KR0181919B1 - 엔코더를 이용한 음량제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔코더를 이용한 음량제어장치에 관한 것으로서, 고가의 주제어장치와 수정발진자 대신에 저가의 단안정발진기를 사용함으로써, 제품의 생산가격을 절감하여 소비자에게 경제적인 부담을 해소시키고, 가격경쟁력을 향상시킬 수 있도록 하기 위하여, 엔코더에서 출력되는 복수개의 출력파형을 이용하여 음량을 증감시키도록 복수개의 파형을 출력하는 엔코더와, 복수개의 입력 중 어느 하나의 입력이 직류레벨을 유지하는 경우에만 음량제어기능을 수행하는 음량제어소자를 구비하는 음량제어장치에 있어서: 상기 엔코더에서 출력되는 복수개의 출력파형 중 어느 하나를 선택적으로 제거하는 제어기; 상기 엔코더에서 출력된 복수개의 출력파형으로부터 위상차를 검출하고, 검출된 위상차에 따라 상기 제어기의 동작을 제어함과 동시에, 상기 검출된 위상차에 따라 음량제어소자에 인가되는 출력파형의 듀티를 가변하는 단안정발전기를 구비하였다.

Description

엔코더를 이용한 음량제어장치

제1도는 종래의 음량제어장치에 내장된 음량제어집적소자의 입력 및 그에 따른 동작상태를 나타내는 도면.

제2도는 엔코더의 회전방향에 따른 출력파형을 나타내는 도면.

제3도는 종래의 엔코더를 이용한 음량제어장치의 개략적 블럭도.

제4도는 본 발명에 적용된 엔코더를 이용한 음량제어장치의 개략적 블럭도.

제5도는 제4도의 상세회로도.

제6도는 제5도에 도시된 단안정발진소자의 각 단자의 입력 및 출력간의 관계를 나타내는 도면.

제7도 및 제8도는 엔코더의 출력파형도.

제9도는 제5도에 도시된 단안정발진소자의 입/출력타이밍도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 엔코더 4 : 음량제어집적소자

5 : 단안정발전기 6 : 제어기

7 : 인버터 8, 9 : 인버팅트랜지스터

10 : 제어용 트랜지스터

본 발명은 엔코더를 이용한 음량제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔코더의 회전방향에 따라 출력되는 파형의 위상차를 판단하여 음량제어집적소자에서 요구하는 파형을 생성함으로써, 음량을 조절하도록 한 엔코더를 이용한 음량제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 음량제어장치는 오디오기기에서 출력되는 음량을 조절하기 위한 장치로서, 그 내부에는 음량제어집적소자가 내장되어 있다. 이러한 음량제어집적소자는 통상적으로 두개의 입력단자를 구비하고 있으며, 두개의 입력단자에 입력되는 파형의 상태에 따라 음량이 가감되도록 하였다. 즉, 제1도에 도시된 바와 같이, 제1입력단자에 소정레벨의 펄스신호가 입력되고 제2입력단자에 소정레벨의 직류(DC)신호가 입력되면, 음량제어집적소자는 출력되는 음량을 증가시킨다. 이와 반대로 제1입력단자에 소정레벨의 직류(DC)신호가 입력되고 제2입력단자에 소정레벨의 펄스신호가 입력되면, 음량제어집적소자는 출력되는 음량을 감소시킨다.

한편, 엔코더는 음량레벨을 조절할 수 있는 일종을 볼륨으로서, 엔코더의 회전방향에 따라 두개의 출력단자에는 각각 상이한 펄스신호가 출력된다. 즉, 제2도에 도시된 바와 같이, 사용자가 엔코더를 반시계방향으로 회전시키면 엔코더의 제1출력단자에서는 소정레벨의 펄스신호가 출력되고, 제2출력단자에서는 제1출력단자에서 출력된 펄스신호보다 위상이 앞선 소정레벨의 펄스신호가 출력된다. 이와 반대로, 사용자가 엔코더를 시계방향으로 회전시키면 엔코더의 제1출력단자에서는 소정레벨의 펄스신호가 출력되고, 제2출력단자에서는 제1출력단자에서 출력된 펄스신호보다 위상이 지연(delay)된 소정레벨의 펄스신호가 출력된다.

