KR20160026020A - 디바이스를 포함하는 이어셋 모듈 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 디바이스에 연결되어 오디오 신호 처리 기능을 수행하는 이어셋에 있어서, 사용자의 음성을 전기적 신호로 변환하는 마이크; 및 상기 오디오 신호 처리에서 기설정된 기능을 수행하기 위해 형성된 구동소자를 포함하고, 상기 마이크의 동작시 상기 디바이스 내부의 제1전원으로부터 전력을 인가받고, 상기 구동소자의 동작시 상기 디바이스 내부의 제2전원으로부터 전력을 인가받는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이어셋 내부의 구동소자에 전원 공급이 필요한 경우, 디바이스로부터 전원이 공급되어 이어셋의 성능을 높일 수 있고, 구동소자에 인가되는 전원을 이어셋의 바이오스 전원과 별도의 전력 전원으로 사용하여 안정적인 전압 인가가 가능한 효과가 있다. 또한, 본 발명은 4극 플러그의 이어셋을 사용하여 범용성을 유지하면서도, 이어셋 내부의 구동소자에 전원 공급이 필요한 경우 디바이스로부터 안정적인 전원이 공급되도록 하며, 기존의 4극 이어셋의 기능/동작 등을 동일하게 수행 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템{earset and audio signal operating system including the earset}

본 발명은 이어셋(eatset) 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이어셋 내부의 구동소자에 전원 공급이 필요한 경우, 디바이스로부터 전원이 공급되어 이어셋의 성능을 높일 수 있고, 구동소자에 인가되는 전원을 이어셋의 바이어스 전원과 별도의 전력 전원으로 사용하여 안정적인 전압 인가가 가능한 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템에 관한 것이다.

통상적으로 이어셋은 PC, 휴대폰이나 태블릿 PC와 같은 기기들에 연결되고, 사용자에게 음악 재생시 스피커로서 동작하며, 통화시 마이크 기능을 함께 제공한다. 또한, 기술이 발달함에 따라, 사용자는 손실이 적고 잡음(noise)이 적은 고품질의 음악 또는 통화 품질을 요구하기 때문에, 이를 반영하기 위한 많은 노력이 있다.

위와 같은 이어셋의 일예로는, 외부기기와 결합되는 커넥터와, 이 커넥터에 전기적으로 연결되어 이어셋의 사용모드를 설정함과 더불어 이어셋의 전반적인 동작을 제어하는 제어부와, 이 제어부에 전기적으로 연결되되 사용자의 귀에 착용되어 음성출력 또는 음성입력처리를 수행하는 폰 수단으로 구성된다.

여기서, 폰 수단은 제1스피커와 마이크가 구비되어 음성출력 또는 음성입력처리를 수행하는 음성출력/입력처리부와, 제2스피커가 구비되어 음성을 출력하는 음성출력부로 구성된다.

선행기술문헌의 특허문헌으로 제시된 이어셋은, 마이크를 선택할 수 있는 스위치나, 에코 감소수단, 필터 등이 구비되어 있으나, 이러한 특허문헌의 이어셋은 자체적으로 독립된 전원을 구비하지 않는 것이 일반적이기 때문에 내부에 잡음 차단 등과 같은 기능을 향상시키기 위한 능동 소자를 구성하는데 제약이 많다.

KR 10-1348505 B1 (2014. 01. 07.공고)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 제약을 극복하기 위해 연구개발한 것으로, 디바이스로부터 전원을 공급받아 이어셋 내부의 구동소자를 구동시킬 수 있는 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이어셋에 제1전원 또는 제2전원이 연결된 상태에서 제1전원 또는 제2전원의 전압 강하시 구동소자나 마이크를 포함하는 이어셋을 기설정된 상태로 제어함으로써 직류 전원에 의한 잡음 등과 같은 이어셋에서의 오동작을 방지할 수 있도록 한 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 이어셋은 디바이스에 연결되어 오디오 신호 처리 기능을 수행하는 이어셋에 있어서, 사용자의 음성을 전기적 신호로 변환하는 마이크; 및 상기 오디오 신호 처리에서 기설정된 기능을 수행하기 위해 마련된 구동소자를 포함하고, 상기 마이크의 동작시 상기 디바이스 내부의 제1전원으로부터 전력을 인가받고, 상기 구동소자의 동작시 상기 디바이스 내부의 제2전원으로부터 전력을 인가받을 수 있다.

여기서, 상기 디바이스로부터 인가된 입력 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 제1전원인지 또는 상기 제2전원인지를 구별하고, 이에 따라 상기 마이크 또는 구동소자를 연결하는 스위칭 회로부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 스위칭 회로부는 상기 입력 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우 제1전원으로부터 전력을 인가받고, 상기 기준 전압보다 큰 경우 상기 제2전원으로부터 전력이 인가되는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 전력이 인가되는 경로에 형성된 복수의 저항과, 이 저항의 연결을 제어하고 사용자의 키 누름에 따라 온오프가 제어되는 스위칭 소자로 구성된 누름키 회로부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2전원으로부터 구동소자가 전력을 인가받고 있는 상태에서 상기 누름키 회로부 중 적어도 하나의 스위칭 소자가 턴온되는 경우에 구동소자의 동작을 중단시키는 대전류 유도부를 더 포함할 수 있다.

