KR102013068B1 - Ultra Directional Speaker Circuit With Enhanced Stability - Google Patents

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KR102013068B1
KR102013068B1 KR1020180051508A KR20180051508A KR102013068B1 KR 102013068 B1 KR102013068 B1 KR 102013068B1 KR 1020180051508 A KR1020180051508 A KR 1020180051508A KR 20180051508 A KR20180051508 A KR 20180051508A KR 102013068 B1 KR102013068 B1 KR 102013068B1
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제영호
조문철
임용묵
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주식회사 제이디솔루션
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Abstract

The present invention relates to a super-directional speaker circuit with increased stability. The disclosed super-directional speaker circuit with increased stability comprises: a first inductor and a third inductor connected to a positive electric signal line for a speaker input; a second inductor and a fourth inductor connected to a negative electric signal line for a speaker input; and a first speaker, a second speaker, a third speaker and a fourth speaker receiving the speaker inputs and converting the same into vibrations which people can perceive as sound. Audio signals having passed through the first inductor are input into positive terminals of the first and second speakers, respectively. Audio signals having passed through the second inductor are connected to negative terminals of the first and second speakers. Audio signals having passed through the third inductor are input into positive terminals of the third and fourth speakers, respectively. Audio signals passing through the fourth inductor are connected to negative terminals of the third and fourth speakers. According to the present invention, the super-directional speaker circuit with increased stability can prevent damage caused by back electromotive force of a super-directional speaker by controlling a voltage applied to a super-directional speaker within a predetermined range.

Description

안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로{Ultra Directional Speaker Circuit With Enhanced Stability} Ultra Directional Speaker Circuit With Enhanced Stability

본 발명은 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 역기전력에 따른 파손현상을 방지할 수 있는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a super directional speaker circuit with increased stability, and more particularly, to a super directional speaker circuit with increased stability capable of preventing breakage due to counter electromotive force.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다. The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute a prior art.

초지향성 스피커는 빛처럼 소리를 조준해 쏴줌으로써 특정 지역에서만 소리를 들을 수 있도록 만든 스피커로서, 전시회장이나 버스정류장은 물론 시각장애인을 위한 안내시스템 등 활용범위가 무궁무진하다. 초지향성 스피커는 소리신호를 변조한 후 초음파 신호에 실어 전달하는 특수용 스피커이다. 소리전달거리는 최대 300m로 일반스피커에 비하여 훨씬 멀다. Super-directional speaker is a speaker that can be heard only in a specific area by aiming and shooting the sound like a light, and the range of applications such as an exhibition hall, a bus station, and a guide system for the visually impaired are endless. Super-directional speaker is a special speaker that modulates a sound signal and delivers it on an ultrasonic signal. The sound transmission distance is up to 300m, far more than the normal speaker.

종래 기술에 따른 일반스피커 및 초지향성 스피커의 CLASS D 앰프(Amp, Amplifier)는 통상적으로 LC FILTER를 1개 이용하여 디지털신호(DIGITAL SIGNAL)을 아날로그신호(ANALOG SIGNAL)로 변경한다.The CLASS D amplifier (Amp, Amplifier) of the general speaker and the superdirectional speaker according to the prior art typically converts the digital signal (DIGITAL SIGNAL) into an analog signal (ANALOG SIGNAL) using one LC FILTER.

