KR20180113883A - 전원 노이즈 제거 장치 및 오디오 신호 변환 장치 - Google Patents

전원 노이즈 제거 장치 및 오디오 신호 변환 장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 오디오 신호 변환 장치의 전원단자로부터 유입되는 노이즈 성분을 단계적으로 제거하여 전원단자로부터 오디오 신호변환장치에 포함된 컨버팅부 및 증폭부로 전력을 전달함으로써, 전원 노이즈를 제거할 수 있는 전원 노이즈 제거 장치 및 오디오 신호 변환 장치를 제공한다.

Description

전원 노이즈 제거 장치 및 오디오 신호 변환 장치 {Device for Removing Noise of Power Source and Apparatus for Converting Audio Signal}
본 실시예가 속하는 기술 분야는 오디오 시스템에서 전원으로부터 유입되는 노이즈 성분을 제거하는 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
오디오 시스템은 일반적으로 음악, 사람의 목소리, 자연음 등 사람이 들을 수 있는 음역 내의 음파 및 음파를 변환한 전기신호를 음파 에너지로 변환하여 공간에 방사하는 시스템이다.
하이파이(Hi-Fi) 오디오는 사람의 가청주파수인 16 Hz 내지 20 kHz 범위의 저음부에서 고음부까지 균일하면서 원음에 가깝게 재생할 수 있는 음향기기이다.
하이파이 오디오는 노이즈에 굉장히 민감하다. 특히 전원으로부터 유입되는 전원 라인 노이즈에 취약하다. 즉, 전원 라인 노이즈로 인하여 오디오 신호의 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 하이파이 오디오를 재생하기 위하여 오디오 신호를 변환하는 장치가 단계적으로 개별적으로 동작하는 노이즈 제거부, 한 쌍의 FET으로 구현되는 뮤트부, 및 이격된 배선 구조를 가짐으로써, 전원 노이즈를 효과적으로 제거하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 오디오 신호 변환 장치의 전원단자로부터 유입되는 노이즈 성분을 단계적으로 제거하여 상기 전원단자로부터 상기 오디오 신호변환장치에 포함된 컨버팅부 및 증폭부로 전력을 전달하는 노이즈 제거부를 포함하는 전원 노이즈 제거 장치를 제공한다.
상기 전원단자는 복수로 분리되고, 상기 노이즈 제거부는 복수이며, 상기 분리된 복수의 전원단자에 상기 복수의 노이즈 제거부가 각각 연결되어, 상기 노이즈 성분을 개별적으로 제거한다.
상기 컨버팅부 및 제1 전원단자 간에 제1 노이즈 제거부가 연결되고, 상기 증폭부 및 제2 전원단자 간에 제2 노이즈 제거부가 연결된다.
상기 노이즈 제거부는 전압 입력 노드에 연결된 1차 노이즈 제거부, 상기 1차 노이즈 제거부에 연결된 2차 노이즈 제거부, 상기 2차 노이즈 제거부에 연결된 3차 노이즈 제거부, 상기 3차 노이즈 제거부에 연결된 4차 노이즈 제거부, 및 상기 4차 노이즈 제거부에 연결된 전압 출력 노드를 포함한다.
상기 1차 노이즈 제거부는 고주파 노이즈를 제거하기 위한 비드를 사용한다. 상기 2차 노이즈 제거부는 기 설정된 값보다 낮은 직렬 등가 저항값을 갖는 커패시터를 사용한다. 상기 3차 노이즈 제거부는 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터를 사용한다. 상기 4차 노이즈 제거부는 기 설정된 값보다 큰 대용량 커패시터를 사용한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 전원단자, 디지털 오디오 신호가 입력되면 아날로그 오디오 신호로 변환시키는 컨버팅부, 상기 디지털 오디오 신호를 기초로 상기 디지털 오디오 신호를 상기 아날로그 오디오 신호로 변환시킬 때의 동작 타이밍을 결정하는 클록 발생부, 상기 아날로그 오디오 신호를 증폭시키는 증폭부, 및 상기 전원단자로부터 유입되는 노이즈 성분을 단계적으로 제거하여 상기 전원단자로부터 상기 클록 발생부, 상기 컨버팅부, 및 상기 증폭부로 전력을 전달하는 노이즈 제거부를 포함하는 오디오 신호 변환 장치를 제공한다.
상기 오디오 신호 변환 장치는 모듈형으로 구현되어, 오디오 신호 재생 장치에 결합이 가능하도록 형성된다.
상기 오디오 신호 변환 장치는 기 설정된 타이밍을 기초로 네거티브 팝 노이즈(Negative Pop Noise)가 존재하는 시점에 오디오 신호를 뮤트시키는 제1 뮤트 처리부; 및 상기 타이밍을 기초로 포지티브 팝 노이즈(Positive Pop Noise)가 존재하는 시점에 상기 오디오 신호를 뮤트시키는 제2 뮤트 처리부를 포함하는 뮤트부를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 오디오 신호 변환 장치의 전원단자로부터 유입되는 노이즈 성분을 단계적으로 제거하여 상기 전원단자로부터 상기 오디오 신호변환장치에 포함된 컨버팅부 및 증폭부로 전력을 전달함으로써, 전원 노이즈를 제거할 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 오디오 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 재생 장치를 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 오디오 신호 변환 장치를 예시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치를 예시한 투시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 연결부를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 신호 흐름을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 노이즈 제거부를 예시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 오디오 신호 변환 장치 및 오디오 신호 재생 장치 간에 클록을 동기화하는 것을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 컨버팅부를 예시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 증폭부를 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 배선을 예시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 뮤트부를 예시한 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 뮤트부를 구체적으로 도시한 회로도이다.
도 16은 팝 노이즈를 예시한 도면이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 오디오 시스템을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 오디오 시스템(100)은 오디오 신호 재생 장치(200) 및 오디오 신호 변환 장치(300)를 포함한다. 오디오 신호 재생 장치(200) 및 오디오 신호 변환 장치(300)는 전기적으로 연결된다.
