KR19980040565A - 오디오신호의 음성 및 배경음악 분리회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음악프로그램의 오디오신호를 음성신호성분과 배경음악신호성분으로 분리하여 하이파이 브이시알의 비디오테이프에 기록하고 이를 재생출력할 수 있게한 하이파이 브이시알용 오디오신호의 음성 및 배경음악 분리회로에 관한 것이다.

본 발명의 특징은 음악성분과 음성성분을 공통으로 포함하는 제1채널의 오디오입력은 음성 밴드패스필터회로와 위상반전회로를 통하여 제2믹서에 인가되게 연결하여 여기에서 제2채널의 오디오신호중에 포함된 음성성분이 상쇄됨으로써 순수 배경음악 신호성분만이 하이파이 IC의 제2 입력단자에 인가되게 구성하고, 또한 음악성분과 음성성분을 공통으로 포함하는 제2채널의 오디오 입력은 음악 밴드패스필터회로와 위상반전회로를 통하여 제1믹서에 인가되게 연결하여 여기에서 제1채널의 오디오신호중에 포함된 음악성분이 상쇄됨으로써 순수 음성 신호성분만이 하이파이 IC의 제1 입력단자에 인가되게 구성하고, 상기 하이파이 IC의 제1,2 출력단자에서 각각 출력되는 음성출력과 음악출력은 브이시알의 후방측에 마련된 오디오 출력단자와 브이시알 내부의 하이파이 오디오신호 기록회로로 인가되게 구성하는데 있다.

이와 같은 본 발명은 기존의 음악프로그램을 이용하여 어학 학습이나 노래연습을 위한 배경음악으로 활용할 수 있는 효과가 있다.

Description

오디오신호의 음성 및 배경음악 분리회로

본 발명은 음악프로그램의 오디오신호를 음성신호성분과 배경음악신호성분으로 분리하여 하이파이 브이시알의 비디오테이프에 기록하고 이를 재생출력할 수 있게한 하이파이 브이시알용 오디오신호의 음성 및 배경음악 분리회로에 관한 것이다.

하이파이 기능을 가지는 브이시알에서 적용하는 오디오 재생신호의 처리계통은 회전드럼 상에 설치된 한쌍의 오디오 회전헤드와, 상기 오디오 헤드로부터 픽업되는 신호를 녹화/재생 전환스위치를 통하여 받아들여 초단 증폭하는 프리앰프와, 상기 프리앰프의 출력을 헤드스위치 펄스발생기의 제어출력에 따라 각각의 밴드패스필터측으로 출력하는 채널스위치와, 신호 복조기와, 드롭아우트 검출기와, 상기 헤드 스위치 펄스발생기의 출력에 의해 샘플링 동작을 실행하는 샘플홀더와, 노이즈 감쇄기와, 출력증폭기를 포함하게된다.

상기 오디오헤드는 하이파이인 경우 고정헤드 방식의 표준 방식 브이시알과는 달리 빠른 테이프 속도를 얻기 위해 회전드럼상에 비디오 헤드들과 함께 설치되고 있다.

오디오 회전헤드 방식은 전통적인 고정 헤드 방식이 장시간화에 의한 테이프 주행속도 저하에 대하여 주파수 특성이나 와우 풀루터(wow flutter) 등이 점점 떨어지고 고음질을 얻을 수 없게 된다는 문제점을 해결할 수 있게 한다.

브이시알의 표준 오디오 모드에서의 테이프 주행속도는 매초 약 3.3cm이고, 3배속 모드에서는 그 주행속도가 1.1cm이다.

이러한 테이프 주행속도는 오디오 카세트 테이프 레코더의 초당 4.8cm의 속도에 비교하더라도 1/2∼1/4 정도 밖에 되지 않으므로 근본적으로 양질의 오디오 재생을 기대하기는 곤란하다.

오디오헤드의 낮은 테이프 주행속도를 개선하여 양질의 오디오를 얻을수 있게하기 위해서는 오디오 헤드에 대한 테이프 주행속도의 고속화가 요구되는데, 비디오 신호의 기록재생에 이용하고 있는 회전 헤드에 착안하여 이것을 오디오 신호의 기록 재생에 이용한 것이 하이파이 비디오인 것이다.

