WO2018186524A1 - 모듈형 신호 변환 장치 및 방법 - Google Patents

모듈형 신호 변환 장치 및 방법 Download PDF

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WO2018186524A1
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modular
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power supply
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이정호
유승호
안지헌
김우석
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주식회사 아이리버
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Definitions

  • the present invention relates to a signal conversion apparatus and method.
  • the conventional digital signal converter has a structure in which separate cases having respective sub-functions required to perform the conversion are combined, thereby increasing the volume of the entire system and increasing the manufacturing cost.
  • the increase in manual processes during production assembly has led to the disadvantages of increased labor costs and long manufacturing periods, and many restrictions on transportation. This was a waste of manpower and time, and aesthetically bad.
  • incompatibilities between the cases also increase manufacturing costs.
  • the modular signal conversion device having the above functions is not manufactured separately, but the product is being released as a single unit as a finished product, and after a certain period of time, a modified format and an additional device in compression rate and signal processing As their technology advances, the internal devices are incompatible with each other, so it is inconvenient to purchase the latest digital signal converter again.
  • the discrete signal converting apparatus especially the audio reproduction apparatus, there is no or no discrete signal converting apparatus that modularizes any device including a power supply unit, an amplifier unit and a converter necessary for converting the discrete signals in consideration of inter-device compatibility. It is true.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and relates to a signal converting apparatus and method which can be applied to a digital audio reproducing apparatus for reproducing a sound source signal.
  • the user and the manufacturer can purchase a compatible signal conversion device and mount it directly on an electronic device such as a computer or a car audio, which can be electrically contacted, so that a user can select a signal having a quality suitable for their taste and purpose.
  • a signal conversion apparatus and method Disclosed are a signal conversion apparatus and method.
  • the company aims to provide a solution for easy hardware upgrade by mass-producing and converting compatible parts according to technology development.
  • connection part may include an electrode for electrically contacting with the external electric circuit and a fastening part for mechanically coupling with the electric circuit.
  • the housing is located outside the power source, converter and amplifying unit, the housing may be provided to expose at least a portion of the connection portion to the outside.
  • the fastening part is provided to be detachable from the external electric circuit by using a magnetic force, and is a housing located outside the power supply part, the converter, and the amplification part, and the housing is provided to expose at least a part of the electrode to the outside. Can be.
  • the electrode has a pin structure including a guide shaft operated by a spring and a guide ball for transmitting an electrical signal inside the guide shaft, and the guide ball is in contact with the electric circuit when pressed with a force greater than the elastic force of the spring. Can be.
  • the power supply unit includes a plurality of separate power supply units; And a plurality of separate noise removing units connected to the separated power supply unit and having a structure for sequentially disposing electrical elements for removing noise step by step, wherein the power supply unit removes the noise from the power supply unit through the noise removing unit. Power can be supplied by blocking the noise.
  • the converter may convert the discrete signal into the analog signal using synchronized control signals and clock signals of an external processor.
  • the converter has a SPDIF structure for receiving the clock signals and discrete signals transmitted from the connection unit in one cable, and the cable may be at least one of a coaxial cable or an optical fiber cable.
  • the converter may convert the discrete signal into the analog signal through the SPDIF structure.
  • the converter may have a structure in which internal circuit wiring intervals are separated from each other by a predetermined distance or more.
  • the embodiment may include a shield can positioned outside the power supply unit, the converter, the amplification unit, and a housing to prevent inflow of radiation noise, and the shield can may be made of a material including at least one of silver or stainless steel. have.
  • the amplification unit may include a plurality of output channels, and the internal circuit of the output channel may have a structure surrounding each output channel to ground to reduce interference between signals between the output channels.
  • the amplifying unit and the converter may have a filter for blocking noise generated from the power supply unit.
  • the present embodiment includes a clock generator for generating a clock signal for determining an operation timing of the modular signal converter, wherein the clock signal generated by the clock generator is a processor of the external electric circuit and the modular signal converter. Can be input to the converter.
  • the present embodiment may include a mute unit for adjusting the output of the modular signal converter.
  • the modular signal conversion method to achieve the above object, the step of receiving power from the power supply inside the modular signal conversion device; Checking whether the modular signal conversion device is in electrical contact with an external electric circuit; Receiving, by the modular signal converter, a discrete signal transmitted from the external electric circuit, and converting the discrete signal into an analog signal; And amplifying the analog signal.
  • the checking may include transmitting a contact signal to the external electric circuit that the modular signal conversion device is ready to receive the discrete signal when normal contact is made with the external electric circuit; More,
  • the external electric circuit may transmit the discrete signal to the modular signal converter when receiving the contact signal.
  • the converting may include receiving a synchronized control signal and a clock signal from the external electric circuit; Further, the modular signal conversion apparatus may convert the discrete signal into the analog signal using the synchronized control signal and the clock signal.
  • the converting and amplifying step may include: receiving power from a power supply unit inside the modular signal conversion device; In addition, the step of receiving the power may be supplied with power by removing noise induced in the power supply.
  • the converting may be performed by using an internal circuit having a structure in which wiring intervals are separated by a predetermined distance or more so that the discrete signal and the analog signal do not overlap.
  • the present invention also discloses a computer program stored on a computer readable recording medium for executing the above-described modular signal conversion method on a computer.
  • the present invention through the modularization of the digital signal processing apparatus, it is possible to change the system according to the user's request, such as change, replacement, upgrade of the modular signal processing apparatus.
  • the noise generated in the modular device can be minimized, and high quality analog signals can be obtained at low cost.
  • FIG. 1 is an enlarged block diagram of a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an application of a modular signal conversion apparatus coupled to an external electrical circuit that is electrically contactable according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an enlarged block diagram of a power supply unit in the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a noise removing unit in which electrical elements located in a power supply unit are sequentially disposed in the embodiment of FIG. 1.
  • connection unit 5 is a conceptual diagram of a connection unit in the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 6 is an exemplary view of a fastening part and an electrode in the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 7 is an enlarged block diagram of a converter in the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 8 is an enlarged block diagram of an amplifier in the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 9 is an enlarged block diagram of a mute unit in the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 10 is an exemplary view of a housing and a shield can inside a modular signal conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an appearance of a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating modularization of devices inside a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a state in which a modular signal conversion device is in contact with an electric circuit inside a vehicle electric field according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a state in which a modular signal conversion device according to an embodiment of the present invention is mounted on an electric circuit in a computer device.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram illustrating a state in which a modular signal conversion device according to an embodiment of the present invention is mounted on an electric circuit in a video device.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating a state in which a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention is mounted on an electric circuit inside a mobile device.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram of a user interface and a graphical user interface (UI / GUI) that may be changed in conjunction with a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • UI / GUI graphical user interface
  • FIG. 18 is a flowchart of a modular signal conversion method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is an enlarged flowchart of steps for checking in the embodiment of FIG. 18.
  • FIG. 20 is an exemplary diagram of a circuit structure of a mute unit according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a measurement diagram of the strength of POP noise removed from the mute section.
  • 22 is a conceptual diagram illustrating synchronization using a clock signal and a control signal of a processor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram illustrating a method of synchronizing a clock signal and a control signal using an internal phase locked loop according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is an illustration of a circuit diagram having a structure that surrounds an output channel of an amplifier part with ground according to an embodiment of the present invention.
  • Each step described below may be provided by one or several software modules or may be implemented by hardware that is responsible for each function, or may be a combination of software and hardware.
  • FIG. 1 is an enlarged block diagram of a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the modular signal converter 10 includes a power supply unit 100, a connection unit 200, a converter 300, an amplifier 400, a clock generator 500, and a mute unit 600.
  • the modular signal converting apparatus 10 is a set of devices for converting a signal performing a predetermined function, and is electrically contacted with an external communicable electric circuit to perform a signal converting function.
  • the modular signal conversion apparatus 10 may be a device that outputs high quality sound by reproducing digital content.
  • the modular signal conversion device 10 may be used as an electrical device that requires signal conversion, such as a computer 60 having an electrically contactable connection, a video 70, and an audio device 50 inside a vehicle electric field.
  • Modular signal converting device 10 is modular, so that users can easily change the system according to the user's requirements, such as changing the device, replacement, upgrade.
  • the signal converted by the modular signal converter 10 may be a signal quantized as a discrete signal, in particular a digital signal.
  • the discrete signal may be a storage device in an external electrical circuit that can communicate. Can be sent from.
  • the discrete signal may also be transmitted in streaming format over the Internet.
  • the modular signal conversion device 10 may have a high current consumption when functioning as a device for outputting a high quality sound source.
  • the converter 300 and the amplifier 400 of the modular signal converter 10 may be individually controlled to minimize current consumption according to use.
  • the arrangement of the power supply unit 100, the converter 300, the amplifying unit 400, etc. in the modular signal conversion device 10 may be changed according to the purpose of noise reduction, and the change may affect the quality of the final analog signal.
  • the position and connection relationship of the power supply unit 100, the converter 300, the amplifier 400, etc. in the modular signal conversion apparatus 10 may have a design structure optimized for data flow or signal flow. Can be.
  • the arrangement and design of the modular signal converter 10 can be set using hardware or software.
  • the initialization may be by a module embedded in the hardware itself, or a separate Internet or mobile app It can be set automatically by software that can be received from.
  • the power supply unit 100 functions to supply electrical energy to the converter 300, the amplifier 400, the clock generator 500, and the mute unit 600 by physical or chemical action.
  • the power supply unit 100 may have a circuit structure for reducing noise when considering noise-sensitive characteristics of the hi-fi audio module.
  • the power supply unit 100 includes a plurality of power supply units. (120,140,160) and a plurality of noise cancellers (130,150,170), and each of the power supply units (120,140,160) may have a predetermined voltage value optimized to reduce noise.
  • the power supply unit 100 may be located outside the modular signal converter 10 to supply power. 2 and 13, the communicable electric circuit 20 or the electric circuit 50 inside the vehicle electric field may include a power supply unit, and may supply power when the modular signal conversion device 10 is mounted. .
  • the power supply units 120, 140, and 160 may use a potential difference resulting from the ionization difference of metals, and may include a primary battery that is not chargeable and a secondary battery that can be charged.
  • the type of the power supply may be changed according to the characteristics of the external electrical circuit 20 that can communicate.
  • a power supply unit such as a storage battery may be used.
  • the noise removing units 130, 150, and 170 perform a function of removing noise induced by the power supply unit 100.
  • the noise removing unit 130, 150, and 170 may have a circuit structure in which electrical elements are sequentially connected, and the circuit structure primarily uses beads for removing high frequency noise, and secondly, LDO (Low). Drop Out)
  • the regulator 154 uses a capacitor 152 having a third series low resistance value in series, and a large capacity capacitor 156 in a fourth order.
  • Low Drop Out (LDO) regulator 154 adjusts the voltage linearly even when the supply voltage is very close to the output voltage. The voltage drop is small, the ripple is small, noise is reduced, and the circuit is simple and inexpensive. There is this.
  • connection part 200 includes a fastening part 220 and an electrode 240.
  • the connection unit 200 allows the modular signal conversion device 10 to be electrically and mechanically connected to an external electric circuit 20 to which communication is possible and serves as a path for an electrical signal.
  • the connection unit 200 receives a discrete signal from the external electrical circuit 20 that can communicate with the data input unit 360 of the converter 300, in order to prevent the electrical signal flows in the air or the user's body It may include an insulating material.
  • the fastening unit 220 allows the modular signal conversion device 10 to be mechanically mounted to an external electrical circuit 20 that can communicate.
  • the fastening unit 220 may include a connector of a standardized standard, it may have a fastening structure using a magnetic force for the user's convenience.
  • the electronic device may have a removable fastening structure included in general electronic devices, and the material of the fastening part 220 may include an insulating material to prevent leakage of an electrical signal.
  • the electrode 240 may be a path of an electrical signal between the modular signal converter 10 and the external electrical circuit 20. It demonstrates with reference to FIG. 10, FIG. 11, and FIG.
  • the electrode 240 may be a path for the discrete signals, the contact signals, and the clock signals 582 and 592.
  • the structure of the electrode 240 may be a pin structure including a guide shaft 242 operated by a spring and a guide ball 244 capable of transmitting an electrical signal inside the guide shaft.
  • the electrode 240 may be in contact with the electric circuit when the guide hole 244 is pressed by a force greater than the elastic force of the spring, the structure of the electrode 240 is a pogo pin (POGO PIN) structure and It may have a similar form.
  • POGO PIN pogo pin
  • the converter 300 includes a first power supply terminal 320, a clock inputter 340, a control signal receiver 380, a synchronization device, a data inputter 360, a converter 370, and an analog signal outputter 390. .
  • the converter 300 analogizes a discrete signal received from an external electric circuit 20 that can communicate using the synchronized control signals 584 and 594 and the clock signals 582 and 592. Convert it to a signal and output it.
  • the converter 300 may include a plurality of converters 300, and when using the plurality of converters 300, the converter 300 may convert a high quality analog signal by averaging output noise.
  • the plurality of converters 300 are used, the current consumption can be increased, which can be solved by individually controlling the currents of the converters 300.
  • the converter 300 may have a spaced structure to prevent overlapping of portions in which digital noise may be induced on an internal circuit pattern.
  • the separation structure may be spaced apart on a two-dimensional plane or spatially spaced on a layer of another layer in a three-dimensional space.
  • the separation distance has a predetermined value or more in consideration of the size of the final digital signal device and the reproduction sound quality.
