KR200394796Y1 - Doppler Microphone - Google Patents

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KR200394796Y1
KR200394796Y1 KR20-2005-0013631U KR20050013631U KR200394796Y1 KR 200394796 Y1 KR200394796 Y1 KR 200394796Y1 KR 20050013631 U KR20050013631 U KR 20050013631U KR 200394796 Y1 KR200394796 Y1 KR 200394796Y1
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Abstract

본 고안은 마이크로폰에 관한 것으로, 시간에 따라 1개의 마이크로폰 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결하게 스위치를 제어하는 선택기와, 마이크로폰어레이상의 모든 마이크로폰 출력과 각각 연결되며 상기 선택기의 제어 신호에 의해 마이크로폰어레이 상의 각각의 마이크로폰 출력 과 결합기간 신호의 연결 및 단선 작용을 하는 스위치, 음파를 전기 신호로 변환하여 주는 마이크로폰, 2개 이상의 마이크로폰이 한면상에 공간적으로 이격되어 배열된 마이크로폰어레이, 각각의 스위치와 연결되어 스위치 출력들을 하나의 출력으로 하여 음파대역 필터로 보내는 결합기, 결합기와 연결되며 결합기 출력에서 불필요한 주파수대역은 차단하고 원하는 주파수 대역은 통과시켜 증폭기로 출력신호를 공급하는 필터, 필터의 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 증폭기 출력을 출력하기 위한 출력단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이에 의하면 마이크로폰의 음파 입력 단계에서 정면 방향으로 지향성이 높은 마이크로폰을 구성할 수 있어 정면음파를 높은 S/N비(Singal to Noise Ratio)로 수신 할 수 있다.The present invention relates to a microphone, and a selector for controlling a switch to connect only a single microphone output at high speed sequentially and connected to a combiner, and connected to all microphone outputs on a microphone array, respectively, by a control signal of the selector. Switch for connecting and disconnecting each microphone output and coupling period signal on microphone array, microphone for converting sound wave into electric signal, microphone array in which two or more microphones are spaced apart on one side, each switch It is connected to the combiner and the combiner to send the switch outputs as a single output to the sonic band filter.It cuts unnecessary frequency band at the combiner output and passes the desired frequency band to supply the output signal to the amplifier. It characterized in that it comprises an amplifier for amplifying, and an output stage for outputting the amplifier output, according to this, it is possible to configure a microphone with a high directivity in the front direction at the sound wave input stage of the microphone, so that the front sound wave high S / N ratio Can be received in (Singal to Noise Ratio).

Description

도플러마이크로폰{Doppler Microphone}Doppler Microphone

본 고안은 지향성을 가진 마이크로폰에 관한 것으로, 마이크로폰어레이의 측면에서 수신되는 측면음파는 시간에 따라 1개의 마이크로폰 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결되도록 하는 스위치 동작에 의해 마이크로폰움직임 효과가 발생함과 동시에 수신 측면음파의 결합기 출력에 도플러 효과가 발생하며, 이로 인하여 측면음파는 제거할 수있는 주파수로 변이되어 필터에 의해 제거 되며, 정면음파의 수신에는 결합기 출력에 수신 정면음파 주파수가 변하지 않고 수신된후 필터를 통과하여 출력하도록 하여 높은 지향성으로 S/N비를 높여 정면음파 만을 수신하는 도플러마이크로폰에 관한 것이다.The present invention relates to a microphone having a directivity, the side sound waves received from the side of the microphone array is a microphone movement effect is generated by a switch operation to sequentially connect only one microphone output at high speed in accordance with time and to be connected to the combiner At the same time, the Doppler effect occurs on the output of the combiner of the receiving side sound waves, which causes the side sound waves to be removed and removed by the filter.The receiving front sound waves are not changed at the combiner output. The present invention relates to a Doppler microphone that receives only front sound waves by increasing the S / N ratio with high directivity by outputting through a filter.

일반적으로 마이크로폰 출력에서 주변잡음을 제거하기 위하여, 마이크로폰 출력에서 신호세기가 센 음파는 출력하고 일반적으로 신호세기가 작은 주변잡음은 제거하여 음파출력에 있는 주변잡음을 제거한다. In general, in order to remove the ambient noise from the microphone output, the sound wave with the strong signal strength is output from the microphone output and the ambient noise with the small signal strength is generally removed to remove the ambient noise from the sound wave output.

그러나 이와 같은 방법은 원하는 음파가 주변잡음 보다 작거나 비슷하여 지면, 주변잡음 성분과 원하는 음파 성분의 구별이 어려워 주변잡음 제거가 수월하지 않았다. 또한 마이크로폰 출력을 증폭할 경우 원하는 음파출력과 주변잡음이 같이 증폭되어 주변잡음의 제거가 곤란하였다.However, when the desired sound wave is smaller or similar to the ambient noise, it is difficult to distinguish between the ambient noise component and the desired sound wave component, and thus it is not easy to remove the ambient noise. In addition, when amplifying the microphone output, the desired sound wave output and the ambient noise were amplified together, which made it difficult to remove the ambient noise.

또한 2 개의 마이크로폰을 두고, 첫번째 마이크로폰에선 주변 잡음과 원하는 음파 신호를 수신하고, 두번째 마이크로폰에선 주변 잡음만을 수신하여 FFT(Fast Fourier Transform) 과정을 거쳐 주변잡음 성분을 분석한 후 첫번째 마이크로폰 출력에서 주변 잡음만을 상쇄시켜 노이즈를 제거하고 있다. In addition, with two microphones, the first microphone receives the ambient noise and the desired sound wave signal, and the second microphone receives only the ambient noise, performs the FFT (Fast Fourier Transform) process, analyzes the ambient noise component, and then the ambient noise at the first microphone output. The noise is removed by canceling the bay.

