KR200146250Y1 - 음성신호 스위칭 회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 메인 음성신호 및 서라운드와 중저음의 서브 음성신호를 출력시키는 다채널 음성신호 출력기기에 있어서, 스테레오폰 삽입시 서브 음성신호를 뮤우트 시켜 주어야 하는 불편이 있어 스테레오폰 삽입시 자동적으로 서브 음성신호를 뮤우트 시키도록 한 것으로 스테레오폰의 삽입 유무에 따라 접점을 절환시켜 메인 음성신호를 스피커 및 잭 삽입부에 선택적으로 인가시키는 스위치의 접점 절환에 따라 스위칭 소자의 구동이 선택되게 구성하고 상기 스위칭 소자의 구동에 따라 서브 음성신호를 출력시키는 앰프의 뮤우트 동작이 제어되게 한 것으로써 스테레오폰을 삽입시키는 동작에 의해 자동적으로 서브 음성신호를 뮤우트 시키는 효과가 있다.

Description

음성신호 스위칭 회로

제1도는 종래의 스위칭 회로도.

제2도는 본 고안의 일실시 회로도.

제3도는 스테레오폰 부하저항 등가회로도.

제4도는 본 고안 스위칭부의 등가회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11,12,21,22 : 앰프 31,32,41,42 : 스피커

50 : 구동부 60 : 스피커

70 : 잭삽입부 80 : 스위칭부

Q₁: 트랜지스터

본 고안은 음성신호 스위칭 회로에 관한 것으로 더욱 상세하게는 다채널 음성신호 출력기기에 있어서, 헤드폰 잭 삽입시 자동적으로 일부채널의 음성신호는 출력시키고 일부채널의 음성신호는 뮤우트시키는 스위칭회로에 관한 것이다.

특히 본 고안은 스테레오폰을 이용하는 음성신호 출력기기(5.1채널 돌비(Dolby)프로로직)에 사용되어지는 것으로, 헤드폰 잭의 삽입시 자동적으로 좌, 우채널의 메인음성신호는 스테레오폰으로 출력되고 서라운드(Surround) 및 중저음(Super Woofer)의 서브음성신호는 뮤우트시키는 것이다.

기존의 다채널 음성신호 출력기기는 제1도에 도시된 바와 같이 좌,우채널의 음성신호를 증폭시키는 앰프(11)(12)의 출력단에는 스테레오폰의 삽입유무에 따라 접점을 절환시키는 스위치(60)가 연결되어지고, 상기 스위치(60)의 접점에는 각각 스피커(31)(32)와 잭삽입부(70)가 연결되어진다.

여기서 잭삽입부(70)에는 스테레오폰이 삽입되어지고 상기 스테레오폰의 삽입 유무에 따라 스위치(60)의 접점이 절환되어진다.

즉 잭삽입부(70)에 스테레오폰이 삽입되지 않으면 스위치(60)는 접점(a)(b)와 접점(a')(b')가 접속되어지고 스테레오폰이 삽입되면 접점(a)(c)와 접점(a')(c')가 접속되어지며 접점(a)(a')에는 앰프(11)(12)의 출력단이 연결되고 접점(b)(b')에는 스피커(31)(32)가 연결되며 접점(c)(c')에는 잭삽입부(70)가 연결된다.

이때 스테레오폰이 삽입되면 잭삽입부(70)의 접점(d)(d')와 (e)(e')는 개방되어지며 스테레오폰이 삽입되지 않으면 접속된 상태를 유지한다.

그리고 서라운드 및 중저음의 서브음성신호를 증폭시키는 앰프(21)(22)의 출력단에는 기구적 스위치의 구동에 의해 음성신호를 뮤우트시키는 구동부(50)가 연결되고 상기 구동부(50)의 출력단에는 스피커(41)(42)가 연결된다.

이때 구동부(50)는 기구적 스위치의 조정에 따라 앰프(21)(22)의 출력신호를 뮤우트시키게 한다.

따라서 스테레오폰이 삽입되지 않으면 스위치(60)의 접점(a)(b)와 (a')(b')가 접속되어지며 이에 따라 앰프(11)(12)에서 출력된 좌,우채널의 음성신호가 스피커(31)(32)로 출력되게 된다.

