KR102777910B1 - A current driven amplifier of multi speaker adaptive type for detecting speaker nominal impedance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스피커와 직렬로 연결 된 전류 신호원 저항(전류 구동용 분배 저항) 간의 전압 차이를 제어 회로(MCU)에서 감지하여 증폭기의 출력을 결정하는 피드백 게인(귀환 이득) 값을 자동으로 조정할 수 있어, 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 다른 스피커가 연결될 때에도 동일한 앰프 출력을 얻을 수 있는 효과를 제공하는 발명으로, 전력증폭기(100), 전류 피드백과 전압 피드백을 위한 주파수 특성 개선 회로(200), 발진 방지 회로(300), 스피커 적응형 이득 조절부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an effect of automatically adjusting a feedback gain (feedback gain) value that determines the output of an amplifier by detecting a voltage difference between a current signal source resistance (current driving distribution resistance) connected in series with a speaker in a control circuit (MCU), thereby obtaining the same amplifier output even when a speaker having a different nominal impedance is connected to a current driving amplifier. The invention is characterized by including a power amplifier (100), a frequency characteristic improvement circuit (200) for current feedback and voltage feedback, an oscillation prevention circuit (300), and a speaker adaptive gain control unit (400).
Description
본 발명은 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 다른 스피커가 연결될 때에도 동일한 앰프 출력을 얻고자하는 것으로서 스피커와 직렬로 연결 된 전류 신호원 저항(전류 구동용 분배 저항) 간의 전압 차이를 제어 회로(MCU)에서 감지하여 증폭기의 출력을 결정하는 피드백 게인(귀환 이득) 값을 자동으로 조정하는 전류 구동 앰프 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a current-driven amplifier device which automatically adjusts a feedback gain value that determines the output of the amplifier by detecting a voltage difference between a current signal source resistance (current-driven distribution resistor) connected in series with a speaker, by a control circuit (MCU), so as to obtain the same amplifier output even when a speaker having a different nominal impedance is connected to the current-driven amplifier.
음향 증폭기인 오디오 앰프에서 아날로그 회로를 기반으로 설계 된 클래스 AB급이 주로 많이 사용된다. 그 이유는 A급의 우수한 음질과 B급의 전력 증폭을 혼용한 회로로서 효율면에서는 A급 앰프보다 높고, 음향 특성 면에서는 B급보다 우수하기 때문이다.Class AB, which is designed based on analog circuits, is mainly used in audio amplifiers, which are sound amplifiers. This is because it is a circuit that combines the excellent sound quality of Class A and the power amplification of Class B, and is more efficient than Class A amplifiers and has better sound characteristics than Class B.
또한 앰프에 입력되는 원 아날로그 신호를 전류증폭, 전압증폭 된 아날로그 출력신호를 스피커에 바로 전달할 수 있기 때문에 신호의 왜곡이 적으며, 부드러우면서도 다이나믹한 음향 출력을 얻을 수 있기 때문이다.Also, because the original analog signal input to the amplifier can be directly transmitted to the speaker as an analog output signal that has been amplified by current and voltage, there is less signal distortion and a smooth yet dynamic sound output can be obtained.
스피커 유닛은 한 개의 스피커로 가청주파수 대역을 재생하는 풀 레인지 스피커, 저역 주파수 영역을 재생하는 우퍼 스피커, 중간 주파수를 재생하는 미드 레인지 스피커, 고역 주파수를 재생하는 트위터로 크게 나눌 수 있다.Speaker units can be broadly divided into full-range speakers that reproduce the audible frequency range with a single speaker, woofer speakers that reproduce low-frequency ranges, mid-range speakers that reproduce intermediate frequencies, and tweeters that reproduce high-frequency ranges.
스피커 시스템은 각 스피커의 재생 주파수 영역에 맞도록 설계 된 크로스 오버 필터를 거친 후 해당 스피커 유닛에 연결되고 스피커 인클로저에 내장하여 구동시키는 장치이다.A speaker system is a device that is connected to the corresponding speaker unit after passing through a crossover filter designed to match the playback frequency range of each speaker and is built into the speaker enclosure to drive it.
하이파이 스피커나 휴대용 스피커, 프로음향 스피커 시스템에 사용되는 스피커는 임피던스를 가지고 있다. 사용되는 스피커의 공칭 임피던스는 주로 4옴, 8옴 스피커 유닛을 많이 사용하며, 블루투스 스피커와 같이 저 음향을 출력하는 스피커 장치에는 2옴 스피커도 사용하며, 대형의 스피커에서는 16옴 스피커를 사용하는 경우도 있다.Speakers used in hi-fi speakers, portable speakers, and professional audio speaker systems have impedance. The nominal impedance of the speakers used is mainly 4 ohm and 8 ohm speaker units, and 2 ohm speakers are also used in speaker devices that output low sound, such as Bluetooth speakers, and 16 ohm speakers are sometimes used in large speakers.
오디오 앰프 제조사들은 주로 8옴과 4옴의 스피커를 사용하는 것에 맞추어 앰프 회로와 출력을 설계 제조하며 대부분의 앰프들은 출력되는 일부 신호를 피드백 하는 방법에 전압 피드백을 사용한다.Audio amplifier manufacturers primarily design and manufacture amplifier circuits and outputs for use with 8-ohm and 4-ohm speakers, and most amplifiers use voltage feedback as a method of feeding back a portion of the output signal.
전압 구동 앰프가 8옴 임피던스에 맞추어 설계하는 경우 보통 1Khz, 1.44Vpp를 인가하여 8옴 로드 저항에 걸리는 전압으로 최대 전력을 계산하는 것이 일반적이다.When a voltage-driven amplifier is designed for 8 ohm impedance, it is common to calculate the maximum power by applying 1.44 Vpp at 1 kHz and the voltage across the 8 ohm load resistance.
8옴의 스피커 공칭 임피던스에 맞춰 설계 된 앰프에 4옴 임피던스를 가지는 스피커 장치를 연결하면 이론적으로는 스피커에 2배의 전력이 출력된다.Connecting a speaker device with an impedance of 4 ohms to an amplifier designed for a speaker nominal impedance of 8 ohms will theoretically output twice as much power to the speaker.
앰프의 최대 출력이 장시간 지속적으로 스피커에 인가되게 되면 앰프와 스피커에 무리가 따라 고장의 원인이 되기 때문에 입력 단에 볼륨으로 입력 신호를 줄여 주어야한다. 하지만 대부분의 하이파이 오디오는 가정에서 사용하기 때문에 앰프의 최대 출력을 연속적으로 출력하는 일을 거의 없어 문제 발생의 여지는 적은 편이다.If the maximum output of the amplifier is continuously applied to the speaker for a long time, it can cause damage to the amplifier and speaker due to the strain on them, so the input signal should be reduced by the volume at the input terminal. However, since most hi-fi audio devices are used at home, the maximum output of the amplifier is rarely continuously output, so there is little room for problems to occur.
