KR102184933B1

KR102184933B1 - Speaker driver for acoustic communication

Info

Publication number: KR102184933B1
Application number: KR1020190124358A
Authority: KR
Inventors: 조성환; 이은석
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-12-01

Abstract

The present invention relates to a speaker driver for acoustic communication, which generates vibration for acoustic communication through an LC vibration circuit, but increases the maximum data transmission rate more efficiently. The speaker driver includes: an LC resonance circuit having an inductor connected in parallel to a speaker and generating speaker vibration by varying a voltage applied to both ends of an inductor; a power switch for applying a driving voltage to the LC resonance circuit when an inverting input signal is a first value; a start-up booster circuit for generating a pulse signal clocked by phase synchronization with the inverted input signal from a non-inverting input signal, and additionally applying the driving voltage to any one of both ends of the inductor when the pulse signal is the first value; and a discharge circuit for forcibly discharging each voltage applied to both ends of the inductor when the inverted input signal is a second value.

Description

Speaker driver for acoustic communication

본 발명은 음향 통신용 스피커 드라이버에 관한 것으로, 특히 최대 데이터 전송 속도를 보다 효율적으로 증가시킬 수 있도록 하는 음향 통신용 스피커 드라이버에 관한 것이다. The present invention relates to a speaker driver for acoustic communication, and more particularly, to a speaker driver for acoustic communication that enables the maximum data transfer rate to be more efficiently increased.

최근 다양한 종류의 통신 단말이 제안되고 있으며, 이들은 블루투스 통신과 같은 근거리 무선 통신을 이용하여 주변 기기와의 데이터 통신을 수행하도록 한다. Recently, various types of communication terminals have been proposed, and they perform data communication with peripheral devices using short-range wireless communication such as Bluetooth communication.

다만, 블루투스 통신의 이용을 위해서는 기존의 복잡한 블루투스 프로토콜 스택을 따라야하고, 블루투스 연결이 이뤄질 때마다 페어링을 필요로 한다. 또한, 블루투스용 IP를 IC(집적 회로) 칩에 사용하는 것은 기기의 구현 비용을 증가시키는 요인이 된다. However, in order to use Bluetooth communication, the existing complex Bluetooth protocol stack must be followed, and pairing is required every time a Bluetooth connection is established. In addition, the use of Bluetooth IP in an IC (integrated circuit) chip increases the cost of implementing the device.

따라서 블루투스와 같은 별도의 통신 모듈을 이용하지 하고, 통신 단말에 기본 내장되는 마이크와 스피커를 이용하여 데이터 송수신 방법, 즉 음향 통신 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Therefore, research on a data transmission/reception method, that is, an acoustic communication technology, is being actively conducted using a microphone and a speaker built into a communication terminal without using a separate communication module such as Bluetooth.

도 1은 종래의 음향 통신 기술에 적용되는 스피커 드라이버를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a speaker driver applied to a conventional acoustic communication technology.

도 1에 적용되는 스피커(1)는 압전 스피커로, 압전 스피커를 통해 소리를 생성 및 출력하기 위해서는 스피커 양단의 전압을 계속해서 바꿔줘야 한다. The speaker 1 applied to FIG. 1 is a piezoelectric speaker. In order to generate and output sound through the piezoelectric speaker, the voltage across the speaker must be continuously changed.

이를 위해, 스피커 드라이버(2)는 스피커 양단의 전압을 변환시켜주기 위해, 버퍼(buffer)를 이용해서 신호를 스피커에 가해주고, 전하가 스피커에 쌓이고, 빠져나감을 반복하면서 스피커는 소리를 내도록 한다. To this end, the speaker driver 2 applies a signal to the speaker using a buffer to convert the voltage across the speaker, and charges accumulate on the speaker, and the speaker makes a sound while repeating the exit. .

이 과정에서 압전 스피커(1)의 큰 캐패시터 용량 (~nF)에 의해 동작 전력 소모는 수 mW 까지 증가하게 된다.In this process, the operation power consumption increases to several mW due to the large capacitor capacity (~nF) of the piezoelectric speaker 1.