그러나 이 또한 마이크로폰 신호에서 복잡한 계산 과정을 거쳐야 노이즈 성분이 제거 되는 불편함이 있었다.However, this also has the inconvenience of removing noise component only through complicated calculation process in microphone signal.

측면 음파는 마이크로폰의 공간적으로 이격된 배치로 인하여 수신 음파의 위상(Phase)이 수신기 마다 다르게 되고 이러한 1개의 마이크로폰 출력을 스위치를 이용, 시간에 따라 1개의 마이크로폰 출력이 빠른 속도로 순차적으로 선택되어 출력하게 하면 1개의 마이크로폰이 마이크로폰어레이상에 마치 기계적으로 회전하며 측면음파를 수신하는 효과를 갖는다. 이러한 마이크로폰움직임효과는 도 1에 도시된 도플러레디오전파방향탐지기(A Doppler Radio-Direction Finder)(1)에서 소개된 방법이다. 도플러레디오전파방향탐지기(1)에서는 여러개의 안테나(2)들을 한면상에 원형으로 이격시켜 배치하면, 측면에서 전파되는 전파(3)의 수신에서 각각의 안테나 위치를 이격시킴으로 각각의 안테나 수신 전파 파형의 위상이 이격된 거리에 의해 모두 다르게 된다. 이때 안테나의 출력에 각각 스위치(4)를 연결하여 시간에 따라 1개의 안테나 출력이 빠른 속도로 순차적으로 선택되어 출력하게 하면, 결합부(5) 출력에서 전기적으로 스위치(4)의 제어에 의하여 마치 하나의 안테나가 기계적인 회전을 하며 수신하는 것과 같은 안테나이동효과가 발생한다. 이와 같은 효과에 의해 결합부(5) 출력에서 수신되는 전파 주파수에 도플러효과가 발생하여 수신 주파수가 변이 되는 현상이 발생하한다. 도플러레디오전파방향탐지기(1)에서는 이러한 도플러 주파수의 발생을 검출하여 전파의 전파 방향을 찾아 내고 있다.The lateral sound waves have different phases of the received sound waves from receiver to receiver due to the spatially spaced arrangement of the microphones, and one microphone output is sequentially selected according to time by using a switch of one microphone output. In this case, one microphone is mechanically rotated on the microphone array and has an effect of receiving side sound waves. This microphone movement effect is the method introduced in A Doppler Radio-Direction Finder 1 shown in FIG. In the Doppler radio wave direction detector (1), when several antennas (2) are arranged in a circular space on one surface, each antenna receiving wave wave is spaced apart from each antenna position in the reception of the radio wave (3) propagating from the side surface. The phases of are all different by the distances apart. At this time, by connecting the switch (4) to the output of the antenna, respectively, one antenna output is selected in sequence at high speed according to the time, and outputs, by the control of the switch (4) electrically at the output of the coupling portion The same antenna shift effect occurs as a single antenna rotates while receiving a mechanical rotation. Due to such an effect, a Doppler effect occurs in the radio frequency received at the output of the coupling unit 5, thereby causing a change in the reception frequency. The Doppler radio wave direction detector 1 detects the occurrence of such Doppler frequency to find the propagation direction of the radio wave.

이때 이러한 도플러전파방향탐지기(1)에서 4개의 안테나(2)를 이 안테나를 지나는 원주를 가진 윈의 원주 위에 각각 배치하고 각각의 안테나와 원심을 잇는 선분이 각각 직각이 되게 안테나가 이 원주의 사면에 배치될 때, 위의 전기적인 제어에 의한 수신기의 움직임 효과가 실험적으로 효과적으로 발생함이 소개 되어 있다.In this Doppler propagation direction detector (1), four antennas (2) are arranged on the circumference of the win with the circumference passing through the antenna, and the antennas are perpendicular to the circumference so that the line segments connecting each antenna and the centrifugal are perpendicular to each other. It is introduced that the effect of the movement of the receiver by the above electrical control occurs experimentally effectively when placed in the.

그러나 이러한 실시예는 음파 수신기인 마이크로폰에는 적용되지 않았고, 도플러 효과에 의한 수신 주파수 변이의 활용이 상기 예에서는 수신 주파수에 최대로 도플러 편이 되는 스위치 제어 시점을 찾아 전파의 전파방향을 찾는 것으로 한정되어 있다. However, this embodiment is not applied to the microphone, which is a sound wave receiver, and the use of the reception frequency variation due to the Doppler effect is limited to finding the propagation direction of the radio wave by finding a switch control point in which the Doppler side is maximized in the reception frequency. .

