KR930007936B1 - 음향재생신호 성분 판별회로 - Google Patents

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내용 없음.

Description

음향재생신호 성분 판별회로

제1도는 본 발명에 의한 음향재생신호 성분 판별회로의 전체 구성 블럭도.

제2도는 제1도에 의한 판별회로의 상세회로도.

제3도는 제2도에 의한 판별회로의 동작파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프리증폭부 20 : 제1신호검출부

30 : 제2신호검출부 40 : 고역통과필터(HPF)

50 : 저역통과필터(LPF) 60 : 혼합부

70 : 정류부 80 : 합성가산부

90 : 적분부 100 : 반전부

본 발명은 음향장치에 있어서 음향재생신호 성분 판별회로에 관한 것으로, 특히 스테레오 및 모노신호를 이용하여 음악성분을 판별할 수 있는 회로에 관한 것이다.

일반적으로 음향신호의 주파수대역(소위 가청주파수 대역)은 20Hz~20KHz정도이다. 이 음향신호중 음악성분은 대략 1KHz 부근에 분포되고, 음향신호중 음악성분은 전 가청주파수 대역에 걸쳐 고르게 분포되어 있다. 여기서 음악성분은 스테레오 성분이며, 재생특성 대역이 대단히 넓은 주파수 특성을 가지고 있다.

한편, 디지탈 신호처리 기술에 있어서, 음성신호 또는 음악 신호를 별도로 처리하여 음악성분 또는 음성성분으로 각각 분리하는 기술은 개발되지 않고 있다. 다만, 음향신호가 음악성분인지 또는 음성성분인지를 판단할 수 있는 기술이 있으며, 종래의 음향신호 성분 판별회로는 여러개의 유니트를 사용하여 비교판단회로로 되어 있기 때문에 판별논리 및 회로가 복잡한 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명의 목적은 음향신호의 스테레오 성분을 이용하여 스테레오 성분에 해당하는 신호차를 검출하여 넓은 주파수 대역 특성을 이용하여 음악성분임을 판별할 수 있는 회로를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 음향장치에 있어서, 좌·우 음향채널에서 재생되는 음향신호의 차성분을 구하여 모노성분인지 스테레오 성분인지를 검출하는 제1검출수단과, 좌·우 음향 채널에서 재생되는 음향신호의 합성분을 검출하는 제2검출수단과, 상기 제2검출 수단으로부터 출력되는 음향신호를 소정주파수 이내의 저역 성분을 필터링하는 제1필터와, 상기 제2검출수단으로부터 출력되는 음향신호를 소정주파수 이상의 고역성분을 필터링하는 제2필터와, 상기 제1필터 및 제2필터의 출력을 혼합하는 혼합수단과, 상기 혼합수단으로부터 출력되는 신호와 제1검출수단의 출력을 가산하는 가산수단과, 상기 가산수단으로부터 출력되는 신호를 적분하는 출력수단을 포함함을 특징으로 하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 음향재생신호 성분 판별 회로의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명에 의한 음향재생신호 성분 판별회로의 블럭도이다.

제1도에 의하면, 프리증폭부(10)의 입력단을 좌·우 음향채널(도면에는 도지되지 않음)에서 재생되는 음향신호를 출력하는 좌·우음향 신호출력단(11, 12)에 접속하고, 제1 및 제2출력단을 제1신호검출부(20) 및 제2신호검출부(30)의 제1 및 제2입력단에 각각 접속한다. 고역통과 필터(40) 및 저역통과필터(50)의 입력단들을 상기 제2신호검출부(30)의 제1 및 제2출력단에 각각 접속하고, 각 출력단들을 혼합부(60)의 입력단에 접속한다.

합성부(80)의 일입력단을 상기 혼합부(60)에 연결된 정류부(70)의 출력단에, 타입력단을 제1신호검출부(20)의 출력단에, 출력단을 적분부(90)의 입력단에 각각 접속한다.