상기 대전류 유도부는 상기 구동소자의 동작 중단 이후에 대전류 저항을 연결하여 대전류가 생성되도록 할 수 있다. 상기 대전류 저항은 생성된 대전류가 구동소자에서 소모되는 최대 전류보다 큰 값을 갖도록 설정된 저항값을 가질 수 있다.

또한, 상기 대전류 유도부는 상기 제2전원의 연결시에만 동작할 수 있다. 상기 대전류 유도부는 상기 입력 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 제2전원이 연결되었는지 여부를 판단하는 전압비교기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이어셋은 제1전원 또는 제2전원이 연결된 상태에서 제1전원 또는 제2전원과 기준전압을 대비하여 전압강하를 판단하는 전압비교기; 및 전압 강하시 상기 이어셋 내의 구동소자 또는 마이크를 보호하도록 기설정된 상태로 상기 구동소자 또는 상기 마이크를 포함하는 이어셋을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1전원 또는 상기 제2전원은 제1전원 또는 제2전원과, 이들 전원보다 강하된 전압을 가지는 전원으로 구성되고, 상기 제1전원 또는 제2전원과 강하된 전원을 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위치부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1전원 또는 상기 제2전원은 제1전원 또는 제2전원과, 이들 전원의 전압을 강하하는 전압 강하소자로 구성되고, 상기 제1전원 또는 제2전원과 상기 전압 강하소자에 의해 강하된 전원을 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위칭부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전압 강하소자가 다이오드로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1전원 또는 제2전원의 전압강하가 1회 또는 2회 이상 반복적으로 이루어지고, 상기 이어셋은 이에 대응해서 기설정된 상태로 상기 구동소자 또는 상기 마이크를 포함하는 이어셋을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제1전원 또는 상기 제2전원의 전압강하가 각기 다른 2개 이상의 레벨로 이루어지고, 상기 이어셋은 이에 대응해서 기설정된 상태로 상기 구동소자 또는 상기 마이크를 포함하는 이어셋을 제어할 수 있다.

또한, 상기 이어셋은 상기 제1전원 또는 제2전원 강하로 구동소자나 마이크를 포함하는 이어셋을 기설정된 상태로 제어한 후 상기 제1전원 또는 상기 제2전원이 서로 다른 제2전원 또는 제1전원으로 전환되는 경우 상기 구동소자나 상기 마이크를 포함하는 상기 이어셋을 원상태로 제어할 수 있다.

더불어, 본 발명에 의한 오디오 신호 처리 시스템은 오디오 신호 처리 기능을 수행하는 디바이스와, 이 디바이스에 연결되는 이어셋을 포함하는 오디오 신호 처리 시스템에 있어서, 상기 이어셋은 사용자의 음성을 전기적 신호로 변환하는 마이크; 및 상기 오디오 신호 처리에서 기설정된 기능을 수행하기 위해 형성된 구동소자를 포함하고, 상기 디바이스는 상기 마이크의 동작시 디바이스 내부의 제1전원을 통해 전력을 인가하고, 상기 구동소자의 동작시 디바이스 내부의 제2전원을 통해 전력을 인가할 수 있다.

여기서, 상기 디바이스는 상기 이어셋의 키 눌림시 전압 분배에 의해 눌려진 키를 판독하기 위해 상기 제1전원과 이어셋의 사이에 바이어스 저항을 구비할 수 있다.

그리고 상기 디바이스는 상기 제2전원과 이어셋의 사이에 흐르는 전류를 감지하는 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 디바이스는 제2전원이 연결된 상태에서 전류 검출부를 통해 감지된 전류가 구동소자에서 사용하는 최대 전류보다 큰 값인 경우에 제1전원이 연결되도록 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 디바이스는 제1전원이 연결된 상태에서 전류가 차단된 경우에 상기 제2전원이 다시 연결되도록 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 디바이스는 제1전원과 제2전원이 이어셋과 연결된 경로에 구비되어 상기 전원들의 스위칭을 수행하는 전원 공급 스위치부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 디바이스는 제2전원이 연결된 상태에서 이어셋으로부터 키누름 신호가 인가되는 경우에 전원 공급 스위치부를 통해 제1전원이 연결되도록 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

