KR20160102646A

KR20160102646A - 오디오 앰프 장치

Info

Publication number: KR20160102646A
Application number: KR1020150024961A
Authority: KR
Inventors: 윤태호; 오승수; 사공석진
Original assignee: 주식회사 인터엠
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2016-08-31
Also published as: KR101723181B1

Abstract

본 발명은 오디오 앰프 장치에 관한 것으로, 오디오 신호에 대해 특정 레벨 이상이나 이하로 제한하여 출력하는 클립 리미터와, 소정의 주파수를 가지는 테스트 신호를 출력하는 신호 출력부와, 출력 리미터 또는 신호 출력부로부터 입력되는 신호를 소정의 배율로 증폭시켜서 스피커 출력단으로 출력하는 증폭기와, 스피커 출력단에서 테스트 신호에 의한 출력 전압 및 출력 전류를 측정하는 출력 측정부와, 출력 전압 및 출력 전류에 의거하여 증폭기의 출력 임피던스에 대한 이상 여부를 확인하는 임피던스 확인부와, 임피던스 확인부에 의한 이상 여부의 확인 결과에 따라, 클립 리미터의 전압 이득을 제어하는 제어부를 포함한다. 따라서, 주파수 별로 스피커 출력단의 임피던스를 확인하여 앰프의 불량 여부를 스피커의 이상 발생 전에 확인할 수 있다.

Description

오디오 앰프 장치{AUDIO AMPLIFIER APPARATUS}

본 발명은 오디오 앰프 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 앰프 동작시에 스피커로의 출력 상태를 모니터링 할 수 있는 오디오 앰프 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 전관 방송 시스템은 학교, 기업체, 빌딩, 아파트 등 공중 설비에 대한 안내방송, 음악방송 등에 사용되는 다목적 방송시스템이다. 예컨대, 학교본부와 각 학급들로 구성된 교육시설에 구축할 경우에, 학교본부의 중앙 방송실과 각 학급의 방송 장비가 이더넷 등과 같은 네트워크를 통해 연결되며, 중앙 방송실에서 송출하는 오디오 신호가 네트워크를 통해 전달되어 각 학급의 방송 장비를 통해 출력된다.

이러한 전관 방송 시스템은 오디오 신호를 증폭시켜 스피커 출력단으로 출력하는 오디오 앰프 장치가 필수적으로 요구된다. 예컨대, 네트워크가 이용되는 전관 방송 시스템에는 네트워크 오디오 앰프 장치가 필요하며, 네트워크 오디오 앰프 장치는 네트워크를 통해 전달되는 오디오 신호를 증폭하여 스피커 출력단으로 출력함으로써 오디오 신호의 원활한 재생을 지원하게 된다.

이러한 오디오 앰프 장치는 네트워크를 통해 디지털 오디오 신호를 수신하며, 수신된 디지털 오디오 신호를 증폭 출력함으로써 스피커를 통해 오디오 신호가 재생 및 출력될 수 있도록 한다.

그러나 이러한 오디오 앰프 장치는 동작 불량 시에 앰프와 선로 및 스피커 중에 어느 부분이 불량인지를 신속하게 파악할 수가 없었다.

또, 초기 설치 시에 불량한 결선 상태를 미리 파악하지 못하므로 앰프 혹은 스피커의 파손을 발생시킬 수 있는 조건으로 방치하고 동작시킴으로써 장비 안전성에 문제를 일으킬 수 있었다.

종래 기술로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0121827호(공개일자 2009년 11월 26일)에 스피커 자동고장진단시스템이 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래 기술은 스피커의 쇼트(short), 단선(open) 등의 폴트(fault)는 체크할 수 있지만 앰프의 불량은 진단할 수가 없었다.

또한, 앰프와 스피커가 초기에 제대로 설치되었다는 가정하에 일정 이상으로 임피던스가 변화되면 스피커를 고장 상태로 판정하기 때문에, 앰프와 스피커의 설치 초기에 이상 여부를 확인할 수가 없어서 스피커의 고장을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 10-2009-0121827, 공개일자 2009년 11월 26일.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 주파수 별로 스피커 출력단의 임피던스를 확인하여 앰프의 불량 여부를 스피커의 이상 발생 전에 확인할 수 있는 오디오 앰프 장치를 제공한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 관점으로서 오디오 앰프 장치는, 오디오 신호에 대해 특정 레벨 이상이나 이하로 제한하여 출력하는 클립 리미터와, 소정의 주파수를 가지는 테스트 신호를 출력하는 신호 출력부와, 상기 출력 리미터 또는 상기 신호 출력부로부터 입력되는 신호를 소정의 배율로 증폭시켜서 스피커 출력단으로 출력하는 증폭기와, 상기 스피커 출력단에서 상기 테스트 신호에 의한 출력 전압 및 출력 전류를 측정하는 출력 측정부와, 상기 출력 전압 및 출력 전류에 의거하여 상기 증폭기의 출력 임피던스에 대한 이상 여부를 확인하는 임피던스 확인부와, 상기 임피던스 확인부에 의한 이상 여부의 확인 결과에 따라, 상기 클립 리미터의 전압 이득을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 신호 출력부는, 복수의 스피커 중에서 어느 한 스피커의 임피던스 절대값을 테스트하기 위한 주파수를 가지는 상기 테스트 신호를 출력하며, 상기 임피던스 확인부는, 상기 스피커 출력단에서 측정된 임피던스 절대값과 기 저장된 기준값과의 비교 결과에 따라 이상 여부를 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 소정의 주파수를 가지는 테스트 신호를 증폭기에 인가하여 스피커 출력단의 임피던스를 확인한다. 즉, 주파수 별로 스피커 출력단의 임피던스를 확인하여 앰프의 불량 여부를 스피커의 이상 발생 전에 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전관 방송용 오디오 앰프 장치의 블록 구성도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 오디오 앰프 장치는, 클립 미리터(110), 신호 출력부(120), 스위칭 소자(130), 증폭기(140), 출력 측정부(150), 스피커부(160), 임피던스 확인부(170), 제어부(180) 등을 포함한다.

클립 리미터(110)는 오디오 신호에 대해 특정 레벨 이상이나 이하로 제한하여 출력한다.

신호 출력부(120)는 소정의 주파수를 가지는 테스트 신호를 출력한다. 이러한 신호 출력부(120)는 스피커부(160)를 구성하는 복수의 스피커 중에서 어느 한 스피커의 임피던스 절대값을 테스트하기 위한 주파수를 가지는 테스트 신호를 제어부(180)의 제어에 따라 발생 및 출력한다. 예컨대, 신호 출력부(120)는 사인파 등과 같은 정현파를 발생 및 출력할 수 있다.

스위칭 소자(130)는 제어부(180)에 의해 제어되는 스위칭 상태에 따라 클립 리미터(110)의 출력 신호와 신호 출력부(120)의 출력 신호 중에서 어느 하나를 증폭기(140)에게 제공한다. 이러한 스위칭 소자(130)는 클립 리미터(110)에 입력단1이 연결되고, 신호 출력부(120)에 입력단2가 연결되며, 증폭기(140)에 출력단이 연결된다.

증폭기(140)는 출력 리미터(110) 또는 신호 출력부(120)로부터 입력되는 신호를 소정의 배율로 증폭시켜서 스피커 출력단으로 출력한다.

출력 측정부(150)는 스피커 출력단에서 테스트 신호에 의한 출력 전압 및 출력 전류를 측정한다.

임피던스 확인부(170)는 출력 전압 및 출력 전류에 의거하여 증폭기(140)의 출력 임피던스에 대한 이상 여부를 확인한다. 이러한 임피던스 확인부(170)는 스피커 출력단에서 측정된 임피던스 절대값과 기 저장된 기준값과의 비교 결과에 따라 이상 여부를 확인한다.

제어부(170)는 신호 출력부(120)가 소정의 주파수를 가지는 테스트 신호를 출력하도록 제어하며, 스위칭 소자(130)가 스위칭 상태에 따라 클립 리미터(110)의 출력 신호와 신호 출력부(120)의 출력 신호 중에서 어느 하나를 증폭기(140)에게 제공하도록 제어하고, 임피던스 확인부(170)에 의한 이상 여부의 확인 결과에 따라 클립 리미터(110)의 전압 이득을 제어하여 과부하로부터 보호한다.

이하, 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 전관 방송용 오디오 앰프 장치의 동작 과정 및 과부하 방지 과정에 대해 더 자세히 살펴보기로 한다.

먼저, 전관 방송용 네트워크 등으로부터 오디오 신호가 제공되면 클립 리미터(110)는 오디오 신호에 대해 특정 레벨 이상이나 이하로 제한하여 출력한다. 이때, 클립 리미터(110)의 전압 이득은 제어부(180)에 의해 제어되는데, 정상적인 상황에서는 전압 이득이 디폴트 값으로 제어될 수 있다.

아울러, 제어부(180)의 스위칭 제어에 따라 스위칭 소자(130)는 입력단1과 출력단이 접속되는 스위칭 상태를 유지한다.

그러면, 클립 리미터(110)의 출력 신호가 스위칭 소자(130)를 거쳐서 증폭기(140)로 입력된다.

이어서, 증폭기(140)는 출력 리미터(110)로부터 입력되는 신호를 소정의 배율로 증폭시켜서 스피커 출력단으로 출력한다.

그러면, 스피커부(160)는 증폭기(140)로부터 출력되는 신호를 스피커를 통해 재생하여 오디오를 출력하게 된다.

한편, 증폭기(140)의 동작 특성에 이상이 없는지를 확인하고자 할 때에 제어부(180)는 스위칭 소자(130)의 입력단1에 접속되어 있던 출력단이 입력단2로 변경 접속되도록 스위칭 제어한다.

또, 제어부(180)는 신호 출력부(120)가 소정의 주파수를 가지는 테스트 신호를 출력하도록 제어한다. 예컨대, 신호 출력부(120)가 20Hz 내지 20kHz의 정현파를 생성 및 출력하도록 제어할 수 있다.

그러면, 스위칭 소자(130)가 스위칭 상태에 따라 신호 출력부(120)의 출력 신호를 증폭기(140)로 인가되며, 증폭기(140)는 인가되는 테스트 신호를 소정의 배율로 증폭시켜서 스피커 출력단으로 출력한다.

다음으로, 출력 측정부(150)는 스피커 출력단에서 테스트 신호에 의한 출력 전압 및 출력 전류를 측정하며, 측정된 출력 전압 및 출력 전류에 대한 정보를 임피던스 확인부(170)에게 제공한다.

그러면, 임피던스 확인부(170)는 출력 전압 및 출력 전류에 의거하여 증폭기(140)의 출력 임피던스에 대한 이상 여부를 확인한다. 이러한 임피던스 확인부(170)는 스피커 출력단에서 측정된 임피던스 절대값과 기 저장된 기준값과의 비교 결과에 따라 이상 여부를 확인한다.

예컨대, 스피커부(160)에 포함된 스피커들 중에서 스피커1의 정격 임피던스를 체크하고자 할 때에 제어부(170)는 신호 출력부(120)가 20Hz의 주파수를 가지는 신호를 출력하도록 제어하며, 임피던스 확인부(170)는 스피커 출력단에서 측정되는 임피던스 절대값과 스피커1에 대응하여 기 저장된 정격 임피던스 값을 비교하고, 그 비교 결과가 불일치하거나 그 차이가 임계범위를 벗어날 경우에 이상 상황으로 판정할 수 있다.

또, 스피커부(160)에 포함된 스피커들 중에서 스피커2의 정격 임피던스를 체크하고자 할 때에 제어부(170)는 신호 출력부(120)가 20kHz의 주파수를 가지는 신호를 출력하도록 제어하며, 임피던스 확인부(170)는 스피커 출력단에서 측정되는 임피던스 절대값과 스피커2에 대응하여 기 저장된 정격 임피던스 값을 비교하고, 그 비교 결과가 불일치하거나 그 차이가 임계범위를 벗어날 경우에 이상 상황으로 판정할 수 있다.

다음으로, 제어부(170)는 임피던스 확인부(170)에 의해 이상 상황이 확인됨에 따라 클립 리미터(110)의 전압 이득을 제어하게 된다. 여기서, 임피던스 확인부(170)는 이상 상황의 판정 시에 그 결과와 함께 스피커 출력단에서 측정된 임피던스와 기 저장된 정격 임피던스 값의 차이를 알려주며, 제어부(170)는 임피던스 차이값의 높낮이에 따라 클립 리미터(110)의 전압 이득을 차별화하여 제어할 수 있다.

이러한 제어부(170)의 제어에 따라 증폭기(140)는 과전압 및 과전류를 출력하지 않게 되며, 이로써 스피커부(160)가 과부하로부터 보호된다.

본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 오디오 앰프 장치 110 : 클립 리미터
120 : 신호 출력부 130 : 스위칭 소자
140 : 증폭기 150 : 출력 측정부
160 : 스피커부 170 : 임피던스 확인부
180 : 제어부

Claims

오디오 신호에 대해 특정 레벨 이상이나 이하로 제한하여 출력하는 클립 리미터와,
소정의 주파수를 가지는 테스트 신호를 출력하는 신호 출력부와,
상기 출력 리미터 또는 상기 신호 출력부로부터 입력되는 신호를 소정의 배율로 증폭시켜서 스피커 출력단으로 출력하는 증폭기와,
상기 스피커 출력단에서 상기 테스트 신호에 의한 출력 전압 및 출력 전류를 측정하는 출력 측정부와,
상기 출력 전압 및 출력 전류에 의거하여 상기 증폭기의 출력 임피던스에 대한 이상 여부를 확인하는 임피던스 확인부와,
상기 임피던스 확인부에 의한 이상 여부의 확인 결과에 따라, 상기 클립 리미터의 전압 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 오디오 앰프 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 출력부는, 복수의 스피커 중에서 어느 한 스피커의 임피던스 절대값을 테스트하기 위한 주파수를 가지는 상기 테스트 신호를 출력하며,
상기 임피던스 확인부는, 상기 스피커 출력단에서 측정된 임피던스 절대값과 기 저장된 기준값과의 비교 결과에 따라 이상 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 오디오 앰프 장치.