한편, LC 진동 회로를 통해 진동을 발생하는 경우, 도 2에서와 같이 큰 축전 용량의 압전 스피커로 인해 LC 진동이 원하는 시점보다 늦게 시작될 수 있다. 또한, LC 진동이 사라져야 하는 순간에도, LC 사이의 에너지 교환으로 인해 LC 진동이 사라지지 않는 문제점이 발생한다. On the other hand, when vibration is generated through the LC vibration circuit, the LC vibration may start later than a desired time point due to the piezoelectric speaker having a large storage capacity as shown in FIG. 2. In addition, even at the moment when the LC vibration should disappear, there arises a problem that the LC vibration does not disappear due to energy exchange between the LCs.

이는 LC 진동 회로를 이용한 스피커 드라이버의 최대 데이터 전송 속도 (Data rate)을 제한하는 요소가 된다.This is a factor that limits the maximum data rate of the speaker driver using the LC vibration circuit.

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 LC 진동 회로를 통해 음향 통신을 위한 진동을 발생하되, 최대 데이터 전송 속도를 보다 효율적으로 증가시킬 수 있도록 하는 음향 통신용 스피커 드라이버를 제공하고자 한다. Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention is to provide a speaker driver for acoustic communication that generates vibration for acoustic communication through an LC vibration circuit and increases the maximum data transmission speed more efficiently.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 스피커에 병렬 연결된 인덕터를 구비하고, 상기 인덕터의 양단에 인가되는 전압을 가변하여 스피커 진동을 발생하는 LC 공진회로; 반전 입력 신호가 제1값이면, 구동 전압을 상기 LC 공진회로에 인가하는 전원 스위치; 비반전 입력 신호로부터 상기 반전 입력 신호에 위상 동기화되어 클럭킹되는 펄스 신호를 생성하고, 상기 펄스 신호가 제1값일 때에 상기 구동 전압을 상기 인덕터의 양단 중 어느 하나에 추가 인가하는 시동 부스터 회로; 및 상기 반전 입력 신호가 제2값이면, 상기 인덕터의 양단에 인가된 전압 각각을 강제 방전시키는 방전 회로를 포함하는 음향 통신용 스피커 드라이버를 제공한다. As a means for solving the above problem, according to an embodiment of the present invention, there is provided an inductor connected in parallel to a speaker, and an LC resonance circuit for generating speaker vibration by varying a voltage applied to both ends of the inductor; A power switch for applying a driving voltage to the LC resonance circuit when the inverting input signal is a first value; A start-up booster circuit for generating a pulse signal clocked by phase synchronization with the inverted input signal from a non-inverting input signal, and additionally applying the driving voltage to any one of both ends of the inductor when the pulse signal is a first value; And a discharge circuit for forcibly discharging each of the voltages applied to both ends of the inductor when the inverted input signal is a second value.

상기 시동 부스터 회로는 상기 비반전 입력 신호를 반전 및 지연시켜 출력하는 반전 소자; 상기 비반전 입력 신호와 상기 반전 소자의 출력 신호를 논리곱하여, 상기 반전 소자의 지연 시간 동안만 상기 비반전 입력 신호와 동일 신호값을 가지는 신호를 생성 및 출력하는 AND 논리 소자; 상기 AND 논리 소자의 출력 신호를 반전시켜 출력하는 인버터; 및 상기 인버터의 출력 신호가 제1값일 때에 상기 구동 전압을 상기 인덕터의 양단 중 어느 하나에 추가 인가하는 제1 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다. The start-up booster circuit includes an inverting element for inverting and delaying the non-inverting input signal to output the signal; An AND logic element generating and outputting a signal having the same signal value as the non-inverting input signal only during a delay time of the inverting element by logically multiplying the non-inverting input signal and the output signal of the inverting element; An inverter for inverting and outputting an output signal of the AND logic element; And a first transistor additionally applying the driving voltage to any one of both ends of the inductor when the output signal of the inverter is a first value.

상기 반전 소자는 직렬 연결된 홀수개의 인버터인 것을 특징으로 한다. The inverting element is characterized in that it is an odd number of inverters connected in series.

상기 방전 회로는 상기 반전 입력 신호가 제2값이면, 상기 인덕터의 양단에 인가된 전압 각각을 강제 방전시키는 제2 트랜지스터쌍을 포함하는 것을 특징으로 한다. The discharging circuit is characterized by including a second pair of transistors forcibly discharging each voltage applied to both ends of the inductor when the inverted input signal is a second value.