산업용 앰프에서는 여러 개의 스피커 시스템을 하나의 앰프에 연결하여 사용하는 경우가 종종있다. 그래서 16옴 임피던스 스피커 시스템을 병렬로 연결하여 4옴으로 구성하여 앰프와 연결하여 사용한다. 그래서 앰프 입력 단에 리미터 회로를 삽입하여 입력 신호가 최대치를 넘기지 않도록 하는 기술을 사용한다.In industrial amplifiers, it is often the case that multiple speaker systems are connected to a single amplifier. So, a 16-ohm impedance speaker system is connected in parallel to form a 4-ohm system and connected to the amplifier. So, a technology is used to insert a limiter circuit into the amplifier input terminal to prevent the input signal from exceeding the maximum.
즉 8옴의 제작 된 전압 구동앰프에 4옴의 임피던스를 가진 스피커 장치를 연결하게 되면 스피커에 걸리는 최대 출력은 이론적으로 약 2배가 된다.That is, if you connect a speaker device with an impedance of 4 ohms to an 8 ohm-powered amplifier, the maximum output to the speaker will theoretically approximately double.
전류 구동앰프는 이와 반대의 경우가 발생된다. 왜냐하면 전류 구동 앰프는 출력되는 신호가 스피커를 거치고 전류 부하인 저항사이에서 전류 신호원을 추출하여 입력 단으로 부귀환 시키기 때문이다. 즉 앰프를 설계할 때 스피커 공칭 임피던스 8옴에 대한 전류 부하인 저항 값을 결정하여 최대 출력과 평균 출력을 결정하기 때문이다. The opposite case occurs with current-driven amplifiers. This is because the output signal of a current-driven amplifier passes through a speaker and extracts the current signal source between the current load resistors and feeds it back to the input terminal. That is, when designing an amplifier, the maximum output and average output are determined by determining the resistance value, which is the current load, for the speaker's nominal impedance of 8 ohms.
이때 4옴의 스피커가 연결되면 스피커의 출력 전력은 절반으로 줄어든다. 이 현상은 스피커 공칭 임피던스가 변화되면 전류 부하인 저항 값도 여기에 맞추어 변화를 주어야 최대 출력을 얻을 수가 있지만, 이 전류 부하인 저항의 전력은 매우 크기 때문에 이것을 변화시킬 수가 없어 증폭도를 조절하는 방안이 요구 된다.At this time, if a 4-ohm speaker is connected, the speaker's output power is reduced by half. This phenomenon occurs because when the speaker's nominal impedance changes, the current load resistance value must also change accordingly to obtain maximum output, but since the power of this current load resistance is very large, it cannot be changed, so a method of adjusting the amplification is required.
따라서 본 발명을 통해 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 다른 스피커를 연결하여도 앰프의 출력에 변화가 없도록 하기 위한 기술적 해결 방안으로 부 귀환 회로 중에서, 귀환 되는 신호의 크기를 결정하는 저항의 크기 값을 자동으로 조절하는 전류 구동 앰프를 제안하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention proposes a current-driven amplifier that automatically adjusts the size value of the resistance that determines the size of the feedback signal among the feedback circuits as a technical solution to ensure that there is no change in the output of the amplifier even when a speaker having a different nominal impedance is connected to the current-driven amplifier.
본 발명은 스피커와 직렬로 연결 된 전류 신호원 저항(전류 구동용 분배 저항) 간의 전압 차이를 제어 회로(MCU)에서 감지하여 증폭기의 출력을 결정하는 피드백 게인(귀환 이득) 값을 자동으로 조정하여 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 다른 스피커가 연결될 때에도 동일한 앰프 출력을 얻고자하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to obtain the same amplifier output even when a speaker having a different nominal impedance is connected to a current-driven amplifier by automatically adjusting a feedback gain value that determines the output of the amplifier by detecting the voltage difference between a current signal source resistance (current driving distribution resistance) connected in series with a speaker in a control circuit (MCU).
상기 목적 달성을 위한 스피커 공칭 임피던스를 감지하는 다종 스피커 적응형 전류 구동 앰프는,A multi-speaker adaptive current drive amplifier for detecting speaker nominal impedance to achieve the above purpose is provided.
오디오 신호원(10)으로부터 제공된 오디오 신호를 증폭시켜 앰프에 연결된 스피커(20)로 제공하는 전력증폭기(100)와;A power amplifier (100) that amplifies an audio signal provided from an audio signal source (10) and provides it to a speaker (20) connected to the amplifier;
앰프에 연결된 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부를 전류원과 전압원으로 피드백하되, 피드백 과정에서 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 주파수 특성을 개선하는 주파수 특성 개선 회로(200)와;A frequency characteristic improvement circuit (200) that feeds back a portion of the output audio signal of a speaker (20) connected to an amplifier to a current source and a voltage source, while improving the frequency characteristic of the output audio signal of the speaker (20) during the feedback process;
앰프에 연결된 스피커(20)에서 출력되는 출력 오디오 신호의 발진을 방지하는 발진 방지 회로(300)와;An oscillation prevention circuit (300) that prevents oscillation of an output audio signal output from a speaker (20) connected to an amplifier;
앰프에 각기 다른 공칭 임피던스를 갖는 다종의 스피커(20)가 연결되어도 앰프 출력이 동일하도록, 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값을 자동으로 조절하는 스피커 적응형 이득 조절부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including a speaker adaptive gain control unit (400) that automatically adjusts the feedback gain value of the amplifier so that the amplifier output is the same even when various speakers (20) having different nominal impedances are connected to the amplifier.
본 발명은 스피커와 직렬로 연결 된 전류 신호원 저항(전류 구동용 분배 저항) 간의 전압 차이를 제어 회로(MCU)에서 감지하여 증폭기의 출력을 결정하는 피드백 게인(귀환 이득) 값을 자동으로 조정할 수 있어, 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 다른 스피커가 연결될 때에도 동일한 앰프 출력을 얻을 수 있는 효과를 제공한다.The present invention automatically adjusts the feedback gain value that determines the output of an amplifier by detecting the voltage difference between the current signal source resistance (current driving distribution resistance) connected in series with the speaker in a control circuit (MCU), thereby providing the effect of obtaining the same amplifier output even when a speaker having a different nominal impedance is connected to the current driving amplifier.
도 1은 본 발명의 세부 구성도
도 2, 3은 전압 구동 앰프에 각기 다른 공칭 임피던스를 갖는 스피커가 연결된 경우의 앰프 출력과 스피커 출력을 나타낸 예시도
도 4, 5는 전류 구동 앰프에 각기 다른 공칭 임피던스를 갖는 스피커가 연결된 경우의 앰프 출력과 스피커 출력을 나타낸 예시도Figure 1 is a detailed configuration diagram of the present invention.
Figures 2 and 3 are examples showing amplifier output and speaker output when speakers with different nominal impedances are connected to a voltage-driven amplifier.
