면, 상기 디지털앰프(110)에 입력신호가 입력되게 되면, 상기 출력신호는 설정된 전압 이상의 전류가 출력되게 된다. 이때, 상기 출력신호는 스위칭 동작에 따른 샘플링 주파수를 포함하여 출력된 스위칭 출력신호에서 필터링된 리플신호가 발생하고, 상기 검출부(120)는 상기 출력신호에서 검출 가능한 주파수 영역의 리플신호를 추출하는 과정을 수행할 수 있다. 즉, 상기 디지털앰프(110)에 입력신호가 입력되는 작동상태에서는 입력신호에 기반하여 증폭된 출력신호의 전류 또는 전압 중 선택되는 어느 하나를 측정하여 상기 스피커라인(Ls)의 단락 및 단선을 판단 할 수 있으나, 상기 디지털앰프(110)에 입력신호가 입력되지 않는 대기상태(idle)에서는 상기 증폭된 출력신호에 비해 매우 적은 전압을 갖는 리플신호가 출력됨에 따라, 기타 회로들에 의한 노이즈와 상기 리플신호를 구분하여야 함과 동시에, 상기 디지털앰프(110)의 고장에 따른 검출오류가 발생할 수 있다. 이에 상기 디지털앰프(110)의 대기상태(idle)에서는 검출된 상기 리플신호에 따른 스피커라인의 단선 및 단락의 판단을 위한 기준의 정립이 요구되며, 본 발명의 디지털앰프장치(100)의 상기 제어부(130)는 상기 전류감지부(121)로부터 감지된 전류값을 인가받아 상기 스피커라인의 단선 유무를 판단하고, 상기 전압추출부(122)로부터 추출된 리플전압을 인가받아 상기 스피커라인의 단락 유무를 판단하는 것이 바람직하다.
이때, 도 3을 참조하면, 상기 전류감지부(121)는 상기 스피커라인으로부터 유도된 전류를 증폭하는 전류트랜스(121a, Current Transformer, CT)를 이용하여 상기 스피커라인에 연결됨으로써, 상기 스피커라인(Ls)을 지나는 출력신호를 간섭하지 않으며 상기 스피커라인(Ls)의 전류를 검출할 수 있으며, 상기 전류트랜스(121a)로부터 유도된 리플신호를 증폭 및 정류하여 상기 제어부(130)에서 입력받을 수 있는 직류 성분으로 출력하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 더하여, 상기 전류트랜스(121a)는 상기 스피커라인(Ls)과 연결되는 1차측코일(C1)과 상기 전류감지부(121)와 연결되는 2차측코일(C2)로 이루어지되, 상기 1차측코일(C1) 및 2차측코일(C2)의 권선비는 1:X의 비율(X > 1)로 권취되어, 상기 2차측코일(C2)에 유도되는 전류 성분을 증폭 시키는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제어부(130)는 상기 전류트랜스(121a)의 권선비에 따라 설정된 값 또는 상기 권선비에 따라 설정된 값과 샘플링 주파수를 비교하여, 상기 스피커라인(Ls)의 단선을 판단할 수 있다. 이때, 상기 검출부(120)에서 상기 전류값이 측정되지 않으면 상기 스피커라인(Ls)의 단선으로 판단하며, 상기 전류값이 측정되었을 시에는 상기 권선비에 따라 설정된 전압값(Vo)와 상기 전류값에 의해 산출된 리플전압값(Vr)을 비교하여 상기 스피커라인(Ls)의 단락을 검출할 수 있다. 아울러, 상기 전류트랜스(121a)는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 1차측코일(C2)이 각기 독립되도록 권취된 제1권선(C21)과 제2권선(C22)으로 분기되어, 각각의 제1권선(C21) 및 제2권선(C22)은 상기 스피커라인(Ls)의 단선 및 단락을 독립적으로 검출하도록 구성하여, 다른 권선의 영향을 최소화함으로써 스피커라인(Ls)의 검출 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동전환 방송시스템을 도시한 구성도이며, 도 5는 도 4에 따른 방송시스템의 이상 유무 검출방법을 도시한 순서도로서, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 자동전환 방송시스템(1000)은 디지털앰프(110), 검출부(120), 제어부(130), 스피커(140), 메인방송제어부(300), 프리앰프(400) 및 스피커 라인전환부(500)를 포함할 수 있다.
