KR102672177B1 - Circuit device for monitoring the presence of sound signal - Google Patents

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Abstract

외부 입력 신호의 존재를 모니터링하기 위한 회로 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 회로 장치는, 제1 증폭 회로가 비활성화된 저전력 모드(low power mode) 또는 제1 증폭 회로가 활성화된 고전력 모드(high power mode)로 동작하는 제1 증폭 회로, 및 제1 증폭 회로의 출력 신호에 기초하여 외부 입력 신호의 존재 여부를 판단하고, 외부 입력 신호의 존재 여부에 기초하여 제1 증폭 회로의 동작 모드를 저전력 모드 또는 고전력 모드로 동작 시키기 위한 제어 신호를 생성하는 외부 입력 신호 활동 모니터(external input signal activity monitor, or sound activity monitor, or SAM) 회로를 포함한다. A circuit arrangement for monitoring the presence of an external input signal is disclosed. A circuit device according to an embodiment includes a first amplification circuit operating in a low power mode in which the first amplification circuit is deactivated or a high power mode in which the first amplification circuit is activated, and a first amplification circuit. An external input that determines the presence or absence of an external input signal based on the output signal of the circuit and generates a control signal to operate the first amplifier circuit in a low-power mode or high-power mode based on the presence of the external input signal. Contains a signal activity monitor (external input signal activity monitor, or sound activity monitor, or SAM) circuit.

Description

외부 입력 신호의 존재를 모니터링하기 위한 회로 장치{CIRCUIT DEVICE FOR MONITORING THE PRESENCE OF SOUND SIGNAL}Circuit device for monitoring the presence of an external input signal {CIRCUIT DEVICE FOR MONITORING THE PRESENCE OF SOUND SIGNAL}

아래 개시는 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치에 관한 것이다. The disclosure below relates to a circuit arrangement for monitoring external input signal activity.

다양한 분야에서의 필요성으로 인해 마이크로폰과 관련한 기술에 관한 다양한 연구가 진행되고 있다. 근래에 들어 반도체 제조 공정을 응용해 마이크로미터 크기의 초미세 기계부품과 전자회로를 동시 집적하는 MEMS 마이크로폰과 관련한 기술에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 또한 인공 지능 기술의 발달로 인해 음성 명령에 대한 인식 성능이 많이 향상되어, 사용자의 음성이 인식되는 상황과 음성이 인식되지 않는 상황에서의 마이크로폰의 효율적인 전력 관리 방법이 필요한 실정이다. Due to the need in various fields, various research on microphone-related technology is being conducted. Recently, a variety of research has been conducted on technologies related to MEMS microphones, which simultaneously integrate micrometer-sized ultra-fine mechanical parts and electronic circuits by applying semiconductor manufacturing processes. In addition, due to the development of artificial intelligence technology, the recognition performance of voice commands has greatly improved, and there is a need for an efficient power management method for the microphone in situations in which the user's voice is recognized and in situations in which the user's voice is not recognized.

일 실시예에 따른 외부 입력 신호의 존재를 모니터링하기 위한 회로 장치는, 제1 증폭 회로가 비활성화된 저전력 모드(low power mode) 또는 상기 제1 증폭 회로가 활성화된 고전력 모드(high power mode)로 동작하는 상기 제1 증폭 회로, 및 상기 제1 증폭 회로의 출력 신호에 기초하여 외부 입력 신호의 존재 여부를 판단하고, 상기 외부 입력 신호의 존재 여부에 기초하여 상기 제1 증폭 회로의 동작 모드를 상기 저전력 모드 또는 상기 고전력 모드로 동작 시키기 위한 제어 신호를 생성하는 외부 입력 신호 활동 모니터(external input signal activity monitor, or sound activity monitor, or SAM) 회로를 포함할 수 있다. A circuit device for monitoring the presence of an external input signal according to an embodiment operates in a low power mode in which the first amplification circuit is deactivated or in a high power mode in which the first amplification circuit is activated. Determine whether an external input signal exists based on the first amplifying circuit and the output signal of the first amplifying circuit, and set the operation mode of the first amplifying circuit to the low power based on the presence of the external input signal. mode or may include an external input signal activity monitor (or sound activity monitor, or SAM) circuit that generates a control signal for operating in the high power mode.

상기 외부 입력 신호 활동 모니터 회로는, 상기 제1 증폭 회로의 출력 신호를 증폭시키는 제2 증폭 회로, 상기 제2 증폭 회로의 출력 신호를 시간에 따라 미분한 제1 출력 신호, 및 제2 출력 신호를 출력하는 미분부, 상기 미분부의 상기 제1 출력 신호, 및 상기 제2 출력 신호를 비교하여 출력하는 비교부, 및 상기 비교부의 출력 값에 기초하여 상기 제1 증폭 회로를 동작 시키기 위한 제어 신호를 출력하는 논리 회로를 포함할 수 있다. The external input signal activity monitor circuit includes a second amplification circuit that amplifies the output signal of the first amplification circuit, a first output signal that differentiates the output signal of the second amplification circuit with time, and a second output signal. A differentiator that outputs, a comparison unit that compares and outputs the first output signal of the differentiator, and the second output signal, and outputs a control signal for operating the first amplifier circuit based on the output value of the comparison unit. It may include a logic circuit that

상기 제2 증폭 회로는, 제1 증폭 회로의 출력 신호를 필터링 하는 고대역 통과 필터부, 및 상기 필터링 된 출력 신호를 증폭시켜 출력하는 증폭부를 포함하고, 상기 제2 증폭 회로는, 입력단과 출력단이 연결되지 않은 개 루프(open-loop)일 수 있다. The second amplifier circuit includes a high-pass filter unit that filters the output signal of the first amplifier circuit, and an amplifier unit that amplifies and outputs the filtered output signal, and the second amplifier circuit has an input terminal and an output terminal. It may be an unconnected open-loop.

상기 고대역 통과 필터부는, 적어도 하나의 커패시터, 및 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. The high-pass filter unit may include at least one capacitor and at least one resistor.

상기 증폭부는, 적어도 하나의 PMOS 트랜지스터, 및 적어도 하나의 NMOS 트랜지스터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 PMOS 트랜지스터, 및 적어도 하나의 NMOS 트랜지스터는 직렬로 연결된 것일 수 있다. The amplifier may include at least one PMOS transistor and at least one NMOS transistor, and the at least one PMOS transistor and at least one NMOS transistor may be connected in series.

상기 제2 증폭 회로는, 상기 제2 증폭 회로의 출력의 공통모드 출력 신호를 일정하게 유지하는 출력 제어부를 더 포함할 수 있다. The second amplifier circuit may further include an output control unit that maintains a common mode output signal of the output of the second amplifier circuit constant.

상기 비교부는, 제1 입력단 및 제2 입력단을 포함하는 제1 비교기, 및 제3 입력단 및 제4 입력단을 포함하는 제2 비교기를 포함하고, 상기 제1 입력단과 상기 제4 입력단은 앞 블록의 제1 출력 신호를 입력 받고, 상기 제2 입력단과 상기 제3 입력단은 상기 앞 블록의 제2 출력 신호를 입력 받을 수 있다. The comparison unit includes a first comparator including a first input terminal and a second input terminal, and a second comparator including a third input terminal and a fourth input terminal, and the first input terminal and the fourth input terminal are the first comparator of the previous block. 1 output signal is input, and the second input terminal and the third input terminal can receive the second output signal of the previous block.

상기 제1 비교기의 입력의 등가 오프셋 값은 상기 제1 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정되고, 상기 제2 비교기의 입력의 등가 오프셋 값은 상기 제2 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. The equivalent offset value of the input of the first comparator may be determined based on the size of the transistor of the first comparator, and the equivalent offset value of the input of the second comparator may be determined based on the size of the transistor of the second comparator. .

상기 제1 비교기의 출력의 히스테리시스(hysteresis) 값은 상기 제1 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정되고, 상기 제2 비교기의 출력의 히스테리시스 값은 상기 제2 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. The hysteresis value of the output of the first comparator may be determined based on the size of the transistor of the first comparator, and the hysteresis value of the output of the second comparator may be determined based on the size of the transistor of the second comparator. there is.

일 실시예에 따른 외부 입력 신호의 존재를 모니터링하기 위한 회로 장치는, 상기 외부 입력 신호 활동 모니터 회로에 입력 신호를 인가하는 제3 증폭 회로를 더 포함할 수 있다. A circuit device for monitoring the presence of an external input signal according to an embodiment may further include a third amplification circuit that applies an input signal to the external input signal activity monitor circuit.

상기 제3 증폭 회로는, 상기 외부 입력 신호 활동 모니터 회로의 논리 회로의 제어 신호 값을 입력 신호로 할 수 있다. The third amplifier circuit may use the control signal value of the logic circuit of the external input signal activity monitor circuit as an input signal.