Figures 4 and 5 are examples showing amplifier output and speaker output when speakers with different nominal impedances are connected to the current-driven amplifier.
본 발명인 스피커 공칭 임피던스를 감지하는 다종 스피커 적응형 전류 구동 앰프는 스피커와 직렬로 연결 된 전류 신호원 저항(전류 구동용 분배 저항) 간의 전압 차이를 제어 회로(MCU)에서 감지하여 증폭기의 출력을 결정하는 피드백 게인(귀환 이득) 값을 자동으로 조정할 수 있어, 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 다른 스피커가 연결될 때에도 동일한 앰프 출력을 얻을 수 있는 효과를 제공하는 발명으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력증폭기(100), 전류 피드백과 전압 피드백을 위한 주파수 특성 개선 회로(200), 발진 방지 회로(300), 스피커 적응형 이득 조절부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a multi-speaker adaptive current drive amplifier that detects a speaker's nominal impedance, which detects a voltage difference between a current signal source resistance (current drive distribution resistor) connected in series with a speaker in a control circuit (MCU) to automatically adjust a feedback gain (feedback gain) value that determines the output of the amplifier, thereby providing an effect of obtaining the same amplifier output even when a speaker having a different nominal impedance is connected to the current drive amplifier. As illustrated in FIG. 1, the invention is characterized by including a power amplifier (100), a frequency characteristic improvement circuit (200) for current feedback and voltage feedback, an oscillation prevention circuit (300), and a speaker adaptive gain control unit (400).
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 전압 구동 앰프와 전류 구동 앰프의 스피커 공칭 임피던스에 따른 앰프 출력 특성을 비교 설명한다.Before going into a detailed description of the present invention, the amplifier output characteristics according to the speaker nominal impedance of a voltage-driven amplifier and a current-driven amplifier are compared and explained.
귀환 이득 저항이 330Ω인 전압 구동 앰프에 공칭 임피던스가 8Ω인 스피커가 연결된 경우를 예시한 도 2를 참조하면, 전압 구동 앰프의 출력은 약 43V이고, 8Ω 스피커 출력은 약 235W임을 알 수 있다.Referring to Fig. 2, which illustrates a case where a speaker with a nominal impedance of 8Ω is connected to a voltage-driven amplifier with a return gain resistance of 330Ω, it can be seen that the output of the voltage-driven amplifier is approximately 43V, and the output of the 8Ω speaker is approximately 235W.
또한, 귀환 이득 저항이 330Ω인 동일 전압 구동 앰프에 공칭 임피던스가 4Ω인 다른 스피커가 연결된 경우를 예시한 도 3을 참조하면, 전압 구동 앰프의 출력은 약 43V로 변함이 없고, 4Ω 스피커 출력은 약 470W임을 알 수 있다.Also, referring to Fig. 3, which illustrates a case where a different speaker having a nominal impedance of 4Ω is connected to the same voltage-driven amplifier having a feedback gain resistance of 330Ω, it can be seen that the output of the voltage-driven amplifier remains constant at approximately 43V, and the output of the 4Ω speaker is approximately 470W.
상기 예시로 볼때, 전압 구동 앰프의 경우, 각기 다른 공칭 임피던스커(8Ω, 4Ω)를 갖는 스피커가 각각 연결되는 경우, 앰프 출력은 스피커의 공칭 임피던스에 상관 없이 변동이 없으나 스피커 출력은 스피커의 공칭 임피던스에 반비례해 변화한다. As seen in the above example, in the case of a voltage-driven amplifier, when speakers with different nominal impedances (8Ω, 4Ω) are respectively connected, the amplifier output does not change regardless of the nominal impedance of the speaker, but the speaker output changes inversely proportional to the nominal impedance of the speaker.
귀환 이득 저항이 10kΩ인 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 8Ω인 스피커가 연결된 경우를 예시한 도 4를 참조하면, 전류 구동 앰프의 출력은 약 43V이고, 8Ω 스피커 출력은 약 250W임을 알 수 있다.Referring to Fig. 4, which illustrates a case where a speaker with a nominal impedance of 8Ω is connected to a current-driven amplifier with a feedback gain resistance of 10kΩ, it can be seen that the output of the current-driven amplifier is approximately 43V, and the output of the 8Ω speaker is approximately 250W.
또한, 귀환 이득 저항이 10kΩ인 동일 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 4Ω인 다른 스피커가 연결된 경우를 예시한 도 5를 참조하면, 전류 구동 앰프의 출력이 약 25V로 반감되고, 스피커 출력 역시 약 125W로 반감됨을 알 수 있다.Also, referring to Fig. 5, which illustrates a case where another speaker with a nominal impedance of 4Ω is connected to the same current-driven amplifier with a feedback gain resistance of 10kΩ, it can be seen that the output of the current-driven amplifier is halved to about 25V, and the speaker output is also halved to about 125W.
상기 예시로 볼때, 전류 구동 앰프의 경우, 각기 다른 공칭 임피던스커(8Ω, 4Ω)를 갖는 스피커가 각각 연결되는 경우, 앰프 출력과 스피커 출력은 스피커의 공칭 임피던스에 비례해 변화한다. As seen from the above example, in the case of a current-driven amplifier, when speakers with different nominal impedances (8Ω, 4Ω) are respectively connected, the amplifier output and speaker output change in proportion to the nominal impedance of the speakers.
즉, 전압 구동 앰프의 경우, 앰프 출력은 스피커의 공칭 임피던스에 영향을 받지 않으나, 전류 구동 앰프의 경우, 앰프 출력은 스피커의 공칭 임피던스에 영향을 받게 됨을 알 수 있다.That is, in the case of a voltage-driven amplifier, the amplifier output is not affected by the nominal impedance of the speaker, but in the case of a current-driven amplifier, the amplifier output is affected by the nominal impedance of the speaker.
바람직하게는 앰프의 출력은 앰프에 연결되는 스피커의 공칭 임피던스에 영향을 받지 않아야 하나, 전류 구동 앰프의 경우, 앰프의 출력이 앰프에 연결되는 스피커의 공칭 임피던스에 영향을 받게 되는 문제점을 갖고 있다.Ideally, the output of the amplifier should not be affected by the nominal impedance of the speaker connected to the amplifier, but current-driven amplifiers have the problem that the output of the amplifier is affected by the nominal impedance of the speaker connected to the amplifier.
본 발명은 상기와 같은 전류 구동 앰프의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스피커와 직렬로 연결 된 전류 신호원 저항(전류 구동용 분배 저항) 간의 전압 차이를 제어 회로(MCU)에서 감지하여 증폭기의 출력을 결정하는 피드백 게인(귀환 이득) 값을 자동으로 조정하여 전류 구동 앰프에 공칭 임피던스가 다른 스피커가 연결될 때에도 동일한 앰프 출력을 얻고자하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the current-driven amplifier as described above, and the purpose is to automatically adjust the feedback gain value that determines the output of the amplifier by detecting the voltage difference between the current signal source resistance (current-driven distribution resistance) connected in series with the speaker by a control circuit (MCU), so as to obtain the same amplifier output even when a speaker having a different nominal impedance is connected to the current-driven amplifier.