상기 메인방송제어부(300)는 화제나 비상상황 발생시 방송장비의 전체적인 운영부분에 있어서 통제하기 위한 구성으로, 화제의 구역, 비상 방송 멘트 전송, 방송 할 구역 선택 및 앰프 동작 상태 확인 등 모든 중요한 통제가 이루어진다. 이때 종래의 방송시스템은, 상기 메인방송제어부(300)에서 디지털앰프(110)의 점검 시간을 설정하는 시간 설정부를 구비하여 가청주파수를 벗어난 검사에 사용되는 테스트 주파수를 송출하도록 명령함으로써 간헐적인 점검을 수행하였으나, 이에 반해 본 발명의 방송시스템(1000)은 상기 디지털앰프(110)의 자체적인 스위칭 동작에 의해 발생하는 리플신호를 이용함으로써 점검시간에 구애받지 않고 실시간의 점검을 수행함과 동시에 출력되는 출력신호에 간섭하지 않는 장점이 있다. 이때, 상기 프리앰프(400)는 상기 메인방송제어부(300)에서 받은 명령신호를 상기 디지털앰프(110)로 전달하는 구성으로, 출력되는 신호의 볼륨 및 채널 선택등의 역할을 수행한다.
상기 라인전환부(500)는 상기 디지털앰프장치(100)의 제어부(130)로부터 판단된 스피커라인의 이상신호를 인가받아 상기 스피커라인의 연결 상태를 전환하기 위한 구성으로, 상기 스피커라인(Ls)이 단선 또는 단락으로 판단될 경우 상기 스피커라인(Ls)과 상기 스피커(140)의 연결을 자동으로 해제시켜, 고장난 스피커라인으로 출력신호가 출력되는 것을 방지하고, 단락된 스피커라인에 인가되는 과전류에 의한 방송설비의 오작동 및 고장을 방지함으로써, 종래의 방송시스템에서 즉각적으로 대응할 수 없는 문제를 해결하고, 나아가 방송 시스템의 운영 및 비상상황의 신속한 전파를 더욱 용이하게 수행할 수 있다는 장점이 있다. 이때, 상기 스피커(140)는 복수로 구성되어 서로 다른 장소에 설치될 수 있으며, 이때 상기 라인전환부(500)는 하나의 디지털앰프(110)로부터 출력된 출력신호를 복수의 스피커(140)로 출력하도록 연결하여 주며, 또는 복수의 디지털앰프(110)와 복수의 스키퍼(140)를 독립적으로 연결하도록 상기 스피커라인(Ls)의 연결을 제어할 수 있다.
이때, 상기 방송시스템(1000)의 제어부(140)에서의 스피커라인(Ls)의 이상유무 판단방법은 상기 전류감지부(121)로부터 상기 스피커라인(Ls)으로 출력된 전류가 검출되지 않으면 상기 스피커라인(Ls)의 단선으로 판단하여, 단선된 상기 스피커라인(Ls)의 연결을 해제하도록 상기 라인전환부(500)에 이상신호를 전달하며(S100 ~ S110), 상기 전류감지부(121)에서 상기 스피커라인(Ls)의 전류가 검출될 시에는 검출된 전류값으로부터 리플전압(Vr)을 추출하고 추출된 리플전압(Vr)이 상기 트랜스의 권선비 및 디지털앰프(110)의 스위칭부(111)의 샘플링 주파수에 기반하여 설정된 정격전압(Vo)보다 큰 경우, 상기 스피커라인(Ls)의 단락으로 판단하여 단락된 상기 스피커라인(Ls)의 연결을 해제하도록 상기 스피커라인(Ls)의 이상신호를 상기 라인전환부(500)에 전달한다(S100 ~ S120 ~ S130 ~ S140), 이때, 상기 리플전압(Vr)이 상기 정격전압(Vo)보다 적거나 같을 경우 상기 제어부(130)는 스피커라인(Ls)의 정상으로 판단하며, 상기 스피커라인(Ls)의 지속적인 실시간 검출을 수행할 수 있다.(S100 ~ S120 ~ S150 ~ S100)
더하여, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 자동전환 방송시스템을 도시한 구성도이고, 도 7은 도 6에 따른 방송시스템의 이상 유무 검출방법을 도시한 순서도로서, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 방송시스템(1000)은 상기 디지털앰프(110)로부터 전달받은 방송신호를 출력하는 스피커(140)와, 상기 디지털앰프(110)의 출력단에 연결되어 디지털앰프의 스위칭 동작에 의해 발생된 리플신호를 검출하는 앰프검출부(620) 및 상기 앰프검출부(620)로부터 검출된 상기 리플신호를 인가받아 상기 디지털앰프(110)의 고장을 판단하는 앰프제어부(630) 및 상기 앰프제어부(630)로부터 판단된 디지털앰프(110)의 고장신호를 인가받아 고장난 상기 디지털앰프(110)의 입출력단과의 연결을 예비앰프로 전환시키는 입출력전환부(640)를 포함하는 디지털앰프검사부(600) 및 상기 디지털앰프(110)와 