이때, 상기 전원 스위치 및 상기 제1 트랜지스터는 제1 극성의 트랜지스터로 구현되고, 상기 제2 트랜지스터쌍은 제2 극성의 트랜지스터로 구현되는 것을 특징으로 한다. In this case, the power switch and the first transistor are implemented as transistors having a first polarity, and the second transistor pair is implemented as a transistor having a second polarity.

상기 LC 공진회로는 스피커에 병렬 연결되는 인덕터; 전압 인가단과 상기 인덕터의 양단 사이에 게이트와 드레인이 크로스 커플드된 제3 트랜지스터쌍; 및 상기 인덕터의 양단과 접지 사이에 게이트와 드레인이 크로스 커플드된 제4 트랜지스터쌍을 포함하는 것을 특징으로 한다. The LC resonance circuit includes an inductor connected in parallel to a speaker; A third pair of transistors having a gate and a drain cross-coupled between a voltage applying terminal and both ends of the inductor; And a fourth transistor pair having a gate and a drain cross-coupled between both ends of the inductor and a ground.

이때, 상기 제3 트랜지스터쌍은 제1 극성의 트랜지스터로 구현되고, 상기 제4 트랜지스터쌍은 제2 극성의 트랜지스터로 구현되는 것을 특징으로 한다. In this case, the third transistor pair is implemented as a transistor having a first polarity, and the fourth transistor pair is implemented as a transistor having a second polarity.

본 발명은 LC 진동 회로 이외에 시동 부스터 회로와 및 방전 회로를 추가 구비한 후, 시동 부스터 회로를 통해서는 스피커 진동이 켜지는 데 걸리는 시간을 최소화시키고, 방전 회로를 통해서는 스피커 진동을 보다 빠른 속도로 끌 수 있도록 한다. 이에 LC 진동 회로를 통해 음향 통신을 위한 진동을 발생하되, 최대 데이터 전송 속도를 보다 효율적으로 증가시킬 수 있도록 한다. The present invention minimizes the time it takes to turn on the speaker vibration through the start-up booster circuit after additionally providing a starting booster circuit and a discharge circuit in addition to the LC vibration circuit, and the speaker vibration is reduced at a faster rate through the discharge circuit. So you can turn it off. Accordingly, vibration for acoustic communication is generated through the LC vibration circuit, but the maximum data transmission rate can be increased more efficiently.

도 1 및 도 2는 종래의 음향 통신 기술에 적용되는 스피커 드라이버를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 통신용 스피커 드라이버를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스팅 신호의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 통신용 스피커 드라이버의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 통신용 스피커 드라이버의 시동 부스터 회로 및 방전 회로의 구동 여부에 따른 반응 속도 차이를 설명하기 위한 도면이다. 1 and 2 are diagrams for explaining a speaker driver applied to a conventional acoustic communication technology.
3 is a diagram illustrating a speaker driver for acoustic communication according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a method of generating a boosting signal according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views for explaining a method of driving a speaker driver for acoustic communication according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a difference in response speed according to whether a start booster circuit and a discharge circuit of a speaker driver for acoustic communication according to an embodiment of the present invention are driven.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following content merely illustrates the principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art can implement the principles of the present invention and invent various devices included in the concept and scope of the present invention, although not clearly described or illustrated herein. In addition, it is understood that all conditional terms and examples listed in this specification are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the present invention understood, and are not limited to the embodiments and states specifically listed as such. Should be.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, it is to be understood that all detailed descriptions listing specific embodiments as well as principles, aspects and embodiments of the present invention are intended to include structural and functional equivalents of these matters. It should also be understood that these equivalents include not only currently known equivalents, but also equivalents to be developed in the future, that is, all devices invented to perform the same function regardless of structure.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing a conceptual perspective of exemplary circuits embodying the principles of the invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudocodes, etc. are understood to represent various processes performed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is clearly depicted and that can be represented substantially in a computer-readable medium Should be.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of the various elements shown in the figures, including a processor or functional block represented by a similar concept, may be provided by the use of dedicated hardware as well as hardware having the ability to execute software in association with appropriate software. When provided by a processor, the function may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, the explicit use of terms presented as processor, control, or similar concepts should not be interpreted exclusively by referring to hardware capable of executing software, and without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, ROM for storing software. It should be understood to implicitly include (ROM), RAM, and non-volatile memory. Other commonly used hardware may also be included.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims of this specification, components expressed as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements or firmware/microcode that perform the above functions. It is intended to include all methods of performing a function to perform the function, and is combined with suitable circuitry for executing the software to perform the function. Since the invention defined by these claims is combined with the functions provided by the various enumerated means and combined with the manner required by the claims, any means capable of providing the above functions are equivalent to those conceived from this specification. It should be understood as.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The above-described objects, features, and advantages will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, whereby those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 통신용 스피커 드라이버를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a speaker driver for acoustic communication according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 음향 통신용 스피커 드라이버(10)는 크게 LC 진동 회로(11), 전원 스위치(12), 시동 부스터 회로(13), 및 방전 회로(14)로 구성된다. As shown in FIG. 3, in the present invention, the speaker driver 10 for acoustic communication is largely composed of an LC vibration circuit 11, a power switch 12, a starting booster circuit 13, and a discharge circuit 14.

