KR20060088603A

KR20060088603A - 액티브 네트워크 멀티웨이 스피커

Info

Publication number: KR20060088603A
Application number: KR1020050009377A
Authority: KR
Inventors: 김형석
Original assignee: 김형석
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2006-08-07
Also published as: KR100838928B1

Abstract

본 발명은 멀티웨이 스피커(Multi-Way Speaker)에서 고음(Treble), 중음(Mid-Range), 저음(Bass) 역을 전력증폭 하기 전에 분리하여 독립적으로 전력 증폭하여 각 우퍼(Woofer), 서브 우퍼(Sub-Woofer), 스코커(Squawker), 미드 레인지(Mid-Range), 트위터(Tweeter)등 각각의 스피커를 능동적으로 증폭하여 구동하여 주는 방법 및 장치로서, 더욱 상세하게는 2 Way, 3 Way등 멀티웨이 스피커의 각 스피커 별로 구동앰프를 독립적으로 운영 함으로서 각 주파수 대역 별로 특성에 맞는 증폭 및 위상조정을 수동 및 자동으로 할 수 있게 함으로서 음질을 개선, 향상하고 전력 효율을 극대화 할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

스피커, 멀티웨이 스피커, 네트워크, 네트워크 유니트, 액티브 네트워크, 패시브 네트워크, 파워 앰프, 파워드 스피커, 디지털 스피커, 디지털 멀티웨이 스피커, 디지털 파워드 스피커, 트위터, 스코커, 우퍼, Speaker, Multi-Way Speaker, Powered Speaker, Digital Speaker, Digital Multi-way Speaker, Digital Powered Speaker, Bass, Mid-Range, Treble, Tweeter, Squawker, Woofer, 2 Way, 3 Way, Passive Network, Active Network,

Description

액티브 네트워크 멀티웨이 스피커 {Active Network Multi-Way Speaker}

도 1 은 일반적인 멀티웨이 스피커의 구조도 일 예

도 2 는 본 발명에 사용되는 디지털 액티브 네트워크의 구조도

도 3 은 본 발명에 사용되는 아날로그 액티브 네트워크의 구조도

도 4 는 본 발명에 따른 고음용 A급 앰프의 회로도.

도 5 는 본 발명에 따른 중음용 AB급 및 저음용 B앰프의 회로도.

도 6 는 본 발명에 따른 저음용 D급 앰프의 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 입력신호 2: 프리앰프 3: DSP 4,5,6: D/A변환기

7: A급 파워앰프 8: AB급 파워앰프

9: B급 혹은 D급 파워앰프 10: 트위터(Tweeter)

11: 스코커(Squawker) 12: 우퍼(Woofer) 13: 고역통과필터(HPF)

14: 중음역통과필터(MPF) 15: 저역통과필터(LPF) 16: A급 파워앰프

17: AB급 파워앰프 18: B급 혹은 D급 파워앰프 19: 트위터(Tweeter)

20: 스코커(Squawker) 21: 우퍼(Woofer)

본 발명은 멀티웨이 스피커(Multi-Way Speaker)에서 고음(Treble), 중음(Mid-Range), 저음(Bass) 역을 전력증폭 하기 이전에 분리한 후 독립적으로 전력 증폭하여 각 우퍼, 스코커, 트위터등 스피커들을 능동적으로 구동하여 주는 방법 및 장치로서, 더욱 상세하게는 멀티웨이 스피커의 고, 중, 저음 별 각 스피커로 나누어 각기 다른 방식으로 증폭 함으로서 각 주파수 대역 별로 특성에 맞는 증폭 및 위상조정을 가능하게 함으로서 음질을 개선, 향상하고 전력 효율을 극대화 할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 스피커는 하나의 스피커로 전 음향대역을 재생하는 풀 레인지(full-range)방식과 고음, 중 저음 혹은 고음, 중음, 저음으로 2개 이상 여러 개의 각기 다른 대역의 소리를 재생하는 멀티웨이(multi-way)방식이 있다. 이중 풀 레인지 방식은 하나의 스피커로는 가청 주파수 대역 전체를 커버하기 어렵고 고 음질(HiFi)을 구현하기 어려워 주로 PA등의 저렴한 곳에 많이 사용되고 일반적으로 고 음질이 필요한 곳에는 멀티웨이 스피커가 사용 되어 왔다. 멀티웨이 스피커는 입력된 오디오 신호를 파워앰프로 증폭 한 후 그 구동 신호를 Passive(수동)소자인 L, C로 구성된 네트워크 회로에 인가하여 주파수 대역 별로 분배한 후 고, 중, 저 음역 별 스피커(우퍼, 스코커, 트위터)에 독립적으로 인가하여 스피커 들을 구동 하여 소리를 낸다.