이러한 특징을 갖는 엔코더와 음량제어집적소자를 이용한 종래의 음량제어장치는 제3도에 도시된 바와 같다.

즉, 주제어장치(1)는 엔코더(2)의 출력단자로부터 출력되는 펄스신호를 분석하고, 수정발진기(3)에서 발진된 펄스신호를 이용하여 엔코더(2)로부터 인가된 펄스신호에 대응하는 펄스 및 직류(DC)신호를 발생시킨다. 이렇게 발생된 펄스 및 직류신호는 주제어장치(1)로부터 음량제어집적소자(4)의 입력단자에 입력되고, 이에 다라 음량제어집적소자는 출력되는 음량을 증가 또는 감소시키게 된다.

그런데, 전술한 바와 같은 종래의 음량제어장치에 의하면, 주제어장치(1)와 수정발진기(3)를 사용함에 따라 제품의 생산가격이 상승하게 되어 결과적으로 소비자에게 경제적인 부담을 가중시키게 되는 문제점이 있었다.

또한, 엔코더(2)와 주제어장치(1)가 접속 연결되어 있으므로, 접속점에서 발생되는 접점노이즈가 엔코더(2)의 출력파형에 영향을 미쳐 주제어장치(1)가 오동작되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고가(高價)의 주제어장치와 수정발진기를 사용하지 않고, 통상의 로직접적소자를 이용하여 음량제어장치를 구성함으로써, 가격 경쟁력을 향상시키도록 한 엔코더를 이용한 음량제어장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 엔코더에서 발생되는 접점노이즈에 의해 주제어장치가 오동작되는 것을 미연에 방지하도록 한 엔코더를 이용한 음량제어장치를 제공함에 있다.

전술한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 엔코더에서 출력되는 복수개의 출력파형을 이용하여 음량을 증감시키도록 복수개의 파형을 출력하는 엔코더와, 복수개의 입력 중 어느 하나의 입력이 직류레벨을 유지하는 경우에만 음량제어기능을 수행하는 음량제어소자를 구비하는 음량제어장치에 있어서: 상기 엔코더에서 출력되는 복수개의 출력파형 중 어느 하나를 선택적으로 제거하는 제어기; 및 상기 엔코더에서 출력된 복수개의 출력파형으로부터 위상차를 검출하고, 검출된 위상차에 따라 상기 제어기의 동작을 제어함과 동시에, 상기 검출된 위상차에 따라 음량제어소자에 인가되는 출력파형의 듀티를 가변하는 단안정발전기를 구비하는 엔코더를 이용한 음량제어장치에 있다.