그리고, 상기 이어셋은 제1전원 또는 제2전원이 연결된 상태에서 제1전원 또는 제2전원과 기준전압을 대비하여 전압강하를 판단하는 전압비교기; 및 전압 강하시 이어셋 내의 구동소자 또는 마이크를 보호하도록 기설정된 상태로 상기 구동소자 또는 상기 마이크를 포함하는 이어셋을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2전원은 제1전원 또는 제2전원과, 이들 전원보다 강하된 전압을 가지는 전원으로 구성되고, 상기 제1전원 또는 제2전원과 강하된 전원을 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위치부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2전원은 제1전원 또는 제2전원과, 이들 전원의 전압을 강하하는 전압 강하소자로 구성되고, 상기 제1전원 또는 제2전원과 전압 강하소자에 의해 강하된 전원을 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위칭부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 전압 강하소자가 다이오드 등으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1전원 또는 제2전원의 전압강하가 1회 또는 2회 이상 반복적으로 이루어지고, 이어셋은 이에 대응해서 기설정된 상태로 상기 구동소자 또는 상기 마이크를 포함하는 이어셋을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제1전원 또는 상기 제2전원의 전압강하가 각기 다른 2개 이상의 레벨로 이루어지고, 이어셋은 이에 대응해서 기설정된 상태로 상기 구동소자 또는 상기 마이크를 포함하는 이어셋을 제어할 수 있다.

또한, 상기 이어셋은 상기 제1전원 또는 제2전원의 강하로 구동소자나 마이크를 포함하는 이어셋을 기설정된 상태로 제어한 후, 상기 제1전원 또는 상기 제2전원이 서로 다른 제2전원 또는 제1전원으로 전환되는 경우에 상기 구동소자나 상기 마이크를 포함하는 이어셋을 전환된 상태로 제어할 수 있다.

본 발명에 의한 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템은 4극 플러그의 이어셋을 사용하여 범용성을 유지하면서도, 이어셋 내부의 구동소자에 전원 공급이 필요한 경우 디바이스로부터 전원이 공급되도록 하여 이어셋의 성능을 높일 수 있으며, 기존의 4극 이어셋의 기능/동작 등을 동일하게 수행 가능하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템은 구동소자에 인가되는 전원을 이어셋의 바이오스 전원과 별도의 전력 전원으로 사용함으로써 안정적인 전압 인가가 가능하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템은 구동소자의 구동시 이어셋의 키 입력을 감지하도록 하여 이어셋을 통한 동작이 안정적으로 수행되도록 할 수 있다.

그리고, 본 발명은 이어셋에 제1전원 또는 제2전원이 연결된 상태에서 제1전원 또는 제2전원의 전압 강하시 구동소자나 마이크를 포함하는 이어셋을 기설정된 상태로 제어하여, 직류전원에 의한 잡음 등과 같은 이어셋에서의 오동작을 방지할 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋의 플러그 부분 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋의 마이크에 대한 전원 공급 경로를 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋의 구동소자에 대한 전원 공급 경로를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋의 구동소자에 전원 인가 도중 누름키가 눌려진 경우의 전류 경로를 도시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋의 키누름시 대전류 유도부의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 일부를 보여주는 회로도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 일부를 보여주는 회로도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋의 플러그 부분을 나타낸 구성도이다. 이하, 발명의 이해를 돕기 위해 서로 다른 실시예에서 동일 또는 유사한 구성에 동일한 도면번호를 부여한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템은 디바이스(100)와 이어셋(200)을 포함하여 구성된다.

상기 디바이스(100)는 PC, 휴대전화, 태블릿 PC, MP3 플레이어, CD 플레이어 등과 같이 사용자에게 오디오 신호를 생성할 수 있는 장치를 의미한다. 상기 디바이스(100)는 오디오 신호의 일예로 음성 신호를 통해 통화 기능을 구현할 수 있다.

상기 이어셋(200)은 상기 디바이스(100)에 플러그(210)를 통해 연결된다. 상기 이어셋(200)은 상기 디바이스(100)로부터의 오디오 신호를 출력하며, 내부에 구비된 마이크를 통해 사용자가 음성을 송신하는 것을 가능하도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이어셋(200) 단부의 플러그(210)는 통상의 이어셋과 동일하게 4극 플러그로 구성된다. 보다 상세하게는 상기 플러그(210)를 구성하는 각 극은 마이크 단자(211), 그라운드 단자(212), 제1측 출력단자(213), 제2측 출력단자(214)를 포함하여 총 4극으로 구성된다.

여기서, 상기 제1측 출력단자(213)는 이어셋의 우측 스피커 단자이고, 제2측 출력단자(214)는 이어셋의 좌측 스피커 단자일 수 있으나, 당업자의 선택에 따라 좌우가 변경되는 것도 가능하다.

상기 플러그(210)의 각 출력단자(211, 212, 213, 214)는 각각 접점(211a, 212a, 213a, 214a)을 통해 디바이스(100)와 전기적으로 연결되며, 이에 따라 전기적 신호가 상호 간에 송수신된다. 상기 플러그(210)는 통상적으로 사용되는 4극이기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 이어셋(200)도 역시 통상의 디바이스(100)에 결합될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 구성 및 동작을 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템을 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 디바이스(100)는 프로세서(110), 전원공급 스위치부(120), 바이어스 전압 인가부(130), 구동 전원부(140), 전류 검출부(150)를 포함하여 구성된다.