일 실시예에 따른 외부 입력 신호의 존재에 따라 제어 신호 값을 출력하는 논리 회로는, 제1 비교기 및 제2 비교기의 출력 신호를 입력 받는 제1 논리부, 상기 제1 논리부의 출력 신호를 입력 받아 제1 제어 신호 값, 또는 제2 제어 신호 값을 출력하는 제2 논리부, 및 제1 일정 시간이 경과하여도 외부 입력 신호가 없을 경우 상기 제2 논리부의 출력을 리셋하는 신호를 생성하는 제3 논리부, 및 상기 제2 논리부의 출력에 의해 상기 고전력 모드에서 상기 저전력 모드로 변경되는 순간 제2 일정 지연시간 이후에 상기 제1 논리부의 입력 감지 기능을 정상화하는 리셋신호를 생성하는 제4 논리부를 포함할 수 있다. A logic circuit that outputs a control signal value according to the presence of an external input signal according to an embodiment includes a first logic unit that receives output signals from the first comparator and the second comparator, and an output signal of the first logic unit that is input. A second logic unit that outputs a first control signal value or a second control signal value, and a third unit that generates a signal that resets the output of the second logic unit when there is no external input signal even after a first predetermined time has elapsed. A logic unit, and a fourth logic unit that generates a reset signal to normalize the input detection function of the first logic unit after a second predetermined delay time when the high-power mode is changed from the high-power mode to the low-power mode by the output of the second logic unit. It can be included.

상기 제1 논리부는, 적어도 두 개의 플립-플롭(flip-flop) 회로를 포함할 수 있다. The first logic unit may include at least two flip-flop circuits.

상기 제2 논리부는, 상기 제어 신호 값을 출력하는 적어도 하나의 논리합 게이트(OR gate)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 논리합 게이트의 적어도 하나의 입력은 미리 정해진 값일 수 있다. The second logic unit includes at least one OR gate that outputs the control signal value, and at least one input of the at least one OR gate may be a predetermined value.

상기 제2 논리부는, 상기 제1 논리부가 리셋되었을 경우 상기 제1 증폭 회로가 저전력 모드로 동작하도록 상기 제어 신호 값을 제1 제어 신호 값으로 출력하고, 상기 제1 논리부의 출력 신호에 상승 에지가 발현되었을 경우 상기 제1 증폭 회로가 고전력 모드로 동작하도록 상기 제어 신호 값을 제2 제어 신호 값으로 출력하고, 상기 제1 제어 신호 값과 상기 제2 제어 신호 값은 서로 다른 값일 수 있다. The second logic unit outputs the control signal value as a first control signal value so that the first amplifier circuit operates in a low power mode when the first logic unit is reset, and the output signal of the first logic unit has a rising edge. When expressed, the control signal value is output as a second control signal value so that the first amplifier circuit operates in a high power mode, and the first control signal value and the second control signal value may be different values.

상기 제3 논리부는, 적어도 하나의 카운터를 포함하며, 카운터 출력 신호의 상승 에지에서 상기 제2 논리부를 리셋하는 신호를 생성할 수 있다. The third logic unit includes at least one counter and may generate a signal that resets the second logic unit at a rising edge of the counter output signal.

상기 카운터는, 상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기의 출력 신호에 상승 에지 혹은 하강 에지가 발현될 경우 지속적으로 리셋될 수 있다. The counter may be continuously reset when a rising edge or falling edge appears in the output signals of the first comparator and the second comparator.

상기 제3 논리부는, 상기 미리 정해진 시간을 조절하는 조절단을 포함할 수 있다. The third logic unit may include an adjustment stage that adjusts the predetermined time.

도 1은 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 제1 증폭 회로와 외부 입력 신호모니터 회로의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 제2 증폭 회로의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 비교부의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 비교부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 제3 증폭 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 논리 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram illustrating a system of circuit devices for monitoring external input signal activity according to one embodiment.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a first amplifier circuit and an external input signal monitor circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.
3A and 3B are diagrams illustrating a circuit diagram of a second amplifying circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.
Figure 4 is a diagram showing a circuit diagram of a comparison unit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a comparison unit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a third amplifier circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a logic circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다. Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only and may be changed and implemented in various forms. Accordingly, the actual implementation form is not limited to the specific disclosed embodiments, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical idea described in the embodiments.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다. Terms such as first or second may be used to describe various components, but these terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to the other component, but that other components may exist in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of the described features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or numbers, It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art. Terms as defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted in an idealized or overly formal sense. No.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도 1은 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 시스템을 나타낸 블록도이다. 외부 입력 신호는 소리, 진동, 초음파와 연관된 신호일 수 있다. 이하 설명에서는 입력신호가 소리와 관련된 신호일 때의 예에 대하여 기술하나, 본 개시에 따른 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다..1 is a block diagram illustrating a system of circuit devices for monitoring external input signal activity according to one embodiment. The external input signal may be a signal related to sound, vibration, or ultrasonic waves. In the following description, an example when the input signal is a signal related to sound is described, but the embodiment according to the present disclosure is not limited to this.

마이크로폰을 사용 시 사용자의 음성 입력이 존재할 경우와 음성 입력이 존재하지 않을 경우 모두 동일하게 마이크로폰을 고품질 센싱 모드로 작동하게 될 경우 사용자의 음성 입력이 존재하지 않는 경우에도 마이크로폰이 고전력 센싱 모드로 작동하게 되어 불필요하게 전력을 소모하게 되는 경우가 있다. 이에 마이크로폰이 사용자의 음성을 인식하여 고품질 센싱 모드로 작동되어야 하는 경우에만 고품질 센싱 모드로 작동하고, 사용자의 음성 입력이 없을 경우에는 저전력 센싱 모드로 작동하게 할 필요가 있다. 본 개시에서는 위 같이 마이크로폰이 사용자의 음성을 인식할 필요가 있는 경우와 인식할 필요가 없는 두 가지 경우에 따라 마이크로폰의 동작을 서로 다른 모드로 동작하도록 하기 위한 방법이 개시된다. When using a microphone, the microphone operates in the high-quality sensing mode both when there is a user's voice input and when there is no voice input. The microphone operates in a high-power sensing mode even when there is no voice input from the user. This may result in unnecessary power consumption. Accordingly, it is necessary for the microphone to recognize the user's voice and operate in high-quality sensing mode only when it must be operated in high-quality sensing mode, and to operate in low-power sensing mode when there is no voice input from the user. In the present disclosure, a method is disclosed for allowing the microphone to operate in different modes according to two cases: a case where the microphone needs to recognize the user's voice and a case where the microphone does not need to recognize the user's voice.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링 하기 위한 회로 장치의 시스템(100)은 트랜스듀서(예, MEMS 구조물)(110)과 전원 및 인가 신호 생성부(130)가 결합된 구성을 포함할 수 있다. 트랜스듀서(110)는 예를 들어 소리를 정전용량의 변화로 변환할 수 있는 MEMS 구조물일 수 있으며, 복수의 커패시터들을 포함하는 회로로 전기적으로 모델링 될 수 있다. 전원 및 인가 신호 생성부 (130)는 예를 들어 트랜스듀서(110)에 인가신호를 공급하는 DR, 및 전체 칩에 전원을 공급하는 LDO(Low Drop Out Regulator)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링 하기 위한 회로 장치의 시스템(100)은 저전력 모드(low power mode) 또는 고전력 모드(high power mode)로 동작하는 제1 증폭 회로, 및 제1 증폭 회로의 출력 신호에 기초하여 외부 입력 신호의 존재 여부를 판단하고, 외부 입력 신호의 존재 여부에 기초하여 제1 증폭 회로의 동작 모드를 저전력 모드 또는 고전력 모드로 동작 시키기 위한 제어 신호를 생성하는 외부 입력 신호 활동 모니터(external input signal activity monitor, or sound activity monitor, or SAM) 회로(150)를 포함할 수 있다. 저전력 모드는 고전력 모드보다 전력을 덜 사용하는 모드로서, 제1 증폭 회로(140)는 저전력 모드에 있을 때 낮은 소비전력에서 신호를 버퍼링 혹은 증폭 처리하므로 상대적으로 잡음 수준이 높을 수 있다. 고전력 모드는 저전력 모드보다 전력을 더 사용하는 모드로서, 제1 증폭 회로(140)는 고전력 모드에 있을 때 높은 소비전력에서 신호를 버퍼링 혹은 증폭 처리하므로 상대적으로 잡음 수준이 낮을 수 있다. Referring to FIG. 1, a system 100 of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment includes a transducer (e.g., MEMS structure) 110 and a power and application signal generator 130 combined. may include a configured configuration. For example, the transducer 110 may be a MEMS structure capable of converting sound into a change in capacitance, and may be electrically modeled as a circuit including a plurality of capacitors. The power and application signal generator 130 may include, for example, a DR that supplies an application signal to the transducer 110, and a Low Drop Out Regulator (LDO) that supplies power to the entire chip. A system 100 of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment includes a first amplification circuit operating in a low power mode or a high power mode, and a first amplification circuit of the first amplification circuit. An external input signal activity that determines the presence or absence of an external input signal based on the output signal and generates a control signal to operate the first amplifier circuit in a low-power mode or high-power mode based on the presence or absence of the external input signal. It may include a monitor (external input signal activity monitor, or sound activity monitor, or SAM) circuit 150. The low-power mode is a mode that uses less power than the high-power mode, and the first amplifier circuit 140 buffers or amplifies signals at low power consumption when in the low-power mode, so the noise level may be relatively high. The high-power mode is a mode that uses more power than the low-power mode, and the first amplifier circuit 140 buffers or amplifies signals at high power consumption when in the high-power mode, so the noise level can be relatively low.