오디오 신호 재생 장치(200)는 오디오 신호를 재생하는 기능을 수행한다. 오디오 신호 재생 장치(200)의 예로는 개인용 컴퓨터, 동영상 플레이어, 스마트폰, MP3 플레이어, 차량용 전장 내부의 오디오 기기 등이 있을 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(300)는 오디오 신호를 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 오디오 신호 변환 장치(300)는 오디오 신호 재생 장치(200)로부터 디지털 신호 형태의 오디오 신호를 수신하고, 오디오 신호를 아날로그 신호 형태로 변환한 후 오디오 신호 재생 장치(200)로 전송한다. 오디오 신호 변환 장치(300)는 오디오 신호 재생 장치(200)가 디지털 콘텐츠를 재생하여 고품질의 음원을 출력하는 데 기여한다. 즉, 오디오 신호 변환 장치(300)는 하이파이 오디오 모듈(HIFI Audio Module)로 구현될 수 있다.
일반적으로 오디오 파일의 음질을 파악하는 방법은 비트 레이트를 보는 것이다. 이는 초당 킬로비트 단위로 측정할 수 있다. 예컨대, CD 음원의 비트 레이트는 1411 kbps 이고, 비트 레이트가 높을수록 고품질의 아날로그 신호를 출력할 수 있다. 음원 데이터의 음질에 따라 비트 레이트가 설정될 수 있다. 음원 데이터는 주로 128 kbps, 256 kbps를 사용할 수 있고, 최근에는 무손실 음원의 경우 곡 자체의 용량에 따라 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 재생 장치를 예시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 오디오 신호 재생 장치(200)는 신호 처리부(210), 신호 저장부(220), 신호 출력부(230), 정보 표시부(240), 전원부(250), 및 연결부(260)를 전부 또는 일부 포함한다. 오디오 신호 재생 장치(200)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
신호 처리부(210)는 신호 저장부(220)에 저장된 오디오 신호를 오디오 신호 변환 장치(300)로 전송하도록 명령하고, 오디오 신호 변환 장치(300)에서 변환된 오디오 신호를 수신하도록 명령하고, 신호 출력부(230)로 변환된 오디오 신호를 출력한다. 예컨대, 신호 처리부(210)는 마이크로프로세서(Microprocessor) 등으로 구현될 수 있다.
신호 저장부(220)는 오디오 신호를 저장한다. 신호 저장부(220)는 메모리, 하드디스크 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 등으로 구현될 수 있다. 신호 저장부(220)는 오디오 신호 재생 장치(200) 내에 고정될 수도 있고, 휴대용 드라이브와 같이 분리형 방식을 구현될 수 있다.
정보 표시부(240)는 신호 처리부(210)에 의하여 연산된 정보를 시각정보로 출력하는 기능을 수행한다. 정보 표시부(240)는 오디오 신호 재생 장치(200)의 재생 목록 또는 및 디지털 컨텐츠의 아티스트 목록 등을 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 오디오 신호 변환 장치를 예시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 오디오 신호 변환 장치(300)는 전원단자(310), 노이즈 제거부(320), 클록 발생부(330), 컨버팅부(340), 증폭부(350), 뮤트부(360), 및 연결부(370)를 전부 또는 일부 포함한다. 오디오 신호 변환 장치(300)는 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(300) 내에서 클록 발생부(330), 컨버팅부(340), 증폭부(350), 및 뮤트부(360) 등의 배치 구조는 노이즈 감소라는 목적에 따라 임의 변경될 수 있다. 오디오 신호 변환 장치(300) 내에서 클록 발생부(330), 컨버팅부(340), 증폭부(350), 및 뮤트부(360) 등의 위치와 연결 관계는 데이터나 신호의 흐름에 최적화된 설계 구조를 가질 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(300)의 배치와 설계는 하드웨어나 소프트웨어를 이용하여 설정할 수 있다. 오디오 신호 변환 장치(300)의 구성요소들을 변경함에 있어서, 데이터나 신호의 흐름의 초기화가 필요할 수 있으며, 이러한 초기화는 하드웨어 자체에 내장된 모듈에 의하거나 별도의 인터넷이나 모바일 앱에서 수신 가능한 소프트웨어에 의하여 자동적으로 설정될 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(300)는 오디오 신호 재생 장치(200)가 고품질의 음원을 출력하는 데에 기여하기 위해 높은 소비 전류를 가질 수 있다. 오디오 신호 변환 장치(300)는 컨버팅부(340) 및 증폭부(350)를 개별적으로 제어함으로써 사용에 따른 소비 전류를 최소화하는 것도 가능하다.
오디오 신호 변환 장치(300)는 모듈형으로 구현될 수 있다. 사용자들은 손쉽게 모듈형 오디오 신호 변환 장치(300)를 변경, 교체, 업그레이드 등을 수행하여, 사용자의 요구에 맞는 오디오 시스템(100)으로 용이하게 변경할 수 있는 장점이 있다. 모듈형 오디오 신호 변환 장치(300)를 이용하는 일반 사용자 또는 오디오, 가전, 및 전장 고급화를 원하는 제조사는 저비용으로 오디오 신호 변환 장치(300)의 튜닝이 가능하고 여러 라인업의 오디오 시스템(100)을 보유한 것과 같은 효과를 누릴 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(300)는 오디오 신호 재생 장치(200)에 탈부착이 가능한 형상을 갖고, 오디오 신호 재생 장치(200)에 장착될 수 있다. 오디오 신호 재생 장치(200)에 저장된 오디오 신호를 오디오 신호 변환 장치(300)가 수신하여 동기화된 클록에 따라 오디오 신호를 가공한다.
오디오 신호 변환 장치(300) 및 오디오 신호 재생 장치(200)는 전기적으로 접촉이 가능한 연결부를 각각 포함한다. 오디오 신호 변환 장치(300) 및 오디오 신호 재생 장치(200)의 연결부를 통하여 오디오 신호가 유/무선으로 송수신된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치를 예시한 투시도이다.
도 4를 참조하면, 오디오 신호 변환 장치(400)는 하우징(480) 및 쉴드캔(490)을 포함한다.
하우징(480)은 클록 발생부(430), 컨버팅부(440), 증폭부(450), 및 뮤트부(360) 중에서 적어도 하나 이상의 외부에 위치하고, 장치들을 고정하는 기능을 수행한다.
쉴드캔(490)은 방사 노이즈의 유입을 막기 위한 기능을 수행한다. 쉴드캔(490)의 재질은 양은 또는 스테인레스 중 적어도 하나를 포함하는 재질일 수 있다. 쉴드캔(490)은 하우징(480)에 탈착이 가능하도록 형성될 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(400)가 외부의 오디오 신호 재생 장치(200)와 전기적으로 접촉할 수 있도록, 하우징(480)은 연결부(470)의 적어도 일부가 외부에 노출되도록 형성된다.
