KR20050106841A - 마이크의 클리핑 방지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에 장착된 캠코더 마이크의 클리핑 방지 장치에 관한 것으로, 종래에는 단일 지향성 마이크로 입력되는 음성 신호의 이득을 높여 증폭시킬 때 과도하게 증폭된 신호가 클리핑되어 알아들을 수 없는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 마이크로 입력된 음성 신호를 증폭시키는 제 1 증폭기와, 상기 제 1 증폭기의 출력단 전압과 클리핑 기준 전압을 비교하여 그에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 비교기와, 상기 제 1 증폭기에서 증폭된 음성신호를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 일측단자 또는 타측단자로 선택적으로 출력하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 일측단자 또는 타측단자로 출력된 음성 신호를 서로 다른 이득으로 증폭하여 출력하는 제 2 증폭기와, 상기 제 2 증폭기에서 출력된 음성 신호가 거치는 저역 통과 필터로 구성되어 클리핑으로 음성 신호가 왜곡되어 녹음 상태가 불량해지는 것을 방지함으로써 이동통신 단말기의 캠코더 기능을 향상시키는 효과가 있다.

Description

마이크의 클리핑 방지 장치 {APPARATUS FOR PREVENTING CLIPPING OF MIC}
본 발명은 마이크의 클리핑 방지 장치에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 캠코더 기능으로 단일 지향성 마이크를 사용하는 경우, 증폭시킨 음성 신호의 클리핑 발생 여부에 따라 증폭기의 이득을 재조정하여 양질의 녹음 상태를 제공하는 마이크의 클리핑 방지 장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기에 장착된 캠코더에 사용되는 마이크의 경우, 마이크에 입사하는 음파의 입사 각도에 의한 감도의 변화가 큰 단일 지향성 마이크를 사용한다. 이는 주변 잡음이 섞이는 것을 방지하고, 앞쪽으로부터의 일정한 방향으로만 강한 감도를 가지고 목표로 한 소리를 확실히 캐치해주기 위하여 일반적으로 사용하는 마이크이다.
그러나 단일 지향성 마이크는 저주파와 고주파의 감도차이가 대략 20dB로 그 차이가 심하기 때문에, 감도가 낮은 저주파 영역의 음성 신호를 사용할 수 있도록 높은 이득의 증폭기를 사용한다. 이 때, 증폭기를 거친 음성 신호는 코덱(Codec)에 의해 디지털 신호로 변환되어 압축되고, ALC(Auto Limit Control) 기능에 의해 일정한 레벨을 유지하며 녹음된다.
그러나 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 단일 지향성 마이크로 입력되는 음성 신호를 높은 이득으로 증폭시킬 때 과도하게 증폭된 음성 신호가 클리핑되어 녹음되므로, 재생 시 알아들을 수 없는 문제점이 있다.
종래 기술로 고감도 마이크를 사용하여 설계하는 경우 코덱의 ALC 기능을 사용하여 일정한 레벨로 녹음할 수 있지만, ALC로 입력되는 음성 신호가 클리핑된 상태로 들어오는 경우의 신호 처리는 불가능하다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 마이크로 입력되어 증폭된 음성 신호가 클리핑 생길 수 있는 레벨에 해당하는지 감지하여 이에 해당될 경우 이득을 감소시킴으로써 양질의 녹음 상태를 유지하는 마이크의 클리핑 방지 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마이크로 입력된 음성 신호를 증폭시키는 제 1 증폭기와, 상기 제 1 증폭기의 출력단 전압과 클리핑 기준 전압을 비교하여 그에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 비교기와, 상기 제 1 증폭기에서 증폭된 음성신호를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 일측단자 또는 타측단자로 선택적으로 출력하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 일측단자 또는 타측단자로 출력된 음성 신호를 서로 다른 이득으로 증폭하여 출력하는 제 2 증폭기와, 상기 제 2 증폭기에서 출력된 음성 신호가 거치는 저역 통과 필터로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비교기는 상기 제 1 증폭기의 출력단 전압이 클리핑 기준 전압 이상인가의 여부에 따라 고전위 또는 저전위의 신호를 출력하게 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 증폭기의 이득은 스위칭부의 일측단자 또는 타측단자와 연결된 서로 다른 값의 저항에 따라 결정되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 마이크의 클리핑 방지를 위한 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 음성 신호를 입력받는 단일 지향성 마이크(10)와, 이를 통해 입력된 음성 신호를 증폭시키는 제 1 증폭기(20)와, 상기 제 1 증폭기(20)에 의해 증폭된 음성 신호의 전압(Vin)과 클리핑 기준 전압(VRF)을 비교하여 이에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 비교기(30)와, 상기 제 1 증폭기(20)에서 증폭된 신호의 이득을 조정하는 제 2 증폭기(50)와, 상기 스위칭 제어신호에 따라 공통단자(c)가 일측단자(a) 또는 타측단자(b)에 선택적으로 연결되어 상기 제 1 증폭기(20)에서 증폭된 음성 신호를 제 2 증폭기(50)로 전달하는 스위칭부(40)와, 상기 제 2 증폭기(50)에서 출력된 음성 신호의 저주파 대역만을 통과시키는 저역 통과 필터(60)와, 상기 저역 통과 필터(60)를 거친 아날로그의 음성 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 코덱(70)으로 구성되어 있다.
