KR19980025532U - 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치. - Google Patents

Abstract

본 고안은 오디오(Audio) 관련기기에 있어 외부소음에 따라서 자동으로 음량이 조절되어질 수 있도록 하는 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치에 관한 것이다.

종래 장치에서는 외부소음의 주파수 대역을 고려하지 않으므로서, 복합적인 외부소음의 발생시에는 오디오의 명확한 식별이 곤란해지게 되는 마스킹 효과의 해결이 어렵게 된다.

본 고안에서는 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 외부소음을 다단의 주파수 대역별로 검출하여, 각 검출된 주파수 대역별에서 발생되는 외부소음에 따라서 음량을 조절하여 주도록 하므로서, 외부소음 입력시 오디오 신호와의 변별력을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치. ; According to external noise automatic equalizer.

본 고안은 오디오(Audio) 관련기기에 있어 외부소음에 따라서 자동으로 음량이 조절되어질 수 있도록 하는 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 내부에서 음악이나 기타 라디오를 듣고 있을 경우 음량을 일정하게 해놓으면, 저속시에는 소리가 너무 크게 들리게 되고, 고속주행시에는 잘들리지 않는 경우가 많다.

이러한 경우에 외부소음을 검출하여 외부소음의 크기에 따라서 자동적으로 음량을 조절할 수 있도록 하는 것으로,

종래 외부소음에 따른 자동 음량조절 장치는 도면 제 1도에 도시된 바와같이, 마이크(mic)로 입력되는 외부 소음을 1차로 일정 소음대역(20HZ) 이하를 통과시키는 제 1저역 필터(1)와, 마이크로 입력되는 외부 소음을 2차로 일정 소음 대역(80HZ) 이하를 통과시키는 제 2저역 필터(2)와, 제 1저역필터(1)를 통과한 저역 소음을 증폭출력하는 제 1증폭기(3)와, 제 1증폭기(3)에 의해 증폭된 외부소음성분을 직류성분으로 변환시켜 이를 이용하여 제 2증폭기(5)를 제어하는 제 1검파기(4)와, 상기 제 2저역 필터(2)에 의해 통과된 외부 소음성분을 증폭하는 제 2증폭기(5)와, 제 2증폭기(5)에 의해 증폭출력된 외부소음을 직류성분으로 변환시키는 제 2검파기(6)와, 입력되는 오디오 신호(Audio in)에 대하여 전압을 제어하여 스피커로 증폭출력하는 전압제어증폭기(7)와, 상기 제 2검파기(6)의 출력을 입력받아 전압제어증폭기(7)의 전압이득을 제어하도록 이득제어부(8)로 구성된다.

이와같이 구성되는 종래 외부소음에 따른 자동 음량조절 장치는 마이크를 통하여 입력되는 오디오 신호에 대하여 저역 필터를 이용하여 일정소음대역만을 검출하여 이로서, 스피커로 출력될 오디오 신호에 대하여 전압제어 이득을 조절하여 스피커로 출력되는 음량을 조절할 수 있도록 하는 것인 바,

마이크를 통하여 입력되는 외부소음은 제 1저역 필터(1)와 제 2저역 필터(2)에 의해 각각 일정 소음대역만을 필터링(Filtering)하게 되는데, 상기 제 1저역 필터(1)에서는 20HZ대역이하만을 제 2저역 필터(2)에서는 80HZ대역이하만을 아무런 감쇄없이 통과시키게 된다.

이와같이 상기 제 1저역 필터(1) 및 제 2저역 필터(2)를 통과한 외부 소음성분은 각각의 제 1증폭기(3) 및 제 2증폭기(5)에 의해 증폭되어지는 바,

제 1저역 필터(1)에서 증폭된 외부소음 성분은 검파기(3)에 의해 검파되어 직류신호 성분으로 변환된다.

이때, 이와같이 변환된 직류신호 성분에 의해 제 2증폭기(5)의 증폭이득은 제어되어 상기 제 2저역필터(2)에 의해 통과된 외부소음 신호가 증폭출력된다.

즉, 마이크로 입력되는 외부소음은 20HZ에서 부터 80HZ의 주파수 성분만이 검출되어지게 되는 것이다.

상기와 같이 20∼80HZ의 주파수 성분만을 검출하게 되는 이유는 차내의 진동이나 음성 등에 의한 오동작을 방지하기 위한 것이다.

이와같이, 증폭출력된 신호는 제 2검파기(6)에 의해 직류로 변환되고, 변환된 직류신호를 이용하여 이득제어부(7)에서 전압제어증폭기(8)의 이득을 제어하게 된다.

전압제어증폭기(8)는 상기와 같이 이득제어부(7)의 이득제어에 따라서 입력되는 오디오신호를 증폭하여 스피커로 출력하게 되므로서, 자동으로 외부소음에 따라 음량이 조절되는 것이다.

