KR20210023993A - 오디오 회로 - Google Patents

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KR20210023993A
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Abstract

스피커 신호에 기초하여 스피커를 구동하도록 동작 가능한 스피커 드라이버, 상기 스피커를 통해 흐르는 스피커 전류를 모니터링하고 상기 전류를 나타내는 모니터 신호를 생성하도록 동작 가능한 전류 모니터링 유닛, 및 외부 소리가 스피커 상에 들어갈 때, 모니터 신호 및 스피커 신호에 기초하여 외부 소리를 나타내는 마이크로폰 신호를 생성하도록 동작 가능한 마이크로폰 신호 생성기를 포함하는 오디오 회로.

Description

오디오 회로
본 개시는 일반적으로 오디오 회로와 관련되며, 구체적으로 호스트 디바이스에서 사용되기 위한 오디오 회로와 관련된다. 더 구체적으로, 본 개시는 마이크로폰으로서 스피커를 사용하는 것과 관련된다.
오디오 회로가 전기 또는 전자 디바이스로 고려될 수 있고 모바일 디바이스일 수 있는 호스트 디바이스 내에서 (적어도 부분적으로 IC 상에서) 구현될 수 있다. 예시적 디바이스는 휴대용 및/또는 배터리 전력 공급 호스트 디바이스, 가령, 모바일 전화기, 오디오 재생기, 비디오 재생기, PDA, 모바일 컴퓨팅 플랫폼, 가령, 랩톱 컴퓨터 또는 태블릿 및/또는 게임 디바이스를 포함한다.
호스트 디바이스에서의 배터리 수명은 종종 중요한 설계 제약사항이다. 따라서 호스트 디바이스는 저전력 상태 또는 "수면 모드"에 있을 수 있다. 이러한 저전력 상태에서, 일반적으로 단지 최소한의 회로만 활성화되며, 이러한 최소한의 회로는 동작의 더 높은 전력 모드를 활성화하기 위한 자극을 감지하는 데 필수적인 구성요소를 포함한다. 일부 경우, 활성화 상태로 남아 있는 구성요소들 중 하나가 고전력 상태를 활성화하기 위한 음성 활성화 커맨드를 감지하기 위한 용량성 마이크로폰이다. 그러나 이러한 마이크로폰은 (지원 증폭기 회로 및 바이어스 전자소자와 함께) 상당한 양의 전력을 소비할 수 있으며, 따라서 예를 들어 호스트 디바이스의 배터리 수명을 감소시킬 수 있다.
호스트 디바이스에 제공되는 구성요소의 개수 또는 저전력 상태에서 활성화 상태로 유지되는 것들의 개수를 감소시킬 수 있도록, 스피커(가령, 확성기(loudspeaker))를 마이크로폰으로서 사용하는 것이 알려져 있다. 이와 관련하여, 모바일 디바이스에서 스피커를 마이크로폰으로서 사용하기 위한 시스템에 관한 US9008344가 참조될 수 있다. 그러나 이러한 시스템은 전력 성능과 오디오 성능을 모두 고려할 때 개선의 여지가 있다고 여겨진다.
전력 성능과 오디오 성능 모두가 수용될 만한 레벨에 도달하는 개선된 오디오 회로를 제공하는 것이 바람직하다. 개선된 성능을 갖고 스피커(가령, 확성기)가 스피커와 마이크로폰 모두로서(가령, 동시에) 사용될 수 있도록 개선된 오디오 회로를 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 제1 양태에 따르면, 오디오 회로가 제공되며, 상기 오디오 회로는 스피커 신호에 기초하여 스피커를 구동시키도록 동작 가능한 스피커 드라이버, 상기 스피커를 통해 흐르는 스피커 전류를 모니터링하고 상기 전류를 나타내는 모니터 신호를 생성하도록 동작 가능한 전류 모니터링 유닛, 및 외부 소리가 상기 스피커 상에 들어올 때 모니터 신호 및 스피커 신호에 기초하여 외부 소리를 나타내는 마이크로폰 신호를 생성하도록 동작 가능한 마이크로폰 신호 생성기를 포함한다.
스피커 전류는 스피커 신호로부터 도출된 스피커 성분 및 상기 스피커 상에 들어오는 외부 소리로부터 도출된 마이크로폰 성분을 포함할 수 있으며, 이때 성분은 스피커 신호 및 외부 소리에 따라 유의미하거나 무시할만할 수 있다. 스피커 신호의 이들 성분은 임의의 의도된 발산 소리 또는 임의의 인커밍 외부 소리를 우수한 정확도로 나타낼 것이다. 이로 인해 마이크로폰 신호가 외부 소리를 우수한 정확도로 나타낼 수 있어서, 향상된 성능을 도출한다.
마이크로폰 신호 생성기는 스피커 신호에 기초하여 모니터 신호를 마이크로폰 신호로 변환하도록 구성된 컨버터를 포함할 수 있으며, 이때, 컨버터는 적어도 스피커를 모델링하는 전달 함수에 의해 적어도 부분적으로 정의된다. 상기 컨버터는 필터, 또는 신호 처리 유닛으로 지칭될 수 있다.
전달 함수는 스피커 드라이버 및 전류 모니터링 유닛 중 적어도 하나, 또는 스피커 드라이버와 전류 모니터링 유닛 둘 모두를 더 모델링할 수 있다. 상기 전달 함수는 스피커만 모델링할 수 있다.
상기 스피커 드라이버는, 스피커 신호가 발산 스피커 신호인 때, 스피커가 대응하는 소리 신호를 발산하도록 상기 스피커를 구동하도록 동작 가능할 수 있다. 이러한 경우, 상기 스피커 신호가 발산 스피커 신호인 동안 외부 소리가 스피커 상에 들어온 때, 모니터 신호는 스피커 신호로부터 도출되는 스피커 성분 및 외부 소리로부터 도출되는 마이크로폰 성분을 포함할 수 있다. 상기 컨버터는, 스피커 신호가 발산 스피커 신호인 동안 외부 소리가 스피커 상에 들어온 때, 모니터 신호를 마이크로폰 신호로 변환할 때 스피커 성분을 필터링 제거 및/또는 마이크로폰 성분을 이퀄라이징 및/또는 고립시키도록 정의될 수 있다.
상기 스피커 드라이버는, 스피커 신호가 비-발산 스피커 신호인 때, 스피커가 소리 신호를 실질적으로 발산하지 않도록 상기 스피커를 구동하도록 동작 가능할 수 있다. 이러한 경우, 스피커 신호가 비-발산 스피커 신호인 동안 외부 소리가 스피커 상에 들어온 때, 모니터 신호는 외부 소리로부터 도출된 마이크로폰 성분을 포함할 수 있다. 컨버터는, 스피커 신호가 비-발산 스피커 신호인 동안 외부 소리가 스피커 상에 들어온 때, 모니터 신호를 마이크로폰 신호로 변환할 때 상기 마이크로폰 성분을 이퀄라이징 및/또는 고립시키도록 정의될 수 있다.
마이크로폰 신호 생성기는 스피커 신호가 스피커가 대응하는 소리 신호를 발산하도록 스피커를 구동시키는 발산 스피커 신호인 때 모니터 신호 및 스피커 신호에 기초하여 전달 함수 또는 상기 전달 함수의 파라미터를 결정 또는 업데이트하도록 구성될 수 있다. 상기 마이크로폰 신호 생성기는 마이크로폰 신호에 기초하여 전달 함수 또는 전달 함수의 파라미터를 결정 또는 업데이트하도록 구성될 수 있다. 상기 마이크로폰 신호 생성기는 전달 함수 또는 전달 함수의 파라미터가 변할 때 컨버터를 재정의하도록 구성될 수 있다. 즉, 컨버터는 적응 필터로 지칭될 수 있다.
상기 컨버터는 상기 마이크로폰 신호가 음압 레벨 신호로서 출력되도록 하는 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 컨버터는 마이크로폰 신호가 또 다른 유형의 오디오 신호로서 출력되도록 하는 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 변환은 비율조절 및/또는 주파수 이퀄라이제이션을 포함할 수 있다.
상기 전달 함수 및/또는 컨버터는 Thiele-Small 파라미터에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다.
스피커 신호는 스피커에 인가되는 전압 신호를 지시하나 상기 전압 신호와 관련되거나 상기 전압 신호를 나타내거나 상기 전압 신호에 비례할 수 있다. 스피커 신호는 전압-모드 신호로 간주될 수 있으며, 여기서 전압은 포커싱되는 독립 변수이다(전류는 전압에 종속적임). 상기 모니터 신호는 스피커를 통해 흐르는 스피커 전류와 관련되거나 상기 스피커 전류를 나타내거나, 상기 스피커 전류와 비례할 수 있다. 모니터 신호는 전류-모드 신호로 간주될 수 있으며, 이때, 전류는 포커싱되는 독립 변수이다. 스피커 드라이버는 상기 스피커에 인가되는 전압 신호를 제어하여 스피커 신호와 전압 신호 간 주어진 관계를 유지하거나 유지하는 경향이도록 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 스피커 드라이버는 스피커 신호와 전압 신호 간 주어진 관계를 유지하거나 유지하는 경향이도록 하기 위해 필요에 따라 전류를 스피커로 공급하도록 구성될 수 있다.