오디의 앰프는 앰프의 출력단에 트랜지스터나 진공관이 어떠한 방식으로 파형을 증폭하는가 방식의 차이에 의해 A. B, AB, D 클래스로 구분된다. 이 중, D 클래스 앰프는 스위칭 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 앰프이다. D 클래스 앰프는 PWM 변조기술을 사용하는데, 변조는 일반적으로 입력 신호를 통신하기 좋은 형태로 변형시키는 것이다. 이 방식은 스위칭 소자들이 완전히 ON 또는 OFF 되어 출력 소자에서의 전력 손실을 크게 감소시켜서 90 ~ 95%의 효율을 얻는 것이 가능하며, (A클래스의 경우 20%의 효율) 오디오 신호는 출력 소자를 구동하는 PWM 캐리어 신호를 변조시켜 종단에서 LPF(Low Pass Filter)로 고주파의 PWM 캐리어 주파수를 제거한다.Audi's amplifiers are divided into A, B, AB, and D classes according to the difference in how transistors or vacuum tubes amplify the waveform at the output stage of the amplifier. Class D amplifiers are either switching or pulse width modulation (PWM) amplifiers. Class-D amplifiers use PWM modulation technology, which typically transforms the input signal into a form that is good for communication. This approach allows switching devices to be fully on or off, greatly reducing power losses in the output devices, resulting in efficiencies of 90 to 95% (20% efficiency in class A), and audio signals drive the output devices. The PWM carrier signal is modulated to remove the high frequency PWM carrier frequency with a low pass filter (LPF) at the end.

종래의 초지향성 스피커의 D 클래스 앰프 회로에서의 문제점은 신호 라인에 연결된 스피커의 수량이 늘어나면 커패시턴스(C)값이 증가하여, PWM신호 인가시 PWM DUTY에 따라 듀티(DUTY) 폭이 넓을수록 코일(COIL) 역 기전력이 커져서 스피커에 인가되는 전압이 한계수치(예컨대, 100Vp-p)를 초과하는 현상이 발생하며 스피커 소자가 데미지를 받아 파손되는 현상이 발생하는 치명적인 문제가 있다. The problem with the D-class amplifier circuit of the conventional super-directional speaker is that the capacitance (C) increases as the number of speakers connected to the signal line increases, and the coil width increases as the duty width increases according to the PWM duty when the PWM signal is applied. (COIL) There is a fatal problem that the voltage applied to the speaker exceeds the limit value (for example, 100Vp-p) due to the increase in back electromotive force and the speaker element is damaged due to damage.

이에, 본 발명에서는, 전술한 기술적 제약을 해소시킬 수 있는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로를 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention is to propose a super-directional speaker circuit with increased stability that can solve the above technical constraints.

한국등록특허 제10-0622078호, 2006년 9월 1일 공개(명칭: 초지향성 스피커 시스템 및 신호처리 방법)Korean Patent Registration No. 10-0622078, published on September 1, 2006 (name: Super-directional speaker system and signal processing method) 한국등록특허 제10-1074431호, 2011년 10월 11일 공개(명칭: 초지향성 초음파 스피커 시스템)Korean Registered Patent No. 10-1074431, released on October 11, 2011 (name: super directional ultrasonic speaker system) 한국등록특허 제10-1833892호, 2018년 2월 23일 공개(명칭: 압전 멤스 기반 초지향성 라우드 스피커 및 이의 빔 조향 방법)Korean Patent Registration No. 10-1833892, published on February 23, 2018 (Name: Piezoelectric MEMS-based super-directional loudspeaker and its beam steering method)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 종래 회로 구성에 따른 초지향성 스피커의 역기전력에 의한 파손 현상을 방지할 수 있는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로를 제공하는데 주된 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art, and a main object of the present invention is to provide a superdirectional speaker circuit having increased stability that can prevent breakage caused by back electromotive force of a superdirectional speaker according to a conventional circuit configuration. have.