전술한 본 발명의 특징에 있어서, 전술한 단안정발진기는, 엔코더가 반시계방향으로 회전됨에 따라, 엔코더로부터 출력되고 상이한 위상차를 갖는 펄스신호를 인가받아 단안정발진기를 구동시키고, 음량제어소자에 장착된 복수개의 입력단 중 어느 하나의 입력단에 소정듀티를 갖는 펄스신호를 출력함과 동시에 제어기를 구동중지시키고, 음량제어소자의 다른 하나의 입력단에는 그라운드레벨의 전위를 출력하며; 엔코더가 시계방향으로 회전됨에 따라, 엔코더로부터 출력되고 상이한 위상차를 갖는 펄스신호를 인가받아 단안정발진기를 구동시키고, 음량제어소자의 다른 하나의 입력단에는 소정듀티를 갖는 펄스신호를 출력함과 동시에 제어기를 구동중지시키고, 어느 하나의 입력단에는 그라운드레벨의 전위를 출력하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 제어기는, 단안정발진기로부터 출력된 제어신호에 따라 스위칭상태가 제어되어, 엔코더의 구동상태를 제어하는 제어트랜지스터로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 엔코더와 단안정발진기 사이에, 엔코더와 단안정발진기가 접속된 지점에 접점노이즈가 발생하는 것을 방지하도록 엔코더에 장착된 복수개의 출력단에 각각 장착된 복수개의 노이즈필터링 커패시터를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 단안정발진기와 음량제어소자 사이에, 음량제어소자가 로직 '로우'상태에서 구동되도록 단안정발진기의 출력펄스를 반전시키는 인버터를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 인버터는, 상기 단안정발진기에 장착된 복수개의 출력단으로부터 출력된 펄스신호가 로직 '하이'상태이면 정전압원으로부터 인가된 구동전압을 그라운드로 패스시키고, 상기 단안정발진기의 출력펄스가 로직 '로우'상태이면 정전압원으로부터 인가된 구동전압이 상기 음량제어소자에 장착된 복수개의 입력단자에 인가되도록 스위칭하는 복수개의 스위칭용 트랜지스터로 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 엔코더를 이용한 음량제어장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도에는 본 발명에 의한 엔코더를 이용한 음량제어장치의 개략적 블럭도가 도시되어 있다. 제4도에 있어서, 제3도와 동일한 참조부호는 같은 부품을 표시하므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제4도를 보면, 엔코더(2)의 두 출력단자로부터 출력되는 펄스신호의 위상차를 검출하여 펄스신호를 발진하는 단안정발진기(5)와, 단안정발진기(5)에서 출력되는 펄스신호를 궤환(feedback)받아 엔코더(2)에서 출력되는 파형을 가변하는 제어기(6), 및 단안정발진기(5)에서 출력되는 펄스신호를 인버팅하여 음량제어집적소자(4)에 출력하는 인버터(7)로 구성되어 있다.

한편, 제5도를 참조하여 전술한 음량제어장치의 상세회로도를 살펴보면, 엔코더(2)의 제1출력단자에서 출력된 펄스신호는 단안정발진기(5)의 4번핀 및 13번핀의 동시 공급된다. 또한, 엔코더(2)의 제2출력단자에서 출력된 펄스신호는 단안정발진기(5)의 3번핀 및 12번핀에 동시 공급된다.

한편, 단안정발진기(5)의 5번핀과 11번핀 및 16번핀은 각각 정전압원에 연결되어 있고, 단안정발진기(5)의 1번핀과 2번핀 및 14번핀과 15번핀은 시정수회로를 통하여 정전압원에 연결되어 있다.

또한, 단안정발진기(5)의 6번핀과 10번핀은 인버터(7)내에 구성된 인버팅트랜지스터(8,9)의 베이스단자에 접속되어 있고, 7번핀과 9번핀은 엔코더(2)의 출력파형을 가변시키도록 제어기(6)내에 장착된 제어트랜지스터(10)의 베이스에 연결되어 있다. 그리고, 단안정발진기(5)의 8번단자는 접지되어 있다.

또한, 인버팅트랜지스터(8,9)는 단안정발진기(5)의 6번핀 및 10번핀의 출력파형에 따라 정전압원으로부터 인가된 구동전압(Vcc)이 음량제어집적소자(4)의 제1 및 제2단자에 출력되는 것을 스위칭한다. 즉, 단안정발진기(5)의 6번핀 및 10번핀의 출력파형이 로직 '하이'상태이면 인버팅트랜지스터(8,9)는 턴-온되어 정전압원으로부터 인가된 구동전압(Vcc)이 그라운드로 패스된다. 따라서, 음량제어집적소자(4)에는 로직 '로우'상태의 펄스신호가 입력된다.

이와 반대로, 단안정발전기(5)의 6번핀 및 10번핀의 출력파형이 로직 '로우'상태이면 인버팅트랜지스터(8,9)는 턴-오프되어 정전압원으로부터 인가된 구동전압(Vcc)이 음량제어집적소자(4)에 공급된다. 따라서, 음량제어집적소자(4)에는 로직 '하이'상태의 펄스신호가 입력된다.

결과적으로, 단안정발진기(5)의 6번핀 및 10번핀의 출력파형은 인버팅트랜지스터(8,9)에 의해 반전되어 음량제어집적소자의 제1 및 제2입력단자에는 단안정발진기(5)의 출력파형에 대하여 반전된 파형이 입력된다.