이하 도 1을 참조하여 본 발명의 특징을 상세히 설명한다.The features of the present invention will be described in detail with reference to Figure 1 below.
본 발명인 스피커 공칭 임피던스를 감지하는 다종 스피커 적응형 전류 구동 앰프는 도 1에 도시된 바와 같이,The present invention relates to a multi-speaker adaptive current drive amplifier for sensing speaker nominal impedance, as illustrated in Fig. 1.
오디오 신호원(10)으로부터 제공된 오디오 신호를 증폭시켜 앰프에 연결된 스피커(20)로 제공하는 전력증폭기(100)와;A power amplifier (100) that amplifies an audio signal provided from an audio signal source (10) and provides it to a speaker (20) connected to the amplifier;
앰프에 연결된 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부를 전류원과 전압원으로 피드백하되, 피드백 과정에서 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 주파수 특성을 개선하는 주파수 특성 개선 회로(200)와;A frequency characteristic improvement circuit (200) that feeds back a portion of the output audio signal of a speaker (20) connected to an amplifier to a current source and a voltage source, while improving the frequency characteristic of the output audio signal of the speaker (20) during the feedback process;
앰프에 연결된 스피커(20)에서 출력되는 출력 오디오 신호의 발진을 방지하는 발진 방지 회로(300)와;An oscillation prevention circuit (300) that prevents oscillation of an output audio signal output from a speaker (20) connected to an amplifier;
앰프에 각기 다른 공칭 임피던스를 갖는 다종의 스피커(20)가 연결되어도 앰프 출력이 동일하도록, 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값을 자동으로 조절하는 스피커 적응형 이득 조절부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including a speaker adaptive gain control unit (400) that automatically adjusts the feedback gain value of the amplifier so that the amplifier output is the same even when various speakers (20) having different nominal impedances are connected to the amplifier.
상기 전력증폭기(100)는 오디오 신호원(10)으로부터 제공된 오디오 신호를 증폭시켜 앰프에 연결된 스피커(20)로 제공하는 구성이다.The above power amplifier (100) is configured to amplify an audio signal provided from an audio signal source (10) and provide it to a speaker (20) connected to the amplifier.
상기 오디오 신호원(10)은 오디오 신호를 전력 증폭기로 제공하는 오디오 재생 장치일 수 있고, 스피커(20)는 증폭된 오디오 신호를 출력하는 음향 출력 장치이다.The above audio signal source (10) may be an audio reproduction device that provides an audio signal to a power amplifier, and the speaker (20) is an audio output device that outputs an amplified audio signal.
따라서 상기 전력 증폭기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 신호원(10)이 제공한 오디오 신호를 증폭시켜 스피커(20)로 제공한다.Therefore, the power amplifier (100) amplifies the audio signal provided by the audio signal source (10) and provides it to the speaker (20), as shown in FIG. 1.
상기 주파수 특성 개선 회로(200)는 앰프에 연결된 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부를 전류원과 전압원으로 하여 피드백하되, 피드백 과정에서 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 주파수 특성을 개선하는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 저항과 다수의 커패시터로 구성된다.The above frequency characteristic improvement circuit (200) is configured to feed back a portion of the output audio signal of a speaker (20) connected to an amplifier as a current source and a voltage source, and to improve the frequency characteristic of the output audio signal of the speaker (20) during the feedback process, and is composed of a plurality of resistors and a plurality of capacitors, as shown in Fig. 1.
특히, 주파수 특성 개선 회로(200)는 전류 구동을 위해 스피커(20) (-) 단자에 연결되는 전류 구동용 분배 저항(R6)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, the frequency characteristic improvement circuit (200) is characterized by including a current driving distribution resistor (R 6 ) connected to the speaker (20) (-) terminal for current driving.
본 발명의 앰프는 스피커(20)의 출력 오디오 신호 일부를 전압원과 전류원으로 전력증폭기(100) 측으로 피드백시켜, 스피커(20) 출력 오디오 신호의 주파수 특성이 스피커의 임피던스 주파수 특성을 갖도록 개선하는 전류 구동형 앰프이다.The amplifier of the present invention is a current-driven amplifier that feeds back a portion of the output audio signal of a speaker (20) to a power amplifier (100) as a voltage source and a current source, thereby improving the frequency characteristics of the output audio signal of the speaker (20) to have the impedance frequency characteristics of the speaker.
따라서 앰프에 연결된 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부를 전류원과 전압원으로 하여 전력증폭기(100) 측으로 피드백시키되, 피드백 과정에서 전력증폭기(100) 측으로 피드백되는 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 주파수 특성이 스피커의 임피던스 주파수 특성을 갖도록 하는 구성이 필요하며, 이를 위한 구성이 주파수 특성 개선 회로(200)이다.Therefore, a configuration is required in which a portion of the output audio signal of a speaker (20) connected to an amplifier is fed back to the power amplifier (100) as a current source and a voltage source, but the frequency characteristics of the output audio signal of the speaker (20) fed back to the power amplifier (100) during the feedback process have the impedance frequency characteristics of the speaker, and the configuration for this is a frequency characteristic improvement circuit (200).
즉, 상기 주파수 특성 개선 회로(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 저항과 다수의 커패시터로 구성되는데, 다수의 저항과 다수의 커패시터는 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부가 전압원과 전류원으로 하여 전력증폭기(100) 측으로 피드백되도록 하는 피드백 루프를 형성하고, 피드백 과정에서 다수의 저항과 다수의 커패시터로 구성된 주파수 특성 개선 회로에 의해 전력증폭기(100) 측으로 피드백되는 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 주파수 특성이 스피커의 임피던스 주파수 특성과 갖도록 개선 처리되고, 주파수 특성이 스피커의 임피던스 주파수 특성과 갖도록 개선 처리된 피드백된 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부가 오디오 신호원(10)으로부터 제공된 오디오 신호와 함께 전력증폭기(100)로 입력되어 증폭됨으로, 스피커(20)에서 출력되는 오디오 신호는 주파수 특성이 스피커의 임피던스 주파수 특성과 동일한 특성으로 출력된다.That is, the frequency characteristic improvement circuit (200) is composed of a plurality of resistors and a plurality of capacitors, as illustrated in FIG. 1. The plurality of resistors and the plurality of capacitors form a feedback loop in which a portion of the output audio signal of the speaker (20) is fed back to the power amplifier (100) as a voltage source and a current source. In the feedback process, the frequency characteristic of the output audio signal of the speaker (20) fed back to the power amplifier (100) is improved and processed by the frequency characteristic improvement circuit composed of a plurality of resistors and a plurality of capacitors so that it has the same frequency characteristic as the impedance frequency characteristic of the speaker. In addition, a portion of the output audio signal of the speaker (20) that has been improved and processed so that it has the same frequency characteristic as the impedance frequency characteristic of the speaker is input to the power amplifier (100) together with the audio signal provided from the audio signal source (10) and amplified. Thus, the audio signal output from the speaker (20) is output with the same frequency characteristic as the impedance frequency characteristic of the speaker.