하이파이 오디오 회전헤드와 테이프와의 상대속도는 매초 약 6m의 속도이기 때문에 모노럴 오디오 재생의 고정헤드 방식의 경우보다 200∼300배의 속도가 된다. 또 하이파이 방식은 회전 헤드에 따라 오디오 신호를 FM 형태로 기록하게 되는데, 테이프 상에 비디오 신호를 빈틈없이 고 밀도로 기록하기 위해서는 특수한 방법으로 오디오 신호와 비디오 신호를 테이프상에 다중화 하지 않으면 안된다.

그래서 하이파이 및 음성다중 브이시알에서는 테이프의 두께 방향에 오디오 신호와 비디오 신호를 겹쳐서 기록하고 있다.

이때 오디오 신호는 2개의 전용 회전 오디오 헤드를 이용하여 테이프의 심층부에 먼저 기록하고, 비디오 신호는 기존의 회전 비디오 헤드를 이용하여 오디오 신호가 기록된 부위의 테이프 표층부에 겹쳐 기록하게 된다.

하이파이 및 음성다중 방식의 브이시알 에서는 테이프 진행방향에 대해 비디오 헤드보다 앞쪽에 오디오 헤드를 회전 드럼상에 설치하여, FM 변조된 오디오 신호가 비디오 신호에 선행하여 테이프 두께 방향으로 깊이 기록하고 있다.

여기에서 오디오 신호의 반송파는 테이프의 자성층 심층부에 기록되게 되는데,이는 휘도신호의 반송파와 비교하여 주파수를 낮게 설정하고 있고 또한 오디오 헤드 갭은 비디오 헤드 갭보다 넓게 설계되고 있기 때문이다.

도 1은 하이파이 브이시알에서의 오디오신호 처리회로의 구성도를 보이고 있다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 안테나를 통하여 수신되는 텔레비전 방송신호는 튜너단(10)에서 원하는 채널이 선국된후 중간주파수 신호로 변환되어 영상 중간주파 증폭단(11)으로 전송되게 연결한다.

상기 영상 중간주파 증폭단(11)에서 출력되는 영상 중간주파 신호는 영상 검파단(12)과 영상신호 처리단(13)을 거쳐 영상 기록단(14)에 영상신호로 인가되게 구성한다.

또한 상기 영상 중간주파 증폭단(11)에서 출력되는 영상 중간주파 신호는 음성 중간주파 증폭단(15)에 인가되어 여기에서 음성 중간주파 신호가 픽업되어 증폭 출력되게 구성한다.

상기 음성 중간주파 증폭단(15)에서 출력되는 음성 중간주파 신호는 제1 BPF(16), 신호 증폭단(17), 제1 FM 검파단(18) 및 제1 등화단(19)으로 이루어 지게 되는 제1 신호패스를 거쳐 하이파이 IC(24)의 제1 입력으로 제공되게 연결한다.

또한 이 음성 중간주파 증폭단(15)에서 출력되는 음성 중간주파 신호는 제2 BPF(20), 신호 증폭단(21), 제2 FM 검파단(22) 및 제2 등화단(23)으로 이루어 지게 되는 제2 신호패스를 거쳐 하이파이 IC(24)의 제2 입력으로 제공되게 연결한다.

상기 하이파이 IC(24)에서 출력되는 2채널 음성신호는 음성기록단(29)을 거쳐 해당 프로그램의 음성신호로서 비디오 테이프 상에 기록되게 한다. 여기에서 상기의제1 BPF(16)의 주파수 특성은 4.5MHz 로 설계되고, 상기의 제2 BPF(20)의 주파수 특성은 4.724MHz 로 설계된다.

한편 상기의 제2 BPF(20)에서 필터링 되어 출력되는 음성신호는 55.1MHz의 주파수 특성을 가지게 되는 제3 BPF(25)를 거쳐 파일롯트 검출단(26)으로 제공되게 연결한다. 상기 파일롯트 검출단(26)에서 출력되는 파일롯트 신호의 유무 판정신호는 하이파이 IC(24)과 튜너단(10)을 제어하게 되며 상기 제1,2 등화단(19,23)의 음성등화 레벨을 자동 설정하게 되는 마이컴(27)으로 제공되게 연결하여 구성한다. 상기 마이컴(28)은 타이머(28)를 가진다.

이와 같이 구성된 브이시알 음성처리회로의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

안테나를 통하여 텔레비전 RF방송신호가 브이시알 또는 텔레비전의 튜너단(10)에 입력되면, 상기 튜너단(10)에서는 마이컴(27)의 전자동조 제어에 따라 선국된 채널의 방송 신호로부터 영상 중간주파 (PIF)신호를 꺼내 영상 중간주파 증폭단(11)으로 출력하게 된다.