그러나 이와 같은 방법에 의해 멀티웨이를 구성하는 방법은 Passive(수동)소자인 대용량의 전해 콘덴서 및 코일을 사용 함으로서 크로스오버 주파수 및 레벨을 정확히 맞추기가 어려우며 부품의 특성 및 온도 등에 따라 원하지 않는 크로스오버 왜곡 및 과 증폭이 생길 수도 있고 장기간 사용할 경우 음질성능이 현저히 저하 되거나 원치 않는 잡음이 발생하는 등의 문제점이 있는 것이다. 또한 제품의 무게가 무거워 지며 전력 효율이 나빠 결국 음량 손실을 초래하여 음질 저하가 발생 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 멀티웨이 스피커에 있어서, 기존의 네트워크처럼 음향신호를 증폭하여 스피커 구동전력을 만든 후 고, 중, 저음으로 주파수 분할을 하는 것이 아니라 저전력의 음향신호 상태에서 필터회로를 통하여 주파수 분할을 한 후 각각의 스피커들을 독립적으로 증폭하여 줌으로서 대용량의 수동회로(Passive Circuit)인 크로스오버 네트워크가 필요 없고 크로스오버 주파수 및 레벨을 쉽게 조정 가능하게 하는 방법 및 장치를 개발 하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고, 중, 저음 대역 별로 전용 스피커를 통하여 음을 재생하는 멀티웨이 스피커장치에 있어서, 상기 스피커 장치에 입력되는 신호가 디지털 신호일 경우와 아날로그일 경우의 두 가지로 구분할 수 있다.

그 하나는 상기 디지털신호일 경우, 스피커로 입력된 디지털 오디오 신호를 DSP에 인가하여 고, 중, 저음의 주파수 대역 별로 분리하며 위상 및 음량을 조절하는 단계, 상기 각각의 분리된 신호를 D/A 변환하는 단계, 상기 변환된 아날로그 신호를 앰프에 인가하여 주파수 대역스피커를 구동할 수 있는 전력으로 증폭하는 단계, 상기 증폭된 신호로 각 스피커를 구동하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

그 둘은 상기 아날로그신호일 경우, 스피커로 입력된 아날로그 오디오 신호를 필터 회로에 가하여 고, 중, 저역의 주파수 대역 별로 분리하여 음량을 조절하는 단계, 상기 조정된 신호를 스피커를 구동하기 위하여 전력 증폭하는 단계, 상기 증폭된 신호로 각 스피커 유닛을 구동하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 네트워크 유닛을 갖는 멀티웨이 스피커의 구조도로서, 파워 앰프를 통하여 증폭된 아날로그 음향신호를 도1의 LC 소자로 구성된 수동적(passive) 네트워크 회로에 인가하여 고음, 중음, 저음의 주파수 대역으로 분리해 낸 후 각기 스피커를 구동 하여 소리를 낸다. 이와 같은 기존의 방법은 최대 수백 와트(Watt)에 달하는 증폭된 전력신호를 필터링 하기 때문에 LC소자의 용량이 커야 하고 이에 따라 스피커의 기구가 커지고 한다.

도 2는 본 발명에 따르는 디지털 멀티웨이 스피커장치의 구조도로서, 입력 된 디지털 음향신호(AES/EBU)를 DSP회로를 거쳐 고음, 중음, 저음의 주파수 대역으로 분리해낸다. 고음, 중음, 저음 별로 각기 (4), (5), (6) D/A를 거쳐 대역 별 아날로그 신호로 변환 된다. 변환된 아날로그 신호는 대역 별로 별도의 증폭을 거치는데 고음은 (7)증폭기에 의해서 A급 증폭되고 스피커를 구동하고, 중음은 (8)증폭기에 의해서 AB급 증폭 되며 OCL(Output Capacitor Less)방식으로 스피커를 구동한다. 저음은 (9)증폭기에 의하여 B급 혹은 D급으로 증폭 되어 OCL방식으로 스피커를 증폭 한다.

