KR20020035003A - 울트라 배스 ２ - Google Patents

Abstract

오디오 시스템들은 공지되어 있고, 예들 들어 미리 기록된 CD들로부터 오디오 신호들을 재생하거나 수신된 라디오 신호들을 재생하는데 사용된다. 특히 저주파수 범위에서 신호들을 개선하기 위해 소위 울트라 배스(ultra bass)가 공지되어 있다. 본 발명은 확성기들을 오버드라이브하는 볼륨으로 저주파수 범위에서 신호들을 공급하는 문제들을 극복하기 위해 피드 포워드 제어를 도입함으로써 저주파수 범위에서 신호들을 더 개선하는 것을 제안한다.

Description

울트라 배스 ２{Ultra Bass II}

오디오 신호들의 고성능 재생은 사람들의 청취 범위에서 음(sound)들을 확실하게 재생할 수 있는 사운드 트랜스듀서(sound transducer)를 이상적으로 필요로 한다. 이것은 20-20000Hz로 결정되었다. 그러나, 사실적으로, 대부분의 고성능 스피커 시스템들은 40-20000Hz의 주파수 범위에서 음들을 재생할 수 있다. 이들 고성능 시스템들은 주파수 범위의 높은 부분을 재생하기 위한 소형 트랜스듀서들(트위터(tweeter)들)과, 주파수 범위의 낮은 부분을 재생하기 위한 비교적 큰 트랜스듀서들(우퍼(woofer)들)을 포함한다. 본래 이들 스피커 시스템들은 크기가 크고 청취 영역에서 공간을 실질적으로 차지한다.

그러나, 고성능 음을 즐기지만 고성능 스피커 시스템을 위한 공간을 갖지 않은 많은 소비자들이 있다. 이 문제를 인식하는 제조자들은 이들 소비자들을 위한 소형 스피커 시스템들을 갖는 콤팩트 오디오 시스템드을 판매하여 왔다. 그러나,스피커 시스템들의 비교적 작은 크기를 고려하면, 이들 소형 스피커 시스템들은 40-100Hz의 범위에서 가청 주파수들을 재생할 수 없다. 그 때, 이들 콤팩트 오디오 시스템들을 이용하는 소비자는 이 결함을 인지할 수 있고 그 때 시스템으로 인해 좌절된다.

이와 같은 오디오 시스템은 유럽 특허 출원 EP-A-0546619호(출원인 참조번호 PHA40624)에 공지되어 있다. 그 발명은 전기역학적 확성기이므로, 특히 저주파수에서의 큰 음향 출력을 필요로 한다. 그러나, 종종 예를 들어 텔레비전 세트들 또는 휴대용 오디오 세트들에서, 이 음향 출력은 확성기들의 작은 크기에 의해 심하게 제한된다. 이 딜레마는 가상 음조(virtual pitch) 또는 분실한 기초음(missing fundamental)로 종종 불리는 정신-음향학적(psycho-acoustic) 현상을 이용함으로써 해결될 수 있다는 것이 알려져 있고, 그것은 저음-응답(bass-response)의 착각을 불러내고, 확성기는 이들 저주파수들에서 큰 전력을 발하지 않는다. 이 착각은 저주파수 톤(tone)들을 대체함으로써 발생될 수 있고, 그것은 오디오 신호에 존재하지만 이들 톤들의 고조파로 인해, 소형 확성기에 의해 발생될 수는 없다. 이제 고조파는 저주파수 톤들, 소위 울트라 배스를 나타낸다.

공지된 오디오 시스템에서, 오디오 신호의 저주파수 대역이 선택되고, 선택된 신호의 고조파를 발생하기 위한 고조파 발생기의 형태로 강화 수단에 공급된다. 발생된 고조파는 그 후 오디오 신호에 부가된다. 이 방법으로, 오디오 신호의 저주파 인식이 개선된다. 공지된 오디오 시스템에서, 전파(full wave) 정류기는 고조파 발생기로서 사용되고, 그것은 단지 고조파마저도 발생한다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 기술된 바와 같은 오디오 시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이와 같은 오디오 시스템에 사용하기 위한 강화(enhancing) 수단에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 오디오 시스템의 개략 실시예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 오디오 시스템의 제2 개략 실시예를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 강화(enhancing) 수단의 실시예를 도시한 도면.

