KR20000001990U

KR20000001990U - 카 오디오용 앰프의 표시장치

Info

Publication number: KR20000001990U
Application number: KR2019980011798U
Authority: KR
Inventors: 정화식
Original assignee: 이재옥; 주식회사 동주
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-25

Abstract

본 고안은 스피커의 임피던스 및 실효출력과 앰프의 각종 스위치 동작상태를 LCD에 표시하도록 한 카 오디오용 앰프의 표시장치에 관한 것이다.

이러한 본 고안은, 정전류 발생부(110)에서 발생된 미소전류가 스피커에 흐르면 이 미소전류에 따라 임피던스 측정부(130)에서 발생된 전압값으로 마이컴(160)이 스피커의 부하 임피던스를 측정하고, 스피커의 음성신호가 출력신호 정류부(140)에서 전파 정류되고 신호 감쇠부(150)에서 일정 레벨 이하로 신호 감쇠되면 이 감쇠된 신호를 입력받은 마이컴(160)이 신호 보상한 후 기 측정된 부하 임피던스와 함께 연산하여 스피커의 실효출력을 산출하며, 메인 앰프(200)로부터 각종 스위치의 동작상태 신호가 입력되면 마이컴(160)이 LCD(300)를 통하여 스피커의 임피던스 및 실효출력과 각종 스위치의 동작상태를 표시한다.

Description

카 오디오용 앰프의 표시장치

본 고안은 카 오디오용 앰프의 표시장치에 관한 것으로, 특히 스피커의 임피던스 및 실효출력과 앰프의 각종 스위치 동작상태를 LCD(Liquid Crystal Device)에 표시하도록 한 카 오디오용 앰프의 표시장치에 관한 것이다.

주지와 같이, 자동차 안에서 주행 중에 음악을 들으면 따분함을 해소시켜 주기도 하고, 운전자의 마음을 안정시켜주는 등 그 효용이 크다. 1925년경에는 자동차에 이미 라디오 수신기를 설치하였고, 1950년대 이후의 반도체 기술로 음향 재생 기술의 경이적인 발전에 의한 가정용 라디오, 테이프 레코더, 카세트 덱, 콤팩트 디스크 등의 음향 미디어 보급에 따라 자동차 내에서도 동일한 기술의 향상이 전개되어 왔다.

이에 맞추어, 가정용 가옥을 대상으로 한 "홈 오디오"와는 별도로, 자동차 실내를 대상으로 하는 "카 오디오"라는 새로운 음향 장르가 잉태되었고, 현재 양산되고 있는 거의 모든 자동차에는 카 오디오 시스템이 구현되어져 있다.

이와 같은, 카 오디오 시스템에 주로 이용되는 음원 처리 장치로는 운전자로부터의 조작이 용이하도록 인스트러먼트 패널의 중앙부에 설치된 카세트 덱이 대표된다.

카세트 덱은 자기 테이프에 기록된 아날로그 신호를 읽어내어 재생하는 것으로서, 자동차 라디오 표준 사이즈(DIN 사이즈 : 폭 180㎜, 높이 50㎜, 안길이 130∼150㎜) 안에 라디오 튜너와 하나로 구성된 것이 일반적이다.

그런데, 이와 같은 카 오디오의 음향 성능은 자동차의 실내가 컨서트 홀 등과 비교하면 매우 좁은 공간이고, 글라스와 내부 장식재 등 음향 반사체와 흡수체가 무질서하게 둘러싸여 있어 소리를 복잡하게 반사시키며, 승객의 귓전과 스피커와의 위치 관계가 불균형하다는 점 등의 제약 조건이 많아 기술적인 면에서 어려움이 많다.

한편, 자동차 실내에 있어서의 재생 음파의 목표는 음원의 전방 정위감(定位感)(클리어한 음의 상태가 전방에 존재하는 느낌)과 임장감(臨場感)(좌우의 소리가 밸런스 균형있게 전방으로 퍼짐을 느낌) 및 음원의 폭넓은 다이내믹 레인지의 재생으로 집약할 수 있는데, 이를 위해서는 음원 처리 장치와 소리 재현 장치의 성능 향상이 필수적임은 물론이고 신호 처리 장치 즉, 앰프의 성능 향상 또한 필수적인 요건에 포함된다.