특히, 주파수 특성 개선 회로는 전류 구동을 위해 스피커(20) (-) 단자에 연결되는 전류 구동용 분배 저항(R6)을 포함하는데, 상기 전류 구동용 분배 저항(R6)은 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부를 전류원으로 피드백시키기 위한 구성이며, 후술할 스피커 적응형 이득 조절부(400)가 앰프에 연결된 스피커의 공칭 임피던스를 측정하는데 이용된다.In particular, the frequency characteristic improvement circuit includes a current driving distribution resistor (R 6 ) connected to the (-) terminal of the speaker (20) for current driving, the current driving distribution resistor (R 6 ) being configured to feed back a portion of the output audio signal of the speaker (20) to a current source, and the speaker adaptive gain control unit (400) described below is used to measure the nominal impedance of the speaker connected to the amplifier.
상기 발진 방지 회로(300)는 앰프에 연결된 스피커(20)에서 출력되는 출력 오디오 신호의 발진을 방지하는 구성이다.The above-mentioned anti-oscillation circuit (300) is configured to prevent oscillation of an output audio signal output from a speaker (20) connected to an amplifier.
앰프에 연결된 스피커(20)에서 오디오 신호 출력 시, 임의의 고주파에서 발진이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위한 수단이 발진 방지 회로(300)이고, 발진 방지 회로(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 직렬 연결된 저항과 커패시터로 구성된다.When an audio signal is output from a speaker (20) connected to an amplifier, oscillation may occur at an arbitrary high frequency. A means for preventing this is an oscillation prevention circuit (300). The oscillation prevention circuit (300) is composed of a resistor and a capacitor connected in series, as shown in Fig. 1.
상기 스피커 적응형 이득 조절부(400)는 앰프에 각기 다른 공칭 임피던스를 갖는 다종의 스피커(20)가 연결되어도 앰프 출력이 동일하도록, 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값을 자동으로 조절하는 구성이다.The above speaker adaptive gain control unit (400) is configured to automatically adjust the feedback gain value of the amplifier so that the amplifier output is the same even when various speakers (20) having different nominal impedances are connected to the amplifier.
바람직하게는 앰프의 출력은 앰프에 연결되는 스피커의 공칭 임피던스에 영향을 받지 않아야 한다. 전압 구동 앰프의 경우, 앰프의 출력이 앰프에 연결되는 스피커의 공칭 임피던스에 영향을 받지 않지만, 본 발명과 같은 전류 구동 앰프의 경우, 앰프의 출력이 앰프에 연결되는 스피커의 공칭 임피던스에 영향을 받게 되는 문제점을 갖고 있다.Preferably, the output of the amplifier should not be affected by the nominal impedance of the speaker connected to the amplifier. In the case of a voltage-driven amplifier, the output of the amplifier is not affected by the nominal impedance of the speaker connected to the amplifier, but in the case of a current-driven amplifier such as the present invention, there is a problem in that the output of the amplifier is affected by the nominal impedance of the speaker connected to the amplifier.
따라서 전류 구동형 앰프의 경우, 공칭 임피던스가 각기 다른 스피커들이 연결되어도 공칭 임피던스가 각기 다른 스피커들의 연결에 상관 없이 항상 동일한 앰프 출력을 발생시켜야 하는 필요성이 있고, 이를 위한 구성이 스피커 적응형 이득 조절부(400)이다.Therefore, in the case of a current-driven amplifier, there is a need to always generate the same amplifier output regardless of the connection of speakers with different nominal impedances, even when speakers with different nominal impedances are connected, and the configuration for this is a speaker adaptive gain control unit (400).
구체적으로, 상기 스피커 적응형 이득 조절부(400)는 도 1에 도시된 바와 같이,Specifically, the speaker adaptive gain control unit (400) is as shown in Fig. 1.
MCU(480)가 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 측정할 수 있는 전압 측정 라인이 형성되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 제1 릴레이 스위치 SW1(410)과,A first relay switch SW1 (410) that performs a switching operation under the control of the MCU (480) so that a voltage measurement line is formed that can measure the voltage level applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20),
제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제1 이득 조절 저항 R1(440)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제1 이득 조절 저항 R1(440)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)이 연결되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 제2 릴레이 스위치 SW2(420)와,When a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to an amplifier, a second relay switch SW2 (420) that performs a switching operation under the control of an MCU (480) so that a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the first gain adjustment resistor R1 (440) so that the first gain adjustment resistor R1 (440) is used to adjust the feedback gain value of the amplifier, and
제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제2 이득 조절 저항 R2(450)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제2 이득 조절 저항 R2(450)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)이 연결되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 제3 릴레이 스위치 SW3(430)와,When a speaker (20) having a second nominal impedance is connected to the amplifier, a third relay switch SW3 (430) that performs a switching operation under the control of an MCU (480) so that a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the second gain adjustment resistor R2 (450) so that the second gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain value of the amplifier, and
제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되는 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)과,When a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier, a first feedback gain adjustment resistor R1 (440) used to adjust the feedback gain value of the amplifier so that a reference amplifier output is generated,
제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우와 동일한 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되는 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)와,When a speaker (20) having a second nominal impedance is connected to the amplifier, a second feedback gain adjustment resistor R2 (450) used to adjust the feedback gain value of the amplifier so that the same reference amplifier output is generated as when a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier,
제2 릴레이 스위치 SW2(420)의 스위칭 동작 시, 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)에 연결되고, 제3 릴레이 스위치 SW3(430) 스위칭 동작 시, 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)에 연결되는 DC 제거용 커패시터 C1(460)과,When the second relay switch SW2 (420) is switched, a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the first feedback gain adjustment resistor R1 (440), and when the third relay switch SW3 (430) is switched, a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the second feedback gain adjustment resistor R2 (450),
앰프에 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스 체크를 위해 사용자가 조작하는 버튼스위치 SW4(470)와,A user-operated button switch SW4 (470) for checking the nominal impedance of a speaker (20) connected to an amplifier,
사용자가 버튼스위치 SW4(470) 조작 시, 앰프에 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스 파악과 스피커(20)의 공칭 임피던스 파악 결과에 따라 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)과 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450) 중, 어느 하나가 기준 앰프 출력을 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제1 릴레이 스위치 SW1(410)과 제2 릴레이 스위치 SW2(420)와 제3 릴레이 스위치 SW3(430)의 동작을 제어하는 MCU(480)를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including an MCU (480) that controls the operation of a first relay switch SW1 (410), a second relay switch SW2 (420), and a third relay switch SW3 (430) so that when a user operates a button switch SW4 (470), the nominal impedance of a speaker (20) connected to an amplifier is identified, and according to the result of identifying the nominal impedance of the speaker (20), one of the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) and the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier to generate a reference amplifier output.
