KR102519523B1 - 어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법 - Google Patents

어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102519523B1
KR102519523B1 KR1020220007926A KR20220007926A KR102519523B1 KR 102519523 B1 KR102519523 B1 KR 102519523B1 KR 1020220007926 A KR1020220007926 A KR 1020220007926A KR 20220007926 A KR20220007926 A KR 20220007926A KR 102519523 B1 KR102519523 B1 KR 102519523B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
audio signal
speaker
output
analog audio
unit
Prior art date
Application number
KR1020220007926A
Other languages
English (en)
Inventor
이우석
Original Assignee
(주)큐델릭스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)큐델릭스 filed Critical (주)큐델릭스
Priority to KR1020220007926A priority Critical patent/KR102519523B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102519523B1 publication Critical patent/KR102519523B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/403—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers loud-speakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

어레이 스피커 장치는 직렬로 연결된 복수의 스피커 유닛을 포함한다. 상기 복수의 스피커 유닛 각각은 아날로그 오디오 신호를 입력받는 입력단자, 상기 입력단자와 직렬로 연결되어 상기 아날로그 오디오 신호를 입력받는 커패시터, 상기 커패시터와 병렬로 연결되어 음향을 출력하는 드라이버 유닛 및 상기 커패시터와 직렬로 연결되어 상기 커패시터에서 출력되는 아날로그 오디오 신호를 출력하는 출력 단자를 포함한다.

Description

어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법{ARRAY SPEAKER APPARATUS AND SPREADING METHOD FOR HIGH FREQUENCY AUDIO SIGNAL}
이하 설명하는 기술은 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 스피커 장치에 관한 것이다.
트위터(tweeter)는 고주파수 대역(고역)에 특화된 스피커이다. 트위터는 일반적으로 4kHz ~ 20kHz 대역의 주파수 신호를 담당한다. 고역 신호는 주파수 특성상 음이 퍼지는 각도가 좁다. 고역 신호의 음을 최대한 넓은 범위로 퍼지게 하기 위하여 스피커는 구조적으로 특성이 좋은 돔 트위터(dome tweeter)를 이용하기도 하고, 혼(horn) 형태의 웨이브 가이드를 사용하기도 한다.
한국등록실용신안 제20-0374905호(2005.01.26)
이하 설명하는 기술은 지향성이 서로 다른 오디오 신호를 출력하는 어레이(array) 스피커를 이용하여 넓은 범위의 고역 오디오 출력을 제공하고자 한다.
어레이 스피커 장치는 직렬로 연결된 복수의 스피커 유닛을 포함하되, 상기 복수의 스피커 유닛 중 첫 번째 스피커 유닛은 소스 오디오 신호를 입력받고, 다른 스피커 유닛은 직전에 배치된 스피커 유닛이 출력하는 오디오 신호를 입력받는다.
상기 복수의 스피커 유닛 각각은 아날로그 오디오 신호를 입력받는 입력단자, 상기 입력단자와 직렬로 연결되어 상기 아날로그 오디오 신호를 입력받는 커패시터, 상기 커패시터와 병렬로 연결되어 음향을 출력하는 드라이버 유닛 및 상기 커패시터와 직렬로 연결되어 상기 커패시터에서 출력되는 아날로그 오디오 신호를 출력하는 출력 단자를 포함한다.
고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법은 제1 스피커 유닛이 제1 아날로그 오디오 신호를 입력받아 드라이버 유닛으로 제1 오디오 신호를 출력하고, 상기 제1 아날로그 오디오 신호와 위상이 다른 제2 아날로그 신호를 출력단자로 출력하는 단계, 상기 제1 스피커 유닛에 직렬로 연결되는 제2 스피커 유닛이 상기 제2 아날로그 오디오 신호를 입력받아 드라이버 유닛으로 제2 오디오 신호를 출력하고, 상기 제2 아날로그 오디오 신호와 위상이 다른 제3 아날로그 신호를 출력단자로 출력하는 단계 및 상기 제2 스피커 유닛에 직렬로 연결되는 제3 스피커 유닛이 상기 제3 아날로그 오디오 신호를 입력받아 드라이버 유닛으로 제3 오디오 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
이하 설명하는 기술은 출력 신호의 위상을 변경하는 스피커 유닛을 연속적으로 배열한 어레이 스피커를 이용하여 넓은 각도로 오디오 신호를 전달할 수 있다.