LC 진동 회로(11)는 압전 스피커(20)에 병렬 연결되는 인덕터(L)를 구비하고, 인덕터(L)의 양단(n1,n2)에 인가되는 전압을 변동함으로써, 소정의 LC 진동, 즉 스피커 진동을 발생시킨다. The LC vibration circuit 11 includes an inductor L connected in parallel to the piezoelectric speaker 20, and by varying the voltage applied to both ends n1 and n2 of the inductor L, a predetermined LC vibration, that is, a speaker It generates vibration.

이러한 LC 진동 회로(11)는 큰 캐패시터 용량을 가지는 압전 스피커(20)에 병렬 연결되는 인덕터(L), 전압 인가단(ni)과 인덕터 양단(n1,n2) 사이에 게이트와 드레인이 크로스 커플드(cross-coupled)된 피모스 트랜지스터쌍(PM11,PM12), 인덕터 양단(n1,n2)과 접지 사이에 게이트와 드레인이 크로스 커플드된 엔모스 트랜지스터쌍(NM11,NM12)로 구현 가능하다. In this LC vibration circuit 11, the inductor L connected in parallel to the piezoelectric speaker 20 having a large capacitor capacity, the gate and the drain are cross-coupled between the voltage application terminal ni and both ends n1 and n2 of the inductor. It can be implemented with a (cross-coupled) PMOS transistor pair (PM11, PM12) and an NMOS transistor pair (NM11, NM12) in which gate and drain are cross-coupled between both ends of the inductor (n1,n2) and ground.

전원 스위치(12)는 구동 전압(V_DD)과 LC 공진회로(11)의 전압 인가단(ni) 사이에 위치되는 피모스 트랜지스터(PM2)로 구현되어, 반전 입력 신호(/IN)가 제1값(예를 들어, 0 또는 L)일 때에 구동 전압(V_DD)을 LC 공진회로(11)의 전압 인가단(ni)에 인가한다. The power switch 12 is implemented with a PMOS transistor PM2 positioned between the driving voltage V _DD and the voltage applying terminal ni of the LC resonance circuit 11, so that the inverted input signal /IN is the first When the value (for example, 0 or L), the driving voltage V _DD is applied to the voltage applying terminal ni of the LC resonance circuit 11.

시동 부스터 회로(13)는 비반전 입력 신호(IN)로부터 반전 입력 신호(/IN)에 위상 동기화되어 클럭킹되는 펄스 신호를 생성한 후, 펄스 신호가 제1값일 때에 구동 전압(V_DD)을 인덕터 양단 중 어느 하나(예를 들어, n1)에 추가 인가한다. The start-up booster circuit 13 generates a pulse signal that is phase-synchronized and clocked from the non-inverting input signal IN to the inverting input signal /IN, and then inducts the driving voltage V _DD when the pulse signal is the first value. It is additionally applied to either end (for example, n1).