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 도플러 레디오 전파 방향 탐지 방법에서 쓰인 이격된 수신기들의 출력에 각각 스위치를 연결하여 시간에 따라 1개의 안테나 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 결합기에 연결되도록 하면 결합기 출력에서 수신기의 움직임 효과가 발생됨을 마이크로폰에 적용하여, 결합기 출력에서 측면 음파는 마이크로폰움직임 효과와 이로 인한 도플러 효과에 의해 필터로 차단 할 수있는 주파수로 변이되고, 이 주파수 변이된 음파를 필터를 통하여 제거 하고, 각각의 수신기에 같은 페이즈의 음파로 수신되는 정면 음파는 상기 마이크로폰움직임 효과 및 이 효과에 의한 도플러 효과에 의해 주파수 변이가 생기지 않고 수신되어, 마이크로폰에서 노이즈 성분으로 작용할 수 있는 측면 음파를 차단하여 복잡한 계산 과정을 거치지 않고 입력 단계에서 노이즈를 제거하며, 측면 음파만을 선별적으로 차단 함으로써 원하는 정면 음파 신호가 측면 음파보다 신호 크기가 작아도 높은 S/N비로 수신 할 수 있는 지향성이 높은 도플러마이크로폰을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, by connecting a switch to the output of the receivers spaced apart in the Doppler radio propagation direction detection method, respectively, only one antenna output is connected to the combiner in rapid succession over time By applying the effect of the receiver to the microphone at the combiner output, the side sound waves at the combiner output are shifted to frequencies that can be blocked by the filter by the microphone movement effect and the resulting Doppler effect. The front sound wave, which is removed through the filter and received at the same phase in each receiver, is received without causing a frequency shift by the microphone movement effect and the Doppler effect caused by this effect, and thus can act as a noise component in the microphone. To block sound waves By removing noise at the input stage without complicated calculation process, and selectively blocking only the side sound wave, it provides highly directional Doppler microphone that can receive high S / N ratio even if the desired front sound wave signal is smaller than the side sound wave. I would like to.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 도플러마이크로폰은, 시간에 따라 1개의 마이크로폰 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결하도록 스위치를 제어하는 선택기와, 마이크로폰어레이상의 모든 마이크로폰 출력에 각각 연결되며 상기 선택기의 제어 신호에 의해 마이크로폰어레이 상의 각각의 마이크로폰 과 결합기 간 신호의 연결 및 단선 작용을 하는 스위치, 음파를 전기 신호로 변환하여 주는 마이크로폰, 2개 이상의 마이크로폰이 한면상에 공간적으로 이격되어 배열된 마이크로폰어레이, 각각의 스위치와 연결되어 스위치 출력들을 하나의 출력으로 하여 필터로 보내는 결합기, 결합기와 연결되며 결합기 출력에서 불필요한 주파수대역은 차단하고 필요한 주파수 대역은 통과시켜 증폭기로 출력신호를 공급하는 필터, 필터의 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 증폭기 출력을 출력하기 위한 출력단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the Doppler microphone according to the present invention includes a selector for controlling a switch to connect only a single microphone output at a high speed with a sequential speed and a coupler, and are connected to all microphone outputs on a microphone array, respectively. A switch that connects and disconnects signals between microphones and couplers on a microphone array by a control signal of a microphone, a microphone that converts sound waves into an electrical signal, and a microphone array in which two or more microphones are spaced apart on one side It is connected to each switch and is connected to the combiner and the combiner to send the switch outputs as a single output to the filter.The filter removes unnecessary frequency bands at the combiner output and passes the required frequency bands to supply the output signal to the amplifier. An amplifier for amplifying the output signal of the, characterized in that it comprises an output stage for outputting the amplifier output.

본 고안에 따르면, 공간적으로 이격된 마이크로폰 배치로 음파를 수신하는 마이크로폰어레이의 측면에서 도달하는 측면음파는 마이크로폰의 공간적으로 이격된 배치로 인하여 수신 측면음파의 위상이 마이크로폰어레이 상의 마이크로폰 마다 다르게 된다. According to the present invention, the lateral sound waves arriving at the side of the microphone array receiving the sound waves in the spatially spaced microphone arrangement are different from the microphones on the microphone array due to the spatially spaced arrangement of the microphones.

즉 2개 이상의 마이크로폰을 한면상에 이격시켜 배열하면, 이 면의 정면에서 전달 되는 정면음파는 마이크로폰마다 수신음파의 위상이 동일하고, 이 면의 측면에서 전달 되는 측면음파는 수신음파의 위상이 수신기 마다 다르게 수신되어 정면음파 및 측면음파를 구분하는 할 수 있게 된다.In other words, when two or more microphones are arranged on one side, the front acoustic waves transmitted from the front side of this side have the same phase of the received acoustic wave for each microphone, and the side acoustic waves transmitted from the side of this side have the receiver phase of the received sound wave. It is received differently every time, it is possible to distinguish between the front and side sound waves.

이때 이러한 측면음파 수신시 마이크로폰 출력들에서 스위치로 시간에 따라 1개의 마이크로폰 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결하게하면 결합기 출력에선 1개의 마이크로폰이 마이크로폰어레이상에 마치 기계적으로 움직이며 측면 음파를 수신하는 것과 같은 마이크로폰움직임 효과를 갖는다. 마이크로폰움직임 효과로 인한 측면 음파는 도플러마이크로폰 결합기 출력에서 수신 음파에 도플러 효과에 의한 주파수 변이가 발생한다. 이로써 상기 수신 측면음파는 필터로 제거할 수있는 주파수로 변이되어 필터로 제거됨과, 마이크로폰어레이의 정면에서 전달 되는 정면음파 수신에는 마이크로폰어레이 상에 마이크로폰의 공간적으로 이격된 배치에도 수신 음파의 위상이 마이크로폰 마다 같아 스위치의 작용에의한 마이크로폰움직임 효과에도 결합기 출력에서 수신 정면음파의 주파수가 변하지 않고 필터를 통과하여 출력된다.At this time, when one side sound wave is received, only one microphone output is sequentially changed at high speed by the switch from the microphone outputs to the switch, and when it is connected to the combiner, one microphone moves mechanically on the microphone array at the combiner output. It has the same microphone movement effect as receiving. Lateral sound waves due to the microphone movement effect cause a frequency shift due to the Doppler effect to the received sound waves at the Doppler microphone coupler output. As a result, the receiving side sound waves are shifted to a frequency that can be removed by the filter and removed by the filter. In addition, the front side acoustic wave received from the front of the microphone array has a phase of the received sound wave even in a spatially spaced arrangement of the microphones on the microphone array. Likewise, the frequency of the received front sound wave is not passed through the filter at the combiner output even with the effect of the microphone movement by the action of the switch.