스피커(140)를 연결하는 스피커라인에 연결되어 상기 디지털앰프(110)로부터의 스위칭 동작에 의해 발생된 리플신호를 검출하여, 상기 스피커라인의 이상 유무를 검사하는 스피커라인검사부(700)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 스피커라인검사부(700)는 스피커라인(Ls)에 연결되어 상기 스피커라인(Ls)의 리플신호를 검출하는 라인검출부(710)와 상기 라인검출부(710)로부터 검출된 스피커라인(Ls)의 리플신호를 인가받아 상기 스피커라인(Ls)의 이상 우무를 판단하는 라인제어부(720) 및 상기 라인제어부(720)로부터 판단된 상기 스피커라인(Ls)의 이상신호를 인가받아 상기 스피커라인(Ls)의 연결 상태를 전환하는 라인전환부(730)를 포함하여, 상기 디지털앰프(110)의 고장 유무 및 상기 스피커라인(Ls)의 이상 유무를 동시에 검출할 수 있다. 이때 상기 디지털앰프검사부(600) 및 스피커라인검사부(700)는 하나의 디지털앰프장치(100)에 내장되어 구성될 수 있으며, 더하여 상기 앰프제어부(630) 및 라인제어부(720)는 하나의 제어모듈로 구성되어 각각의 상기 앰프검출부(620) 및 라인검출부(710)로부터 신호를 인가받아 각각의 디지털앰프(110) 및 스피커라인(Ls)의 이상 유무를 판단할 수 있다.
도 8를 참조하여, 상기 디지털앰프 검사부(600) 및 스피커라인 검사부(700)를 포함하는 방송시스템(1000)의 이상 유무 검출방법을 더욱 자세하게 설명하면, 상기 방송시스템(1000)은 상기 제1디지털앰프(110a)로부터의 리플신호를 검출(S200)하며, 상기 리플신호가 검출되지 않으면 상기 제1디지털앰프(110a)의 고장으로 판단하며(S210), 상기 고장난 제1디지털앰프(110a)를 예비앰프(110e)로 전환한다. 이후, 상기 예비앰프(110e)의 리플신호를 검출하며 상기 예비앰프(110e)의 작동유무를 실시간 검출하도록 한다.(S212) 반면에 상기 제1디지털앰프(110a)로부터 리플신호가 검출될 시에는 상기 제1디지털앰프(110a)의 정상작동으로 판단(S220)하며, 이때 상기 예비앰프(110e)와 상기 입출력전환부(500)과의 연결을 확인하고 상기 예비앰프(110e)가 상기 입출력전환부(500)에 의해 입출력단과 연결되어 있을 시에는 연결을 정상작동하는 제1디지털앰프(110a)로 전환(S240)시킴으로써, 고장 난 디지털앰프(110a)를 예비앰프(110e)로 전환시켜 정상작동 시키며, 고장 난 디지털앰프(110a)가 정상 작동할 시에 전환되었던 연결을 복구시켜, 상기 예비앰프(110e)를 다시 예비로 사용할 수 있도록 작동하는 상기 디지털앰프 검사부(600)의 일련의 동작을 수행하며, 이때 상기 디지털앰프(110)가 정상으로 판단되면 상기 스피커라인(Ls)의 검사를 수행한다. 즉, 상기 스피커라인(Ls)의 정상 유무는 상기 디지털앰프(110)가 정상으로 작동되는 상태를 먼저 확인하는 것이 바람직하며, 이때 상기 디지털앰프(110)로부터 출력된 전압값이 측정되지 않으면 상기 디지털앰프(110)의 고장으로 판단하고, 상기 디지털앰프(110)의 전압값이 측정되면, 상기 출력된 리플신호의 전류값을 측정하여 상기 전류값이 측정되지 않으면 상기 스피커라인(Ls)의 단선으로 판단한다.(S100 ~ S110) 또한, 검출된 스피커라인(Ls)에서 전류값이 측정되면, 상기 라인검출부(710)에서 측정된 전류값을 이용하여 리플전압(Vr)을 측정하고, 이때 측정된 리플전압(Vr)이 설정된 정격전압(Vo)보다 클 경우 상기 스피커라인(Ls)이 단락된 것으로 판단하며,(S120 ~ S130) 상기 측정된 리플전압(Vr)이 설정된 정격전압(Vo)보다 작거나 같은 경우에는 상기 스피커라인(Ls)이 정상 상태인 것으로 판단한다.(S120 ~ S150) 이후, 단락 또는 단선으로 판단된 스피커라인(Ls)은 상기 라인전환부(730)에서 연결을 해제시킴으로써 상기 단락 또는 단선으로 판단된 스피커라인(Ls)에 의해 정상 작동하는 다른 스피커라인들의 오작동 및 상기 디지털앰프장치(100)의 오류를 방지할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 자동전환 방송시스템
100 : 디지털앰프장치
110 : 디지털앰프 111 : 스위칭부
112 : 필터링부 110a : 제1디지털앰프
120 : 검출부 121 : 전류감지부