상기 제1 릴레이 스위치 SW1(410)는 MCU(480)가 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 측정할 수 있는 전압 측정 라인이 형성되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 구성으로, 평상시에는 오프(OFF)되어 있다가 MCU(480)의 제어에 따라 온(ON)되어, MCU(480)가 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 측정할 수 있도록 하는 전압 측정 라인이 형성되도록 한다.The above first relay switch SW1 (410) is configured to perform a switching operation under the control of the MCU (480) so that a voltage measurement line is formed, which enables the MCU (480) to measure the voltage magnitude applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20). Normally, it is turned off, but under the control of the MCU (480), it is turned on, so that a voltage measurement line is formed, which enables the MCU (480) to measure the voltage magnitude applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20).
MCU(480)는 제1 릴레이 스위치 SW1(410)가 온(ON)됨에 따라 형성된 전압 측정 라인을 통해 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 측정하게 된다.The MCU (480) measures the voltage level between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20) through the voltage measurement line formed when the first relay switch SW1 (410) is turned on.
상기 제2 릴레이 스위치 SW2(420)는 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제1 이득 조절 저항 R1(440)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제1 이득 조절 저항 R1(440)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)이 연결되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 구성으로, 평상시에는 오프(OFF)되어 있다가 MCU(480)의 제어에 따라 온(ON)되어, 제1 이득 조절 저항 R1(440)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 한다.The above second relay switch SW2 (420) is configured to perform a switching operation under the control of an MCU (480) so that a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the first gain adjustment resistor R1 (440) so that the first gain adjustment resistor R1 (440) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier when a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier. The switching operation is normally OFF, and is turned ON under the control of the MCU (480) so that the first gain adjustment resistor R1 (440) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier.
예를 들어, 8Ω인 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, MCU(480)는 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 이용해 앰프에 8Ω인 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 연결된 것으로 판단하게 되는데, 이 경우, MCU(480)는 오프(OFF)되어 있던 제2 릴레이 스위치 SW2(420)가 온(ON)되도록 스위칭 제어하여 제1 이득 조절 저항 R1(440)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)을 연결시켜, 제1 이득 조절 저항 R1(440)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 한다.For example, when a speaker (20) having a first nominal impedance of 8Ω is connected to an amplifier, the MCU (480) determines that a speaker (20) having a first nominal impedance of 8Ω is connected to the amplifier by using the voltage magnitude applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) and the speaker (20). In this case, the MCU (480) performs switching control so that the second relay switch SW2 (420), which was turned off, is turned on, thereby connecting the DC removal capacitor C1 (460) to the first gain adjustment resistor R1 (440), so that the first gain adjustment resistor R1 (440) is used to adjust the feedback gain value of the amplifier.
상기 제3 릴레이 스위치 SW3(430)는 제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제2 이득 조절 저항 R2(450)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제2 이득 조절 저항 R2(450)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)이 연결되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 구성으로, 평상시에는 오프(OFF)되어 있다가 MCU(480)의 제어에 따라 온(ON)되어, 제2 이득 조절 저항 R2(450)가 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 한다.The above third relay switch SW3 (430) is configured to perform a switching operation under the control of the MCU (480) so that the DC removal capacitor C1 (460) is connected to the second gain adjustment resistor R2 (450) so that the second gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier when a speaker (20) having the second nominal impedance is connected to the amplifier. The switching operation is normally OFF, and is turned ON under the control of the MCU (480) so that the second gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier.
예를 들어, 4Ω인 제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, MCU(480)는 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 이용해 앰프에 4Ω인 제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 연결된 것으로 판단하게 되는데, 이 경우, MCU(480)는 오프(OFF)되어 있던 제3 릴레이 스위치 SW3(430)이 온(ON)되도록 스위칭 제어하여 제2 이득 조절 저항 R2(450)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)을 연결시켜, 제2 이득 조절 저항 R2(450)가 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 한다.For example, when a speaker (20) having a second nominal impedance of 4Ω is connected to the amplifier, the MCU (480) determines that a speaker (20) having a second nominal impedance of 4Ω is connected to the amplifier by using the voltage magnitude applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) and the speaker (20). In this case, the MCU (480) performs switching control so that the third relay switch SW3 (430), which was turned off, is turned on, thereby connecting the DC removal capacitor C1 (460) to the second gain adjustment resistor R2 (450), so that the second gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain value of the amplifier.
상기 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)은 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되는 구성이다.The above first feedback gain adjustment resistor R1 (440) is a configuration used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier so that a reference amplifier output is generated when a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier.
예를 들어, 8Ω인 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, MCU(480)의 제어에 따라 온(ON)되는 제2 릴레이 스위치 SW2(420)의 스위칭 동작에 의해 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)가 연결되고, 이로 인해, 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)은 피드백 회로의 일원으로 참가하여 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용된다.For example, when a speaker (20) having a first nominal impedance of 8Ω is connected to an amplifier, a DC removal capacitor C1 (460) is connected to a first feedback gain adjustment resistor R1 (440) by a switching operation of a second relay switch SW2 (420) that is turned on under the control of an MCU (480), and thus, the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) participates as a member of a feedback circuit and is used to adjust a feedback gain (feedback gain) value of the amplifier so that a reference amplifier output is generated.
상기 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)는 제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우와 동일한 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되는 구성이다.The above second feedback gain adjustment resistor R2 (450) is a configuration used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier so that when a speaker (20) having a second nominal impedance is connected to the amplifier, the same reference amplifier output is generated as when a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier.
예를 들어, 4Ω인 제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, MCU(480)의 제어에 따라 온(ON)되는 제3 릴레이 스위치 SW3(430)의 스위칭 동작에 의해 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)가 연결되고, 이로 인해, 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)는 피드백 회로의 일원으로 참가하여 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우와 동일한 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용된다.For example, when a speaker (20) having a second nominal impedance of 4Ω is connected to the amplifier, a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) by a switching operation of a third relay switch SW3 (430) that is turned on under the control of an MCU (480), and as a result, the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) participates as a member of a feedback circuit and is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier so that the same reference amplifier output as when a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier is generated.
상기 DC 제거용 커패시터 C1(460)은 제2 릴레이 스위치 SW2(420)의 스위칭 동작 시, 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)에 연결되고, 제3 릴레이 스위치 SW3(430) 스위칭 동작 시, 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)에 연결되는 구성이다.The above DC removal capacitor C1 (460) is configured to be connected to the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) when the second relay switch SW2 (420) is switched, and to the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) when the third relay switch SW3 (430) is switched.