  • Synchronization is to match the operation timing of the external electrical circuit 20 that can communicate with the modular signal conversion device 10 and is achieved by unifying the reference times of the clock signals 482 and 592. Synchronization may mean not only timing operation between devices but also data matching.
  • the first power terminal unit 320 receives power from the power unit 100.
  • the clock input unit 340 receives the clock signals 582 and 592 generated by the clock generator 500.
  • the clock signals 582 and 592 input to the clock input unit 340 may include a master clock (MCLK), a left-right clock (LRCK), and a bit clock (BITCLK).
  • MCLK Master Clock
  • LRCK Left-Right Clock
  • BITCLK Bit Clock
  • MCLK Master Clock
  • BITCLK Bit Clock
  • the control signal receiver 380 performs a function of receiving the synchronized control signals 584 and 594 of the external processor.
  • the external processor 20 detects an abnormality of the clock generator and initializes the clock generator when an abnormality occurs. If an abnormality occurs even after the clock generator is initialized, a control signal for terminating the operation of the clock generator 100 is generated.
  • the data input unit 360 receives a discrete signal from an external electrical circuit 20 that can communicate.
  • the discrete signal received by the data input unit 360 is converted into an analog signal and amplified by the amplifying unit 400 and output.
  • the clock input unit 340 and the data input unit 360 may have a S / PDIF (Sony Philips Digital Interface) structure.
  • Sony Philips Digital Interface (S / PDIF) is a digital interface that refers to a connector that transmits and receives discrete signals between electronic device devices.
  • the Sony Philips Digital Interface (S / PDIF) digital interface may include a coaxial cable method or an optical cable method.
  • the converter 370 converts the discrete signal into an analog signal and outputs the analog signal.
  • the converter 370 may use the clocks 592 generated by a phase locked loop in the processor 22 of the external processor 22.
  • the converter 370 may be used to clock the clocks 592 according to the usage of the external processor 22 core.
  • a sudden change occurs and jitter occurs in the clocks 592, making it impossible to produce an accurate analog signal.
  • JITTER is a transition that occurs in a normal clock. When jitter occurs, the timing of operation between devices cannot be accurately determined.
  • the converter 370 uses the clocks 582 generated by the phased lock loop in the clock generator 400, an accurate analog signal can be generated.
  • a phase lock loop performs a function of controlling an output signal by using a phase difference between an input signal and a feedback signal from an output signal, and aims to adjust the frequency of the output signal in accordance with the input signal.
  • the analog signal output unit 390 outputs the converted analog signal and transmits it to the amplifier 400.
  • the amplifier 400 includes a second power terminal 420, an analog signal input unit 440, an amplifier unit 460, and an amplified signal output unit 480.
  • the amplifier 400 amplifies the electrical analog signal that is the output of the converter.
  • the amplifier 400 may include a preamp for controlling an analog signal and a power amplifier for amplifying the power.
  • the preamp and the power amplifier may include: It may be an integrated amplifier.
  • the shape of the amplifier 400 is not fixed and may be changed according to the purpose and function of the modular signal converter 10.
  • the amplifier 400 may have a design optimized for the converter 300 to reduce noise, and wiring of an internal circuit of the amplifier 400 may induce digital noise. It may have a maximum spaced structure to prevent the overlap of the parts. Description of the arrangement of the spacing structure is as described above.
  • the separation distance may have a predetermined value or more in consideration of the size of the final digital signal device and the reproduction sound quality.
  • the second power terminal unit 420 receives power from the power supply unit 100. However, it can be powered from an external power source. 2 and 13, the external electrical circuit 20 that can communicate may have a separate power supply unit, and the modular signal conversion device 10 may supply power when connected.
  • the second power terminal unit 420 may be supplied through a filter for reducing power noise when the power is supplied, the filter unit may have the same structure as the circuit of the power noise removing unit (130,150,170).
  • the analog signal input unit 440 may receive an electrical analog signal output from the converter 300 through two channels.
  • the analog signal input unit 440 may have a SPDIF interface structure of the clock input unit 240 and the data input unit 360 of the converter 300, and may reduce noise through the SPDIF digital interface structure.
  • the amplifier unit 460 increases the power of the analog signal.
  • the amplifier unit 460 may include an amplified signal output unit 480, and may include a plurality of OP-AMP elements, and may have a structure in which a gain is gradually increased.
  • the gain of each OP-AMP device may have an optimized value considering noise, and may have a feedback circuit including a resistance device between each amplification device.
  • the amplified signal output unit 480 outputs the amplified analog signal. It demonstrates with reference to FIG.
  • the left and right output channels of the amplified signal output unit 480 may have a structure surrounded by GND (ground ground) 482 to avoid signal interference.
  • the amplified signal output unit 480 uses cross talk as a criterion for evaluating the interference of the left and right output channel signals, which means channel separation, and indicates the left and right sides of the amplified signal output unit 480. Indicates the interference level of the signal in the right channel.
  • the amplified signal output unit 480 may improve channel separation by enclosing the left and right output channels in the GND 482.
  • the clock generator 500 generates clock signals 582 and 592 for determining an operation timing of the audio reproducing apparatus of the present invention. This will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the clock generator 500 generates a master clock (MCLK), a left-right clock (LRCK), and a bit clock (BITCLK).
  • MCLK Master Clock
  • LRCK Left-Right Clock
  • BITCLK Bit Clock
  • the clock signals 582 and 592 generated by the clock generator 500 are input to a processor and a converter 300 of an external electrical circuit that can communicate.
  • the clock generator 500 of the present invention uses a clock 582 made from a phased lock loop in the clock generator 500, thereby generating an accurate analog signal. Can be. That is, by making and using the clock directly in the modular signal conversion device 10, an analog signal of low jitter can be produced.
  • the mute unit 600 includes a first mute unit 620, a second mute unit 640, and a third mute unit 660.
  • the mute unit 600 performs a function of adjusting a high output. This will be described with reference to FIGS. 7 and 16.
  • the mute unit 600 may be required to control a high output when the modular signal converter 10 is used as a hi-fi audio module.
  • the mute unit 600 receives a signal from the amplified signal output unit 480 as an input from the mute input units 612 and 614, and transmits the third muted signal from the mute output units 662 and 664 to the connection unit.
  • the mute unit 600 may include a plurality of mute units, and the number of mute units may vary according to the output of the modular signal converter 10.
  • the mute unit 600 includes a plurality of field effect transistor elements, and counts toward the negative side through a structure in which a source and a drain of the field effect transistor face each other.
  • Noise 672 can be solved.
  • POP noise 672 is noise generated when power is supplied or interrupted. When the circuit having a capacitor having a charged voltage is connected to another electric circuit, the POP noise 672 refers to noise generated by a voltage of the charged capacitor.
  • the first mute unit 620 determines the overall mute timing.
  • the first mute unit 620 may include a resistor, a capacitor, and a single field effect transistor.
  • the number of electrical elements of the primary mute unit is not fixed and may be changed according to the output of the modular signal converter 10.
  • the second mute unit 640 and the third mute unit 660 determine the fine timing of the mute.
  • the second mute unit 640 and the third mute unit 660 may include a plurality of resistors and a single capacitor.
  • the drain voltages of the field effect transistors of the second mute unit 640 and the third mute unit 660 may have values optimized to the output power values of the modular signal converter 10. .
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an application of a modular signal conversion apparatus coupled to an external electrical circuit that is electrically contactable according to an embodiment of the present disclosure. It demonstrates with reference to FIG.
  • the modular signal converter 10 has an external electrical circuit 20 having contacts that are in electrical contact with the modular signal converter 10 comprising a processor 22, a memory 24, and a display 26. Can be connected to.
  • the external electrical circuit 20 that can communicate may further include other devices in addition to the processor 22, the memory 24, and the display unit 26 described above.
  • the externally communicable electric circuit 20 may be electrically connected to the modular signal converter 10 to transmit a discrete signal.
  • the communicable external electrical circuit 20 may include a connection that may be in mechanical contact with the modular signal converter 10. 14, 15, and 16, the external electric circuit 20 may output a high quality analog signal by using the modular signal converter 10.
  • the external electrical circuit 20 that can communicate may correspond to the electrical circuit 50 inside the vehicle electric field, the electrical circuit 60 in a computer device, the electrical circuit 70 in a video device, and the electrical circuit 80 inside a mobile device. Can be.
  • the processor 22 issues a command for transmitting the discrete signal stored in the memory 24 to the modular signal conversion device 10, receives the converted discrete signal from the modular signal conversion device 10, and performs a calculation process. As a result, a function of displaying on the display 26 is performed.
  • the processor 22 may be a central processing unit (CPU) or a microprocessor. Referring to FIGS. 22 and 23, the processor 22 may receive the clock signals 582 and 592 and calculate and process the synchronized control signals 584 and 594 and the clock signals 582 and 592 as described above.
  • CPU central processing unit
  • microprocessor a microprocessor
  • the memory 24 stores a discrete signal for transmission to the external modular signal converter 10 or the display 26.
  • the memory 24 may mean a memory device or a storage device, and may include a hard disk drive, a solid state drive, and a random access memory (RAM). It may also be fixed in an electrical circuit 20 external to which it can communicate, or it may have a detachable manner such as a portable drive.
  • RAM random access memory
  • the display 26 performs a function of outputting signals calculated by the processor 22 as a graphic image.
  • the display 26 divides the graphic image for each pixel and outputs the pixel image as a set of pixel values.
  • the display 26 may receive an input from a user in a touch screen manner and may be a display including a liquid crystal display and an organic light-emitting diode device.
  • the display 26 may display a playlist of the audio reproducing apparatus and a list of artists of the digital content.
  • the modular signal conversion device 10 may have a length of 7 mm to 30 mm in a horizontal or vertical length. It is possible to change the size if necessary, which may vary depending on the size of the connection of the external electrical circuit (20).
  • FIG. 3 is an enlarged block diagram of a power supply unit in the embodiment of FIG. 1. It demonstrates with reference to FIG.
  • the power supply unit 100 includes a plurality of power supply units 120, 140, and 160 and a plurality of noise removing units 130, 150, and 170.
  • the power supply units 120, 140, and 160 generate electrical energy through physical or chemical reactions.
  • the power supply unit 120, 140, 160 may use the potential difference coming from the ionization difference of the metal.
  • the power supply units 120, 140, and 160 may have preset voltage values optimized to reduce noise of the modular signal converter 10. Details of the power supply unit 120, 140, and 160 are as described above.
  • the noise removing units 130, 150, and 170 perform a function of removing noise induced by the power supply unit 100.
  • the noise removing unit 130, 150, and 170 may have a circuit structure in which electrical elements are sequentially connected. The structure of the noise removing unit is as described above.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a noise removing unit in which electrical elements located in a power supply unit are sequentially arranged in the embodiment of FIG. 1. It demonstrates with reference to FIG.
  • the internal circuits of the noise cancellers 130, 150, and 170 are voltage input nodes 172. Voltage output node 174, low drop out (LDO) regulator 154 and capacitors 152, 156.
  • LDO low drop out
  • the voltage input node 172 denotes an output portion of the power supply units 120, 140, and 160 as a portion where power is generated, and the voltage output node 174 is an output portion of a voltage where noise is removed. 2 is connected to the input of the power supply terminal unit 420.
  • Figure 132 is a table measuring the strength of noise at voltage input node 172.
  • Figure 134 is a table measuring noise intensity after first-order noise removal.
  • Figure 136 shows the measured noise intensity after the final noise removal. The noise is phased out so that the measured voltage at voltage output node 174 can have a smooth value.
  • connection unit 5 is a conceptual diagram of a connection unit in the embodiment of FIG. 1. It demonstrates with reference to FIG.
  • connection part 200 includes a fastening part 220 and an electrode 240.
  • connection unit 200 receives a discrete signal from an external electric circuit 20 capable of communication and transmits the discrete signal to the data input unit 360 of the converter 300, and transmits a signal of the amplified signal output unit 480 of the amplification unit 400. Send to an external device. This will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • connection unit 200 may transmit and receive clock signals 582 and 592 and control signals 584 and 594 from the processor 22 in the external electrical circuit 20 that can communicate with each other, and the electrical signals may be transmitted to the air or the user's body. It may include an insulating material to prevent flowing. The structure and shape of the connection unit 200 may be changed according to the purpose of the external electrical circuit 20 that can communicate.
  • the fastening unit 220 allows the modular signal conversion device 10 to be mechanically mounted to an external electrical circuit 20 that can communicate.
  • the fastening unit 220 may include a connector of a standardized standard. Fastening unit 220 may have a fastening structure using a magnetic force for the user's convenience, it may have a general removable fastening structure. In addition, the material of the fastening part 220 may include an insulating material to prevent leakage of an electrical signal.
  • the electrode 240 transmits and receives an electrical signal between the modular signal converter 10 and the external electric circuit 20. A description with reference to FIGS. 9, 18 and 19 is provided.
  • the electrode 240 may be a path for the discrete signals, the contact signals, and the clock signals 582 and 592, and may include a plurality of electrodes.
  • the structure and operation of the electrode 240 are as described above.
  • FIG. 6 is an exemplary view of a fastening part and an electrode in the embodiment of FIG. 1.
  • connection part 200 includes a fastening part 220 and an electrode 240.
  • connection unit 200 Description of the connection unit 200 is as described above.
  • the electrode 240 includes a guide shaft 242 and a guide hole 244.
  • the guide shaft 242 may include an insulating material to be electrically separated from the guide hole 244 through which the electrical signal flows.
  • the guide ball 244 performs a function of transmitting and receiving an electrical signal in contact with the electrical circuit upon pressurization with a force greater than the elastic force of the spring.