또한, 본 발명의 다른 목적은 초지향성 스피커에 인가되는 전압을 일정 범위 이내로 제어할 수 있는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a super-directional speaker circuit with increased stability that can control the voltage applied to the super-directional speaker within a certain range.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved of the present invention is not limited to those mentioned above, and another problem to be solved which is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상은, 스피커입력을 위한 플러스 극성의 전기신호선에 연결된 제1인덕터 및 제3인덕터; 스피커입력을 위한 마이너스 극성의 전기신호선에 연결된 제2인덕터 및 제4 인덕터; 및 상기 스피커입력을 받아 인간이 소리로 인지할 수 있는 진동으로 변환하는 제1스피커, 제2스피커, 제3스피커 및 제4스피커를 포함하고, 상기 제1인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제1스피커 및 상기 제2스피커의 플러스 극성 단자에 각각 입력되고, 상기 제2 인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제1스피커 및 상기 제2스피커의 마이너스 극성 단자에 연결되고, 상기 제3인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제3스피커 및 상기 제4스피커의 플러스 극성 단자에 각각 입력되고, 상기 제4인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제3스피커 및 상기 제4스피커의 마이너스 극성 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로를 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above object is a first inductor and a third inductor connected to an electrical signal line of a positive polarity for speaker input; A second inductor and a fourth inductor connected to an electrical signal line of negative polarity for speaker input; And a first speaker, a second speaker, a third speaker, and a fourth speaker for receiving the speaker input and converting the vibration into a vibration that can be perceived by a human. The audio signal passing through the first inductor is the first speaker. And an audio signal respectively input to the positive polarity terminal of the second speaker, and the audio signal passing through the second inductor is connected to the negative polarity terminal of the first speaker and the second speaker, and the audio signal passing through the third inductor is The stability is increased by being input to the positive polarity terminals of the third and fourth speakers, respectively, and the audio signal passing through the fourth inductor is connected to the negative polarity terminals of the third and fourth speakers. Provides a superdirectional speaker circuit.

제1 내지 제4스피커의 앰프는, 클래스 D 앰프일 수 있다. The amplifiers of the first to fourth speakers may be class D amplifiers.

제1 내지 제4스피커에 입력되는 오디오 신호는 PWM(Pulse Width Modulation)신호일 수 있다.The audio signal input to the first to fourth speakers may be a pulse width modulation (PWM) signal.

본 발명의 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로에 의하면, 종래 회로 구성에 따른 초지향성 스피커의 역기전력에 의한 파손 현상을 방지할 수 있는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로를 제공할 수 있다는 효과가 있다.According to the superdirectional speaker circuit having increased stability of the present invention, there is an effect that it is possible to provide a superdirectional speaker circuit with increased stability that can prevent breakage caused by counter electromotive force of the superdirectional speaker according to the conventional circuit configuration.

또한, 초지향성 스피커에 인가되는 전압을 일정 범위 이내로 제어할 수 있는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로를 제공할 수 있다는 효과가 있다.In addition, there is an effect that it is possible to provide a super-directional speaker circuit with increased stability that can control the voltage applied to the super-directional speaker within a certain range.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. .

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 초지향성 스피커 회로의 구성에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로의 구성을 예시한 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, included as part of the detailed description in order to provide a thorough understanding of the present invention, provide embodiments of the present invention and together with the description, describe the technical features of the present invention.
1 is a diagram of a configuration of a superdirectional speaker circuit according to the prior art.
2 is a diagram illustrating a configuration of a superdirectional speaker circuit having increased stability according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The detailed description, which will be given below with reference to the accompanying drawings, is intended to explain exemplary embodiments of the present invention and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, one of ordinary skill in the art appreciates that the present invention may be practiced without these specific details.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.In some instances, well-known structures and devices may be omitted or shown in block diagram form centering on the core functions of the structures and devices in order to avoid obscuring the concepts of the present invention.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "comprising" (or including) a component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise. do. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have. Also, "a or an", "one", "the", and the like are used differently in the context of describing the present invention (particularly in the context of the following claims). Unless otherwise indicated or clearly contradicted by context, it may be used in the sense including both the singular and the plural.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 초지향성 스피커 회로의 구성에 관한 도면이다.1 is a diagram of a configuration of a superdirectional speaker circuit according to the prior art.