그런데, 현재 대부분의 자동차에서 최초 조립시 기본 사양 또는 선택 사양으로 설치되는 오디오 시스템들이 기능적인 특성은 물론이고 특히 음향 성능은 사용자의 욕구를 충분히 만족시키지 못하는 실정이다.

따라서, 근래에는 자동차의 최초 조립시 설치된 카 오디오 시스템 이외에 별도의 카 오디오 시스템 즉, 음원 처리 장치와 소리 재현 장치 및 신호 처리 장치를 추가적으로 배치 구현하는 별도의 카 오디오 시스템이 개발되어 각광을 받고 있으며, 이러한 별도의 카 오디오 시스템은 설치 용적을 많이 차지한다는 단점에도 불구하고 특히 음향 성능을 극대화시킨 장점으로 인하여 일반 사용자는 물론이고 오디오 매니아들에게도 높은 만족감을 주고 있다.

여기서, 신호 처리 장치는 주로 프리 앰프와 메인 앰프로 이루어지는데, 프리 앰프는 오디오 신호의 레벨 및 임피던스가 다양한 신호원 중에서 어떤 것을 들을 것인가를 선택하여 신호를 받아 사용자의 취향에 맞는 음질로 조절함과 아울러 신호 레벨을 메인 앰프의 입력으로서 적정한 수준이 되도록 증폭해 주는 앰프이고, 메인 앰프는 스피커를 직접 구동하기 위한 앰프로서 높은 레벨의 파워를 내게 되므로 파워 앰프(전력 증폭기)로도 별칭된다.

그리고, 프리 앰프는 사용자(운전자)가 자신의 취향에 맞게 음질을 조절할 수 있어야만 하므로 조작이 용이하도록 인스트러먼트 패널의 중앙부 또는 시트 부근에 설치된다.

다음으로, 메인 앰프는 기능 설정을 위한 각종 스위치가 설치되어져 있으나 최초 세팅 후에는 하드웨어적으로 변경하고자 할 경우를 제외하면 특별히 각종 스위치 등을 조작할 필요가 없으므로 주로 자동차의 실내보다는 상대적으로 점유빈도가 낮은 트렁크룸에 배치되는데, 이는 별도의 소리 재현 장치와 연결 배선하기에도 매우 적합한 설치 장소라고 하겠다.

그러나, 종래의 카 오디오용 메인 앰프는 상기한 바와 같이 트렁크룸에 배치되므로 외형 및 시각적인 기능을 크게 부각시키지는 않았다. 특히, 메인 앰프의 본연의 기능만을 수행하도록 하였으며, 동작 상태 등을 외부로 표시하는 부가 기능 등은 부여되지 않았던 것이다.

따라서, 전문가가 아니고서는 메인 앰프의 수행 기능 및 각종 스위치의 동작상태를 파악하기 어려웠으며, 메인 앰프와 연결되는 스피커의 임피던스 및 실효출력은 전문가 또한 별도로 준비한 측정기구의 도움을 얻지 않고서는 파악이 불가능한 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 스피커의 부하 임피던스와 실효출력을 산출함과 아울러 메인 앰프로부터 각종 스위치의 동작상태 신호를 입력받은 마이컴이 LCD에 스피커의 부하 임피던스과 실효출력 및 앰프의 각종 스위치 동작상태를 표시하도록 한 카 오디오용 앰프의 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 의한 카 오디오용 앰프의 LCD 구동 회로도.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 구동 회로를 도면상에서 보다 명확하게 나타내기 위한 부분적인 확대도.

도 4는 본 고안에 의한 카 오디오용 앰프의 외형도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

110 : 정전류 발생부 120 : 스위칭부

130 : 임피던스 측정부 140 : 출력신호 정류부

150 : 신호 감쇠부 160 : 마이컴

200 : 메인 앰프 300 : LCD(Liquid Crystal Device)

이하, 본 고안을 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 카 오디오용 앰프의 LCD 구동 회로도를 나타낸 것이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 구동 회로를 도면상에서 보다 명확하게 나타내기 위한 부분적인 확대도이다.

