KR20010017901A - 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치 - Google Patents

신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20010017901A
KR20010017901A KR1019990033647A KR19990033647A KR20010017901A KR 20010017901 A KR20010017901 A KR 20010017901A KR 1019990033647 A KR1019990033647 A KR 1019990033647A KR 19990033647 A KR19990033647 A KR 19990033647A KR 20010017901 A KR20010017901 A KR 20010017901A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
volume
sound field
control
code
Prior art date
Application number
KR1019990033647A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100539220B1 (ko
Inventor
한병훈
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
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 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR10-1999-0033647A priority Critical patent/KR100539220B1/ko
Publication of KR20010017901A publication Critical patent/KR20010017901A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100539220B1 publication Critical patent/KR100539220B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10527—Audio or video recording; Data buffering arrangements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
    • G11B20/10037—A/D conversion, D/A conversion, sampling, slicing and digital quantisation or adjusting parameters thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G7/00—Volume compression or expansion in amplifiers
    • H03G7/007—Volume compression or expansion in amplifiers of digital or coded signals
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10527—Audio or video recording; Data buffering arrangements
    • G11B2020/10537—Audio or video recording
    • G11B2020/10546—Audio or video recording specifically adapted for audio data
    • G11B2020/10555—Audio or video recording specifically adapted for audio data wherein the frequency, the amplitude, or other characteristics of the audio signal is taken into account
    • G11B2020/10574—Audio or video recording specifically adapted for audio data wherein the frequency, the amplitude, or other characteristics of the audio signal is taken into account volume or amplitude

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치는, 외부에서 인가되는 음량 제어 코드 및 음장 제어 코드를 논리 조합하고, 논리 조합된 결과에 응답하여 신호의 경로를 선택하기 위한 제1, 제2제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생 수단, 소정의 오디오 신호를 받아들이고, 음량 제어 코드에 응답하여 큰 스텝의 폭으로 음량을 감쇄시키는 큰 스텝 음량 제어 수단, 큰 스텝 음량 제어 수단으로부터 출력되는 오디오 신호의 음량을 음량 제어 코드에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 감쇄시키는 제1작은 스텝 음량 제어 수단, 큰 스텝 음량 제어 수단 또는 제1작은 스텝 음량 제어 수단으로부터 출력되는 오디오 신호의 음장을 음장 제어 코드에 응답하여 감쇄 또는 증폭시키는 음장 제어 수단, 제1, 제2제어 신호에 응답하여 큰 스텝 음량 제어 수단의 출력을 음장 제어 수단으로 인가하거나, 제1작은 스텝 음량 제어 수단의 출력을 음장 제어 수단으로 인가하는 제1경로 선택 수단, 음장 제어 수단에서 출력되는 오디오 신호의 음량을 음량 제어 코드에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 감쇄시키는 제2작은 스텝 음량 제어 수단 및 제1, 제2제어 신호에 응답하여 제2작은 스텝 음량 제어 수단의 출력을 최종적인 출력 신호로서 생성하거나, 음장 제어 수단의 출력을 최종적인 출력 신호로서 생성하는 제2경로 선택 수단을 구비한다.

Description

신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치{Digital controlled Analog Audio Signal Processing Unit Minimizing Signal Distortion}
본 발명은 오디오 신호 처리 장치에 관한 것으로서, 특히, 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디지탈 제어 방식의 아날로그 신호 처리 장치는 제어를 위해서 디지탈 신호를 받아들이고, 실제적인 신호 처리는 아날로그 방식을 이용한다. 특히, 이러한 신호 처리 장치 중에서 가청 주파수 대역의 신호 즉, 오디오 신호를 처리하는 음량/음장 제어 회로는 각 기능 블럭의 고유한 주파수 특성에 따라서 감쇄와 증폭을 수행한다. 또한, 상기 오디오 신호 처리 장치는 감쇄와 증폭이 수행된 결과로부터 오디오 신호의 가청 효과를 설정한다.
