KR890002502B1 - Audio frequency analysis using microcomputer - Google Patents

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Abstract

An adder (2) and a frequency selector (3) to which a voltage controlling wave generator circuit (4) connected to OP amp (OP2) is connected are connected to a first and a second ports of an interface circuit (1). A third port of the interface circuit is connected to output terminal (out) of an A/D converter (5). A filter circuit (6) including OP amps (OP3-6) is connected to an A/D converter input terminal. The amplifier to be measured is connected between the Op amp (OP2) output terminal and the filter circuit.

Description

마이크로컴퓨터를 사용한 오디오주파수분석기Audio frequency analyzer using microcomputer

제1도는 본 발명의 회로도이다.1 is a circuit diagram of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 인터페이스회로 2 : 가산회로1: Interface circuit 2: Addition circuit

3 : 주파수범위 선택부 4 : 전압제어파형발생집적회로3: Frequency range selector 4: Voltage control waveform generation integrated circuit

5 : 아날로그/디지탈변환기 6 : 전파필터회로5: analog / digital converter 6: radio wave filter circuit

7 : 오디오증폭기7: Audio Amplifier

PAi,PBi,PCi : 인터페, 이스회로(1)의 출력포트PAi, PBi, PCi: Interface, output port of case circuit (1)

IV1~IV8: 인버터 OP1~OP6: OP앰프IV 1 ~ IV 8 : Inverter OP 1 ~ OP 6 : OP Amp

본 발명은 오디오신호를 증폭하는 오디오증폭기의 주파수 응답특성을 측정하는 오디오 주파수 분석기에 관한 것으로, 특히 마이크로컴퓨터를 사용하므로써 오디오증폭기의 주파수 응답특성을 수치화하여 데이터처리할 수 있도록 된 마이크로컴퓨터를 사용한 오디오주파수 분석기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an audio frequency analyzer for measuring the frequency response of an audio amplifier for amplifying an audio signal. In particular, the present invention relates to an audio using a microcomputer capable of quantifying the frequency response characteristics of an audio amplifier by using a microcomputer. Relates to a frequency analyzer.

일반적으로 오디오기기를 구성하고 있는 오디오증폭기의 주파수응답특성을 측정하기 위해서는 우선 가청주파수(16~20,000HZ)에 해당하는 주파수를 발진하는 주파수발진기를 사용하여 각 주파수를 오디오증폭기에 입력시킨 다음 오디오증폭기의 출력신호가 가청주파수대역에서 입력된 주파수에 따라 어떠한 응답특성을 측정하고자 하는 경우 스테레오앰프의 입력단에 주파수 발생기로 부터의 가청주파수신호를 직접인가하여 그 스테레오 앰프의 출력신호를 오실로 스코프등을 입력신호와 비교 판단하므로써 스테레오 앰프의 주파수 응답특성을 측정·분석하였다. 따라서, 위와 같이 측정, 분석된 주파수응답특성에 대한 정보를 참고를 하여 오디오증폭기의 특성을 판단하게 되는데, 주파수발생기를 사용하는 주파수 분석기는 주파수응답특성에 대한정보, 즉 왜곡이나 잡음과 같은 것만을 판단할 수 있을뿐이고, 그 정보에 대한 데이터처리가 되어있지 않게 됨에따라 주파수응답특성에 대한 정보의 저장이나 가공등을 할수가 없었다.In general, in order to measure the frequency response characteristics of an audio amplifier constituting an audio device, a frequency oscillator oscillating a frequency corresponding to an audible frequency (16 ~ 20,000HZ) is input to each audio amplifier and then the audio amplifier. If you want to measure any response characteristics according to the frequency input from the audible frequency band of the output signal, apply the audible frequency signal from the frequency generator directly to the input of the stereo amplifier and input the output signal of the stereo amplifier into an oscilloscope. The frequency response characteristics of the stereo amplifier were measured and analyzed by comparison with the signal. Therefore, the characteristics of the audio amplifier are determined by referring to the information on the frequency response characteristics measured and analyzed as described above. The frequency analyzer using the frequency generator includes only information on the frequency response characteristics, that is, distortion or noise. As only the judgment can be made and the data processing for the information is not carried out, the information on the frequency response characteristics cannot be stored or processed.