이때 서라운드 및 중저음의 서브음성신호는 앰프(21)(22)를 통한 후 구동부(50)를 통하여 스피커(41)(42)로 출력되게 되나 스테레오폰 사용시가 아니므로 구동부(50)의 기구적 스위치를 조절하여 앰프(21)(22)에서 출력된 서브음성신호가 스피커(41)(42)로 출력되게 하여 준다.

그러나 스테레오폰을 잭삽입부(70)에 삽입시키게 되면 스위치(60)의 접점(a)(c)와 (a')(c')가 접속되어지고 이에 따라 앰프(11)(12)에서 출력된 음성신호는 부하저항(R_R)(R_L)을 통한 후 잭삽입부(70)에 삽입된 스테레오폰으로 출력되어진다.

이같이 스테레오폰 사용시에는 구동부(50)의 기구적 스위치를 이용하여 앰프(21)(22)에서 출력되는 서브 음성신호를 뮤우트시켜 주어야 한다.

그러나 상기된 기술은 스테레오폰을 잭삽입부(70)에 삽입시킨 후 다시 한번 구동부(50)의 기구적스위치를 이용하여 서브음성신호를 뮤우트시켜야 하므로 2번에 걸쳐 조작을 하여야 하는 번거로움이 따르게 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로써 본 고안의 목적은 다채널 음성신호 출력기기에서, 스테레오폰 사용시 스테레오폰을 삽입하는 동작만으로 서브음성신호 출력을 뮤우트시켜 주는데 있다.

이러한 목적의 본 고안은 스테레오폰의 삽입유무를 스위치의 접점절환에 따라 스위칭소자를 스위칭시킴으로써 검출하게 하고 상기 스위칭소자의 스위칭동작에 따라 서브음성신호를 출력시키는 앰프의 뮤우트단이 제어되게 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안을 제2도에 도시된 일실시 회로도에 의거 상세히 설명한다.

본 고안은 좌,우 채널 음성신호를 증폭시키는 앰프(11)(12)의 출력단에 스테레오폰의 삽입유무에 따라 접점이 절환되는 스위치(60)를 연결하여 스위치(60)의 접점절환에 따라 (스테레오폰의 삽입 유무에 따라) 앰프(11)(12)에서 출력된 음성신호가 스피커(31)(32)나 잭삽입부(70)에 인가되도록 구성한다.

서라운드 및 중저음의 서브음성신호는 앰프(21)(22)에서 증폭된 후 스피커(41)(42)로 출력되게 구성한다.

그리고 스위치(60)의 접점 절환상태를 감지하여 스위칭소자의 구동을 제어하는 스위칭부(80)를 구성시키되 상기 스위칭소자의 구동에 따라 앰프(31)(32)의 뮤우트 단자에 인가되는 전압레벨이 선택되어 뮤우트가 걸리게 구성한다.

여기서 스위칭부(80)의 스위칭소자는 트랜지스터(Q₁)로 구성시키되 상기 트랜지스터(Q₁)의 에미터 측은 접지시키고 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터 측은 앰프(21)(22)의 뮤우트 단자를 연결시킴과 동시에 저항(R₄)을 통하여 전원(B⁺)이 인가되게 구성하여 트랜지스터(Q₁)의 베이스에는 바이어스용 저항(R₅)(R₆)과 노이즈제거용 콘덴서(C₁)를 연결시키는 한편 전원(B⁺)이 스위치(60)의 접점(e)(e')을 통하여 인가됨과 동시에 앰프(12)의 출력신호가 접점(a')(c')를 통하여 인가되게 구성한다.

이때 접점(a)(b)(c)(d)(e)는 스테레오폰의 삽입 유무에 따라 절환되어진다.

즉 스테레오폰이 삽입되지 않는 상태에서는 접점(a)(b),(a')(b'),(d)(d'),(e)(e')가 접속되어지고 스테레오폰이 삽입되어지면 접점(a)(c),(a')(c')가 접속됨과 동시에 (d)(d'),(e)(e')는 개방되어진다.