이와 같이, 디지탈 제어 방식을 이용하는 오디오 신호 처리 장치의 동작에 있어서 기본적이면서도 가장 중요한 특성 중의 하나가 출력 신호의 클리핑 (Clipping) 특성이라 할 수 있다. 즉, 클리핑 특성은 회로에 인가되는 입력 신호가 중간의 신호 처리 과정과 무관하게 왜곡없는 상태에서 최종 출력단까지 전달될 수 있는가 하는 특성을 나타낸다. 실제적인 동작에 있어서, 오디오 신호 처리 장치는 어떤 경우에는 신호를 증폭하게 되고, 어떤 경우에는 신호를 감쇄시키게 된다. 이러한 이유로, 입력 신호의 크기와 신호의 제어 상태에 의해서 구조적으로 신호의 왜곡이 발생될 가능성이 있다. 예를 들어, 회로 내부에서 정상적인 신호 처리가 가능한 최대 입력 신호의 크기를 '1'이라 가정하고, 입력 단자로부터 크기가 1인 신호가 인가되는 경우를 설명한다. 이 때, 신호 감쇄 블럭에서 입력 신호가 -0.2dB 만큼 감쇄되고, 신호 증폭 블럭에서 +0.3dB만큼 증폭되도록 동작시킨다고 가정한다. 이러한 경우에, 출력단에 전달되는 신호는 이미 회로의 다이내믹 레인지(Dynamic Range)를 벗어난 상태가 된다. 즉, 이러한 경우의 신호 왜곡은 입력 조건 및 동작 특성상 불가피한 현상으로 간주된다. 반면, 크기가 1인 입력 신호를 -0.6dB만큼 감쇄시키고, +0.4dB만큼 증폭시킨다고 가정하면, 논리적으로는 왜곡이 나타나지 않는 것이 정상적이다. 그럼에도 불구하고, 회로 내부에서 각 기능 블럭의 배치로 인하여 구조적인 왜곡이 발생된다면, 이러한 왜곡은 가능한 한 제거해줌으로써 최종적인 출력 신호의 왜곡을 최소화해야 한다.
도 1은 종래의 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치를 설명하기 위한 블럭도로서, 큰 스텝 음량 제어부(Coarse Step Volume Attenuator)(10), 음장 제어부(Tone Controller)(15) 및 작은 스텝 음량 제어부(Fine Step Volume Attenuator)(17)를 포함한다. 여기에서, 음장 제어부 (15)는 저음역(Bass) 제어부(14)와 고음역(Treble) 제어부(16)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 신호 처리 장치의 음량 제어부는 음량 제어 코드(V_CODE)에 의해 큰 스텝의 감쇄 폭으로 음량을 제어하는 큰 스텝 음량 제어부(10)와, 작은 스텝의 감쇄 폭으로 음량을 제어하는 작은 스텝 음량 제어부(17)로 구분된다. 이 때, 큰 스텝 음량 제어부(10)는 6스텝을 스텝 당 -10dB씩 감쇄시키고, 작은 스텝 음량 제어부(17)는 10스텝을 스텝 당 -1dB씩 감쇄시키도록 구현될 수 있다. 이와 같이, 음량 제어부를 두 블럭으로 나누어 구현하면, 선형 감쇄비(dB Linear) 방식에 의해 -70dB 이상의 조정 범위를 제어해야 하는 음량 제어 회로를 구성하는 경우, 단일 블럭으로 구성된 음량 제어 회로에 비해 그 크기와 복잡도를 크게 낮출 수 있다. 또한, 도 1에서와 같이, 두 블럭을 나란히 배치하지 않고 큰 스텝 음량 조정부(10)를 신호 경로의 전단에, 작은 스텝 음량 조정부(17)를 신호 경로의 후단에 각각 배치하는 이유는, 전체적인 신호 경로의 관점에서 볼 때 잡음 특성이 우수하기 때문이다.
또한, 음장 제어부(15)에 있어서 저음역 제어부(14)와 고음역 제어부(16)는 음장 제어 코드(T_CODE)에 의해 각각 저음역(bass) 또는 고음역의 음장(tone)을 소정 스텝의 폭으로 증폭 또는 감쇄시킨다. 이와 같이, 도 1의 음량 제어부(10, 17)는 감쇄 기능만을 수행하는 반면, 음장 제어부(15)는 감쇄 뿐 아니라, 증폭 기능도 수행할 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 종래의 아날로그 오디오 신호 처리 장치는 음량 감쇄와 음장 증폭이 동시에 수행되는 코드 중 특정한 형태의 제어 코드가 인가되는 경우, 구조적인 신호 왜곡이 발생될 수 있다.
도 2(a)~2(c)는 도 1에 도시된 오디오 신호 처리 장치에서 나타날 수 있는 신호 왜곡을 나타내는 도면들이다. 여기에서, 오디오 신호 처리 장치에 인가되는 음량 제어 코드(V_CODE) 및 음장 제어 코드(T_CODE)는 -9dB의 음량 감쇄와, 저음역 +6dB의 음장 증폭을 나타내는 코드로 가정된다. 이 때, 이론적으로는 감쇄량이 증폭량보다 더 크기 때문에, 출력 신호의 왜곡이 생기지 않아야 한다. 그러나, 실제적으로 큰 스텝 음량 제어부(10)는 음량 감쇄폭이 스텝당 -10dB가 되지 않으므로 감쇄 동작을 수행하지 않고, 이로 인해 음장 제어부(15)로 전달되는 신호는 도 2(a)에 도시된 바와 같이 최대 입력 신호 조건을 유지한다. 이 때, 음장 제어부(15)는 도 2(a)의 신호를 증폭하게 되고, 결과적으로 증폭된 신호는 도 2(b)와 같이 다이내믹 레인지를 벗어난 왜곡된 신호로서 출력된다. 왜곡된 신호는 다음 단으로 전달되더라도 계속 왜곡된 상태로 유지되어 작은 스텝 음량 제어부(17)에서 감쇄 동작이 수행된 후, 최종적으로 출력되는 신호는 도 2(c)에 도시된 바와 같이 클리핑(clipping)된 신호로서 나타난다.