본 발명의 목적은 인공 구조물들을 줄이고 그래서 더 자연적인 효과를 갖고, 음악 범위 효율을 증가시키고 가능한 한 효과량을 많이 갖는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이용가능한 머리위의 공간을 최적화하고 최소 볼륨에서의 왜곡(distortion)을 회피하기 위해 적응성 시스템을 갖는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감지한 저주파수 오디오 신호들을 더 개선하는 것이다.

이 목적을 위해, 본 발명의 제1 양상은 청구항 1에 규정된 바와 같은 오디오 시스템을 제공한다.

본 발명은 저주파수 대역에서 너무 많은 신호들을 발생하는 문제를 극복하기 위해 수신 입력 신호에 따라 고조파 발생기의 이득을 제어하기 위해 피드 포워드 자동 이득 제어를 사용하고 그 후 단지 강화 수단의 끝에서 저주파 신호들의 레벨을 줄이는 것을 시도하는 것이 더더욱 효과적이라는 내부 사정에 근거한다.

본 발명에 따른 오디오 시스템의 실시예들은 종속 청구항들에 기술되어 있다.

본 발명과, 본 발명을 이롭게 구현하는데 선택적으로 사용될 수 있는 부가적인 특징들은 이하 기술되는 예들과 이하 도시된 도면들을 참조하여 분명해지고 명백해질 것이다.

대응하는 구성요소들은 도면들에서 대응하는 참조 부호들로 설명될 것이다.

도 1은 처리 수단(PM1)과 강화 수단(EM1)을 포함하는 오디오 시스템(AS1)의 개략 실시예를 도시한다. 이 예에서, 하나의 입력 신호(i1)와 하나의 출력 신호(o1)만이 도시되어 있다. 물론 동일한 기술이 스테레오 또는 멀터 채널 응용예들을 이용하여 사용될 수 있다(예를 들어 스테레오 응용예를 위한 도 2 참조). 오디오 시스템은 오디오 입력 신호(il)를 수신하기 위한 입력(I1)과 예를 들어 확성기(L1)에 공급될 오디오 출력 신호(o1)를 공급하기 위한 출력(O1)을 더 포함한다. 처리 수단과 강화 수단은 오디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력에 모두 결합된다. 처리 수단 및 강화 수단의 출력들은 처리된 신호들을 합계하고 결합된 신호를 출력(O1)에 공급하기 위한 합계 수단(SUM1)의 각각의 입력들에 결합된다.

오디오 시스템(AS1)의 동작은 다음과 같다. 수신된 입력 신호(il)는 오디오 시스템에서 정상적으로 이루어지는 것과 같이 처리 수단(PM1)에서 처리되고, 그것은 종래기술에 숙련된 사람에게 공지되어 있으며 다른 설명을 필요로 하지 않는다. 강화 수단(EM1)은 입력 신호(il)로부터 주파수 범위를 선택할 것이고, 그 입력 신호는 개별적으로 처리되어야 하고, 후에 부가 수단(AM1)에서, 처리된 신호에 부가된다. 강화 수단(EM1)은 강화 수단(EM1)의 입력으로부터의 피드 포워드(feed forward) 제어(FFC1)와 오디오 시스템(AS1)의 출력(O1)으로부터의 피드백제어(FBC1) 모두를 포함한다.

저주파수 대역에서 많은 신호들을 발생하는 문제를 극복하기 위해서는, 수신된 입력 신호에 따라 고조파 발생기를 제어하기 위해 피드 포워드 자동 이득 제어를 사용하고 그 후 강화 수단의 끝에서 저주파 신호들의 레벨을 줄이기 위해 단지 시도하는 것이 더 많이 효과적이다.

다음에서, 본 발명에 따른 강화 수단의 동작이 다른 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 2는 2개의 입력들(LI1, RI2)을 포함하는 오디오 시스템(AS2)의 제2 개략 실시예를 도시하고 있다. 2개의 입력들은 강화될(개선될) 주파수 대역의 하부 부분을 선택하기 위해 입력 신호를 필터링하기 위한 제1 필터 수단(F21)에 결합된다. 이 하부 부분은 제1 필터 수단(F21)의 출력으로부터 피드 포워드 제어(FFC2)로부터의 신호를 더 수신하는 고조파 발생기(HG2)에 공급된다. 고조파 발생기(HG2)의 출력은 제2 필터 수단(F22)을 통해, 좌측 출력(LO2)과 우측 출력(RO2) 양쪽으로부터 피드백 신호를 수신하는 피드백 제어 수단(FB2)에 결합된다. 피드백 제어 수단(FBC2)의 출력은 각각 제1 합계 수단(SUM21)과 제2 합계 수단(SUM22)을 통해 각각 출력(LO1, RO2)에 결합된다.