본 고안은 상기와 같이 스테레오폰의 삽입 유무에 따라 접점이 절환되는 것을 체크하여 스위칭소자인 트랜지스터(Q₁)의 구동이 선택되게 스위칭부(80)를 구성하되 상기 트랜지스터(Q₁)의 구동에 따라 앰프(21)(22)의 뮤우트 단자에 인가되는 전압을 제어해 주므로써 스테레오폰이 삽입되지 않을 경우는 앰프(21)(22)의 출력이 정상적으로 서라운드 및 중저음 출력용 스피커(41)(42)로 출력되어지고 스테레오폰이 삽입될 경우는 앰프(21)(22)의 출력이 뮤우트 되도록 한 것이다.

따라서 스테레오폰을 삽입시키는 동작만으로 또다른 조작없이 서브음성신호를 뮤우트시키는 본 고안을 스테레오폰을 삽입시키지 않았을 경우와 스테레오폰을 삽입시켰을 경우로 나누어 살펴본다.

먼저 스테레오폰을 삽입시키지 않았을 경우에는 접점(a)(b),(a')(b'),(d)(d'),(e)(e')가 접속되어진다.

따라서 앰프(11)에서 출력된 좌채널 음성신호는 스위치(60)의 접점(a)(b)를 통하여 스피커(31)로 출력되어지고 앰프(12)에서 출력된 우채널 음성신호는 접점(a')(b')를 통하여 스피커(32)로 출력되어진다.

한편 스위칭부(80)의 전원(B⁺)은 저항(R₄)을 통하여 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터에 인가됨과 동시에 저항(R₃)과 접점(e)(e')를 통한 후 저항(R₅)(R₆)에 의해 분배되어 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q₁)는 '턴온'되어진다.

트랜지스터(Q₁)가 '턴온'되면 콜렉터 전위가 로우레벨로 떨어지게 되고 이에 따라 앰프(21)(22)의 뮤우트 단자에 로우레벨이 인가되게 된다.

이때 앰프(21)(22)는 뮤우트단자에 로우레벨이 인가되면 음성신호를 뮤우트시키지 않고 뮤우트단자에 하이레벨이 인가되면 음성신호를 뮤우트시키게 된다.

따라서 스테레오폰을 삽입하지 않은 상태에서는 스위칭부(80)의 트랜지스터(Q₁)가 '턴온'되어 앰프(21)(22)의 뮤우트 단자에 로우레벨을 인가시키게되므로 앰프(21)에서 출력된 서라운드 음성신호는 스피커(41)로 출력되고 앰프(22)에서 출력된 중저음 음성신호는 스피커(42)로 출력되어진다.

즉 스테레오폰을 삽입시키지 않은 상태에서는 앰프(11)(12)에서 출력된 좌,우 채널의 음성신호는 스피커(31)(32)로 출력되고 앰프(21)(22)에서 출력된 서브음성신호(중저음 및 서라운드)는 스피커(41)(42)로 출력되므로 정상적인 음성신호의 출력이 이루어지게 된다.

다음으로 스테레오폰을 삽입시켰을 경우를 살펴본다.

스테레오폰을 삽입시키면 이에 연동되어 스위치(60)의 접점(a)(c),(a')(c')이 접속되어지는 한편 접점(d)(d'),(e)(e')는 개방되어진다.

따라서 스테레오폰이 삽입되면 앰프(11)에서 출력된 좌채널 음성신호는 스위치(60)이 접점(a)(c)을 통한 후 부하저항(R_L)을 통하여 잭삽입부(70)에 인가되어지고 앰프(12)에서 출력된 우채널 음성신호는 스위치(60)의 접점(a')(c')을 통한 후 부하저항(R_R)을 통하여 잭삽입부(70)에 인가되어진다.

그러므로 잭삽입부(70)에 삽입되어진 스테레오폰을 통하여 좌,우채널의 음성신호를 들을 수 있게 된다.

그러나 스테레오폰을 이용 할 경우는 서라운드 및 중저음의 서브음성신호 출력은 무의미하므로 스테레오폰 사용시 서브음성신호를 뮤우트시켜야 한다.

즉 스테레오폰이 삽입되어 접점(e)(e')가 개방되면 저항(R₃)을 통하여 공급되는 전원(B⁺)이 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 인가되지 못하게 되고 이에 따라 트랜지스터(Q₁)는 '턴오프'되어진다.

트랜지스터(Q₁)가 '턴오프'되면 콜렉터 측이 하이레벨이되므로 앰프(21)(22)의 뮤우트 단자에도 하이레벨이 인가되어진다.

앰프(21)(22)는 뮤우트 단자가 하이레벨로 인가되면 서라운드 및 중저음신호를 출력단으로 출력시키지 않고 뮤우트시키게 된다.

따라서 스테레오폰이 삽입되면 스위칭부(60)의 트랜지스터(Q₁)가 '턴오프'되어 서브음성신호를 출력시키는 앰프(21)(22)의 뮤우트 단자를 하이레벨로 인가시켜주므로써 서브 음성신호를 뮤우트시키게 된다.

즉 스테레오폰이 삽입되면 불필요한 서브 음성신호를 스위칭부(80)에서 자동적으로 제거시켜주게 되므로 스테레오폰 사용시 수반되던 스테레오폰 삽입동작과 서브음성신호를 뮤우트시키기 위한 동작 중 서브 음성신호를 뮤우트시키는 동작을 없앨 수 있게 된다.

이러한 본 고안에서 부하저항(R_L)(R_R)의 저항값을 제3도의 회로도에 의해 구하여 본다.

먼저 앰프(11)(12)에서 출력되는 메인 좌,우채널의 출력을 20W로 하고 앰프(21)에서 출력되는 서라운드 출력은 10W, 앰프(22)에서 출력되는 중저음출력은 30W로 가정하고 스피커(31)(32)(41)(42)의 임피던스를 각각 8Ω이라 가정할 때 스테레오 헤드폰의 임피던스를 32Ω, 출력을 0.1W로 출력시키고자 할 경우 부하저항(R_L)(R_R)을 저항값을 구하여 본다.

상기에서 가정한 경우와 같을 때 앰프(11)에 흐르는 최대전류는 P=i²R 의 식에서가 되므로가 된다.

이를 전압으로 환산되면 V=i·R의 식에서가 된다.

따라서 부하저항(R_L)은이 되므로 R_L=195Ω이 된다.

여기서 부하저항(R_R)의 저항값도 같다.

그리고 저항(R₃)은 4.7Ω, 저항(R₄)은 15KΩ, 저항(R₅)은 100KΩ, 저항(R₆)은 4.7KΩ, 콘덴서(C₁)는 3.3μF이라 가정하고 스테레오폰을 삽입시키지 않았을 경우의 등가회로도는 제4도에 도시된 바와 같다.

여기서 앰프(12)의 최대 출력시 트랜지스터(Q₁)의 베이스전위(V_be)를 구해보면가 된다.

즉 트랜지스터(Q₁)의 베이스전위(V_be)가 0.57Vrms 이므로 앰프(12)의 출력이 최대일지라도 트랜지스터(Q₁)는 '턴오프' 상태가 되므로 앰프(21)(22)의 뮤우트 단자는 하이레벨이 인가되어 서브 음성신호의 출력은 뮤우트되게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 고안은 다채널 음성신호 출력기기에서 스테레오폰 삽입시 자동적으로 메인 좌,우채널 음성신호만 스테레오폰으로 출력시키고 서라운드 및 중저음의 서브 음성신호는 뮤우트시킴으로써 조작이 간편한 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 앰프(11)(12)에서 출력된 메인 음성신호를 스테레오폰의 삽입에 따라 내부접점이 절환되는 스위치(60)에서 선택하여 스피커(31)(32) 및 잭삽입부(70)에 인가시키고, 앰프(21)(22)에서 출력된 서라운드 및 중저음의 서브 음성신호는 스피커(41)(42)에 인가시키는 다채널 음성신호 출력기기에 있어서, 상기 스위치(60)의 내부접점 절환상태를 검출하는 저항(R₅)(R₆)과, 상기 저항(R₅)(R₆)의 검출전압에 따라 구동이 선택되는 트랜지스터(Q₁)로 스위칭부(80)를 구성하되 상기 트랜지스터(Q₁)의 구동에 따라 앰프(21)(22)의 뮤우트가 선택되게 구성한 것을 특징으로 하는 음성신호 스위칭 회로.