  • Guide ball 244 may comprise a conductive material such as gold, silver, copper, platinum.
  • the shape of the fastening part 220 and the electrode 240 is not limited to the shape of FIG. 6 but may have various specifications that may be connected to the external electrical circuit 20 that can communicate.
  • FIG. 7 is an enlarged block diagram of a converter in the embodiment of FIG. 1.
  • the converter 300 includes a first power terminal 320, a clock inputter 340, a control signal receiver 380, a data inputter 360, a converter 370, and an analog signal outputter 390.
  • the clock input unit 340 may receive three types of clock signals 582 and 592 generated by the clock generator 500. The description of the clock signals 582 and 592 is as described above.
  • the analog signal output unit 390 outputs the converted analog signal.
  • the analog signal output unit 390 has four channels in total and includes two RIGHT channels and two LEFT channels.
  • the converter 370 and the analog signal output unit 390 may be performed in one device, and thus, the converter 370 may perform a function of outputting an amplified signal.
  • FIG. 8 is an enlarged block diagram of an amplifier in the embodiment of FIG. 1. It demonstrates with reference to FIG.
  • the amplifier 400 includes a second power terminal 420, an analog signal input unit 440, an amplifier unit 460, and an amplified signal output unit 480.
  • the details of the second power supply terminal unit 420, the analog signal input unit 440, the amplifier unit 460, and the amplified signal output unit 480 are as described above.
  • the second power terminal unit 420 may receive power from the power supply unit 100, or may be supplied from a communicable external electric circuit 20 including a separate power supply unit.
  • the amplifier 400 may have a structure surrounded by GND (ground ground) in order to reduce interference of signals in left and right output channels of the amplified signal output unit 480.
  • FIG. 9 is an enlarged block diagram of a mute unit in the embodiment of FIG. 1.
  • the mute unit 600 includes a first mute unit 620, a second mute unit 640, and a third mute unit 660. 7 and 16, the first mute unit 620, the second mute unit 640, and the third mute unit 660 may have a circuit structure of FIG. 16.
  • the first mute unit 620 performs a first mute function
  • the second mute unit 640 receives a signal muted by the first mute unit 620 as an input and performs a second mute function.
  • the third mute unit 660 is transmitted, and the third mute unit 660 includes two output channels, left and right, and performs a final mute function. Details are as described above.
  • the mute unit 600 may include an additional mute unit according to the output of the modular signal converter 10.
  • FIG. 10 is an exemplary view of a housing and a shield can inside a modular signal conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • the modular signal converting apparatus 10 includes a housing 700 and a shield can 800 having a power supply unit 100, a converter 300, and an amplifying unit 400, which are located outside the package 700.
  • the housing 700 is located outside the one or more devices of the power supply unit 100, the converter 300, the amplifier 400, the clock generator 500, or the mute unit 600, thereby fixing the devices. And at the same time it can perform the same function as the shield can (800).
  • the housing 700 may have a shield can 800 and a removable connection, and the description of the material is as described above.
  • the housing 700 may expose at least a portion of the connection part 200 to the outside in order for the modular signal conversion device 10 to be in electrical contact with the external electric circuit 20.
  • the shield can 800 performs a function for preventing the influx of radiation noise.
  • the material of the shield can 800 may be a material including at least one of silver or stainless, and may be used to prevent the inflow of radiation noise between devices.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating an appearance of a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG.
  • the external shape and the internal block diagram of the modular signal conversion apparatus 1000 may be changed according to the characteristics and purposes of the external electrical circuit that can communicate.
  • the modular signal converting apparatus 1000 is a set of modularized signal converting apparatuses that perform a predetermined function, and includes a power supply unit, a connecting unit, a converter, an amplifier, a clock generator, and a mute unit.
  • Modular signal converters in the modular signal converter 1000 may correspond to 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, and 1600 notation of FIG.
  • the number of devices in the modular signal conversion apparatus 1000 may vary, and the functions of the blocks denoted as 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600 may also be changed.
  • Modular signal converter 1000 is free to change the system according to the user's request, such as change, replacement of the modular signal converter through the modularization of the signal converter.
  • General users using the modular signal converter 1000, audio, home appliances, and vehicle manufacturers who want to enhance the electronics, etc., can tune the signal converters themselves at low cost and have the same effect as having an audio reproduction device of various lineups. Can have
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating modularization of devices inside a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG. 1 and 2.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating modularization of devices inside a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG. 1 and 2.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating modularization of devices inside a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG. 1 and 2.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating modularization of devices inside a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG. 1 and 2.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating modularization of devices inside a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG. 1 and 2.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating modularization of devices inside a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG. 1
  • the modular signal conversion apparatus 2000 capable of modularizing the internal devices 2300 and 2400 includes a base module 2600 and internal device modules 2300 and 2400.
  • the modular signal converter 2000 may be modularized as well as the device itself, as the modular signal converter 10 may be modular.
  • Modular signal conversion device 2000 is a total of three modules by modularizing the base module (2600), removable converter 300 and amplification unit 400 may include a power supply unit 100, the connection unit 200, etc. It may include. That is, the user may select not only the modularization of the modular signal converter 10 itself but also the playback sound quality of various digital contents through the modularization of the internal device.
  • the base module 2600 may include a power supply unit 100, a connection unit 200, and the like, and as a main module in the modular signal converter 2000, may include functions other than a modular device.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a state in which a modular signal conversion device is in contact with an electric circuit inside a vehicle electric field according to an embodiment of the present disclosure. It demonstrates with reference to FIG.
  • the electric circuit 50 inside the vehicle electric field transmits a discrete signal that needs to be converted to the modular signal converting apparatus 10, receives the converted analog signal, and performs the function of outputting in the vehicle.
  • the electric circuit 50 inside the vehicle electric field may correspond to an external electric circuit 20 that can communicate, and the electric circuit 50 inside the vehicle electric field may include a processor 22, a memory 24, and a display unit ( 26) and a connection part electrically connected to the modular signal conversion device 10.
  • the size and size of the modular signal conversion device 10 may vary according to the specifications of the electric circuit 50 inside the vehicle electric field, and vehicle manufacturers who want to upgrade the electric field may use the modu signal conversion device 10.
  • the sound quality can be improved even in a low cost digital signal device, particularly in an audio reproduction device.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a modular signal conversion apparatus mounted on an electric circuit in a computer device according to an embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG.
  • the electric circuit 60 in the computer device transmits the discrete signal that needs to be converted to the modular signal converter 10, and receives and outputs the converted analog signal.
  • the electrical circuit 60 in the computer device may correspond to an external electrical circuit 20 that can communicate with the processor 22, the memory 24, the display unit 26, and the modular signal converter 10. And an electrically connectable connection portion.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram illustrating a state in which a modular signal conversion device according to an embodiment of the present invention is mounted on an electric circuit in a video device. It demonstrates with reference to FIG.
  • the electrical circuit 70 in the video device transmits the discrete signal that needs to be converted to the modular signal converter 10, and receives and converts the converted analog signal.
  • the discrete signal may be digital content, and the user may mount the modular signal converter 10 to listen to high quality digital content.
  • the electrical circuit 70 in the video device may correspond to an external electrical circuit 20 that can communicate, and the electrical circuit 70 in the video device may include a processor 22, a memory 24, and a display unit 26. And a connection part electrically connected to the modular signal conversion device 10.
  • FIG. 16 is a conceptual diagram illustrating a state in which a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention is mounted on an electric circuit inside a mobile device. It demonstrates with reference to FIG.
  • the electric circuit 80 inside the mobile device transmits a discrete signal that needs to be converted to the modular signal converter 10, receives the converted analog signal, and outputs the converted analog signal to a speaker of the mobile.
  • the electric circuit 80 inside the mobile device may correspond to the external electric circuit 20 that can communicate.
  • the electric circuit 80 inside the mobile device may include a connection unit electrically connected to the processor 22, the memory 24, the display unit 26, and the modular signal converter 10.
  • the modular signal conversion device 10 When the modular signal converter 10 is in contact with the electric circuit 80 inside the mobile device, the modular signal conversion device 10 may have a chip shape, unlike when it is in contact with the external electric circuit 20 that can communicate.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram of a user interface and a graphical user interface (UI / GUI) that may be changed in conjunction with a modular signal conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • UI / GUI graphical user interface
  • the user interface and graphical user interface (UI / GUI) environment displayed on the display 26 may be changed in accordance with the user's taste in conjunction with the unique ID of the modular signal conversion device 10, the display 26
  • the picture of the artist may be changed according to the color of the user interface (UI) according to the content of the discrete signal received from the external electric circuit 20 and the type of the song when the discrete signal is audio data.
  • Such interworking may be accomplished by simply changing hardware, and may be performed in software.
  • the modular signal converting apparatus 10 may be manufactured and delivered by itself combined with a UI (USER INTERFACE) and a GUI (GRAPHIC USER INTERFACE), by licensing the module itself as a new business model Can create.
  • UI USER INTERFACE
  • GUI GUI
  • FIGS. 1, 2 and 19 are flowchart of a modular signal conversion method according to an embodiment of the present invention. A description with reference to FIGS. 1, 2 and 19 is provided.
  • the modular signal conversion method includes the following steps performed in a time series in a modular signal conversion device.
  • the modular signal converting apparatus 10 checks whether the module 10 is in electrical contact with an external electrical circuit 20 that can communicate.
  • the modular signal converter 10 may check the contact using the contact signal and the received signal in order to confirm whether the external circuit 20 is normally in contact.
  • the contact signal is a signal for notifying the external electric circuit 20 that can communicate that the modular signal conversion device 10 is normally in contact
  • the received signal is a communication signal that the external electric circuit 20 that can communicate with receives the contact signal, and correspondingly. This signal informs the modular signal converting apparatus 10 that it is ready to transmit a discrete signal.
  • the modular signal converter 10 may receive a discrete signal when contact is made with an external electrical circuit 20 that can normally communicate.
  • the converter 300 converts the discrete signal received from the external electrical circuit 20 that can communicate with the analog signal and outputs the analog signal.
  • the amplifier 400 amplifies and outputs an electrical analog signal converted by the converter 300. Details are as described above.
  • the modular signal converting apparatus 10 may further include receiving power and making electrical contact to perform the modular signal converting method.
  • FIG. 19 is an enlarged flowchart of steps for checking in the embodiment of FIG. 18. This will be described with reference to FIGS. 2 and 18.
  • the modular signal conversion device 10 transmits a contact signal when it is normally in contact with an external electrical circuit 20 that can communicate.
  • the description of the contact signal is as described above.
  • FIGS. 20 is an exemplary diagram of a circuit structure of a mute unit according to an embodiment of the present invention. This will be described with reference to FIGS. 1 and 21.
  • the mute unit 600 performs a function of adjusting the high output of the modular signal converter 10.
  • the mute circuit in the mute unit 600 includes input terminals 612 and 614 of the mute unit and output terminals 662 and 664 of the mute unit and a plurality of field effect transistors, resistors, and capacitor elements.
  • the input terminals 612 and 614 of the mute unit receive a signal output from the amplified signal output unit 480, and the output terminals 662 and 664 of the mute unit output a muted amplified signal and transmit the signal to the connection unit 200.
  • the mute unit 600 may be configured as a dual field effect transistor (FET) structure, unlike a single field effect transistor (FET) structure of a general mute circuit, and a source (SOURCE) of a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • SOURCE source of a field effect transistor
  • the POP noise 672 that is counted toward the negative side through the structure facing the drain DRAIN can be solved.
  • POP noises 672 and 674 are noises generated when power is supplied or interrupted. When the circuit having a capacitor having a charged voltage is connected to another electric circuit, the noise is generated due to the voltage of the charged capacitor.
  • FIG. 21 is a measurement diagram of the strength of POP noise removed from the mute section. This will be described with reference to FIGS. 1 and 20.
  • noise 80 that escapes toward the negative side may occur as shown in FIG. 20.
  • the pop noise 672 and 674 may be generated by a capacitor, such as a voltage charging element provided in the circuit, and may be generated when the circuit is powered or interrupted, or when the circuit is connected to another electrical circuit.
  • the vertical axis labeled 1 and 2 in FIG. 21 may mean an effective voltage value.
  • FIG. 22 is a conceptual diagram illustrating synchronization using a clock signal and a control signal of a processor according to an embodiment of the present invention. A description with reference to FIGS. 1, 2 and 23 is provided.
  • the processor 22 generates a control signal 594 synchronized with the clock signals 592.
  • the processor 22 may be located in an external electrical circuit 20 that can communicate.
  • the processor 22 transmits a control signal to perform synchronization for determining the final operation timing between devices including the converter 300 and the like. Description of the clock signal is as described above.
  • the description of the converter 300 is as described above.
  • the converter 300 receives clock signals 582 and 592 generated by a phase locked loop in the processor 22 and synchronizes the clock signals 582 and 592 with a control signal in the processor.
  • the synchronization is to unify the reference time of the clock signals so that there is no time transition of the clock signals 592 to which the processor 22 and the converter 300 reference. Synchronization may mean coincidence of operating time of the system, and may mean coincidence of data on a database.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram illustrating a method of synchronizing a clock signal and a control signal using an internal phase locked loop according to an embodiment of the present invention. This will be described with reference to FIGS. 1 and 22.
  • the clock generator 500 generates a control signal 584 for synchronizing the clock signals 582 and the clock signal between devices using an internal phase synchronization circuit, and transmits the generated signal to the processor 22 and the converter 300. It performs the function.
  • the description of the clock signals 582 is as described above.