단일 지향성 마이크(10)는 입력된 음성 신호를 전기 신호로 변환시키는 장치로서, 지향성 특성이 좋아 캠코더에 일반적으로 사용되는 마이크이다. 보통 마이크의 감도는 사람이 듣기에 적합하지 않기 때문에 제 1 증폭기(20)를 사용하여 사람이 들을 수 있는 레벨까지 증폭시키는데, 단일 지향성 마이크(10)는 고주파와 저주파의 감도 차이가 심해 비교적 높은 이득으로 음성신호를 증폭시켜 출력한다.
비교기(30)의 입력단은 제 1 증폭기(20)에서 증폭된 음성 신호의 전압(Vin)이 입력되는 비반전단자와 클리핑 기준 전압(VRF)이 입력되는 반전단자로 구성되며, 출력단은 스위칭부(40)와 연결되어 양단으로 입력되는 전압의 비교에 따른 스위칭 제어신호를 스위칭부(40)로 출력한다.
스위칭부(40)는 제 1 증폭기(20)에서 증폭된 음성 신호(Vin)을 입력받는 공통단자(c)와, 상기 공통단자(c)가 선택적으로 연결되는 일측단자(a)와 타측단자(b)로 구성된다.
제 2 증폭기(50)는 서로 다른 저항값을 가지는 반전단자와 일측단자(a)의 연결선에 위치한 저항 R1과, 반전단자와 타측단자(b)의 연결선에 위치한 저항 R2로 구성되어, 음성 신호가 저항 R1 또는 저항 R2를 통과하는지 여부에 따라 서로 다른 이득으로 증폭한다.
저역 통과 필터(60)는 실제 정보를 전달하기 위한 음성 주파수보다 주파수 대역이 높은 음성 신호를 제거하여 잡음을 줄이고, 신호 전송시의 부담을 줄여준다.
코덱(70)은 아날로그의 음성 신호를 디지털로 변환시켜주고, 디지털로 변환된 신호를 압축시켜 효율적으로 보관할 수 있게 한다. 또한, 코덱(70)의 ALC 기능이 전자적으로 볼륨을 제어하여 출력 레벨을 일정하게 유지시킴으로써 일정한 음성 레벨로 녹음할 수 있게 한다. 즉, 큰 입력 신호가 들어오면 증폭도가 내려가는 신호를 입력하고, 작은 입력 신호가 들어오면 증폭도를 높이는 신호를 입력하여 출력을 일정 상태로 유지시킨다.
상기와 같이 구성된 마이크의 클리핑 방지 장치의 동작을 구체적으로 살펴본다.
우선, 마이크(10)에서 음성 신호를 입력받아 일정한 전압을 갖는 전기적 신호로 변환하여 제 1 증폭기(20)로 전달하면, 제 1 증폭기(20)는 사람이 들을 수 있는 정도의 크기로 음성 신호를 증폭시킨다. 이 때, 비교기(30)는 상기 제 1 증폭기(20)에서 출력된 음성 신호의 전압 세기(Vin)가 클리핑 기준 전압 세기(VRF) 이상인 경우 공통단자(c)가 일측단자(a)에 연결되고, 출력된 음성 신호의 전압 세기(Vin)가 클리핑 기준 전압 세기(VRF) 미만 경우 공통단자(c)가 타측단자(b)에 연결되도록 하는 스위칭 제어신호를 출력한다.