여기서, 미설명부호 R1 및 R2는 엔코더(2)의 파형출력을 위한 부하저항이고, R3은 제어트랜지스터(10)의 온-오프동작시 에러방지를 위한 저항이며, R4은 제어트랜지스터(10)를 턴-온시키기 위한 바이어스저항이고, C3 및 R5는 단안정발진기(5)이 10번핀에서 출력되는 파형의 폭을 제어하기 위한 시정수회로이며, C4 및 R6은 단안정발전기(5)의 6번핀에서 출력되는 파형의 폭을 제어하기 위한 시정수회로이다.

또한, R7과 R8 및 R9와 R10은 반전저항이고, C1 및 C2는 엔코더(2)접점에 의한 접점노이즈필터용 커패시터이며, D2 및 D3는 단안정발진기(5)의 7번핀과 9번핀간의 간섭을 방지하기 위한 역전압방지용 다이오드이고, D1은 D2와 D3에 걸리는 순방향전압에 의한 제어트랜지스터(10)의 오동작을 방지하기 위한 전압강하용 다이오드이다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작에 대하여 제6도 내지 제9도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 단안정발진기(5)는 제6도에 도시된 바와 같이, 각각의 핀에 대응하는 입/출력포트가 설정되어 있다. 또한, 입력된 상태에 따라 출력신호가 제6도에 도시된 바와 같이 설정되어 있다.

엔코더(2)를 회전시키지 않는 정상상태에서는 단안정발진기(5)의 7번핀과 9번핀의 -Q단자는 트리거입력신호가 입력되지 않으므로 로직 '하이'상태를 유지하게 된다. 이에 따라, 역전압방지용 다이오드(D2,D3)는 역바이어스가 걸려 턴-오프되고, 제어트랜지스터(10)는 순바이어스 저항(R4) 및 다이오드(D1)를 통하여 순바이어스가 걸려 턴-온된다.

이때, 엔코더(2)를 반시계방향으로 회전시키면, 제7도에 도시된 점선에서와 같은, 위상차가 서로 상이한 파형이 엔코더(2)의 제1 및 제2출력단자를 통하여 출력된다.

이때, 제6도에 도시된 진리표에 의거하여 T2 구간에서 단안정발진기(5)의 4번핀은 로직 '로우'상태에서 로직 '하이'상태로 반전된 신호를 입력받게 되므로 7번핀의 -Q단자가 로직 '로우'상태에 되고, 역전압방지용 다이오드(D2)가 턴-오프됨과 동시에 제어트랜지스터(10)가 턴-온되어 엔코더(2)의 출력파형은 제7도에 도시된 실선파형과 같이 변화된다. 이에 따라, 단안정발진기(5)의 6번핀은 실선파형과 같이 변화된 파형과 진리표에 의거하여 시정수회로(C4,R6)에 의해 설정된 소정펄스폭을 갖는 펄스신호를 출력하고, 10번핀에는 그라운드레벨의 전압이 유지된다.

만약, 엔코더(2)를 시계방향으로 회전시키면, 제8도에 도시된 점선에서와 같은, 위상차가 서로 상이한 파형이 엔코더(2)의 제1 및 제2출력단자를 통하여 출력된다.

이때, 제6도에 도시된 진리표에 의거하여 T2 구간에서 단안정발진기(5)의 12번은 로직 '로우'상태에서 로직 '하이'상태로 반전된 신호를 입력받게 되므로 9번핀의 -Q단자가 로직 '로우'상태에 되고, 역전압방지용 다이오드(D3)가 턴-온됨과 동시에 제어트랜지스터(10)가 턴-오프되어 엔코더(2)의 출력파형은 제8도에 도시된 실선파형과 같이 변화된다. 이에 따라, 단안정발진기(5)의 10번핀은 실선파형과 같이 변화된 파형과 진리표에 의거하여 시정수회로(C3,R5)에 의해 설정된 소정펄스폭을 갖는 펄스신호를 출력하고, 6번핀에는 그라운드레벨의 전압이 유지된다. 이러한 엔코더(2)의 출력파형과 단안정발진기(5)의 출력파형과의 관계를 제9도에 도시하였다.