반전부(100)의 입력단을 상기 적분부(90)의 출력단에 접속하고 출력단으로부터 최종출력이 출력된다.

이어서 작동을 살펴보면, 프리증폭부(10)에서는 좌·우 음향채널에서 재생되어 출력되는 좌·우 음향신호를 증폭한다.

제1신호검출부(20)에서는 상기 좌·우 음향신호의 차성분을 검파해서 네가티브 성분만을 정류한다.

제2신호검출부(30)에서는 상기 좌·우 음향신호의 합성분을 검출해서 출력한다.

고역통과필터(40)에서는 상기 제2신호검출부(30)로부터 출력되는 음향신호중 소정주파수 대역 이상의 음향신호를 통과시킨다.

저역통과필터(50)에서는 상기 제2신호검출부(30)로부터 출력되는 음향신호중 소정주파수 대역이내의 음향신호를 통과시킨다.

혼합부(60)에서는 상기 고역통과필터(40) 및 저역통과필터(50)로부터 출력되는 신호들을 혼합한다.

정류부(70)에서는 상기 혼합부(60)의 출력신호를 네가티브 성분만이 출력되도록 정류한다.

합성가산부(80)에서는 상기 제1신호검출부(20) 및 정류부(70)의 출력신호를 가산한다.

적분부(90)에서는 상기 합성가산부(80)의 출력신호를 적분한다.

반전부(100)에서는 상기 적분부(90)의 출력의 위상을 180°반전한다.

제2도는 본 발명에 의한 음향재생신호 성분 판별회로의 상세회로도이다.

제2도에 의하면, 프리증폭부(10)의 제1 및 제2연산증폭기(OP1, OP2)의 비반전단자를 기저전원과 콘덴서(C1, C2) 사이에 연결된 가변저항(VR1, VR2)에 연결하고, 상기 콘덴서(C1, C2)는 좌·우 음향신호출력단(11, 12)에 연결되어 있다.

제2신호검출부(20)는 제3연산증폭기(OP3)의 반전단자를 상기 제2연산증폭기(OP2)의 출력단에 직렬로 연결된 콘덴서(C3)와 저항(R1)에 연결하고, 비반전단자를 상기 제2연산증폭기(OP2)의 출력단에 직렬로 연결된 콘덴서(C4)와 저항(R2) 및 기저전원에 연결된 저항(R4)에 연결하며, 출력단을 캐소드단이 제3연산증폭기(OP3)의 반전단자에 연결된 다이오드(D1)의 애노드단 및 다이오드(D2)의 캐소드단에 연결한다.

상기 다이오드(D2)의 애노드단을 제3연산증폭기(OP3)의 반전단자에 연결된 저항(R3)의 타단 및 기저전원에 연결된 저항(R5)의 일단에 접속한다.

제2신호검출부(30)는 상기 제1연산증폭기(OP1)에 직렬로 연결된 콘덴서(C5) 및 저항(R6)과, 상기 제2연산증폭기(OP2)에 직렬로 연결된 콘덴서(C6) 및 저항(R7)이 병렬로 제4연산증폭기(OP4)의 반전단자에 접속하고, 저항(R9)는 제4연산증폭기(OP4)의 반전단자 및 출력단자에 접속되어 있다.

고역통과필터(40)는 상기 제4연산증폭기(OP4)의 출력단에 연결된 정궤환을 사용한 Sallen·Key 고역통과필터(High Pass Filter : 이하 HPF라고 함)로 구성된다.

저역통과필터(50)는 상기 제4연산증폭기(OP4)의 출력단에 연결된 Sallen·Key 저역통과필터(Low Pass Filter : 이하 LPF라고 함)로 구성된다.

혼합부(60)는 상기 HPF(40)의 출력단과 LPF(50)의 출력단 사이에 접속된 가변저항(VR3)으로 구성된다.