이와 같이, 종래의 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치는 회로의 구조적 조건 또는 신호 처리 순서로 인해 불필요한 왜곡이 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 신호 경로를 이원화하여 왜곡이 예측되는 경우에 다른 신호 경로를 선택함으로써 신호 왜곡을 최소화할 수 있는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2(a)~2(c)는 도 1에 도시된 장치에서 나타나는 신호 왜곡을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 3은 본 발명에 따른 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치를 설명하기 위한 실시예의 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 장치의 제어 신호 발생부를 설명하기 위한 실시예의 회로도이다.
상기 과제를 이루기위해, 본 발명에 따른 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치는, 외부에서 인가되는 음량 제어 코드 및 음장 제어 코드를 논리 조합하고, 논리 조합된 결과에 응답하여 신호의 경로를 선택하기 위한 제1, 제2제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생 수단, 입력 단자를 통하여 소정의 오디오 신호를 받아들이고, 음량 제어 코드에 응답하여 큰 스텝의 폭으로 오디오 신호의 음량을 감쇄시키는 큰 스텝 음량 제어 수단, 큰 스텝 음량 제어 수단으로부터 출력되는 오디오 신호의 음량을 상기 음량 제어 코드에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 감쇄시키는 제1작은 스텝 음량 제어 수단, 큰 스텝 음량 제어 수단 또는 제1작은 스텝 음량 제어 수단으로부터 출력되는 오디오 신호의 고음역 또는 저음역의 음장을 음장 제어 코드에 응답하여 감쇄 또는 증폭시키는 음장 제어 수단, 제1, 제2제어 신호에 응답하여 큰 스텝 음량 제어 수단의 출력을 음장 제어 수단으로 인가하거나, 제1작은 스텝 음량 제어 수단의 출력을 음장 제어 수단으로 인가하는 제1경로 선택 수단, 음장 제어 수단에서 출력되는 오디오 신호의 음량을 음량 제어 코드에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 감쇄시키는 제2작은 스텝 음량 제어 수단 및 제1, 제2제어 신호에 응답하여 제2작은 스텝 음량 제어 수단의 출력을 최종적인 출력 신호로서 생성하거나, 음장 제어 수단의 출력을 최종적인 출력 신호로서 생성하는 제2경로 선택 수단으로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치를 설명하기 위한 실시예의 블럭도로서, 큰 스텝 음량 제어부(300), 제1작은 스텝 음량 제어부(310), 제1경로 선택부(320), 음장 제어부(330), 제어 신호 발생부(360), 제2작은 스텝 음량 제어부(340) 및 제2경로 선택부(350)를 포함한다.
도 3의 큰 스텝 음량 제어부(300)는 입력 단자 IN을 통하여 오디오 신호를 입력하고, 음량 제어 코드(V_CODE)에 응답하여 큰 스텝의 폭으로 음량(VOLUME)을 감쇄시킨다. 여기에서, 큰 스텝 음량 제어부(300)는 전체 6스텝을 대략 한 스텝 당 -10dB씩 감소시키도록 구현될 수 있다.
제1작은 스텝 음량 제어부(310)는 큰 스텝 음량 제어부(300)에서 출력되는 신호를 입력하고, 음량 제어 코드(V_CODE)에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 음량을 감쇄시킨다. 또한, 제1작은 스텝 음량 제어부(310)는 제어 신호 발생부(360)에서 발생되는 제어 신호들(C1, C2)에 의해 인에이블 또는 디스에이블된다. 여기에서, 작은 스텝 음량 제어부(310)는 전체 10스텝을 각 스텝당 -1dB씩 감쇄시키도록 구현될 수 있다. 이러한 경우에, 큰 스텝 음량 제어부(300)와 제1작은 스텝 음량 제어부(310 또는 340)를 포함한 음량 제어부는 0dB를 포함하여 전체적으로는 스텝 당 -1dB 씩 -69dB/70스텝의 음량 조정 범위를 갖는다.