영상중간주파 증폭단(11)을 통과한 영상신호는 영상 검파단(12)에서 검파된후 영상신호 처리단(13)을 통하여 영상 기록단(14)에 영상신호로 인가되는 것으로서 비디오 테이프상에 영상기록이 이루어지게 되는 것이다.

한편 상기의 영상 중간주파 증폭단(11)의 PIF 출력은 음성 중간주파증폭단(15)에 입력 된다. 이 음성 중간주파 증폭단(15)에서는 음성 중간주파(PIF) 신호로부터 SIF 신호를 픽업하여 증폭 출력하게 된다.

음성 중간주파 증폭단(15)에서 출력되는 음성 중간주파 신호는 제1BPF(16)와 신호 증폭단(17)과 제1FM 검파단(18)과 제1 등화단(19)으로 이루어지고 있는 제1 신호패스를 거쳐 하이파이 IC(24)의 제1 입력단으로 전송되게 된다.

또한 상기의 음성 중간주파 증폭단(15)에서 출력되는 음성 중간주파 신호는 제2BPF(20)와 신호 증폭단(21)과 제2FM 검파단(22)과 제1 등화단(23)으로 이루어지고 있는 제2 신호패스를 거쳐 상기 하이파이 IC(24)의 제1 입력단으로 전송되게 된다.

하이파이 IC(24)은 상기의 제1,2 신호패스를 통하여 입력되는 음성신호를 마이컴(27)의 제어에 따라 각각의 R/L 채널을 통해 하이파이 스테레오 모드 또는 음성다중 모드 또는 모노럴 모드 형태의 음성모드로 출력되게 된다.

상기의 마이컴(27)은 음성신호 하이파이 IC(24)을 스위치 하는 소오스 로써 파일롯트 신호를 이용하게 된다. 즉, 파일롯트 신호주파수가 150Hz 이면 스테레오 방송으로 판단하고 276Hz 이면 음성다중 방송으로 판단하여 상기 하이파이 IC을 제어하게 되는 것이다.

이러한 파일롯트 신호의 검출은 파일롯트 검출단(26)에서 이루어지게 되며 이 파일롯트 검출단에는 55.1KHz의 주파수 특성을 가지는 제3 BPF(25)를 거친 제2 BPF(20)의 음성 필터링 신호가 인가되게 된다.

한편 파일롯트 검출단(26)에서 제3 BPF(25)를 거친 음성중간주파 신호로부터 파일롯트 신호를 검출하여 마이컴(27)에 전송하게 되면, 이 마이컴(27)은 파일롯트 신호의 유무에 대한 판단 뿐만 아니라 파일롯트 신호가 입력되고 있는 경우에는 그 파일롯트 신호의 주파수가 150Hz인지 276Hz인지를 판단하게 되므로, 앞에서 기술한 바와 같이 음성 하이파이 IC을 스테레오 모드/ 음성다중 모드/ 모노럴 모드로 전환 제어하게 되는 것이다.

이러한 마이컴(27)에서의 음성모드판단 제어신호 출력은 제1,2 신호패스 상의 제1,2 등화단(19,23)에 제공된다. 이때 제1,2 등화단(19,23)은 상기 마이컴의 제어에 따라 적어도 3가지 이상의 음성등화 레벨을 가지게 된다.

쇼 프로그램이나 드라마 프로그램 등에 적합한 스테레오 방송 수신시의 음성등화 특성은 저음역과 고음역이 특히 강조되게 되고, 교양 및 보도 프로그램등과 같은 모노럴 방송 수신시의 음성등화 주파수 특성은 전대역에 걸쳐 평탄성이 유지되게 되고, 외화나 뉴스 프로그램등에 적합한 음성다중 방송 수신시의 음성등화 주파수 특성은 중음역이 특히 강조되게 된다.

한편 마이컴(27)은 튜너단의 온에 의한 음성 중간주파 신호로부터 파일롯트 검출단(26)을 통하여 파이롯트 신호가 존재 하는가 여부를 판단한다.

여기에서 파일롯트 신호가 검출되지 않으면 마이컴(27)은 현재의 방송 모드를 음성 모노럴 모드로 판단하고 그렇지 않으면 스테레오 및 음성다중(ST/BL)모드로 판단하게 된다. 또 상기의 방송모드 판별단계에서 파일롯트 신호가 검출되면 마이컴(27)은 ST/BL 모드로 판별하고 이 파일롯트 신호주파수의 크기로부터 스테레오방송 모드인지 음성다중 모드인지를 판별한다.