도 1은 스피커를 통해 음향을 청취하는 환경에 대한 예이다.
도 2는 스피커 유닛에 대한 예이다.
도 3은 어레이 스피커 장치에 대한 예이다.
도 4는 어레이 스피커 장치를 이용한 스피커 시스템에 대한 예이다.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설명된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
도 1은 스피커를 통해 음향을 청취하는 환경에 대한 예이다. 도 1은 청취자 L이 2개의 스피커 장치로 일정한 음향(sound)을 청취하는 예이다. 음향은 스피커에서 출력되는 물리적인 파동으로 표현된다. 음향은 음악, 음성 등을 포함할 수 있다.
도 1에서 2개의 스피커 장치 S1 및 S2는 2-way 스피커를 예로 도시하였다. 트위터는 고역 오디오 신호를 출력하기에 음이 전달되는 각도가 좁다. 따라서, 2-way 스피커는 일반적으로 상단에 트위터가 배치하여 청취자 L의 귀에 전달되게 한다. 도 1에서 스위트 스팟(sweet spot)은 일정 각도로 배치된 두 개의 스피커 장치에서 출력되는 오디오 신호가 청취자의 양쪽 귀에 모두 전달되는 위치이다. 트위터는 더욱 음이 전달되는 각도가 좁기 때문에 스위트 스팟이 좁아질 수 밖에 없다. 따라서, 특히 TV, 차량 오디오 시스템 등과 같이 청취자가 임의의 위치를 갖는 경우 오디오 품질이 떨어질 수 밖에 없다.
이하 설명하는 기술은 다수의 스피커 유닛으로 구성되는 어레이 스피커 장치이다. 먼저 하나의 스피커 유닛의 동작을 살펴본다.
도 2는 스피커 유닛(50)에 대한 예이다. 스피커 유닛(50)은 입력 단자(51), 커패시터(capacitor(C), 52), 드라이버 유닛(driver unit(D), 53) 및 출력 단자(54)를 포함한다.
스피커 유닛(50)은 RC(resistor-capacitor) 필터와 유사한 구조를 갖는다. 스피커 유닛(50)은 하이패스필터(high pass filter, HPF)와 유사한 구조를 갖는다.
입력 단자(51)는 아날로그 오디오 신호 Vin(입력 아날로그 오디오 신호)을 입력받는다. 아날로그 오디오 신호는 스피커를 통해 음향으로 출력될 수 있다. 아날로그 오디오 신호는 모노(mono) 채널의 신호이다.
커패시터(52)는 입력 단자(51)에 직렬로 연결된다.
커패시터(52)는 입력 단자(51)를 통해 전달되는 아날로그 오디오 신호를 입력받는다. HPF와 유사하게 커패시터(52)는 컷오프(cut off) 주파수를 초과하는 고주파수 신호를 통과시킨다.
드라이버 유닛(53)은 커패시터(52)와 병렬로 연결된다.
드라이버 유닛(53)은 커패시터(52)를 통과한 아날로그 오디오 신호를 입력받아 음향을 출력한다. 드라이버 유닛(53)은 다이나믹 드라이버(dynamic driver), 밸런스드 아마추어 드라이버(balanced armature driver) 등일 수 있다.
한편, 드라이버 유닛(53)은 스피커 유닛(50)의 회로에서 저항(resistor)과 같은 역할을 한다.
아래 수학식 1은 컷오프 주파수(fc)를 결정하는 식이다. R은 저항(드라이버 유닛)의 저항값을 나타내고, C는 커패시터의 정전 용량 값을 나타낸다. 따라서, 컷오프 주파수는 R과 C의 값에 따라 설정될 수 있다.
Figure 112022006970381-pat00001
아래 수학식 2는 스피커 유닛(50)을 통해 아날로그 오디오 신호의 변화하는 위상(Φ)을 나타낸다. 따라서, 입력 단자(51)에서 입력되는 아날로그 오디오 신호와 출력 단자(54)에서 출력되는 아날로그 오디오 신호의 위상 차이(phase shift)는 R과 C의 값에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112022006970381-pat00002
출력단자(54)는 커패시터(52)와 직렬로 드라이버 유닛(53)과 병렬로 연결된다.