  • the processor 22 receives the clock signals 582 and the control signal 584 from the clock generator 500, and transmits a control signal 584 to the converter 300 to determine the final operation timing between devices. .
  • the converter 300 receives the clock signals 582 from the clock generator 500, receives control signals from the clock generator 500 and the processor 22, and converts the discrete signals into analog signals.
  • the difference in signal flow between devices is that the clock signals 582 generated by the clock generator 500 are used, and the converter 300 is generated in the modular signal converter 10. Description of the advantages of the case of converting using the clock signals 582 is as described above.
  • FIG. 24 is an example of a circuit diagram having a structure that surrounds an output channel of an amplifier part with ground. It demonstrates with reference to FIG.
  • the amplifier 400 may have a structure wrapped around the ground ground (GND, 482) in order to reduce the interference of the signal in the left and right output channels of the amplified signal output unit 480.
  • GND ground ground
  • the amplified signal output unit 480 includes two output channels, left and right, and uses a cross talk (CROSS TALK) as a reference for evaluating the interference of the signal.
  • CROSS TALK means channel separation degree, and as the separation degree of the channel increases, the output signal of the amplifier 400 receives less interference, and thus, a clear amplification signal can be output.
  • ground ground GND 482 Details of the ground ground GND 482 are as described above.
  • the analog signal output unit 390 may have a ground ground (GND, 482) structure in an internal circuit, and the noise cancellers 130, 150, and 170 may also have a ground ground ((GND, 482) in an internal circuit. It may have a structure.
  • Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media.
  • computer readable media may include both computer storage media and communication media.
  • Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
  • all or part of the method according to an embodiment of the present invention may include instructions executable by a computer, and may be implemented as a computer program (or computer program product) recorded on a medium.
  • the computer program includes programmable machine instructions processed by the processor and may be implemented in a high-level programming language, an object-oriented programming language, an assembly language, or a machine language. .
  • the computer program may also be recorded on tangible computer readable media (eg, memory, hard disks, magnetic / optical media or solid-state drives, etc.).
  • a method according to an embodiment of the present invention may be implemented by executing a computer program as described above by a computing device.
  • the computing device may include at least a portion of a processor, a memory, a storage device, a high speed interface connected to the memory and a high speed expansion port, and a low speed interface connected to the low speed bus and the storage device.
  • a processor may include at least a portion of a processor, a memory, a storage device, a high speed interface connected to the memory and a high speed expansion port, and a low speed interface connected to the low speed bus and the storage device.
  • Each of these components are connected to each other using a variety of buses and may be mounted on a common motherboard or otherwise mounted in a suitable manner.

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Abstract

본 발명은 모듈형 신호 변환 장치 및 방법으로서, 특히 디지털 컨텐츠를 재생하기 위하여 모듈화되어, 다른 전기 장치와 결합하여 사용될 수 있는 신호 변환 장치를 개시한다.

Description

모듈형 신호 변환 장치 및 방법
본 발명은 신호 변환 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 디지털 신호 변환 장치는 변환을 수행하는데 필요한 각각의 서브 기능을 갖는 별도의 케이스들이 결합된 구조를 가지고 있어서, 이로 인해 전체 시스템의 부피가 커지고 제조 단가가 상승하는 단점이 있었다. 또한 생산 조립시 수작업 공정이 증가하여 인건비 상승 및 제작기간이 길다는 단점과 운반상 많은 제약이 따라왔다. 이와 같은 점은 인력 및 시간상 많은 낭비를 가져오고 미관상으로도 좋지 않았다. 또한 디지털 신호 변환 장치 각각의 기능을 갖는 별도의 케이스들이 독립적으로 사용 되므로, 케이스간 호환성이 없다는 점도 제조단가의 상승을 가져왔다.
또한 상기의 기능을 갖는 모듈화된 신호 변환 장치가 따로 제조 되는 것이 아니라, 완성품으로써 하나의 단일한 유닛으로 제품이 출시되고 있으며, 이에 대해 일정기간이 지나면 압축률 및 신호처리에 있어서 변형된 포맷과 부가장치들의 기술발전에 따라 내부 장치들이 서로 호환되지 않아 다시 최신형의 디지털 신호 변환 장치를 구매해야 하는 불편함이 있어 왔다.
그럼에도 불구하고, 이산 신호 변환 장치, 특히 오디오 재생 장치에 있어서, 장치간 호환성을 고려하고, 이산 신호를 변환하는데 필요한 전원부, 증폭부 및 컨버터를 포함한 일체의 장치를 모듈화한 이산 신호 변환 장치는 없거나 미비한 실정이다.
또한 제조사 및 플랫폼 공급자는 특정 표준을 공유하는 상황에서, 디지털 신호 변환 장치의 부품과 솔루션을 조합함에 있어 각 제조사들은 전문가 부족으로 인한 제품 고급화 실패의 문제점을 안고 있으며, 특정 디지털 신호 변환 장치 또는 재생 장치의 기술을 가지고 있는 회사의 라이선스 지원이 어려운 문제들을 안고 있다.
따라서, 해당기술분야에 있어서, 수요자 또는 제조사가 베이스만 갖춘 오디오 장치의 부품만 구입 후, 나머지 유닛들은 사용자의 취향과 목적에 따라 구입하여 쉽게 탈부착 하는 방식으로 구현 가능한 기술개발이 요구되고 있으며, 누구나 쉽고, 다양하게 활용할 수 있는 솔루션 역시 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 음원 신호의 재생을 위한 디지털 오디오 재생 장치에 적용될 수 있는 신호 변환 장치 및 방법에 관한 것이다. 사용자 및 제조사가 호환 가능한 신호 변환 장치를 구입하여 직접 컴퓨터, 차량용 오디오와 같은 전기적으로 접촉 가능한 외부의 전자기기에 장착하여 자신의 취향과 목적에 맞는 품질의 신호를 선택할 수 있도록, 본 명세서에서는 모듈형 신호 변환 장치 및 방법을 개시한다.
또한 기술 발전에 따라 변환 가능한 호환부품을 양산하여 출시함으로써, 간편한 하드웨어적인 업그레이드를 이루기 위한 솔루션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 외부의 전기 회로에 결합이 가능한 모듈형 신호 변환 장치는 전원을 공급하는 전원부; 상기 외부의 전기 회로와 전기적으로 접촉하는 연결부; 상기 전원부로부터 전원을 공급 받고, 상기 연결부로부터 전달되는 이산 신호를 아날로그 신호로 변환하는 컨버터; 및 상기 컨버터가 변환한 상기 아날로그 신호를 증폭하는 증폭부를 포함한다.
본 발명에서 연결부는 상기 외부의 전기 회로와 전기적으로 접촉하기 위한 전극 및 상기 전기 회로와 기계적으로 결합하기 위한 체결부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 전원부, 컨버터 및 증폭부의 외부에 위치하여 감싸는 하우징으로써, 상기 하우징은 상기 연결부의 적어도 일부는 외부에 노출시키도록 마련될 수 있다.
상기 체결부는 자기력을 이용하여 상기 외부의 전기 회로와 탈착 가능하도록 마련되며, 상기 전원부, 컨버터 및 증폭부의 외부에 위치하여 감싸는 하우징으로써, 상기 하우징은 상기 전극의 적어도 일부를 외부에 노출 시키도록 마련될 수 있다.
상기 전극은 스프링으로 동작되는 가이드 축과 상기 가이드 축 내부에 전기적 신호를 전달할 수 있는 가이드 공을 포함하는 핀 구조이고, 상기 스프링의 탄성력보다 큰 힘으로 가압시에 상기 가이드 공이 상기 전기회로와 접촉할 수 있다.
상기 전원부는 복수개의 분리된 전원 공급부; 및 상기 분리된 전원 공급부에 연결되고, 노이즈를 단계별로 제거하기 위한 전기적 소자들을 순차적으로 배치하는 구조를 가지는 복수개의 분리된 노이즈 제거부를 포함하며, 상기 전원부는 상기 노이즈 제거부를 통하여 상기 전원 공급부에서 유기되는 노이즈를 차단하여 전원을 공급할 수 있다.
상기 컨버터는 외부 프로세서의 동기화된 제어신호와 클록 신호들을 이용하여 상기 이산 신호를 상기 아날로그 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 컨버터는 상기 클록 신호들과 상기 연결부에서 전달되는 이산신호를 하나의 케이블에서 입력받는 SPDIF 구조를 가지고, 상기 케이블은 동축 케이블 또는 광섬유 케이블 중 적어도 하나일 수 있다. 본 발명에서 상기 컨버터는 상기 SPDIF 구조를 통하여 상기 이산신호를 상기 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
상기 컨버터는 디지털 신호와 아날로그 신호가 겹치지 않도록 하기 위하여, 내부 회로 배선 간격이 기 설정된 거리 이상의 이격 구조를 가질 수 있다.
본 실시예는 상기 전원부, 컨버터, 증폭부 및 하우징의 외부에 위치하여 방사 노이즈의 유입을 막기위하여 감싸는 쉴드캔을 포함하며, 상기 쉴드캔은 재질이 양은 또는 스테인레스 중 적어도 하나를 포함하는 재질일 수 있다.
상기 증폭부는 복수개의 출력 채널을 포함하고, 상기 출력 채널의 내부 회로는 상기 출력 채널간 신호의 간섭 현상을 줄이기 위하여 각각의 출력 채널을 그라운드로 감싸는 구조를 가질 수 있다.
상기 증폭부 및 컨버터는 상기 전원부에서 발생하는 노이즈를 차단하기 위한 필터를 가질 수 있다.
본 실시예는 상기 모듈형 신호 변환 장치의 동작 타이밍을 결정하는 클록 신호를 발생시키는 클록 발생부를 포함하며, 상기 클록 발생부가 발생시킨 상기 클록 신호는 상기 외부 전기 회로의 프로세서 및 상기 모듈형 신호 변환 장치의 상기 컨버터에 입력될 수 있다.
본 실시예는 상기 모듈형 신호 변환 장치의 출력을 조절하는 뮤트부를 포함할 수 있다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 모듈형 신호 변환 방법은, 모듈형 신호 변환 장치 내부의 전원부에서 전원을 공급받는 단계; 상기 모듈형 신호 변환 장치가 외부의 전기회로와 전기적으로 접촉되었는지 여부를 확인하는 단계; 상기 모듈형 신호 변환 장치가 상기 외부의 전기 회로에서 전달되는 이산신호를 입력받고, 상기 이산신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계; 및 상기 아날로그 신호를 증폭하는 단계를 포함한다.
상기 확인하는 단계는 상기 외부의 전기회로와 정상적으로 접촉이 이루어진 경우, 상기 모듈형 신호 변환 장치가 상기 이산신호를 수신할 준비가 되었다는 접촉 신호를 상기 외부의 전기회로에 송신하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 외부의 전기회로는 상기 접촉 신호를 수신하는 경우에 상기 이산신호를 상기 모듈형 신호 변환 장치에 전송할 수 있다.
상기 변환하는 단계는 상기 외부의 전기회로로부터 동기화된 제어신호와 클록 신호를 수신하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 모듈형 신호 변환 장치는 동기화된 제어신호와 클록 신호를 이용하여 상기 이산 신호를 상기 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
상기 변환하는 단계 및 증폭하는 단계는 상기 모듈형 신호 변환 장치 내부의 전원부에서 전원을 공급받는 단계; 를 더 포함하고, 상기 전원을 공급받는 단계는 상기 전원부에서 유기되는 노이즈를 제거하여 전원을 공급받을 수 있다.
상기 변환하는 단계는 상기 이산신호와 상기 아날로그 신호가 겹치지 않도록 하기 위하여, 배선 간격이 기 설정된 거리 이상의 이격 구조를 가지는 내부 회로를 이용하여 변환할 수 있다.
또한 본 발명은 컴퓨터에서 상기한 모듈형 신호 변환 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 개시한다.
본 발명에 따르면, 디지털 신호 처리 장치의 모듈화를 통해, 모듈화된 신호 처리 장치의 변경, 교체, 업그레이드 등 사용자의 요구에 따른 시스템의 변경이 가능한 효과가 있다. 또한, 모듈화 장치에 있어서 발생하는 잡음을 최소화하고, 저비용으로 고품질의 아날로그 신호를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치 내부의 확대 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기적으로 접촉 가능한 외부 전기 회로에 결합된 모듈형 신호 변환 장치의 적용 예시도이다.
도 3은 도 1의 실시예에서 전원부의 확대 블록도이다.
도 4는 도 1의 실시예에서 전원부 내에 위치한 전기적 소자들이 순차적으로 배치된 노이즈 제거부의 회로도이다.
도 5는 도 1의 실시예에서 연결부의 개념도이다.
도 6은 도 1의 실시예에서 체결부와 전극의 예시도이다.
도 7은 도 1의 실시예에서 컨버터의 확대 블록도이다.
도 8은 도 1의 실시예에서 증폭부의 확대 블록도이다.
도 9는 도 1의 실시예에서 뮤트부의 확대 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치 내부의 하우징과 쉴드캔의 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치의 외형을 도시한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치 내부 장치들의 모듈화에 대한 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 차량 전장 내부의 전기 회로에 접촉되는 모습을 묘사한 개념도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 컴퓨터 기기내 전기 회로에 장착되는 모습을 묘사한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 비디오 기기내 전기 회로에 장착되는 모습을 묘사한 개념도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 모바일 기기 내부의 전기회로에 장착되는 모습을 묘사한 개념도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치와 연동하여 변경될 수 있는 사용자 인터페이스 및 그래픽 사용자 인터페이스(UI/GUI)의 개념도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 방법의 흐름도이다.