제어 신호 발생부(360)는 외부에서 인가되는 음량 제어 코드(V_CODE)와 음장 제어 코드(T_CODE)를 논리 조합하고, 논리 조합된 결과에 의해 제1, 제2제어 신호(C1, C2)를 생성한다. 여기에서, 제2제어 신호(C2)는 제1제어 신호(C1)에 대해서 위상이 반대인 신호로 정의된다. 이 때, 외부에서 인가되는 음량/음장 제어 코드가 정상적으로 신호 처리될 수 있는 코드인지, 또는 신호의 왜곡이 예측되는 특정 코드인지에 따라서 제1제어 신호(C1)와 제2제어 신호(C2)의 논리적 레벨이 달라진다. 예를 들어, 정상적인 신호 처리가 가능한 음량/음장 제어 코드가 인가되는 경우에, 제1제어 신호(C1)는 하이 레벨로, 제2제어 신호(C2)는 로우 레벨로 설정될 수 있다. 반대로, 신호의 왜곡이 예측되는 특정의 음량/음장 제어 코드가 인가되는 경우에 제1제어 신호(C1)는 로우 레벨로, 제2제어 신호(C2)는 하이 레벨로 설정될 수 있다. 여기에서, 음량 제어 코드(V_CODE)와 음장 제어 코드(T_CODE)는 외부의 마이크로프로세서(미도시)에서 인가되는 신호이며, N비트로 구현될 수 있다. 제어 신호 발생부(360)는 음량 제어 코드(V_CODE)와 음장 제어 코드(T_CODE)가 몇 비트로 구현되는가에 따라서 내부의 논리 게이트들이 다르게 선택되며, 각각의 코드에 대해서 게이트들이 조합되는 방식도 서로 다르다.
도 3의 제1경로 선택부(320)는 스위치들(SW31, SW32)을 포함하며, 제어 신호 발생부(360)에서 인가되는 제1제어 신호(C1)와 제2제어 신호(C2)에 응답하여 스위칭 온/오프된다. 구체적으로, 스위치(SW31)는 큰 스텝 음량 제어부(300)의 출력과 음장 제어부(330)의 입력 사이에 연결되고, 제1제어 신호(C1)에 응답하여 온/오프 제어된다. 또한, 스위치(SW32)는 제1작은 스텝 음량 제어부(310)의 출력과 음장 제어부(330)의 입력 사이에 연결되고, 제2제어 신호(C2)에 응답하여 온/오프 제어된다.
음장 제어부(330)는 저음역 제어부(332)와 고음역 제어부(334)가 직렬 연결된 구조를 가진다. 또한, 음장 제어부(330)는 큰 스텝 음량 제어부(300) 또는 제1작은 스텝 음량 제어부(310)에서 감쇄된 오디오 신호를 입력하고 음장 제어 코드(T_CODE)에 응답하여 음장(TONE)을 증폭 또는 감쇄시킨다. 구체적으로, 저음역 제어부(332)는 오디오 신호의 저음역의 음장을 감쇄 또는 증폭시킨다. 고음역 제어부(334)는 오디오 신호의 고음역의 음장을 감쇄 또는 증폭시킨다. 여기에서, 저음역 제어부(332)는 100Hz에 극점(pole)을 갖고 0dB를 포함하여 스텝당 2dB씩 총 13스텝을 ±12dB 범위 내에서 감쇄/증폭한다. 또한, 고음역 제어부(334)는 10KHz에서 극점을 갖고 0dB를 포함하여 스텝당 2dB씩 총 13스텝을 ±12dB범위 내에서 감쇄/증폭한다.
제2작은 스텝 음량 제어부(340)는 음장 제어부(330)에서 출력되는 오디오 신호의 음량을 음량 제어 코드(V_CODE)에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 감쇄 시킨다. 여기에서, 제2작은 스텝 음량 제어부(340)는 제1작은 스텝 음량 제어부 (310)와 동일한 구조를 갖고, 동일한 조정 범위를 갖는다.
제2경로 선택부(350)는 스위치들(SW33, SW34)을 포함한다. 즉, 스위치 (SW33)는 음장 제어부(330)의 출력과 출력 단자 OUT사이에 연결되고, 제2제어 신호(C2)에 응답하여 스위칭 온/오프된다. 또한, 스위치(SW34)는 제2작은 스텝 음량 제어부(350)의 출력과 출력 단자 OUT사이에 연결되고, 제1제어 신호(C1)에 응답하여 스위칭 온/오프된다.