한편, 본 발명에 적용된 인버터(7)는 음량제어집적소자(4)가 '로우액티브(low active)'의 특성을 나타내므로, 단안정발진기(5)의 출력파형을 반전시키기 위하여 장착한 것으로서, 음량제어집적소자(4)의 동작특성에 따라 삭제 구성할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

결국, 전술한 바와 같이 본 발명에 의한 엔코더를 이용한 음량제어장치에 따르면, 고가의 주제어장치와 수정발진자 대신에 저가의 단안정발진기를 사용함으로써, 제품의 생산가격을 절감하여 소비자에게 경제적인 부담을 해소시키고, 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 엔코더의 출력단자에 노이즈필터용 커패시터를 우가 장착함으로써, 엔코더와 단안정말진기간에 발생할 수 있는 접점노이즈를 미연에 방지하여 음량제어장치의 안정된 동작을 실현할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 엔코더에서 출력되는 복수개의 출력파형을 이용하여 음량을 증감시키도록 복수개의 파형을 출력하는 엔코더와, 복수개의 입력 중 어느 하나의 입력이 직류레벨을 유지하는 경우에만 음량제어기능을 수행하는 음량제어소자를 구비하는 음량제어장치에 있어서: 상기 엔코더에서 출력되는 복수개의 출력파형 중 어느 하나를 선택적으로 제거하는 제어기; 상기 엔코더에서 출력된 복수개의 출력파형으로부터 위상차를 검출하고, 검출된 위상차에 따라 상기 제어기의 동작을 제어함과 동시에, 상기 검출된 위상차에 따라 음량제어소자에 인가되는 출력파형의 듀티를 가변하는 단안정발전기를 구비하는 엔코더를 이용한 음량제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 단안정발진기는, 상기 엔코더가 반시계방향으로 회전됨에 따라, 상기 엔코더로부터 출력되고 상이한 위상차를 갖는 펄스신호를 인가받아 상기 단안정발 진기를 구동시키고, 상기 음량제어소자에 장착된 복수개의 입력단 중 어느 하나의 입력단에 소정듀티를 갖는 펄스신호를 출력함과 동시에 제어기를 구동중지시키고, 상기 음량제어소자의 다른 하나의 입력단에는 그라운드레벨의 전위를 출력하며; 상기 엔코더가 시계방향으로 회전됨에 따라, 상기 엔코더로부터 출력되고 상이한 위상차를 갖는 펄스신호를 인가받아 상기 단안정발진기를 구동시키고, 상기 음량제어소자의 다른 하나의 입력단에는 소정듀티를 갖는 펄스신호를 출력함과 동시에 제어기를 구동중지시키고, 어느 하나의 입력단에는 그라운드레벨의 전위를 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 엔코더를 이용한 음량제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 단안정발진기로부터 출력된 제어신호에 따라 스위칭상태가 제어되어, 상기 엔코더의 구동상태를 제어하는 제어트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 엔코더를 이용한 음량제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 엔코더와 상기 단안정발진기 사이에, 상기 엔코더와 상기 단안정발진기가 접속된 지점에 접점노이즈가 발생하는 것을 방지하도록 상기 엔코더에 장착된 복수개의 출력단에 각각 장착된 복수개의 노이즈필터링 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엔코더를 이용한 음량제어장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 단안정발진기와 상기 음량제어소자 사이에, 음량제어소자가 로직 '로우'상태에서 구동되도록 상기 단안정발진기의 출력펄스를 반전시키는 인버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엔코더를 이용한 음량제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 인버터는, 상기 단안정발진기에 장착된 복수개의 출력단으로부터 출력된 펄스신호가 로직 '하이'상태이면 정전압원으로부터 인가된 구동전압을 그라운드로 패스시키고, 상기 단안정발진기의 출력펄스가 로직 '로우'상태이면 정전압원으로부터 인가된 구동전압이 상기 음량제어소자에 장착된 복수개의 입력단자에 인가되도록 스위칭하는 복수개의 스위칭용 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 엔코더를 이용한 음량제어장치.