KR20010083814A - Ｄ급 증폭기의 잡음 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 D급 증폭기의 잡음 제거 장치에 관한 것으로, 방송 및 방송 주파수 탐색에 따른 신호를 출력하는 튜너와, 상기 방송 음성 신호의 주파수를 선국하는 방송 선국 스위치 및 상기 튜너에 의해서 수신된 방송 음성 신호를 출력하는 증폭기를 포함하는 방송 수신용 증폭기 잡음 제거 장치에 있어서, 상기 방송 선국 스위치로부터 입력되는 선국 신호에 따라 상기 증폭기의 슬립 단자로 신호를 출력하는 스위칭 수단과, 상기 튜너에서 출력되는 신호를 기 설정된 기준 값과의 비교 결과에 따라 상기 스위칭 수단으로 상기 증폭기의 동작을 제어하는 동작 제어 신호를 출력하는 비교 수단을 이용하여 방송을 청취하는 도중에 사용자의 방송 선국 스위치의 조작에 의해 발생하는 선국 신호에 따라 증폭기를 온/오프 함으로써, 방송 주파수의 자동 선국 시에 발생하는 잡음을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 방송 선국부의 자동 선국 시에 발생하는 디지털 증폭기의 고속 스위칭 잡음을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

Ｄ급 증폭기의 잡음 제거 장치{APPARATUS FOR REDUCING NOISE IN A CLASS D AMPLIFIER}

본 발명은 방송 수신용 디지털 증폭기에 관한 것으로서, 특히 방송 채널의 자동 선국 시에 발생하는 디지털 증폭기의 잡음을 줄이기 위한 D급 증폭기의 잡음 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 D급 증폭기는 펄스 폭 변조(Pulse-Width Modulation) 방식을 사용하며 아날로그 증폭기보다 효율이 높다. 또한 D급 증폭기는 일반 증폭기(A급, B급 등)와 달리 트랜지스터의 스위칭 모드로만 동작시키기 때문에 최소의 전력 손실만 있다.

그러나, D급 증폭기의 저 손실 고효율 특성을 이용하여 음향기기를 구현하면, D급 증폭기는 한 개의 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)상에 아날로그 회로와 디지털 회로가 존재하게 되어 주변 기기 및 기타 수신 전파 간섭 현상을 일으킬 정도로 큰 EMI(Electromagnetic Interface)가 발생하게 된다.

디지털 신호의 펄스 폭 변조 신호로의 변환 시에 발생하는 EMI는 주변기기 및 기타 수신 전파에 큰 영향을 끼쳐 기기의 정상 동작을 방해하는 요소로써 작용한다.

상기와 같은 D급 증폭기의 펄스 폭 변조 시에 발생하는 EMI 때문에 D급 증폭기를 이용한 상품 개발에 어려움이 있다.

디지털 방식의 D급 증폭기는 아날로그 증폭기에 비해 고효율을 얻을 수 있어 냉각 장치가 매우 작으며, 전원 장치 용량도 작은 장점이 있음에도 불구하고 고속 스위칭 동작에 의해 발생되는 EMI 특성은 나쁘다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디지털 앰프의 고속 스위칭이 야기 시키는 노이즈 때문에 수신 장치가 방송 탐색 시 정확한 방송 주파수 동조에 방해를 받으므로 방송 탐색 과정 동안 디지털 앰프의 동작을 일시적으로 중단시켜 디지털 앰프의 EMI 방출을 제거하는 D급 증폭기의 잡음 제거 장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 방송 및 방송 주파수 탐색에 따른 신호를 출력하는 튜너와, 상기 방송 음성 신호의 주파수를 선국하는 방송 선국 스위치 및 상기 튜너에 의해서 수신된 방송 음성 신호를 출력하는 증폭기를 포함하는 방송 수신용 증폭기 잡음 제거 장치에 있어서, 상기 방송 선국 스위치로부터 입력되는 선국 신호에 따라 상기 증폭기의 슬립 단자로 신호를 출력하는 스위칭 수단과, 상기 튜너에서 출력되는 신호를 기 설정된 기준 값과의 비교 결과에 따라 상기 스위칭 수단으로 상기 증폭기의 동작을 제어하는 동작 제어 신호를 출력하는 비교 수단을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 D급 증폭기의 동작 제어 장치를 나타내는 블록 도,

도 2는 본 발명에 따른 D급 증폭기의 동작 제어 과정을 나타내는 흐름 도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 방송 수신기 110 : 튜너

120 : 방송 선국 스위치 200 : 증폭기 잡음 제거 장치

210 : 비교 수단 211 : 신호 변환기

212 : 비교기 220 : 인버터

300 : 증폭기

본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 D급 증폭기의 동작 제어 장치를 나타내는 블록 도이다.