도면에 나타낸 바와 같이 본 고안은, 외부 전원이 공급되면 전류를 일정하게 유지시켜 정전류를 발생하는 정전류 발생부(110)와, 상기 정전류 발생부(110)에서 발생된 미소전류를 스위칭 상태에 따라 선택적으로 스피커에 흐르게 하는 스위칭부(120)와, 상기 스피커에 흐르는 전류값에 따른 전압을 발생시켜 상기 스피커의 부하 임피던스를 간접적으로 측정할 수 있게 하는 임피던스 측정부(130)와, 상기 스피커에서 출력되는 음성신호를 전파 정류하는 출력신호 정류부(140)와, 상기 출력신호 정류부(140)에서 정류된 신호를 감쇠시켜 일정 레벨 이하로 변환하는 신호 감쇠부(150)와, 상기 스위칭부(120)를 제어하여 상기 임피던스 측정부(130)와 신호 감쇠부(150)의 출력신호 및 메인 앰프(200)로부터 각종 스위치의 동작상태 신호를 입력받아 LCD(300)를 통하여 상기 스피커의 임피던스 및 실효출력과 상기 각종 스위치의 동작상태를 표시하는 마이컴(160)으로 구성되어져 있다.

도 4는 본 고안에 의한 카 오디오용 앰프의 외형도를 나타낸 것으로서, 보호 케이스의 상면 중앙부에 LCD(300)가 설치되어져 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부 전원이 정전류 발생부(110)에 공급되면 제 1 연산증폭기(OP1)의 비반전 입력단에 연결된 두 저항(R1,R2)에 의하여 분압된 전압과 반전 입력단에 연결된 저항(R4)의 양단에서 유발되는 전압강하가 가변저항(VR)의 세팅값에 따라 동일하게 유지되므로 정전류가 발생되어 제 5 트랜지스터(Q5)에는 일정한 정전류가 도통된다.

이때, 마이컴(160)이 스위칭부(120)의 제 1 내지 제 4 트랜지스터(Q1∼Q4)에 순차적으로 스위칭 신호 즉, 바이어스 전압을 인가하면 제 1 내지 제 4 트랜지스터(Q1∼Q4)가 순차적으로 턴온되고, 스피커에 연결되어 있는 제 1 내지 제 4 릴레이(RY1∼RY4)가 연동하여 순차적으로 구동되면, 정전류 발생부(110)에서 발생된 미소전류가 스피커를 통하여 흐른다.

그리고, 스피커를 통하여 흐르는 미소전류는 임피던스 측정부(130)내 제 2 연산증폭기(OP2)의 반전 입력단에 연결된 저항(R7)으로 흐르게 되고, 이때 저항(R8)의 이득만큼 제 2 연산증폭기(OP2)의 출력단에는 스피커의 부하 임피던스에 따라 반비례하여 변화되는 전압이 발생된다.

이후, 임피던스 측정부(130)의 발생 전압을 AD2 단자로 입력받은 마이컴(160)은 기 저장된 데이터테이블을 기초로 하여 스피커의 임피던스를 연산한 후 메모리(도시 생략됨)에 저장한다.

한편, 스피커의 출력신호인 음성신호가 출력신호 정류부(140)로 입력되면 제 3,4 연산증폭기(OP3)(OP4)와 복수의 다이오드(D7∼D10)에 의하여 전파 정류되고, 이 정류된 신호는 신호 감쇠부(150)의 제 5,6 연산증폭기(OP5)(OP6)를 통하여 마이컴(160)이 인식할 수 있는 일정 레벨 이하의 신호로 감쇠되어 마이컴(160)의 AD1,AD0 단자로 입력된다.

그러면, 스피커의 출력신호를 입력받은 마이컴(160)은 신호 감쇠부(150)에서 감쇠된 레벨만큼 다시 보상한 후 이 보상된 신호와 전술한 과정에서 메모리에 저장한 스피커의 임피던스를 기초로 하여 스피커의 실효출력을 연산한다.