전류 모니터링 유닛은 상기 스피커 전류가 임피던스를 통해 흐르도록 연결된 임피던스를 포함할 수 있으며, 모니터 신호는 상기 임피던스 양단의 전압에 기초하여 생성된다. 임피던스는 저항기이거나 저항기를 포함할 수 있다.
전류 모니터링 유닛은 상기 스피커 전류를 미러링하여 미러 전류를 생성하도록 연결된 트랜지스터의 전류-미러 배열을 포함할 수 있고, 이때, 모니터 신호는 미러 전류에 기초하여 생성된다.
오디오 회로는 스피커를 포함하거나 스피커로의 연결을 제공 받을 수 있다.
오디오 회로는 스피커 신호를 생성하도록 동작 가능한 스피커-신호 생성기 및/또는 마이크로폰 신호를 분석하기 위한 마이크로폰-신호 분석기를 포함할 수 있다.
본 개시의 제2 양태에 따르면, 오디오 처리 시스템이 제공되며, 상기 오디오 처리 시스템은 본 개시의 앞서 언급된 제1 양태에 따르는 오디오 회로, 및 마이크로폰 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
상기 프로세서는 마이크로폰 신호에 기초하여 저전력 상태에서 고전력 상태로 전환되도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는 마이크로폰 신호를 적어도 하나의 환경 서명(가령, 템플릿)에 비교하고, 상기 비교에 기초하여 스피커가 동작되었던 또는 동작 중인 환경을 분석하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 제3 양태에 따라, 호스트 디바이스가 제공되며, 상기 호스트 디바이스는 본 개시의 앞서 언급된 제1 양태에 따르는 오디오 회로 또는 본 개시의 앞서 언급된 제2 양태에 따르는 오디오 처리 시스템을 포함한다.
지금부터 첨부된 도면이 단지 예시로서만 참조될 것이다.
도 1은 호스트 디바이스의 개략도이다.
도 2는 도 1의 호스트 디바이스에서 사용되기 위한 오디오 회로의 개략도이다.
도 3a는 도 2의 마이크로폰 신호 생성기의 하나의 구현예의 개략도이다.
도 3b는 도 2의 마이크로폰 신호 생성기의 또 다른 구현예의 개략도이다.
도 4는 도 2의 전류 모니터링 유닛의 하나의 구현예로서의, 예시적 전류 모니터링 유닛의 개략도이다.
도 5는 도 2의 전류 모니터링 유닛의 구현예로서, 또 다른 예시적 전류 모니터링 유닛의 개략도이다.
도 6은 또 다른 호스트 디바이스의 개략도이다.
도 1은 전기 또는 전자 디바이스로서 고려될 수 있는 호스트 디바이스(100)의 개략도이다. 도 2와 관련하여 더 상세히 설명될 바와 같이 호스트 디바이스(100)는 오디오 회로(200)(구체적으로 나타나지 않음)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스(102)는 제어기(102), 메모리(104), 라디오 송수신기(106), 사용자 인터페이스(108), 적어도 하나의 마이크로폰(110), 및 적어도 하나의 스피커 유닛(112)을 포함한다.
호스트 디바이스는 호스트 디바이스(100)의 다양한 구성요소를 하우징하기 위한 외함, 즉, 임의의 적합한 하우징, 케이스 또는 그 밖의 다른 외함을 포함할 수 있다. 상기 외함은 플라스틱, 금속 및/또는 그 밖의 다른 임의의 적절한 물질로부터 구성될 수 있다. 덧붙여, 상기 외함은 호스트 디바이스(100)가 호스트 디바이스(100)의 사용자에 의해 쉽게 이송되도록 구성(가령, 크기 및 형태 구성)될 수 있다. 따라서 호스트 디바이스(100)의 비제한적 예시로는 모바일 전화기, 가령, 스마트 폰, 오디오 플레이어, 비디오 플레이어, PDA, 모바일 컴퓨팅 플랫폼, 가령, 랩톱 컴퓨터 또는 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스, 게임 디바이스 또는 사용자에 의해 쉽게 이송될 수 있는 그 밖의 다른 임의의 디바이스가 있다.
제어기(102)는 외함 내에 하우징되고 프로그램 명령을 해석 및/또는 실행, 및/또는 데이터를 처리하도록 구성된 임의의 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함하고, 이의 비제한적 예시로는 마이크로프로세서, 마이크로제어기, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), 또는 프로그램 명령 및/또는 프로세스 데이터를 해석 및/또는 실행하도록 구성된 그 밖의 다른 임의의 디지털 또는 아날로그 회로가 있을 수 있다. 일부 배열에서, 제어기(102)는 프로그램 명령을 해석 및/또는 실행, 및/또는 메모리(104) 및/또는 제어기(102)에 의해 액세스 가능한 그 밖의 다른 컴퓨터 판독형 매체에 저장된 데이터를 처리한다.
메모리(104)는 외함 내에 하우징될 수 있고, 제어기(102)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 프로그램 명령 및/또는 데이터를 일정 시간 주기 동안 유지하도록 구성된 임의의 시스템, 디바이스 또는 장치(가령, 컴퓨터 판독형 매체)를 포함한다. 메모리(104)는 RAM(random access memory, 랜덤 액세스 메모리), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory, 전기 소거 가능 프로그램 가능 리드-온리 메모리), PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association, 개인용 컴퓨터 메모리 카드 국제 협회) 카드, 플래시 메모리, 자기 저장장치, 광학-자기 저장장치, 또는 휘발성 또는 호스트 디바이스(100)로의 전력 공급이 꺼진 후에 데이터를 유지하는 비휘발성 메모리의 임의의 적절한 선택 및/또는 어레이를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(108)는 상기 외함 내에 적어도 부분적으로 하우징될 수 있으며, 제어기(102)에 통신 가능하게 연결될 수 있고, 사용자가 사용자 호스트 디바이스(100)와 대화할 수 있도록 하는 임의의 수단 또는 수단의 집합을 포함한다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(108)는 사용자가 데이터 및/또는 명령을 (가령, 키패드 및/또는 터치 스크린을 통해) 사용자 호스트 디바이스(100)로 입력 및/또는 호스트 디바이스(100) 및 이의 연관된 구성요소를 그 밖의 다른 방식으로 조작할 수 있게 한다. 사용자 인터페이스(108)는 또한 호스트 디바이스(100)가, 예를 들어, 디스플레이 디바이스(가령, 터치 스크린)를 통해 사용자에게 데이터를 통신할 수 있게 한다.
용량성 마이크로폰(110)은 외함(101) 내에 적어도 부분적으로 하우징될 수 있고, 제어기(102)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 마이크로폰(110)으로 들어오는 소리를 제어기(102)에 의해 처리될 수 있는 전기 신호로 변환하도록 구성된 임의의 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함할 수 있으며, 이때, 다이어프램 또는 막에서 수신된 음파 진동에 기초하여 변하는 전기 커패시턴스를 갖는 다이어프램 또는 막을 이용해 이러한 소리는 전기 신호로 변환된다. 용량성 마이크로폰(capacitive 마이크로폰)(110)은 정전식 마이크로폰, 콘덴서 마이크로폰, 일렉트릿(electret) 마이크로폰, 미소전기기계 시스템(MEMs: microelectomechanical systems) 마이크로폰, 또는 그 밖의 다른 임의의 적합한 용량성 마이크로폰을 포함할 수 있다. 일부 배열에서, 복수의 용량성 마이크로폰(110)이 제공될 수 있고 선택적으로 또는 함께 사용될 수 있다. 일부 배열에서, 용량성 마이크로폰(110)은 제공되지 않을 수 있으며, 이하에서 설명될 바와 같이 스피커 유닛(112)이 마이크로폰으로서 역할하는 데 사용된다.
라디오 송수신기(radio transceiver)(106)가 외함 내에 하우징될 수 있고, 제어기(102)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 안테나를 이용해 라디오-주파수 신호를 생성 및 전송하고 라디오-주파수 신호를 수신하며 이러한 수신된 신호에 반송(carry)되는 정보를 제어기(102)에 의해 이용 가능한 형태로 변환하도록 구성된 임의의 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함한다. 물론, 일부 배열에서 라디오 송수신기(106)가 송신기만으로 또는 수신기만으로 대체될 수 있다. 라디오 송수신기(106)는 다양한 유형의 라디오 주파수 신호, 비제한적 예를 들면, 셀룰러 통신(가령, 2G, 3G, 4G, LTE 등), 단거리 무선 통신(가령, 블루투쓰(BLUETOOTH)), 상업 라디오 신호, 텔레비전 신호, 위성 라디오 신호(가령, GPS), 와이파이(Wireless Fidelity) 등을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.
스피커 유닛(112)은 스피커(아마도 지원 회로와 함께)를 포함하며 외함 내에 적어도 부분적으로 하우징되거나 외함 외부에 있을 수 있다(가령, 헤드폰의 경우 여기에 부착 가능함). 이하에서 설명될 바와 같이, 도 2와 관련하여 기재된 오디오 회로(200)는 스피커 유닛(112) 또는 스피커 유닛(112)과 제어기(102)의 조합에 대응하는 것으로 간주될 수 있다. 일부 배열에서 복수의 스피커 유닛(112)이 제공될 수 있으며 선택적으로 또는 함께 사용될 수 있음을 알 것이다. 도 2와 관련하여 기재된 이러한 오디오 회로(200)가 이들 스피커 유닛(112) 각각에 대해 제공될 필요가 없더라도, 복수의 스피커 유닛(112)에 각각 대응하여 복수 번 제공되는 것으로 간주될 수 있다. 본 개시는 이에 따라 이해될 것이다.