상기 프로세서(110)는 디바이스(100)가 휴대전화인 경우, 내장된 휴대전화 프로세서일 수 있으며, 상기 이어셋(200)에 오디오 신호를 출력하고, 상기 이어셋(200)으로부터 마이크 입력 신호 또는 누름키 신호를 입력받는다.

상기 프로세서(110)는 상기 전원공급 스위치부(120)를 제어하여, 상기 이어셋(200)의 마이크(230)가 동작 중에는 도 5와 같이 상기 바이어스 전압 인가부(130)를 통해 바이어스 전압(Vo)을 인가하고, 상기 이어셋(200)의 구동소자(250)에 전압이 인가되는 경우에는 도 6과 같이 상기 구동 전원부(140)를 통해 구동 전압(Vbat)을 인가한다.

여기서, 상기 바이어스 전압 인가부(130)의 바이어스 전압(Vo)은 약 2.8[V]로 이루어지고, 상기 이어셋(200)의 마이크(250)를 구동하거나 스위칭 회로부(220)의 키누름을 검출하는데 사용될 수 있다. 상기 바이어스 전압(Vo)이 상기 이어셋(200)의 키누름을 검출하는 경로에서는 상기 바이어스 전압 인가부(130)에 연결된 바이어스 저항(Ro)와 상기 이어셋(200)의 스위칭 회로부(220)에서 키누름시 연결되는 저항 성분(R1 내지 R4 중 하나)이 직렬로 연결되기 때문에, 상기 이어셋(200)의 입력 전압(V-in)이 변하게 된다. 따라서, 상기 프로세서(110)는 상기 입력 전압(V-in)을 통해 눌려진 키의 입력을 인지하고, 이에 따라 출력 신호를 제어할 수 있다.

한편, 상기 바이어스 전압 인가부(130)는 상기 이어셋(200)의 구동소자(250)를 구동시키기에는 충분한 전력을 인가하기 어려운 전원이다. 즉, 상기 바이어스 전압 인가부(130)가 공급할 수 있는 전류는 상대적으로 매우 작기 때문에 상기 이어셋(200)의 구동소자(250)의 구동 전원으로 사용하기에는 적합하지 않다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서는 상기 디바이스(100)의 내부에 구비된 별도의 전원인 구동 전원부(140)를 사용하며, 상기 구동 전원부(140)는 LDO(Low Drop Output)와 같은 전원 소스로 구성될 수 있다. 상기 구동 전원부(140)의 구동 전압(Vbat)은 약 3.3[V]으로 이루어지고, 상기 바이어스 전압 인가부(130)에 비해 충분한 전류를 지속적으로 공급할 수 있다. 또한, 상기 구원 전원부(140)의 경로에는 별도의 저항 성분이 구비되지 않도록 함으로써 이어셋(200)에 전원이 공급될 때 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 전류 검출부(150)는 상기 구동 전원부(140)와 전원공급 스위치부(120)의 사이에 위치한다. 상기 전류 검출부(150)는 구동 전원부(140)로부터 이어셋(200)의 구동소자(250)로 인가되는 전류를 감지하며, 이를 전압값으로 변환한다. 이에 따라, 상기 전류 검출부(150)는 구동 전원부(140)로부터의 전원 공급 경로에서 전력을 거의 소모하지 않기 때문에, 효율적이고 안정적인 전원 공급이 가능하도록 한다. 또한, 상기 전류 검출부(150)는 내부의 저항 성분 등을 통해서 상기 전류를 전압으로 변환하여 상기 프로세서(110)에 인가한다.

또한, 상기 프로세서(110)는 전류 검출부(150)의 전압을 기준 전압과 비교한다. 그리고 도 7과 같이 상기 스위칭 회로부(220)에서 키 입력이 이루어지는 경우, 즉 스위칭 회로부(220)를 구성하는 스위칭 소자(SW1 내지 SW4) 중에서 하나(SW3)가 턴온되어 저항 성분(R1 내지 R4)이 접지되면 전류 경로에 연결되는 경우에는 전체 저항이 작아지므로 전류가 증가하게 된다. 이에 따라서, 상기 프로세서(110)는 상기 전원공급 스위치부(120)의 스위칭 동작을 제어하여 상기 구동 전원부(140) 대신 상기 바이어스 전압 인가부(130)가 이어셋(200)에 연결되도록 한다.

또한, 상기 바이어스 전압 인가부(130)의 바이어스 저항(Ro)과 눌려진 키의 저항 성분(R3)이 직렬로 연결되어 전압 분배가 이루어지고 이러한 전압 분배로 인해 이어셋(200)에 대한 입력 전압(V-in)이 변동될 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 상기 입력 전압(V-in)을 읽어서 어떤 키가 눌렸는지 판단할 수 있으며, 이에 따라 제어 동작을 수행할 수 있다.