오디오 신호 변환 장치(400)는 연결부(470)를 이용하여 오디오 신호 재생 장치(200)와 전기 신호를 송수신한다. 즉, 연결부(470)는 전기 신호의 통로이다. 연결부(470)는 체결부(472) 및 전극(474)를 포함한다.
오디오 신호 변환 장치(400)는 체결부(472)를 이용하여 오디오 신호 재생 장치(200)에 기계적으로 장착될 수 있다. 체결부(472)는 표준화된 규격의 커넥터를 포함할 수 있다. 사용자의 편의를 위한 자기력을 이용한 체결 구조를 가질 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(400)는 연결부(200)를 통하여 오디오 신호 재생 장치(200)의 신호 처리부(210)로 클록 신호를 송신하고 신호 처리부(210)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 연결부(470)는 전기신호가 공기 또는 사용자의 신체로 흐르는 것을 방지하기 위하여 절연 물질을 포함할 수 있다. 연결부(470)의 구조 및 형상은 오디오 신호 재생 장치(200)의 목적 및 형상에 따라 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 연결부를 예시한 도면이다.
연결부(570)의 전극(574)은 스프링으로 동작되는 가이드 축(576)과 가이드 축(576) 내부에 전기적 신호를 전달할 수 있는 가이드 공(578)을 포함할 수 있다. 가이드 공(244)은 스프링의 탄성력보다 큰 힘으로 가압되면, 오디오 신호 재생 장치(200)의 연결부(260)에 접촉될 수 있다. 전극(574)의 구조는 포고 핀(Pogo Pin) 구조와 유사한 형태를 가질 수 있다.
오디오 신호 변환 장치(300)가 오디오 신호 재생 장치(200)에 전기적 기계적으로 연결되면, 오디오 신호 변환 장치(300)는 오디오 신호 재생 장치(200)와 전기적으로 접촉되었는지 여부를 확인한다. 오디오 신호 변환 장치(300)는 접촉신호 및 수신신호를 이용하여 외부의 오디오 신호 재생 장치(200)와 정상적으로 접촉되었는지 여부를 확인할 수 있다. 접촉신호는 오디오 신호 변환 장치(300)가 정상적으로 접촉되었음을 오디오 신호 재생 장치(200)에 알리는 신호이고, 수신신호는 통신 가능한 외부의 오디오 신호 재생 장치(200)가 접촉신호를 수신하고, 이에 대응하여 오디오 신호를 전송할 준비가 되었음을 오디오 신호 변환 장치(300)에 알리는 신호이다. 오디오 신호 변환 장치(300)는 오디오 신호 재생 장치(200)와 정상적으로 접촉이 이루어 진 경우에 오디오 신호를 수신할 수 있다.
모듈화된 오디오 신호 변환 장치의 크기는 7 mm 내지 30 mm 사이일 수 있다. 모듈화된 오디오 신호 변환 장치의 크기는 요구되는 설계에 따라 변경되며, 오디오 신호 재생 장치(200)의 연결부의 규격에 따라 달라질 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치를 예시한 도면이다.
오디오 신호 변환 장치(300)는 장치 자체의 모듈화뿐만 아니라, 내부의 구성요소들도 모듈화할 수 있다. 예컨대, 오디오 신호 변환 장치(600)는 베이스 모듈(610)에 컨버팅부(630) 및 증폭부(640)를 탈착할 수 있다. 오디오 신호 변환 장치(600)의 내부 구성요소들의 모듈화를 통하여 다양한 디지털 컨텐츠의 재생 음질을 선택할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 신호 흐름을 예시한 도면이다.
전원 노이즈는 전압레벨 또는 파형 등에 따라 고조파 노이즈, 펄스성 노이즈, 서지성 노이즈로 구분된다. 고조파 노이즈는 주로 컴퓨터나 스위칭전원 등의 스위칭 주파수에 포함되어 있는 고조파성분으로 수 mV 내지 수십 mV의 전압레벨을 가지며, 전기 기기가 온/오프 되는 경우 항상 발생하는 노이즈이다. 펄스성 노이즈는 릴레이(Relay) 또는 유도모터 등의 스위칭 시에 발생하는 노이즈로 전압레벨이 고조파 노이즈와 비교하여 높고 피크 전압이 수천 V에 달하는 경우도 있다. 서지성 노이즈는 주로 유도 번개에 의하여 전원 라인에 발생하며 전압레벨이 다른 노이즈에 비하여 극히 높아 피크 전압이 수만 V에 달하는 경우도 있다.
오디오 신호 변환 장치는 전원 노이즈를 제거하기 위해, 단계적으로 동작하는 노이즈 제거부, 한 쌍의 FET으로 구현되는 뮤트부, 및 이격된 배선 구조를 갖는다.
도 7을 참조하면, 오디오 신호 변환 장치는 전원단자(710), 복수의 노이즈 제거부(721 ~ 724), 클록 발생부(730), 컨버팅부(740), 증폭부(750), 뮤트부(760), 및 연결부(770)을 포함한다.
전원단자(710)는 클록 발생부(730), 컨버팅부(740), 증폭부(750), 뮤트부(760)에 전기 에너지를 공급하는 기능을 수행한다. 전원단자(710)에는 전원이 연결되며, 전원은 오디오 신호 변환 장치의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 전원의 종류는 오디오 신호 재생 장치의 특성에 따라 변경될 수 있다. 전원 노이즈를 감소시키기 위하여, 전원단자(710)는 복수로 분리될 수 있다. 분리된 복수의 전원단자는 각각 최적화된 전압값을 가질 수 있다.
복수의 노이즈 제거부는 전원단자(710)로부터 유입되는 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다. 도 8을 참조하면, 노이즈 제거부(721 ~ 724)는 (i) 단일 또는 복수의 전원단자(710) 및 (ii) 클록 발생부(730), 컨버팅부 (740), 증폭부(750), 및 뮤트부(760) 간에 개별적으로 연결된다.