스피커 유닛(112)은 제어기(102)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 전기 오디오 신호 입력에 응답하여 소리를 생성하도록 구성된 임의의 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함할 수 있다. 일부 배열에서, 스피커 유닛(112)은 이의 스피커로서 동적 확성기(dynamic loudspeaker)를 포함할 수 있다.
동적 확성기는 원통 자기 갭을 통해 축방향으로 이동하도록 음성 코일을 제한하는 연성 서스펜션을 통해 강성 프레임에 기계적으로 연결된 경량 다이어프램을 이용하는 것으로 간주될 수 있다. 전기 신호가 음성 코일에 인가될 때, 음성 코일 내 전기 전류에 의해 자기장이 생성되고, 이로써 음성 코일은 전자석이 된다. 코일과 드라이버의 자기 시스템이 상호작용하여, 코일(및 따라서 부착된 콘)이 앞뒤로 이동하게 하는 기계 힘을 생성하여, 증폭기로부터 오는 인가된 전기 신호의 제어 하에서 소리를 재현할 수 있다.
스피커 유닛(112)은 자신의 스피커로서 임의의 오디오 트랜스듀서, 가령, 마이크로스피커, 확성기, 이어 스피커, 헤드폰, 이어버드 또는 인-이어 트랜스듀서, 피에조 스피커, 및 정전식 스피커 등을 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
호스트 디바이스(100)가 복수의 스피커 유닛(112)을 포함하는 배열에서, 이러한 스피커 유닛(112)은 상이한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 일부 배열에서, 제1 스피커 유닛(112)이 링톤 및/또는 그 밖의 다른 알림을 재생할 수 있고 제2 스피커 유닛(112)이 음성 데이터(가령, 또 다른 파티로부터 이러한 파티와 호스트 디바이스(100)의 사용자 간 전화 통화로 라디오 송수신기(106)에 의해 수신된 음성 데이터)를 재생할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 일부 배열에서, 제1 스피커 유닛(112)이 호스트 디바이스(100)의 "스피커폰" 모드에서 음성 데이터를 재생하고 제2 스피커 유닛(112)이 스피커폰 모드가 비활성화될 때 음성 데이터를 재생할 수 있다.
특정 예시적 구성요소(가령, 제어기(102), 메모리(104), 사용자 인터페이스(108), 마이크로폰(110), 라디오 송수신기(106), 스피커(들) 유닛(112))가 도 1에서 호스트 디바이스(100) 내부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 일부 배열에서, 호스트 디바이스(100)는 앞서 구체적으로 나열되지 않은 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 호스트 디바이스(100)가 앞서 구체적으로 나열된 구성요소들의 서브세트를 포함할 수 있는 또 다른 배열에서, 예를 들어, 이는 라디오 송수신기(106) 및/또는 마이크로폰(110)을 포함하지 않을 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 하나 이상의 스피커 유닛(112)은 마이크로폰으로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 스피커 유닛(112)의 콘 또는 그 밖의 다른 소리 생성 구성요소 상으로 들어오는 소리가 이러한 콘의 움직임을 야기하고 따라서 이러한 스피커 유닛(112)의 음성 코일의 움직임을 야기하며, 이는 감지되어 제어기(102) 및/또는 그 밖의 다른 처리 회로로 전송될 수 있는 음성 코일 상의 전압을 유도함으로써, 사실상 마이크로폰으로서 동작한다. 마이크로폰으로서 사용되는 스피커 유닛(112)에 의해 검출된 소리가 많은 목적으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 일부 배열에서, 스피커 유닛(112)은 음성 커맨드 및/또는 그 밖의 다른 오디오 자극을 감지하기 위해 마이크로폰으로서 사용될 수 있다. 이들은 지정 동작을 수행하도록 사용될 수 있다(가령, 지정 음성 커맨드가 사용되어 대응하는 지정 동작을 트리거할 수 있다).
음성 커맨드 및/또는 그 밖의 다른 오디오 자극이 호스트 디바이스(100)를 저전력 상태로부터 "깨우기(waking up)"를 하고, 이를 고전력 상태로 전환시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 배열에서, 호스트 디바이스(100)가 저전력 상태에 있을 때, 스피커 유닛(112)은 전자 신호(마이크로폰 신호)를 처리되도록 제어기(102)로 통신할 수 있다. 제어기(102)는 이러한 신호를 처리하고 이러한 신호가 호스트 디바이스(100)를 고전력 상태로 전환하기 위한 음성 커맨드 및/또는 그 밖의 다른 자극에 대응하는지 여부를 결정할 수 있다. 제어기(102)가 이러한 신호가 호스트 디바이스(100)를 고전력 상태로 전환하기 위한 음성 커맨드 및/또는 그 밖의 다른 자극에 대응한다고 결정하는 경우, 제어기(102)는 저전력 상태에서는 비활성화됐을 수 있는 호스트 디바이스(100)의 하나 이상의 구성요소(가령, 용량성 마이크로폰(110), 사용자 인터페이스(108), 제어기(102)의 일부를 형성하는 애플리케이션 프로세서)를 활성화할 수 있다.
일부 경우, 스피커 유닛(112)이 특정 레벨을 초과하는 음압 레벨 또는 볼륨을 위한, 가령, 라이브 콘서트의 녹화를 위한 마이크로폰으로서 사용될 수 있다. 이러한 높은 소리 레벨에서, 스피커 유닛(112)은 용량성 마이크로폰(110)과 비교할 때 소리에 대한 더 신뢰할만한 신호 응답을 가질 수 있다. 스피커 유닛(112)을 마이크로폰으로서 사용할 때, 마이크로폰으로서 사용되는 스피커 유닛(112)의 주파수 응답이 용량성 마이크로폰(110)과 상이할 수 있기 때문에, 호스트 디바이스(100)의 제어기(102) 및/또는 그 밖의 다른 구성요소가 주파수 이퀄라이제이션을 수행할 수 있다. 이러한 주파수 이퀄라이제이션은 종래 기술에서 알려진 바와 같이 필터(가령, 필터 뱅크)를 이용해 이뤄질 수 있다. 구체적 배열에서, 이러한 필터링 및 주파수 이퀄라이제이션은 적응적일 수 있으며, 이때 용량성 마이크로폰(110)이 활성화되어 있고(그러나 들어오는 소리 볼륨에 의해 과다 로딩되지 않음) 스피커 유닛(112)이 마이크로폰으로서 사용되는 시간 주기 동안 적응적 필터링 알고리즘이 제어기(102)에 의해 수행된다. 주파수 응답이 이퀄라이징되면, 제어기(102)는 용량성 마이크로폰(110)과 스피커 유닛(112)으로부터 수신된 신호들 간 크로스-페이딩에 의해, 이들 신호 간에 매끄럽게 전환할 수 있다.
일부 경우, 스피커 유닛(112)은 마이크로폰으로서 사용되어 호스트 디바이스(100)의 사용자의 식별을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, (가령, 소리, 가령, 음악을 재생하기 위해) 스피커 신호가 스피커로 공급되는 동안 또는 노이즈 기반으로 (가령, 헤드폰, 이어피스 또는 이어버드로서 구현되는) 스피커 유닛(112)은 마이크로폰으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 마이크로폰 신호는 사용자의 외이도에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 이로써, 마이크로폰 신호를 분석함으로써 사용자가 식별될 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰 신호는 재생된 소리 또는 노이즈가 외이도 내에서 어떻게 공진되는지를 가리킬 수 있으며, 이는 관련 외이도에 특정적일 수 있다. 각각의 사람의 외이도의 형태 및 크기가 고유하기 때문에, 최종 데이터는 특정(가령, "인가된") 사용자를 타 사용자로부터 구별하는 데 사용될 수 있다. 따라서 이러한 방식으로 (스피커 유닛(112)을 포함하는) 호스트 디바이스(100)가 지문 센서 또는 안구 스캐너와 유사하게 생체측정 체크를 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 배열에서, 그 밖의 다른 방식으로 소리를 방출하도록 사용되고 있지 않는 경우에서 스피커 유닛(112)이 마이크로폰으로서 사용될 수 있음이 자명할 것이다. 예를 들어, 호스트 디바이스(100)가 저전력 상태일 때, 스피커 유닛(112)은 소리를 발산하지 않을 수 있고 따라서 (가령, 앞서 기재된 바와 같이, 음성 활성화 커맨드에 응답하여, 호스트 디바이스(100)를 저전력 상태로부터 깨우는 것을 보조하기 위해) 마이크로폰으로서 사용될 수 있다. 또 다른 예시에서, 호스트 디바이스(100)가 스피커폰 모드일 때, 일반적으로 음성 데이터를 사용자에게 재생하기 위해 사용되는 스피커 유닛(112)(가령, 전화 대화 동안 사용자 일반적으로 자신의 귀에 부착하고 있는 스피커 유닛(112))은 소리 발산으로부터 비활성화될 수 있고, 이 경우 마이크로폰으로서 사용될 수 있다.