정류부(70)는 제7연산증폭기(OP7)의 반전단자를 가변저항(VR3)에 직렬로 연결된 콘덴서(C13)와 저항(R16)에 접속하고, 비반전단자를 기저전원에 접속하며, 출력단을 캐소드단이 상기 제7연산증폭기(OP7)의 반전단자에 연결된 다이오드(D3)의 애노드단 및 다이오드(D4)의 캐소드단에 접속한다. 상기 다이오드(D4)의 애노드단을 제7연산증폭기(OP7)의 반전단자에 연결된 저항(R17)의 타단 및 기저전원과 연결된 저항(R18)에 접속한다.

합성가산부(80)의 저항(R21)의 일단을 상기 제1신호검출부(20)의 출력단에 연결하고 타단을 저항(R20)의 일단 및 적분부(90)에 연결하고, 상기 저항(R20)의 타단을 양단에 공급전원(+5V, -5V)이 공급되는 가변 저항(VR4)에 연결한다.

적분부(90)는 제8연산증폭기(OP8), 콘덴서(C14), 저항(R19)로 되어 있는 밀러적분기로 구성되어 있다.

반전부(100)는 제9연산증폭기(OP9)의 반전단자에 상기 적분부(90)의 출력단에 접속하고 비반전단자에 저항(R22, R23)이 연결되어 있는 히스테리시스형 반전기로 되어 있다.

이어서, 제2도의 작동을 제3도에 도시된 파형과 결부시켜 설명하기로 한다.

제2도에 있어서, 좌·우 음향채널에서 재생되어 전송되는 좌·우 음향신호가 프리증폭부(10)에 입력되면, 제1 및 제2연산증폭기(OP1, OP2)의 증폭비에 따라 증폭된다.

상기 증폭된 음향신호는 제1신호검출부(20) 및 제2신호검출부(30)의 콘덴서(C3, C4, C5,C6)를 통해 각각 입력된다.

제1신호검출부(20)의 제3연산증폭기(OP3)는 계측증폭기(일명 차동증폭기라고 함) 구성으로 되어 있으며, 저항들(R1, R2, R3, R4)값에 따라 상기 증폭된 음향신호의 차성분을 검출한다. 또한 두개의 다이오드(D1, D2)에 의한 네가티브 반파정류회로를 포함하므로 저항(R5)을 통해 출력되는 신호의 파형은 제3도의 (a)에 도시된 바와 같이 포지티브 값은 출력되지 않으며 네가티브의 값만이 출력되며, 프리증폭부(10)로부터 출력되는 음향신호가 스테레오 신호 성분일때 제3도의 (a) 파형처럼 스테레오 성분이 포함된 신호가 출력된다.

제1신호검출부(20)의 출력신호는 저항(R21)을 통해 P점에 입력된다. 이때, 좌·우 음향신호가 모노신호일 경우에는 차동증폭기(OP3)의 특성에 따라 저항(R5)을 통해 신호가 출력되지 않는다.

한편, 제2신호검출부(30)에서는 콘덴서(C5, C6)에 의해 입력되는 좌·우 음향신호의 전압신호를 각각 V_A, V_B라고 하고 제4연산증폭기(OP4)의 출력을 V₀라고 하면,

로 가산되어 증폭된 신호(제3도의 (b))가 출력되면 제3도의 (c)에 도시된 바와 같이 주파수 대역의 전부분이 재생된다.

HPF(40)에서는 상기 제2신호검출부(30)로부터 출력되는 가청주파수 전대역의 음향신호를 콘덴서들(C8, C9) 및 저항들(R11, R12)의 값에 의해 차단주파수(fc₂)를 2.9KHz로 하여 2.9KHz 이상의 주파수 신호만을 통과시키며 제3도의 (d)에 도시된 바와 같은 신호가 출력된다.

LPF(50)에서는 상기 제2신호검출부(30)로부터 출력되는 전가청 주파수대의 음향신호(제3도의 (c))를 저항들(R14, R15), 콘덴서들(C11, C12)의 값들에 의해 차단주파수(fc₁)를 280Hz로 하여 차단주파수(fc₁) 이내의 신호만을 통과시킨다. 이때의 파형은 제3도의 (e)에 도시된 바와 같다.

따라서, HPF(40) 및 LPF(50)에 의해 저역, 고역에 실린 음악성분이 재생출력된다. 단 1KHz 부근에 음성성분이 실린 대역에도 음악성분은 존재한다.

혼합부(60)의 가변저항(VR3)은 상기 HPF(40) 및 LPF(50)의 출력만을 통과하도록 조정하며, 이때의 출력파형은 제3도의 (f)에 도시되어 있다.

정류부(70)에서는 제3도의 (f)에 도시된 파형의 신호가 제7연산증폭기(OP7)에서 상기 가변저항(VR3)에 연결된 콘덴서(C13) 및 저항(R16)을 통해 입력되어 증폭된다. 또한 두개의 다이오드(D3, D4)에 의한 네가티브 반파정류회로에 의해 정류되어 저항(R18)로부터 출력되는 신호는 네가티브신호 성분만이며 이때의 파형은 제3도의 (g)에 도시되어 있다. 저항(R18)을 통해 출렬된 신호성분은 P점에서 상기 제1신호 검출부(20)의 출력과 합해져 (제3도의 (h)) 밀러적분기로 구성된 적분부(90)의 제8연산증폭기(OP8)의 콘덴서(C14)에 의해 적분된다. 이때, 음악성분이 아닌 신호성분은 적분부(90)의 출력신호가 제9연산증폭기(OP9)에 입력되지 않는다. 즉, 음향신호가 음악성분이 아닌 모노성분일 경우 제1신호검출부(20)로부터 좌·우 음향신호의 차신호가 출력되지 않으며, 재생대역이 넓지 않아 정류부(70)로부터 HPF(40) 및 LPF(50)의 합성신호가 출력되지 않으므로 음향신호가 음악성분일 경우에만 적분부(90) 및 반전부(100)가 동작한다.

반전부(100)에서는 제3도의 (i)에 도시된 상기 적분부(90)의 출력을 반전하며, 이때의 파형은 제3도의 (j)에 도시되어 있다.

이상으로 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 음향재생신호 성분 판별회로는 음향신호중 음악신호가 스테레오성분이고 넓은 주파수대역을 갖는 특성을 이용하여 재생되는 음향신호가 음악성분인지를 쉽게 판별할 수 있는 효과와 판별회로가 간단한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 오디오 전용기기 및 칼라텔레비젼, 비디오와 같은 영상기기등 음악성분을 판단하고자 하는 전체기기에 적용 가능하다.

Claims (3)

1. 음향장치에 있어서, 음향수신기에서 재생되는 좌·우 음향신호의 차성분을 구하여 모노성분인지 스테레오 성분인지를 검출하는 제1검출수단과, 음향수신기에서 재생되는 좌·우 음향신호의 합성분을 검출하는 제2검출수단과, 상기 제2검출수단으로부터 출력되는 음향신호를 소정주파수 이내의 저역성분만을 통과시키는 제1필터와, 상기 제2검출수단으로부터 출력되는 음향신호를 소정주파수 이상의 고역성분만을 통과시키는 제2필터와, 상기 제1필터와 제2필터의 출력을 혼합하는 혼합수단과, 상기 혼합수단으로부터 출력되는 신호와 제1검출수단의 출력신호가 출력될 때만 상기 혼합수단 및 제검출수단의 출력을 가산해서 적분하는 출력수단을 포함함을 특징으로 하는 음행재생신호 성분 판별회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 출력수단으로부터 출력되는 음향신호는 음악 성분임을 특징으로 하는 음향재생신호 성분 판별회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 1신호검출수단은 스테레오신호 성분일 경우에만 상기 좌·우 음향신호와 차성분을 검출하는 차등증폭기를 포함함을 특징으로 하는 음향재생신호 성분 판별회로.