또한, 상기 스위칭 회로부(220)를 통한 키 입력이 완료되어 스위칭 소자(SW3)가 개방(접지)되면, 상기 프로세서(110)는 다시 전원공급 스위치부(120)를 통해 구동 전원부(140)가 다시 연결되도록 함으로써, 이어셋(200)의 구동소자(250)에 전원이 공급되도록 할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋 구성 및 동작을 보다 상세하게 설명하도록 한다.

앞의 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋(200)은 스위칭 회로부(220), 마이크(230), 대전류 유도부(240), 구동소자(250)를 포함하여 구성된다.

상기 스위칭 회로부(220)는 상기 이어셋(200)에 인가되는 전류가 흐르는 경로에 연결된 입력 전압 감지부(221)와 경로 스위칭부(222)를 포함한다. 상기 입력 전압 감지부(221)는 상기 입력 전압(V-in)의 전압 레벨을 감지한다. 상기 경로 스위칭부(222)는 NC(Normally Close)단자를 통해 마이크(230)와 연결되어 있다.

만약, 상기 디바이스(100)의 전원으로 상기 바이어스 전원 인가부(130)가 연결되어 있는 경우에는 상기 경로에 약 2.2[KΩ]의 바이어스 저항(R0)이 연결되어 있기 때문에 전압 강하로 인해, 입력 전압(V-in)은 대략 2.1[V] 내지 2.5[V]가 된다.

또한, 상기 스위칭 회로부(220)는 누름키 동작을 위해 상기 디바이스(100)로부터의 경로에 병렬로 연결된 저항 성분(R1 내지 R4)과 이들 각각의 연결을 제어하는 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)로 구성된 키누름 회로부(223)를 포함한다. 상기 저항 성분(R1 내지 R4)은 각기 다른 저항값을 갖도록 구성되며, 사용자의 키 누름 동작에 의해 상기 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)의 온오프가 제어된다. 이렇게 키가 눌려지면, 상기 저항 성분(R1 내지 R4) 중 하나가 경로(접지)에 연결되고, 상기 바이어스 전압 인가부(130)의 바이어스 저항(R0)과 직렬로 연결된다. 이에 따라 상술한 것처럼 상기 이어셋(200)에 대한 입력 전압(V-in)이 다르게 되고, 이를 상기 프로세서(110)가 인지하여 필요한 제어 동작을 수행하게 된다.

상기 마이크(230)는 기본적으로 통화시 사용자의 음성을 전기 신호로 변환하여 이어셋(200)을 통해 디바이스(100)로 전송한다. 상기 마이크(230)는 바이어스 전압 인가부(130)로부터 전원을 공급받고, 이를 통해 구동될 수 있다.

한편, 도 6에서 디바이스(100)의 전원으로 약 3.3[V]의 구동 전원부(140)가 연결되어 있는 경우에는 별도의 저항이 연결되지 않고, 상기 입력 전압(V-in)은 약 3.3[V]가 된다. 따라서, 상기 스위칭 회로부(220)의 입력전압 감지부(221)는 기준 전압과 상기 입력 전압(V-in)을 비교하여, 상기 입력 전압(V-in)이 기준 전압보다 작은 경우에는 마이크(230)에 연결되고, 상기 입력 전압(V-in)이 기준 전압보다 큰 경우에는 구동소자(250)에 연결되도록 경로 스위칭부(222)의 스위칭 동작을 제어한다.

상기 대전류 유도부(240)는 이어셋(200)의 구동소자(250)에 전압이 인가되는 경우와, 상기 스위칭 회로부(220)의 키누름 회로부(223)에서의 키 입력이 검출되는 경우, 이를 검출하여 대전류(특정전류)가 흐르도록 유도함으로써 디바이스(100)의 전류 검출부(150)에서 검출하여 키누름을 인지하고, 이렇게 키누름을 인지하면 프로세서(110)는 전원공급 스위치부(120)을 제어하여 상기 구동 전원부(140) 대신 상기 바이어스 전압 인가부(130)가 이어셋(200)에 연결되도록 한다.

또한, 상기 바이어스 전압 인가부(130)의 바이어스 저항(Ro)과 눌려진 키의 저항 성분(R3)이 직렬로 연결되어있어 전압 분배가 이루어지고 이러한 전압 분배로 인해 이어셋(200)에 대한 입력 전압(V-in)이 변동될 수 있다. 상기 프로세서(110)는 입력 전압(V-in)을 읽어서 어떤 키가 눌렸는지 판단할 수 있으며, 이에 따라 제어 동작을 수행할 수 있다.

또한, 상기 스위칭 회로부(220)를 통한 키 입력이 완료되어 스위칭 소자(SW3)가 개방(접지)되면 상기 프로세서(110)는 다시 상기 전원공급 스위치부(120)를 통해 상기 구동 전원부(140)가 다시 연결되도록 함으로써, 상기 이어셋(200)의 구동소자(250)에 전원이 공급되도록 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템에서 이어셋의 키누름시 대전류 유도부의 회로도이다.

도 8을 참조하면, 상기 대전류 유도부(240)는 제어부(241), 칩 제어 스위치(242), 저항 연결 제어 스위치(243), 대전류 저항(244), 전압비교기(245)를 포함하여 구성된다.

상기 제어부(241)는 MCU(Micro Controller Unit) 또는 논리 회로로 구성될 수 있으며, 상기 스위칭 소자(SW1 내지 SW4) 중 어느 하나라도 턴온되는 경우 이를 감지하고, 상기 칩 제어 스위치(242)를 통해 상기 구동소자(250)의 동작을 중지시킨다.

또한, 상기 제어부(241)는 상기 저항 연결 제어 스위치(243)를 턴온시켜서 상기 대전류 저항(244)을 통해 전류가 흐르도록 한다. 여기서, 상기 대전류 저항(244)은 충분히 작은 저항값을 갖도록 설정되어 있으므로, 상기 전류는 상기 구동소자(250)에서 사용하는 최대 전류보다 큰 전류가 흐르게 된다.

따라서, 상기 디바이스(100)의 프로세서(110)에서는 키가 눌려서 상기 대전류 유도부(240)가 대전류를 생성한 것을 전류 검출부(150)를 통해 인지할 수 있게 되고, 이를 통해 상술한 것처럼 상기 프로세서(110)는 전원을 바이어스 전압 인가부(130)로 전환하여 눌려진 키를 판독하는 절차를 진행하게 된다. 또한, 상기 키가 눌려지는 동작이 완료되어, 상기 키눌림 회로부(223)의 모든 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)가 개방되어 전류가 차단되면, 상기 디바이스(100)의 프로세서(110)는 다시 상기 구동 전원부(140)를 연결하는 동작을 수행하고, 이에 따라 상기 구동소자(250)에 전력이 인가될 수 있다.

상기 전압비교기(245)는 상기 입력 전압(V-in)을 기준 전압과 비교하여, 현재 전원이 상기 구동 전원부(140)에 연결되어 있는 경우에만 상기 제어부(241)가 동작하도록 한다. 상기 바이어스 전압 인가부(130)가 연결되어 있는 경우에는 상기 대전류 유도부(240)가 동작할 필요 없이 상기 바이어스 전압 인가부(130)와 바이어스 저항(R0)에 의해 눌려진 키를 판독하는 것이 가능하기 때문이다.

상기 구동소자(250)는 이어셋(200)의 내부에 구비되며, 상기 디바이스(100)로부터 전압을 인가받아 오디오 신호 음질향상을 위한 오디오 신호 처리 기능을 수행할 수 있다. 상기 구동소자(250)의 종류로는 대표적으로, 음파를 분석하여 노이즈와 반대되는 음파를 발생하여 노이즈를 차단하는 기능을 수행하는 노이즈 캔슬링 칩(Noise Canceling Chip)과 같은 능동소자가 사용될 수 있다. 또한, 상기 구동소자(250)는 오디오 관련 칩이 아닌 다른 기능을 수행하는 소자, 예를 들어 NFC(Near Field Communication ), 블루투스, 가속도센서, 환경관련센서 등의 소자일 수도 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 일부를 보여주는 회로도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 일부를 보여주는 회로도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 오디오 신호 처리 시스템은, 도 1 내지 도 8의 실시예와 같은 구성에서, 디바이스(100)가 상기 구동 전원부(140)와 함께 상기 구동 전원부(140)에 비해 대략 0.5V의 전압 강하된 제2 구동 전원부(141)가 부가된다. 상기 구동 전원부(140)와 상기 제2 구동 전원부(141)의 출력은 상기 디바이스(100)의 외부 입력을 인식한 프로세서(110)의 제어신호에 따라 스위칭 강하전압 스위치부(142)를 통해 선택적으로 전원공급 스위치부(120)를 경유하여 이어셋에 전달된다.

여기서, 상기 구동 전원부(140)와 제2 구동 전원부(141)가 서로 다른 전압을 가지기 위해, 상기 구동 전원부(140)가 3.3V의 출력전압을 가지고, 상기 제2 구동 전원부(141)가 2.8V의 출력전압을 가질 수 있다. 또한, 다른 예로서는 도 10에서와 같이, 상기 구동 전원부(140)와 상기 제2 구동 전원부(141)가 서로 다른 전압을 가지기 위해, 상기 구동 전원부(140)가 3.3V의 출력전압을 가지고, 상기 구동 전원부(140)의 3.3V의 출력전압을 2.8V로 강하하는 다이오드(D1)를 포함하는 전압강하소자를 가질 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 바이어스(100)에서의 전압강하가 상기 구동 전원부(140)에서 이루어지는 것으로 한정되지 않고, 상기 바이어스 전압 인가부(130)에도 적용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 위의 실시예에서는 상기 바이어스 전압인가부(130)와 구동 전원부(140)가 대략 0.5V 정도 강하된 것을 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 바이어스 전압인가부(130)와 구동 전원부(140)의 전압강하가 2회 이상 반복적으로 이루어짐으로써, 이에 대응해서 다양하게 기설정된 상태로 상기 구동소자(250) 또는 상기 마이크(230)를 포함하는 이어셋(200)을 제어할 수 있다.

또한, 위의 실시예에서는 상기 바이어스 전압인가부(130)와 상기 구동 전원부(140)가 대략 0.5V 정도 강하된 것을 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 바이어스 전압인가부(130)와 상기 구동 전원부(140)의 전압강하가 각기 다른 2개 이상의 레벨로 이루어짐으로써, 이에 대응해서 다양하게 기설정된 상태로 상기 구동소자(250) 또는 상기 마이크(230)를 포함하는 이어셋(200)을 제어할 수 있다.

상기 바이어스(100)로부터 전압 강하된 상기 구동 전원부(140) 또는 상기 제 2 구동 전원부(141)의 출력전압이 인가되는 이어셋(200)은, 전압 강하시 이에 대응해서 상기 구동소자(250) 또는 상기 마이크(230)를 포함하는 이어셋(200)을 제어하기 위해, 전압비교기(261)와 제어부(262)를 구비한다.

상기 전압비교기(261)는 상기 이어셋(200)에 상기 구동 전원부(140)가 연결된 상태에서, 상기 구동 전원부(140)의 출력전압과 기설정된 기준전압(Vref)을 대비하여 바이어스(100)에서의 전압강하를 감시하게 된다.

상기 제어부(262)는 상기 전압비교기(261)에 의해 상기 바이어스(100)에서의 전압강하를 감지한 경우, 이어셋(200) 내의 상기 구동소자(250) 또는 상기 마이크(230)를 직류전원 등으로부터 보호하기 위해 기설정된 상태로 상기 구동소자(250) 또는 상기 마이크(230)를 포함하는 이어셋(200)을 제어한다.

여기서, 상기 제어부(262)는 디바이스(100)에서의 전압강하로 상기 구동소자(250)나 상기 마이크(230)를 포함하는 이어셋(200)을 기설정된 상태로 제어한 후 상기 이어셋(200)에 인가되는 전원이나 상기 디바이스(100)의 구동 전원부(140)의 전원이 바이어스 전압인가부(130)의 전원으로 전환되거나, 혹은 바이어스 전압인가부(130)의 전원이 상기 구동 전원부(140)의 전원으로 전환되는 경우, 상기 구동소자(250)나 상기 마이크(230)를 포함하는 이어셋(200)을 전환된 상태로 제어한다.

추가적으로, 마이크(230) 사용 중에도 구동소자(250)에 안정적인 전원을 인가하기 위해 제1측 출력단자 혹은 제2측 출력단자 중 하나를 전원 공급라인으로 제어하여 사용할 수 있으며, 이는 디바이스(100)의 필요에 따라 전원공급 스위치부를 추가하여 마이크 단자(211)와 제1측 출력단자(213) 또는 제2측 출력단자(214)에 전원을 선택적으로 공급할 수 있다.

다음의 경우, 전원 공급라인이 마이크 단자(211)에서 제1측 출력단자(213) 또는 제2측 출력단자(214)로의 변경 전이나, 제1측 출력단자(213) 또는 제2측 출력단자(214))에서 마이크 단자(211)로의 변경 전에는 디바이스(100)에서 강하전압 스위치부(142)를 제어함으로써 기존 전원 공급라인의 전압을 대략 0.5V 전압 강하하여 이어셋(200)의 전압비교기(261)와 제어부(262)에서 이를 감지하여 전원 공급라인의 변경을 위한 사전 절차를 수행하도록 할 수 있다. 또한, 구동소자(250)나 마이크(230)를 포함하여 변경되는 전원 공급라인의 조건에 맞게 이어셋(200)을 설정할 수도 있다.

도 9 및 도 10의 제어부(262)는 도 8의 제어부(241)와 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략한다.