외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)는 제1 증폭 회로(140)의 출력 신호를 증폭시키는 제2 증폭 회로(160), 제2 증폭 회로(160)의 출력 신호를 시간에 따라 미분한 제1 출력 신호, 및 제2 출력 신호를 출력하는 미분부(170), 미분부(170)의 제1 출력 신호, 및 제2 출력 신호를 비교하여 출력하는 비교부(180), 및 비교부(180)의 출력 값에 기초하여 제1 증폭 회로(140)를 동작 시키기 위한 제어 신호를 출력하는 논리 회로(190)를 포함할 수 있다. 논리 회로(190)는 외부 입력 신호 인식 여부에 따라 제1 증폭 회로(140)에 신호를 전달하고, 제1 증폭 회로(140)가 저전력 모드 또는 고전력 모드로 동작하도록 할 수 있다. The external input signal activity monitor circuit 150 includes a second amplification circuit 160 that amplifies the output signal of the first amplification circuit 140, and a first output that differentiates the output signal of the second amplification circuit 160 with time. A differentiating unit 170 that outputs a signal and a second output signal, a comparing unit 180 that compares and outputs the first output signal and the second output signal of the differentiating unit 170, and the comparing unit 180 It may include a logic circuit 190 that outputs a control signal for operating the first amplifier circuit 140 based on the output value. The logic circuit 190 may transmit a signal to the first amplification circuit 140 and allow the first amplification circuit 140 to operate in a low-power mode or a high-power mode depending on whether an external input signal is recognized.

도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 제2 증폭 회로의 회로도를 나타낸 도면이다. 3A and 3B are diagrams illustrating a circuit diagram of a second amplifying circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 트랜스듀서(110)의 출력이 제1 증폭 회로(140)의 입력으로만 연결되고, 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)는 제1 증폭 회로(140)의 출력을 입력으로 이용하는 것을 알 수 있다. 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)가 트랜스듀서(110)의 출력을 입력으로 이용하는 구조의 경우에 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)의 입력에 존재하는 기생 커패시터(Cp3, 도 2에는 도시되지 않음)가 트랜스튜서(110)의 기생커패시터 Cp1, 제1 증폭회로(140) 입력부의 기생커패시터 Cp2에 추가될 수 있다. 트랜스듀서에 기생커패시터가 부가적으로 커질 경우 트랜스듀서의 민감도가 저해될 수 있다. 따라서 본 발명에서 제시된 도2에서와 같이 제1 증폭회로(140)와 연결할 경우 트랜스튜서에 인가되는 기생커패시터를 저감할 수 있으며, 트랜스튜서의 민감도를 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 2, the output of the transducer 110 is connected only to the input of the first amplification circuit 140, and the external input signal activity monitor circuit 150 uses the output of the first amplification circuit 140 as the input. You can see that it is being used. In the case of a structure in which the external input signal activity monitor circuit 150 uses the output of the transducer 110 as an input, a parasitic capacitor (Cp3, not shown in FIG. 2) exists at the input of the external input signal activity monitor circuit 150. ) may be added to the parasitic capacitor Cp1 of the transducer 110 and the parasitic capacitor Cp2 of the input unit of the first amplifier circuit 140. If the parasitic capacitor in the transducer increases additionally, the sensitivity of the transducer may be impaired. Therefore, when connected to the first amplifier circuit 140 as shown in Figure 2 shown in the present invention, the parasitic capacitor applied to the transducer can be reduced and the sensitivity of the transducer can be improved.

도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 제2 증폭 회로의 회로도를 나타낸 도면이다. 3A and 3B are diagrams illustrating a circuit diagram of a second amplifying circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.

도 3a의 (a)를 참조하면, 제2 증폭 회로(200)의 회로도가 도시되어 있다. 제2 증폭 회로(200)는, 제1 증폭 회로의 출력 신호를 필터링 하는 고대역 통과 필터부, 및 필터링 된 출력 신호를 증폭시켜 출력하는 증폭부를 포함하고, 입력단과 출력단이 연결되지 않은 개 루프(open-loop)일 수 있다. Referring to (a) of FIG. 3A, a circuit diagram of the second amplifier circuit 200 is shown. The second amplifier circuit 200 includes a high-pass filter unit that filters the output signal of the first amplifier circuit, and an amplifier unit that amplifies and outputs the filtered output signal, and an open loop in which the input terminal and the output terminal are not connected. It can be open-loop).

일 실시예에서 고대역 통과 필터부(210)는 적어도 하나의 커패시터(Cin), 및 적어도 하나의 저항(Rb)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 증폭부(220)는 적어도 하나의 PMOS(P-channel metal oxide semiconductor, MPp, MPn) 트랜지스터, 및 적어도 하나의 NMOS(N-channel metal oxide semiconductor, MNp, MNn) 트랜지스터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 PMOS 와 NMOS는 각각(MPp 와 MNp, MPn 와 MNn) 직렬 연결될 수 있다. PMOS의 게이트(Vgpp 또는 Vgpn)에는 biasp_in DC 전압이 인가될 수 있다. NMOS의 게이트(Vgnp 또는 Vgnn)에는 biasn_in DC 전압이 인가될 수 있다. 일 실시예에서 제2 증폭 회로(200)는 제2 증폭 회로(200)의 출력의 공통 모드 출력 신호를 일정하게 유지하는 출력 제어부를 더 포함할 수 있다. 출력 제어부는, 출력(OUTN, 또는 OUTP)의 DC 전압을 Vc로 맞추기 위해 도 3a의 (b)에서와 같이 CMFB_AMP(230)을 이용하여 common mode feedback을 통해 다음과 같이 전압을 인가할 수 있다. CMFB_AMP(230)는 제2 증폭 회로(200)의 출력의 평균( (OUTP+OUTN)/2 )과 맞추고자 하는 출력의 공통 DC 전압(Vc) 의 차이 성분을 피드백 게인 G2 만큼 증폭하는 기능을 수행할 수 있다. In one embodiment, the high-pass filter unit 210 may include at least one capacitor (Cin) and at least one resistor (Rb). In one embodiment, the amplifier 220 may include at least one PMOS (P-channel metal oxide semiconductor, MPp, MPn) transistor and at least one NMOS (N-channel metal oxide semiconductor, MNp, MNn) transistor. there is. In one embodiment, PMOS and NMOS may be connected in series (MPp and MNp, MPn and MNn), respectively. The biasp_in DC voltage may be applied to the gate (Vgpp or Vgpn) of the PMOS. A biasn_in DC voltage may be applied to the gate (Vgnp or Vgnn) of the NMOS. In one embodiment, the second amplification circuit 200 may further include an output control unit that maintains the common mode output signal of the output of the second amplification circuit 200 constant. The output control unit can apply the voltage as follows through common mode feedback using the CMFB_AMP (230) as shown in (b) of FIG. 3A to adjust the DC voltage of the output (OUTN, or OUTP) to Vc. The CMFB_AMP (230) performs a function of amplifying the difference between the average output of the second amplifier circuit 200 ((OUTP+OUTN)/2) and the common DC voltage (Vc) of the output to be matched by the feedback gain G2. can do.

이 때 G2는 VCMFB의 이득을 의미한다. At this time, G2 means the gain of VCMFB.

도 3b의 (a)를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 제2 증폭 회로(300)의 회로도가 도시되어 있다. 일 실시예에 따른 제2 증폭 회로(300)는 고대역 통과 필터부(210)의 성능을 강화하기 위해 도 3b의 (c)의 DC_SERVO_AMP(310)를 이용하여 구현될 수 있다. 제2 증폭 회로(300)는 제1 증폭 회로의 출력 신호를 필터링 하는 고대역 통과 필터부(210) 및 필터링 된 출력 신호를 증폭시켜 출력하는 증폭부(220)을 포함할 수 있고, 입력단과 출력단이 연결되지 않은 개 루프(open-loop)일 수 있다. 일 실시예에서 고대역 통과 필터부(210)는 적어도 하나의 커패시터(Cin), 및 적어도 하나의 저항(Rb)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 증폭부(220)는 적어도 하나의 PMOS(P-channel metal oxide semiconductor, MPp, MPn) 트랜지스터, 및 적어도 하나의 NMOS(N-channel metal oxide semiconductor, MNp, MNn) 트랜지스터를 포함할 수 있다. PMOS의 게이트(Vgpp 또는 Vgpn)에는 biasp_in DC 전압이 인가될 수 있다. NMOS의 게이트(Vgnp 또는 Vgnn)에는 biasn_in DC 전압이 인가될 수 있다. 출력(OUTN, 또는 OUTP)의 DC 전압을 Vc로 맞추기 위해 도 3b의 (b)에서와 같이 CMFB_AMP(230)을 이용하여 common mode feedback을 통해 수학식 1과 같이 전압이 인가될 수 있다. Referring to (a) of FIG. 3B, a circuit diagram of the second amplifier circuit 300 according to another embodiment is shown. The second amplifier circuit 300 according to one embodiment may be implemented using the DC_SERVO_AMP 310 of (c) of FIG. 3B to enhance the performance of the high-pass filter unit 210. The second amplifier circuit 300 may include a high-pass filter unit 210 that filters the output signal of the first amplifier circuit and an amplifier unit 220 that amplifies and outputs the filtered output signal, and has an input terminal and an output terminal. This may be an unconnected open-loop. In one embodiment, the high-pass filter unit 210 may include at least one capacitor (Cin) and at least one resistor (Rb). In one embodiment, the amplifier 220 may include at least one PMOS (P-channel metal oxide semiconductor, MPp, MPn) transistor and at least one NMOS (N-channel metal oxide semiconductor, MNp, MNn) transistor. there is. The biasp_in DC voltage may be applied to the gate (Vgpp or Vgpn) of the PMOS. A biasn_in DC voltage may be applied to the gate (Vgnp or Vgnn) of the NMOS. In order to set the DC voltage of the output (OUTN, or OUTP) to Vc, a voltage can be applied as shown in Equation 1 through common mode feedback using the CMFB_AMP (230) as shown in (b) of FIG. 3B.

또한 Ap와 An에 저주파 성분만을 네거티브 피드백하여 저주파 성분을 제거함으로써 고대역 통과 필터부(210)의 성능에 추가적으로 고대역 통과 필터 성능을 강화할 수 있다. 이 때 Ap와 An은 도 3b의 (c)에서의 DC_SERVO_AMP(310)을 이용하여 다음과 같이 전압이 인가될 수 있다. In addition, the high-pass filter performance can be strengthened in addition to the performance of the high-pass filter unit 210 by negatively feeding back only the low-frequency components to Ap and An to remove the low-frequency components. At this time, voltages can be applied to Ap and An using DC_SERVO_AMP (310) in (c) of Figure 3b as follows.

이 때, G1은 DC_SERVO_AMP(310)의 이득을 의미한다. At this time, G1 means the gain of DC_SERVO_AMP (310).

도 4는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호를 측정하기 위한 회로 장치의 비교부의 회로도를 나타낸 도면이다. Figure 4 is a diagram showing a circuit diagram of a comparison unit of a circuit device for measuring an external input signal according to an embodiment.

일 실시예에서, 비교부(180)는 MPp1 및 MPp2의 사이즈를 조절하여 입력 신호의 오프셋 값을 조절할 수 있으며 MNp1 및 MNn1의 사이즈를 조절하여 히스테리시스 정도를 조절할 수 있다. 비교부(180)의 출력 값(OUT)은 다음과 같이 정의될 수 있다. In one embodiment, the comparator 180 can adjust the offset value of the input signal by adjusting the sizes of MPp1 and MPp2 and the degree of hysteresis by adjusting the sizes of MNp1 and MNn1. The output value (OUT) of the comparison unit 180 may be defined as follows.

이 때 , G3는 비교부(180)의 이득을 나타내고, OFFSET은 오프셋 값, Vinp 와 Vinn은 비교부의 입력 값을 의미한다. At this time, G3 represents the gain of the comparison unit 180, OFFSET represents the offset value, and Vinp and Vinn represent the input values of the comparison section.

도 5는 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 비교부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a comparison unit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.

도 5의 (a)를 참조하면, 비교부(180)는 제1 입력단(510) 및 제2 입력단(520)을 포함하는 제1 비교기(505), 및 제3 입력단(530) 및 제4 입력단(540)을 포함하는 제2 비교기(525)를 포함하고, 제1 입력단(510)과 제4 입력단(540)은 앞 블록의 제1 출력 신호를 입력 받고, 제2 입력단(520)과 제3 입력단(530)은 앞 블록의 제2 출력 신호를 입력 받을 수 있다. Referring to (a) of FIG. 5, the comparison unit 180 includes a first comparator 505 including a first input terminal 510 and a second input terminal 520, and a third input terminal 530 and a fourth input terminal. It includes a second comparator 525 including 540, the first input terminal 510 and the fourth input terminal 540 receive the first output signal of the previous block, and the second input terminal 520 and the third input terminal 540 receive the first output signal of the previous block. The input terminal 530 can receive the second output signal of the previous block.

도 5의 (b)를 참조하면, 제1 비교기와 제2 비교기를 모두 사용한 경우의 이점에 대해 알 수 있다. Referring to (b) of FIG. 5, the advantage of using both the first and second comparators can be seen.

도 5(b)의 (1)를 참조하면, 미분부에서 출력되는 두 신호는 DIFF_OUTP(550)과 DIFF_OUTN(560) 이다. 미분부(170)의 출력은 differential 이므로 공통의 DC 신호에 크기가 같고 위상이 반대인 신호가 각각 DIFF_OUTP(550) 및 DIFF_OUTN(560)신호가 되어 출력된다. 제1 비교기(505)의 입력의 등가 오프셋은 제1 비교기(505)의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정되고, 제2 비교기(525)의 입력의 등가 오프셋은 제2 비교기(525)의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. Referring to (1) in FIG. 5(b), the two signals output from the differentiator are DIFF_OUTP (550) and DIFF_OUTN (560). Since the output of the differentiator 170 is differential, signals of the same magnitude and opposite phase to the common DC signal are output as the DIFF_OUTP (550) and DIFF_OUTN (560) signals, respectively. The equivalent offset of the input of the first comparator 505 is determined based on the size of the transistor of the first comparator 505, and the equivalent offset of the input of the second comparator 525 is determined based on the size of the transistor of the second comparator 525. It can be decided based on.

두 비교기의 오프셋이 모두 INP 입력신호를 설정 오프셋 만큼 내리도록 되었을 경우 제1 비교기(505) 및 제2 비교기(525)에서 작용되는 바를 설명하면 다음과 같다. When the offsets of both comparators are set to lower the INP input signal by the set offset, what happens in the first comparator 505 and the second comparator 525 is explained as follows.

도 5(b)의 (2)를 참조하면, 제1 비교기(505)에서의 동작을 알 수 있다. 제1 비교기(505)의 제1 입력단(510)에 DIFF_OUTP(550)이 입력되고 제1 비교기(505)의 제2 입력단(520)에 DIFF_OUTN(560)이 입력될 수 있다. 제1 비교기(505)의 제1 입력단(510)에 입력되는 신호 DIFF_OUTP(550)는 오프셋(570)만큼 쉬프트된 등가적인 신호(555)로서 제1 비교기(505)에서 작용한다. 제1 비교기(505)출력에서 신호(555)가 신호(560)보다 큰 구간에서 HIGH를, 낮은 구간에서 LOW를 출력하여 도 5(b) (2)에서와 같은 신호(590)를 출력한다. Referring to (2) in FIG. 5(b), the operation of the first comparator 505 can be seen. DIFF_OUTP (550) may be input to the first input terminal (510) of the first comparator (505) and DIFF_OUTN (560) may be input to the second input terminal (520) of the first comparator (505). The signal DIFF_OUTP 550 input to the first input terminal 510 of the first comparator 505 acts in the first comparator 505 as an equivalent signal 555 shifted by the offset 570. The output of the first comparator 505 outputs HIGH in the section where the signal 555 is greater than the signal 560, and outputs LOW in the section where the signal 555 is lower than the signal 560, thereby outputting the signal 590 as shown in (2) of FIG. 5(b).

도 5(b)의 (3)를 참조하면, 제2 비교기(525)에서의 동작을 알 수 있다. 제2 비교기(525)의 제3 입력단(530)에 DIFF_OUTN(560)이 입력되고 제2 비교기(525)의 제4 입력단(540)에 DIFF_OUTP(550)이 입력될 수 있다. 제2 비교기(525)의 제3 입력단(530)에 입력되는 신호 DIFF_OUTN(560)는 오프셋(570)만큼 쉬프트된 등가적인 신호(565)으로서 제2 비교기(525)에서 작용한다. 제2 비교기(525) 출력에서 신호(565) 가 신호(550)보다 큰 구간에서 HIGH를, 낮은 구간에서 LOW를 출력하여 도 5(b) (3)에서와 같은 신호(595)를 출력한다.Referring to (3) in FIG. 5(b), the operation of the second comparator 525 can be seen. DIFF_OUTN 560 may be input to the third input terminal 530 of the second comparator 525 and DIFF_OUTP 550 may be input to the fourth input terminal 540 of the second comparator 525. The signal DIFF_OUTN 560 input to the third input terminal 530 of the second comparator 525 acts in the second comparator 525 as an equivalent signal 565 shifted by the offset 570. The output of the second comparator 525 outputs HIGH in the section where the signal 565 is larger than the signal 550, and outputs LOW in the section where the signal 565 is lower than the signal 550, thereby outputting the signal 595 as shown in (3) of FIG. 5(b).

제1 비교기(505)의 출력의 오프셋(570)은 제1 비교기(505)의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정될 수 있고, 제2 비교기(525)의 출력의 오프셋(570)은 제2 비교기(525)의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 제1 비교기(505)의 출력의 히스테리시스 값은 제1 비교기(505)의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정될 수 있고, 제2 비교기(525)의 출력의 히스테리시스 값은 제2 비교기(525)의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. The offset 570 of the output of the first comparator 505 may be determined based on the size of the transistor of the first comparator 505, and the offset 570 of the output of the second comparator 525 may be determined based on the size of the transistor of the first comparator 505. ) can be determined based on the size of the transistor. The hysteresis value of the output of the first comparator 505 may be determined based on the size of the transistor of the first comparator 505, and the hysteresis value of the output of the second comparator 525 may be determined based on the size of the transistor of the second comparator 525. It can be determined based on size.

일 실시예에서, 제1 비교기(505)의 제1 입력단(510), 및 제2 비교기(525)의 제3 입력단(530)의 입력 신호의 MOS의 크기 비가 제1 비교기(505)의 제2 입력단(520), 및 제2 비교기(525)의 제4 입력단(540)의 입력 신호의 MOS의 크기 비보다 클 경우 제1 비교기(505)의 제1 입력단(510), 및 제2 비교기(525)의 제3 입력단(530)의 입력 신호의 크기가 제1 비교기(505)의 제2 입력단(520), 및 제2 비교기(525)의 제4 입력단(540)의 입력 신호의 크기보다 상대적으로 작아도 등가의 입력에 해당하여 신호(555)의 크기가 신호(550)보다 오프셋(570) 만큼 작은 효과를 갖게 된다. 일 실시예에서, 반대로 제1 비교기(505)의 제1 입력단(510), 및 제2 비교기(525)의 제3 입력단(530)의 입력 신호의 MOS의 크기 비가 제1 비교기(505)의 제2 입력단(520), 및 제2 비교기(525)의 제4 입력단(540)의 입력 신호의 MOS의 크기 비보다 작을 경우 제1 비교기(505)의 제1 입력단(510), 및 제2 비교기(525)의 제3 입력단(530)의 입력 신호의 크기가 제1 비교기(505)의 제2 입력단(520), 및 제2 비교기(525)의 제4 입력단(540)의 입력 신호의 크기보다 상대적으로 커야 등가의 입력에 해당하여 신호(555)의 크기가 신호(550)보다 오프셋(570) 만큼 크게되는 효과를 갖게 된다. In one embodiment, the magnitude ratio of the MOS of the input signal of the first input terminal 510 of the first comparator 505 and the third input terminal 530 of the second comparator 525 is the ratio of the magnitude of the MOS to the second input terminal 510 of the first comparator 505. When it is greater than the size ratio of the MOS of the input signal of the input terminal 520 and the fourth input terminal 540 of the second comparator 525, the first input terminal 510 of the first comparator 505, and the second comparator 525 ) is relatively larger than the size of the input signal of the second input terminal 520 of the first comparator 505 and the fourth input terminal 540 of the second comparator 525. Even if it is small, it corresponds to an equivalent input, so the size of the signal 555 has the effect of being smaller than the signal 550 by the offset 570. In one embodiment, on the contrary, the magnitude ratio of the MOS of the input signal of the first input terminal 510 of the first comparator 505 and the third input terminal 530 of the second comparator 525 is the When it is smaller than the size ratio of the MOS of the input signal of the 2 input terminal 520 and the fourth input terminal 540 of the second comparator 525, the first input terminal 510 of the first comparator 505, and the second comparator ( The magnitude of the input signal of the third input terminal 530 of the first comparator 505 is relative to the magnitude of the input signal of the second input terminal 520 of the first comparator 505 and the fourth input terminal 540 of the second comparator 525. It must be larger than the equivalent input, so that the size of the signal 555 becomes larger than the signal 550 by the offset 570.

도 6은 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 제3 증폭 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a third amplifier circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.

도 6의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 외부 입력 신호의 존재를 모니터링하기 위한 회로 장치는 외부 입력 신호 모니터 회로(150)에 입력 신호를 인가하는 제3 증폭 회로(810)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 외부 입력 신호의 존재를 모니터링하기 위한 회로 장치는 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)에 입력 신호를 인가하는 제3 증폭 회로(810)를 더 포함하여 제1 증폭 회로(140)의 전력 모드가 저전력 모드 또는 고전력 모드로 전환됨에 따라 제1 증폭 회로(140)의 출력에 DC 레벨의 변화가 발생하여 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)의 첫 증폭기(610)에 포화상태가 발생하고, 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)의 기능이 불능이 되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 증폭 회로(810)는 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)의 논리 회로의 제어 신호 값을 입력 신호로 할 수 있다. Referring to (a) of FIG. 6, the circuit device for monitoring the presence of an external input signal according to an embodiment further includes a third amplification circuit 810 for applying an input signal to the external input signal monitor circuit 150. It can be included. A circuit device for monitoring the presence of an external input signal according to an embodiment further includes a third amplification circuit 810 for applying an input signal to the external input signal activity monitor circuit 150, and the first amplification circuit 140 As the power mode is switched to a low-power mode or a high-power mode, a change in DC level occurs at the output of the first amplifier circuit 140, causing saturation in the first amplifier 610 of the external input signal activity monitor circuit 150. And, it is possible to prevent the function of the external input signal activity monitor circuit 150 from becoming disabled. According to one embodiment, the third amplifier circuit 810 may use the control signal value of the logic circuit of the external input signal activity monitor circuit 150 as an input signal.

도 6의 (b)를 참조하면, 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)의 논리 회로의 제어 신호 값(620)이 변화한 경우에도 제3 증폭 회로(810)가 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)의 논리 회로의 제어 신호 값(620)을 입력 신호로 하므로 제1 증폭 회로(140)의 출력(630) 및 제3 증폭 회로(810)의 출력(640)에 차분 입력이 없게 되고, 외부 입력 신호 활동 모니터 회로(150)의 첫 증폭기(610)의 출력 (650) 및 (660)에도 포화가 일어나지 않는 것을 확인할 수 있다. Referring to (b) of FIG. 6, even when the control signal value 620 of the logic circuit of the external input signal activity monitor circuit 150 changes, the third amplification circuit 810 maintains the external input signal activity monitor circuit 150. Since the control signal value 620 of the logic circuit of It can be seen that saturation does not occur at the outputs 650 and 660 of the first amplifier 610 of the signal activity monitor circuit 150.

도 7은 일 실시예에 따른 외부 입력 신호 활동을 모니터링하기 위한 회로 장치의 논리 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a logic circuit of a circuit device for monitoring external input signal activity according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 외부 입력 신호의 존재에 따라 제어 신호 값을 출력하는 논리 회로(700)는, 제1 비교기 및 제2 비교기의 출력 신호를 입력 받는 제1 논리부(710), 제1 논리부(710)의 출력 신호를 입력 받아 제1 제어 신호 값, 또는 제2 제어 신호 값을 출력하는 제2 논리부(720), 및 제1 일정 시간이 경과하여도 외부입력신호가 없을 경우 제2 논리부(720)의 출력을 리셋하는 신호를 생성하는 제3 논리부(730), 및 제2 논리부(720)의 출력에 의해 고전력 모드에서 저전력 모드로 변경되는 순간 제2 일정 지연시간 이후에 제1 논리부(710)의 입력 감지 기능을 정상화하는 리셋신호를 생성하는 제4 논리부(740)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the logic circuit 700 that outputs a control signal value according to the presence of an external input signal according to one embodiment includes a first logic unit 710 that receives output signals from the first comparator and the second comparator. ), a second logic unit 720 that receives the output signal of the first logic unit 710 and outputs a first control signal value or a second control signal value, and an external input signal even after the first predetermined time has elapsed. When there is no, the third logic unit 730 generates a signal to reset the output of the second logic unit 720, and the moment when the high-power mode is changed from the high-power mode to the low-power mode by the output of the second logic unit 720, the second It may include a fourth logic unit 740 that generates a reset signal that normalizes the input detection function of the first logic unit 710 after a certain delay time.

제1 논리부(710)는 적어도 두 개의 플립-플롭(flip-flop)회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 비교기 및 제2 비교기의 출력 신호는 XNOR 게이트를 지날 수 있다. 외부 입력 신호가 존재하지 않다가 외부 입력 신호가 발생하는 경우 CMP_OUT 신호에 상승 에지 혹은 하강 에지가 발현될 수 있다. CMP_OUT에서 rising edge의 발현은 FFA1가 감지하여 CMP_rising_edge 신호에 rising edge를 발현시킬 수 있고, CMP_OUT에서 falling edge 발현은 FFB1가 감지하여 CMP_falling_edge 신호에 rising edge를 발현시킬 수 있다. CMP_OUT에서 rising edge가 먼저 발현될 경우 CMP_rising_edge 신호에서 rising edge가 먼저 발현되어 나타나며 뒤이어 CMP_falling_edge 신호에 rising edge가 발현될 수 있다. CMP_OUT에서 falling edge가 먼저 발현될 경우 CMP_falling_edge 신호에서 rising edge가 먼저 발현되어 나타나며 뒤이어 CMP_rising_edge 신호에 rising edge가 발현될 수 있다. 신호 CMP_rising_edge와 CMP_falling_edge는 논리합 게이트를 통해 연산 되어 CMP_edge를 생성하므로 CMP_rising_edge와 CMP_falling_edge의 어느 신호에서 rising edge가 먼저 발현되던 CMP_edge 신호에 빠른 rising edge가 반영될 수 있다. 이와 같이 적어도 두 개의 플립 플롭 회로를 포함하는 제1 논리부(710)를 통해 FFA1, FFB1 중 하나만으로 논리 회로를 구현하였을 경우와는 달리 CMP_falling_edge와 같은 신호가 형성되는 경우에도 딜레이 없이 빠른 rising edge 발현을 구현하여 빠른 검지를 할 수 있다.The first logic unit 710 may include at least two flip-flop circuits. According to one embodiment, the output signals of the first comparator and the second comparator may pass through the XNOR gate. If an external input signal does not exist and then an external input signal occurs, a rising edge or falling edge may appear in the CMP_OUT signal. The occurrence of a rising edge in CMP_OUT can be detected by FFA1, which can cause a rising edge to be expressed in the CMP_rising_edge signal, and the expression of a falling edge in CMP_OUT can be detected by FFB1, which can cause a rising edge to be expressed in the CMP_falling_edge signal. If the rising edge occurs first in CMP_OUT, the rising edge may appear first in the CMP_rising_edge signal, followed by the rising edge in the CMP_falling_edge signal. If a falling edge occurs first in CMP_OUT, a rising edge may appear first in the CMP_falling_edge signal, followed by a rising edge in the CMP_rising_edge signal. Since the signals CMP_rising_edge and CMP_falling_edge are operated through an OR gate to generate CMP_edge, a fast rising edge can be reflected in the CMP_edge signal in which of the signals CMP_rising_edge and CMP_falling_edge the rising edge occurred first. Unlike the case where the logic circuit is implemented with only one of FFA1 and FFB1 through the first logic unit 710 including at least two flip-flop circuits, a fast rising edge is generated without delay even when a signal such as CMP_falling_edge is formed. Fast detection can be achieved by implementing .

도 7의 제2 논리부(720)를 참조하면, 제2 논리부(720)는 제어 신호 값을 출력하는 적어도 하나의 논리합 게이트(OR gate)를 포함하고, 적어도 하나의 논리합 게이트의 적어도 하나의 입력은 미리 정해진 값일 수 있다. 제2 논리부(720)는 제1 논리부(710)가 리셋되었을 경우 제1 증폭 회로가 저전력 모드로 동작하도록 제어 신호 값을 제1 제어 신호 값으로 출력하고, 제1 논리부(710)의 출력 신호에 상승 에지가 발현되었을 경우 경우 제1 증폭 회로가 고전력 모드로 동작하도록 제어 신호 값을 제2 제어 신호 값으로 출력할 수 있다. 제1 제어 신호 값과 상기 제2 제어 신호 값은 서로 다른 값일 수 있다. 일 실시예에서, CMP_edge의 rising edge 발현 시 FFA2에서 rising edge가 발현되며, wake-up 신호 WUP에서도 rising edge가 발현될 수 있다. 예를 들어, register신호 REG_ALWAYS_ON 가 HIGH이면 WUP은 항상 HIGH인 상태가 되므로 외부 입력 신호의 유무에 따라 WUP신호가 HIGH혹은 LOW가 되도록 하기 위해 register REG_ALWAYS_ON를 미리 정해진 값인 LOW로 설정할 수 있다.Referring to the second logic unit 720 of FIG. 7, the second logic unit 720 includes at least one OR gate that outputs a control signal value, and at least one OR gate of the at least one OR gate The input may be a predetermined value. When the first logic unit 710 is reset, the second logic unit 720 outputs a control signal value as a first control signal value so that the first amplifier circuit operates in a low power mode, and the first logic unit 710 When a rising edge appears in the output signal, the control signal value may be output as a second control signal value so that the first amplifier circuit operates in a high power mode. The first control signal value and the second control signal value may be different values. In one embodiment, when a rising edge of CMP_edge occurs, a rising edge may occur in FFA2, and a rising edge may also occur in the wake-up signal WUP. For example, if the register signal REG_ALWAYS_ON is HIGH, WUP is always HIGH, so register REG_ALWAYS_ON can be set to a predetermined value of LOW to make the WUP signal HIGH or LOW depending on the presence or absence of an external input signal.

도 7의 제3 논리부(730)를 참조하면, 일 실시예에 따른 제3 논리부(730)는 적어도 하나의 카운터를 포함하며,카운터 출력 신호의 상승 에지에서 제2 논리부를 리셋하는 신호를 생성할 수 있다. 카운터는 제1 비교기 및 제2 비교기의 출력신호에 상승 에지 혹은 하강 에지가 발현될 경우 지속적으로 리셋될 수 있다. 예를 들어 COUNTER block에서는 CLK 신호를 기반으로 분주 된 enough_calm 신호를 생성할 수 있다. 분주 정도는 register REG_FALLING_EDGE[:]에 의해 설정될 수 있다. enough_calm의 rising edge 발현 시 Auto_pulse의 출력 RSTn_falling_1st_pre 에는 짧은 구간의 LOW가 되는 reset신호가 생성될 수 있다. RSTn이 LOW이거나 RSTn_falling_1st_pre에 LOW가 되면 RSTn_falling_1st 에 LOW가 발현될 수 있다. RSTn_falling_1st 가 LOW가 되면 FFA2는 reset되며 출력 OUT_pre는 LOW로 reset될 수 있다. 외부 입력 신호가 계속 입력되어 FFA2가 reset되면 안 되는 경우에는 COUTER출력에 rising edge가 발현되는 것을 방지하기 위해 소리가 계속 입력되는 동안에는 COUNTER 출력에 rising edge가 발현되지 않도록 COUNTER 블럭은 지속적으로 초기화 될 수 있다.Referring to the third logic unit 730 of FIG. 7, the third logic unit 730 according to one embodiment includes at least one counter and sends a signal to reset the second logic unit at the rising edge of the counter output signal. can be created. The counter may be continuously reset when a rising edge or falling edge appears in the output signals of the first comparator and the second comparator. For example, in the COUNTER block, a divided enough_calm signal can be generated based on the CLK signal. The degree of division can be set by register REG_FALLING_EDGE[:]. When the rising edge of enough_calm occurs, a reset signal that becomes LOW for a short period may be generated at the output RSTn_falling_1st_pre of Auto_pulse. If RSTn is LOW or LOW in RSTn_falling_1st_pre, LOW may occur in RSTn_falling_1st. When RSTn_falling_1st becomes LOW, FFA2 is reset and output OUT_pre can be reset to LOW. If FFA2 cannot be reset because external input signals continue to be input, the COUNTER block can be continuously initialized to prevent rising edges from appearing in the COUNTER output while sound continues to be input. there is.

외부 입력 신호가 계속 입력될 경우 XNOR_OUT에서는 지속적으로 LOW와 HIGH의 변동이 발생할 것이며, FFC1을 통하여 2분주되어 IN2 신호가 될 수 있다. IN2신호의 rising edge는 Auto-pulse를 거쳐 RSTn_IN에서 reset 신호가 될 수 있다. RSTn이 LOW이거나 RSTn_IN이 LOW이면 RSTn_CLK은 LOW가 되어 COUNTER를 reset시킬 수 있다. COUNTER는 CLK의 수 주기 마다 Enough_calm 신호에서 rising edge를 발현시키게 되어 있는데 외부 입력 신호가 입력될 경우 Enough_calm 신호에서 rising edge가 발현되기 이전에 COUNTER에 reset 신호가 인가되어 enough_calm 신호는 LOW인 상태로 머물 수 있다. 따라서 외부 입력 신호가 지속적으로 입력되는 동안, FFA2의 reset 신호가 blocking 될 수 있다. 만일 입력 신호가 enough_calm 주기 동안 입력이 안되면 enough_calm에 rising edge가 발현되고, FFA2가 reset되어 WUP 신호가 LOW가 될 수 있다. 제3 논리부(730)는 제1 일정 시간을 조절하는 조절단을 포함할 수 있다. 예를 들어 외부 입력 신호가 입력되다가 얼마나 무음이 지속되어야 WUP신호를 제1 값에서 제2 값으로 변경할 것인가를 enough_calm의 주기로 조절할 수 있으며, enough_calm의 주기는 register REG_FALLING_EDGE[:] 로 조절할 수 있다. If an external input signal continues to be input, changes between LOW and HIGH will occur continuously in XNOR_OUT, and can be divided into two through FFC1 to become the IN2 signal. The rising edge of the IN2 signal can become a reset signal at RSTn_IN through Auto-pulse. If RSTn is LOW or RSTn_IN is LOW, RSTn_CLK becomes LOW and COUNTER can be reset. COUNTER is designed to generate a rising edge in the Enough_calm signal every few cycles of CLK. When an external input signal is input, a reset signal is applied to COUNTER before the rising edge is generated in the Enough_calm signal, so the enough_calm signal can remain in a LOW state. there is. Therefore, while the external input signal is continuously input, the reset signal of FFA2 may be blocked. If the input signal is not input during the enough_calm period, a rising edge appears in enough_calm, FFA2 is reset, and the WUP signal can become LOW. The third logic unit 730 may include an adjustment stage that adjusts the first constant time. For example, how long silence must last when an external input signal is input before changing the WUP signal from the first value to the second value can be controlled by the period of enough_calm, and the period of enough_calm can be adjusted by register REG_FALLING_EDGE[:].

도 7의 제4 논리부(740)를 참조하면, 실제 외부 입력 신호가 입력이 안되는 상황에서, WUP의 falling edge에 반응하여 XNOR_OUT에 edge가 발현되기 때문에 이에 반응하여 다시 WUP신호를 HIGH로 변경되는 것을 방지하기 위해 외부 입력 신호가 입력되다 입력이 안되어 WUP 신호가 HIGH에서 LOW로 되었다 하더라도, XNOR_OUT신호에 반응하는 것을 잠시 delay시킬 필요가 있다. FFA1이나 FFB1은 한 번 출력이 HIGH가 되면 reset되기 전에는 CLK입력부에 신호의 변화가 들어와도 출력은 계속 HIGH인 상태가 된다. 즉 WUP에 falling edge가 발현되어 LOW가 되었더라도, FFA1 과 FFB1을 미리 정해진 시간 이후에 초기화하면 XNOR_OUT에서의 잘못된 신호에 무반응하게 할 수 있다. Enough_calm 이 HIGH가 되어야 CLK이 AND gate를 통과하여 CLK_after_CMP_edge에 clock 신호가 나타나게 된다. CLK_after_CMP_edge의 첫 falling edge에서 FFB2의 출력에 rising edge가 발현되게 되고, 다시 auto_pulse를 거치면서 reset신호인 RSTn_falling_2nd_pre가 생성된다. 따라서, WUP falling edge 발현 이후 약간 delay된 시간 이후에 RSTn_falling_2nd 에 short LOW인 reset신호가 발생하여 FFA1 및 FFB1을 reset 시키며 출력 CMP_rising_edge 및 CMP_falling_edge는 LOW가 된다. 초기화된 FFA1과 FFB1 은 다시 외부 입력 신호가 입력되어 XNOR_OUT에 edge 발현이 되면 이를 감지할 수 있다. Referring to the fourth logic unit 740 of FIG. 7, in a situation where an external input signal is not actually input, an edge is generated in To prevent this, even if the WUP signal changes from HIGH to LOW due to an external input signal being input and then not being input, it is necessary to temporarily delay the response to the Once the output of FFA1 or FFB1 becomes HIGH, the output remains HIGH even if there is a change in the signal at the CLK input before being reset. In other words, even if a falling edge occurs in WUP and it becomes LOW, if FFA1 and FFB1 are initialized after a predetermined time, it can be made unresponsive to an incorrect signal from XNOR_OUT. When Enough_calm is HIGH, CLK passes through the AND gate and a clock signal appears at CLK_after_CMP_edge. At the first falling edge of CLK_after_CMP_edge, a rising edge appears on the output of FFB2, and again through auto_pulse, a reset signal, RSTn_falling_2nd_pre, is generated. Therefore, after a slightly delayed time after the occurrence of the WUP falling edge, a short LOW reset signal is generated at RSTn_falling_2nd to reset FFA1 and FFB1, and the output CMP_rising_edge and CMP_falling_edge become LOW. Initialized FFA1 and FFB1 can detect when an external input signal is input again and an edge appears in XNOR_OUT.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, and a field programmable gate (FPGA). It may be implemented using a general-purpose computer or a special-purpose computer, such as an array, programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and software applications running on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include multiple processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 또는 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다. Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, or computer storage medium to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. It can be permanently or temporarily embodied in the device. Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on a computer-readable recording medium.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. A computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination, and the program instructions recorded on the medium may be specially designed and constructed for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. It may be possible. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.

위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. The hardware devices described above may be configured to operate as one or multiple software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on this. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the claims described below.

Claims (18)

외부 입력 신호의 존재를 모니터링하기 위한 회로 장치에 있어서,
제1 증폭 회로가 저전력 모드(low power mode) 또는 상기 제1 증폭 회로가 고전력 모드(high power mode)로 동작하는 상기 제1 증폭 회로, 및
상기 제1 증폭 회로의 출력 신호에 기초하여 외부 입력 신호의 존재 여부를 판단하고, 상기 외부 입력 신호의 존재 여부에 기초하여 상기 제1 증폭 회로의 동작 모드를 상기 저전력 모드 또는 상기 고전력 모드로 동작 시키기 위한 제어 신호를 생성하는 외부 입력 신호 활동 모니터(external input signal activity monitor, or sound activity monitor, or SAM) 회로를 포함하고,
상기 외부 입력 신호 활동 모니터 회로는,
상기 제1 증폭 회로의 출력 신호를 증폭시키는 제2 증폭 회로; 및
상기 제2 증폭 회로의 출력 신호들에 의존하는 신호들을 비교하는 비교부를 포함하고,
상기 비교부는,
제1 입력단 및 제2 입력단을 포함하는 제1 비교기; 및
제3 입력단 및 제4 입력단을 포함하는 제2 비교기를 포함하고,
상기 제1 입력단과 상기 제4 입력단은 상기 비교부의 앞에 연결된 구성요소의 제1 출력 신호를 입력 받고,
상기 제2 입력단과 상기 제3 입력단은 상기 비교부의 앞에 연결된 상기 구성요소의 제2 출력 신호를 입력 받는,
회로 장치.
In a circuit device for monitoring the presence of an external input signal,
The first amplifier circuit operates in a low power mode or the first amplifier circuit operates in a high power mode, and
Determining whether an external input signal exists based on the output signal of the first amplifying circuit, and operating the first amplifying circuit in the low-power mode or the high-power mode based on the presence of the external input signal. It includes an external input signal activity monitor (or sound activity monitor, or SAM) circuit that generates a control signal for
The external input signal activity monitor circuit,
a second amplifier circuit that amplifies the output signal of the first amplifier circuit; and
A comparison unit that compares signals depending on the output signals of the second amplification circuit,
The comparison section,
a first comparator including a first input terminal and a second input terminal; and
A second comparator including a third input stage and a fourth input stage,
The first input terminal and the fourth input terminal receive the first output signal of the component connected in front of the comparison unit,
The second input terminal and the third input terminal receive the second output signal of the component connected in front of the comparison unit,
circuit device.
제1항에 있어서,
상기 외부 입력 신호 활동 모니터 회로는,
상기 제2 증폭 회로의 출력 신호를 시간에 따라 미분한 상기 제1 출력 신호, 및 상기 제2 출력 신호를 출력하는 미분부; 및
상기 비교부의 출력 값에 기초하여 상기 제1 증폭 회로를 동작 시키기 위한 제어 신호를 출력하는 논리 회로
를 더 포함하고,
상기 비교부는,
상기 미분부의 상기 제1 출력 신호, 및 상기 제2 출력 신호를 비교하여 출력하는,
회로 장치.
According to paragraph 1,
The external input signal activity monitor circuit,
a differentiator that outputs the first output signal and the second output signal obtained by differentiating the output signal of the second amplification circuit according to time; and
A logic circuit that outputs a control signal for operating the first amplifier circuit based on the output value of the comparison unit.
It further includes,
The comparison section,
Comparing and outputting the first output signal and the second output signal of the differentiator,
circuit device.
제2항에 있어서,
상기 제2 증폭 회로는,
제1 증폭 회로의 출력 신호를 필터링 하는 고대역 통과 필터부; 및
상기 필터링 된 출력 신호를 증폭시켜 출력하는 증폭부를 포함하고,
상기 제2 증폭 회로는,
입력단과 출력단이 연결되지 않은 개 루프(open-loop)인,
회로 장치.
According to paragraph 2,
The second amplifier circuit,
A high-pass filter unit that filters the output signal of the first amplification circuit; and
An amplifying unit that amplifies and outputs the filtered output signal,
The second amplifier circuit,
It is an open-loop in which the input and output terminals are not connected,
circuit device.
제3항에 있어서,
상기 고대역 통과 필터부는,
적어도 하나의 커패시터, 및 적어도 하나의 저항을 포함하는,
회로 장치.
According to paragraph 3,
The high-pass filter unit,
comprising at least one capacitor and at least one resistor,
circuit device.
제3항에 있어서,
상기 증폭부는,
적어도 하나의 PMOS 트랜지스터, 및 적어도 하나의 NMOS 트랜지스터를 포함하고,
상기 적어도 하나의 PMOS 트랜지스터, 및 적어도 하나의 NMOS 트랜지스터는 직렬로 연결된 것인,
회로 장치.
According to paragraph 3,
The amplifier unit,
At least one PMOS transistor, and at least one NMOS transistor,
The at least one PMOS transistor and the at least one NMOS transistor are connected in series,
circuit device.
제3항에 있어서,
상기 제2 증폭 회로는,
상기 제2 증폭 회로의 출력의 공통모드 출력 신호를 일정하게 유지하는 출력 제어부를 더 포함하는,
회로 장치.
According to paragraph 3,
The second amplifier circuit,
Further comprising an output control unit that maintains the common mode output signal of the output of the second amplifier circuit constant,
circuit device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 비교기의 입력의 등가 오프셋 값은 상기 제1 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정되고,
상기 제2 비교기의 입력의 등가 오프셋 값은 상기 제2 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정되는,
회로 장치.
According to paragraph 1,
The equivalent offset value of the input of the first comparator is determined based on the size of the transistor of the first comparator,
The equivalent offset value of the input of the second comparator is determined based on the size of the transistor of the second comparator,
circuit device.
제1항에 있어서,
상기 제1 비교기의 출력의 히스테리시스 값은 상기 제1 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정되고,
상기 제2 비교기의 출력의 히스테리시스 값은 상기 제2 비교기의 트랜지스터의 크기에 기초하여 결정되는,
회로 장치.
According to paragraph 1,
The hysteresis value of the output of the first comparator is determined based on the size of the transistor of the first comparator,
The hysteresis value of the output of the second comparator is determined based on the size of the transistor of the second comparator,
circuit device.
제1항에 있어서,
상기 외부 입력 신호 활동 모니터 회로에 입력 신호를 인가하는 제3 증폭 회로를 더 포함하는,
회로 장치.
According to paragraph 1,
Further comprising a third amplification circuit for applying an input signal to the external input signal activity monitor circuit,
circuit device.
제10항에 있어서,
상기 제3 증폭 회로는,
상기 외부 입력 신호 활동 모니터 회로의 논리 회로의 제어 신호 값을 입력 신호로 하는,
회로 장치.
According to clause 10,
The third amplifier circuit,
Using the control signal value of the logic circuit of the external input signal activity monitor circuit as an input signal,
circuit device.
외부 입력 신호의 존재에 따라 제어 신호 값을 출력하는 논리 회로에 있어서,
제1 비교기 및 제2 비교기의 출력 신호를 입력 받는 제1 논리부;
상기 제1 논리부의 출력 신호를 입력 받아 제1 제어 신호 값, 또는 제2 제어 신호 값을 출력하는 제2 논리부; 및
제1 일정 시간이 경과하여도 외부 입력 신호가 없을 경우 상기 제2 논리부의 출력을 리셋하는 신호를 생성하는 제3 논리부, 및 상기 제2 논리부의 출력에 의해 고전력 모드에서 저전력 모드로 변경되는 순간 제2 일정 지연시간 이후에 상기 제1 논리부의 입력 감지 기능을 정상화하는 리셋신호를 생성하는 제4 논리부를 포함하는,
논리 회로.
In a logic circuit that outputs a control signal value depending on the presence of an external input signal,
a first logic unit that receives output signals from the first and second comparators;
a second logic unit that receives the output signal of the first logic unit and outputs a first control signal value or a second control signal value; and
A third logic unit that generates a signal to reset the output of the second logic unit when there is no external input signal even after a first predetermined period of time has elapsed, and the moment when the high-power mode is changed from the high-power mode to the low-power mode by the output of the second logic unit. A fourth logic unit that generates a reset signal to normalize the input detection function of the first logic unit after a second predetermined delay time,
logic circuit.
제12항에 있어서,
상기 제1 논리부는,
적어도 두 개의 플립-플롭(flip-flop) 회로를 포함하는,
논리 회로.
According to clause 12,
The first logic unit,
Comprising at least two flip-flop circuits,
logic circuit.
제12항에 있어서,
상기 제2 논리부는,
상기 제어 신호 값을 출력하는 적어도 하나의 논리합 게이트(OR gate)를
포함하고,
상기 적어도 하나의 논리합 게이트의 적어도 하나의 입력은 미리 정해진 값인,
논리 회로.
According to clause 12,
The second logic unit,
At least one OR gate that outputs the control signal value
Contains,
At least one input of the at least one OR gate is a predetermined value,
logic circuit.
제12항에 있어서,
상기 제2 논리부는,
상기 제1 논리부가 리셋되었을 경우 제1 증폭 회로가 저전력 모드로 동작하도록 상기 제어 신호 값을 제1 제어 신호 값으로 출력하고,
상기 제1 논리부의 출력 신호에 상승 에지가 발현되었을 경우 제1 증폭 회로가 고전력 모드로 동작하도록 상기 제어 신호 값을 제2 제어 신호 값으로 출력하고,
상기 제1 제어 신호 값과 상기 제2 제어 신호 값은 서로 다른 값인,
논리 회로.
According to clause 12,
The second logic unit,
When the first logic unit is reset, outputting the control signal value as a first control signal value so that the first amplifier circuit operates in a low power mode,
When a rising edge appears in the output signal of the first logic unit, outputting the control signal value as a second control signal value so that the first amplifier circuit operates in a high power mode,
The first control signal value and the second control signal value are different values,
logic circuit.
제12항에 있어서,
상기 제3 논리부는,
적어도 하나의 카운터를 포함하며, 카운터 출력 신호의 상승 에지에서 상기 제2 논리부를 리셋하는 신호를 생성하는,
논리 회로
According to clause 12,
The third logic unit is,
Comprising at least one counter, generating a signal to reset the second logic unit at a rising edge of the counter output signal,
logic circuit
제16항에 있어서,
상기 카운터는,
상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기의 출력 신호에 상승 에지 혹은 하강 에지가 발현될 경우 지속적으로 리셋되는,
논리 회로.
According to clause 16,
The counter is,
Continuously reset when a rising edge or falling edge appears in the output signals of the first comparator and the second comparator,
logic circuit.
제12항에 있어서,
상기 제3 논리부는,
상기 제1 일정 시간을 조절하는 조절단을 포함하는,
논리 회로.
According to clause 12,
The third logic unit is,
Including a control stage that adjusts the first constant time,
logic circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Self-Biased Ultralow Power Current-Reused Neural Amplifier With On-Chip Analog Spike Detections(저자 : 김종팔, 고형호, IEEE Access, Vol.7, 2019, 2019.08.07. 공개) 1부.*

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