스위칭부(40)는 상기 스위칭 제어신호에 따라 제 1 증폭기(20)에서 증폭된 신호를 일측단자(a) 또는 타측단자(b)로 전달하는데, 공통단자(c)가 일측단자(a)에 연결되면 제 2 증폭기(50) 출력단 음성 신호의 전압 세기가 입력단보다 감쇄되어 출력되고, 공통단자(c)가 타측단자(b)에 연결되면 입력단과 동일한 전압 세기의 음성 신호가 출력된다. 즉, 공통단자(c)가 일측단자(a)에 연결되면 이득의 크기는 R1의 저항 값 분의 R3의 저항 값이 되므로, R1의 저항 값을 R3의 저항 값보다 크게 설계하여 음성신호의 전압 세기를 감쇄시킬 수 있다. 마찬가지로, 공통단자(c)가 타측단자(b)에 연결되면 이득의 크기가 R2의 저항 값 분의 R3의 저항 값이 되므로, R2의 저항 값를 R3의 저항 값과 동일한 값으로 설계하면 출력단 음성 신호의 전압 세기는 입력단과 동일하게 유지되어 상기와 같이 출력단의 전압 세기를 조절할 수 있다. 이에 따라, 이득이 재조정된 제 2 증폭기(50) 출력단의 음성신호는 저역통과필터(60)를 거쳐 소정 주파수 이하의 음성 신호만 코덱(70)에 입력되도록 한다.
도 2는 본 발명에 의한 클리핑 신호가 처리되는 과정을 나타내는 예시도로서, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 비교기는 제 1 증폭기를 거친 음성신호의 전압(Vin)과 클리핑 기준 전압(VRF)을 비교하여, 음성 신호의 전압(Vin)이 클리핑 기준 전압(VRF)이상이면 하이(High)의 논리값, 클리핑 기준 전압(VRF) 미만이면 로우(Low)의 논리값의 스위칭 제어신호를 출력한다. 따라서 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 클리핑 기준 전압(VRF)이상의 음성 신호 전압(Vin)은 클리핑 기준 전압(VRF)보다 작게 감쇄되어 출력된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 클리핑이 생길 수 있는 레벨의 전압이 들어오는 경우 이득을 줄이는 증폭기를 추가로 장착하고, 코덱으로 음성 신호가 입력되기 전에 저역 통과 필터를 거치도록 하여 클리핑으로 음성 신호가 왜곡되어 녹음 상태가 불량해지는 것을 방지함으로써 이동통신 단말기의 캠코더 기능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 마이크의 클리핑 방지를 위한 회로도.
도 2는 본 발명에 의한 클리핑 신호가 처리되는 과정을 나타내는 예시도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 마이크 20 : 제 1 증폭기
30 : 비교기 40 : 스위칭부
50 : 제 2 증폭기 60 : 저역 통과 필터
70 : 코덱(Codec)

Claims (3)

  1. 마이크로 입력된 음성 신호를 증폭시키는 제 1 증폭기와,
    상기 제 1 증폭기의 출력단 전압과 클리핑 기준 전압을 비교하여 그에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 비교기와,
    상기 제 1 증폭기에서 증폭된 음성신호를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 일측단자 또는 타측단자로 선택적으로 출력하는 스위칭부와,
    상기 스위칭부의 일측단자 또는 타측단자로 출력된 음성 신호를 서로 다른 이득으로 증폭하여 출력하는 제 2 증폭기와,
    상기 제 2 증폭기에서 출력된 음성 신호가 거치는 저역 통과 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크의 클리핑 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 제 1 증폭기의 출력단 전압이 클리핑 기준 전압 이상인가의 여부에 따라 고전위 또는 저전위의 신호를 출력하게 구성된 것을 특징으로 하는 마이크의 클리핑 방지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 증폭기의 이득은 스위칭부의 일측단자 또는 타측단자와 연결된 서로 다른 값의 저항에 따라 결정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 마이크의 클리핑 방지 장치.
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