이하, 도 1 내지 도 8과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 구체적인 구성 및 동작에 대한 설명을 생략한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이어셋 및 이를 포함하는 오디오 신호 처리 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100 : 디바이스 110 : 프로세서
120 : 전원공급 스위치부 130 : 바이어스 전압 인가부
140 : 구동 전원부 141 : 제2 구동전원부
142 : 강하전압 스위치부 150 : 대전류 검출부
200 : 이어셋 210 : 플러그
220 : 스위칭 회로부 221 : 입력전압 감지부
222 : 경로 스위칭부 223 : 키누름 회로부
230 : 마이크 240 : 대전류 유도부
241, 262 : 제어부 242 : 칩 제어 스위치
243 : 저항 연결 스위치 244 : 대전류 저항
245, 261 : 전압비교기 250 : 구동소자

Claims (14)

1. 디바이스에 연결되어 오디오 신호 처리 기능을 수행하는 이어셋에 있어서,
   사용자의 음성을 전기적 신호로 변환하는 마이크; 및 상기 오디오 신호 처리에서 기설정된 기능을 수행하기 위해 형성된 구동소자를 포함하고,
   상기 마이크의 동작시 상기 디바이스 내부의 제1전원으로부터 전력을 인가받고, 상기 구동소자의 동작시 상기 디바이스 내부의 제2전원으로부터 전력을 인가받으며,
   상기 이어셋은 제1전원 또는 제2전원이 연결된 상태에서 제1전원 또는 제2전원과 기준전압을 대비하여 전압강하를 판단하는 전압비교기; 및
   전압 강하시 상기 이어셋 내의 상기 구동소자 또는 상기 마이크를 보호하기 위해 기설정된 상태로 이어셋을 제어하는 제어부를 더 포함하는 이어셋.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원은 제1전원 또는 제2전원과, 이들 전원보다 강하된 전압을 가지는 전원으로 구성되고,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원과 강하된 전원을 상기 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위치부를 더 포함하는 이어셋.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원은 이들 전원의 전압을 강하하는 전압 강하소자로 구성되고,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원과 상기 전압 강하소자에 의해 강하된 전원을 상기 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위칭부를 더 포함하는 이어셋.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전압 강하소자가 다이오드로 구성되는 이어셋.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원의 전압강하가 1회 또는 2회 이상 반복적으로 이루어지고, 이에 대응해서 이어셋은 기설정된 상태로 제어되는 것을 특징으로 하는 이어셋.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원의 전압강하가 각기 다른 2개 이상의 레벨로 이루어지고, 이에 대응해서 이어셋은 기설정된 상태로 제어되는 것을 특징으로 하는 이어셋.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이어셋은 상기 제1전원 또는 제2전원의 강하로 이어셋을 기설정된 상태로 제어한 후, 상기 제1전원 또는 상기 제2전원이 서로 다른 제2전원 또는 제1전원으로 전환되는 경우 이어셋을 원상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 이어셋.
8. 오디오 신호를 처리하는 오디오 신호 처리부를 구비한 디바이스와, 상기 디바이스에 연결되는 이어셋을 포함하는 오디오 신호 처리 시스템에 있어서,
   상기 이어셋은 사용자의 음성을 전기적 신호로 변환하는 마이크; 및 상기 오디오 신호 처리에서 기설정된 기능을 수행하기 위해 형성된 구동소자를 포함하고,
   상기 디바이스는 상기 마이크의 동작시 상기 디바이스 내부의 제1전원을 통해 전력을 인가하고, 상기 구동소자의 동작시 상기 디바이스 내부의 제2전원을 통해 전력을 인가하며,
   상기 이어셋은 제1전원 또는 제2전원이 연결된 상태에서 제1전원 또는 제2전원과 기준전압을 대비하여 전압강하를 판단하는 전압비교기; 및
   전압 강하시 상기 이어셋 내의 구동소자 또는 상기 마이크를 보호하기 위해 기설정된 상태로 이어셋을 제어하는 제어부를 더 포함하는 오디오 신호 처리 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원은 제1전원 또는 제2전원과, 이들 전원보다 강하된 전압을 가지는 전원으로 구성되고,
   상기 제1전원 또는 상기 제2전원과 강하된 전원을 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위치부를 더 포함하는 오디오 신호 처리 시스템.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1전원 또는 상기 제2전원은 제1전원 또는 제2전원과, 이들 전원의 전압을 강하하는 전압 강하소자로 구성되고,
    상기 제1전원 또는 제2전원과 전압 강하소자에 의해 강하된 전원을 이어셋에 선택적으로 공급하는 강하전압 스위칭부를 더 포함하는 오디오 신호 처리 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 전압 강하소자가 다이오드로 구성되는 오디오 신호 처리 시스템.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1전원 또는 상기 제2전원의 전압강하가 1회 또는 2회 이상 반복적으로 이루어지고, 이에 대응해서 기설정된 상태로 이어셋을 제어하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 시스템.
13. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1전원 또는 제2전원의 전압강하가 각기 다른 2개 이상의 레벨로 이루어지고, 이에 대응해서 기설정된 상태로 이어셋을 제어하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 시스템.
14. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이어셋은 제1전원 또는 제2전원의 강하로 이어셋을 기설정된 상태로 제어한 후 제1전원 또는 제2전원이 서로 다른 제2전원 또는 제1전원으로 전환되는 경우, 이어셋을 원상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 처리 시스템.

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