이와 같이, 본 발명에서는 정상적인 신호 처리가 가능한 음량/음장 제어 코드 및 신호의 왜곡이 예측되는 음량/음장 제어 코드에 대해서 신호 처리 경로를 이원화한다. 따라서, 오디오 신호 처리 장치는 제1, 제2제어 신호(C1, C2)에 의해 제1 또는 제2작은 스텝 음량 제어부(310 또는 350)의 동작 여부를 결정한다. 즉, 정상적인 신호 처리가 가능한 음량/음장 제어 코드에 대해서는 제1제어 신호(C1)가 인에이블되어 제2작은 스텝 음량 제어부(340)를 동작시킨다. 또한, 신호의 왜곡이 예측되는 코드에 대해서는 제2제어 신호(C2)가 인에이블되어 제1작은 스텝 음량 제어부(310)를 동작시킨다. 여기에서, 정상적인 신호 처리가 가능한 음량/음장 제어 코드와, 신호의 왜곡이 예측되는 음량/음장 제어 코드를 구분하는 기준은 음량의 감쇄폭과 음장의 증가 폭이 얼마인가에 따라서 결정된다. 예를 들어, 전술한 예에서와 같이, 음량 제어 코드(V_CODE)가 -9dB의 음량 감쇄폭을 나타내고, 음장 제어 코드(T_CODE)가 저음역 또는 고음역의 +6dB 음장 증폭율을 나타낸다고 가정한다. 이 때의 음량/음장 제어 코드는 신호의 왜곡이 예측되는 코드로 간주된다. 반면에, 음량 제어 코드(V_CODE)는 -9dB이상의 음량 감쇄 폭을 나타내고, 음장 제어 코드(T_CODE)는 음장의 증폭을 나타내지 않고 감쇄만을 나타낸다면 이 때의 음량/음장 제어 코드는 신호의 왜곡이 예측되지 않는 정상적인 코드로 간주된다. 따라서, 정상적인 경우에는 큰 스텝 음량 제어부(300)와, 음장 제어부(330) 및 제2작은 스텝 음량 제어부(340)를 신호 처리 경로로 하여 오디오 신호의 음량 및 음장이 제어된다. 또한, 신호의 왜곡이 예측되는 제어 코드가 인가되는 경우에는 큰 스텝 음량 제어부(300), 제1작은 스텝 음량 제어부(310) 및 음장 제어부(330)를 신호 처리 경로로 하여 오디오 신호의 음량 및 음장을 제어한다. 이 때, 제2작은 스텝 음량 제어부(340)는 디스에이블된다.
도 4는 도 3에 도시된 장치의 제어 신호 발생부(360)를 설명하기 위한 실시예의 회로도로서, 노아 게이트(42), 오아 게이트(44), 낸드 게이트(46) 및 인버터(48)를 포함한다.
도 4의 노아 게이트(42)는 음량 제어 코드(V_CODE) 중에서 큰 스텝 음량 제어를 위한 일부 비트들을 입력하여 반전 논리합하고, 반전 논리합된 결과를 출력한다.
여기에서, 음량 제어 코드(V_CODE)는 7비트로 구현되고, 음장 제어 코드 (T_CODE)는 8비트로 구현된다고 가정한다. 이 때, 7비트로 구현되는 음량 제어 코드(V_CODE) 중에서 상위 3비트는 큰 스텝 음량 제어를 위한 코드가 되고, 나머지 4비트는 작은 스텝의 음량 제어를 위한 코드가 된다. 또한, 8비트의 음장 제어 코드(T_CODE) 중에서 상위 4비트는 저음역의 음장 제어를 위한 코드가 되고, 하위 4비트는 고음역의 음장 제어를 위한 코드가 된다. 이러한 음장 제어 코드(T_CODE)에 있어서 각 4비트 중의 상위 1비트는 저음역 또는 고음역의 음장을 감쇄시킬 것인지 증가시킬 것인지를 나타낸다. 예를 들어, "1"로 설정되어 있으면 고음역 또는 저음역의 음장을 증폭시킨다는 것을 나타내고, "0"로 설정되어 있으면 음장을 감쇄시킨다는 것을 나타낸다. 즉, 노아 게이트(42)에 인가되는 일부 비트들은, 음량 제어 코드(V_CODE)의 상위 3비트 중에서 상위 2비트가 될 수 있으며, 각각 SVC2와 SVC1로 표현한다.
오아 게이트(44)는 음장 제어 코드(T_CODE)중에서 고음역 및 저음역의 음량 제어를 위한 일부 비트들을 입력하여 논리합하고, 논리합된 결과를 출력한다. 여기에서, 음장 제어 코드(T_CODE)의 일부 비트들은, 저음역 4비트 중에서 최상위 비트(SB3)와, 고음역 4비트 중에서 최상위 비트(ST3)로 정의될 수 있다.
낸드 게이트(46)는 노아 게이트(42)의 출력과 오아 게이트(44)의 출력을 반전 논리곱하고, 반전 논리곱된 결과를 제1제어 신호(C1)로서 출력한다. 인버터 (48)는 낸드 게이트(46)의 출력 신호를 반전시켜 제2제어 신호(C2)로서 출력한다.