즉 파일롯트 주파수가 150Hz로 검출되면 스테레오 방송 수신모드로 판단하고 276Hz로 검출되면 음성다중 모드로 판단한다.

이렇게 현재의 방송모드가 판별이 되면 마이컴(27)은 방송 모드별 예약녹화 조건에 따라 테이프 데크부, 영상 기록단(14), 음성 기록단(29) 등의 방송 프로그램 녹화관련 기구 및 제어회로용 작동파워를 선택적으로 온/오프 제어하여 하이파이 녹화를 가능하게 하는 것이다.

이와같이 동작하게되는 하이파이 브이시알의 오디오 신호처리계통은 단지 음악 프로그램의 생동감 및 현장감을 더해주기 위해 오디오신호를 좌우 채널로 분리시키고만 있을 뿐, 순수음악성분과 순수음성성분이 분리되지 않아 어학이나 노래연습용 반주곡으로 사용할 수가 없었다.

본 발명의 목적은 음악프로그램의 오디오신호를 음성신호성분과 배경음악신호성분으로 분리하여 하이파이 브이시알의 비디오테이프에 기록하고 이를 재생출력할 수 있게한 하이파이 브이시알용 오디오신호의 음성 및 배경음악 분리회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 특징은 음악성분과 음성성분을 공통으로 포함하는 제1채널의 오디오입력은 음성 밴드패스필터회로와 위상반전회로를 통하여 제2믹서에 인가되게 연결하여 여기에서 제2채널의 오디오신호중에 포함된 음성성분이 상쇄됨으로써 순수 배경음악 신호성분만이 하이파이 IC의 제2 입력단자에 인가되게 구성하고, 또한 음악성분과 음성성분을 공통으로 포함하는 제2채널의 오디오 입력은 음악 밴드패스필터회로와 위상반전회로를 통하여 제1믹서에 인가되게 연결하여 여기에서 제1채널의 오디오신호중에 포함된 음악성분이 상쇄됨으로써 순수 음성 신호성분만이 하이파이 IC의 제1 입력단자에 인가되게 구성하고, 상기 하이파이 IC의 제1,2 출력단자에서 각각 출력되는 음성출력과 음악출력은 브이시알의 후방측에 마련된 오디오 출력단자와 브이시알 내부의 하이파이 오디오신호 기록회로로 인가되게 구성하는데 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로하여 본 발명을 상세히 설명헤 될 것이다.

도 1은 일반적인 브이시알의 오디오신호 처리계통의 회로구성도이다.

도 2는 본 발명의 회로구성도이다.

*도면의 주요 부분에대한 부호의 설명＊

24 : 하이파이 IC 29 : 음성기록단

31 : 음성트랩회로 32 : 위상반전회로

33 : 제1믹서 34 : 음성필터회로

35 : 위상반전회로 36 : 제2믹서

도 2는 본 발명의 회로그성도를 보이고 있다.

여기에서 참고되는 바와 같이 기존의 제1의 등화단(19)에서 출력되는 L 채널의 오디오신호, 즉 음성신호성분(A)과 배경음악신호성분(B)을 가지는 신호는 제1믹서(33)와 음성필터회로(34)로 인가되게 연결하고, 마찬가지로 제2의 등화단(23)에서 출력되는 R 채널의 음성신호성분(A)과 배경음악신호성분(B)을 가지는 신호는 각각 제2믹서(36)와 음성트랩회로(31)로 인가되게 연결한다.

상기 음성필터회로(34)는 1-3KHZ의 주파수대역을 가지는 밴드패스필터로 만들어지게 되며, 여기를 거친 음성신호성분(A)는 위상반전회로(35)에 인가되게 연결한다. 상기 위상반전회로(35)에서 위상 반전되어 출력되는 음성신호성분, 즉 -A 신호성분은 제2믹서(36)에 인가되게 연결한다.

또한 상기 음성트랩회로(31)는 1-3KHZ의 주파수대역을 가지는 밴드리젝션필터로 만들어지게 되며, 여기를 거친 음성신호성분(A)을 제외한 신호성분, 즉 배경음악신호성분(B)은 위상반전회로(32)에 인가되게 연결한다. 상기 위상반전회로(32)에서 위상 반전되어 출력되는 배경음악신호성분, 즉 -B 신호성분은 제1믹서(33)에 인가되게 연결한다.