그러나, 또 다른 배열(가령, 앞서 기재된 생체측정 체크의 경우)에서, 스피커 유닛(112)이 소리를 캡처하면서 동시에 소리를 발산할 수 있도록, 스피커 유닛(112)은 스피커와 마이크로폰으로서 동시에 사용될 수 있다. 이러한 배열에서, 스피커 유닛(112)의 콘 및 음성 코일이 상기 음성 코일에 인가되는 전압 신호 및 스피커 유닛(112)에 들어오는 그 밖의 다른 소리 모두에 응답하여 진동할 수 있다. 도 2로부터 자명하듯이, 제어기(102) 및 또는 스피커 유닛(112)은, (가령, 제어기(102)로부터의 신호에 기초하여) 스피커를 구동시키는 데 사용되는 전압 신호, 및 스피커 유닛(112) 상에 들어오는 외부 소리에 의해 유도되는 전압의 영향을 나타낼 음성 코일을 통해 흐르는 전류를 결정할 수 있다. 이 경우 오디오 회로(200)가 어떻게 (스피커 유닛(112)의 스피커 상에 들어오는 외부 소리에 기여하는)마이크로폰 신호가 복원될 수 있도록 하는지가 도 2에서 자명할 것이다.
이들 및 그 밖의 다른 배열에서, 호스트 디바이스(100)는 선택적으로 소리를 전송하거나 마이크로폰으로서 사용될 수 있는 적어도 두 개의 스피커 유닛(112)을 포함할 수 있다. 이러한 배열에서, 각각의 스피커 유닛(112)은 특정 볼륨 레벨 범위 및/또는 주파수 범위에서 수행하도록 최적화될 수 있으며, 제어기(102)는 검출된 볼륨 레벨 및/또는 주파수 범위에 기초하여, 어느 스피커 유닛(들)(112)이 소리의 전송을 위해 사용될지 그리고 어느 스피커 유닛(들)(112)이 소리의 수신을 위해 사용될지를 선택할 수 있다.
도 2는 오디오 회로(200)의 개략도이다. 오디오 회로는 스피커 드라이버(210), 스피커(220), 전류 모니터링 유닛(230) 및 마이크로폰 신호 생성기(240)를 포함한다.
(스피커(220)를 포함하는) 오디오 회로(200)의 설명을 용이하게 하기 위해, 본 명세서에서 도 1의 스피커 유닛(112)에 대응하는 것이 간주될 것이며, 이때 도 2의 신호(SP 및 MI)(이하에서 기재됨)가 오디오 회로(200)과 제어기(102) 간에 효과적으로 통신된다.
스피커 드라이버(210)가, 스피커 신호(SP)에 기초하여, 스피커(220)를 구동하도록, 특히, 스피커(220)가 연결된 신호 라인 상의 주어진 스피커 전압 신호(VS)를 구동하도록 구성된다. 스피커(220)가 신호 라인과 접지 사이에 연결되어 있으며, 이때 스피커(220)를 통해 흐르는 스피커 전류(IS)가 전류 모니터링 유닛(230)에 의해 모니터링되도록 전류 모니터링 유닛(230)이 연결된다.
물론, 이 배열은 하나의 예시이며, 또 다른 배열에서 스피커(220)는 신호 라인과 서플라이 사이에 연결될 수 있으며, 또한 이때, 스피커(220)를 통해 흐르는 스피커 전류(IS)가 전류 모니터링 유닛(230)에 의해 모니터링되도록 전류 모니터링 유닛(230)이 연결되어 있다. 또 다른 배열에서, 스피커 드라이버(210)는 H-브릿지 스피커 드라이버일 수 있으며, 이때, 스피커(220)가 양 단부에서, 구동되도록, 가령, 역위상(antiphase)으로 연결된다. 다시 말하지만, 스피커(220)를 통해 흐르는 스피커 전류(IS)가 전류 모니터링 유닛(230)에 의해 모니터링되도록 전류 모니터링 유닛(230)이 연결될 것이다. 본 개시는 이에 따라 이해될 것이다.
도 2를 다시 참조하면, 스피커 드라이버(210)가 증폭기, 가령, 전력 증폭기일 수 있다. 일부 배열에서 스피커 신호(SP)는 디지털 신호일 수 있으며, 이때, 스피커 드라이버(210)가 디지털 방식으로 제어된다. 전압 신호(VS)(사실상, 스피커(220)와 전류 모니터링 유닛(230)의 조합을 통해 유지되는 전위차이며 스피커(220)를 통해 유지되는 전위차를 나타냄)는 스피커 신호(SP)를 기초로 제어되는 아날로그 전압 신호일 수 있다. 물론, 스피커 신호(SP)가 또한 아날로그 신호일 수 있다. 어느 경우라도, 스피커 신호(SP)는 스피커에 인가되는 전압 신호를 나타낸다. 즉, 스피커 드라이버(210)는 스피커 신호(SP)에 대한 주어진 값에 대해 전압 신호(VS)의 주어진 전압 레벨을 유지하도록 구성되어, 전압 신호(VS)의 값이 스피커 신호(SP)의 값에 의해 제어 또는 상기 값에 관련된다(가령, 비례 관계이다, 적어도 선형 동작 범위 내에 있다).
스피커(220)는 앞서 언급된 바와 같이 동적 확성기를 포함할 수 있다. 또한 앞서 언급된 바와 같이, 스피커(220)는 임의의 오디오 트랜스듀서, 가령, 마이크스피커, 확성기, 이어 스피커, 헤드폰, 이어버드 또는 인이어 트랜스듀서, 피에조 스피커, 및 정전식 스피커 등으로 간주될 수 있다.
전류 모니터링 유닛(230)은 스피커를 통해 흐르는 스피커 전류(IS)를 모니터링하고 이 전류를 나타내는 모니터 신호(MO)를 생성하도록 구성된다. 상기 모니터 신호(MO)는 전류 신호이거나 스피커 전류(IS)를 나타내는(가령, 스피커 전류와 관계 있거나 비례인) 전압 신호 또는 디지털 신호일 수 있다.
마이크로폰 신호 생성기(240)는 스피커 신호(SP) 및 모니터 신호(MO)를 수신하도록 연결된다. 마이크로폰 신호 생성기(240)는, 외부 소리가 스피커(220) 상에 들어올 때, 모니터 신호(MO) 및 스피커 신호(SP)에 기초하여 외부 소리를 나타내는 마이크로폰 신호(MI)를 생성하도록 동작 가능하다. 물론, 스피커 전압 신호(VS)가 스피커 신호(SP)과 관련되며, 따라서 마이크로폰 신호 생성기(240)가 스피커 신호(SP) 대신(또는 함께) 스피커 전압 신호(VS)를 수신하도록 연결될 수 있으며, 이를 기초로 마이크로폰 신호(MI)를 생성하도록 동작 가능하다. 본 개시는 이에 따라 이해될 것이다.
앞서 언급된 바와 같이, 스피커 신호(SP)는 제어기(102)로부터 수신될 수 있고 호스트 디바이스(100)의 맥락에서, 마이크로폰 신호(MI)가 제어기(102)로 제공될 수 있다. 그러나 오디오 회로(200)는 호스트 디바이스(100)의 일부로서가 아니도록 제공될 수 있으며, 이 경우, 예를 들어, 연결 액세서리, 가령, 헤드셋 또는 이어버드 디바이스에서, 그 밖의 다른 제어 또는 처리 회로가 스피커 신호(SP)를 공급하고 마이크로폰 신호(MI)를 수신하도록 제공될 수 있다.
도 3a는 도 2의 마이크로폰 신호 생성기(240)의 하나의 구현예의 개략도이다. 도 3a의 구현예에서의 마이크로폰 신호 생성기(240)가 전달 함수 유닛(250) 및 컨버터(260)를 포함한다.
전달 함수 유닛(250)은 스피커 신호(SP) 및 모니터 신호(MO)를 수신하고 적어도 스피커(220)를 모델링하는 (또는 나타내는, 또는 시뮬레이션하는) 전달 함수를 정의 및 구현하도록 연결된다. 전달 함수는 스피커 드라이버(210) 및/또는 전류 모니터링 유닛(230)을 추가로 모델링할 수 있다.
따라서, 전달 함수는 특히 스피커의 성능을 모델링한다. 특히, 전달 함수(트랜스듀서 모델)는 스피커 전류(IS)가 스피커 신호(SP)(또는 스피커 전압 신호(VS)) 및 스피커(220) 상으로 들어오는 임의의 소리에 기초하여 변하는 기대되는 방식을 모델링한다. 이는 물론 모니터 신호(MO)가 동일한 영향 인자에 기초하여 변할 방식과 관련된다.
스피커 신호(SP) 및 모니터 신호(MO)를 수신함으로써, 전달 함수 유닛(250)이 전달 함수를 적응적으로 정의할 수 있다. 즉, 전달 함수 유닛(250)은 모니터 신호(MO) 및 스피커 신호(SP)에 기초하여 전달 함수의 전달 함수 또는 파라미터를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 전달 함수 유닛(250)은 시간에 따른 전달 함수 또는 전달 함수의 파라미터를 정의, 재정의, 또는 업데이트하도록 구성될 수 있다. (컨버터(260)의 동작이 이하에서 언급된 바와 같이 적응되게 하는) 이러한 적응적 전달 함수는 천천히 적응될 수 있고 스피커 신호(SP)에 비교할 때 스피커에 인가되는 전압 신호의 딜레이 및 주파수 응답을 보상할 수 있다.
예를 들어, (대응하는 스피커 신호(SP)에 의해) 스피커 공진보다 상당히 낮은 파일럿 톤이 사용되어 전달 함수를 적응시키거나 훈련시킬 수 있다. 이는 저주파수 응답 또는 전체 이득에 대해 유용할 수 있다. 마찬가지로 스피커 공진(가령, 초음파)보다 상당히 높은 파일롯 톤이 고주파수 응답에 대해 사용될 수 있으며, 저레벨 노이즈 신호가 가청 대역에 대해 사용될 수 있다. 물론, 전달 함수는 가청음을 이용해, 가령, 초기 셋업 또는 교정 단계에서, 가령, 공장 교정에서, 적응 또는 훈련될 수 있다.
스피커(220) 상에 어떠한 (들어오는) 소리도 없을 때 전달 함수 유닛(250)의 이 적응적 업데이트는 가장 쉽게 동작할 수 있다. 그러나, 소리가 (예컨대, 이따금씩) 스피커(220) 상에 들어올 때에도, 시간의 흐름에 따라 전달 함수는 "최적" 전달 함수를 향해 반복될 수 있다. 물론, 전달 함수 유닛(250)에는 (가령, 메모리로부터) 이러한 적응적 업데이팅을 위한 시작점으로서 "표준" 스피커(220)에 대응하는 초기 전달 함수 또는 전달 함수의 초기 파라미터가 제공될 수 있다.
예를 들어, 이러한 초기 전달 함수 또는 초기 파라미터(즉, 파라미터 값)가 공장 교정 단계에서 설정되거나 설계/프로토타입 특징화를 기초로 사전 설정될 수 있다. 예를 들어, 전달 함수 유닛(250)은 이러한 파라미터(가령, 계수)의 저장소(storage)으로서 구현될 수 있다. 추가 가능성이 스피커 보호 목적으로 사용되는 개별 프로세스에서 파라미터를 추출한 후 이들 추출된 파라미터를 기초로 초기 전달 함수 또는 초기 파라미터를 도출하는 것에 기초하여 초기 전달 함수 또는 초기 파라미터가 설정될 수 있다는 것이다.
컨버터(260)는 전달 함수 유닛(250)으로부터 제어 신호(C)를 수신하도록 연결되며, 상기 제어 신호(C)는 컨버터(260)의 동작을 정의하도록 전달 함수 또는 상기 전달 함수의 파라미터를 반영한다. 따라서 전달 함수 또는 상기 전달 함수의 파라미터가 변경될 때 전달 함수 유닛(250)은 제어 신호(C)에 의해 컨버터(260)의 동작을 정의, 재정의 또는 업데이트하도록 구성된다. 예를 들어, 전달 함수 유닛(250)의 전달 함수는 시간의 흐름에 따라 적어도 스피커(220)를 더 잘 모델링하도록 적응될 수 있다.
컨버터(260)(가령, 필터)가 모니터 신호(MO)를 마이크로폰 신호(MI)로 변환하여, 사실상 마이크로폰 신호(MI)를 생성하도록 구성된다. 도 3의 점선 신호 경로에 의해 지시되듯이, (제어 신호(C)에 의해 정의되는 바와 같이) 컨버터(260)는 스피커 신호(SP) 및 모니터 신호(MO)에 기초하여 마이크로폰 신호(MI)를 생성하도록 구성될 수 있다.
컨버터(260)가 또한 전달 함수 유닛(250)으로 피드백 신호(F)를 공급하는 것이 도 3a에 도시되어 있다. 이러한 방식으로 피드백 신호(F)를 이용하는 것은 선택사항이다. 전달 함수 유닛(250)에 의해 모델링되는 전달 함수가 적응적으로 업데이트되거나 피드백 신호(F)에 기초하여, 가령, 컨버터 유닛(260)으로부터 수신된 에러 신호(F)에 기초하여 튜닝될 수 있도록, 전달 함수 유닛(250)이 컨버터(260)로부터 피드백 신호(F)를 수신할 수 있음이 이해될 것이다. 피드백 신호(F)는 모니터 신호(MO) 대신 또는 이에 추가하여, 전달 함수 유닛(250)으로 공급될 수 있다. 이와 관련하여, 마이크로폰 신호 생성기(240)의 상세한 구현예가 도 3b와 관련하여 이하에서 설명될 것이다.
스피커(220)가 소리를 발산하고 들어오는 소리를 수신하는 것과 관련된 네 개의 기본적인 가능성이 존재한다. 이들이 차례대로 고려될 것이다. 편의상 스피커 신호(SP)는 스피커가 소리를 발산(가령, 음악을 재생)하도록 의도될 때 "발산(emit)" 스피커 신호로 지정될 것이며 스피커가 소리를 발산하지 않도록 또는 실질적으로 발산하지 않도록 의도될 때(스피커가 조용한 것 또는 꺼짐 추정되는 것에 대응함) "비-발산(non-emit)" 스피커 신호로 지정될 것이다. 발산 스피커 신호는 "스피커 켜짐" 또는 "활성" 스피커 신호로 명명될 수 있으며 스피커가 소리를 발산(가령, 음악을 재생)하도록 하는 값을 가진다. 비-발산 스피커 신호는 "스피커 꺼짐" 또는 "비활성" 또는 "휴면" 스피커 신호라고 명명될 수 있으며 스피커가 소리를 발산하지 않도록 또는 실질적으로 발산하지 않도록 하는(스피커가 조용한 것 또는 꺼짐 추정되는 것에 대응함) 값 또는 값들을 가진다.
제1 가능성은 스피커 신호(SP)가 발산 스피커 신호이고, (반사된 또는 반향된 발산 소리에 기초할 때도) 스피커(220) 상으로 들어오는 어떠한 실질적인 (인커밍) 소리도 없는 것이다. 이 경우, 스피커 드라이버(210)는 스피커가 대응하는 소리 신호를 발산하도록 스피커(220)를 구동하도록 동작 가능하며, 모니터 신호(MO)는 (이상적인 경우에서) 스피커 신호로부터 도출된(스피커 신호에 기여하는) 스피커 성분을 포함하며 외부 소리로부터 도출되는 마이크로폰 성분을 포함하지 않음이 기대될 것이다. 물론 그 밖의 다른 성분, 가령, 회로 노이즈에 기여하는 성분이 존재할 수 있다. 이 제1 가능성은 외부 소리로부터 도출되는 마이크로폰 성분의 부재를 가정할 때, 전달 함수 유닛(250)이 스피커 신호(SP) 및 모니터 신호(MO)에 기초하여 상기 전달 함수를 정의/재정의/업데이트할 수 있기에 특히 적합할 수 있다. 여기서 컨버터(260)는 (이상적인 경우에) 스피커 상으로 들어오는 어떠한 (인커밍) 소리도 없음, 즉, 조용함을 가리키도록, 마이크로폰 신호(MI)를 출력한다. 물론, 실제로는, 마이크로폰 성분이 작은, 무시할만한 것에 불과하더라도, 항상 존재할 수 있다.
제2 가능성은 (아마도 반사 또는 반향된 발산 소리에 기초하여) 스피커 신호(SP)가 발산 스피커 신호이며, 스피커(220) 상에 들어오는 상당한 (인커밍) 소리가 존재하는 것이다. 이 경우, 스피커 드라이버(210)는 스피커가 대응하는 소리 신호를 발산하도록 스피커(220)를 구동시키도록 다시 동작 가능하다. 그러나 여기서 모니터 신호(MO)가 스피커 신호로부터 도출된(스피커 신호에 기여하는) 스피커 성분을 포함하고 또한 외부 소리로부터 도출되는 유의미한 마이크로폰 성분(사실상 들어오는 소리가 스피커 막에 힘을 가할 때 야기되는 역기전력(back EMF)으로 인한 것)을 포함하는 것이 기대될 것이다. 물론 그 밖의 다른 성분, 가령, 회로 노이즈에 기여하는 성분이 있을 수 있다. 이 제2 가능성에서, 컨버터(260)가 스피커 상에 들어오는 (인커밍) 소리를 나타내도록 마이크로폰 신호(MI)를 출력한다. 즉, 모니터 신호(MO)를 마이크로폰 신호(MI)로 변환할 때 컨버터(260)는 스피커 성분을 실질적으로 필터링 제거 및/또는 마이크로폰 성분을 이퀄라이징 및/또는 고립시킨다.
제3 가능성은 스피커 신호(SP)가 비-발산 스피커 신호이고, 스피커(220) 상에 들어오는 실질적인 (인커밍) 소리가 있는 것이다. 이 경우 스피커 드라이버(210)는 스피커가 실질적으로 소리 신호를 발산하지 않도록 스피커(220)를 구동시키도록 동작 가능하다. 예를 들어, 스피커 드라이버(210)는 실질적으로 DC 신호, 예를 들어, 접지에 대해 0V인 스피커 전압 신호(VS)로 스피커(220)를 구동시킬 수 있다. 여기서, 모니터 신호(MO)는 외부 소리로부터 도출되는 유의미한 마이크로폰 성분을 포함하지만 어떠한 스피커 성분은 포함하지 않는 것으로 예상될 것이다. 물론 그 밖의 다른 성분, 가령, 회로 노이즈에 기여하는 성분이 존재할 수 있다. 제3 가능성에서, 컨버터(260)는 스피커 상에 들어오는 (인커밍) 소리를 나타내도록 마이크로폰 신호(MI)를 다시 출력한다. 이 경우, 모니터 신호(MO)를 마이크로폰 신호(MI)로 변환할 때 컨버터는 마이크로폰 성분을 실질적으로 격리한다.
제4 가능성은 스피커 신호(SP)가 비-발산 스피커 신호이고, 스피커(220) 상에 들어오는 어떠한 유의미한 (인커밍) 소리가 없는 것이다. 이 경우, 스피커 드라이버(210)는 스피커가 실질적으로 소리 신호를 발산하지 않도록 스피커(220)를 구동하도록 다시 동작 가능하다. 여기서, 모니터 신호(MO)는 유의미한 마이크로폰 성분과 스피커 성분 모두 포함하지 않는 것으로 예상될 것이다. 물론 그 밖의 다른 성분, 가령, 회로 노이즈에 기여하는 성분이 존재할 수 있다. 제4 가능성에서, 컨버터(260)는 스피커 상에 들어오는 어떠한 (인커밍) 소리도 없음, 즉, 조용함을 가리키도록 마이크로폰 신호(MI)를 출력한다.
이때, 모니터 신호(MO)는 전압, 가령, 스피커 전압 신호(VS)가 아닌 스피커 전류(IS)를 나타냄을 알아야 한다. (스피커(220)가 구동되지 않도록) 스피커 드라이버(210)가 실질적으로 연결해제되어 있고 감지 회로(가령, 아날로그-디지털 컨버터)로 대체되어 있는 경우 모니터 신호(MO)가 전압, 가령, 스피커 전압 신호(VS)를 나타내는 것이 가능할 것이더라도, 이 동작 모드는 스피커(220)가 스피커 드라이버(210)에 의해 구동되고(스피커 신호(SP)가 비-발산 스피커 신호인 경우와 발산 스피커 신호인 경우 모두) 스피커(220) 상에 들어오는 유의미한 소리가 있는 경우에 적합하지 않거나 정확하지 않을 수 있다.
이는 앞서 언급된 바와 같이 스피커 드라이버(210)가 스피커 전압 신호(VS)가 스피커 신호(SP)의 값에 기초한 값을 갖도록 실질적으로 강제하기 때문이다. 따라서 스피커 드라이버(210)의 가능한 구동 능력이 주어질 때 스피커 (220) 상에 들어오는 유의미한 소리의 임의의 유도된 전압 효과(막 변위로 인한 Vemf)가, 가령, 스피커 전압 신호(VS)에서 대부분 또는 완전히 소실될 것이다. 그러나 이 경우 스피커 전류(IS)는 스피커 신호에 기여하는 성분을 보이며 또한 임의의 유의미한 들어오는 외부 소리에 기여하는 성분도 보일 것이며, 앞서 언급된 바와 같이 이들은 모니터 신호(MO)(스피커 전류(IS)를 나타내는 경우) 내 대응하는 성분으로 변환된다. 따라서, 앞서 언급된 바와 같이 스피커 전류(IS)를 나타내는 모니터 신호(MO)를 가짐으로써, 앞서 언급된 네 가지 모든 가능성에 대해 공통적인 구조가 사용될 수 있다.
도 3a에 명시적으로 나타나지 않더라도, 컨버터(260)는 마이크로폰 신호(MI)가 외부 소리를 더 유용하게 나타내는 신호로서(가령, 음압 레벨 신호로서) 출력되도록 하는 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 변환은 가령, 주파수에 걸친 일부 비율 조절(scaling)과 아마도 일부 이퀄라이제이션을 포함할 수 있다. 모니터 신호(MO)는 전류 신호(IS)를 나타내며 전류 신호 자체일 수도 있다. 그러나 마이크로폰 신호(MI)를 수신하는 회로, 가령, 제어기(102)가 신호(MI)가 음압 레벨(SPL) 신호일 것으로 요구할 수 있다. 상기 컨버터(260)는 대응하는 변환 함수에 따라 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 따라서 컨버터(260)는 전달 함수 유닛(250)과 동등하며, 예를 들어, 모니터 신호(MO), 스피커 신호(SP), 마이크로폰 신호(MI), 피드백 신호(F), 및 제어 신호(C) 중 임의의 것 또는 모두에 기초하여, 적응적 방식으로 구현되는 변환 함수를 업데이트, 정의 또는 재정의하도록 유사하게 구성된 변환 함수 유닛(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
해당 분야의 통상의 기술자라면, 스피커(220)의 맥락에서, 전달 함수 및/또는 변환 함수가 Thiele-Small 파라미터에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있음을 알 것이다. 이러한 파라미터는 스피커 보호 또는 그 밖의 다른 처리로부터 재사용될 수 있다. 따라서 전달 함수 유닛(250), 컨버터(260) 및/또는 변환 함수 유닛(도시되지 않음)의 동작이 이러한 Thiele-Small 파라미터에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, Thiele-Small 파라미터(Thiele/Small 파라미터, TS 파라미터 또는 TSP)가 스피커의 특정된 저주파수 성능을 정의하는 전기기계적 파라미터의 세트이다. 이들 파라미터는 다이어프램의 위치, 속도 및 가속도, 스피커 및 이의 외함을 포함하는 시스템의 입력 임피던스 및 소리 출력을 시뮬레이션 또는 모델링하도록 사용될 수 있다.
도 3b는 여기서 (240')으로 지정되는, 도 2의 마이크로폰 신호 생성기(240)의 하나의 구현예의 개략도이다. 도 3b 구현예의 마이크로폰 신호 생성기(240')는 제1 전달 함수 유닛(252), 가산기/감산기(262), 제2 전달 함수 유닛(264) 및 TS 파라미터 유닛(254)을 포함한다.
제1 전달 함수 유닛(252)은 제1 전달 함수(T1)를 정의 및 구현하도록 구성된다. 제2 전달 함수 유닛(264)은 제2 전달 함수(T2)를 정의 및 구현하도록 구성된다. TS 파라미터 유닛(254)은 제2 전달 함수(T2)에 인가될 제1 전달 함수(T1)로부터 추출된 TS(Thiele-Small) 파라미터 또는 계수를 저장하도록 구성된다.
제1 전달 함수(T1)는 적어도 스피커(220)를 모델링하기 위해 고려될 수 있다. 제1 전달 함수 유닛(252)은 (본 명세서에서 Vin으로 지칭될) 스피커 신호(SP)를 수신하고, 스피커 신호(SP)에 기초하여 기대 또는 예측(모델링된) 스피커 전류를 나타내는 스피커 전류 신호(SPC)를 출력하도록 연결된다.
가산기/감산기(262)가 (실제 스피커 전류(IS)를 나타내는) 모니터 신호(MO) 및 스피커 전류 신호(SPC)를 수신하고, 스피커(220) 상에 들어오는 외부 소리를 나타내는 잔류 전류를 나타내는 에러 신호(E)를 출력하도록 연결된다. 도 3b에서 나타내는 바와 같이, 제1 전달 함수 유닛(252)과, 따라서 제1 전달 함수(T1)가 제1 전달 함수 유닛(252)에 공급되는 에러 신호(E)에 기초하여 적응되도록 구성된다. 도 3b의 에러 신호(E)가 도 3a의 피드백 신호(F)와 비교될 수 있다.
제2 전달 함수(T2)는 앞서 언급된 바와 같이, 가산기/감산기(262)에 의해 출력되는 에러 신호를 (마이크로폰 신호(MI)를 형성하는) 적절한 SPL 신호로 변환하기에 적합할 수 있다. 제1 전달 함수(T1)의 파라미터 또는 계수가 TS 파라미터 유닛(254)에 저장되고 제2 전달 함수(T2)로 적용될 수 있다.
제1 전달 함수(T1)는 적응 필터로 지칭될 수 있다. 저장 유닛일 수 있는 TS 파라미터 유닛(254)에 의해, 제1 전달 함수(T1)의 파라미터 또는 계수(이 경우, Thiele-Small 계수(TS))가 추출되고 제2 전달 함수(T2)로 적용될 수 있다. 제2 전달 함수(T2)는 이퀄라이제이션 필터로 간주될 수 있다.
도 3b에서 볼 때, 예를 들어, T2는 E와 MI 간에 적용되는 전달 함수이며, 따라서, T2 = (MI / E), 또는 MI = T2 * E이고, 여기서, E = (MO - SPC)이다. 마찬가지로, T1 = (SPC / SP), 또는 SPC = T1 * SP이다.
Thiele-Small 모델링으로부터 얻어진 예시적 전달 함수(T1 및 T2)는 다음을 포함할 수 있다:
Figure pct00001
Figure pct00002
이때,
Figure pct00003
Vin은 스피커 신호(SP)의(또는 스피커 신호에 의해 나타나는) 전압 레벨이며,
Figure pct00004
R은 옴(Ω)으로 측정되고, 스피커 콘이 차단되거나 이동이나 진동이 억제된 채 최상으로 측정된 음성 코일의 DC 저항(DCR)인 Re와 등가이며,
Figure pct00005
L은 밀리헨리(mH)에서 측정된 음성 코일의 인덕턴스인, Le와 등가이고,
Figure pct00006
Bl는 힘 계수로 알려져 있고 스피커의 음성 코일을 통해 흐르는 주어진 전류에 의해 생성된 힘의 측정치이고, 테슬라 미터(Tm)로 측정되며,
Figure pct00007
Cms는 스피커의 서스펜션의 컴플라이언스를 설명하며 미터 퍼 뉴튼(m/N)으로 측정되고,
Figure pct00008
Rms는 스피커의 서스펜션 및 이동 시스템에서의 손실 또는 감쇠(damping)의 측정치임. 단위는 보통 주어지지 않으며 기계적 '옴'임,
Figure pct00009
Mms는 콘, 코일 및 드라이버의 그 밖의 다른 이동 부분의 질량이며, 드라이버 콘과 접촉할 때 공기에 의해 부과되는 음향 부하를 포함하고 그램(g) 또는 킬로그램(kg)으로 측정됨,
Figure pct00010
s는 라플라스(Laplace) 변수임, 및
Figure pct00011
일반적으로, Thiele-Small 파라미터에 대한 참조는 Beranek, Leo L. (1954). Acoustics. NY: McGraw-Hill에서 이뤄질 수 있다.
도 4는 도 2의 전류 모니터링 유닛(230)의 구현예로 간주될 수 있는 예시적 전류 모니터링 유닛(230A)의 개략도이다. 따라서 전류 모니터링 유닛(230A)은 전류 모니터링 유닛(230)을 대신하여 사용될 수 있다.
전류 모니터링 유닛(230A)은 임피던스(270) 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(280)를 포함한다. 임피던스(270)는 본 배열에서 모니터링 저항(RMO)을 갖는 저항기이며, 스피커 전류(IS)를 운반하는 전류 경로에서 직렬로 연결된다. 따라서 모니터링 전압(VMO)이 저항기(270)에 걸쳐 다음과 같이 형성된다:
Figure pct00012
따라서 저항기(270)의 고정 모니터링 저항(RMO)이 주어질 때 모니터링 전압(VMO)은 스피커 전류(IS)에 비례한다. 실제로, 알려진 RMO가 주어질 때 상기 수식으로부터 스피커 전류(IS)가 모니터링 전압(VMO)으로부터 쉽게 획득될 수 있음을 알 것이다.
ADC(280)는 모니터링 전압(VMO)을 아날로그 입력 신호로서 수신하고 모니터 신호(MO)를 디지털 신호로서 출력하도록 연결된다. 스피커 신호(SP), 모니터 신호(MO) 및 마이크로폰 신호(MI)가 디지털 신호이도록 (전달 함수 유닛(250) 및 컨버터(260)를 포함하는) 마이크로폰 신호 생성기(240)는 디지털로 구현될 수 있다.
도 5는 도 2의 전류 모니터링 유닛(230)의 구현예로 간주될 수 있는 예시적 전류 모니터링 유닛(230B)의 개략도이다. 따라서 명백해질 듯이, 전류 모니터링 유닛(230B)은 전류 모니터링 유닛(230)을 대체하여 사용될 수 있고, 실제로 전류 모니터링 유닛(230A)의 요소와 함께 사용될 수 있다. 그 밖의 다른 알려진 활성 감지 기법, 가령, 드레인-소스 전압 정합을 이용하는 전류 미러(current mirror)가 사용될 수 있다.
전류 모니터링 유닛(230B)은 전류-미러 배열로 연결된 제1 및 제2 트랜지스터(290 및 300)를 포함한다. 제2 트랜지스터(300)에서 미러 전류(IMIR)가 형성되도록 제1 트랜지스터(290)는 스피커 전류(IS)를 운반하는 전류 경로에서 직렬로 연결된다. 미러 전류(IMIR)는 전류-미러 배열(가령, 제1 및 제2 트랜지스터(290 및 300)의 상대 크기)에 따라 스피커 전류(IS)에 비례할 수 있다. 예를 들어, 미러 전류(IMIR)가 스피커 전류(IS)와 동일하도록 전류-미러 배열이 구성될 수 있다. 도 5에서, 제1 및 제2 트랜지스터(290 및 300)가 MOSFET으로 도시되지만, 그 밖의 다른 유형의 트랜지스터(가령, 바이폴라 정션 트랜지스터)가 사용될 수 있음이 자명할 것이다.
미러 전류(IMIR)에 기초하여 모니터 신호(MO)를 생성하도록 전류 모니터링 유닛(230B)이 구성된다. 예를 들어, ADC와 함께 미러 전류(IMIR)의 경로에서 임피던스 - 도 4의 임피던스(270) 및 ADC(280)와 동일 - 가 사용되어 미러 전류(IMIR)에 기초하여 모니터 신호(MO)를 생성할 수 있으며, 중복 기재는 생략된다.
도 2로부터 스피커(220) 없이 오디오 회로(200)가 제공되어, 이러한 스피커(220)에 연결될 수 있음이 자명할 것이다. 또한 오디오 회로(220)에는, 스피커 신호(SP)를 공급 및/또는 마이크로폰 신호(MI)를 수신하도록 연결된 제어기(102) 또는 그 밖의 다른 처리 회로가 제공될 수 있다. 이러한 처리 회로는 스피커 신호(SP)를 생성하기 위한 스피커-신호 생성기로서 동작 할 수 있다. 이러한 처리 회로는 마이크로폰 신호(MI)를 분석하도록 동작 가능한 마이크로폰-신호 분석기로서 동작 할 수 있다.
도 6은 오디오 처리 시스템으로서(또는 이를 포함하는 것으로서) 기재될 수 있는 호스트 디바이스(400)의 개략도이다. 호스트 디바이스(400)는 호스트 디바이스(100)에 대응하고, 이에 따라 호스트 디바이스(100)도 또한 오디오 처리 시스템으로서(또는 이를 포함하는 것으로서) 기재될 수 있다. 그러나 단순성을 위해, 도 6에 명시적으로 나타난 호스트 디바이스(400)의 요소는 호스트 디바이스(100)의 요소들의 부분집합에만 대응한다.
호스트 디바이스(400)는 "항상 켜짐" 도메인(401A) 및 "메인" 도메인(401M)으로 구성된다. "항상 켜짐" 제어기(402A)는 도메인(401A)에서 제공되며 "메인" 제어기(402M)는 도메인(401M)에서 제공된다. 제어기(402A 및 402M)는 개별적으로 또는 집합적으로 도 1의 제어기(102)와 동등하게 고려될 수 있다.
앞서 기재된 바와 같이, 호스트 디바이스(400)는 "항상 켜짐" 도메인(401A)의 요소가 활성이고 "메인" 도메인(401M)의 요소는 비활성(가령, 꺼짐 또는 저전력 상태)인 저전력 상태에서 동작할 수 있다. 호스트(400)는 "깨워"져서, "메인" 도메인(401M)의 요소가 활성이 되는 고전력 상태로 전환된다.
호스트 디바이스(400)는 도 1의 요소(106, 108, 110 및 112)에 대응하는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있는 입/출력 유닛(420)을 포함한다. 특히, 입/출력 유닛(420)은 지시된 바와 같이 도 1의 스피커 유닛(112)에 대응하는 오디오 회로(200)의 적어도 하나의 세트를 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 오디오 및/또는 제어 신호가 "항상 켜짐" 제어기(402A)와 "메인" 제어기(402M) 간에 교환될 수 있다. 또한, 제어기(402A 및 402M) 중 하나 또는 둘 모두가 오디오 회로(200)로부터 마이크로폰 신호(MI)를 수신하도록 연결될 수 있다. 도시되지 않더라도, 제어기(402A 및 402M) 중 하나 또는 둘 모두가 오디오 회로(200)로 스피커 신호(SP)를 공급하도록 연결될 수 있다.
예를 들어, "항상 켜짐" 제어기(402A)가 마이크로폰 신호(MI)를 분석 또는 처리하는 것에 기초하여 음성-활동 검출 알고리즘을 동작시키고, 적절한 마이크로폰 신호(MI)가 수신될 때 도시된 바와 같이 제어 신호를 통해 "메인" 제어기(402M)를 깨우도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 가령 "메인" 제어기(402M)가 마이크로폰 신호(MI)를 직접 수신할 수 있을 때까지, 마이크로폰 신호(MI)는 초기에 "항상 켜짐" 제어기(402A)에 의해 핸들링되고 이 제어기를 통해, "메인" 제어기(402M)로 라우팅될 수 있다. 하나의 예시적 사용 사례에서, 호스트 디바이스(400)는 테이블 상에 위치될 수 있고 음성을 검출하기 위해 스피커(220)를 마이크로폰(및 디바이스(400)의 그 밖의 다른 임의의 마이크로폰)으로서 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 스피커(220)를 통해 음악이 재생 중일 때 음성을 검출하는 것이 바람직할 수 있다.
또 다른 예시에서, "메인" 제어기(402M)가 깨워지면, 마이크로폰 신호(MI)의 분석 또는 처리에 기초하여 생체측정 알고리즘을 동작시켜, 사용자의 외이도(앞서 기재된 바와 같이 스피커(220)가 가령 이어버드인 경우)가 "인가된" 사용자의 외이도에 대응하는지 여부를 검출하도록 구성될 수 있다. 물론, 이는 "항상 켜짐" 제어기(402A)에 의해서도 동일하게 수행될 수 있다. 생체측정 알고리즘은 마이크로폰 신호(MI) 또는 이의 구성요소를 하나 이상의 지정 템플릿 또는 서명에 대해 비교하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 템플릿 또는 서명은 스피커(220)가 사용되거나 사용될 수 있는 환경을 나타내기 때문에 "환경" 템플릿 또는 서명으로 간주될 수 있으며, 실제로 관련된 환경이 외이도일 필요는 없다. 예를 들어, 환경은 스피커(220)가 인커밍 소리(반사된 스피커 소리일 필요는 없음)를 수신할 수 있는 방 또는 그 밖의 다른 공간일 수 있으며, 이때 제어기(402A 및/또는 402M)는 이러한 템플릿 또는 서명과의 비교에 기초하여 스피커(220)가 동작했거나 동작 중인 환경을 분석(평가/결정/판단)한다.
물론, 이들은 호스트 디바이스(400)(그리고 마찬가지로 호스트 디바이스(100))의 단지 예시적 사용 사례에 불과하다. 그 밖의 다른 예시적 사용 사례가 본 개시에 기초하여 해당 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
해당 분야의 통상의 기술자라면 앞서 기재된 장치(회로) 및 방법의 일부 양태가 프로세서 제어 코드로서, 가령, 비휘발성 캐리어 매체, 가령, 디스크, CD- 또는 DVD-ROM, 프로그램된 메모리, 가령, 리드 온리 메모리(펌웨어), 또는 데이터 캐리어, 가령, 광학 또는 전기적 신호 캐리어 상에서 구현될 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들어, 마이크로폰 신호 생성기(240)(및 이의 서브-유닛(250, 260))가 프로세서 제어 코드를 기초로 동작하는 프로세서로서 구현될 수 있다. 또 다른 예시에서, 제어기(102, 402A, 402B)는 프로세서 제어 코드에 기초하여 동작하는 프로세서로서 구현될 수 있다.
일부 응용예에서, 이러한 양태는 DSP(Digital Signal Processor, 디지털 신호 프로세서), ASIC (Application Specific Integrated Circuit, 주문형 집적 회로) 또는 FPGA (Field Programmable Gate Array, 현장 프로그램 가능 게이트 어레이) 상에서 구현될 것이다. 따라서 코드는 기존의 프로그램 코드 또는 마이크로코드 또는 예를 들어, ASIC 또는 FPGA를 셋업 또는 제어하기 위한 코드를 포함할 수 있다. 상기 코드는 또한 재-구성 가능한 장치, 가령, 재-프로그램 가능한 로직 게이트 어레이를 동적으로 구성하기 위한 코드를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 코드는 하드웨어 기술 언어, 가령, Verilog TM 또는 VHDL에 대한 코드를 포함할 수 있다. 통상의 기술자라면 알듯이, 코드는 서로 통신하는 복수의 연결된 구성요소 간에 분산될 수 있다. 경우에 따라, 이러한 양태가 아날로그 하드웨어를 구성하기 위해 현장-(재)프로그램 가능 아날로그 어레이 또는 유사한 디바이스 상에서 실행되는 코드를 이용해 구현될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는 앞서 언급된 바와 같이 호스트 디바이스에서 제공될 수 있는 오디오 처리 회로, 가령, 오디오 회로(가령, 코덱 등)의 일부로서 배열될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르는 회로 또는 회로망이 집적 회로(IC)로서 (적어도 부분적으로), 가령, IC 칩 상에서 구현될 수 있다. 하나 이상의 입력 또는 출력 트랜스듀서(가령, 스피커(220))가 사용 중인 집적 회로에 연결될 수 있다.
앞서 언급된 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 설명하는 것이며, 통상의 기술자라면 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 대안 실시예를 설계할 수 있음을 알아야 한다. 단어 "~를 포함하는(comprising)"은 청구항에 나열된 것이 아닌 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않고, "a" 또는 "an"은 복수형을 배제하지 않고, 단일 특징부 또는 그 밖의 다른 유닛이 청구항에 언급된 복수의 유닛의 기능을 수행할 수 있다. 청구항에서의 임의의 도면 부호 또는 라벨이 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (20)

  1. 스피커 신호에 기초하여 스피커를 구동시키도록 동작 가능한 스피커 드라이버,
    스피커를 통해 흐르는 스피커 전류를 모니터링하고 상기 전류를 나타내는 모니터 신호를 생성하도록 동작 가능한 전류 모니터링 유닛, 및
    외부 소리가 스피커 상으로 들어갈 때, 모니터 신호 및 스피커 신호에 기초하여 외부 소리를 나타내는 마이크로폰 신호를 생성하도록 동작 가능한 마이크로폰 신호 생성기
    를 포함하는, 오디오 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로폰 신호 생성기는 스피커 신호에 기초하여 모니터 신호를 마이크로폰 신호로 변환하도록 구성되는 컨버터를 포함하고, 상기 컨버터는 적어도 상기 스피커를 모델링하는 전달 함수에 의해 적어도 부분적으로 정의되는, 오디오 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전달 함수는 스피커 드라이버 및 전류 모니터링 유닛 중 적어도 하나, 또는 상기 스피커 드라이버와 상기 전류 모니터링 유닛 모두를 더 모델링하는, 오디오 회로.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스피커 드라이버는, 상기 스피커 신호가 발산 스피커 신호인 때, 상기 스피커가 대응하는 소리 신호를 발산하도록 상기 스피커를 구동시키도록 동작 가능하며,
    스피커 신호가 발산 스피커 신호인 동안 외부 소리가 상기 스피커 상으로 들어올 때, 상기 모니터 신호는 상기 스피커 신호로부터 도출된 스피커 성분 및 외부 소리로부터 도출된 마이크로폰 성분을 포함하며, 상기 컨버터는, 스피커 신호가 발산 스피커 신호인 동안 외부 소리가 상기 스피커 상으로 들어올 때, 상기 모니터 신호를 상기 마이크로폰 신호로 변환할 때 스피커 성분을 필터링 제거 및/또는 마이크로폰 성분을 이퀄라이징 및/또는 고립시키도록 정의되는, 오디오 회로.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스피커 드라이버는, 상기 스피커 신호가 비-발산 스피커 신호인 때, 상기 스피커가 소리 신호를 실질적으로 발산하지 않도록 상기 스피커를 구동시키도록 동작 가능하며,
    상기 스피커 신호가 비-발산 스피커 신호인 동안 외부 소리가 상기 스피커 상에 들어올 때, 상기 모니터 신호는 외부 소리로부터 도출된 마이크로폰 성분을 포함하고,
    상기 컨버터는, 상기 스피커 신호가 비-발산 스피커 신호인 동안 상기 외부 소리가 스피커 상에 들어 올 때, 상기 모니터 신호를 상기 마이크로폰 신호로 변환할 때 상기 마이크로폰 성분을 이퀄라이징 및/또는 고립시키도록 정의되는, 오디오 회로.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로폰 신호 생성기는 상기 스피커 신호가 상기 스피커가 대응하는 소리 신호를 발산하도록 상기 스피커를 구동시키는 발산 스피커 신호인 때 상기 모니터 신호 및 스피커 신호에 기초하여 상기 전달 함수 또는 상기 전달 함수의 파라미터를 결정 또는 업데이트하도록 구성되는, 오디오 회로.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로폰 신호 생성기는 상기 마이크로폰 신호에 기초하여 상기 전달 함수 또는 상기 전달 함수의 파라미터를 결정 또는 업데이트하도록 구성되는, 오디오 회로.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 마이크로폰 신호 생성기는 컨버터를 전달함수 또는 상기 전달 함수의 파라미터가 변할 때 상기 컨버터를 재정의하도록 구성되는, 오디오 회로.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨버터는 상기 마이크로폰 신호가 음압 레벨 신호로서 출력되도록 하는 변환을 수행하도록 구성되는, 오디오 회로.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 함수 및/또는 상기 컨버터는 Thiele-Small 파라미터에 의해 적어도 부분적으로 정의되는, 오디오 회로.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스피커 신호는 상기 스피커에 인가되는 전압 신호를 나타내거나, 상기 전압 신호와 관련되거나, 상기 전압 신호에 비례하며, 및/또는
    상기 모니터 신호는 상기 스피커를 통해 흐르는 스피커 전류와 관련되거나 상기 스피커 전류에 비례하는, 오디오 회로.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스피커 드라이버는 스피커 신호와 전압 신호 간 주어진 관계를 유지하거나 유지하는 경향이도록 상기 스피커에 인가되는 전압 신호를 제어하도록 동작 가능한, 오디오 회로.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전류 모니터링 유닛은 상기 스피커 전류가 임피던스를 통해 흐르도록 연결된 임피던스를 포함하며, 상기 모니터 신호는 상기 임피던스에 걸친 전압에 기초하여 생성되고, 선택적으로, 상기 임피던스는 저항기인, 오디오 회로.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전류 모니터링 유닛은 상기 스피커 전류를 미러링하여 미러 전류를 생성하도록 연결된 트랜지스터의 전류-미러 배열을 포함하고, 상기 모니터 신호는 상기 미러 전류에 기초하여 생성되는, 오디오 회로.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스피커를 포함하는, 오디오 회로.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스피커 신호를 생성하도록 동작 가능한 스피커-신호 생성기 및/또는 상기 마이크로폰 신호를 분석하도록 동작 가능한 마이크로폰-신호 분석기를 포함하는, 오디오 회로.
  17. 오디오 처리 시스템으로서,
    청구항 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 오디오 회로, 및
    상기 마이크로폰 신호를 처리하도록 구성된 프로세서
    를 포함하는, 오디오 처리 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 마이크로폰 신호에 기초하여 저전력 상태에서 고전력 상태로 전환하도록 구성되는, 오디오 처리 시스템.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 마이크로폰 신호를 적어도 하나의 환경 서명에 비교하고, 상기 비교에 기초하여 상기 스피커가 동작되었거나 동작 중인 환경을 분석하도록 구성되는, 오디오 처리 시스템.
  20. 청구항 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 오디오 회로 또는 청구항 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 오디오 처리 시스템을 포함하는 호스트 디바이스.
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