종래 기술에 따른 초지향성 스피커의 CLASS D 앰프(Amp, Amplifier)는 통상적으로 LC FILTER를 1개 이용하여 디지털신호(DIGITAL SIGNAL)을 아날로그신호(ANALOG SIGNAL)로 변경한다.A CLASS D amplifier (Amp, Amplifier) of a superdirectional speaker according to the prior art typically converts a digital signal (DIGITAL SIGNAL) into an analog signal (ANALOG SIGNAL) using one LC FILTER.

도 1에서는 6개의 스피커를 연결한 구성을 예시하였다. 1 illustrates a configuration in which six speakers are connected.

콘덴서는 용량(uF)에 따라 고음은 통과시키고 저음은 억제하며, 반대로 인덕터는 용량(mF)에 따라 저음은 통과시키고 고음은 억제한다. Capacitors pass high frequencies and suppress low frequencies according to capacitance (uF), while inductors pass low frequencies and suppress high frequencies according to capacitance (mF).

도 1의 회로는 LC 소자를 활용한 LPF(Low Pass Filter : 저역통과 여파기)를 나타내며, LPF는 모든 필터의 기본형이다. LPF는 가장 간단한 형태로 구현되어, 이것을 기반으로 여러 가지 형태로 변환하여 다른 종류의 필터를 만들 게 된다.The circuit of FIG. 1 shows a low pass filter (LPF) using an LC element, and LPF is a basic type of all filters. LPF is implemented in the simplest form, and based on it, it is converted into various forms to create different kinds of filters.

LPF는 고주파 잡신호를 걸러내어 저주파의 필요한 신호만을 골라낼 때 사용되는 필터구조이다. 전원단에서 저주파 리플(ripple)을 제거하기 위한 용도 및, 고주파 스퓨리어스(spurious) 제거, 고조파 억제와 각종 검파 등 전분야에 걸쳐 고루 사용되는 필터형태이다.   LPF is a filter structure used to filter out high frequency noise signals and to filter out only low frequency signals. It is a filter type that is widely used in all fields such as low frequency ripple in power supply stage, high frequency spurious removal, harmonic suppression and various detections.

많이 사용되는 클래스 D 앰프는 통상 아날로그 신호를 PWM으로 바꾼 후 트랜지스터나 진공관 같은 아날로그 증폭 소자 대신 스위칭컨트롤러(Switching Controller)와 아웃풋 스테이지(Output Stage)를 통해 증폭한다. 스위칭 증폭된 디지털 신호는 로우패스 필터를 통해 다시 아날로그 신호로 변환돼 스피커로 입력된다.Popular Class D amplifiers typically convert analog signals to PWM and then amplify them through a switching controller and an output stage instead of analog amplification devices such as transistors or tubes. The switched amplified digital signal is converted back into an analog signal through a low pass filter and input to the speaker.

PWM(펄스 폭 변조)는 구형파(矩形波)의 듀티 사이클을 다른 신호에 따라 변화시키는 변조 방식이다. 신시사이저 중에는 이 방법으로 코러스와 비슷한 음색 변화를 얻는 기종도 있다. 아날로그 신호를 펄스화(준 디지털화)하는 방법의 하나로, 파워 앰프에 응용하면 간단하게 대규모 출력을 얻을 수 있다.PWM (Pulse Width Modulation) is a modulation scheme in which the duty cycle of a square wave is changed in accordance with another signal. Some synthesizers get chorus-like variations in this way. One way to pulse an analog signal (quasi-digitization) is to apply it to a power amplifier and simply get a large output.

종래의 초지향성 스피커의 D 클래스 앰프 회로에서의 문제점은 신호 라인에 연결된 스피커의 수량이 늘어나면 커패시턴스(C)값이 증가하여, PWM신호 인가시 PWM DUTY에 따라 듀티(DUTY) 폭이 넓을수록 코일(COIL) 역 기전력이 커져서 스피커에 인가되는 전압이 한계수치(예컨대, 100Vp-p)를 초과하는 현상이 발생한다. The problem with the D-class amplifier circuit of the conventional super-directional speaker is that the capacitance (C) increases as the number of speakers connected to the signal line increases, and the coil width increases as the duty width increases according to the PWM duty when the PWM signal is applied. The (COIL) back electromotive force increases so that the voltage applied to the speaker exceeds a threshold value (eg, 100 Vp-p).