또한 상기 마이크로폰어레이에서 측면에서 도달하는 측면음파는 상기 마이크로폰움직임 효과에 의하여 결합기 출력에서의 측면음파의 수신 주파수가 변이 되고, 마이크로폰어레이의 정면에서 도달하는 정면 음파는 마이크로폰움직임 효과에도 결합기 출력에서의 정면음파 수신 주파수가 변이되는 않는 마이크로폰의 배열을 갖는다In addition, the side sound waves reaching from the side of the microphone array is changed in the reception frequency of the side sound waves at the coupler output by the microphone movement effect, and the front sound waves arriving from the front of the microphone array are front at the combiner output even with the microphone movement effect. Has an array of microphones in which the sound wave reception frequency does not vary

특히 마이크로폰어레이 상의 마이크로폰은 4개로 구성되며, 각각의 마이크로폰을 잇는 원주를 가진 원을 만들었을 때, 마이크로폰과 이 원의 중심축을 잇는 선분들이 직각을 이루게 마이크로폰이 이 원주의 사면에 배치 하면 간단한 구성으로 효율적인 상기 마이크로폰움직임 효과를 낼 수 있다.In particular, the microphone on the microphone array consists of four, and when a circle having a circumference connecting each microphone is formed, the microphone is placed on the slope of this circumference so that the microphone and the line segments connecting the center axis thereof are perpendicular to each other. Efficient microphone movement effect can be produced.

또한 스위치에 의해서 마이크로폰 출력이 결합로 동시에 연결되는 마이크로폰 숫자가 1개 또는 그 이상 이어도 상기 마이크로폰움직임 효과가 발생하나, 마이크로폰어레이 상의 마이크로폰 출력이 모두 결합기에 연결 된다면 상기 마이크로폰움직임 효과가 없어져 상기 수신되는 측면 음파에 도플러 효과가 발생하지 않아 측면 음파를 제거 하지 못한다. In addition, the microphone movement effect occurs even if the number of microphones connected to the microphones by the switch is simultaneously connected to one or more, but if the microphone outputs on the microphone array are all connected to the combiner, the microphone movement effect is lost. There is no Doppler effect on the sound waves, so the side sound waves cannot be removed.

또한 선택기는 데이터선택기(Multiplexer)와, 카운터, 클럭 발생기로 구성되어 이루어질 수 있다.The selector may be composed of a data selector, a counter, and a clock generator.

이때 클럭 발생기는 발생 주파수를 임의로 조절할 수 있으며 이로써 하나의 마이크로폰 출력이 결합기에 연결된 후 다음 마이크로폰으로의 연결 전환 시간을 조절할 수 있어, 상기 마이크로폰움직임 효과로 인한 측면음파에 대한 도플러 효과 와 이로 인한 측면 음파에 대한 주파수 변이 정도를 조절할 수 있다. In this case, the clock generator can arbitrarily adjust the frequency of generation, thereby adjusting the connection switching time to the next microphone after one microphone output is connected to the combiner, so that the Doppler effect on the side sound waves caused by the microphone movement effect and the resulting side sound waves You can adjust the frequency shift for.

또한 스위치의 구성은 기계적 또는 전기적인 부품으로 구성이 되어 마이크로폰 출력과 결합기간 신호의 연결 및 단선 작용을 할 수 있다. In addition, the switch is composed of mechanical or electrical components, which can connect and disconnect the microphone output and the coupling period signal.

또한 필터의 통과 대역 및 통과 주파수는 임의로 조절 가능 하게 함으로써 특정 주파수의 음파만을 수신 할 수도 있으며, 또한 상기 주파수 변이된 측면음파의 통과 정도를 조절 할 수 있다.  In addition, the pass band and the pass frequency of the filter can be arbitrarily adjusted to receive only sound waves of a specific frequency, and can also adjust the pass degree of the frequency shifted side sound waves.

아하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세하게 설명한다.Aha, the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도2에 도시된 바와 같이 본 고안의 도플러마이크로폰(11)은 시간에 따라 1개의 마이크로폰(12) 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기(14)와 연결하도록 스위치(13)를 제어하는 선택기(16)와, 마이크로폰어레이(15) 상의 각각의 마이크로폰(12) 과 결합기(14) 간 신호의 연결 및 단선 작용을 하는 스위치(13), 음파를 전기 신호로 변환하여 주는 마이크로폰(12), 2개 이상의 마이크로폰(12)이 한면상에 공간적으로 이격되어 배열된 마이크로폰어레이(15), 각각의 스위치(12)와 연결되어 스위치(12) 출력들을 하나의 출력으로 하여 필터로 보내는 결합기(14), 결합기(14)와 연결되며 결합기출력(21)에서 불필요한 주파수대역은 차단하고 필요한 주파수 대역은 통과시켜 증폭기(18)로 출력신호를 공급하는 필터(17), 필터의 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭기(18), 증폭기 출력을 출력하기 위한 출력단(19)으로 이루어 진다.As shown in FIG. 2, the Doppler microphone 11 of the present invention sequentially changes only one microphone 12 output at high speed according to time, and selector 16 for controlling the switch 13 to be connected to the combiner 14. ), A switch 13 for connecting and disconnecting signals between the microphone 12 and the coupler 14 on the microphone array 15, the microphone 12 for converting sound waves into electric signals, and two or more. The microphone 12 is a microphone array 15 spaced apart on one side, arranged with each switch 12, combiner 14, the output of the switch 12 as a single output to the filter, combiner ( A filter 17 for supplying an output signal to the amplifier 18 by cutting off the unnecessary frequency band at the coupler output 21 and passing the required frequency band, and an amplifier 18 for amplifying the output signal of the filter. , Amplification It takes place in the output stage (19) for outputting an output.