출력단자(54)는 아날로그 오디오 신호 Voff(출력 아날로그 오디오 신호)를 출력한다. 입력 아날로그 오디오 신호 Vin와 출력 아날로그 오디오 신호 Voff를 Φ만큼 위상 차이를 갖는다.
스피커 유닛(50)은 입력 아날로그 오디오 신호에서 고주파수 대역의 신호를 추출하여 드라이버 유닛(53)을 통해 음향으로 출력한다. 또한, 스피커 유닛(50)은 입력 아날로그 오디오 신호의 위상을 일정하게 변경시켜 출력 단자로 출력한다.
도 3은 어레이 스피커 장치(100)에 대한 예이다. 어레이 스피커 장치(100)는 다수의 스피커 유닛들(110 ~ 170)을 포함한다. 스피커 유닛들(110 ~ 170) 각각은 도 2의 스피커 유닛(50)과 같은 구조를 갖는다.
다수의 스피커 유닛들(110 ~ 170)은 서로 직렬로 연결된 형태이다. 어레이 스피커 장치(100)는 PCB(printed circuit board) 기판에 스피커 유닛들이 연속적으로 배치된 형태로 구현될 수 있다. 스피커 장치(100)는 PCB 기판 상의 선로에 커패시터와 드라이버 유닛이 하나의 단위로 연속적으로 배치된 형태일 수 있다.
스피커 유닛(110)은 소스 아날로그 오디오 신호 A를 입력받는다. 소스 아날로그 오디오 신호 A는 어레이 스피커 장치(100)에 입력되는 초기 아날로그 오디오 신호를 말한다. 스피커 유닛(110)은 커패시터 C를 통과한 아날로그 오디오 신호를 드라이버 유닛 D을 통해 출력한다. 드라이버 유닛 D가 출력하는 음향 신호는 일정한 지향방향(지향성)을 갖는다. 도 3에서 스피커 유닛(110)이 출력하는 음향 신호의 지향방향을 화살표로 예시하였다. 스피커 유닛(110)은 아날로그 오디오 신호의 위상을 변경한다. 스피커 유닛(110)은 소스 아날로그 오디오 신호 A와 위상이 Q만큼 다른 출력 아날로그 오디오 신호 A1을 출력 단자로 출력한다. Q는 하나의 스피커 유닛이 변경하는 위상을 나타낸다.
스피커 유닛(120)은 스피커 유닛(110)이 출력단자로 출력하는 아날로그 오디오 신호 A1을 입력받는다. 스피커 유닛(120)은 커패시터 C를 통과한 아날로그 오디오 신호를 드라이버 유닛 D을 통해 출력한다. 드라이버 유닛 D가 출력하는 음향 신호는 일정한 지향방향(지향성)을 갖는다. 도 3에서 스피커 유닛(120)이 출력하는 음향 신호의 지향방향을 화살표로 예시하였다. 이때, 스피커 유닛(120)이 출력하는 음향 신호의 지향방향은 스피커 유닛(110)과 다르다. 스피커 유닛(120)은 스피커 유닛(110)이 음향 출력에 사용한 신호와 위상이 다른 신호를 드라이버 유닛 D로 출력하기 때문이다. 스피커 유닛(120)은 아날로그 오디오 신호의 위상을 다시 Q만큼 변경한다. 따라서, 스피커 유닛(120)은 소스 아날로그 오디오 신호 A와 위상이 2Q만큼 다른 출력 아날로그 오디오 신호 A2를 출력단자로 출력한다.
스피커 유닛(130)은 스피커 유닛(120)이 출력단자로 출력하는 아날로그 오디오 신호 A2를 입력받는다. 스피커 유닛(130)은 커패시터 C를 통과한 아날로그 오디오 신호를 드라이버 유닛 D을 통해 출력한다. 드라이버 유닛 D가 출력하는 음향 신호는 일정한 지향방향(지향성)을 갖는다. 도 3에서 스피커 유닛(130)이 출력하는 음향 신호의 지향방향을 화살표로 예시하였다. 이때, 스피커 유닛(130)이 출력하는 음향 신호의 지향방향은 스피커 유닛들(110 및 120)과 다르다. 스피커 유닛(130)은 스피커 유닛들(110 및 120)이 음향 출력에 사용한 신호와 위상이 다른 신호를 드라이버 유닛 D로 출력하기 때문이다. 스피커 유닛(120)은 아날로그 오디오 신호의 위상을 다시 Q만큼 변경한다. 따라서, 스피커 유닛(120)은 소스 아날로그 오디오 신호 A와 위상이 3Q만큼 다른 출력 아날로그 오디오 신호 A3를 출력단자로 출력한다.