역기전력이란, 전기기재(電氣器材)나 전기회로에서 전원전압(電源電壓)과 반대방향으로 생기는 기전력을 말한다. 변합기·직류 전동기·교류전동기 같이 인덕턴스를 가진 회로에 전원에서 전력을 공급하면 전압을 거는 순간 급격히 전류가 흐르기 시작하므로 패러데이의 전자기유도(電磁氣誘導) 법칙에 의해 전류의 변화 크기에 비례하는 기전력이 걸려진 전압과 반대방향으로 생긴다.The counter electromotive force refers to an electromotive force generated in an opposite direction to a power supply voltage in an electric substrate or an electric circuit. When power is supplied from a power supply to a circuit with inductance, such as a transformer, a DC motor, or an alternating current motor, current flows rapidly at the moment the voltage is applied, so the electromotive force proportional to the magnitude of the change in current by Faraday's law of electromagnetic induction. This occurs in the opposite direction to the applied voltage.

PWM DUTY에 따라 듀티(DUTY) 폭이 넓어지면 초지향성 스피커의 D 클래스 앰프 회로에서 역기전력에 따라 스피커 소자가 데미지를 받아 파손되는 현상이 발생한다. 현재 상용화된 초지향성 스피커 중 100Vp-p를 초과하면서 출력을 보증하는 소형제품이 존재하지 아니한다. If the duty width is widened according to the PWM duty, the speaker element is damaged due to back EMF in the D-class amplifier circuit of the super-directional speaker. There is no small product that can guarantee output while exceeding 100Vp-p among commercially available superdirectional speakers.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로의 구성을 예시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a superdirectional speaker circuit having increased stability according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 6개의 스피커를 연결한 구성을 예시하였는데, 스피커의 연결 수량은 이에 한정되지 않는다. In FIG. 2, a configuration in which six speakers are connected is illustrated, but the number of speakers is not limited thereto.

종래기술에 따른 도 1에서는 스피커입력을 위한 오디오 신호가 플러스 극성의 전기신호선(스피커 케이블)을 통하여 인덕터 L1을 거쳐 스피커 T1 내지 T6의 플러스 극성에 각각 병렬로 연결되고, 마이너스 극성으로는 전기신호선 통하여 인덕터 L2를 거쳐 스피커 T1 내지 T6의 마이너스 극성에 각각 병렬로 연결된다. In FIG. 1 according to the prior art, the audio signal for the speaker input is connected in parallel to the positive polarities of the speakers T1 to T6 via the inductor L1 through the positive polarity electrical signal line (speaker cable), and through the electrical signal line with the negative polarity. The inductors L2 are connected in parallel to the negative polarities of the speakers T1 to T6, respectively.

반면, 본원발명에 따른 도 2에서는 인덕터 L1 및 인덕터 L2, 스피커 T1 및 스피커 T2가 1그룹으로 묶이고, 인덕터 L3 및 인덕터 L4, 스피커 T3 및 스피커 T4가 2그룹으로 묶이고, 인덕터 L5 및 인덕터 L6, 스피커 T5 및 스피커 T6가 3그룹으로 묶인다. On the other hand, in FIG. 2 according to the present invention, the inductor L1 and the inductor L2, the speaker T1 and the speaker T2 are grouped into one group, the inductor L3 and the inductor L4, the speaker T3 and the speaker T4 are grouped into two groups, the inductor L5 and the inductor L6, the speaker T5 and speaker T6 are grouped into three groups.