도 3에 도시된 것과 같이 측면음파원(31)으로부터 마이크로폰어레이(15)의 측면에서 도달하는 측면음파(32)가 일정 간격 이격되어 배치된 마이크로폰(12)에 전달 될때 각각의 마이크로폰(12)은 서로간 이격된거리(34)에 의하여 수신되는 측면음파(32) 신호에 시간적차이(33)가 있음을 도시하고 있다. 이러한 각각의 마이크로폰(12)에 도달하는 측면음파(32)의 시간적차이(33)에 의하여  As shown in FIG. 3, when the side sound waves 32 arriving from the side sound source 31 on the side of the microphone array 15 are delivered to the microphones 12 spaced apart from each other, the respective microphones 12 are It is shown that there is a time difference 33 in the side sound wave 32 signals received by the distance 34 from each other. By the time difference 33 of the side sound waves 32 reaching each of these microphones 12

도 4와 같이 수신 측면음파위상(41)이 마이크로폰(12) 마다 다르게 된다. 이때 각각 다른 위상으로 측면음파(32)를 수신하고 있는 마이크로폰(12) 출력들을 시간에 따라 1개의 마이크로폰(12) 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기(14)와 연결하게 하면 결합기출력(21)에선 도 5에 도시된 것처럼 1개의 마이크로폰(12)이 마이크로폰어레이(15)상에 마치 기계적으로 움직이며 측면음파(32)를 수신하는 것과 같은 마이크로폰움직임(51) 효과를 갖는다.As shown in FIG. 4, the receiving side acoustic wave phase 41 is different for each microphone 12. At this time, the microphone 12 outputs receiving the side sound waves 32 in different phases are sequentially changed at only one microphone 12 output at a high speed according to time, and connected to the combiner 14 so as to coupler output 21. As shown in FIG. 5, one microphone 12 has a microphone movement 51 effect as if it is mechanically moved on the microphone array 15 and receives the side sound waves 32. As shown in FIG.

이때 이러한 마이크로폰움직임(51) 효과에 의해 수신된 측면음파(32)의 결합기출력(21)에선 도플러 효과과 발생함과 이 도플러 효과에 의한 측면음파(32) 수신 주파수가 변이(63)되는 현상이 나타난다.  In this case, the Doppler effect occurs in the coupler output 21 of the side sound wave 32 received by the microphone movement 51 effect, and the phenomenon in which the side sound wave 32 reception frequency is shifted 63 due to the Doppler effect appears. .

도 6 은 상술된 마이크로폰움직임 효과에 의해 전파되는 측면음파(61)의 주파수가 결합기출력(21)에서 상기 마이크로폰움직임(51) 효과에 의하여 수신된 측면음파(32)의 주파수가 변이(63)된 것을 도시한 것이다. 마이크로폰(12)과 결합기(14)간 연결시간(62)동안 각각의 다른 위상으로 수신되는 측면음파(32)를 시간에 따라 1개의 마이크로폰(12) 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기(14)와 연결하게 하면 결합기출력(21) 에서는 측면음파(32)의 수신 주파수가 변이(63)된다.6 shows that the frequency of the lateral sound wave 61 propagated by the microphone movement effect described above is shifted by the frequency of the lateral sound wave 32 received by the microphone movement 51 effect at the combiner output 21. It is shown. During the connection time 62 between the microphone 12 and the combiner 14, the side sound wave 32 received in each different phase is sequentially changed at only one microphone 12 output at a high speed, and the combiner 14 When coupled to the combiner output 21, the receiving frequency of the side sound wave 32 is shifted (63).

이렇게 주파수 편이(63)된 결합기출력(21)의 측면음파(32)는 필터(17)로 제거 되어 진다. The side sound wave 32 of the coupler output 21 with the frequency shift 63 is removed by the filter 17.

마이크로폰어레이(15)의 정면에서 전달 되는 정면음파(72) 수신에는 도 7 에 도시된 바와 같이 마이크로폰(12)의 공간적으로 이격된 배치에도 정면음파음원(71)에서 전파된 수신 정면음파(72)는 마이크로폰 마다 음파 수신에 시간적차이(33)가 생기지 않으므로 마이크로폰(12) 마다 동일한 위상의 정면음파(72)에 대한 출력을 하게 되어 시간에 따라 1개의 마이크로폰(12) 출력 만이 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 선택되어 출력하게 하여도 결합기출력단(21)에서 정면음파(72)의 수신 주파수가 변하지 않고, 이 출력은 필터(17)를 통과하며 증폭기(18)를 거쳐 출력단(19)으로 출력함으로써 정면음파(72)는 주파수 변화 없이 도플러마이크로폰(1)의 출력단(19)에 출력되고 측면음파(32)는 주파수가 변화되고 필터(17)에 의해 차단된다.In order to receive the front sound wave 72 transmitted from the front of the microphone array 15, the received front sound wave 72 propagated from the front sound source 71 even in a spatially spaced arrangement of the microphone 12, as shown in FIG. Since the time difference 33 does not occur in the sound wave reception for each microphone, the output of the front sound wave 72 of the same phase for each microphone 12, only one microphone 12 output is sequentially changed over time according to the time Even if it is selected and outputted, the receiving frequency of the front sound wave 72 does not change at the combiner output end 21, and this output passes through the filter 17 and outputs to the output end 19 through the amplifier 18. 72 is output to the output terminal 19 of the Doppler microphone 1 without changing the frequency and the side sound wave 32 is changed in frequency and cut off by the filter 17.