이에 도시된 바와 같이, D급 증폭기의 동작 제어 장치는 튜너(110)와 방송 선국 스위치(120)를 포함하는 방송 수신기(100)와, 비교 수단(211), 인버터(220) 및 플립플럽(230)을 포함하는 D급 증폭기 잡음 제거 장치(200), D급 증폭기(300),스피커(SP)로 구성된다.

방송 수신기(100)의 튜너(110)는 사용자가 선택한 특정 채널의 신호에 동조하여 입력된 방송 음성 신호를 D급 증폭기(300)에 출력하고, 방송 선국 스위치(120)의 스위칭 동작에 따라 발생하는 선국 신호와 방송 선국에 따라 감소된 방송 음성 신호를 D급 증폭기 잡음 제거 장치(200)에 출력한다.

또한, 튜너(110)에서 출력되는 신호는 방송 주파수 탐색에 따른 탐색 신호(즉, 작은 방송 음성 신호), 튜너(110)의 RF 수신단 또는 튜너(110)의 IF 수신단에서 추출된 신호일 수 있다.

이하 본 발명에서는 튜너(110)에서 출력되는 신호를 탐색 신호로 예를 들어서 설명하기로 한다.

방송 선국 스위치(120)는 사용자에 의한 방송 자동 선국 스위칭 동작 여부를 체크하여 방송 선국 스위치(120)가 작동할 경우에 방송 선국 신호를 D급 증폭기 잡음 제거 장치(200)에 출력한다.

D급 증폭기(300)는 플립플럽(230)의 출력 단자와 연결되어 플립플럽(230)의 출력 신호를 제공받는 슬립 단자를 갖으면, 플립플럽(230)의 출력 신호에 따라서 슬립 단자는 온 또는 오프 되어진다.

D급 증폭기(300)의 슬립 단자가 온인 경우에는, D급 증폭기(300)는 스위칭 동작을 하지 않는 슬립 모드 상태이며, D급 증폭기(300)의 슬립 단자가 오프인 경우에, D급 증폭기(300)는 스위칭 동작을 통해서 D급 증폭기(300)에 입력되는 신호를 증폭하여 스피커(SP)로 출력하는 동작 모드 상태이다.

인버터(220)는 방송 선국 스위치(120)의 방송 선국 스위칭 동작에 의해서 발생되는 선국 신호를 인버팅 시키는 수단으로써, 방송 선국 스위치(120)가 작동할 경우에 발생하는 로우(Low) 신호를 하이(High) 신호로 변환하여 플립플럽(230)의 클리어(Clear) 단에 출력하고, 플립플럽(230)의 클리어 단에 입력된 신호에 의해서 플립플럽(230)의 출력 신호(방송 중일 때)인 하이 신호를 로우 신호로 변환시켜 D급 증폭기(300)의 슬립 단자를 온 시킴으로써, D급 증폭기(300)를 슬립 모드로 전환시킨다.

D급 증폭기 잡음 제거 장치(200)는 방송 선국 스위치(120)로부터 방송 선국 신호를 입력받아 플립플럽(230)의 클리어(Clear) 단자에 제공하고, 플립플럽(230)의 출력 단자로 출력되는 신호를 로우(Low) 신호로 변환시킨다. 이때, 플립플럽(230)의 출력 단자는 D급 증폭기(300)에 있는 슬립(Sleep) 단자에 연결되고, 플립플럽(230)의 출력 신호가 로우(Low)인 경우에 슬립 단자가 온 되어 D급 증폭기(300)의 동작을 정지시킨다.

비교 수단(210)은 신호 변환기(211)와 비교기(212)로 이루어져 있으며, 방송 선국 스위치(120)의 스위칭 동작에 따라 튜너(110)에서 출력되는 탐색 신호를 신호 변환기(211)에 의해서 신호 변환되고, 변환된 신호는 비교기(212)를 통해 플립플럽(230)에 제공된다.

방송 선국 스위치(120)의 스위칭 동작에 따라 튜너(110)에서는 새로운 방송 주파수를 탐색하게 되며, 신호 변환기(211)는 튜너(110)에서 출력되는 탐색 신호를 입력받아 비교기(212)에 송출한다.