본원발명의 일실시예에서는 이와 같이 그룹으로 묶어서 구성함으로써 소스에 연결되는 스피커의 수량이 늘어나더라도 커패시턴스(C)값이 일정값으로 고정되어 PWM 신호 인가시 PWM DUTY 폭이 넓어도 각 스피커에 인가되는 전압이 일정값(예컨대, 52Vp-p)를 초과 하지 않게되어 역기전력으로부터 안전하게 되는 것이다. In an embodiment of the present invention, even if the number of speakers connected to the source is increased, the capacitance (C) is fixed to a constant value, so that the PWM signal is applied to each speaker even if the width of the PWM duty is wide. The voltage does not exceed a certain value (eg, 52Vp-p), making it safe from back EMF.

1그룹에서는, 스피커입력을 위한 오디오 신호가 플러스 극성의 전기신호선(스피커 케이블)을 통하여 인덕터 L1을 거쳐 스피커 T1 내지 T2의 플러스 극성에 각각 병렬로 연결되고, 마이너스 극성으로는 전기신호선 통하여 인덕터 L2를 거쳐 스피커 T1 내지 T2의 마이너스 극성에 각각 병렬로 연결된다. In group 1, the audio signal for speaker input is connected in parallel to the plus polarity of the speakers T1 to T2 via the inductor L1 through the electrical signal line (speaker cable) of positive polarity, and the inductor L2 is connected to the positive polarity of the electrical signal line with the negative polarity. Are connected in parallel to the negative polarity of the speakers T1 to T2, respectively.

2그룹에서는, 스피커입력을 위한 오디오 신호가 플러스 극성의 전기신호선(스피커 케이블)을 통하여 인덕터 L3을 거쳐 스피커 T3 내지 T4의 플러스 극성에 각각 병렬로 연결되고, 마이너스 극성으로는 전기신호선 통하여 인덕터 L4를 거쳐 스피커 T3 내지 T4의 마이너스 극성에 각각 병렬로 연결된다. In group 2, the audio signal for speaker input is connected in parallel through the inductor L3 via the positive polarity electrical signal line (speaker cable) to the plus polarity of the speakers T3 to T4, respectively, and the inductor L4 through the electrical signal line with the negative polarity. And connected in parallel to the negative polarity of the speakers T3 to T4, respectively.

3그룹에서는, 스피커입력을 위한 오디오 신호가 플러스 극성의 전기신호선(스피커 케이블)을 통하여 인덕터 L5을 거쳐 스피커 T5 내지 T6의 플러스 극성에 각각 병렬로 연결되고, 마이너스 극성으로는 전기신호선 통하여 인덕터 L6를 거쳐 스피커 T5 내지 T6의 마이너스 극성에 각각 병렬로 연결된다. In group 3, the audio signal for speaker input is connected in parallel through the inductor L5 via the positive polarity electrical signal line (speaker cable) to the plus polarity of the speakers T5 to T6, respectively, and the inductor L6 through the electrical signal line with the negative polarity. And connected in parallel to the negative polarity of the speakers T5 to T6, respectively.

스피커 T1 내지 T6는 소스장치(공연장의 마이크, 각종 오디오 플레이어 등, 미도시)로부터 전기신호로 스피커입력을 받아 인간이 소리로 인지할 수 있는 진동으로 변환한다.Speakers T1 to T6 receive speaker inputs as electrical signals from source devices (such as microphones in performance halls and various audio players) and convert them into vibrations that can be perceived by humans as sounds.