도2에 도시된 것과 같이 마이크로폰어레이(15)상의 마이크로폰(12)은 4개로 구성하며, 각각의 마이크로폰(12)을 잇는 원주를 가진 원을 만들었을 때, 마이크로폰(12)과 이 원의 중심축을 잇는 선분이 서로 직각을 이루게 이 원의 원주상의 사방에 각각 마이크로폰(12)을 배치 하여 마이크로폰어레이(15)를 구성하면 측면음파(32)를 상기 기술된 마이크로폰움직임(51) 효과로 인한 주파수 변이(63) 및 필터(17)를 통하여 효율적으로 제거 한다.As shown in Fig. 2, the microphone 12 on the microphone array 15 is composed of four, and when a circle having a circumference connecting each microphone 12 is formed, the microphone 12 and the central axis of the circle are formed. By arranging the microphone arrays 15 by arranging the microphones 12 on the circumferences of the circle so that the connecting line segments are perpendicular to each other, the side acoustic wave 32 is changed in frequency due to the microphone movement 51 effect described above. It removes efficiently through the 63 and the filter 17.

또한 선택기(16)는 도 8에 도시된 것과 같이 데이터선택기(Multiplexer)(83), 카운터(82), 클럭 발생기(81)로 구성되어 이루어질 수 있다. In addition, the selector 16 may include a data selector 83, a counter 82, and a clock generator 81 as illustrated in FIG. 8.

여기서 클럭 발생기(81)는 클럭 신호를 발생 시켜 클럭 주파수에 의해 상기 기술된 마이크로폰움직임(51) 효과를 유발 시키며, 측면음파(32)의 결합기출력(21)에서의 주파수 변이(63) 정도를 결정하게 된다. The clock generator 81 generates a clock signal to induce the effect of the microphone movement 51 described above by the clock frequency, and determines the degree of frequency shift 63 at the combiner output 21 of the side sound waves 32. Done.

카운터(82)에선 클럭 발생기(81)의 클럭을 카운트하며 카운트된 결과를 데이터선택기(83)에서 모든 스위치(13)를 제어 할 수 있도록 스위치(13) 숫자에 맞는 2진 bit로 데이터선택기(83)로 출력을 출력한다.The counter 82 counts the clock of the clock generator 81 and outputs the counted result to a binary bit corresponding to the number of the switches 13 so that the data selector 83 can control all the switches 13. Output the output to

데이터선택기(Multiplexer)(83)는 이러한 카운터(82)의 2진 bit 출력에 따라, 각각의 스위치(13)와 연결된 스위치 라인(20)을 통하여 시간에 따라 1개의 마이크로폰(12) 출력 만이 순차적으로 바꾸며 결합기(14)와 연결하게 스위치를 제어 한다.  According to the binary bit output of this counter 82, the data selector 83 sequentially outputs only one microphone 12 in time through the switch line 20 connected to each switch 13. Control the switch to connect with the coupler (14).

그러므로 클럭 발생기(81)의 발진 주파수에따라 데이터선택기(83)에 의하여 마이크로폰(12) 출력이 결합기(14)에 순차적으로 바꾸어 연결되는 속도를 조절할 수 있어, 클럭 발생기(81)의 발진 주파수에 따라 측면음파(32)의 결합기출력(21)에서의 주파수 변이(63)가 결정 된다. Therefore, according to the oscillation frequency of the clock generator 81, the speed at which the output of the microphone 12 is sequentially connected to the combiner 14 by the data selector 83 can be adjusted, and according to the oscillation frequency of the clock generator 81. The frequency shift 63 at the combiner output 21 of the side sound waves 32 is determined.

또한 스위치(13)의 구성은 기계적 또는 전기적으로 구성이 되어 마이크로폰(12) 출력과 결합기(14)간 신호의 연결 및 단선 작용을 할 수 있다. In addition, the configuration of the switch 13 may be mechanically or electrically configured to connect and disconnect the signal between the microphone 12 output and the coupler 14.

또한 필터(17)의 통과 대역 및 통과 주파수는 임의로 조절 가능 하게 함으로써 특정 주파수의 정면음파(72)만을 수신 할 수 도 있으며, 측면음파(32)의 주파수 변이(63)된 정도에 따라 측면음파(32)의 필터(17) 통과를 조절 할 수 있다.  In addition, the pass band and the pass frequency of the filter 17 may be arbitrarily adjusted to receive only the front sound wave 72 of a specific frequency, and the side sound wave (depending on the degree of the frequency shift 63 of the side sound wave 32). 32 can be adjusted through the filter (17).