스피커 유닛(140)은 스피커 유닛(130)이 출력단자로 출력하는 아날로그 오디오 신호 A3을 입력받는다. 스피커 유닛(140)은 커패시터 C를 통과한 아날로그 오디오 신호를 드라이버 유닛 D을 통해 출력한다. 드라이버 유닛 D가 출력하는 음향 신호는 일정한 지향방향(지향성)을 갖는다. 도 3에서 스피커 유닛(140)이 출력하는 음향 신호의 지향방향을 화살표로 예시하였다. 이때, 스피커 유닛(140)이 출력하는 음향 신호의 지향방향은 스피커 유닛들(110, 120 및 130)과 다르다. 스피커 유닛(140)은 스피커 유닛들(110, 120 및 130)이 음향 출력에 사용한 신호와 위상이 다른 신호를 드라이버 유닛 D로 출력하기 때문이다. 스피커 유닛(140)은 아날로그 오디오 신호의 위상을 다시 Q만큼 변경한다. 따라서, 스피커 유닛(140)은 소스 아날로그 오디오 신호 A와 위상이 4Q만큼 다른 출력 아날로그 오디오 신호 A4를 출력단자로 출력한다.
스피커 유닛(150)은 스피커 유닛(140)이 출력단자로 출력하는 아날로그 오디오 신호 A4을 입력받는다. 스피커 유닛(150)은 커패시터 C를 통과한 아날로그 오디오 신호를 드라이버 유닛 D을 통해 출력한다. 드라이버 유닛 D가 출력하는 음향 신호는 일정한 지향방향(지향성)을 갖는다. 도 3에서 스피커 유닛(150)이 출력하는 음향 신호의 지향방향을 화살표로 예시하였다. 이때, 스피커 유닛(150)이 출력하는 음향 신호의 지향방향은 스피커 유닛들(110, 120, 130 및 140)과 다르다. 스피커 유닛(150)은 스피커 유닛들(110, 120, 130 및 140)이 음향 출력에 사용한 신호와 위상이 다른 신호를 드라이버 유닛 D로 출력하기 때문이다. 스피커 유닛(150)은 아날로그 오디오 신호의 위상을 다시 Q만큼 변경한다. 따라서, 스피커 유닛(150)은 소스 아날로그 오디오 신호 A와 위상이 5Q만큼 다른 출력 아날로그 오디오 신호 A5를 출력단자로 출력한다.
스피커 유닛(160)은 스피커 유닛(150)이 출력단자로 출력하는 아날로그 오디오 신호 A5을 입력받는다. 스피커 유닛(160)은 커패시터 C를 통과한 아날로그 오디오 신호를 드라이버 유닛 D을 통해 출력한다. 드라이버 유닛 D가 출력하는 음향 신호는 일정한 지향방향(지향성)을 갖는다. 도 3에서 스피커 유닛(160)이 출력하는 음향 신호의 지향방향을 화살표로 예시하였다. 이때, 스피커 유닛(160)이 출력하는 음향 신호의 지향방향은 스피커 유닛들(110, 120, 130, 140 및 150)과 다르다. 스피커 유닛(160)은 스피커 유닛들(110, 120, 130, 140 및 150)이 음향 출력에 사용한 신호와 위상이 다른 신호를 드라이버 유닛 D로 출력하기 때문이다. 스피커 유닛(160)은 아날로그 오디오 신호의 위상을 다시 Q만큼 변경한다. 따라서, 스피커 유닛(160)은 소스 아날로그 오디오 신호 A와 위상이 6Q만큼 다른 출력 아날로그 오디오 신호 A6를 출력단자로 출력한다.