또한, 신호 변환기(211)는 튜너(110)에서 출력되는 신호를 입력받아 실효값을 갖는 신호로 변환하는 신호 변환 수단으로써, 튜너(110)의 출력 신호가 탐색 신호(즉, 기준값 보다 작은 신호)인 경우에 실효값을 갖는 로우(Low) 신호를 출력하고, 튜너(110)에서 출력되는 신호가 방송 신호(기준값 보다 큰 신호)인 경우에 실효값을 갖는 하이(High) 신호를 출력한다.

비교기(212)는 신호 변환기(211)에서 출력되는 출력 신호가 기 설정된 입력 전압(Vth)보다 크면 비교기(212)의 출력을 로우(Low)에서 하이(High)로 변환하여 출력하고, 신호 변환기(211)에서 입력되는 입력 신호가 전압(Vth) 보다 작으면 비교기(212)의 출력을 하이(High)에서 로우(Low)로 변환하여 출력한다.

이때, 비교기(212)에서 출력되는 신호는 비교기(212)의 출력 단자와 연결된 플립플럽(230)의 클럭(Clock) 단자에 입력되고, 입력된 신호에 따라서 플립플럽(230)의 출력 신호는 변환되어 D급 증폭기(300)의 슬립 단자로 제공되어 D급 증폭기(300)의 동작을 제어한다.

여기서, 비교기(212)에서 출력되는 신호를 D급 증폭기(300) 동작 제어 신호라고 정의하기로 한다.

플립플럽(230)은 D급 증폭기(300)의 동작 유무를 결정하는 스위칭 수단으로써, 인버터(220)를 통해 변환된 방송 선국 스위치(120)로부터 출력되는 선국 신호를 클리어 단으로 입력받고, 비교기(212)에서 출력되는 D급 증폭기(300)의 동작 제어 신호를 클럭 신호로 입력받아 플립플럽(230)의 출력 신호를 가변시켜 출력하는 D-플립플럽으로 이루어져있다.

비교기(212)에서 출력되는 D급 증폭기(300) 동작 제어 신호가 로우(Low)에서 하이(High) 변환된 경우에만 플립플럽(230)의 출력 단자(Q)에서 출력되는 신호는 하이(High) 신호가 되는데, 플립플럽(230)의 출력 단자(Q)에서 출력되는 하이(High) 신호에 의해서 D급 증폭기(300)는 다시 스위칭 동작하여 D급 증폭기(300)의 입력 신호를 증폭하여 스피커(SP)에 출력한다. 또한, 비교기(212)에서 출력되는 D급 증폭기(300) 동작 제어 신호가 로우(Low)에서 하이(High) 변환된 경우를 제외한 나머지 경우에서는 플립플럽(230)의 출력 단자(Q)에서 출력되는 로우(Low) 신호를 계속 유지시킴으로써, D급 증폭기(300)는 스위칭 동작을 하지 않고 슬립 모드를 유지한다 슬립 모드 상태에서 D급 증폭기(300)는 스피커(SP)를 통해 아무런 소리를 되지 않는다.

그러므로, 방송 선국 장치는, 방송 주파수 선국 시에(즉, 방송 선국 스위치(120)가 로우(Low) 신호를 발생할 때), 외부의 교란 없이(잡음 없이) 새로운 방송 주파수를 선국할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 D급 증폭기의 동작 제어 과정은 아래와 같다.

도 2는 본 발명에 따른 D급 증폭기의 동작 제어 과정을 나타내는 흐름 도이다.

이에 도시된 바와 같이, 방송 수신기(100)의 튜너(110)에 의해서 출력된 방송 음성 신호는 D급 증폭기(300)에 의해서 일정한 이득 값으로 증폭되어 스피커(SP)로 출력된다(S201).

방송 선국 스위치(120)는 사용자에 의한 방송 선국 스위치(120)의 작동여부(사용자가 방송 선국 스위치(120)를 눌렀는지)를 판단한다(S202).

단계 202의 판단 결과, 방송 선국 스위치(120)가 사용자에 의한 방송 선국에 따른 스위칭 동작을 하지 않을 경우에(즉, 사용자가 방송 선국 스위치(120)를 누르지 않을 경우에), 단계 201로 돌아가 맞추어진 방송 주파수에 따라 계속해서 방송을 한다.