클록 발생부(730)는 오디오 신호 변환 장치(300)의 동작 타이밍을 결정하는 클록 신호를 발생시키는 기능을 수행한다. 클록 발생부(730)는 MCLK(Master Clock), LRCK(Left-Right Clock), BITCLK(Bit Clock) 등을 생성할 수 있다. MCLK는 마스터 클록을 의미한다. 클록 발생부(420)는 MCLK를 이용하여 오디오 신호 변환 장치의 최종 동작 타이밍을 결정할 수 있다. LRCK는 디지털 오디오 신호의 L(Left) 채널과 R(Right) 채널을 위한 클록을 의미한다. L 채널 정보가 전송되는 경우 1로 설정하고, R 채널 정보가 전송되는 경우 0으로 설정할 수 있다. BITCLK은 디지털 신호의 기본인 비트에 맞물려 전송되는 클록을 의미한다. 클록 발생부(730)는 BITCLK를 이용하여 비트 클록에 동기를 맞춰서 디지털 신호가 0인지 아니면 1인지를 판별할 수 있다.
클록 발생부(730)에서 발생된 클록 신호들은 연결부(770)를 통해 오디오 신호 재생 장치로 전송된다. 클록 발생부(730)는 위상 동기 회로(Phased Lock Loop, PLL)에서 만들어진 클록을 이용하기 때문에 아날로그 신호를 정확하게 만들어낼 수 있다. 오디오 신호 변환 장치(300)는 클록 발생부(730)를 통해 직접 클록을 만들어 사용함으로써 낮은 지터(Jitter)의 아날로그 신호를 생성할 수 있다.
컨버팅부(740)는 동기화된 제어 신호와 클록 신호들을 이용하여 연결부(770)를 통하여 오디오 신호 재생 장치(200)로부터 입력받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능을 수행한다.
컨버팅부(740)는 복수의 모듈들로 구현될 수 있다. 이 경우 컨버팅부(740)는 출력 노이즈의 평균화를 통해 고품질의 아날로그 신호를 변환하는 것이 가능해진다. 다만 컨버팅부(740)가 복수의 모듈들로 구현될 경우 소비 전류가 증가될 수 있는데, 이것은 컨버팅부(740)의 전류를 개별 제어함으로써 상기한 문제점을 해결할 수가 있다.
증폭부(750)는 컨버팅부(740)의 출력인 아날로그 신호를 증폭시키는 기능을 수행한다. 증폭부(750)는 아날로그 신호를 조절하는 프리 앰프(Pre-Amp)와 전력을 증폭시키는 파워 앰프(Power-Amp)를 포함할 수 있으며, 프리 앰프와 파워 앰프가 합쳐진 인터그레이티드 앰프(Integrated Amp)로 구현되는 것도 가능하다. 그러나 본 실시예에서 증폭부(750)의 형태는 이에 한정되지 않으며 오디오 신호 변환 장치(300)의 목적과 기능에 따라 임의 변경될 수 있다.
뮤트부(760)는 미리 정해진 타이밍을 기초로 오디오 신호를 뮤트시키는 기능을 수행한다. 뮤트부(760)는 오디오 신호 변환 장치(300)를 오디오 신호 재생 장치(200)에 장착한 후 전원을 온(ON)/오프(OFF)시킬 때에 발생되는 팝 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다.
연결부(770)는 오디오 신호 변환 장치(300)를 오디오 신호 재생 장치(200)와 전기적 또는 기계적으로 연결시키며, 오디오 신호 변환 장치(300)와 오디오 신호 재생 장치(200) 간에 전기 신호의 통로 역할을 수행한다. 연결부(770)는 오디오 신호 재생 장치(200)로부터 오디오 신호를 입력받아 컨버팅부(740)로 전송한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 노이즈 제거부를 예시한 도면이다. 노이즈 제거부는 전원단자로부터 유입되는 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다.
도 8을 참조하면, 노이즈 제거부(130,150,170)의 내부 회로는 전압 입력 노드(172), 비드(820), 제1 캐패시터(830), LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(840), 제2 커패시터(850), 및 전압 출력 노드(860)를 포함한다.
노이즈 제거부는 전기적 소자들이 순차적으로 연결된 회로 구조를 가질 수 있다. 노이즈 제거부의 회로 구조는 1차로 고주파 노이즈를 제거하기 위한 비드(820)를 사용하고, 2차로 낮은 직렬 등가 저항값을 갖는 커패시터(830)를 사용하고, 3차로 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(840)를 사용하고, 4차로 대용량 커패시터(850)를 사용할 수 있다.
LDO 레귤레이터는 공급 전압이 출력 전압에 매우 근접한 경우에도 선형적으로 전압을 조절한다. LDO 레귤레이터는 전압 강하가 작고, 리플이 작아서 노이즈가 감소되며, 회로가 간단하여 가격이 저렴한 장점이 있다.
전압 입력 노드(810)는 분리된 전원단자의 각각 또는 이들의 조합에 연결된다. 분리된 전원단자의 각각 또는 이들의 조합은 복수의 노이즈 제거부(721 ~ 724)에 각각 연결된다. 예컨대, 노이즈를 제거하기 위해 분리된 전원단자의 각각 또는 이들의 조합은 +3.7 V, +6 V, -5 V 등으로 설정될 수 있으며, DC-DC 컨버터를 더 포함할 수도 있다. 이때 전원은 금속의 이온화 차이에서 오는 전위차를 이용할 수 있고, 충전이 불가능한 1차 전지 및 충전이 가능한 2차 전지를 포함할 수 있다. 전원의 종류는 오디오 신호 재생 장치의 특성에 따라 변경될 수 있다.
전압 출력 노드(860)는 클록 발생부(730), 컨버팅부(740), 증폭부(750), 및 뮤트부(760) 중에서 적어도 하나에 연결된다. 단계적으로 노이즈가 제거된 전압은 도면부호 801, 802, 803에 도시되어 있으며, 전압 출력 노드(860)의 전압이 매끄러운 값을 갖는 것을 파악할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 오디오 신호 변환 장치 및 오디오 신호 재생 장치 간에 클록을 동기화하는 것을 도시한 것이다.
동기화는 오디오 신호 변환 장치(300) 및 오디오 신호 재생 장치(200)의 동작 타이밍을 맞추는 것이다. 즉, 오디오 신호 변환 장치(300)의 컨버팅부(340)가 기준으로 하는 클록 신호 및 오디오 신호 재생 장치(200)의 신호 처리부(210)가 기준으로 하는 클록 신호 간에 시간의 변이(Transition)가 없도록 클럭 신호의 기준 시간을 통일하는 것이다. 동기화는 모듈들 간 동작 타이밍을 맞추는 것뿐만 아니라 데이터의 일치를 의미할 수도 있다.
도 9를 참조하면, 오디오 신호 재생 장치(200)의 신호 처리부(210)는 오디오 신호의 품질에 따른 주파수 정보를 오디오 신호 변환 장치(300)의 클록 발생부(330)로 전송한다.
오디오 신호 변환 장치(300)의 클록 발생부(330)는 오디오 신호 재생 장치(200)의 신호 처리부(210)로부터 주파수 정보 및/또는 제어 신호를 수신하여 기 설정된 주파수를 갖는 제1 클록 신호를 생성한다. 예컨대, 클록 발생부(330)는 주파수 정보에 따른 제1 클록 신호로 MCLK(Master Clock), LRCK(Left-Right Clock) 및 BITCLK(Bit Clock)을 생성한다. 오디오 신호 재생 장치(200) 및 오디오 신호 변환 장치(300)는 제1 클록 신호에 동기화한다.
오디오 신호 재생 장치(200)의 신호 처리부(210)는 제1 클록 신호에 동기화된 제어 신호를 생성한다.
클록 발생부(330) 내의 위상동기회로(Phased lock loop)에서 만들어진 클록을 이용하기 때문에, 정확한 아날로그 신호를 만들어낼 수 있다. 즉, 오디오 신호 재생 장치(200) 내부의 위상동기회로(Phased lock loop)에서 만들어진 클록들을 이용하지 않으므로, 시스템 코어의 사용량에 따라 영향을 받지 않는 클록들을 사용함으로써, 지터가 낮은 클록 신호를 생성할 수 있다. 클록 발생부(330) 내의 위상동기회로는 입력 신호와 출력신호에서 되먹임된 신호와의 위상차를 이용해 출력신호를 제어하는 기능을 수행하며, 입력된 신호에 맞추어 출력 신호의 주파수를 조절한다.
오디오 신호 재생 장치(200)의 신호 처리부(210)는 오디오 신호 변환 장치(300)의 클록 발생부(330)로부터 클록 신호 및/또는 제어 신호를 수신하고, 장치간 최종 동작 타이밍을 결정하기 위한 제어 신호를 오디오 신호 변환 장치(300)의 컨버팅부(340)로 전송한다.
컨버팅부(340)는 클록 발생부(330)로부터 클록 신호들(582)을 수신하고, 클록 발생부(500) 및 신호 처리부(210)로부터 제어신호를 수신하고, 신호 처리부(210)로부터 수신한 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환한다.
신호 처리부(210)는 클록 발생부(330)에 이상 여부를 검출한다. 클록 발생부(330)에 이상이 발생하면, 오디오 신호 재생 장치(200)의 신호 처리부(210)로부터 제어신호에 따라 클록 발생부(330)는 동작 상태를 결정한다. 초기화 신호 및 디세이블 신호를 포함하는 제어신호에 따라 클록 발생부(330)는 초기화 과정을 수행하거나 동작을 종료한다.
클록 발생부(330)의 동작이 종료되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 신호 처리부(210)는 제2 클록 신호를 생성한다. 오디오 신호 재생 장치(200) 및 오디오 신호 변환 장치(300)는 제2 클록 신호에 동기화한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 컨버팅부를 예시한 도면이다.
컨버팅부(740)는 동기화된 제어 신호와 클록 신호들을 이용하여 오디오 신호 재생 장치로부터 입력받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능을 수행한다.
컨버팅부(740)는 복수의 모듈들로 구현될 수 있다. 컨버팅부(740)는 출력 노이즈의 평균화를 통해 고품질의 아날로그 신호를 변환하는 것이 가능해진다. 다만 컨버팅부(740)가 복수의 모듈들로 구현될 경우 소비 전류가 증가될 수 있는데, 이것은 컨버팅부(740)의 전류를 개별 제어함으로써 상기한 문제점을 해결할 수가 있다.
컨버팅부(740)는 전원단자(1110), 클록 신호 입력부(1120), 데이터 입력부(1130), 변환부(1140), 제어신호 수신부(1150), 및 아날로그 신호 출력부(1160)를 포함한다. 컨버팅부(740)의 전원단자(1110)는 노이즈 제거부(722)에 연결된다. 클록 신호 입력부(1120)는 클록 발생부(100)에서 발생된 제1 클록 신호를 입력받는다. 데이터 입력부(1130)는 신호 처리부(210)에서 동기화된 오디오 신호를 입력받는다. 제어신호 수신부(1150)는 신호 처리부(210)로부터 주파수 정보 및/또는 제어 신호를 수신한다. 변환부(1140)는 프로세서부(200)에서 동기화된 이산 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다. 아날로그 신호 출력부(1160)는 변환된 아날로그 신호를 출력하여 증폭부(750)로 전송한다.
변환부(1140)는 수신한 주파수 정보에 따라 기준 클록 신호를 생성하고 생성된 기준 클록 신호를 제1 클록 신호와 비교하고 오차를 산출하여, 제1 클록 신호를 보정할 수 있다. 한편, 변환부(370)는 수신한 주파수 정보에 따라 기준 클록 신호를 생성하고 생성된 기준 클록 신호를 제2 클록 신호와 비교하고 오차를 산출하여, 제2 클록 신호를 보정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 증폭부를 예시한 도면이다.
증폭부(750)는 아날로그 신호를 조절하는 프리 앰프(pre-amp)와 전력을 증폭시키는 파워 앰프(power-amp)를 포함할 수 있으며, 프리 앰프와 파워 앰프가 합쳐진 인터그레이티드 앰프(integrated amp)로 구현되는 것도 가능하다. 그러나 본 실시예에서 증폭부(750)의 형태는 이에 한정되지 않으며 디지털 신호 변환 장치(750)의 목적과 기능에 따라 임의 변경될 수 있다.
증폭부(750)는 전원단자(1210), 아날로그 신호 입력부(1220), 앰프부(1230), 및 증폭 신호 출력부(1160)를 포함한다. 증폭부(750)의 전원단자(1210)는 노이즈 제거부(723)에 연결된다. 아날로그 신호 입력부(1220)는 컨버팅부(740)에서 출력된 아날로그 신호를 복수의 채널을 통하여 입력받는다. 아날로그 신호 입력부(1220)에 입력되는 채널은 총 4 개의 채널로 2 개의 RIGHT 채널과 2 개의 LEFT 채널을 포함한다. 앰프부(1230)는 아날로그 신호의 전력을 증가시키는 기능을 수행한다. 증폭 신호 출력부(1240)는 증폭된 아날로그 신호를 출력한다. 증폭 신호 출력부(1240)에서 출력되는 채널은 총 2 개의 채널로 RIGHT 채널과 LEFT 채널을 포함한다.
앰프부(1230)는 복수의 OP-AMP 소자로 이루어져, 단계적으로 이득(Gain)을 증가 시키는 구조를 가질 수 있다. 각 OP-AMP 소자의 이득은 노이즈를 고려한 최적화된 값을 가질 수 있고, 각 증폭 소자간에 저항소자를 포함하는 피드백 회로를 가질 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 배선을 예시한 도면으로서, 도 7의 컨버팅부(740) 및 증폭부(750)를 포함한다.
증폭 신호 출력부(1310)의 좌, 우 출력 채널(1330)은 신호의 간섭을 피하기 위하여 GND(그라운드 접지, 1320)로 감싸는 구조를 가질 수 있다. 증폭신호 출력부는 좌, 우 출력 채널의 신호의 간섭도를 평가하는 기준으로 크로스토크(CROSS TALK)를 사용하는데, 이는 채널 분리도를 의미하고, 증폭신호 출력부의 좌, 우 채널에서 신호의 간섭도를 나타낸다. 증폭 신호 출력부는 좌, 우 출력 채널을 GND로 감싸는 구조를 가짐으로써 채널 분리도를 향상 시킬 수 있다.
컨버팅부(740)는 내부 회로 패턴 상에 디지털 노이즈(digital noise)가 유기될 수 있는 부분의 중복을 방지하기 위하여 이격 구조를 가질 수 있다. 컨버팅부(740)의 디지털 신호 라인 및 아날로그 신호 라인은 최대한 이격된다. 이격 구조는 2차원 평면 상에서 거리가 이격되거나, 3차원 공간 상에서 다른 층의 레이어에서 공간적으로 이격될 수 있다. 이때의 이격 거리는 오디오 신호 변환 장치(300)의 크기와 재생 음질을 고려하여 사전에 설정된 값 이상을 가질 수 있다.
증폭부(750)는 노이즈 감소를 위하여 컨버팅부(430)에 최적화된 설계를 가질 수 있다. 또한 증폭부(440)의 내부 회로의 배선은 디지털 노이즈가 유기될 수 있는 부분의 중복을 방지하기 위하여 최대 이격 구조를 가질 수 있다. 이격 거리는 오디오 신호 변환 장치(300)의 크기와 재생 음질을 고려하여 사전에 설정된 값 이상을 가질 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 뮤트부를 예시한 블록도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 변환 장치의 뮤트부를 구체적으로 도시한 회로도이고, 도 16은 팝 노이즈를 예시한 도면이다.
뮤트부(760)는 높은 출력에 대해 최적화된 구성을 가지며, 타이밍을 맞추기 위해 타이밍 설정부(1410)와 타이밍 조정부(1420)를 포함할 수 있다.
타이밍 설정부(1410)는 높은 출력의 오디오 신호가 입력되면 이 오디오 신호에 대하여 1차적으로 뮤트 타이밍(Mute Timing)을 설정하는 기능을 수행한다. 자세하게는, 타이밍 설정부(1410)는 전체적인 뮤트 타이밍을 잡는 기능을 수행한다. 타이밍 설정부(1410)는 입력된 오디오 신호 전체에 걸쳐 뮤트 타이밍을 설정함으로써 전체적인 뮤트 타이밍을 잡는 기능을 수행할 수 있다.
타이밍 조정부(1420)는 타이밍 설정부(1410)에 의해 1차적으로 뮤트 타이밍이 설정된 오디오 신호에 대하여 2차적으로 뮤트 타이밍을 조정하는 기능을 수행한다. 자세하게는, 타이밍 조정부(1420)는 뮤트의 세밀한 타이밍을 잡는 기능을 수행한다. 타이밍 조정부(1420)는 뮤트 타이밍이 설정된 오디오 신호의 각 부분에 대해 뮤트 타이밍을 조정함으로써 뮤트의 세밀한 타이밍을 잡는 기능을 수행할 수 있다.
뮤트부(760)가 타이밍 설정부(1410)만 포함하는 경우, 뮤트부(760)가 오디오 신호를 뮤트시킬 때에 오히려 팝 노이즈(Pop Noise)를 발생시키는 문제점이 생길 수 있다. 뮤트부(760)는 타이밍 설정부(1410)와 함께 적어도 하나의 타이밍 조정부(1420)를 포함하는 것이 바람직하다.
제1 뮤트 처리부(1430)는 높은 출력의 오디오 신호가 입력되면 타이밍 설정부(1410)와 타이밍 조정부(1420)에 의해 설정 및 조정된 뮤트 타이밍을 기초로 오디오 신호를 1차적으로 뮤트시키는 기능을 수행한다.
제1 뮤트 처리부(1430)는 정해진 뮤트 타이밍에 오디오 신호를 뮤트시킴으로써 디지털 신호 변환 장치의 전원 온(ON)/오프(OFF)시 발생되는 팝 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다.
제1 뮤트 처리부(1430)는 오디오 신호를 1차적으로 뮤트시킴으로써 오디오 신호와 관련된 팝 노이즈, 특히 네거티브 팝 노이즈(Negative Pop Noise)를 제거할 수 있다.
제2 뮤트 처리부(1440)는 입력된 오디오 신호가 제1 뮤트 처리부(130)에 의해 정해진 타이밍에 1차적으로 뮤트되면 타이밍 설정부(110)와 타이밍 조정부(120)에 의해 설정 및 조정된 뮤트 타이밍을 기초로 이 오디오 신호를 2차적으로 뮤트시키는 기능을 수행한다.
제2 뮤트 처리부(1440)는 제1 뮤트 처리부(130)와 더불어 각각 정해진 타이밍에 오디오 신호를 뮤트시킴으로써 팝 노이즈를 제거할 수 있다. 이때 제2 뮤트 처리부(1440)는 오디오 신호와 관련된 포지티브 팝 노이즈(Positive Pop Noise)를 제거할 수 있다.
한편 본 실시예에서 뮤트 장치(100)는 제1 뮤트 처리부(130)만 구비하는 것도 가능하다. 이 경우 제1 뮤트 처리부(130)는 네거티브 팝 노이즈와 함께 포지티브 팝 노이즈도 제거하는 기능을 수행할 수 있다.
도 15를 참조하면, 타이밍 설정부(110)는 제1 저항(111)과 제1 커패시터(112)를 포함한다. 본 실시예에서 제1 저항(111)과 제1 커패시터(112)는 병렬 연결된 구조를 가진다.
제1 저항(111)은 제1 트랜지스터(201)의 컬렉터(collector)에 연결되어 출력 전압을 조정하는 기능을 수행한다.
제1 커패시터(112)의 경우, 그 일측은 제1 트랜지스터(201)의 컬렉터에 연결되며, 그 타측은 접지(GND)에 연결된다.
한편 제1 트랜지스터(201)의 이미터(emitter)는 접지(GND)에 연결되며, 제1 트랜지스터(201)의 베이스(base)는 오디오 신호 재생 장치에서 오디오 신호를 뮤트시키는 뮤트 신호 입력부(211)에 연결된다.
뮤트부(760)는 제1 트랜지스터(201)와 병렬 연결되는 제2 저항(221)을 더 포함할 수 있다. 제2 저항(221)의 경우, 그 일측은 뮤트 신호 입력부(211)에 연결되며, 그 타측은 접지(GND)에 연결된다. 제2 저항(221)은 보호 저항에 해당한다.
앞서 설명한 바에 따르면, 본 발명에서 타이밍 조정부(1420)는 뮤트 장치(100)에 적어도 두 개를 구비한 수 있다.
이하에서는 이 점을 참작하여 제1 타이밍 조정부(120a)와 제2 타이밍 조정부(120b)로 구분하여 설명하기로 한다.
제1 타이밍 조정부(120a)는 제3 저항(121)과 제2 커패시터(122)를 포함한다. 본 실시예에서 제3 저항(121)과 제2 커패시터(122)는 직렬 연결된 구조를 가진다.
제3 저항(121)은 제2 트랜지스터(202)의 컬렉터에 연결되어 출력 전압을 조정하는 기능을 수행한다.
제2 커패시터(122)의 경우, 그 일측은 제2 트랜지스터(202)의 컬렉터에 연결되며, 그 타측은 접지(GND)에 연결된다. 한편 제2 트랜지스터(202)의 이미터는 Vcc에 연결되며, 제2 트랜지스터(202)의 베이스는 타이밍 설정부(110)에 연결된다.
뮤트부(760)는 제3 저항(121)에 병렬 연결되는 제4 저항(222)을 더 포함할 수 있다. 제4 저항(222)은 출력 전압을 조정하는 기능을 수행한다. 제4 저항(222)의 경우, 그 일측은 제2 트랜지스터(202)의 컬렉터에 연결되며, 그 타측은 접지(GND)에 연결된다.
뮤트부(760)는 타이밍 설정부(110)에 연결되는 제3 커패시터(231)를 더 포함할 수 있다. 제3 커패시터(231)의 경우, 그 일측은 타이밍 설정부(110)의 제1 저항(111)에 연결되며, 그 타측은 접지(GND)에 연결된다.
제2 타이밍 조정부(120b)는 제5 저항(123)과 제4 커패시터(124)를 포함한다. 본 실시예에서 제5 저항(123)과 제4 커패시터(124)는 직렬 연결된 구조를 가진다. 제5 저항(123)은 제1 타이밍 조정부(120a)에 연결되어 출력 전압을 조정하는 기능을 수행한다. 제4 커패시터(124)의 경우, 그 일측은 제5 저항(123)에 연결되며, 그 타측은 접지(GND)에 연결된다.
뮤트부(760)는 제2 타이밍 조정부(120b)에 연결되는 제5 커패시터(232)와 제6 커패시터(233)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제5 커패시터(232)와 제6 커패시터(233)는 병렬 연결된 구조를 가진다. 제5 커패시터(232)의 경우, 그 일측은 제2 타이밍 조정부(120b)의 제5 저항(123)에 연결되며, 그 타측은 제2 뮤트 처리부(140)에 연결된다. 제6 커패시터(233)의 경우, 제5 커패시터(232)와 마찬가지로 그 일측은 제2 타이밍 조정부(120b)의 제5 저항(123)에 연결되며, 그 타측은 제2 뮤트 처리부(140)에 연결된다.
본 실시예에서 제2 뮤트 처리부(140)는 듀얼 FET로 구현될 수 있다. 이 경우 제5 커패시터(232)와 제6 커패시터(233)는 제2 뮤트 처리부(140)의 FET들에 각각 연결될 수 있다. 제5 커패시터(232)와 제6 커패시터(233)는 오픈(OPEN)된 형태로 뮤트부(760)에 구비될 수 있다.
제1 뮤트 처리부(130)는 제1 FET(Field Effect Transistor)(131)와 제2 FET(132)를 포함한다. 제1 뮤트 처리부(130)를 싱글 FET로 구현할 경우, 팝 노이즈를 온전히 제거하는 것이 어려우며, 특히 마이너스 쪽으로 새어 나가는 팝 노이즈를 해결하는 것이 어려운 문제점이 있다. 팝 노이즈(pop noise)는 전원을 공급하거나 중단할 때 발생하는 노이즈로서, 충전된 전압을 가지는 커패시터를 가진 회로가 다른 전기 회로와 연결될 때 충전된 커패시터의 전압으로 인하여 발생하는 노이즈를 의미한다. 도 16에서는 네거티브 팝 노이즈(Negative Pop Noise, 1610)와 포지티브 팝 노이즈(Positive Pop Noise, 1620)가 도시되어 있다. 네거티브 팝 노이즈는 마이너스 쪽으로 새어 나가는 노이즈이다.
뮤트부(760)에 구비되는 제1 뮤트 처리부(130)는 입력된 오디오 신호를 정해진 뮤트 타이밍에 따라 1차적으로 뮤트시킴으로써 네거티브 팝 노이즈(310)를 제거할 수 있다.
본 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 제1 뮤트 처리부(130)를 듀얼 FET로 구현한다. 또한 본 실시예에서는 제1 FET(131)의 드레인(drain) 및 소스(source)와 제2 FET(132)의 드레인 및 소스가 서로 마주보는 형태가 되도록 제1 FET(131)와 제2 FET(132)를 배치시켜 상기한 문제점을 해결한다.
우측 입력 단자(AUDIO_R_IN; 212)를 통해 수신된 오디오 신호가 제1 FET(131)의 게이트(gate)로 입력되면, 제1 FET(131)는 타이밍 설정부(110), 제1 타이밍 조정부(120a) 및 제2 타이밍 조정부(120b)에 의해 정해진 타이밍에 따라 오디오 신호를 뮤트시켜 제2 뮤트 처리부(140)로 전송하는 기능을 수행한다.
마찬가지로 좌측 입력 단자(AUDIO_L_IN; 213)를 통해 수신된 오디오 신호가 제2 FET(132)의 게이트로 입력되면, 제2 FET(132)는 타이밍 설정부(110), 제1 타이밍 조정부(120a) 및 제2 타이밍 조정부(120b)에 의해 정해진 타이밍에 따라 오디오 신호를 뮤트시켜 제2 뮤트 처리부(140)로 전송하는 기능을 수행한다.
제2 뮤트 처리부(140)는 제3 FET(141)와 제4 FET(142)를 포함한다. 제2 뮤트 처리부(140)도 제1 뮤트 처리부(130)와 마찬가지로 듀얼 FET로 구현한다. 또한 제3 FET(141)의 드레인 및 소스와 제4 FET(142)의 드레인 및 소스가 서로 마주보는 형태가 되도록 제3 FET(141)와 제4 FET(142)를 배치시킨다.
제1 FET(131)로부터 뮤트 처리된 오디오 신호가 입력되면, 제3 FET(141)는 타이밍 설정부(110), 제1 타이밍 조정부(120a) 및 제2 타이밍 조정부(120b)에 의해 정해진 타이밍에 따라 오디오 신호를 뮤트시켜 우측 출력 단자(AUDIO_R_OUT; 214)를 통해 출력시키는 기능을 수행한다.
마찬가지로 제2 FET(132)로부터 뮤트 처리된 오디오 신호가 입력되면, 제4 FET(142)는 타이밍 설정부(110), 제1 타이밍 조정부(120a) 및 제2 타이밍 조정부(120b)에 의해 정해진 타이밍에 따라 오디오 신호를 뮤트시켜 좌측 출력 단자(AUDIO_L_OUT; 215)를 통해 출력시키는 기능을 수행한다.
뮤트부(760)에 구비되는 제2 뮤트 처리부(140)는 제1 뮤트 처리부(130)에 의해 1차 뮤트 처리된 오디오 신호를 정해진 뮤트 타이밍에 따라 2차적으로 뮤트시킴으로써 포지티브 팝 노이즈(320)를 제거할 수 있다.
오디오 신호 변환 장치에 포함된 구성요소들이 도 3에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
오디오 신호 변환 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.
오디오 신호 재생 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스 또는 서버에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스 또는 서버는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 오디오 신호 변환 장치의 전원단자로부터 유입되는 노이즈 성분을 단계적으로 제거하여 상기 전원단자로부터 상기 오디오 신호변환장치에 포함된 컨버팅부 및 증폭부로 전력을 전달하는 노이즈 제거부
    를 포함하는 전원 노이즈 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원단자는 복수로 분리되고, 상기 노이즈 제거부는 복수이며, 상기 분리된 복수의 전원단자에 상기 복수의 노이즈 제거부가 각각 연결되어, 상기 노이즈 성분을 개별적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 전원 노이즈 제거 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨버팅부 및 제1 전원단자 간에 제1 노이즈 제거부가 연결되고, 상기 증폭부 및 제2 전원단자 간에 제2 노이즈 제거부가 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 노이즈 제거 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노이즈 제거부는 전압 입력 노드에 연결된 1차 노이즈 제거부, 상기 1차 노이즈 제거부에 연결된 2차 노이즈 제거부, 상기 2차 노이즈 제거부에 연결된 3차 노이즈 제거부, 상기 3차 노이즈 제거부에 연결된 4차 노이즈 제거부, 및 상기 4차 노이즈 제거부에 연결된 전압 출력 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 노이즈 제거 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 1차 노이즈 제거부는 고주파 노이즈를 제거하기 위한 비드를 사용하는 것을 특징으로 하는 전원 노이즈 제거 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 2차 노이즈 제거부는 기 설정된 값보다 낮은 직렬 등가 저항값을 갖는 커패시터를 사용하는 것을 특징으로 하는 전원 노이즈 제거 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 3차 노이즈 제거부는 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 전원 노이즈 제거 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 4차 노이즈 제거부는 기 설정된 값보다 큰 대용량 커패시터를 사용하는 것을 특징으로 하는 전원 노이즈 제거 장치.
  9. 전원단자;
    디지털 오디오 신호가 입력되면 아날로그 오디오 신호로 변환시키는 컨버팅부;
    상기 디지털 오디오 신호를 기초로 상기 디지털 오디오 신호를 상기 아날로그 오디오 신호로 변환시킬 때의 동작 타이밍을 결정하는 클록 발생부;
    상기 아날로그 오디오 신호를 증폭시키는 증폭부; 및
    상기 전원단자로부터 유입되는 노이즈 성분을 단계적으로 제거하여 상기 전원단자로부터 상기 클록 발생부, 상기 컨버팅부, 및 상기 증폭부로 전력을 전달하는 노이즈 제거부
    를 포함하는 오디오 신호 변환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오디오 신호 변환 장치는 모듈형으로 구현되어, 오디오 신호 재생 장치에 결합이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 오디오 신호 변환 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전원단자는 복수로 분리되고, 상기 노이즈 제거부는 복수이며, 상기 분리된 복수의 전원단자에 상기 복수의 노이즈 제거부가 각각 연결되어, 상기 노이즈 성분을 개별적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 변환 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 노이즈 제거부는 전압 입력 노드에 연결된 1차 노이즈 제거부, 상기 1차 노이즈 제거부에 연결된 2차 노이즈 제거부, 상기 2차 노이즈 제거부에 연결된 3차 노이즈 제거부, 상기 3차 노이즈 제거부에 연결된 4차 노이즈 제거부, 및 상기 4차 노이즈 제거부에 연결된 전압 출력 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 변환 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    기 설정된 타이밍을 기초로 네거티브 팝 노이즈(Negative Pop Noise)가 존재하는 시점에 오디오 신호를 뮤트시키는 제1 뮤트 처리부; 및 상기 타이밍을 기초로 포지티브 팝 노이즈(Positive Pop Noise)가 존재하는 시점에 상기 오디오 신호를 뮤트시키는 제2 뮤트 처리부를 포함하는 뮤트부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 변환 장치.
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