스피커 유닛(170)은 스피커 유닛(160)이 출력단자로 출력하는 아날로그 오디오 신호 A4을 입력받는다. 스피커 유닛(170)은 커패시터 C를 통과한 아날로그 오디오 신호를 드라이버 유닛 D을 통해 출력한다. 드라이버 유닛 D가 출력하는 음향 신호는 일정한 지향방향(지향성)을 갖는다. 도 3에서 스피커 유닛(170)이 출력하는 음향 신호의 지향방향을 화살표로 예시하였다. 이때, 스피커 유닛(170)이 출력하는 음향 신호의 지향방향은 스피커 유닛들(110, 120, 130, 140, 150 및 160)과 다르다. 스피커 유닛(170)은 스피커 유닛들(110, 120, 130, 140, 150 및 160)이 음향 출력에 사용한 신호와 위상이 다른 신호를 드라이버 유닛 D로 출력하기 때문이다. 스피커 유닛(170)은 아날로그 오디오 신호의 위상을 다시 Q만큼 변경한다. 따라서, 스피커 유닛(170)은 소스 아날로그 오디오 신호 A와 위상이 7Q만큼 다른 출력 아날로그 오디오 신호 A7를 출력단자로 출력한다.
도 3에 도시한 스피커 유닛들(110~170)의 개수는 예시이다. 어레이 스피커 장치는 도 3과 다른 개수의 스피커 유닛들로 구성될 수도 있다.
도 3에서 어레이 스피커(100)는 동일한 구조의 스피커 유닛들(110~170)로 구성된 예이다. 즉, 스피커 유닛들(110~170) 각각은 동일한 정전 용량을 갖는 커패시터와 동일한 스펙을 갖는 드라이버 유닛으로 구성된다. 이 경우 각 스피커 유닛들이 모두 동일한 게인(gain)을 가져 스피커 유닛이 출력하는 전압 레벨을 동일하게 유지된다.
한편, 경우에 따라 어레이 스피커는 서로 다른 스펙을 갖는 스피커 유닛들로 구성될 수 있다. 또는, 어레이 스피커는 적어도 일부의 스피커 유닛(들)은 다른 스피커 유닛(들)과 스펙이 다를 수 있다. 여기서 스펙은 커패시터의 정전용량 및 드라이버 유닛의 저항값 중 적어도 하나로 정의될 수 있다. 서로 다른 스펙을 갖는 스피커 유닛들은 입력되는 아날로그 오디오 신호의 위상을 서로 다른 값으로 변경하게 된다. 이 경우 어레이 스피커는 더욱 다양한 지향방향을 갖는 음향 신호들을 출력할 수 있다. 다만, 각 스피커 유닛이 출력하는 출력 전압이 일정하도록 조절될 필요도 있다.
전술한 바와 같이 어레이 스피커(100)를 구성하는 스피커 유닛들은 서로 다른 지향 방향을 갖는 음향 신호(오디오 빔)를 출력한다. 어레이 스피커(100)는 다양한 지향 방향을 갖는 오디오 빔(beam)들이 결합된 음향 신호를 출력한다. 결국, 어레이 스피커는 넓은 각도를 갖는 음향 신호를 출력하게 된다. 어레이 스피커가 음향 신호를 스프레딩(spreading)한다고 할 수 있다.
어레이 스피커(100)는 다수의 음향 신호를 일정한 방향으로 빔 포밍하지 않고, 마치 임의의 방향으로 출력되는 다수의 음향 신호를 생성하여 전체적으로 전달 각도가 넓은 음향 신호를 제공할 수 있다.
도 4는 어레이 스피커 장치를 이용한 스피커 시스템(200)에 대한 예이다. 스피커 시스템(200)은 ADC(Analog Digital Converter, 210), DSP(digital signal processor, 220), DAC(Digital Analog Converter, 230), AMP(증폭기, amplifier 240) 및 어레이 스피커 장치(250)를 포함할 수 있다.
스피커 시스템(200)은 스테레오 신호를 구성하는 왼쪽 채널 신호와 오른쪽 채널 신호를 개별 처리하여 각각 개별 어레이 스피커 장치(250)에 전달할 수 있다. 도 4는 설명의 편의를 위하여 모노 채널을 가정하여 설명한다.
도 4에 도시하지 않았지만, 스피커 시스템(200)은 전원공급부를 포함할 수 있다. 전원공급부는 전원이 필요한 구성에 전력을 제공하는 구성으로, 상시 전원 또는 배터리로부터 전력을 공급받아 전력을 제공할 수 있다.
스피커 시스템(200)은 아날로그 신호 SS를 입력받는 경우, 아날로그의 소스 오디오 신호 SS를 처리하기 위한 ADC(210)를 포함할 수 있다. ADC(210)는 모노 채널 소스 오디오 신호 SS를 입력받아 디지털 신호 SD로 변환하여 출력한다. 스피커 시스템(200)이 PWM 신호와 같은 디지털 신호를 입력받는 경우 ADC(210)는 필요하지 않을 수도 있다.