도 3은 크로스오버 네트워크 유닛이 없는 아날로그 멀티웨이 스피커장치의 구조도로서, 입력된 아날로그 음향신호 신호를 (13)(14)(15)의 필터회로를 거쳐 고음, 중음, 저음의 주파수 대역으로 분리해낸다. 분리된 각 고음, 중음, 저음 신호는 대역 별로 고음은 (16) 증폭기에 의해서 A급 증폭되고, 중음은 (17)증폭기에 의해서 AB급 증폭 되며 OCL(Output Capacitor Less)방식으로 스피커를 구동한다. 저음은 (18)증폭기에 의하여 B급 혹은 D급으로 증폭 되어 OCL방식으로 스피커를 증폭 한다.

도4, 도5, 도6은 고, 중, 저음의 각 증폭기의 방식에 대한 개념도로 상기 고음대역은 도4와 같이 A급 증폭을 하여 음질을 최상으로 한다. 중음 대역은 도5에서와 같이 기존의 대부분 앰프에서 안정적으로 사용하고 있는 방식인 AB급 증폭방식을 채택한다. 저음 대역은 도5과 같은 형태의 B급 증폭을 사용하거나 혹은 도6에서와 같이 D급 증폭 하여 적은 전력을 사용하여 최대의 파워를 발생하도록 한다.

상기에서 묘사된 것 같이 고, 중, 저음 별로 증폭방식을 다르게 함으로서 각 대역 특성에 맞는 최대의 음향 특성을 이끌어 낼 수 있으며 각 대역을 커버하는 스피커에 다른 대역의 시그널이 혼입 되는 현상을 없애고 주파수 응답 특성, 다이나믹 레인지, 선형 특성이 뛰어난 출력을 얻을 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 멀티웨이 스피커에서 각 스피커 별로 특성에 맞는 증폭방법을 채택할 수 있으므로 음질의 극대화를 꾀할 수 있고 이상적인 크로스오버 특성을 가져 크로스오버 왜곡을 최소화할 수 있으며 각 대역을 커버하는 스피커에 다른 대역의 시그널이 혼입 되는 현상을 없애고 주파수 응답 특성, 다이나믹 레인지, 선형 특성이 뛰어난 출력을 얻을 수 있는 것이다.

Claims

2개 이상 다수의 스피커를 구동하는 디지털 멀티웨이 스피커에 있어서,

상기 스피커 장치에 디지털 신호를 입력하여 DSP에서 크로스오버 주파수 대역별로 분리해내는 단계, 상기 각각의 분리된 신호를 위상 및 음량을 조절하는 단계, 상기 조정된 신호를 D/A 변환하는 단계, 상기 변환된 아날로그 신호를 스피커를 구동하기 위하여 증폭하는 단계, 상기 증폭된 신호로 각 스피커를 구동하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 액티브 멀티웨이 스피커.
2개 이상 다수의 스피커를 구동하는 아날로그 멀티웨이 스피커에 있어서,

상기 스피커 장치에 아날로그 신호를 입력하여 크로스오버 주파수 대역별로 분리해내는 단계, 상기 각각의 분리된 신호의 음량을 조절하는 단계, 상기 조정된 신호를 스피커를 구동하기 위하여 증폭하는 단계, 상기 증폭된 신호로 각 스피커를 구동하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 아날로그 액티브 멀티웨이 스피커.
상기 1항 디지털 멀티웨이 스피커에 있어서,

상기 입력된 디지털 신호를 고, 중, 저음으로 주파수 대역 별로 분리하며 볼륨을 조절하고 위상을 조절하는 DSP회로.
상기 디지털 및 아날로그 멀티웨이 스피커에 있어서,

상기 고, 중, 저음 별로 별도의 증폭기를 구성하며 각 증폭방식을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 멀티웨이 스피커 구동신호 증폭 방법 및 장치.
상기 디지털 및 아날로그 멀티웨이 스피커에 있어서,

상기 고, 중, 저음 별로 분할하여 고음은 A급, 중음은 AB급, 저음은 B급 내지는 D급 증폭을 하는 것을 특징으로 하는 액티브네트워크 장치를 장착 한 파워드 멀티웨이 액티브네트워크 스피커(Powered Multi-Way Active Network Speaker).