소스장치와 스피커 장치 T1 내지 T6를 연결하는 전기신호선은 대용량 신호손실을 최소화하며 깨끗하게 전송할 수 있도록 제작이 된다. 선재의 재질, 순도와 단면적, 결속 방식, 절연과 실드(Shield), 단자 처리 등에 따라 다양한 제품이 있다. 예컨대, 스피커 케이블의 선재의 재질은 열 뿐만 아니라 전기 전도율이 매우 좋은 동선(copper)이 가장 널리 사용되는데, 일반적인 구리에는 다소간의 산소가 포함되어 있으며, 산소는 전류 흐름에는 방해가 되는 성분이므로 산소를 효과적으로 제거해서 전기 전송의 품질을 높인‘무산소동선(OFC)’이 스피커 케이블에 많이 사용된다. 스피커 케이블은 이 같은 무산소동선을 은으로 도금한 것, 아예 은으로 만든 것, 은 도금선과 동선을 섞은 것, 주석을 사용한 것 등 다양한 선재들이 사용될 수 있다.The electrical signal line connecting the source device and the speaker devices T1 to T6 is manufactured to be able to transmit cleanly while minimizing a large amount of signal loss. There are various products depending on the material of wire, purity and cross-sectional area, binding method, insulation, shield, and terminal treatment. For example, the material of the wire of the speaker cable is copper, which has a very good electrical conductivity as well as heat, and copper is most widely used. In general, copper contains some oxygen, and oxygen is a component that interferes with current flow. Oxygen-free copper wire (OFC), which effectively removes and improves the quality of electrical transmission, is often used for speaker cables. Speaker wires can be used with a variety of wires, such as silver-plated oxygen-free copper wire, made entirely of silver, a mixture of silver-plated wire and copper wire, and tin.

한편, 파워앰프는 신호분배기로부터의 출력신호를 스피커가 제대로 구동할 정도로 충분히 출력을 증폭시켜주는 역할을 한다. 액티브 스피커의 경우 파워앰프는 스피커 내부에 포함되어 있는 형태로 구현되어 있다. On the other hand, the power amplifier serves to amplify the output sufficiently so that the speaker properly drives the output signal from the signal splitter. In the case of active speakers, the power amplifier is implemented in a form included in the speaker.

도 2에서는 그룹을 L1, L2 및 T1, T2 등으로 2개씩 묶는 것을 예시하였으나, 하나의 그룹으로 묶을 수 있는 인덕터 및 스피커의 숫자는 2개 씩에 한정되지 않는다. 역기전력으로부터 초지향성 스피커가 구동될 수 있는 한계치 이하로 구성이 가능하다면, 3개 내지 그 이상의 인덕터 및 그에 연결된 3개 내지 그 이상의 스피커를 하나의 그룹으로 묶는 것이 가능하다. 예컨대, 인덕터 L1, 인덕터 L2 및 인덕터 L3, 스피커 T1, 스피커 T2 및 스피커 T3가 1그룹으로 묶이고, 인덕터 L4, 인덕터 L5 및 인덕터 L6, 스피커 T4, 스피커 T5 및 T6이 2그룹으로 묶이는 등이다. In FIG. 2, two groups are grouped into L1, L2, and T1 and T2, but the number of inductors and speakers that can be grouped into one group is not limited to two. It is possible to group three or more inductors and three or more speakers connected thereto in one group if it is possible to configure below the threshold at which the superdirectional speakers can be driven from back EMF. For example, the inductor L1, the inductor L2 and the inductor L3, the speaker T1, the speaker T2 and the speaker T3 are grouped into one group, the inductor L4, the inductor L5 and the inductor L6, the speaker T4, the speakers T5 and T6 are grouped into two groups, and the like.

본 명세서에 첨부된 회로는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. The circuitry attached herein may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment such that instructions executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment may not be included in each block or flowchart of the block diagram. It will create means for performing the functions described in each step. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block or flowchart of each step of the block diagram. Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명의 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로에 의하면, 초지향성 스피커에 인가되는 전압을 일정 범위 이내로 제어하여 초지향성 스피커의 역기전력에 의한 파손 현상을 방지할 수 있는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로를 제공하는 솔루션으로 활용 가능하다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.According to the superdirectional speaker circuit having increased stability of the present invention, a superdirectional speaker circuit having increased stability capable of preventing breakage due to back electromotive force of a superdirectional speaker by controlling a voltage applied to the superdirectional speaker within a predetermined range is provided. As it can be used as a solution provided, it is not only possible to use the related technology, but also the possibility of marketing or sales of the applied device as well as using the related technology is not only sufficient, but also realistically implemented. It is an invention that can be used.

L1, L2, L3, L4, L5, L6: 인덕터
T1, T2, T3, T4, T5, T6: 스피커
L1, L2, L3, L4, L5, L6: Inductors
T1, T2, T3, T4, T5, T6: Speaker

Claims (3)

스피커입력을 위한 플러스 극성의 전기신호선에 병렬 연결된 제1인덕터 및 제3인덕터;
스피커입력을 위한 마이너스 극성의 전기신호선에 병렬 연결된 제2인덕터 및 제4 인덕터; 및
상기 스피커입력을 받아 인간이 소리로 인지할 수 있는 진동으로 변환하는 제1스피커, 제2스피커, 제3스피커 및 제4스피커를 포함하고,
상기 제1인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제1스피커 및 상기 제2스피커의 플러스 극성 단자에 각각 입력되고, 상기 제2 인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제1스피커 및 상기 제2스피커의 마이너스 극성 단자에 연결되고,
상기 제3인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제3스피커 및 상기 제4스피커의 플러스 극성 단자에 각각 입력되고, 상기 제4인덕터를 거친 오디오 신호는 상기 제3스피커 및 상기 제4스피커의 마이너스 극성 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로.
First and third inductors connected in parallel to electrical signal lines of positive polarity for speaker input;
A second inductor and a fourth inductor connected in parallel to an electrical signal line of negative polarity for speaker input; And
A first speaker, a second speaker, a third speaker, and a fourth speaker for receiving the speaker input and converting the vibration into a vibration that can be perceived by a human;
The audio signal passing through the first inductor is input to the positive polarity terminals of the first speaker and the second speaker, respectively, and the audio signal passing through the second inductor is connected to the negative polarity terminals of the first speaker and the second speaker. Connected,
The audio signal passing through the third inductor is input to the positive polarity terminals of the third speaker and the fourth speaker, respectively, and the audio signal passing through the fourth inductor is connected to the negative polarity terminals of the third speaker and the fourth speaker. Super-directional speaker circuit with increased stability, characterized in that connected.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4스피커의 앰프는,
클래스 D 앰프인 것을 특징으로 하는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로.
The method of claim 1,
The amplifier of the first to fourth speakers,
Super-directional speaker circuit with increased stability, characterized by a Class D amplifier.
제2항에 있어서,
상기 제1 내지 제4스피커에 입력되는 오디오 신호는 PWM(Pulse Width Modulation)신호인 것을 특징으로 하는 안정성이 증가된 초지향성 스피커 회로.
The method of claim 2,
The audio signal input to the first to fourth speakers is a super-directional speaker circuit, characterized in that the pulse width modulation (PWM) signal.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59125199A (en) * 1982-12-29 1984-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker system
KR100622078B1 (en) 2005-11-21 2006-09-13 주식회사 솔리토닉스 Ultra directional speaker system and signal processing method thereof
KR101074431B1 (en) 2010-12-28 2011-10-17 동국대학교 산학협력단 Ultra directional speaker system
JP2015185882A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 ヤマハ株式会社 Class d power amplifier
KR101833892B1 (en) 2017-02-08 2018-03-02 포항공과대학교 산학협력단 Piezoelectric-mems high directional loudspeaker and beam steering method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59125199A (en) * 1982-12-29 1984-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker system
KR100622078B1 (en) 2005-11-21 2006-09-13 주식회사 솔리토닉스 Ultra directional speaker system and signal processing method thereof
KR101074431B1 (en) 2010-12-28 2011-10-17 동국대학교 산학협력단 Ultra directional speaker system
JP2015185882A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 ヤマハ株式会社 Class d power amplifier
KR101833892B1 (en) 2017-02-08 2018-03-02 포항공과대학교 산학협력단 Piezoelectric-mems high directional loudspeaker and beam steering method thereof

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