DSP(220)는 입력되는 오디오 신호를 일정하게 처리한다. DSP(220)는 스피커 시스템(200)의 설정에 따라 다양한 신호 처리를 할 수 있다. 예컨대, DSP(220)는 잡음을 제거하거나, 특정 주파수 대역의 신호의 특성을 변경할 수도 있다. DSP(220)는 일정하게 처리한 디지털 신호 S+D를 출력한다.
DAC(230)는 DSP(220)에서 출력되는 디지털 신호들을 아날로그 신호 S+A로 변환하여 출력한다.
AMP(240)는 DAC(230)가 출력하는 아날로그 신호를 증폭하여 패시브 타입의 어레이 스피커 장치(250)가 일정한 음향 신호를 출력할 수 있게 한다. AMP(240)는 증폭된 아날로그 신호 S+'A를 출력한다.
어레이 스피커 장치(250)는 증폭된 아날로그 신호 S+'A를 입력받아 일정한 음향을 출력한다.
어레이 스피커 장치(250)는 전술한 어레이 스피커 장치(100)에 대응된다. 어레이 스피커 장치(250)는 다수의 스피커 유닛들로 구성된다. 다수의 스피커 유닛들은 서로 다른 지향 방향을 갖는 음향 신호들을 출력한다. 따라서, 어레이 스피커 장치(250)는 좁은 각도 범위로 전달되는 고역 오디오 신호들을 넓은 각도 범위로 스프레딩하여 출력한다.
본 실시례 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시례는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 직렬로 연결된 복수의 스피커 유닛을 포함하되, 상기 복수의 스피커 유닛 중 첫 번째 스피커 유닛은 소스 오디오 신호를 입력받고, 다른 스피커 유닛은 직전에 배치된 스피커 유닛이 출력하는 오디오 신호를 입력받고,
    상기 복수의 스피커 유닛 각각은
    아날로그 오디오 신호를 입력받는 입력단자;
    상기 입력단자와 직렬로 연결되어 상기 아날로그 오디오 신호를 입력받는 커패시터;
    상기 커패시터와 병렬로 연결되어 음향을 출력하는 드라이버 유닛; 및
    상기 커패시터와 직렬로 연결되어 상기 커패시터에서 출력되는 아날로그 오디오 신호를 출력하는 출력 단자를 포함하는 어레이 스피커 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버 유닛은 다이나믹 드라이버(dynamic driver)인 어레이 스피커 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버 유닛은 상기 커패시터를 통과하여 상기 입력단자에 입력되는 신호보다 높은 주파수 대역을 갖는 신호를 출력하는 어레이 스피커 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스피커 유닛은 상기 입력 단자에서 입력되는 아날로그 오디오 신호의 위상과는 다른 위상을 갖는 아날로그 오디오 신호를 상기 출력단자를 통해 출력하는 어레이 스피커 장치.
  5. 제1 스피커 유닛이 제1 아날로그 오디오 신호를 입력받아 드라이버 유닛으로 제1 오디오 신호를 출력하고, 상기 제1 아날로그 오디오 신호와 위상이 다른 제2 아날로그 오디오 신호를 출력단자로 출력하는 단계;
    상기 제1 스피커 유닛에 직렬로 연결되는 제2 스피커 유닛이 상기 제2 아날로그 오디오 신호를 입력받아 드라이버 유닛으로 제2 오디오 신호를 출력하고, 상기 제2 아날로그 오디오 신호와 위상이 다른 제3 아날로그 오디오 신호를 출력단자로 출력하는 단계; 및
    상기 제2 스피커 유닛에 직렬로 연결되는 제3 스피커 유닛이 상기 제3 아날로그 오디오 신호를 입력받아 드라이버 유닛으로 제3 오디오 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
    서로 지향성이 다른 상기 제1 오디오 신호, 상기 제2 오디오 신호, 상기 제3 오디오 신호가 출력되면서 전체 오디오 신호가 스프레딩(spreading)되는 어레이 스피커 장치를 이용하여 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스피커 유닛, 상기 제2 스피커 유닛 및 상기 제3 스피커 유닛 각각은
    아날로그 오디오 신호를 입력받는 입력단자;
    상기 입력단자와 직렬로 연결되어 상기 아날로그 오디오 신호를 입력받는 커패시터;
    상기 커패시터와 병렬로 연결되어 음향을 출력하는 드라이버 유닛; 및
    상기 커패시터와 직렬로 연결되어 상기 커패시터에서 출력되는 아날로그 오디오 신호를 출력하는 출력 단자를 포함하는 어레이 스피커 장치를 이용하여 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 드라이버 유닛은 다이나믹 드라이버(dynamic driver)인 어레이 스피커 장치를 이용하여 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 드라이버 유닛은 상기 커패시터를 통과하여 상기 입력단자에 입력되는 신호보다 높은 주파수 대역을 갖는 신호를 출력하는 어레이 스피커 장치를 이용하여 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법.