즉, 스피커의 임피던스를 R 옴이라 하고, 정현파로서 전압 V 볼트가 스피커 양단에 걸려서 전류 I 암페어가 흐른다면, 실효출력은 옴의 법칙에 따라 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

이때, 전압과 전류는 유효값이고, 출력은 와트(Watt) 단위로 표시된다.

다음으로, 마이컴(160)이 상기와 같은 연산 과정이 완료되어 채널별 임피던스와 실효출력을 데이터화하여 출력하면 이 데이터 신호를 입력받은 LCD(300)는 스피커의 임피던스와 실효출력을 문자, 기호, 숫자로 표시한다.

일예로, 1,2 채널의 임피던스가 4 옴이고 앰프이 출력전압이 20 볼트일 경우에는 실효출력인 100 와트로 연산되므로 "100W R.M.S AT 4Ω INTO 1,2CH"로 표시되고, 임피던스가 2 옴이고 앰프이 출력전압이 20 볼트일 경우에는 실효출력인 200 와트로 연산되므로 "200W R.M.S AT 2Ω INTO 1,2CH"로 표시되는 것이다.

또한, 마이컴(160)은 메인 앰프(200)로부터 각종 스위치의 동작상태가 "하이"신호 또는 "로우"신호로 입력되면 이 신호를 데이터화하여 LCD(300)로 출력하고, 이 데이터 신호를 입력받은 LCD(300)는 각종 스위치의 동작상태를 "ACTIVATE" 또는 "NON ACTIVATE"로 표시한다.

일예로, 메인 앰프(200)의 출력 신호와 마이컴(160)의 인식대상이 아래의 표 1과 같을 때 LCD(300)는,

NO	동작상태	인식대상
1	"L"	L.P.F + H.P.F
1	"H"	H.P.F
2	"H"	THERMAL FAN
3	"H"	CROSS OVER SLOPE 18㏈/OCTAVE
4	"H"	CROSS OVER SLOPE 12㏈/OCTAVE
5	"H"	INPUT SENSITIVITY 10㏈ UP
6	"H"	INPUT SENSITIVITY 20㏈ UP
7	"H"	CROSS OVER USED
8	"H"	NOISE GATE USED
9	"H"	LINE CONVERTER USED
10	"H"	HIGH PASS FILTER
10	"L"	LOW PASS FILTER

L.DET(출력9)가 "H"일 때 "LINE CONVERTER ACTIVATED"를 표시하고, IN.10㏈(출력5)과 IN.200㏈(출력6)의 신호에 따라 "INPUT SENS. NORMAL", "INPUT SENS. 10㏈↑", "INPUT SENS. 20㏈↑"를 표시하는 등 각종 스위치의 동작상태를 표시하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 카 오디오용 메인 앰프는 LCD를 통하여 메인 앰프의 각종 스위치 동작상태와 스피커의 임피던스 및 실효출력을 쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

Claims

외부 전원이 공급되면 전류를 일정하게 유지시켜 정전류를 발생하는 정전류 발생부(110)와,

상기 정전류 발생부(110)에서 발생된 미소전류를 스위칭 상태에 따라 선택적으로 스피커에 흐르게 하는 스위칭부(120)와,

상기 스피커에 흐르는 전류값에 따른 전압을 발생시켜 상기 스피커의 부하 임피던스를 간접적으로 측정할 수 있게 하는 임피던스 측정부(130)와,

상기 스피커에서 출력되는 음성신호를 전파 정류하는 출력신호 정류부(140)와,

상기 출력신호 정류부(140)에서 정류된 신호를 감쇠시켜 일정 레벨 이하로 변환하는 신호 감쇠부(150)와,

상기 스위칭부(120)를 제어하여 상기 임피던스 측정부(130)와 신호 감쇠부(150)의 출력신호 및 메인 앰프(200)로부터 각종 스위치의 동작상태 신호를 입력받아 LCD(300)를 통하여 상기 스피커의 임피던스 및 실효출력과 상기 각종 스위치의 동작상태를 표시하는 마이컴(160)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 카 오디오용 앰프의 표시장치.