이러한 필터(17)의 출력을 증폭기(18)를 통하여 증폭하여 출력함으로써, 정면 방향의 음파신호 세기가 노이즈로 작용할 수 있는 측면 방향 음파 신호보다 신호 세기가 작아도 높은 수신 감도로 정면 방향 음파만을 수신할 수 있게 된다.By amplifying and outputting the output of the filter 17 through the amplifier 18, only the front acoustic wave can be received with a high reception sensitivity even if the signal strength of the front acoustic wave signal is smaller than the lateral acoustic signal which may act as noise. It becomes possible.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면 측면음파는 마이크로폰움직임 효과와 이로 인한 도플러 효과에 의해 필터로 차단 할 수있는 주파수로 변이되고, 이 주파수 변이된 신호를 필터를 통하여 제거 하고, 각각의 수신기에 같은 위상의 음파로 수신되는 정면 음파는 이 움직임 효과 및 도플러 효과에 의한 주파수 변이가 생기지 않고 수신된다. 이렇게 수신기에서 노이즈 성분으로 작용할 수 있는 측면 음파만을 차단 함으로써 원하는 정면 음파 신호가 측면 음파보다 신호 크기가 작아도 높은 S/N비로 수신 할 수 있는 도플러마이크로폰이 제공 된다.As described above, according to the present invention, the side sound wave is shifted to a frequency that can be blocked by the filter by the microphone movement effect and the Doppler effect, and this frequency shifted signal is removed through the filter, and the same phase is applied to each receiver. The front sound wave received by the sound wave of is received without the frequency shift caused by this movement effect and the Doppler effect. Thus, the Doppler microphone provides a high S / N ratio even when the desired front sound wave signal is smaller than the side sound wave by blocking only the side sound waves that may act as noise components in the receiver.

도 1은 종래 전파방향탐지기의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional radio wave direction detector.

도 2는 본 고안에 따른 도플러마이크로폰의 전체 구성도이다.2 is an overall configuration diagram of a Doppler microphone according to the present invention.

도 3은 본 고안에 따른 도플러마이크로폰에서 측면음파의 수신시 각각의 마이크로폰에 도달되는 측면음파의 도달 거리가 차이가 남을 도시한 도면이다.3 is a view showing a difference in the distance of the arrival of the side sound waves reaching each microphone when receiving the side sound waves in the Doppler microphone according to the present invention.

도 4는 본 고안에 따른 도플러마이크로폰에서 측면음파의 수신시 각각의 마이크로폰에 수신되는 측면음파의 위상을 도시한 도면이다.4 is a view showing the phase of the side sound waves received by each microphone when receiving the side sound waves in the Doppler microphone according to the present invention.

도 5는 본 고안에 따른 도플러마이크로폰에서 스위치의 작용에 의한 마이크로폰의 움직임효과를 도시한 도면이다.5 is a view showing the movement effect of the microphone by the action of the switch in the Doppler microphone according to the present invention.

도 6은 본 고안에 따른 도플러마이크로폰에서 측면음파의 수신시 결합기의 출력에 나타난 수신된 측면음파의 파형을 도시한 도면이다.6 is a view showing the waveform of the received side sound waves appearing at the output of the combiner when receiving the side sound waves in the Doppler microphone according to the present invention.

도 7은 본 고안에 따른 도플러마이크로폰에서 정면음파의 수신시 각각의 마이크로폰에 도달되는 정면음파의 도달 거리가 차이가 없음을 도시한 도면이다.7 is a view showing that there is no difference in the reach distance of the front sound waves that reach each of the microphones when receiving the front sound waves in the Doppler microphone according to the present invention.

도 8은 본 고안에 따른 선택기의 구성도이다.8 is a block diagram of a selector according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11: 도플러마이크로폰11: Doppler microphone

12: 마이크로폰12: microphone

16: 선택기16: selector

17: 필터17: filter

Claims (10)