즉, 20∼80HZ의 외부소음 레벨(Level)에 따라서 자동적으로 음량이 조절되는 것이다.

어떤소리가 또 다른 소리를 들을 수 있는 능력을 감소시키는 현상을 마스킹 효과(Masking Effect)라 하는 데, 사람이 A의 소리를 들을 때 B라는 소리가 클수록 A의 소리는 듣기 어렵게 된다.

이와같은 마스킹 효과를 방지하고자 하는 것이 자동음량 조절의 주목적인 바,

듣고자 하는 주음원과 외부소음과의 주파수 대역이 같아질수록 주음원의 변별이 어려워지며, 아주 가까울때는 비트(Beat)가 발생하여 주음원의 존재를 알기 어렵게 된다.

또한, 마찬가지로 주음원의 주파수 대역이 소음의 주파수 대역과 멀면 멀수록 레벨이 작은 주음원이라도 변별이 가능하며 주파수 대역이 같아질수록 주음원의 레벨을 높여 주어야 하는 바,

상기에서와 같은 종래 장치에서는 외부소음의 주파수 대역을 고려하지 않으므로서, 복합적인 외부소음의 발생시에는 오디오의 명확한 식별이 곤란해지게 되는 마스킹 효과의 해결이 어렵게 된다.

본 고안에서는 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 외부소음을 다단의 주파수 대역별로 검출하여, 각 검출된 주파수 대역별에 따라서 음량을 조절하여 주도록 하므로서, 외부소음 입력시 오디오 신호와의 변별력을 향상시켜 마스킹 효과를 해결할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 외부소음에 따른 자동 음량조절 장치의 구성을 보인 블럭도.

도 2는 본 고안 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치의 구성을 보인 블럭도.

도 3은 본 고안 자동 음량조절 장치에 있어서, 각 부 입출력 상태의 예를 보인 파형도서,

(가)는 입력오디오 신호의 파형도.

(나)는 외부소음 입력신호의 파형도.

(다)는 검파기를 통한 외부소음 변환신호 파형도.

(라)는 스피커로 출력되는 오디오 신호의 파형도.

본 고안의 구성은 외부소음을 인식하는 외부소음 인식수단과, 외부소음 인식수단으로 부터 입력된 외부소음을 주파수 대역별로 나누어주는 외부소음 대역 필터수단과, 입력되는 오디오 신호를 주파수 대역별로 나누어주는 주음원 대역 필터수단과, 상기 외부소음 대역 필터수단으로 부터 각 주파수 대역별로 검출된 외부소음에 따라서 오디오의 음량을 조절하는 전압제어수단으로 이루어진다.

이와같은 수단으로 구성되는 본 고안 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치의 구성 및 작용효과를 첨부된 도면 제 2도를 참조하여 그 실시예로서, 설명하면 다음과 같다.

외부소음을 인식하는 마이크(Mic)와, 마이크로(Mic)로 입력된 외부소음을 주파수 대역별로 나누어주기 위하여 구성되는 각 주파수별 대역 필터(11A,11B,..... ,11n)와, 각 주파수별 대역 필터(11A,11B,.....11n)의 각 통과된 신호에 대하여 증폭작용을 하는 소음증폭기(12)와, 각 주파수별 대역필터(11A, 11B, .....,11n)에 각각 구성된 소음증폭기(12)에서 증폭출력된 외부소음을 검파하여 직류신호로 변환시키는 검파기(13)와, 검파기(13)에 의해 검파된 직류성분의 신호로서 스피커로 출력될 증폭이득을 제어하는 이득제어부(14)와,

입력 오디오 신호(Audio in)를 각 주파수별로 나누어주기 위한 각 주파수별 대역 필터(15A,15B,....15n)와, 각 대역 필터(15A,15B,.....,15n) 각 각의 출력을 이득제어부(14)의 증폭이득 제어에 따라서 증폭하여 스피커로 출력하는 전압제어증폭기(16)로 구성된다.

이와같은 구성요소로서 이루어지는 본 고안 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치는 외부소음을 각 대역 필터수단으로서, 각 주파수별로 분류하고, 오디오 입력신호 또한 주파수 대역별로 분류하여 주파수별로 분류된 외부소음 신호 레벨에 따라서 주파수별 오디오신호 각각을 증폭하여 스피커로 출력하도록 하므로서, 외부소음에 따라서 자동 음량조절이 가능하도록 하는 것으로,

캠코더 및 브이씨알(VCR)에서 테이프의 재생 또는 방송청취시 마이크로 입력되는 외부소음 신호(Mic in)는 주파수 대역별로 구성된 대역 필터(11A,11B,. ...11n)에 의해 주파수 대역별로 나뉘어지게 된다.