상기의 제1,2 믹서(33,36)에서 혼합되어 출력되는 음성신호성분과 음악신호성분은 각각 하이파이 IC(24)에 입력되어 처리되게 연결하고, 이러한 하이파이 IC(24)의 출력은 브이시알의 하이파이 오디오 출력단자와 오디오 신호 기록회로에 각각 인가되도록 연결한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1의 등화단(19)에서 출력되는 L 채널의 하이파이 오디오 신호의 일부는 제1믹서(33)에 그대로 인가되게 되고 다른 일부는 음성필터회로(34)에 인가된다.

상기의 음성필터회로(34)는 1-3KHZ의 밴드패스 필터링 특성을 가지는 필터회로로 만들어 지므로 이 음성필터회로의 출력단에서는 단지 음성신호성분(A)만이 나타나게 된다.

이러한 음성신호는 위상반전회로(35)를 거치면서 180°반전되므로 이때의 음성신호성분은 -A가 되어 제2믹서(36)에 인가되게 된다.

이와 유사한 조건으로, 제2의 등화단(23)에서 출력되는 R 채널의 하이파이 오디오 신호의 일부는 상기의 제2믹서(36)에 그대로 인가되게 되고 다른 일부는 음성트랩회로(31)에 인가된다.

상기의 음성트랩회로(31)는 1-3KHZ의 밴드 제거 필터링 특성을 가지는 필터회로로 만들어 지므로 이 음성트랩회로의 출력단에서는 음성신호성분(A)을 제외한 신호성분, 즉 배경음악신호성분(B)만이 나타나게 된다.

이러한 음악신호는 위상반전회로(32)를 거치면서 180°반전되므로 이때의 음성신호성분은 -B가 되어 제1믹서(33)에 인가되게 된다.

그러므로 제1믹서에서는 A+B(-B)=A의 식에 의해 단순 음성신호성분(A)만을 발생하여 이를 하이파이 IC(24)의 제1입력단측으로 전송하게 되고, 제2믹서에서는 A+B(-A)=B의 식에 의해 단순 배경음악신호성분(B)만을 발생하여 이를 하이파이 IC(24)의 제2입력단측으로 전송하게 된다.

이렇게 하이파이 IC측에 각각의 독립적인 신호성분으로 분리되어 입력된 음악오디오신호는 하이파이 IC내에서 신호처리되어 브이시알의 오디오 기록회로나 하이파이 오디오 출력단으로 전송 출력되게 되는 것이다.

그러므로 하이파이 브이시알의 오디오 청취자의 필요성에 오디오신호성분을 음성과 음악성분으로 분리하여 청취 또는 기록할수 있어 어학학습이나 노래연습에 매우 유용하게 될 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 기존의 하이파이 브이시알을 이용하여 음악프로그램을 순수 음성성분과 순수 배경음악성분으로 완전히 분리 기록 또는 출력시킬수 있게됨에 따라 이를 이용한 어학 학습이나 노래연습을 위한 배경음악으로 매우유용하게 활용할 수 있는 효과가 나타나게 된다.

Claims (1)

1. 음악성분과 음성성분을 공통으로 포함하는 제1채널의 오디오신호(L)는 음성필터회로(34)와 위상반전회로(35)를 통하여 제2믹서(36)에 인가되게 연결하여 여기에서 제2채널의 오디오신호(R)중에 포함된 음성성분이 상쇄됨으로써 순수 배경음악 신호성분만이 하이파이 IC(24)의 제2 입력단자에 인가되게 구성하고, 음악성분과 음성성분을 공통으로 포함하는 제2채널의 오디오신호(R)는 음성트랩회로(31)와 위상반전회로(32)를 통하여 제1믹서(33)에 인가되게 연결하여 여기에서 제1채널의 오디오신호(L)중에 포함된 음악성분이 상쇄됨으로써 순수 음성 신호성분만이 하이파이 IC(24)의 제1 입력단자에 인가되게 구성하고, 상기 하이파이 IC의 제1,2 출력단자에서 각각 출력되는 음성출력과 음악출력은 브이시알의 후방측에 마련된 오디오 출력단자와 브이시알 내부의 하이파이 오디오신호 기록회로로 인가되게 구성하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호의 음성 및 배경음악 분리회로.