도 4에 도시된 제어 신호 발생부(360)의 동작을 상세히 설명한다. 우선, 신호의 왜곡이 예측되는 특정 코드가 인가되는 경우에 음량 제어 코드(V_CODE)의 상위 3비트 중에서 상위 2비트(SVC2, SVC1)는 모두 0이 된다. 즉, 이러한 경우에 음량 제어 코드(V_CODE)의 상위 3비트는 000이 되거나, 001이 될 수 있다. 여기에서, 000은 감쇄 동작이 일어나지 않는 경우를 나타내고, 001은 -10dB감쇄가 일어나는 경우를 나타낸다. 따라서, 노아 게이트(42)의 출력은 로우 레벨이 된다. 이와 같이, 신호의 왜곡이 예측되는 경우는 큰 스텝 음량 제어부(300)가 동작하지 않는 상태에서 음장 제어부(330)가 증폭 동작을 수행하거나, 큰 스텝 음량 제어부(300)가 10dB 감쇄하는 상태에서 음장 제어부(330)가 10dB 이상 증폭하는 경우가 될 수 있다. 즉, 오아 게이트(44)에 인가되는 저음역의 음장 증폭/감쇄를 나타내는 비트(SB3)가 1 값을 가지거나, 고음역의 음장 증폭/감쇄를 나타내는 비트(ST3)가 1값을 가지는 경우에 해당된다. 따라서, ST3 또는 SB3중에서 어느 하나가 1값을 가지면, 오아 게이트 (44)의 출력은 하이 레벨이 된다.
이와 같이, 신호의 왜곡이 예측되는 음량/음장 제어 코드가 인가되는 경우에, 낸드 게이트(42)와 오아 게이트(44)의 출력이 모두 하이 레벨이 된다. 이 때, 낸드 게이트(46)의 출력은 노아 게이트(42)의 출력과 오아 게이트(44)의 출력에 의해 로우 레벨이 된다. 낸드 게이트(46)의 로우 레벨의 출력 신호는 인버터(48)에서 반전되어 하이 레벨의 제어 신호(C2)로서 출력된다. 또한, 낸드 게이트(46)의 출력은 신호 경로를 선택하기 위한 제1제어 신호(C1)가 되므로, C1은 로우 레벨이 된다. 따라서, 하이 레벨로 인에이블되는 제2제어 신호(C2)에 의해 각 경로 선택부(320, 350)의 스위치들(SW32, SW33)은 스위칭 온 상태가 된다. 반면, 로우 레벨의 제1제어 신호(C1)에 의해 스위치들(SW31, SW34)은 스위칭 오프 상태가 된다.
반면, 정상적인 신호 처리가 가능한 음량/음장 제어 코드의 경우에는 노아 게이트(42)의 출력이 로우 레벨이 되거나, 오아 게이트(44)의 출력이 로우 레벨이 된다. 다시 말해서, 큰 스텝 음량 제어부(300)에서 -20dB 이상의 감쇄를 수행 하거나, -20dB 이상의 감쇄를 수행하지 않더라도 음장 제어부(330)에서 증폭이 일어나지 않고 단지 감쇄만 일어난다면 정상적인 경우로 간주될 수 있다. 이 때, 노아 게이트(42)와 오아 게이트(44) 중에서 하나는 로우 레벨이 되므로 낸드 게이트(46)의 출력은 하이 레벨이 된다. 따라서, 낸드 게이트(46)는 하이 레벨의 제1제어 신호(C1)와 로우 레벨의 제2제어 신호(C2)를 생성하게 된다.
이와 같이, 제어 신호 발생부(360)는 음량 제어 코드(V_CODE)와 음장 제어 코드(T_CODE)에 의한 오디오 신호의 음량 감쇄 폭과, 음장의 감쇄/증가폭을 정확히 판단하여 제1, 제2제어 신호의 상태를 설정한다.
이하에서, 본 발명에 따른 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치의 동작을 상세히 설명한다.
우선, 정상적인 신호 처리가 가능한 음량/음장 제어 코드가 인가되는 경우의 동작을 설명한다. 이 때, N비트로 표현되는 음량 제어 코드(V_CODE)에 의한 음량의 감쇄 폭은 -23dB라 가정하고, 음장 제어 코드(T_CODE)에 의한 음장 증가 폭은 +8dB라 가정한다. 여기에서의 음장은 고음역 또는 저음역이 될 수 있다. 이러한 경우에, 제어 신호 발생부(360)는 음량 제어 코드(V_CODE)와 음장 제어 코드 (T_CODE)를 논리 조합한 결과에 의해 하이 레벨의 제1제어 신호(C1)와 로우 레벨의 제2제어 신호(C2)를 생성한다. 제어 신호 발생부(360)에서 생성되는 제어 신호들(C1,C2)은 각각 제1작은 스텝 음량 제어부(310)와 제2작은 스텝 음량 제어부(350)로 인가되어 각각의 인에이블/디스에이블 여부가 결정된다. 이 때, 제1제어 신호(C1)는 하이 레벨이므로 제1경로 선택부(320)의 스위치(SW31)는 온 상태가 되고, 정상적인 신호 처리 경로에 의해 오디오 신호가 처리된다. 또한, 제2제어 신호(C2)는 로우 레벨이므로 제1경로 선택부(320)의 스위치(SW32)는 오프 상태가 된다. 큰 스텝 음량 제어부(300)는 먼저 입력된 오디오 신호의 음량을 -20dB만큼 감쇄시키고, 감쇄된 결과는 그대로 음장 제어부(330)로 인가되어 저음역 또는 고음역의 음장(TONE)을 +8dB만큼 증폭시킨다. 이 때, 하이 레벨의 제1제어 신호(C1)에 의해 제2경로 선택부(350)의 스위치(SW34)는 온 상태가 되고, 로우 레벨의 제2제어 신호(C2)에 의해 스위치(SW33)는 오프 상태가 된다. 따라서, 제2작은 스텝 음량 제어부(340)가 동작하여 오디오 신호의 음량을 -3dB만큼 감쇄시킨다. 제2작은 스텝 음량 제어부(340)의 출력은 턴온된 스위치(SW34)를 통하여 출력 단자 OUT으로 출력된다. 이와 같이, 회로의 전단부에서 먼저 신호의 감쇄가 일어나기 때문에, 신호 처리 과정에서 왜곡은 일어나지 않는다. 이 때, 출력 단자 OUT을 통하여 출력되는 신호는 다음 단계의 처리 블럭으로 인가된다.