KR1020220007926A 2022-01-19 2022-01-19 어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법 KR102519523B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220007926A KR102519523B1 (ko) 2022-01-19 2022-01-19 어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220007926A KR102519523B1 (ko) 2022-01-19 2022-01-19 어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102519523B1 true KR102519523B1 (ko) 2023-04-10

Family

ID=85984798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220007926A KR102519523B1 (ko) 2022-01-19 2022-01-19 어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102519523B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004266329A (ja) * 2003-01-30 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカシステム
KR200374905Y1 (ko) 2004-10-29 2005-02-07 주식회사 현대오토넷 혼을 이용한 트위터 스피커
KR20090065255A (ko) * 2007-12-17 2009-06-22 한국전자통신연구원 지향성 음향 생성 장치 및 그를 이용한 휴대용 단말기
KR101843424B1 (ko) * 2016-10-25 2018-03-30 배성호 중고역 오디오 신호와 저역 오디오 신호 사이의 밸런스를 정확히 맞추도록 하는 멀티웨이 스피커 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004266329A (ja) * 2003-01-30 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカシステム
KR200374905Y1 (ko) 2004-10-29 2005-02-07 주식회사 현대오토넷 혼을 이용한 트위터 스피커
KR20090065255A (ko) * 2007-12-17 2009-06-22 한국전자통신연구원 지향성 음향 생성 장치 및 그를 이용한 휴대용 단말기
KR101843424B1 (ko) * 2016-10-25 2018-03-30 배성호 중고역 오디오 신호와 저역 오디오 신호 사이의 밸런스를 정확히 맞추도록 하는 멀티웨이 스피커 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4472834A (en) Loudspeaker system
KR100919642B1 (ko) 지향성 음향 생성 장치 및 그를 이용한 휴대용 단말기
EP1631114B1 (en) Array speaker system
US8081775B2 (en) Loudspeaker apparatus for radiating acoustic waves in a hemisphere around the centre axis
JP5788894B2 (ja) サラウンドサウンド生成のためのマルチチャンネルオーディオ信号を処理するための方法およびオーディオシステム
KR20010071499A (ko) 전기음향식 스피커를 위한 무-캐패시터형 크로스오버네트워크
US10397692B2 (en) Multi-driver array audio speaker system
JP2780997B2 (ja) 音響システム
CN104427441A (zh) 集成音频信号处理电路、音频系统及降低串扰噪音的方法
US4151369A (en) Sound reproduction systems
CN110769337A (zh) 一种有源阵列音柱及音响设备系统
US20110235826A1 (en) Procedure and device for linearizing the characteristic curve of a vibration signal transducer such as a microphone
KR102519523B1 (ko) 어레이 스피커 장치 및 고역 오디오 신호를 스프레딩하는 방법
Jiang Audio processing with channel filtering using DSP techniques
US9462383B2 (en) Audio signal processing device and audio signal processing method
EP3790287A1 (en) Loudspeaker system with active directivity control
WO2009045649A1 (en) Phase decorrelation for audio processing
US20100124342A1 (en) Forced acoustic dipole and forced acoustic multipole array using the same
JP2846363B2 (ja) 指向性を有するスピーカ装置
US20220210561A1 (en) Portable pure stereo music player, stereo headphones, and portable stereo music playback system
WO2014083981A1 (ja) デジタルスピーカーシステム、及び、デジタルスピーカーシステムの結線方法
US20040086132A1 (en) Audio apparatus
CN113242484A (zh) 一种音质优化处理的音频芯片及耳机
JP6183914B2 (ja) スピーカー装置
JPH01223895A (ja) 音響再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant