KR830001727B1 - 음성증폭장치의 하우링 억제방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음성증폭장치의 하우링 억제방법

제1도는 본 발명을 성명하기 위한 블럭도이며,

제2도는 상세한 회로도.

제3도는 오실로스코프에 의한 사진으로,

제3(a)도는 하우링이 일어날 때의 파형도.

제3(b)도는 정상 상태로 들어갔을 때의 파형도.

제3(c)도는 제3(b)도의 주파수 스펙트럼도이며,

제4(a)도는 제3(a)도에 있어 하우링이 상쇄되어 소멸되는 과도상태도이며,

제4(b)도는 하우링파형이 소멸시킬 때의 파형도.

제5도는 마이크(가)(나)의 주파수 특성도이다.

도면중 (가)(나)는 마이크, sp는 스피커, IC₂, IC₃, IC₄, IC₅는 프리암프를 구성하는 것이며 IC₇은 매인암프. C₁∼C₇은 캐파시터, R₁-R₅는 저항을 의미한다.

본 발명은 음성 증폭장치의 하우링(Howling) 억제방법에 관한 것이다.

종래 음성 증폭장치에 있어서 마이크와 스피커와의 거리를 가까이하여 사용할 때 하우링이 일어나서 사용상 지장이 많다. 따라서 출력 음량을 낮추지 않으면 안되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명 방법을 확성용 증폭기에 부가하여 사용하면 하우링 현상없이 고출력의 증폭장치를 얻을 수가 있다.

즉, 스피이커에 흘러나오는 음파가 다시 마이크를 통해 증폭기의 입력축으로 들어가 다시 증폭되어 스피이커로 나오는 과정을 되풀이하는 정궤환(正

還) 작용에 의해 하우링 현상이 일어남으로서 지장이 많다.

이를 방지하기 위해 증폭기의 증폭도를 작게 하여 출력을 줄이거나 스피이커와 마이크가 서로 마주하여 배치하지 않거나 또는 대화자와 마이크와의 거리를 짧게하여 스피이커로부터의 음성이 마이크로 들어가는 것을 방지하는 것이 고작이었다.

본 발명에 있어서는 특성이 동일한 2개의 마이크를 한 지점에 놓아 스피이커로 부터의 하우링 음향신호를 받아 한쪽 마이크 신호를 위상반전(位相反轉)시켜 하우링신호를 상쇄시키고 대화자의 신호는 2개의 마이크중 한쪽 마이크로 하우링이 없는 증폭시스템을 얻고자 한 것으로 특히 두 마이크의 방향이 서로 20°내지 30°종도 위상차가 발생하도록 배치함으로써 해결됨을 발견한 것이다.

즉, 하우링 신호감쇄형 PA(Public address) 시스템에 제1도에 도시되어 있다.

제1도에 있어서 하우링 현상이 있을 경우 스피이커에서 나온 하우링 신호는 특성이 동일한 마이크(가)(나)에 들어가게 된다. 그러나 하우링 신호에 의해 마이크(가)와(나)에서 생긴 2개의 전기신호가 동일하므로 프리암프(Pre-Amp A.B)에 증폭된 신호가 감쇄기에서 상쇄되어 "영"이 되므로 하우링신호는 메인암프(Main Amp)의 입력단에 안가되지 않게 된다.

그러나 서로 위상을 20-30°각으로 둔 두 마이크(가) 또는 (나) 중 하나의 마이크에 대화자의 신호를 인가하면 다른 마이크에서는 대화자의 신호가 나오지 않으므로 프리암프에서 대화자신호의 상쇄작용이 없으며, 따라서 하우링 현상없이 대화자의 신호만을 증폭할 수가 있게 되어 있다.

상기와 같이 프리암프로 스피이커에서 오는 하우링 신호만을 상쇄시키고 대화자의 신호만을 증폭하면 PA시스템에서 증폭기의 이득을 충분히 올릴수가 있게되며, 이 경우 특성이 완전히 동일한 2개의 마이크를 사용하면 하우링의 영향을 전혀 받지 않고 PA시스템의 증폭기 이득을 주어진 증폭기의 성능내에서 최대로 올릴 수가 있다.

그러나 실제로는 두 마이크(가)(나)의 특성어 주어진 주파수 스펙트럼내에서 완전히 동일해야만 한다.

따라서 주파수 스펙트럼 내에서 완전히 동일하지 않고 약간의 차이가 있을 경우에는 프리암프에서 하우링 신호가 완전하게 상쇄도지 못하므로 증폭기의 이들을 너무 올리면 하우링현상이 발생할 수도 있다.

이하 본 발명을 첨부된 제2도의 상세한 회로도에 따라 설명하면 다음과 같다.

저항 R₃, R₄으로 궤환회로를 구성된 연산증폭기(IC₂,IC₄)의 입력단에는 캐파시터(C₁)와 저항(R₁) 및 캐파시터(C₂)와 저항(R₂)이 각기 직렬 연결되어 마이크(가)(나)에 각각 연결된 연산증폭기인 Pre Amp를 구성하고 그 출력은 각기 저항(R₅, R₆)으로 다시 연산증폭기(IC₃, IC₅)로 보내져서 2단의 연산증폭기를 구성하고 있다.

또 연산증폭기(IC₅)의 궤환회로에는 가변저항(VR₁)으로 하우링 신호를 조정하도록 되어 있다.

상기한 연산증폭기(IC₂, IC₅)의 출력은 저항(R₉, R₁₀)을 통해 감쇄기인 자동증폭기(IC₆)의 입력단에 연결되고 그 출력은 공지의 메인암프(IC₇)의 입력단에 캐파시터(C₃)를 통해 인가되어 있다.

따라서 메인암프(107)의 입력단에 인가되는 신호는 가변저항(VR₂)으로 조정하도록 됨은 공지와 같다.

도면중 미설명부호 sp는 스피이커, R₇, R₈, R₁₁, R₁₂-R₁₅는 저항 C₄-C₇은 캐파시터를 의미한다.

상기한 마이크(가)(나)는 전기적인 특성이 동일한 것이며, 배치의 방향이 서로 20-30°정도 위상차이가 있도록 배치됨은 물론이며, 또 연산증폭기(IC₂, IC₅)도 동일한 전기적 특성의 증폭기로 된다.

상기와 같은 것이므로 스피이커(sp)에서 나오는 하우링 신호가 마이크(가)(나)에 인가되면 음성신호가 전기신호로 바뀌어 동일한 두 개의 신호가 각기 연산증폭기(IC₂, IC₄)에 인가되고 연산증폭기(IC₃, IC₅)에서 2단으로 증폭되며, 인가된 하우링 신호는 차동증폭기(IC₆)의 상호 상쇄작용에 의하여 상쇄되고, 이와 같이 상쇄된 신호는 출력축에 나타나지 아니하므로 메인증폭기(IC₇)에 하우링 신호가 인가되지 아니하여 하우링 현상이 억제되는 것이다.

이와 같은 본 발명을 음성증폭기로 사용할 때 대화자의 신호를 두 마이크 (가)(나) 중 하나의 마이크에 인가하면, 다른 마이크에서는 대화자 신호가 나오지 아니하므로 감쇄기인 차동증폭기(IC₆)에서 상호간의 상쇄작용이 없게 된다. 따라서 하우링 현상없이 대화자의 음성신호만을 증폭할 수가 있게 되는 것이다.

상기와 같이 차동증폭기에서 스피이커에서 오는 하우링 신호만을 상쇄시키고 대화자의 음성신호만을 증폭하면 메인암프의 이득을 최대로 올려 사용할 수 있는 효과가 있는 것이다. 이제 하우링 상쇄 회로를 작동시키지 않았을 경우에 증폭기가 하우링없이 증폭할 수 있는 이득을 G₁이라 하고, 하우링 상쇄회로를 작동시켰을 때의 증폭기가 하우링 현상없이 증폭할 수 있는 이득을 G₂라 하면 하우링 억제효과는 다음 식으로 표시할 수가 있다.

하우링 현상 상쇄효과의 측정을 위해서 스피이커(sp)와 마이크(가)(나)를 서로 정면으로 마주보게 하여 하우링이 아주 잘 일어나도록 한다.

하우링 억제효과 α는 약 6dB이었고 마이크(가)(나)와 스피이커를 정면으로 1미터 떨어진 위치에 있을 때 하우링이 아주 잘 일어나는 과도파형을 제3(a)도에 보여 준다.

이 사진에서 횡축은 2ms/div 이고 종축은 5v/div 이며, 이 사진에서 하우링 발진이 시작되어 정상 상태에 들어가는데 약 16ms 걸렸으며, 하우링 파형의 진폭은 20JPP 였다. 제3(b)도는 하우링 파형이 정상상태에 들어갔을 때의 파형의 확대도이며 , 이러한 파형의 증폭기가 포화상태에 들어가 구형파가 되어 있음을 보여준다. 이때의 횡축은 0.1ms/div 이며, 종축은 10v/div였다.

제3(c)도는 제3(b)도의 주파수 스펙트럼도이다.

여기서 하우링신호의 기본파가 1.5KHz 근처이며, 고조파성분이 20KHz까지 나 와있음을 보여주고 있다.

제4(a)도는 제3(a)도와 같은 하우링발진 파형이 하우링 상쇄회로를 동작시켰을 하우링 파형이 감쇄되어 소멸되는 과도상태를 보여주고 있다.

제4(b)도는 마이크(가)(나)를 스피이커(sp)의 정면으로 부터 2m 떨어진 위치에 놓고 하우링 상쇄회로를 개방하여 하우링을 일으킨 다음 하하우 링상쇄회로를 접속하여 하우링파형이 소멸시킬 때의 과도파형을 보여주고 있다.

제5도는 본 발명 실시예에서 사용된 마이크(가)(나)의 주파수 특성곡선을 보여주는 것으로 이 도면에서 두개의 특성곡선이 완전히 일치하지 못하고 있음은 하우링 억제효과가 6dB 정도밖에 되지 않았던 주 원인이 두개의 마이크 특성에 약간의 차이가 있었던데 기인된 것이었으며, 따라서 두개의 마이크가 전기적 특성이 동일했을 때 하우링 억제효과는 더욱 높아짐은 물론이다.

Claims (1)

1. 두개의 마이크를 서로 20-30°각으로 위상차를 두어 각각의 전기적 출력을 각각의 연산증폭기의 입력측에 연결하고 각각의 연산증폭기의 출력은 차동증폭기의 입력측(+)측과 (-)측에 인가하도록하고 그 출력을 메인암프에 인가하도록 하는 것을특징 으로하는 음성증폭기의 하우링 억제방법.

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