타 방송 주파수를 선국하기 위하여 사용자가 방송 선국 스위치(120)를 누르면, 방송 선국 스위치(120)의 스위칭 동작에 의해서 발생된 선국 신호(로우 신호)는 인버터(230)에 의해서 하이 신호로 인버팅 되어 플립플럽(230)의 클리어 단자에 입력되고, 플립플럽(230)에 입력된 신호에 의해서 D급 증폭기(300)의 슬립 단자를 온 시켜 D급 증폭기(300)를 슬립 모드로 변환시켜 D급 증폭기(300)의 동작을 오프 시킨다(S203, S204).

방송 선국 스위치(120)의 동작에 의해서 방송 주파수를 선국하면서 매 순간의 튜너(110)에서 출력되는 방송 주파수 탐색 신호(즉, 선국 상태의 방송 음성 신호)는 신호 변환기(211)에 입력되어 실효치를 갖는 신호로 변환된다(S205).

비교기(212)는 신호 변환기(211)에 의해서 변환된 튜너(110)의 출력 신호와 기 설정된 전압(Vth)(혹은 전류)을 비교한다. 다시 말해서, 타 방송 주파수 선국이 완료되었는지의 여부를 판단한다(S206).

단계 206의 판단 결과, 신호 변환기(211)에 의해서 실효치로 변화된 튜너(110)의 출력 신호가 기준값보다 작은 신호의 형태로 비교기(212)에 입력되면(아직 다른 방송 주파수를 선국하지 못하면), 비교기(212)의 출력은 계속 로우(Low)이고, 그에 따른 플립플롭(230)의 출력도 계속 로우(Low)임으로 D급 증폭기(300)의 동작은 플립플럽(230)에서 출력된 신호에 의해서 슬립 모드를 유지한다. 즉, 계속해서 단계 205로 돌아가 방송 주파수 선국을 수행한다.

신호 변환기(211)에 의해서 실효치로 변환된 튜너(110)의 출력 신호가 기준값 보다 커진 형태로 비교기(212)에 입력되면(타 방송 주파수의 선국이 완료되면), 비교기(212)의 출력은 로우(Low)에서 하이(High)로 변화되고, 플립플롭(230)의 출력이 하이(High)로 변하여 D급 증폭기(300)의 슬립 단자를 오프 시킴으로써 D급 증폭기(300)를 스위칭 동작(즉, 동작 모드로 전환)시킨다(S207, S208, S209).

D급 증폭기(300)가 동작하면서 선국된 주파수를 갖는 방송 음성 신호를 증폭하여 스피커(SP)를 통해 출력한다(S210).

이상 설명한 바와 같이, 방송을 청취하는 도중에 사용자의 방송 선국 스위치의 스위칭 동작에 의해 발생하는 선국 신호에 따라 D급 증폭기를 온/오프 함으로써, 방송 주파수의 자동 선국 시에 발생하는 잡음을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 방송 선국 스위치의 자동 선국 시에 발생하는 디지털 증폭기의 고속 스위칭 잡음을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 방송 및 방송 주파수 탐색에 따른 신호를 출력하는 튜너와, 상기 방송 음성 신호의 주파수를 선국하는 방송 선국 스위치 및 상기 튜너에 의해서 수신된 방송 음성 신호를 출력하는 증폭기를 포함하는 방송 수신용 증폭기 잡음 제거 장치에 있어서,

   상기 방송 선국 스위치로부터 입력되는 선국 신호에 따라 상기 증폭기의 슬립 단자로 신호를 출력하는 스위칭 수단과,

   상기 튜너에서 출력되는 신호를 기 설정된 기준 값과의 비교 결과에 따라 상기 스위칭 수단으로 상기 증폭기의 동작을 제어하는 동작 제어 신호를 출력하는 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 D급 증폭기의 잡음 제거 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭 수단은,

   상기 선국 신호를 클리어 단으로 입력받고, 상기 동작 제어 신호를 클럭 신호로 입력받아 신호를 가변시켜 출력하는 플립플럽으로 이루어진 것을 특징으로 하는 D급 증폭기의 잡음 제거 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 비교 수단은,

   상기 튜너로부터 출력되는 신호를 실효치로 변환하는 신호 변환 수단과,

   상기 신호 변환 수단에 의해서 변환된 신호를 기 설정된 기준 값과의 비교 결과에 따라 상기 동작 제어 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 D급 증폭기의 잡음 제거 장치.