이와같이 나누어진 외부소음 신호는 각각의 대역 필터(11A,11B,....11n)에 구성되는 각 소음증폭기(12)에서 각각 증폭되어 검파기(13)에 의해 직류성분 신호로 변환되어진다.

한편, 사용자가 듣고자하는 주음원인 오디오 입력신호(Audio in)도 상기에서와 마찬가지로 가 주파수별 대역 필터(15A,15B,......15n)에 의해 각 주파부 대역별로 나누어져 각각의 구성된 전압제어증폭기(16)를 통하여 스피커로 출력된다.

이때, 전압제어증폭기(16)에서는 스피커로 출력되는 신호의 레벨을 결정하여 출력 음량을 결정하게 되는 데, 상기 각 검파기(13)를 통하여 외부소음이 변환된 직류신호에 의해 이득제어부(14)에서 전압제어증폭기(16)의 증폭이득을 각각 제어하게 된다.

즉, 각 주파수대역별로 변환된 외부소음의 직류신호는 각 대응되는 주음원의 전압제어 이득을 제어하여 주므로서, 음량을 자동 조절할 수 있도록 한 것인 바,

예를들어 0∼100HZ 구간의 소음이 10㏈라고 한다면 이 소음이 해당되는 검파기(13)를 통하여 1V가 출력된다고 가정할 때, 이 신호는 전압제어증폭기(16)를 제어하여 0∼100HZ 구간의 오디오를 5㏈정도 상승 시키게끔 하도록 하며, 외부 소음이 0㏈일 경우에는 검파기(13)를 통한 외부소음은 0㏈가 되므로 전압제어증폭기(16)에 아무런 제어도 이루어지지 않게 된다.

즉, 도면 제 3도에 도시된 바와같이, 오디오 입력신호를 (가)에서와 같이, 100HZ, 1KHZ, 4KHZ,의 4개의 주파수 대역으로 나누어 주고, 외부소음 입력 역시 (나)에서와 같이, 동일한 주파수 대역으로 나누게 될 때,

(나)의 외부소음 파형이 0∼100HZ, 1KHZ∼4KHZ사이에 외부소음이 존재한다고 하면, (다)에서와 같이 각각 직류신호로 변환되어, 이러한 신호로서, 스피커의 음량을 (라)에서와 같이 조절하게 된다.

외부소음이 거의 없는 100HZ∼1KHZ의 주파수 대역의 신호는 원래의 크기대로 재현되며, 외부소음이 발생하는 주파수 대역과 거리가 이격되어 충분한 변별력을 얻을 수 있게 되며, 0∼100HZ와 1KHZ∼4KHZ의 오디오는 외부소음에 비례하여 증폭되어 원래의 오디오에 비하여 변별력을 가질 수 있게 동작하게 된다.

이상에서 설명한 바와같이, 각 주파수 대역별로 분류하여 각 주파수 대역별 발생되는 외부소음에 대하여 해당하는 대역의 오디오신호를 원래의 신호보다 외부소음에 비례하여 증폭하여 스피커로 출력되도록 하므로서, 변별력을 높여 전체적인 이퀄라이저의 기능을 향상시켜 사용자에게 향상된 음질의 오디오를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 외부소음을 인식하는 외부소음 인식수단과, 외부소음 인식수단으로 부터 입력된 외부소음을 주파수 대역별로 나누어주는 외부소음 대역 필터수단과, 입력되는 오디오 신호를 주파수 대역별로 나누어주는 주음원 대역 필터수단과, 상기 외부소음 대역필터수단으로 부터 각 주파수 대역별로 검출된 외부소음에 따라서 오디오의 음량을 조절하는 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치.
2. 제 1항에 있어서, 외부소음을 인식하는 마이크(Mic)와, 외부소음 및 주음원인 오디오 입력신호를 주파수 대역별로 분류구분하기 위하여 다단의 주파수별 대역필터(11A,11B,.....,11n)(15A,15B,.....,15n)가 구성되고, 구성된 각 주파수별 대역 필터(11A,11B,.... .11n)의 통과된 신호에 대하여 각각의 증폭작용을 하는 소음증폭기(12)와, 주파수별 대역필터(11A, 11B, .....,11n)에 각각 구성된 소음증폭기(12)에서 증폭출력된 외부소음을 검파하여 직류신호로 변환시키는 검파기(13)와, 검파기(13)에 의해 검파된 직류성분의 신호로서 스피커로 출력될 증폭이득을 제어하는 이득제어부(14)와,

   상기 구성된 각 대역 필터(15A,15B,.....,15n) 각 각의 출력을 이득제어부(14)의 증폭이득 제어에 따라서 증폭하여 스피커로 출력하는 전압제어증폭기(16)의 구성요소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외부소음 검출에 따른 자동 음량조절 장치.