본 발명은 상기과 같은 실정에 비추어 발명된 것으로, 마이크로컴퓨터에다 디지탈/아나로그변환기와 아날로그/디지탈변환기를 연결하여 데이터처리된 아날로그신호를 오디오증폭기에 입력시키고, 오디오 증폭기의 출력신호를 디지탈신호로 데이터 처리하므로써 오디오증폭기에 입력시킨 데이터와 출력데이터를 비교분석하여 보다 수치화된 주파수응답특성을 검사하며, 이를 기록, 보관할 수 있도록 된 마이크로컴퓨터를 사용한 오디오주파수분석기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이하 본 발명의 구성 및 작용, 효과를 에시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention has been invented in the light of the above-described circumstances, by connecting a digital / analog converter and an analog / digital converter to a microcomputer, input a data processed analog signal to an audio amplifier, and output the output signal of the audio amplifier as a digital signal. The purpose of this study is to provide an audio frequency analyzer using a microcomputer that compares and analyzes the data inputted to the audio amplifier and the output data and examines the frequency response characteristics more numerically. Hereinafter, the configuration, operation, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 인터페이스회로(1)의 제1포트(PA0~PA7)에다 인버터(IV1~IV8), 와 저항(R1~R18), 가변저항(VR1) 및 OP애프(OP1)로 구성되는 가산회로(2)를 연결하고, 상기 인터페이스회로(1)의 제2포토(PB0~PB4)에는 주파수범위선택부(3)를 연결하며, 상기 가산회로(2)와 주파수범위선택부(3)에는 전압제어파형발생집적회로(4)를 각각 연결하고, 전압제어파형 발생집적회로(4)의 사인파출력단(SO)에는 OP앰프(OP2)를 연결하며, 상기 인터페이스회로(1)의 제3포트(PC0~PC7)에는 아날로그/디지탈변환기(5)의 출력단(OUT)을 연결하고, 아날로그/디지탈변환기(5)의 입력단(vi)에는 OP앰프(OP3~OP6로 구성되는 전파필터회로 (6)를연결하며, 상기 OP앰프(OP2의 출력단과 전파필터회로(6)사이에 측정대상용 오디오증폭기(7)를 연결하여서 된 구조로 되어있다. 미설명부호 A1~A4는 증폭부, MAX는 스테레오분리기를 나타낸다.According to the present invention, the inverters IV 1 to IV 8 , the resistors R 1 to R 18 , the variable resistor VR 1 , and the OP after OP are connected to the first ports PA 0 to PA 7 of the interface circuit 1. 1 ) is connected to the addition circuit (2) consisting of, and the second range (PB 0 ~ PB 4 ) of the interface circuit 1 is connected to the frequency range selector (3), and the addition circuit (2) The frequency range selector 3 connects the voltage controlled waveform generation integrated circuit 4 to each other, and the sine wave output terminal SO of the voltage controlled waveform generation integrated circuit 4 connects an OP amplifier OP 2 to the interface. The output port OUT of the analog / digital converter 5 is connected to the third ports PC 0 to PC 7 of the circuit 1, and the OP amplifier OP 3 is connected to the input terminal vi of the analog / digital converter 5. A radio wave filter circuit 6 composed of ˜OP 6 is connected, and an audio amplifier 7 for measurement object is connected between the OP amplifier (OP 2 output terminal and the radio wave filter circuit 6). Unexplained symbols A 1 to A 4 Amplification section, MAX represents a stereo separator.

제1도는 위와같은 구조로 되어있는 본 발명의 회로도를 나타내는 것으로, 인터페이스회로(1)는 예를들면 집적회로번호 8255와 같은 입출력포트를 사용하는데, 제1, 제2포트는 가산회로(2)와 주파수범위선택부(3) 및 전압제어파형발진회로(4)로 구성되는 디지탈/아날로그변환기를 연결하여 사용하고, 제3포트는 아날로그/디지탈변환기(5)를 연결하여 사용한다.FIG. 1 shows a circuit diagram of the present invention having the above structure. The interface circuit 1 uses, for example, an input / output port such as an integrated circuit number 8255. The first and second ports are the addition circuit 2. And a digital / analog converter composed of a frequency range selector (3) and a voltage controlled waveform oscillator circuit (4), and a third port is used by connecting an analog / digital converter (5).

인터페이스회로(1)의 제1포트(PA0~PA7)에는 주파수응답특성을 측정하고 자하는 오디오증폭기(7)에 입력시킬 아날로그신호, 즉 가청주파수신호(20~20,000HZ)에 해당하는 디지탈시호의 데이터를 출력시키고, 상기 인터페이스회로(1)의 제1포트(PA0~PA7)에 동기를 맞추어 제2포트(PB0~PB4)에 주파수범위를 결정하기 위한 신호를 출력시킨다.The first port PA 0 to PA 7 of the interface circuit 1 has a digital signal corresponding to an analog signal to be input to the audio amplifier 7 to measure frequency response characteristics, that is, an audible frequency signal 20 to 20,000 HZ. The time signal is output, and a signal for determining a frequency range is output to the second ports PB 0 to PB 4 in synchronization with the first ports PA 0 to PA 7 of the interface circuit 1.

제1포트(PA0~PA7)의 출력신호는 인버터(IV1~IV8)에 의하여 반전된 다음 저항(R1~R16)에 의해서 각각 합성된다. 즉, 인터페이스회로(1)의 제1포트(PA0~PA7)에서 00000000의 데이터가 출력되면 저항(R17)에는 최고레벨의 전압이 걸리게 되고, 11111111의 데이터가 출력되면 저항(R17)이 최고 레벨의 전압이 걸리게 되어 OP앰프(OP1)에 인가된다. 따라서 OP앰프(OP1)에서는 인터페이스 회로(1)의 제1포트(PA0~PA7)에서 출력되는 데이터에 따라 각기다른 레벨의 입력신호를 공급받게되어 계단형의 전압을 출력시키게 된다. 결국 인버터(IV1~IV8)와 저항(R1~R18), 가변저항(VR1) 및 OP앰프(OP1)는 디지탈신호를 계단형태의 아날로그신호로 변환시키는 가산기의 기능을 갖게되는 것이다.The output signals of the first ports PA 0 to PA 7 are inverted by the inverters IV 1 to IV 8 and then synthesized by the resistors R 1 to R 16 , respectively. That is, when 00000000 data is outputted from the first ports PA 0 to PA 7 of the interface circuit 1, the resistor R 17 receives the highest level voltage, and when the data of 11111111 is output, the resistor R 17 . This highest level voltage is applied to the OP amplifier OP 1 . Accordingly, in the OP amplifier OP 1 , input signals of different levels are supplied according to data output from the first ports PA 0 to PA 7 of the interface circuit 1 to output a stepped voltage. Eventually, the inverters IV 1 to IV 8 , the resistors R 1 to R 18 , the variable resistors VR 1 and the OP amplifiers OP 1 have the function of an adder that converts the digital signal into a stepped analog signal. will be.

이와같은 가산회로(2)의 출력신호가 전압제어파형 발생 집적회로(4)에 공급되게 되는데, 이때 파형을 발생시키기 위하여 그 주파수 범위를 결정하는 주파수 범위선택부(3)에서는 상기 가산회로(2)에 입력되는 데이터 신호에 동기를 맞추어 전압제어파형발진집적회로(4)에다 펄스신호를 인가하게 된다. 따라서, 전압제어파형발생집적회로(4)에서는 주파수범위선택부(3)로 부터 입력되는 펄스신호에 따른 주파수와 가산회로(2)에 의해 결정된 진폭으로 발진을 하게되어 집적회로(4)의 사인파출력단(SO)을 통하여 출력시키게 된다. 결국 집적회로(4)의 사인파출력단(SO)에서는 인터페이스회로(1)의 제1, 제2포트에서 출력되는 데이터에 따라 아날로그신호가 출력되게 되는 것이다.The output signal of the addition circuit 2 is supplied to the voltage control waveform generating integrated circuit 4, in which the frequency range selecting section 3 determines the frequency range to generate the waveform. The pulse signal is applied to the voltage controlled waveform oscillation integrated circuit 4 in synchronization with the data signal input to the signal. Therefore, in the voltage-controlled waveform generation integrated circuit 4, the oscillation is performed at a frequency determined according to the pulse signal input from the frequency range selector 3 and the amplitude determined by the adder circuit 2, so that the sine wave of the integrated circuit 4 is generated. Output through the output terminal (SO). As a result, the sine wave output terminal SO of the integrated circuit 4 outputs an analog signal according to data output from the first and second ports of the interface circuit 1.

집적회로(4)의 사인파출력단(SO)에서 출력되는 아날로그신호는 OP앰프(OP2)에서 증폭된 후 콘덴서(C2)와 가변저항(VR2)을 통하여 주파수응답특성을 측정하고자 하는 오디오증폭기(7)에 공급된다. 오디오증폭기(7)는 도면에 나타낸 바와같은 일예로 스테레오앰프와 같은 증폭기를 일컫는 것으로, 일반적으로 증폭부(A1)와 스테레오분리기(MAX), 좌우신호증폭부(A3)(A4) 및 스피커(SP1)(SO2)로 구성된 출력부와 마이크(Mic) 및 증폭부(A4)로 구성된 입력부로 되어 있다. 오디오증폭기(7)의 출력부 신호를 다시 입력부로 입력시킨 다음 입력부의 신호를 전파필터회로(6)에 입력시키도록 연결시킨다. 이에따라 오디오증폭기(7)에 입력된 신호가 오디오증폭기(7)의 특성에 따라 변화된 다음 전파필터회로(6)에 입력되게 된다.The analog signal output from the sine wave output terminal SO of the integrated circuit 4 is amplified by the OP amplifier OP 2 and then the audio amplifier to measure the frequency response characteristic through the capacitor C 2 and the variable resistor VR 2 . Supplied to (7). The audio amplifier 7 refers to an amplifier such as a stereo amplifier as an example as shown in the drawings. In general, the audio amplifier 7 includes an amplifier A 1 , a stereo separator MAX, a left and right signal amplifier A 3 and A 4 . It consists of an output consisting of a speaker SP 1 (SO 2 ) and an input consisting of a microphone Mic and an amplifier A 4 . The output part of the audio amplifier 7 is input again to the input part and then connected to input the signal of the input part to the wave filter circuit 6. Accordingly, the signal input to the audio amplifier 7 is changed according to the characteristics of the audio amplifier 7 and then input to the propagation filter circuit 6.

전파필터회로(6)는 오디오증폭기(7)로부터 인출된 신호전체를 아날로그/디지탈변환기(5)에 공급하기 위해 설치되는 것으로, 입력신호가 정류되지 않고 입력된 경우, 모든 주파수의 평균이 0이 되지 않도록 하기위한 것이다.The radio wave filter circuit 6 is provided to supply the entire signal drawn from the audio amplifier 7 to the analog / digital converter 5, and when the input signal is input without being rectified, the average of all frequencies is zero. It is to not be.

이와같이 전파필터회로(6)를 통과한 신호는아날로그/디지탈변환기(5)에 입력되어서 다시 디지탈신호로 변환된다. 디지탈신호는 8비트로 된 다음 전술한 인터페이스회로(1)의 제3포트(PC0~PC7)에 공급되게 되는데, 제3포트(PX0~PC7)에 입력되는 디지탈신호가 도시되지 않은 마이크로프로세서로부터의 제어신호(CTRL)와 어드레스(ADDR)및 데이터(DATA)에 의해 제1, 제 2포트에서 출력된 데이터와 비교분석되어 오디오증폭기(7)를 지나오는 동안 얼마만큼의 왜곡과 잡음이 실리게 되었는지를 판단하게된다.In this way, the signal passing through the radio wave filter circuit 6 is input to the analog / digital converter 5 and converted into a digital signal again. The digital signal becomes 8 bits and is then supplied to the third ports PC 0 to PC 7 of the interface circuit 1 described above. The digital signal input to the third ports PX 0 to PC 7 is not shown. Compared with the data output from the first and second ports by the control signal CTRL, the address ADDR, and the data DATA from the processor, some distortion and noise are generated while passing through the audio amplifier 7. It will determine if it is loaded.

본 발명은 인터페이스회로(1)의 제1, 제2포트에서 출력된 데이터에 오디오증폭기(7)에서 얼마만큼의 왜곡과 잡음등이 실려서 제3포트에 입력되는가를 디지탈신호로 데이터처리함에 따라 오디오 증폭기(7)의 주파수 응답특성에 따른 정보를 기록, 저장할 수 있고, 또한 그 정보를 분석하여 오디오증폭기(7)의 특성을 판단할 수도 있게 되는 것이다. 상기한 바와 같이 본 발명은 오디오증폭기의 주파수응답특성에 따른 정보를 디지탈 신호로서 데이터처리할 수 있게 됨에따라 오디오증폭기의 특성을 기록, 분석할 수 있게 되는 장점이 있다.According to the present invention, the digital amplifier outputs the data output from the first and second ports of the interface circuit 1 to the third port by how much distortion and noise are input from the audio amplifier 7. The information according to the frequency response characteristic of the amplifier 7 can be recorded and stored, and the information of the audio amplifier 7 can be determined by analyzing the information. As described above, according to the present invention, the data according to the frequency response characteristics of the audio amplifier can be processed as a digital signal, thereby recording and analyzing the characteristics of the audio amplifier.

Claims (1)

인터페이스회로(1)의 제1포트(PA0~PA7)에다 인버터(IV1~IV8), 와 저항(R1~R18), 가변저항(VR1) 및 OP앰프(OP1)로 구성되는 가산회로(2)를 연결하고, 상기 인터페이스회로(1)의 제2포트(PB0~PB4)에는 주파수범위선택부)3)를 연결하며, 상기 가산회로(2)와 주파수범위선택부(3)에는 전압제어파형발생집적회로(4)를 각각 연결하고, 전압제어파형발생집적회로(4)의 사인파출력단(SO)에는 OP앰프(OP2)를 연결하며, 상기 인터페이스회로(1)의 제3포트(PC0~PC7)에는 아날로그/디지탈변환기(5)의 출력단(OUT)을 연결하고, 아날로그/디지탈변환기(5)의 입력단(Vi)에는 OP앰프(OP3~OP6로 구성되는 전파필터회로 (6)를 연결하며, 상기 OP앰프(OP2)의 출력단과 전파필터회로(6)사이에 측정대상용 오디오증폭기(7)를 연결하여서 된 마이크로컴퓨터를 사용한 오디오주파수분석기.In the first port PA 0 to PA 7 of the interface circuit 1, the inverters IV 1 to IV 8 , and the resistors R 1 to R 18 , the variable resistor VR 1 and the OP amplifier OP 1 The addition circuit (2) is configured, the second port (PB 0 ~ PB 4 ) of the interface circuit 1 is connected to the frequency range selection unit) 3), and the addition circuit (2) and frequency range selection The unit 3 is connected to the voltage control waveform generation integrated circuit 4, the sine wave output terminal SO of the voltage control waveform generation integrated circuit 4 is connected to the OP amplifier OP 2 , and the interface circuit 1 Connect the output terminal (OUT) of the analog / digital converter 5 to the third port (PC 0 ~ PC 7 ) of the), and the OP amplifier (OP 3 ~ OP 6 ) to the input terminal (Vi) of the analog / digital converter (5). An audio frequency analyzer using a microcomputer by connecting a radio wave filter circuit (6) configured to connect an audio amplifier (7) for measurement between the output terminal of the OP amplifier (OP 2 ) and the wave filter circuit (6). .
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