122 : 전압추출부 121a : 전류트랜스
130 : 제어부 140 : 스피커
300 : 메인방송제어부 400 : 프리앰프
500 : 스피커라인전환부
600 : 디지털앰프검사부 620 : 앰프검출부
630 : 앰프제어부 640 : 입출력전환부
641 : 입력전환부 642 : 출력전환부
700 : 스피커라인검사부 710 : 라인검출부
720 : 라인제어부 730 : 라인전환부
Ls : 스피커라인 C1 : 1차측코일
C2 : 2차측코일 C21 : 제1권선
C22 : 제2권선

Claims (7)

  1. 인가된 입력신호에 기반한 스위칭 동작을 수행하여 펄스폭 변조된 스위칭 출력신호를 출력하는 스위칭부 및, 상기 스위칭부의 스위칭 출력신호를 저역 통과 필터링하여 상기 입력신호가 증폭된 출력신호를 출력하는 필터링부를 포함하는 디지털앰프;
    상기 디지털앰프로부터 전달받은 출력신호를 출력하는 스피커;
    상기 디지털앰프와 스피커를 연결하는 스피커라인에 연결되어, 상기 디지털앰프의 스위칭 동작에 의해 발생된 리플신호를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부에서 검출된 리플신호를 인가받아 상기 스피커라인의 고장을 판단하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 디지털앰프는 상기 입력신호가 인가되지 않더라고 상기 스위칭부가 일정 주파수로 반복하는 스위칭 동작을 수행하되,
    상기 검출부는,
    상기 스피커라인의 전류를 감지하는 전류감지부 및 상기 전류감지부에서 감지된 전류로부터 리플전압(Vr)을 추출하는 전압추출부를 포함하고,
    상기 디지털앰프의 스위칭 동작을 위한 입력신호가 입력되지 않는 대기상태에서, 상기 스위칭부가 일정 주파수로 반복하는 스위칭 동작에 의해 출력되는 출력신호에 잔존하는 리플신호를 검출하며,
    상기 제어부는,
    상기 전류감지부로부터 감지된 전류값이 측정되지 않으면 상기 스피커라인의 단선으로 판단하고,
    상기 전압추출부로부터 추출된 리플전압(Vr)이 상기 디지털앰프의 스위칭 주파수에 기반하여 설정된 정격전압(Vo)보다 클 경우 상기 스피커라인의 단락으로 판단함으로써,
    상기 입력신호의 입력 여부에 관계없이 상기 스피커라인의 실시간 이상 유무 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 스피커라인의 실시간 이상 유무 검출이 가능한 디지털앰프장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류감지부는 상기 스피커라인으로부터 유도된 전류를 증폭하는 전류트랜스(CT)를 이용하여 상기 스피커라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 스피커라인의 실시간 이상 유무 검출이 가능한 디지털앰프장치.
  5. 제1항 또는 제4항 중 선택되는 어느 한 항의 디지털앰프장치; 및
    상기 디지털앰프장치의 제어부로부터 판단된 스피커라인의 이상신호를 인가받아 상기 스피커라인의 연결 상태를 전환하는 라인전환부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전환 방송시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 디지털앰프의 출력단에 연결되어 디지털앰프의 스위칭 동작에 의해 발생된 리플신호를 검출하여 상기 디지털앰프의 고장을 검사하는 앰프검사부를 포함하는 디지털앰프검사부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전환 방송시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디지털앰프검사부는 판단된 디지털앰프의 고장신호를 인가받아, 고장난 상기 디지털앰프의 입출력단과의 연결을 예비앰프로 전환시키는 입출력전환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동전환 방송시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060040871A (ko) * 2004-11-05 2006-05-11 동화음향산업주식회사 방송시스템의 앰프 및 스피커 보호회로
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