반면, 신호의 왜곡이 예측되는 음량/음장 제어 코드가 인가되는 경우의 동작을 설명한다. 이 때, 음량 제어 코드(V_CODE)에 의한 음량 감쇄 폭은 -9dB라 가정하고, 음장 제어 코드(T_CODE)에 의한 음장 증가 폭은 +6dB가 된다고 가정한다. 이러한 경우에, 제어 신호 발생부(360)는 음량 제어 코드(V_CODE)와 음장 제어 코드(T_CODE)를 논리 조합한 결과에 의해 로우 레벨의 제1제어 신호(C1)와 하이 레벨의 제2제어 신호(C2)를 생성한다. 이 때, 큰 스텝 음량 제어부(300)가 한 스텝당 -10dB의 감쇄 폭을 가진다면, 큰 스텝 음량 제어부(300)는 동작하지 않음을 알 수 있다. 따라서, 하이 레벨의 제2제어 신호(C2)에 의해 제1경로 선택부(320)의 스위치(SW32)는 온 상태가 되고, 로우 레벨의 제1제어 신호(C1)에 의해 스위치(SW31)는 오프 상태가 된다. 따라서, 제1작은 스텝 음량 제어부(310)는 제어 신호(C2)에 응답하여 인에이블되고 입력된 오디오 신호를 -9dB만큼 감쇄시킨다. 이와 같이, 제1작은 스텝 음량 제어부(310)가 음장 제어부(330)의 전단에서 미리 감쇄시키기 때문에, 음장 제어부(330)에서 +6dB만큼 음장을 증폭시킨다 하더라도 신호의 왜곡이 발생되지 않는다. 또한, 제2경로 선택부(350)의 스위치(SW33)가 턴온되므로 음장 제어부(330)의 출력 신호는 턴온된 스위치(SW33)를 통하여 출력 단자 OUT으로 출력된다.
이와 같이, 본 발명에서는 신호의 왜곡이 예측되는 특정의 음량/음장 코드가 인가되는 경우에, 신호의 경로를 이원화하여 다이내믹 레인지에 의한 신호 왜곡이 발생될 확률을 최소화한다.
본 발명에 따르면, 정상적인 신호 처리가 가능한 경우와, 신호가 왜곡될 가능성이 있는 경우의 음량/음장 코드를 판단하여 신호 처리 경로를 이원화함으로써 신호의 왜곡이 나타나는 것을 최소화할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 종래에 사용되는 회로 구조를 크게 변형하지 않고, 동일한 구조의 작은 스텝 음량 제어부와, 스위치들 및 다수의 논리 게이트들을 조합한 제어 신호 발생부를 구현함으로써 전체적인 회로의 잡음 특성을 유지하면서 간단하게 신호의 왜곡을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 외부에서 인가되는 음량 제어 코드 및 음장 제어 코드를 논리 조합하고, 상기 논리 조합된 결과에 응답하여 신호의 경로를 선택하기 위한 제1, 제2제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생 수단;
    입력 단자를 통하여 소정의 오디오 신호를 받아들이고, 상기 음량 제어 코드에 응답하여 큰 스텝의 폭으로 상기 오디오 신호의 음량을 감쇄시키는 큰 스텝 음량 제어 수단;
    상기 큰 스텝 음량 제어 수단으로부터 출력되는 오디오 신호의 음량을 상기 음량 제어 코드에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 감쇄시키는 제1작은 스텝 음량 제어 수단;
    상기 큰 스텝 음량 제어 수단 또는 제1작은 스텝 음량 제어 수단으로부터 출력되는 오디오 신호의 고음역 또는 저음역의 음장을 상기 음장 제어 코드에 응답하여 감쇄 또는 증폭시키는 음장 제어 수단;
    상기 제1, 제2제어 신호에 응답하여 상기 큰 스텝 음량 제어 수단의 출력을 상기 음장 제어 수단으로 인가하거나, 상기 제1작은 스텝 음량 제어 수단의 출력을 상기 음장 제어 수단으로 인가하는 제1경로 선택 수단;
    상기 음장 제어 수단에서 출력되는 오디오 신호의 음량을 상기 음량 제어 코드에 응답하여 작은 스텝의 폭으로 감쇄시키는 제2작은 스텝 음량 제어 수단; 및
    상기 제1, 제2제어 신호에 응답하여 상기 제2작은 스텝 음량 제어 수단의 출력을 최종적인 출력 신호로서 생성하거나, 상기 음장 제어 수단의 출력을 최종 적인 출력 신호로서 생성하는 제2경로 선택 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1경로 선택 수단은,
    상기 큰 스텝 음량 제어 수단의 출력과 상기 음장 제어 수단의 입력 사이에 연결되고, 상기 제1제어 신호에 응답하여 스위칭 온/오프되는 제1스위치; 및
    상기 제1작은 스텝 음량 제어 수단의 출력과 상기 음장 제어 수단의 입력 사이에 연결되고, 상기 제2제어 신호에 응답하여 스위칭 온/오프되는 제2스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2경로 선택 수단은,
    상기 음장 제어 수단의 출력과, 상기 최종적인 출력 신호가 출력되는 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제2제어 신호에 응답하여 스위칭 온/오프되는 제3스위치; 및
    상기 제2작은 스텝 음량 제어 수단의 출력과 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1제어 신호에 응답하여 스위칭 온/오프되는 제4스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호 발생 수단은,