이러한 시동 부스터 회로(13)는 비반전 입력 신호를 반전 및 지연시켜 출력하는 반전 소자(I1,I2,I3), 비반전 입력 신호(IN)와 반전 소자(I1,I2,I3)의 출력 신호를 논리곱하여 출력하는 AND 논리 소자(AND), AND 논리 소자의 출력 신호를 반전시켜 출력하는 인버터(I4), 인버터(I4)의 출력 신호가 제1값일 때에 구동 전압(V_DD)을 인덕터 양단 중 어느 하나에 추가 인가하는 피모스 트랜지스터(PM3)로 구현 가능하다. The start-up booster circuit 13 outputs the inverting elements I1, I2, I3 for inverting and delaying the non-inverting input signal, and the output signals of the non-inverting input signal IN and the inverting elements I1, I2, I3. When the output signal of the AND logic element (AND) and the output signal of the AND logic element is inverted and output is the first value, the driving voltage (V _DD ) is It can be implemented with a PMOS transistor PM3 that is additionally applied to one.

이때, 반전 소자(I1,I2,I3)는 직렬 연결된 홀수개의 인버터로 구현 가능하나, 이의 구체적 구현 방법은 차후 필요에 따라 다양하게 변화될 수 있음은 물론 당연하다. At this time, the inverting elements I1, I2, I3 can be implemented with an odd number of inverters connected in series, but it is natural that the specific implementation method thereof may be variously changed according to future needs.

방전 회로(14)는 인덕터 양단(n1,n2) 각각과 접지 사이에 연결된 엔모스 트랜지스터쌍(PM41,PM42)을 포함하며, 반전 입력 신호(/IN)가 제2값(예를 들어, 1 또는 H)이면, 인덕터 양단(n1,n2)에 인가된 전압 각각을 접지로 강제 방전시킨다. The discharge circuit 14 includes an NMOS transistor pair (PM41, PM42) connected between each of the inductor's both ends (n1, n2) and a ground, and an inverted input signal (/IN) has a second value (for example, 1 or If it is H), each of the voltages applied across the inductor n1 and n2 is forcibly discharged to ground.

이하, 도 4 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 음향 통신용 스피커 드라이버의 구동 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of driving a speaker driver for acoustic communication of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스팅 신호의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a method of generating a boosting signal according to an embodiment of the present invention.

만약, 비반전 입력 신호(IN)가 "0"에서 "1"로 천이되면, 반전 소자(I1,I2,I3)를 소정의 지연 시간 이후에 "1"에서 "0"으로 천이되는 신호를 출력한다. 즉, 반전 소자(I1,I2,I3)는 자신에 포함되는 인버터 각각의 지연 성분만큼 소정 시간 지연된 후, 입력 신호를 반전시켜 출력한다. If the non-inverting input signal IN transitions from "0" to "1", the inverting elements (I1, I2, I3) output a signal that transitions from "1" to "0" after a predetermined delay time. do. That is, the inverting elements I1, I2, I3 are delayed for a predetermined time by a delay component of each of the inverters included therein, and then inverted and output the input signal.

이에 AND 논리 소자(AND)는 반전 소자(I1,I2,I3)의 지연 시간 동안만 "1"의 값을 가지고, 나머지 구간에서는 "0"의 값을 가지는 신호를 생성 및 출력한다. Accordingly, the AND logic element AND generates and outputs a signal having a value of "1" only during the delay time of the inverting elements I1, I2, and I3 and a value of "0" in the rest of the period.

그러면, 인버터(I4)는 AND 논리 소자(AND)의 출력 신호를 반전시켜, 지연 시간 동안만 "0"의 값을 가지고, 나머지 구간에서는 "1"의 값을 가지는 신호를 생성 및 출력한다. Then, the inverter I4 inverts the output signal of the AND logic element AND to generate and output a signal having a value of "0" only during the delay time and a value of "1" in the rest of the period.

이와 같이 생성된 인버터(I4)의 출력 신호는 반전 입력 신호(/IN)에 동기화되어 위상 천이되나, "0"구간의 폭이 반전 입력 신호(/IN)에 비해 감소되는 신호 특성을 가진다. The output signal of the inverter I4 generated as described above is synchronized with the inverted input signal /IN and is phase-shifted, but has a signal characteristic in which the width of the "0" section is reduced compared to the inverted input signal /IN.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 통신용 스피커 드라이버의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are diagrams illustrating a method of driving a speaker driver for acoustic communication according to an embodiment of the present invention.

만약, "1"의 값을 가지는 비반전 입력 신호(IN)과 "0"의 값을 가지는 반전 입력 신호(/IN)이 입력되면, 전원 스위치(12)는 반전 입력 신호(/IN)에 응답하여 턴온되어 구동 전압(V_DD)을 전압 인가단(ni)에 인가하기 시작한다. If a non-inverting input signal (IN) having a value of "1" and an inverting input signal (/IN) having a value of "0" are input, the power switch 12 responds to the inverting input signal (/IN). Thus, it is turned on and starts to apply the driving voltage V _DD to the voltage applying terminal ni.

그리고 시동 부스터 회로(13)도 "0"의 값을 가지는 신호를 일시적으로 생성 및 출력하고, 제3 스위치(PM3) 또한 일시 턴온되어 구동 전압(V_DD)을 인덕터 양단(n1,n2) 중 어느 하나(n1)에 추가 인가한다. In addition, the start-up booster circuit 13 also temporarily generates and outputs a signal having a value of "0", and the third switch PM3 is also temporarily turned on to reduce the driving voltage V _DD to any of the inductor ends (n1,n2). It applies additionally to one (n1).

인덕터 양단(n1,n2)에 인가되는 전압차는 시동 부스터 회로(13)에 추가 인가되는 구동 전압(V_DD)에 따라 보다 빨리 변화되게 되고, 그 결과 인덕터 양단(n1,n2)에 병렬 연결된 스피커(20)도 보다 빨리 소리 발생 상태, 즉 진동 발생 상태로 진입하게 된다. The voltage difference applied to both ends of the inductor (n1,n2) is changed more quickly according to the driving voltage (V _DD ) additionally applied to the start-up booster circuit 13, and as a result, a speaker connected in parallel to both ends of the inductor (n1,n2) ( 20) also enters the sound generation state, that is, the vibration generation state more quickly.

반면, 비반전 입력 신호(IN)과 반전 입력 신호(/IN)의 값이 "0"과 "1"로 변경되면, 전원 스위치(12)는 반전 입력 신호(/IN)에 응답하여 턴오프되어 전압 인가단(ni)로의 구동 전압 인가를 중지한다. On the other hand, when the values of the non-inverting input signal (IN) and the inverting input signal (/IN) are changed to "0" and "1", the power switch 12 is turned off in response to the inverting input signal (/IN). The application of the driving voltage to the voltage application terminal ni is stopped.

그리고 방전 회로(14)의 엔모스 트랜지스터쌍(PM41,PM42)는 "1"의 값을 가지는 반전 입력 신호(/IN)에 응답하여 턴온된다. Then, the pair of NMOS transistors PM41 and PM42 of the discharge circuit 14 are turned on in response to an inverting input signal /IN having a value of "1".

그러면, 인덕터 양단(n1,n2) 각각에 인가된 전압, 즉 스피커(20)에 저장된 전하는 접지로 강제 방전되고, 그 결과 스피커(20)는 즉각적으로 소리 발생 중지 상태, 즉 진동 발생 중지 상태로 진입하게 된다. Then, the voltage applied to each end of the inductor (n1, n2), that is, the electric charge stored in the speaker 20, is forcibly discharged to the ground, and as a result, the speaker 20 immediately enters the sound generation stop state, that is, the vibration generation state Is done.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 통신용 스피커 드라이버의 시동 부스터 회로 및 방전 회로의 구동 여부에 따른 반응 속도 차이를 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining a difference in response speed depending on whether the start booster circuit and the discharge circuit of the speaker driver for acoustic communication according to an embodiment of the present invention are driven.

도 7에서, 초록색 라인은 시동 부스터 회로(13) 및 방전 회로(14)의 구동없이 LC 진동 회로(11)만을 구동시키는 경우의 반응 속도이고, 빨간색 라인은 LC 진동 회로(11)를 시동 부스터 회로(13) 및 방전 회로(14)와 함께 구동시키는 경우의 반응 속도이다. In FIG. 7, a green line is a reaction speed when only the LC vibration circuit 11 is driven without driving the starting booster circuit 13 and the discharge circuit 14, and the red line indicates the LC vibration circuit 11 as the starting booster circuit. It is the reaction speed in the case of driving together with (13) and the discharge circuit 14.

즉, 도 7에서 살펴본 바와 같이 시동 부스터 회로(13)를 통해 구동 전압(V_DD)을 인덕터 양단(n1,n2) 중 어느 하나(n1)에 추가 인가하는 경우, 그렇지 않은 경우에 비해 스피커(20)가 보다 빨리 진동 발생 상태에 진입하게 됨을 알 수 있다. That is, as shown in FIG. 7, when the driving voltage V _DD is additionally applied to any one (n1) of both ends of the inductor (n1, n2) through the start-up booster circuit 13, the speaker 20 ) Will enter the vibration generating state more quickly.

또한 방전 회로(14)를 통해 인덕터 양단(n1,n2)에 인가된 전압을 즉각 방전시키는 경우, 그렇지 않은 경우에 비해 스피커(20)가 보다 빨리 진동 발생 중지 상태에 진입하게 됨을 알 수 있다. In addition, when the voltage applied to both ends n1 and n2 of the inductor is immediately discharged through the discharging circuit 14, it can be seen that the speaker 20 enters the vibration generation stop state more quickly than otherwise.

이와 같이, 본 발명은 시동 부스터 회로(13)와 방전 회로(14)를 통해 인덕터 양단(n1,n2), 즉 스피커에 인가된 전하량을 인위적으로 조정함으로써, 스피커의 반응 속도는 증가시켜 최대 데이터 전송 속도를 보다 효율적으로 증가되도록 한다. As described above, the present invention artificially adjusts the amount of charge applied to both ends of the inductor (n1,n2), that is, the speaker through the startup booster circuit 13 and the discharge circuit 14, thereby increasing the response speed of the speaker and transmitting maximum data. Allows the speed to be increased more efficiently.

상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The above-described method according to the present invention may be produced as a program for execution in a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, and magnetic tape. , A floppy disk, an optical data storage device, and the like, and also include those implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission through the Internet).

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer-readable recording medium is distributed over a computer system connected by a network, and computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes and code segments for implementing the method can be easily deduced by programmers in the art to which the present invention belongs.

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 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications can be implemented by a person having the knowledge of, of course, these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

Claims

An LC resonance circuit comprising an inductor connected in parallel to a speaker and generating speaker vibration by varying a voltage applied to both ends of the inductor;
A power switch for applying a driving voltage to the LC resonance circuit when the inverting input signal is a first value;
A start-up booster circuit for generating a pulse signal clocked by phase synchronization with the inverted input signal from a non-inverting input signal, and additionally applying the driving voltage to any one of both ends of the inductor when the pulse signal is a first value; And
And a discharge circuit for forcibly discharging each of the voltages applied to both ends of the inductor when the inverted input signal is a second value.

The method of claim 1, wherein the starting booster circuit
An inverting element for inverting and delaying the non-inverting input signal to output the signal;
An AND logic element generating and outputting a signal having the same signal value as the non-inverting input signal only during a delay time of the inverting element by logically multiplying the non-inverting input signal and the output signal of the inverting element;
An inverter for inverting and outputting an output signal of the AND logic element; And
And a first transistor for additionally applying the driving voltage to any one of both ends of the inductor when the output signal of the inverter is a first value.

The method of claim 2, wherein the inversion element
Speaker driver for acoustic communication, characterized in that the odd number of inverters connected in series.

The method of claim 2, wherein the discharge circuit
And a second pair of transistors forcibly discharging each voltage applied to both ends of the inductor when the inverted input signal is a second value.

The method of claim 4,
The power switch and the first transistor are implemented as transistors of a first polarity, and the second pair of transistors are implemented as transistors of a second polarity.

The method of claim 1, wherein the LC resonance circuit
An inductor connected in parallel to the speaker;
A third pair of transistors having a gate and a drain cross-coupled between a voltage applying terminal and both ends of the inductor; And
A speaker driver for acoustic communication, comprising a fourth transistor pair in which a gate and a drain are cross-coupled between both ends of the inductor and a ground.

The method of claim 6,
The third transistor pair is implemented as a transistor having a first polarity, and the fourth transistor pair is implemented as a transistor having a second polarity.