도 19는 도 18의 실시예에서 확인하는 단계의 확대 흐름도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 뮤트부의 회로 구조에 대한 예시도이다.
도 21은 뮤트부에서 제거되는 POP 노이즈의 세기의 측정도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로세서의 클록 신호와 제어신호를 이용한 동기화에 대한 개념도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내부 위상동기회로(Phased Lock Loop)를 이용한 클록 신호와 제어신호의 동기화 방안에 대한 개념도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증폭부의 출력 채널을 그라운드로 감싸는 구조를 가지는 회로도의 예시이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 용어를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하에서 설명하는 각 단계는 하나 또는 여러 개의 소프트웨어 모듈로도 구비가 되거나 또는 각 기능을 담당하는 하드웨어로도 구현이 가능하며, 소프트웨어와 하드웨어가 복합된 형태로도 가능하다.
각 용어의 구체적인 의미와 예시는 각 도면의 순서에 따라 이하 설명 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 오디오 재생 장치의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치 내부의 확대 블록도이다.
모듈형 신호 변환 장치(10)는 전원부(100), 연결부(200), 컨버터(300), 증폭부(400), 클록 발생부(500) 및 뮤트부(600)를 포함한다.
모듈형 신호 변환 장치(10)는 기 설정된 기능을 수행하는 상기 신호를 변환하기 위한 장치들의 집합으로써, 외부의 통신 가능한 전기 회로와 전기적으로 접촉되어 신호 변환 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(10)는 디지털 컨텐츠를 재생하여 고품질의 음원을 출력하는 장치일 수 있다. 또한 모듈형 신호 변환 장치(10)는 전기적으로 접촉 가능한 연결부를 가지는 컴퓨터(60), 비디오(70), 차량용 전장 내부의 오디오 기기(50)와 같이 신호의 변환이 필요한 전기 장치로 사용될 수 있다. 모듈형 신호 변환 장치(10)는 모듈화 되어 있어서 사용자들이 손쉽게 장치의 변경, 교체, 업그레이드 등 사용자의 요구에 따른 시스템의 변경이 가능한 잇점이 있다.
일 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(10)가 변환하는 신호는 이산신호로써 양자화된 신호, 특히 디지털 신호일 수 있고, 도 2 및 13을 참조하면 상기 이산 신호는 통신 가능한 외부의 전기 회로 내의 저장 장치에서 송신될 수 있다. 또한 상기 이산 신호는 인터넷상 스트리밍 형식으로 전송될 수 있다.
또 다른 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(10)는 고품질의 음원을 출력 하는 장치로써 기능을 하는 경우 높은 소비 전류를 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 모듈형 신호 변환 장치(10)의 컨버터(300)와 증폭부(400)를 각각 개별 컨트롤하여 사용에 따른 소비전류를 최소화 할 수 있다.
모듈형 신호 변환 장치(10)내 전원부(100), 컨버터(300), 증폭부(400) 등의 배치는 노이즈 감소라는 목적에 따라 변경될 수 있고, 변경을 통하여 최종 아날로그 신호의 품질에 영향을 줄 수 있으며, 모듈형 신호 변환 장치(10) 내의 전원부(100), 컨버터(300), 증폭부(400) 등의 위치와 연결 관계는 데이터의 흐름이나, 신호의 흐름에 최적화된 설계 구조를 가질 수 있다. 상기의 모듈형 신호 변환 장치(10)의 배치와 설계는 하드웨어나 소프트웨어를 이용하여 설정할 수 있다.
일 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(10)내의 장치들을 변경함에 있어, 데이터나 신호의 흐름의 초기화가 필요할 수 있고, 이러한 초기화는 하드웨어 자체에 내장된 모듈에 의하거나, 별도의 인터넷이나 모바일 앱에서 수신 가능한 소프트웨어에 의하여 자동적으로 설정될 수 있다.
전원부(100)는 컨버터(300), 증폭부(400), 클록 발생부(500) 및 뮤트부(600)에 물리적 또는 화학적 작용을 통해 전기 에너지를 공급하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 전원부(100)는 하이파이 오디오 모듈의 노이즈에 민감한 특성을 고려할 때 노이즈를 감소시키기 위한 회로 구조를 가질 수 있는데, 도 3 및 도 4을 참조하면, 전원부(100)는 복수의 전원 공급부(120,140,160) 및 복수개의 노이즈 제거부(130,150,170)를 포함할 수 있고, 각각의 전원 공급부(120,140,160)는 분리되어 노이즈를 줄이기 위하여 최적화된 기 설정된 전압값을 가질 수 있다.
또 다른 실시 예로, 전원부(100)는 모듈형 신호 변환 장치(10) 내부가 아닌 외부에 위치하여 전원을 공급할 수 있다. 도 2 및 13을 참조하면, 통신 가능한 전기 회로(20) 또는 차량 전장 내부의 전기 회로(50)는 전원부를 포함할 수 있으며, 모듈형 신호 변환 장치(10)가 장착 되는 경우 전원을 공급할 수 있다.
일 실시 예로, 전원 공급부(120,140,160)는 금속의 이온화 차이에서 오는 전위차를 이용할 수 있고, 충전이 불가능한 1차 전지 및 충전이 가능한 2차 전지를 포함할 수 있다. 상기 전원 공급부의 종류는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)의 특성에 따라 변경될 수 있다. 차량 전장 내부의 전기 회로(50)의 경우에는 축전지와 같은 전원 공급부를 사용 할 수 있다.
노이즈 제거부(130, 150, 170)는 전원부(100)에서 유기되는 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 노이즈 제거부(130, 150, 170)는 전기적 소자들이 순차적으로 연결된 회로 구조를 가질수 있고, 상기 회로구조는 1차적으로 고주파 노이즈를 제거하기 위한 비드를 사용하고, 2차로 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(154), 3차로 낮은 직렬 등가 저항값을 갖는 커패시터(152)를 사용하며, 4차로 대용량 커패시터(156)를 이용할 수 있다.
LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(154)는 공급 전압이 출력 전압에 매우 근접한 경우에도 선형적으로 전압을 조절하는데, 전압강하가 작고, 리플이 작아서 노이즈가 감소되며, 회로가 간단하여 가격이 저렴한 장점이 있다.
연결부(200)는 도 5 및 6을 참조하면, 체결부(220) 및 전극(240)을 포함한다. 일 실시 예로, 연결부(200)는 모듈형 신호 변환 장치(10)가 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)와 전기적, 기계적으로 연결되게 하며 전기적 신호의 통로 역할을 수행한다. 또한 연결부(200)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)로부터 이산신호를 입력 받아 컨버터(300)의 데이터 입력부(360)으로 전송하며, 전기적 신호가 공기 중 또는 사용자의 신체로 흐르는 것을 방지하기 위하여 절연 물질을 포함할 수 있다.
체결부(220)는 모듈형 신호 변환 장치(10)를 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 기계적으로 장착되게 한다.
일 실시 예로, 체결부(220)는 표준화된 규격의 커넥터를 포함할 수 있고, 사용자의 편의를 위한 자기력을 이용한 체결 구조를 가질 수 있다. 또한 일반적인 전자 기기들이 갖는 탈착식 체결 구조를 가질 수 있으며, 체결부(220)의 재질은 전기적 신호의 누설을 방지하기 위하여 절연 물질을 포함할 수 있다.
전극(240)은 모듈형 신호 변환 장치(10)와 외부의 전기 회로(20)사이에 전기적 신호의 통로가 될 수 있다. 도 10, 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.
일 실시 예로, 전극(240)은 이산신호, 접촉신호 및 클록 신호(582,592)의 통로가 될 수 있다. 전극(240)의 구조는 스프링으로 동작되는 가이드 축(242)과 상기 가이드 축 내부에 전기적 신호를 전달할 수 있는 가이드 공(244)을 포함하는 핀 구조일 수 있다. 전극(240)은 상기 스프링의 탄성력보다 큰 힘으로 가압시에 상기 가이드 공(244)이 상기 전기회로와 접촉될 수 있고, 상기와 같은 전극(240)의 구조는 포고 핀(POGO PIN) 구조와 유사한 형태를 가질 수 있다.
컨버터(300)는 제1 전원 단자부(320), 클록 입력부(340), 제어신호 수신부(380), 동기화 장치, 데이터 입력부(360) 변환부(370) 및 아날로그 신호 출력부(390)를 포함한다.
컨버터(300)는 도 7, 도 22 및 도 23을 참조하면, 동기화된 제어신호(584,594)와 클록 신호들(582,592)을 이용하여 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에서 입력 받은 이산신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력 한다.
일 실시 예로, 컨버터(300)는 복수의 컨버터(300)를 포함할 수 있고, 복수의 컨버터(300)를 이용하는 경우 출력 노이즈의 평균화를 통한 고품질의 아날로그 신호를 변환할 수 있다. 복수개 컨버터(300)를 사용시 소비 전류가 증가 될 수 있는데, 이는 컨버터(300)의 전류를 개별 제어하여 해결할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 컨버터(300)는 내부 회로 패턴상에 디지털 노이즈(Digital Noise)가 유기될 수 있는 부분의 중복을 방지하기 위하여 이격 구조를 가질 수 있다. 이격 구조는 2차원 평면상에서 거리가 이격 되거나, 3차원 공간상에서 다른 층의 레이어에서 공간적으로 이격 될 수 있다. 상기 이격 거리는 최종 디지털 신호 장치의 크기와 재생 음질을 고려하여 기 설정된 값 이상을 가진다.
동기화는 모듈형 신호 변환 장치(10)와 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)의 동작 타이밍을 맞추는 것이고, 클록 신호들(482,592)의 기준 시간을 통일함으로써 이루어 진다. 동기화는 장치간 동작 타이밍을 맞추는 것뿐만 아니라 데이터의 일치를 의미할 수 있다.
제1 전원 단자부(320)는 전원부(100)로부터 전원을 공급받는다.
클록 입력부(340)는 클록 발생부(500)에서 발생된 클록 신호들(582,592)을 입력 받는다.
일 실시 예로, 클록 입력부(340)에 입력되는 클록 신호들(582,592)은 MCLK(Master Clock), LRCK(Left-Right Clock) 및 BITCLK(Bit Clock) 을 포함할 수 있다. MCLK(Master Clock)는 마스터 클록으로, 모듈형 신호 변환 장치의 최종 동작 타이밍을 결정한다. LRCK(Left-Right Clock)는 디지털 오디오 신호의 L(Left) 채널과 R(Right) 채널을 위한 클록이다. BITCLK(Bit Clock)은 디지털 신호의 기본인 비트에 맞물려 전송되는 클록으로, 비트 클록에 동기를 맞춰서 디지털 신호가 0인지 1인지를 판별한다.
제어신호 수신부(380)는 외부 프로세서의 동기화된 제어신호(584,594)를 수신하는 기능을 수행한다. 외부 프로세서(20)는 클록 발생부의 이상 여부를 감지하고, 이상이 발생하는 경우 클록 발생부를 초기화한다. 클록 발생부가 초기화 후에도 이상이 발생하는 경우 클록 발생부(100)의 동작을 종료시키는 제어 신호를 생성한다.
데이터 입력부(360)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)로부터 이산 신호를 수신한다. 데이터 입력부(360)에서 수신한 이산 신호는 아날로그 신호로 변환되어 증폭부(400)를 통하여 증폭되어 출력된다.
일 실시 예로, 클록 입력부(340)와 데이터 입력부(360)는 S/PDIF(Sony Philips Digital Interface) 구조를 가질 수 있다. S/PDIF(Sony Philips Digital Interface) 는 디지털 인터페이스로써 전자 기기 장치 간에 이산신호를 주고 받는 커넥터를 의미한다. S/PDIF(Sony Philips Digital Interface) 디지털 인터페이스는 동축 케이블방식또는 광 케이블 방식을 포함할 수 있다. S/PDIF(Sony Philips Digital Interface)를 이용하면 4개의 디지털 라인(Digtal Line)의 신호를 하나의 디지털 라인(Digital Line)으로 만들 수 있고, 디지털 노이즈(Digital Noise)의 감소효과를 얻을 수 있다.
변환부(370)는 이산신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력 한다.
일 실시 예로, 변환부(370)는 외부의 프로세서(22) 내부의 위상동기회로(Phased lock loop)에서 발생된 클록들(592)를 이용할 수 있다. 변환부(370)가 외부의 프로세서(22) 내부의 위상동기회로(Phased lock loop)에서 생성된 클록들(592)를 이용하는 경우, 외부 프로세서(22) 코어의 사용량에 따라 클록들(592)에 급격한 변화가 발생하고, 클록들(592)에 지터(JITTER)가 발생하여, 정확한 아날로그 신호를 만들어낼 수 없게 된다. 지터(JITTER)는 정상 클록에 변이(Transition)가 발생하는 것인데, 지터가 발생한 경우 장치간 동작 타이밍을 정확하게 결정할 수 없게 된다. 하지만, 변환부(370)가 클록 발생부(400) 내의 위상동기회로(Phased lock loop)에서 생성된 클록들(582)을 이용하는 경우, 정확한 아날로그 신호를 만들어낼 수 있다. 위상 동기 회로(Phased lock loop)는 입력 신호와 출력신호에서 되먹임된 신호와의 위상차를 이용해 출력신호를 제어하는 기능을 수행하며, 입력된 신호에 맞추어 출력 신호의 주파수 조절을 목적으로 한다.
아날로그 신호 출력부(390)는 변환된 아날로그 신호를 출력하여 증폭부(400)로 전송한다.
증폭부(400)는 제2 전원 단자부(420), 아날로그 신호 입력부(440) 앰프부(460) 및 증폭신호 출력부(480)를 포함한다.
증폭부(400)는 컨버터의 출력인 전기적인 아날로그 신호를 증폭하는 역할을 수행한다.
일 실시 예로, 증폭부(400)는 아날로그 신호를 조절하는 프리앰프(Preamp) 및 전력을 증폭시키는 파워앰프(Power Amp)를 포함할 수 있고, 프리앰프(Preamp)와 파워앰프(Power Amp)가 합쳐진 인터그레이티드 앰프(Integrated Amp)일 수 있다. 증폭부(400)의 형태는 고정되지 않으며 모듈형 신호 변환 장치(10)의 목적과 기능에 따라 변경될 수 있다.
또 다른 실시 예로, 증폭부(400)는 노이즈 감소를 위하여 컨버터(300)에 최적화된 설계를 가질 수 있고, 증폭부(400)의 내부 회로의 배선은 디지털 노이즈(Digital Noise)가 유기될 수 있는 부분의 중복을 방지하기 위하여 최대 이격 구조를 가질 수 있다. 상기 이격 구조의 배치에 대한 설명은 전술한 바와 같다. 이격 거리는 최종 디지털 신호 장치의 크기와 재생 음질을 고려하여 기 설정된 값 이상을 가질 수 있다.
제2 전원 단자부(420)는 전원부(100) 로부터 전원을 공급받는다. 하지만 외부의 전원으로부터 전원을 공급 받을 수 있다. 도 2및 13을 참조하면, 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)는 별도의 전원부를 가질 수 있으며, 모듈형 신호 변환 장치(10)가 연결시 전원을 공급할 수 있다.
일 실시 예로, 제2 전원 단자부(420)는 전원을 공급 받을 때 전원 노이즈 감소를 위한 필터부 통하여 공급 받을 수 있고, 상기 필터부는 전원 노이즈 제거부(130,150,170)의 회로와 같은 구조를 가질 수 있다.
아날로그 신호 입력부(440)는 컨버터(300)에서 출력된 전기적 아날로그 신호를 두개의 채널을 통하여 입력 받을 수 있다.
일 실시 예로, 아날로그 신호 입력부(440)는 컨버터(300)의 클록 입력부(240) 및 데이터 입력부(360)의 SPDIF 인터페이스 구조를 가질 수 있고, SPDIF 디지털 인터페이스 구조를 통하여 노이즈를 감소 시킬 수 있다.
앰프부(460)는 아날로그 신호의 전력을 증가시키는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 앰프부(460)는 증폭 신호 출력부(480)를 포함할 수 있고, 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.
증폭 신호 출력부(480)는 증폭된 아날로그 신호를 출력 한다. 도 24를 참조하여 설명한다. 일 실시 예로, 증폭 신호 출력부(480)의 좌, 우 출력 채널은 신호의 간섭을 피하기 위하여 GND(그라운드 접지, 482)로 감싸는 구조를 가질 수 있다. 증폭신호 출력부(480)는 좌, 우 출력 채널의 신호의 간섭도를 평가하는 기준으로 크로스토크(CROSS TALK)를 사용하는데, 이는 채널 분리도를 의미하고, 증폭신호 출력부(480)의 좌, 우 채널에서 신호의 간섭도를 나타낸다. 증폭 신호 출력부(480)는 좌, 우 출력 채널을 GND(482)로 감싸는 구조를 가짐으로써 채널 분리도를 향상 시킬 수 있다.
클록 발생부(500)는 본원 발명인 오디오 재생 장치의 동작 타이밍을 결정하는 클록 신호(582,592)를 발생시킨다. 도 18 및 19를 참조하여 설명한다.
클록 발생부(500)는 MCLK(Master Clock), LRCK(Left-Right Clock) 및 BITCLK(Bit Clock) 을 생성한다. MCLK(Master Clock)는 마스터 클록으로, 디지털 신호 기기의 최종 동작 타이밍을 결정한다. LRCK(Left-Right Clock)는 디지털 오디오 신호의 L(Left) 채널과 R(Right) 채널을 위한 클록이다. L채널 정보가 전송되는 경우 1, R채널 정보가 전송되는 경우 0일 수 있다. BITCLK(Bit Clock)은 디지털 신호의 기본인 비트에 맞물려 전송되는 클록으로, 비트 클록에 동기를 맞춰서 디지털 신호가 0인지 1인지를 판별한다.
일 실시 예로, 클록 발생부(500)에서 발생된 클록 신호들(582,592)은 통신 가능한 외부 전기 회로의 프로세서와 컨버터(300)로 입력된다. 본원 발명의 클록 발생부(500)는 일반적인 신호 변환 장치와는 달리, 클록 발생부(500) 내의 위상동기회로(Phased lock loop)에서 만들어진 클록(582)을 이용하기 때문에, 정확한 아날로그 신호를 만들어낼 수 있다. 즉 모듈화된 신호 변환 장치(10)내에서 직접 클록을 만들어 사용함으로써, 낮은 지터(JITTER)의 아날로그 신호를 만들 수 있다.
뮤트부(600)는 제1차 뮤트부(620), 제2차 뮤트부(640) 및 제3차 뮤트부(660)을 포함한다.
뮤트부(600)는 높은 출력을 조절하는 기능을 수행한다. 도 7 및 16을 참조하여 설명한다.
예를 들어, 뮤트부(600)는 모듈형 신호 변환 장치(10)가 하이파이 오디오 모듈(HIFI AUDIO MODULE)로써 이용되는 경우, 높은 출력을 제어하기 위하여 필요할 수 있다. 뮤트부(600)는 증폭 신호 출력부(480)의 신호를 뮤트 입력부(612,614)에서 입력으로 받아, 3차 뮤트된 신호를 뮤트 출력부(662,664)에서 연결부로 전송한다.
일 실시 예로, 뮤트부(600)는 복수개의 뮤트부를 포함할 수 있으며, 모듈형 신호 변환 장치(10)의 출력에 따라 뮤트부의 개수는 달라질 수 있다. 뮤트부(600)는 복수의 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor) 소자를 포함하고, 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)의 소스(SOURCE)와 드레인(DRAIN)이 마주보는 구조를 통하여 마이너스 쪽으로 세어 나가는 POP노이즈(672)를 해결할 수 있다. POP노이즈(672)는 전원을 공급하거나 중단할 때 발생하는 노이즈로써, 충전된 전압을 가지는 커패시터를 가진 회로가 다른 전기회로와 연결시, 충전된 커패시터의 전압으로 인하여 발생하는 노이즈를 의미한다.
제1차 뮤트부(620)는 전체적인 뮤트 타이밍을 결정한다. 도 20을 참조하면, 제1차 뮤트부(620)는 저항과 커패시터 및 단수의 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)를 포함할 수 있다. 1차 뮤트부의 전기적 소자의 개수는 고정된 것이 아니며, 모듈형 신호 변환 장치(10)의 출력에 따라 변경될 수 있다.
제2차 뮤트부(640) 및 제3차 뮤트부(660)는 뮤트의 세밀한 타이밍을 결정한다. 제2차 뮤트부(640) 및 제3차 뮤트부(660)는 복수개 저항과 단수개 커패시터를 포함할 수 있다. 제2차 뮤트부(640) 및 제3차 뮤트부(660)의 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)의 드레인 전압은 모듈형 신호 변환 장치(10)의 출력 전력값에 최적화된 값을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기적으로 접촉 가능한 외부 전기 회로에 결합된 모듈형 신호 변환 장치의 적용 예시도이다. 도 13을 참조하여 설명한다.
모듈형 신호 변환 장치(10)는 프로세서(22), 메모리(24) 및 표시부(26)를 포함하는 모듈형 신호 변환 장치(10)와 전기적으로 접촉 가능한 접촉부를 구비한 외부의 전기 회로(20)에 연결 될 수 있다.
통신 가능한 외부의 전기 회로(20)는 상술한 프로세서(22), 메모리(24) 및 표시부(26)외에 기타 장치들을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예로, 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)는 모듈형 신호 변환 장치(10)와 전기적으로 연결되어 이산 신호를 전송하는 기능을 수행한다. 또한 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)는 모듈형 신호 변환 장치(10)와 기계적으로 접촉할 수 있는 연결부를 포함할 수 있다. 도 14, 15 및 16을 참조하면, 외부의 전기 회로(20)는 모듈형 신호 변환 장치(10)를 이용하여 고품질의 아날로그 신호를 출력할 수 있다. 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)는 차량 전장 내부의 전기 회로(50), 컴퓨터 기기내 전기 회로(60), 비디오 기기내 전기 회로(70) 및 모바일 기기 내부의 전기 회로(80)에 대응될 수 있다.
프로세서(22)는 메모리(24)에 저장된 이산신호를 모듈형 신호변환 장치(10)로 전송하는 명령을 내리고, 모듈형 신호 변환 장치(10)로부터 변환된 이산신호를 수신하며, 연산과정을 수행함으로써 디스플레이(26)에 표시하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 프로세서(22)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 마이크로프로세서(Microprocessor)일 수 있다. 도 22 및 23을 참조하면, 프로세서(22)는 전술한 바와 같이 클록 신호(582,592)를 받아 동기화된 제어신호(584,594)와 클록 신호들(582,592)을 연산하여 처리할 수 있다.
메모리(24)는 외부의 모듈형 신호 변환장치(10) 또는 디스플레이(26)로 전송하기 위한 이산신호를 저장하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 메모리(24)는 기억 장치 또는 저장 장치와 같은 의미하고, 하드디스크 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브 및 램(Randon Access Memory)을 포함할 수 있다. 또한 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)내 고정될 수도 있고, 휴대용 드라이브와 같이 분리형 방식을 가질 수 있다.
디스플레이(26)는 프로세서(22)에 의하여 연산된 신호들을 그래픽 이미지로 출력하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 디스플레이(26)는 상기 그래픽 이미지를 픽셀별로 나누어 화소값의 집합으로써 출력 한다. 디스플레이(26)는 터치 스크린 방식으로 사용자로부터 입력을 받을 수 있고, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 및 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode)소자를 포함한 디스플레이 일 수 있다. 또한 디스 플레이(26)는 오디오 재생 장치의 재생 목록 및 디지털 컨텐츠의 아티스트의 목록을 표시할 수 있다.
도 2를 참조하면, 모듈형 신호 변환 장치(10)는 가로 또는 세로의 길이가 7mm~30mm 사이일 수 있다. 필요한 경우 사이즈의 변경이 가능하고, 이는 외부의 전기 회로(20)의 연결부의 규격에 따라 달라 질 수 있다.
도 3은 도 1의 실시예에서 전원부의 확대 블록도이다. 도 4를 참조하여 설명한다.
전원부(100)는 복수개의 전원 공급부(120,140,160)들과 복수개의 노이즈 제거부(130,150,170)을 포함한다.
전원 공급부(120,140,160)는 물리적 또는 화학적 작용을 통해 전기 에너지를 발생시킨다. 일 실시 예로, 전원 공급부(120,140,160)는 금속의 이온화 차이에서 오는 전위차를 이용할 수 있다. 또한 전원 공급부(120,140,160)는 모듈형 신호 변환 장치(10)의 노이즈를 줄이기 위하여 최적화된 기 설정된 전압값을 가질 수 있다. 전원 공급부(120,140,160)에 대한 상세한 사항은 전술한 바와 같다.
노이즈 제거부(130, 150, 170)는 전원부(100)에서 유기되는 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다. 노이즈 제거부(130, 150, 170)는 전기적 소자들이 순차적으로 연결된 회로 구조를 가질수 있다. 노이즈 제거부의 구조는 전술한 바와 같다.
도 4는 도 1의 실시예에서 전원부내에 위치한 전기적 소자들이 순차적으로 배치된 노이즈 제거부의 회로도이다. 도 3을 참조하여 설명한다.
노이즈 제거부(130,150,170)의 내부 회로는 전압 입력 노드(172). 전압 출력 노드(174), LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(154) 및 커패시터(152,156)를 포함한다.
전압 입력 노드(172)는 전원이 발생되는 부분으로써 전원 공급부(120,140,160)의 출력 부분을 의미하고, 전압 출력 노드(174)는 노이즈를 제거한 전압의 출력 되는 부분으로써 제1 전원 단자부(320) 및 제2 전원 단자부(420)의 입력과 연결된다.
그림 132는 전압 입력 노드(172)에서의 노이즈의 세기를 측정한 표이다. 그림 134는 1차 노이즈 제거후의 노이즈 세기를 측정한 표이다. 그림 136은 최종 노이즈 제거후의 노이즈 세기를 측정한 표이다. 노이즈가 단계적으로 제거되어 전압 출력 노드(174)의 측정 전압은 매끄러운 값을 가질 수 있다.
도 5는 도 1의 실시예에서 연결부의 개념도이다. 도 2를 참조하여 설명한다.
연결부(200)는 체결부(220)와 전극(240)을 포함한다.
연결부(200)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에서 이산 신호를 입력 받아 컨버터(300)의 데이터 입력부(360)로 전송하며, 증폭부(400)의 증폭신호 출력부(480)의 신호를 외부의 기기로 전송한다. 도 18 및 19을 참조하여 설명한다.
일 실시 예로 연결부(200)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)내 프로세서(22)에서 클록 신호(582,592) 및 제어신호(584,594)를 송수신할 수 있고, 전기적 신호가 공기중 또는 사용자의 신체로 흐르는 것을 방지하기 위하여 절연 물질을 포함할 수 있다. 연결부(200)의 구조 및 형상은 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)의 목적에 따라 변경될 수 있다.
체결부(220)는 모듈형 신호 변환 장치(10)를 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 기계적으로 장착되게 한다.
일 실시 예로 체결부(220)는 표준화된 규격의 커넥터를 포함할 수 있다. 체결부(220)는 사용자의 편의를 위한 자기력을 이용한 체결 구조를 가질 수 있고, 일반적인 탈착식 체결 구조를 가질 수 있다. 또한 체결부(220)의 재질은 전기적 신호의 누설을 방지하기 위하여 절연 물질을 포함할 수 있다.
전극(240)은 모듈형 신호 변환 장치(10)와 외부의 전기 회로(20)사이에 전기적 신호를 송수신 하게 한다. 도 9, 18 및 19을 참조하여 설명한다.
일 실시 예로, 전극(240)은 이산신호, 접촉신호 및 클록 신호(582,592)의 통로가 될 수 있으며, 복수개의 전극을 포함할 수 있다.
전극(240)의 구조 및 동작 내용은 전술한 바와 같다.
도 6은 도 1의 실시예에서 체결부와 전극의 예시도이다.
연결부(200)는 체결부(220)와 전극(240)을 포함한다.
연결부(200)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
체결부(220)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
전극(240)은 가이드 축(242)과 가이드 공(244)을 포함한다.
일 실시 예로, 가이드 축(242)는 전기적 신호가 흐르는 가이드 공(244)과 전기적으로 분리 되기 위하여 절연 물질을 포함할 수 있다. 가이드 공(244)은 스프링의 탄성력보다 큰 힘으로 가압시에 전기 회로와 접촉하여 전기적 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 가이드 공(244)은 금, 은, 구리, 백금과 같은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 체결부(220)와 전극(240)의 형상은 도 6의 형상으로 한정되는 것은 아니며 이외에도 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)와 연결 될 수 있는 다양한 규격을 가질 수 있다.
도 7은 도 1의 실시예에서 컨버터의 확대 블록도이다.
컨버터(300)는 제1 전원 단자부(320), 클록 입력부(340), 제어신호 수신부(380), 데이터 입력부(360) 변환부(370) 및 아날로그 신호 출력부(390)를 포함한다.
제1 전원 단자부(320), 클록 입력부(340), 제어신호 수신부(380), 데이터 입력부(360) 변환부(370) 및 아날로그 신호 출력부(390)에 대한 사항은 전술한 바와 같다. 도 18 및 19을 참조하면, 클록 입력부(340)는 클록 발생부(500)에서 발생된 3종류의 클록 신호들(582,592)을 입력 받을 수 있다. 클록 신호들(582,592)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
일 실시 예로, 아날로그 신호 출력부(390)는 변환된 아날로그 신호를 출력한다. 아날로그 신호 출력부(390)은 총 4개의 채널로써 두개의 RIGHT 채널과 두개의 LEFT 채널을 포함한다. 변환부(370) 및 아날로그 신호 출력부(390)는 하나의 장치에서 수행될 수 있고, 따라서 변환부(370)에서 증폭 신호를 출력하는 기능을 수행할 수 있다.
도 8은 도 1의 실시예에서 증폭부의 확대 블록도이다. 도 2을 참조하여 설명한다.
증폭부(400)는 제2 전원 단자부(420), 아날로그 신호 입력부(440) 앰프부(460) 및 증폭신호 출력부(480)를 포함한다.
제2 전원 단자부(420), 아날로그 신호 입력부(440) 앰프부(460) 및 증폭신호 출력부(480)에 대한 사항은 전술한 바와 같다.
일 실시 예로, 제2 전원 단자부(420)는 전원부(100)로부터 전원을 공급받거나, 별도의 전원부를 포함하는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에서 전원을 공급 받을 수 있다. 증폭부(400)는 증폭신호 출력부(480)의 좌, 우 출력 채널에서 신호의 간섭을 감소시키기 위하여 GND(그라운드 접지)로 감싸는 구조를 가질 수 있다.
도 9는 도 1의 실시예에서 뮤트부의 확대 블록도이다.
뮤트부(600)는 제1차 뮤트부(620), 제2차 뮤트부(640) 및 제3차 뮤트부(660)을 포함한다. 도 7 및 16을 참조하면, 제1차 뮤트부(620), 제2차 뮤트부(640) 및 제3차 뮤트부(660)는 도 16에서의 회로 구조를 가질 수 있다.
제1차 뮤트부(620)는 1차적으로 뮤트 기능을 수행하고, 제2차 뮤트부(640)는 제1차 뮤트부(620)에서 뮤트된 신호를 입력으로 받아 2차 뮤트 기능을 수행한 후 제3차 뮤트부(660)으로 전송하며, 제3차 뮤트부(660)는 좌, 우 두개의 출력 채널을 포함하고, 최종 뮤트 기능을 수행한다. 상세한 사항은 전술한 바와 같다. 뮤트부(600)는 모듈형 신호 변환 장치(10)의 출력에 따라 추가적인 뮤트부를 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치 내부의 하우징과 쉴드캔의 예시도이다.
모듈형 신호 변환 장치(10)는 전원부(100), 컨버터(300) 및 증폭부(400)를 가지고, 이들 외부에 위치하여 감싸는 하우징(700) 및 쉴드캔(800)을 포함한다.
하우징(700)은 전원부(100), 컨버터(300), 증폭부(400), 클록 발생부(500) 또는 뮤트부(600) 중 하나 이상의 장치 외부에 위치함으로써, 상기 장치들을 고정하는 기능을 수행하고 동시에 쉴드캔(800)과 같은 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 하우징(700)은 쉴드캔(800)과 탈착식 연결부를 가질 수 있고, 재질에 대한 설명은 전술한 바와 같다. 또한 하우징(700)은 모듈형 신호 변환 장치(10)가 외부의 전기회로(20)와 전기적으로 접촉될 수 있게 하기 위하여, 연결부(200)의 적어도 일부는 외부에 노출을 시킬 수 있다.
쉴드캔(800)은 방사 노이즈의 유입을 막기 위한 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 쉴드캔(800)의 재질은 양은 또는 스테인레스 중 적어도 하나를 포함하는 재질일 수 있고, 내부의 장치(Device)들 간의 방사 노이즈의 유입을 막기 위하여 사용 될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치의 외형을 도시한 개념도이다. 도 1을 참조하여 설명한다.
일 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(1000)의 외형과 내부 블록도는 통신 가능한 외부의 전기 회로의 특성과 목적에 따라 변경될 수 있다. 모듈형 신호 변환 장치(1000)는 기 설정된 기능을 수행하는 모듈화된 신호 변환 장치들의 집합으로써, 전원부, 연결부, 컨버터, 증폭부, 클록 발생부 및 뮤트부를 포함한다. 모듈형 신호 변환 장치(1000)내의 모듈화된 신호 변환장치들은 도 11의 1100, 1200, 1300, 1400, 1500 및 1600 표기에 대응될 수 있다. 모듈형 신호 변환 장치(1000) 내의 장치들의 개수는 달라질 수 있으며, (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600)으로 표기된 블록들의 기능 역시 변경 될 수 있다.
모듈형 신호 변환 장치(1000)는 신호 변환 장치의 모듈화를 통하여, 모듈화된 신호 변환 장치의 변경, 교체 등 사용자의 요구에 따른 시스템의 변경이 자유롭다. 모듈형 신호 변환 장치(1000)를 이용하는 일반 사용자, 오디오, 가전 및 전장 고급화를 원하는 차량 제조사 등은 저 비용으로도 스스로 신호 변환 장치의 튜닝이 가능하고 여러 라인업의 오디오 재생 장치를 가지는 것과 같은 효과를 가질 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치 내부 장치들의 모듈화에 대한 개념도이다. 도 1 및 2을 참조하여 설명한다.
내부 장치(2300,2400)의 모듈화가 가능한, 모듈형 신호 변환 장치(2000)는 베이스 모듈(2600) 및 내부 장치 모듈(2300,2400)을 포함한다.
일 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(2000)는 모듈형 신호 변환 장치(10)와 같이 장치 자체의 모듈화가 가능함은 물론이고, 내부의 장치들도 모듈화 될 수 있다. 모듈형 신호 변환 장치(2000)는 전원부(100), 연결부(200) 등을 포함할 수 있는 베이스 모듈(2600), 탈착이 가능한 컨버터(300) 및 증폭부(400)를 모듈화 하여 총 3가지 모듈을 포함할 수 있다. 즉, 사용자는 모듈형 신호 변환 장치(10) 자체의 모듈화뿐만 아니라, 내부 장치의 모듈화를 통하여 다양한 디지털 컨텐츠의 재생 음질을 선택할 수 있다.
베이스 모듈(2600)은 전원부(100), 연결부(200) 등을 포함할 수 있고, 모듈형 신호 변환 장치(2000)에 있어서 메인 모듈로써, 모듈화된 장치 외의 기능을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 차량 전장 내부의 전기 회로에 접촉되는 모습을 묘사한 개념도이다. 도 2를 참조하여 설명한다.
차량 전장 내부의 전기 회로(50)는 변환이 필요한 이산신호를 모듈형 신호 변환 장치(10)에 전송하고, 변환된 아날로그 신호를 입력받아, 차량 내에서 출력 하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로 차량 전장 내부의 전기 회로(50)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 대응 될 수 있고, 차량 전장 내부의 전기 회로(50)는 프로세서(22), 메모리(24), 표시부(26) 및 모듈형 신호 변환 장치(10)와 전기적으로 연결 가능한 연결부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 모듈형 신호 변환 장치(10)의 크기와 규격은 차량 전장 내부의 전기 회로(50)의 규격에 따라 변할 수 있고, 전장의 고급화를 원하는 차량 제조사들은 모듀형 신호 변환 장치(10)를 이용하여, 저 비용으로도 디지털 신호 장치 중, 특히 오디오 재생 장치에 있어서, 음질의 향상을 꾀할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 컴퓨터 기기 내 전기 회로에 장착되는 모습을 묘사한 개념도이다. 도 2를 참조하여 설명한다.
컴퓨터 기기 내 전기 회로(60)는 변환이 필요한 이산신호를 모듈형 신호 변환 장치(10)에 전송하고, 변환된 아날로그 신호를 입력받아, 출력하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 컴퓨터 기기 내 전기 회로(60)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 대응 될 수 있고 프로세서(22), 메모리(24), 표시부(26) 및 모듈형 신호 변환 장치(10)와 전기적으로 연결 가능한 연결부를 포함할 수 있다.
모듈형 신호 변환 장치(10)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 비디오 기기내 전기 회로에 장착되는 모습을 묘사한 개념도이다. 도 2를 참조하여 설명한다.
비디오 기기내 전기 회로(70)는 변환이 필요한 이산 신호를 모듈형 신호 변환 장치(10)에 전송하고, 변환된 아날로그 신호를 입력받아, 출력하는 기능을 수행한다. 이산신호는 디지털 컨텐츠일 수 있으며, 사용자는 모듈형 신호 변환 장치(10)를 장착하여, 고품질의 디지털 컨텐츠를 청취할 수 있다.
일 실시 예로, 비디오 기기내 전기 회로(70)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 대응될 수 있고, 비디오 기기내 전기 회로(70)는 프로세서(22), 메모리(24), 표시부(26) 및 모듈형 신호 변환 장치(10)와 전기적으로 연결 가능한 연결부를 포함할 수 있다.
모듈형 신호 변환 장치(10)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치가 모바일 기기 내부의 전기회로에 장착되는 모습을 묘사한 개념도이다. 도 2를 참조하여 설명한다.
모바일 기기 내부의 전기회로(80)는 변환이 필요한 이산 신호를 모듈형 신호 변환 장치(10)에 전송하고, 변환된 아날로그 신호를 입력받아, 모바일의 스피커 등으로 출력 하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 모바일 기기 내부의 전기회로(80)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 대응 될 수 있다. 모바일 기기 내부의 전기회로(80)는 프로세서(22), 메모리(24), 표시부(26) 및 모듈형 신호 변환 장치(10)와 전기적으로 연결 가능한 연결부를 포함할 수 있다.
모듈형 신호 변환 장치(10)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
모듈형 신호 변환 장치(10)는 모바일 기기 내부의 전기회로(80)에 접촉되는 경우, 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 접촉되는 경우와는 달리, 칩의 형태를 가질 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 장치와 연동하여 변경될 수 있는 사용자 인터페이스 및 그래픽 사용자 인터페이스(UI/GUI)의 개념도이다.
통신 가능한 외부의 전기회로(20), 프로세서(22), 메모리(24) 및 디스플레이(26)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
일 실시 예로, 디스플레이(26)에 표시되는 사용자 인터페이스 및 그래픽 사용자 인터페이스(UI/GUI)환경은 모듈형 신호 변환 장치(10)의 고유 ID와 연동되어 사용자 취향에 맞게 변경될 수 있고, 디스플레이(26)의 화면상에는 외부의 전기 회로(20)에서 수신되는 이산신호의 내용에 따라 사용자 인터페이스(UI)의 색깔, 상기 이산 신호가 오디오 데이터인 경우 곡의 종류에 따라 아티스트의 사진이 변경될 수 있다. 상기와 같은 연동은 하드웨어를 단순히 변경함으로써 이루어질 수 있으며, 소프트웨어적으로 수행될 수 있다.
일 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(10)는 UI(USER INTERFACE) 및 GUI(GRAPHIC USER INTERFACE)와 결합된 그 자체로 제조 및 납품이 가능할 수 있으며, 상기 모듈 자체를 라이센싱 하여 새로운 비즈니스 모델로써 수요를 창출할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 신호 변환 방법의 흐름도이다. 도 1, 2 및 19를 참조하여 설명한다.
모듈형 신호 변환 방법은 모듈형 신호 변환 장치에서 시계열적으로 수행되는 하기의 단계들을 포함한다.
S200에서, 모듈형 신호 변환 장치(10)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)와 전기적으로 접촉 되었는지를 확인한다.
일 실시 예로, 모듈형 신호 변환 장치(10)는 외부의 전기 회로(20)와 정상적으로 접촉되었는지 여부를 확인하기 위하여, 접촉신호 및 수신신호를 이용하여 확인할 수 있다. 접촉 신호는 모듈형 신호 변환 장치(10)가 정상적으로 접촉 되었음을 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에 알리는 신호이고, 수신신호는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)가 접촉 신호를 수신하고, 이에 대응하여 이산 신호를 전송할 준비가 되었음을 모듈형 신호 변환 장치(10)에 알리는 신호이다. 모듈형 신호 변환 장치(10)는 정상적으로 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)와 접촉이 이루어 진 경우에 이산신호를 수신할 수 있다.
S300에서, 컨버터(300)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)에서 수신되는 이산 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력 한다.
컨버터(300)에 대한 상세한 사항은 전술한 바와 같다.
S400에서, 증폭부(400)는 컨버터(300)에서 변환된 전기적인 아날로그 신호를 증폭하여 출력 한다. 상세한 사항은 전술한 바와 같다.
모듈형 신호 변환 장치(10)는 모듈형 신호 변환 방법을 수행하기 위하여 전원을 공급받는 단계 및 전기적으로 접촉하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 19는 도 18의 실시예에서 확인하는 단계의 확대 흐름도이다. 도 2 및 18을 참조하여 설명한다.
S220에서, 모듈형 신호 변환 장치(10)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)와 정상적으로 접촉된 경우, 접촉 신호를 송신한다. 접촉 신호에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
S240에서, 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)는 상기 접촉 신호를 수신한 경우에, 이산 신호를 전송할 준비가 되었다는 수신 신호를 전송한다. 모듈형 신호 변환 장치(10)가 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)와 전기적으로 접촉이 가능한지 확인하기 위한 단계의 순서는 필요에 따라 변경 될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 뮤트부의 회로 구조에 대한 예시도이다. 도 1 및 21을 참조하여 설명한다.
뮤트부(600)는 모듈형 신호 변환 장치(10)의 높은 출력을 조절하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 뮤트부(600)내의 뮤트 회로는 뮤트부의 입력단(612,614) 뮤트부의 출력단(662,664) 복수개의 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor), 저항 및 커패시터 소자를 포함한다. 뮤트부의 입력단(612,614)는 증폭 신호 출력부(480)에서 출력된 신호를 입력으로 받고, 뮤트부의 출력단(662,664)는 뮤트된 증폭 신호를 출력하여 연결부(200)로 전송하는 기능을 수행한다.
일 실시 예로, 뮤트부(600)는 일반적인 뮤트 회로의 싱글 FET(Field Effect Transistor)구성과 달리 듀얼 FET(Field Effect Transistor) 구성으로 이루어 질 수 있고, FET(Field Effect Transistor)의 소스(SOURCE)와 드레인(DRAIN)이 마주보는 구조를 통하여 마이너스 쪽으로 세어나가는 POP노이즈(672)를 해결할 수 있다. POP노이즈(672,674)는 전원을 공급하거나 중단할 때 발생하는 노이즈로써, 충전된 전압을 가지는 커패시터를 가진 회로가 다른 전기회로와 연결시, 충전된 커패시터의 전압으로 인하여 발생하는 노이즈를 의미한다.
도 21은 뮤트부에서 제거되는 POP 노이즈의 세기의 측정도이다. 도 1 및 20을 참조하여 설명한다.
예를 들어, 뮤트부(600)를 구비하지 않은 모듈형 신호 변환 장치에서는 도 20에서와 같이 마이너스 쪽으로 빠져나가는 노이즈(80)가 발생할 수 있다. pop노이즈(672,674) 는 회로 내 구비된 전압 충전소자와 같은 캐패시터에 의하여 발생할 수 있고, 회로에 전원이 공급되거나 중단 되는 경우, 또는 회로가 다른 전기적 회로와 연결 시 발생할 수 있다.
도 21의 1, 2 태그가 표기된 세로축은 실효 전압값을 의미할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로세서의 클록 신호와 제어신호를 이용한 동기화에 대한 개념도이다. 도 1, 2 및 23을 참조하여 설명한다.
프로세서(22)는 클록 신호들(592)과 동기화된 제어 신호(594)를 생성한다.
일 실시 예로 프로세서(22)는 통신 가능한 외부의 전기 회로(20)내 위치할 수 있다. 프로세서(22)는 컨버터(300)등을 포함한 장치간 최종 동작 타이밍을 결정하기 위한 동기화를 수행하기 위하여 제어 신호를 전송한다. 상기 클록 신호에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
컨버터(300)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
일 실시 예로 컨버터(300)는 프로세서(22)내 위상 동기 회로(Phased Lock Loop)에서 생성된 클록 신호들(582,592)을 수신하여, 프로세서내의 제어 신호와 동기화 시킨다. 동기화는 프로세서(22), 컨버터(300)가 기준으로 하는 클록 신호들(592)의 시간의 변이(Transition)가 없도록 클럭 신호들의 기준 시간을 통일 하는 것이다. 동기화는 시스템의 동작 시간의 일치를 의미하며, 동시에 데이터 베이스상의 데이터의 일치를 의미할 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내부 위상동기회로(Phased Lock Loop)를 이용한 클록 신호와 제어신호의 동기화 방안에 대한 개념도이다. 도 1 및 22를 참조하여 설명한다.
클록 발생부(500)는 내부의 위상 동기 회로를 이용하여 클록 신호들(582) 및 장치간 클록신호의 동기화를 위한 제어신호(584)를 생성하여, 프로세서(22) 및 컨버터(300)로 전송하는 기능을 수행한다. 클록 신호들(582)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
프로세서(22)는 클록 발생부(500)로부터 클록 신호들(582) 및 제어 신호(584)를 수신하고, 장치간 최종 동작 타이밍을 결정 하기 위한 제어 신호(584)를 컨버터(300)로 전송한다.
컨버터(300)는 클록 발생부(500)로부터 클록 신호들(582)을 수신하고, 클록 발생부(500) 및 프로세서(22)로부터 제어신호를 수신하여, 이산 신호를 아날로그 신호로 변환한다.
도 23에서 장치간 신호의 흐름이 가지는 차이점은 클록 발생부(500)에서 생성된 클록 신호들(582)을 이용한다는 점에 있으며 컨버터(300)가 모듈형 신호 변환 장치(10)내에서 발생된 클록 신호들(582)을 이용하여 변환하는 경우에 대한 이점에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
도 24는 증폭부의 출력 채널을 그라운드로 감싸는 구조를 가지는 회로도의 예시이다. 도 1을 참조하여 설명한다.
일 실시 예로, 증폭부(400)는 증폭신호 출력부(480)의 좌, 우 출력 채널에서 신호의 간섭을 감소시키기 위하여 그라운드 접지(GND, 482)로 감싸는 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 증폭신호 출력부(480)는 좌, 우 두개의 출력 채널을 포함하고, 신호의 간섭도를 평가하는 기준으로 크로스토크(CROSS TALK)를 사용 한다. 크로스토크(CROSS TALK)는 채널 분리도를 의미하고, 채널의 분리도가 높을수록 증폭부(400)의 출력 신호는 간섭을 덜 받아, 선명한 증폭 신호를 출력할 수 있다.
그라운드 접지(GND, 482)의 상세한 사항은 전술한 바와 같다.
일 실시 예로, 아날로그 신호 출력부(390)는 내부 회로에 그라운드 접지(GND, 482) 구조를 가질 수 있고, 노이즈 제거부(130, 150, 170)도 내부 회로에 그라운드 접지((GND, 482) 구조를 가질 수 있다.
상기 설명된 본 발명의 일 실시예의 방법의 전체 또는 일부는, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 여기에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 전체 또는 일부는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하며, 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 외부의 전기 회로에 결합이 가능한 모듈형 신호 변환 장치에 있어서,
    전원을 공급하는 전원부;
    상기 외부의 전기 회로와 전기적으로 접촉하는 연결부;
    상기 전원부로부터 전원을 공급 받고, 상기 연결부로부터 전달되는 이산 신호를 아날로그 신호로 변환하는 컨버터; 및
    상기 컨버터가 변환한 상기 아날로그 신호를 증폭하는 증폭부
    를 포함하는 모듈형 신호 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연결부는
    상기 외부의 전기 회로와 전기적으로 접촉하기 위한 전극 및
    상기 전기 회로와 기계적으로 결합하기 위한 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전원부, 컨버터 및 증폭부의 외부에 위치하여 감싸는 하우징으로써, 상기 하우징은 상기 연결부의 적어도 일부를 외부에 노출시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 체결부는 자기력을 이용하여 상기 외부의 전기 회로와 탈착 가능하도록 마련되며,
    상기 하우징은 상기 전원부, 컨버터 및 증폭부의 외부에 위치하여 감싸며, 상기 전극의 적어도 일부를 외부에 노출시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 전극은
    스프링으로 동작되는 가이드 축과 상기 가이드 축 내부에 전기적 신호를 전달할 수 있는 가이드 공을 포함하는 핀 구조를 포함하며, 상기 스프링의 탄성력보다 큰 힘으로 가압시에 상기 가이드 공이 상기 전기회로와 접촉하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원부는 복수개의 분리된 전원 공급부; 및
    상기 분리된 전원 공급부에 연결되고, 노이즈를 단계별로 제거하기 위한 전기적 소자들을 순차적으로 배치하는 구조를 가지는 복수개의 분리된 노이즈 제거부를 포함하며,
    상기 전원부는 상기 노이즈 제거부를 통하여 상기 전원 공급부에서 유기되는 노이즈를 차단하여 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 컨버터는
    상기 외부의 전기회로로부터 동기화된 제어신호와 클록 신호를 입력 받고, 상기 입력 받은 제어신호와 클록 신호를 이용하여 상기 이산 신호를 상기 아날로그 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 컨버터는
    상기 클록 신호와 상기 연결부에서 전달되는 이산신호를 하나의 케이블에서 입력 받는 인터페이스 구조를 가지고, 상기 케이블은 동축 케이블 또는 광섬유 케이블 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하며,
    상기 컨버터는 상기 인터페이스 구조를 통하여 상기 이산신호를 상기 아날로그 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 컨버터는
    디지털 신호와 아날로그 신호가 겹치지 않도록 하기 위하여, 내부 회로 배선 간격이 기 설정된 거리 이상의 이격 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 전원부, 컨버터, 증폭부 및 하우징의 외부에 위치하여 방사 노이즈의 유입을 막기 위하여 감싸는 쉴드캔을 포함하며, 상기 쉴드캔의 재질은 양은 또는 스테인레스 중 적어도 하나를 포함하는 재질인 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 증폭부는 복수개의 출력 채널을 포함하고, 상기 출력 채널의 내부 회로는 상기 출력 채널간 신호의 간섭 현상을 줄이기 위하여 각각의 출력 채널을 그라운드로 감싸는 구조인 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 증폭부 및 컨버터는 상기 전원부에서 발생하는 노이즈를 차단하기 위한 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 모듈형 신호 변환 장치의 동작 타이밍을 결정하는 클록 신호를 발생시키는 클록 발생부를 포함하며,
    상기 클록 발생부가 발생시킨 상기 클록 신호는 상기 외부 전기 회로의 프로세서 및 상기 모듈형 신호 변환 장치의 상기 컨버터에 입력되는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 모듈형 신호 변환 장치의 출력을 조절하는 뮤트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 장치.
  15. 모듈형 신호 변환 장치 내부의 전원부에서 전원을 공급받는 단계;
    상기 모듈형 신호 변환 장치가 외부의 전기회로와 전기적으로 접촉되었는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 모듈형 신호 변환 장치가 상기 외부의 전기 회로에서 전달되는 이산신호를 입력받고, 상기 이산신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 아날로그 신호를 증폭하는 단계
    를 포함하는 모듈형 신호 변환 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 확인하는 단계는
    상기 외부의 전기회로와 정상적으로 접촉이 이루어진 경우, 상기 모듈형 신호 변환 장치가 상기 이산신호를 수신할 준비가 되었다는 접촉 신호를 상기 외부의 전기회로에 송신하는 단계; 및
    상기 모듈형 신호 변환 장치가 상기 외부의 전기 회로로부터 상기 접촉신호에 대한 응답신호를 수신하는 단계; 를 포함하고,
    상기 모듈형 신호 변환 장치는 상기 응답신호를 수신하는 경우에 상기 외부의 전기 회로로부터 이산 신호를 입력 받는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 변환하는 단계는
    상기 외부의 전기회로로부터 동기화된 제어신호와 클록 신호를 수신하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 모듈형 신호 변환 장치는 동기화된 제어신호와 클록 신호를 이용하여 상기 이산 신호를 상기 아날로그 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전원을 공급받는 단계는 상기 전원부에서 유기되는 노이즈를 제거하여 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 변환하는 단계는
    상기 이산신호와 상기 아날로그 신호가 겹치지 않도록 하기 위하여, 배선 간격이 기 설정된 거리 이상의 이격 구조를 가지는 내부 회로를 이용하여 변환하는 것을 특징으로 하는 모듈형 신호 변환 방법.
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