처리 수단(도 1 참조; PM1)에서의 정상적인(normal) 좌측 및 우측 오디오 신호들의 처리는 이 도면에 도시되어 있지 않다.

도 3은 제3 실시예가 도 2의 디지털 버전의 아날로그 버전인, 오디오 시스템(AS3)의 제3 개략 실시예를 도시한다. 이 오디오 시스템은 제1 및 제2입력(LI3,RI3)과 제1 및 제2 출력(LO3,RO3)을 포함한다. 입력들은 좌측 및 우측 입력 신호를 합계하고 결합된 신호를 제1 필터 수단(F31)에 공급하기 위한 합계 수단(SUM31)에 결합된다. 이 필터 수단에서, 입력 신호는 강화될 저주파수 성분만을 얻기 위해 필터링된다. 필터 수단(F31)의 출력은 수신된 저역 필터링된 입력 신호의 고조파를 생성하기 위한 고조파 발생기(HG3)에 결합된다. 또한, 필터 수단(F31)의 출력은 피드 포워드 제어 신호(FFC3)를 공급하기 위해 고조파 발생기(HG3)에 결합된다. 고조파 발생기의 출력은 피드백 제어 수단(FBC3)에 결합된다. 고조파 발생기의 출력은 이 예에서 2개의 합계 수단(SUM32, SUM33)에 의해 표시된 믹싱(mixing) 수단(MIX3)에 결합된다. 믹싱 수단에서, 피드백 제어 수단(FBC3)의 출력 신호는 정상적인 좌측 입력 신호와 정상적인 입력 신호에 각각 결합된다. 출력들은 볼륨(volume) 제어 수단(VC31,VC32)을 통해 공급되는 각각의 출력 신호들을 각각의 좌측 출력(LO3) 및 우측 출력(RO3)에 공급한다.

또한, 출력 신호들은 피드백 제어 수단(FBC3)에 피드백 신호들로서 공급된다.

고조파 발생기는 소위 연산 증폭기(OP AMP)들, 저항기들, 캐패시터들로 구현될 수 있다.

오디오 신호(들)의 정상적인 신호 경로에서 고역 필터들은 오디오 시스템의 실행을 개선하기 위해 통합될 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 이들 필터들은 소형 확성기들을 보호하는데 사용될 수 있다. 그것은 그 공진 주파수 미만에서 확성기들의 오버드라이빙(overdriving)을 방지하는 것을 돕는다. 그래서, 오버드라이빙의 문제들을 적게 갖는 더 큰 확성기들에 대해서, 이들 필터들은 입력 신호내에 있는 저주파수들의 음색(timbre)을 강화하기 위해 개선될 수 있다.

믹싱 수단(MIX3)은 정상적인 오디오 신호에 부가될 저주파 신호의 양을 조절하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (4)

1. 오디오 신호를 수신하기 위한 입력과, 출력 신호를 공급하기 위한 출력과, 수신된 오디오 신호를 처리하기 위한 처리 수단과, 강화(enhancing) 수단을 포함하는 오디오 시스템으로서,

   상기 강화 수단은 상기 오디오 신호의 부분을 선택하기 위한 선택 수단과, 상기 오디오 신호의 선택된 부분의 고조파(harmonics)를 발생하기 위한 고조파 발생기를 포함하는, 상기 오디오 시스템에 있어서,

   상기 강화 수단은 상기 수신된 입력 신호에 따라 상기 고조파 발생기의 이득을 제어하기 위해 피드 포워드 자동 이득 제어(feed forward automatic gain control)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오디오 시스템은 상기 입력과 상기 강화 수단 사이에 결합된 강화될 오디오 신호의 하부 부분을 선택하기 위해 저역 필터 수단을 포함하고, 상기 피드 포워드 자동 이득 제어는 상기 저역 필터 수단의 출력으로부터 상기 강화 수단의 제어 입력에 결합되는 것을 특징으로 하는 오디오 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 강화 수단은 상기 오디오 시스템의 상기 출력과 상기 강화 수단의 제어입력 사이에 결합된 출력 오디오 신호에 따라 상기 고조파 발생기의 이득을 제어하기 위해 피드백 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 시스템.
4. 제 1 항에 청구된 바와 같은 오디오 시스템에 사용하기 위한 강화 수단.