상기 DC 제거용 커패시터 C1(460)은 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부가 전압원과 전류원으로 하여 전력증폭기(100) 측으로 피드백 시, 전력증폭기(200)로 유입되는 DC 성분을 제거하기 위해, MCU(480)의 제어에 따라 온(ON)되는 제2 릴레이 스위치 SW2(420) 또는 제3 릴레이 스위치 SW3(430)의 스위칭 동작에 의애 피드백 회로의 일원으로 참가하는 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)과 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450) 후단에 설치된다.The above DC removal capacitor C1 (460) is configured to participate as a member of a feedback circuit in accordance with the switching operation of the second relay switch SW2 (420) or the third relay switch SW3 (430) that is turned on under the control of the MCU (480) in order to remove the DC component flowing into the power amplifier (200) when a portion of the output audio signal of the speaker (20) is fed back to the power amplifier (100) as a voltage source and a current source, and is installed after the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) and the second feedback gain adjustment resistor R2 (450), as shown in FIG. 1.
전력증폭기(100)에 사용하는 전자부품인 RLC, 트랜지스터, FET등의 소자의 개별 특성은 모두 동일할 수가 없다. 매우 근접한 부품을 선별하여 사용하여도 그 오차로 인해 전력증폭기(100)를 통해 증폭된 오디오 신호에는 DC 성분이 어느 정도 포함된 상태로 스피커(20)에 전달되기 때문에, 전력증폭기(100)를 통해 증폭되어 스피커(20)로 전달된 오디오 신호에 포함된 DC 성분은 스피커(20)의 음질 열화와 더불어 비 선형성을 더욱 심화시킨다.The individual characteristics of electronic components such as RLC, transistor, and FET used in the power amplifier (100) cannot be all the same. Even if very similar components are selected and used, the audio signal amplified through the power amplifier (100) is transmitted to the speaker (20) with a certain degree of DC component due to the error, so the DC component included in the audio signal amplified through the power amplifier (100) and transmitted to the speaker (20) further aggravates nonlinearity as well as deteriorates the sound quality of the speaker (20).
따라서 전력증폭기(100) 측으로 피드백되는 스피커(20)의 출력 오디오 신호에 포함된 DC 성분을 상기 DC 제거용 커패시터 C1(460)를 통해 제거 내지는 저감 시켜 전력증폭기(100)를 통해 증폭된 오디오 신호에 DC 성분이 없게 하거나 작게 하는 것이다.Accordingly, the DC component included in the output audio signal of the speaker (20) fed back to the power amplifier (100) is removed or reduced through the DC removal capacitor C1 (460), thereby eliminating or reducing the DC component in the audio signal amplified through the power amplifier (100).
상기 버튼스위치 SW4(470)는 앰프에 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스 체크를 위해 사용자가 조작하는 구성이다.The above button switch SW4 (470) is configured to be operated by the user to check the nominal impedance of the speaker (20) connected to the amplifier.
앰프에 새로운 스피커(20)가 연결되는 경우, 새롭게 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스가 새로운 스피커가 연결되기 전의 기존 스피커(20)의 공칭 임피던스와 동일하면, 앰프 출력은 변화가 없지만, 만일, 새롭게 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스가 기존 스피커(20)의 공칭 임피던스보다 작으면 전류 구동형 앰프인 본 발명의 앰프 출력은 저하된다.When a new speaker (20) is connected to an amplifier, if the nominal impedance of the newly connected speaker (20) is the same as the nominal impedance of the existing speaker (20) before the new speaker is connected, there is no change in the amplifier output. However, if the nominal impedance of the newly connected speaker (20) is lower than the nominal impedance of the existing speaker (20), the amplifier output of the present invention, which is a current-driven amplifier, is reduced.
따라서 앰프에 새로운 스피커(20)가 연결되는 경우, 새롭게 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스를 체크하고, 스피커(20)의 공칭 임피던스에 상관 없이 앰프가 동일한 기준 앰플 출력을 낼 수 있도록, 새롭게 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스에 따라 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값이 자동으로 조절될 수 있도록 하는 명령을 사용자는 MCU(480)에 내려야 하는데, 이를 위한 구성이 사용자가 조작하는 버튼스위치 SW4(470)이다.Therefore, when a new speaker (20) is connected to the amplifier, the user must check the nominal impedance of the newly connected speaker (20) and issue a command to the MCU (480) to automatically adjust the feedback gain value of the amplifier according to the nominal impedance of the newly connected speaker (20) so that the amplifier can output the same standard amplifier output regardless of the nominal impedance of the speaker (20). The configuration for this is the button switch SW4 (470) operated by the user.
상기 MCU(480)는 사용자가 버튼스위치 SW4(470) 조작 시, 앰프에 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스 파악과 스피커(20)의 공칭 임피던스 파악 결과에 따라 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)과 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450) 중, 어느 하나가 기준 앰프 출력을 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제1 릴레이 스위치 SW1(410)과 제2 릴레이 스위치 SW2(420)와 제3 릴레이 스위치 SW3(430)의 동작을 제어하는 구성이다.The above MCU (480) is configured to control the operation of the first relay switch SW1 (410), the second relay switch SW2 (420), and the third relay switch SW3 (430) so that when the user operates the button switch SW4 (470), the nominal impedance of the speaker (20) connected to the amplifier is determined, and according to the result of determining the nominal impedance of the speaker (20), one of the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) and the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier so as to generate a reference amplifier output.
앰프에 새롭게 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스를 체크하라는 명령의 일환으로 버튼스위치 SW4(470)에 대한 사용자의 조작이 있으면, MCU(480)는 앰프에 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스를 파악하고, 스피커(20)의 공칭 임피던스 파악 결과에 따라 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)과 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450) 중, 어느 하나를 이용해 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값이 자동으로 조절되도록, 제1 릴레이 스위치 SW1(410)과 제2 릴레이 스위치 SW2(420)와 제3 릴레이 스위치 SW3(430)의 동작을 제어한다.When there is a user operation on the button switch SW4 (470) as part of a command to check the nominal impedance of a speaker (20) newly connected to an amplifier, the MCU (480) determines the nominal impedance of the speaker (20) connected to the amplifier, and automatically controls the operation of the first relay switch SW1 (410), the second relay switch SW2 (420), and the third relay switch SW3 (430) so that the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier is adjusted so that a reference amplifier output is generated by using one of the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) and the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) based on the result of determining the nominal impedance of the speaker (20).
구체적으로, 상기 MCU(480)는 사용자의 버튼스위치 SW4(470) 조작이 있는 경우, 스피커(20)에 소정의 출력이 발생하도록 하는 체크 신호를 전력증폭기(100)로 제공함과 동시에 제1 릴레이 스위치 SW1(410)을 온(ON) 시킨다.Specifically, when the user operates the button switch SW4 (470), the MCU (480) provides a check signal to the power amplifier (100) to generate a predetermined output from the speaker (20) and turns on the first relay switch SW1 (410).