    상기 음량 제어 코드 및 상기 음장 제어 코드에 의해 신호의 왜곡이 예측되는 경우에 상기 제2제어 신호를 인에이블하여 상기 제1작은 스텝 음량 제어 수단을 동작시키는 것을 특징으로 하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호 발생 수단은,
    상기 음량 제어 코드에 의해 상기 오디오 신호의 음량이 소정 레벨 이하로 감쇄되는 상태에서 상기 음장 제어 코드에 의해 고음역 또는 저음역의 음장이 소정 레벨 이상으로 증폭되는 경우에, 상기 음량 제어 코드 및 상기 음장 제어 코드를 신호의 왜곡이 예측되는 코드로 간주하여 상기 제2제어 신호를 인에이블하는 것을 특징으로 하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치.
KR10-1999-0033647A 1999-08-16 1999-08-16 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치 KR100539220B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0033647A KR100539220B1 (ko) 1999-08-16 1999-08-16 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0033647A KR100539220B1 (ko) 1999-08-16 1999-08-16 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010017901A true KR20010017901A (ko) 2001-03-05
KR100539220B1 KR100539220B1 (ko) 2005-12-27

Family

ID=19607310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0033647A KR100539220B1 (ko) 1999-08-16 1999-08-16 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100539220B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100230223B1 (ko) * 1992-07-18 1999-11-15 윤종용 음량제어회로
JPH09153748A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Sharp Corp 音量可変装置
JPH09312538A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Nippon Columbia Co Ltd 音量調整装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR100539220B1 (ko) 2005-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5883963A (en) Method of adjusting the volume and the loudness in an audio device
WO1998006239A1 (en) Setup in home theatre or other sound reproduction equipment
KR100496373B1 (ko) 레벨 조정 회로
US8155349B2 (en) Muting control device, muting control method, and muting control program
CA2006288C (en) Gain controller
KR20030075174A (ko) 디지털 오디오 프로세서
US4890331A (en) Specialized amplifier systems for musical instruments
US20090022337A1 (en) Signal amplifier circuit
EP0944166B1 (en) Automatic dynamic range controlling circuit
KR100539220B1 (ko) 신호 왜곡을 최소화하는 디지탈 제어 방식의 아날로그 오디오 신호 처리 장치
KR920010239B1 (ko) 음질(音質)조정장치
JP2002143407A (ja) 遊技機の音声ボリューム調整装置
JP3287199B2 (ja) トーンコントロール装置
US4789841A (en) Circuit arrangement for noise reduction at the minimum volume setting of an amplifier
US20050141732A1 (en) Amplifying apparatus
JP2000174574A (ja) 音量制御装置
JPH084734Y2 (ja) 多段アッテネ−タ
KR20040078286A (ko) 오디오의 볼륨 조절 장치
KR20210042224A (ko) 글리치 세이프 디지털 스텝 감쇠기
JPH04288716A (ja) 自動レベル制御回路の出力レベル可変装置
JP2000152366A (ja) オーディオ信号処理装置
JPH07105680B2 (ja) 音量調整回路
JPH03188800A (ja) 音場補正装置
KR19990003387A (ko) 팝노이즈 제거장치 및 방법
JPH03297208A (ja) 音声切替装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee