KR20150076722A

KR20150076722A - 음향 증폭 방법 및 음향 증폭 회로

Info

Publication number: KR20150076722A
Application number: KR1020130165251A
Authority: KR
Inventors: 고지선; 황승해; 김영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-07
Also published as: KR101601381B1

Abstract

본 발명은 음향 증폭 방법에 관한 것으로, 펄스 코드 변조(PCM, Pulse code modulation) 신호가 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환되는 단계, 펄스 폭 변조 신호가 디(D)급 증폭기로 입력되는 단계, 디급 증폭기가 증폭한 신호가 엘씨(LC) 필터(filter)를 거치면서 노이즈가 제거되는 단계, 엘씨 필터를 통과한 신호가 스피커(speaker)에 인가되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

음향 증폭 방법 및 음향 증폭 회로 {An acoustic amplification method and an acoustic ampification circuit}

본 발명은 음향 증폭 방법 및 음향 증폭 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 쓰이는 음향 증폭 회로에서 디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter)의 도움 없이 펄스 코드 변조 신호(PCM, Pulse code modulartion)를 펄스 폭 변조 신호(PWM, Pulse width modulation)로 변환하여 디급(Class D) 증폭하는 증폭 방법 및 증폭 회로에 관한 것이다.

디지털 앰프(amp)는 디지털 신호를 직접 받아들여 아날로그(analog)로 바꾸지 않고 디지털로 증폭하여 스피커에 인가하는 앰프를 말한다. 즉, 도면 7도는 아날로그 증폭을 보여주는 리니어(linear) 증폭과는 달리 도면 8도와 같이 스위칭(switching) 증폭을 보여주는 증폭기들을 말한다.

그런데, 차량 분야에서는 오디오(audio) 앰프 단의 디지털 전환이 미진하며, 기존의 아날로그 방식을 주로 사용되고 있다.

도면 5도와 6도는 종래 차량에서 사용되는 음향 증폭기의 모습을 보여주는 도면이다.

종래의 음향 증폭기(10)는 내부에 디지털 아날로그 컨버터(11), AB급 증폭기(12)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 이러한 종래 음향 증폭기(10)는 펄스 코드 변조 신호를 받아들여서, 디지털 아날로그 컨버터(11)를 통하여 아날로그 신호로 변조시키고, 다시 이를 클래스 AB급 증폭기를 통하여 증폭한다. 그리고, 증폭된 신호는 엘씨(LC) 저역 통과 필터(Lowpass filter)(20)를 거치면서 잡음을 제거하고 스피커(30)을 통하여 출력되게 된다.

그런데 이러한 종래의 증폭기는 도면 6도에서 볼 수 있듯이, 증폭기 회로에서 발생되는 발열량이 매우 크고, 이에 따라 히트 싱크(heat sink)도 커지는 문제점이 있었다.

또한, 히트 싱크가 커짐에 따라, 디자인(design) 제약도 커지고, 연비도 떨어지는 문제점도 있었다.

그리고, 노이즈(noise) 제거를 위하여 복잡한 회로가 추가로 구비되어야 하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량용 앰프로서 풀(full) 디지털 앰프를 사용하여, 발열 문제를 해결할 수 있는 음향 증폭 방법 및 음향 증폭 회로를 제공하고자 한다.

또한, 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip)이나 아날로그 디지털 컨버터 없이 직접 펄스 코드 변조 신호를 입력받아 증폭을 수행할 수 있는 음향 증폭 방법 및 음향 증폭 회로를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 펄스 코드 변조(PCM, Pulse code modulation) 신호가 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환되는 단계; 상기 펄스 폭 변조 신호가 디(D)급 증폭기로 입력되는 단계; 상기 디급 증폭기가 증폭한 신호가 엘씨(LC) 필터(filter)를 거치면서 노이즈가 제거되는 단계; 상기 엘씨 필터를 통과한 신호가 스피커(speaker)에 인가되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 방법을 제공한다.

또한, 펄스 코드 변조 신호가 펄스 폭 변조 신호로 변환되는 단계는 디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter)나 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip) 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 방법을 제공한다.

또한, 상기 음향 증폭 방법이 차량에 사용되는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 펄스 코드 변조 신호를 펄스 폭 변조 신호로 변환하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부의 출력을 입력받아 증폭하는 디급 증폭기; 상기 디급 증폭기가 증폭한 신호의 노이즈를 제거하는 엘씨 필터; 상기 엘씨 필터를 통과한 신호를 재생하는 스피커;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 회로를 제공한다.

또한, 상기 신호 변환부는 디지털 아날로그 컨버터나 디에스피 칩 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 회로를 제공한다.

또한, 상기 음향 증폭 회로가 차량에 사용되는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 회로를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 음향 증폭 방법 및 음향 증폭 회로는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 풀 디지털 오디오 시그날 처리로 발열 발생이 적다. 따라서, 히트 싱크의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 히트 싱크의 크기를 줄이거나 없앨 수 있으므로, 시스템 설계상의 자유도가 향상되는 효과가 있다.

도면 1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.
도면 2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.
도면 3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로가 차량에 적용된 모습을 보여주는 도면이다.
도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로가 차량에 적용된 모습을 보여주는 도면이다.
도면 5도는 종래 차량에서 사용되는 음향 증폭기의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 6도는 종래 차량에서 사용되는 음향 증폭기의 모습을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면 1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 디지털화된 펄스 코드 변조 신호를 직접 입력받아서, 펄스 폭 변조 신호로 변조할 수 있다.

그리고, 이렇게 변조된 펄스 폭 변조 신호를 엘씨 저역 통과 필터(200)를 통과시켜서 잡음을 제거하고, 제거된 음향 신호를 스피커(300)에 인가하여 소리를 재생할 수 있다.

도면 2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)의 내부 구성을 보여주는 블럭도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 펄스 폭 변조 신호부(110)을 이용하여 펄스 코드 변조 신호를 펄스 폭 변조 신호로 곧바로 변조시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 디지털 아날로그 컨버터에서 생기는 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 펄스 폭 변조 신호로 변환된 음향 신호는 디급 증폭기(120)를 거치면서 신호가 증폭되고, 엘씨 저역 통과 필터(200)를 거쳐서 최종적으로 스피커(300)에 입력되어 음향이 재생되게 된다.

도면 3도와 도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)가 차량에 적용된 모습을 보여주는 도면이다.

도면 3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)를 내장 앰프로 사용한 모습을 보여주며, 도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)를 외장 앰프로 사용한 모습을 보여주는 도면이다.

도면 3도와 4도를 통해서 알 수 있듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음향 증폭 회로(100)는 기존 아날로그 앰프 대비 이득 손실이 적어서 발생하는 발열량이 매우 적어서, 히트 크의 크기를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. 따라서, 차량 전체적으로 중량이 감소되는 효과를 달성할 수 있으므로, 연비 개선의 효과도 달성할 수 있다. 또한, 이 외에도 확장형 앰프로서도 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 음향 증폭기
11 : 디지털 아날로그 컨버터
12 : 클래스 AB급 증폭기
20 : 엘씨 저역 통과 필터
30 : 스피커
100 : 음향 증폭 회로
110 : 펄스 폭 변조 신호부
120 : 디급 증폭기
200 : 엘씨 저역 통과 필터
300 : 스피커

Claims

펄스 코드 변조(PCM, Pulse code modulation) 신호가 펄스 폭 변조(PWM, Pulse width modulation) 신호로 변환되는 단계;
상기 펄스 폭 변조 신호가 디(D)급 증폭기로 입력되는 단계;
상기 디급 증폭기가 증폭한 신호가 엘씨(LC) 필터(filter)를 거치면서 노이즈가 제거되는 단계;
상기 엘씨 필터를 통과한 신호가 스피커(speaker)에 인가되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 방법.
제1항에 있어서,
펄스 코드 변조 신호가 펄스 폭 변조 신호로 변환되는 단계는
디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter)나 디에스피(DSP, Digital signal processing) 칩(chip) 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 방법.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음향 증폭 방법이 차량에 사용되는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 방법.
펄스 코드 변조 신호를 펄스 폭 변조 신호로 변환하는 신호 변환부;
상기 신호 변환부의 출력을 입력받아 증폭하는 디급 증폭기;
상기 디급 증폭기가 증폭한 신호의 노이즈를 제거하는 엘씨 필터;
상기 엘씨 필터를 통과한 신호를 재생하는 스피커;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 회로.
제4항에 있어서,
상기 신호 변환부는
디지털 아날로그 컨버터나 디에스피 칩 없이 상기 펄스 코드 변조 신호를 직접 상기 펄스 폭 변조 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 회로.
제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음향 증폭 회로가 차량에 사용되는 것을 특징으로 하는 음향 증폭 회로.