음파를 수신하는 마이크로폰에 있어서, In the microphone for receiving sound waves, 시간에 따라 1개의 마이크로폰 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결하게 스위치를 제어하는 선택기와, 마이크로폰어레이상의 모든 마이크로폰 출력과 각각 연결되며 상기 선택기의 제어 신호에 의해 마이크로폰어레이 상의 각각의 마이크로폰 출력 과 결합기간 신호의 연결 및 단선 작용을 하는 스위치, 음파를 전기 신호로 변환하여 주는 마이크로폰, 2개 이상의 마이크로폰이 한면상에 공간적으로 이격되어 배열된 마이크로폰어레이, 각각의 스위치와 연결되어 스위치 출력들을 하나의 출력으로 하여 음파대역 필터로 보내는 결합기, 결합기와 연결되며 결합기 출력에서 불필요한 주파수대역은 차단하고 원하는 주파수 대역은 통과시켜 증폭기로 출력신호를 공급하는 필터, 필터의 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 증폭기 출력을 출력하기 위한 출력단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도플러마이크로폰A selector for controlling the switch to connect only a single microphone output at high speed sequentially with time, and connected to all microphone outputs on the microphone array, and each of the microphone outputs on the microphone array by the control signal of the selector; A switch that connects and disconnects the coupling period signal, a microphone that converts sound waves into an electrical signal, a microphone array in which two or more microphones are spaced apart on one side, and is connected to each switch to connect the switch outputs to one It is connected to the combiner and combiner which is sent to the sonic band filter as output, and the filter which cuts unnecessary frequency band at the combiner output and passes the desired frequency band to supply the output signal to the amplifier, the amplifier to amplify the output signal of the filter, the amplifier output Doppler microphone, characterized in that it comprises an output stage for outputting 삭제delete 제 1항에 있어서 The method of claim 1 공간적으로 이격되어 음파를 수신하는 마이크로폰어레이에서 측면에서 전달 되는 측면음파는 음파의 수신에 마이크로폰의 공간적으로 이격된 배치로 인하여 수신 음파의 위상(Phase)이 수신기 마다 다르게 되고 수신된 측면음파를 시간에 따라 1개의 마이크로폰 출력 만을 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결하게 하면 결합기출력의 수신된 측면음파 신호는 마이크로폰이 마이크로폰어레이상에 마치 기계적으로 움직이며 측면 음파를 수신하는 것과 같은 마이크로폰움직임효과를 발생시키며, 이로 인한 측면음파의 도플러 효과가 발생함과 동시에 상기 결합기 출력의 측면음파는 필터로 제거할 수있는 주파수로 변이되어 필터로 제거됨과, 마이크로폰어레이의 정면에서 전달 되는 정면음파 수신에는 마이크로폰의 공간적으로 이격된 배치에도 마이크로폰의 수신 음파의 위상이 마이크로폰 마다 같아 스위치에서 1개의 마이크로폰 출력을 시간에 따라 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결 하여도 결합기 출력에서는 수신된 음파의 주파수가 변하지 않아 필터를 통과하여 출력되도록 하여 측면음파를 제거하고 정면 음파만을 수신하는 것을 특징으로하는 도플러마이크로폰 In the microphone array that receives the sound waves spatially spaced, the side sound waves transmitted from the side are different from each other due to the spatially spaced arrangement of the microphones for receiving the sound waves, and the phase of the received sound waves varies from receiver to receiver. Therefore, when only one microphone output is changed at high speed and connected to the combiner, the received side sound wave signal of the combiner output generates the microphone moving effect as if the microphone moves mechanically on the microphone array and receives the side sound wave. As a result, the Doppler effect of the side sound waves occurs and at the same time the side sound waves of the combiner output are shifted to a frequency that can be removed by the filter and removed by the filter, and the front acoustic wave received from the front of the microphone array is spatially spaced by the microphone. In spaced batches The phase of the received sound waves of the microphone is the same for each microphone, so that one microphone output is sequentially changed at a high speed according to the time at the switch, and even when connected to the combiner, the frequency of the received sound wave does not change at the combiner output so that it is output through the filter. Doppler microphone, characterized in that to remove the side sound waves and receive only the front sound waves 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로폰어레이상의 마이크로폰의 배열에서 측면에서 도달하는 측면 음파는 1개의 마이크로폰 출력을 스위치에서 시간에 따라 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결 하면 측면음파의 결합기 출력에서 수신된 측면음파 주파수가 변이 되고, 마이크로폰어레이의 정면에서 도달하는 정면음파는 1개의 마이크로폰 출력을 스위치에서 시간에 따라 빠른 속도로 순차적으로 바꾸며 결합기와 연결 하여도 결합기 출력에서의 수신 정면음파 주파수가 변화되는 않는 마이크로폰의 배열을 갖는 마이크로폰어레이를 특징으로 하는 도플러마이크로폰 In the arrangement of microphones on the microphone array, the side sound waves arriving at the side are sequentially changed at a high speed according to the time of one microphone output at a switch, and when connected to a combiner, the side sound wave frequencies received at the combiner output of the side sound waves are changed. The front sound wave arriving from the front of the microphone array is a microphone array having a microphone array in which one microphone output is sequentially changed at a high speed with time at a switch, and the receiving front sound frequency at the combiner output does not change even when connected to the combiner. Doppler microphone, characterized in that 제 4 항에 있어서,  The method of claim 4, wherein 상기 마이크로폰어레이 상의 마이크로폰은 4개로 구성되며, 각각의 마이크로폰을 잇는 원주를 가진 원을 만들었을 때, 마이크로폰과 이 원의 중심축을 잇는 선분들이 서로 직각을 이루게 마이크로폰이 이 원주의 사면에 각각 배치 되는 것을 특징으로 하는 도플러마이크로폰 The microphone on the microphone array consists of four, and when a circle having a circumference connecting each microphone is formed, the microphone is placed on the slope of the circumference of the circumference so that the microphone and the line segments connecting the center axis thereof are perpendicular to each other. Doppler microphone featuring 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 스위치에 의해 마이크로폰 출력이 결합기와 동시에 연결되는 숫자가 1개 또는 그 이상 이며, 마이크로폰어레이 상의 마이크로폰 갯수 보다 미만임을 특징으로 하는 도플러마이크로폰  Doppler microphone, characterized in that the number of microphone outputs connected to the combiner by the switch is one or more, less than the number of microphones on the microphone array 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 선택기는 멀티플랙서와, 카운터, 클럭 발생기로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 도플러마이크로폰 The selector is composed of a multiplexer, a counter, a clock generator, Doppler microphone 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 클럭 발생기는 발생 주파수를 임의로 조절할 수 있으며, 이러한 클럭 발생기의 주파수 조정으로 인하여 결합기 출력에서의 측면음파에 대한 주파수 편이 정도를 조절하는 것을 특지으로 하는 도플러마이크로폰  The clock generator can arbitrarily adjust the generated frequency, and the Doppler microphone, which is characterized by adjusting the frequency deviation of the side sound waves at the output of the combiner due to the frequency adjustment of the clock generator. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 스위치의 구성은 기계적 또는 전기적으로 구성이 되어 연결 및 단선 작용을 하는 것을 특지으로 하는 도플러마이크로폰 The Doppler microphone is characterized in that the switch is mechanically or electrically configured to connect and disconnect. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 필터의 통과 대역 및 통과 주파수는 임의로 조절 가능 함을 특징으로 하는 도플러마이크로폰Doppler microphone, characterized in that the pass band and pass frequency of the filter can be arbitrarily adjusted
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