전력증폭기(100)로 제공되는 상기 체크 신호는 전력증폭기(100)가 소정의 오디오 신호를 출력시키도록 하는 신호로, 체크 신호에 의해 전력증폭기(100)가 출력시킨 소정의 오디오 신호에 의해 스피커(20)는 소정의 출력, 예를 들면, 1W 정도의 오디오 신호를 출력시킨다.The check signal provided to the power amplifier (100) is a signal that causes the power amplifier (100) to output a predetermined audio signal, and the speaker (20) outputs an audio signal of a predetermined output, for example, about 1 W, by the predetermined audio signal output by the power amplifier (100) through the check signal.
또한, MCU(480)의 제어에 따라 온(ON)된 제1 릴레이 스위치 SW1(410)에 의해 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 측정할 수 있는 전압 측정 라인이 형성된다.In addition, a voltage measurement line capable of measuring the voltage level applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20) is formed by the first relay switch SW1 (410) turned on under the control of the MCU (480).
체크 신호 제공 후, MCU(480)는 제1 릴레이 스위치 SW1(410)의 스위칭 동작에 의해 형성된 전압 측정 라인을 통해 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압을 측정한다.After providing the check signal, the MCU (480) measures the voltage applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20) through the voltage measurement line formed by the switching operation of the first relay switch SW1 (410).
전압 측정 후, MCU(480)는 측정된 전압이 제1 공칭 임피던스에 대응된 전압인지 또는 제2 공칭 임피던스에 대응된 전압인지를 판단하게 되는데, MCU(480)에는 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압과 스피커 공칭 임피던스 간의 상관 관계 정보가 저장되어 있어, 측정된 전압이 제1 공칭 임피던스에 대응된 전압인지 또는 제2 공칭 임피던스에 대응된 전압인지를 판단할 수 있다.After measuring the voltage, the MCU (480) determines whether the measured voltage is a voltage corresponding to the first nominal impedance or a voltage corresponding to the second nominal impedance. The MCU (480) stores correlation information between the voltage applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) and the speaker (20) and the speaker nominal impedance, so that it can determine whether the measured voltage is a voltage corresponding to the first nominal impedance or a voltage corresponding to the second nominal impedance.
판단 결과, 측정된 전압이 제1 공칭 임피던스에 대응된 전압이면, MCU(480)는 제2 릴레이 스위치 SW2(420)는 온(ON), 제3 릴레이 스위치 SW3(430)은 오프(OFF) 시켜, 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)이 기준 앰프 출력울 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 하고, 판단 결과, 측정된 전압이 제2 공칭 임피던스에 대응된 전압이면, MCU(480)는 제2 릴레이 스위치 SW2(420)는 오프(OFF), 제3 릴레이 스위치 SW3(430)은 온(ON) 시켜, 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)가 기준 앰프 출력울 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 한다.If the measured voltage is a voltage corresponding to the first nominal impedance, the MCU (480) turns the second relay switch SW2 (420) on and the third relay switch SW3 (430) off so that the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier to generate the reference amplifier output. If the measured voltage is a voltage corresponding to the second nominal impedance, the MCU (480) turns the second relay switch SW2 (420) off and the third relay switch SW3 (430) on so that the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier to generate the reference amplifier output.
본 발명에서 앰프에 연결되는 스피커(20)의 상기 제1 공칭 임피던스는 8Ω이고, 상기 제2 공칭 임피던스는 4Ω인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first nominal impedance of the speaker (20) connected to the amplifier is 8Ω, and the second nominal impedance is 4Ω.
이상에서 본 발명의 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 권리 범위는 실시예에 국한되지 않고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범주 내에서 변형한 것까지 포함함은 자명하다 할 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described above with the attached drawings, this has only exemplified preferred embodiments of the present invention and does not limit the present invention. It is obvious that the scope of the rights of the present invention is not limited to the embodiments, but also includes modifications made within the scope of the technical idea of the present invention by a person of ordinary skill in the art.
100 : 전력증폭기
200 : 주파수 특성 개선 회로
300 : 발진 방지 회로
400 : 스피커 적응형 이득 조절부100 : Power Amplifier
200: Frequency characteristic improvement circuit
300 : Anti-rash circuit
400: Speaker adaptive gain control
Claims (5)
오디오 신호원(10)으로부터 제공된 오디오 신호를 증폭시켜 앰프에 연결된 스피커(20)로 제공하는 전력증폭기(100)와;
앰프에 연결된 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 일부를 전류원과 전압원으로 피드백하되, 피드백 과정에서 스피커(20)의 출력 오디오 신호의 주파수 특성을 개선하는 주파수 특성 개선 회로(200)와;
앰프에 연결된 스피커(20)에서 출력되는 출력 오디오 신호의 발진을 방지하는 발진 방지 회로(300)와;
앰프에 각기 다른 공칭 임피던스를 갖는 다종의 스피커(20)가 연결되어도 앰프 출력이 동일하도록, 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값을 자동으로 조절하는 스피커 적응형 이득 조절부(400)를 포함하고,
상기 스피커 적응형 이득 조절부(400)는,
MCU(480)가 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압 크기를 측정할 수 있는 전압 측정 라인이 형성되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 제1 릴레이 스위치 SW1(410)과,
제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제1 이득 조절 저항 R1(440)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제1 이득 조절 저항 R1(440)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)이 연결되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 제2 릴레이 스위치 SW2(420)와,
제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제2 이득 조절 저항 R2(450)이 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제2 이득 조절 저항 R2(450)에 DC 제거용 커패시터 C1(460)이 연결되도록, MCU(480)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 제3 릴레이 스위치 SW3(430)와,
제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되는 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)과,
제2 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우, 제1 공칭 임피던스를 갖는 스피커(20)가 앰프에 연결된 경우와 동일한 기준 앰프 출력이 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되는 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)와,
제2 릴레이 스위치 SW2(420)의 스위칭 동작 시, 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)에 연결되고, 제3 릴레이 스위치 SW3(430) 스위칭 동작 시, 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)에 연결되는 DC 제거용 커패시터 C1(460)과,
앰프에 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스 체크를 위해 사용자가 조작하는 버튼스위치 SW4(470)와,
사용자가 버튼스위치 SW4(470) 조작 시, 앰프에 연결된 스피커(20)의 공칭 임피던스 파악과 스피커(20)의 공칭 임피던스 파악 결과에 따라 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)과 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450) 중, 어느 하나가 기준 앰프 출력을 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록, 제1 릴레이 스위치 SW1(410)과 제2 릴레이 스위치 SW2(420)와 제3 릴레이 스위치 SW3(430)의 동작을 제어하는 MCU(480)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 스피커 적응형 전류 구동 앰프.
In a multi-speaker adaptive current drive amplifier that detects speaker nominal impedance,
A power amplifier (100) that amplifies an audio signal provided from an audio signal source (10) and provides it to a speaker (20) connected to the amplifier;
A frequency characteristic improvement circuit (200) that feeds back a portion of the output audio signal of a speaker (20) connected to an amplifier to a current source and a voltage source, while improving the frequency characteristic of the output audio signal of the speaker (20) during the feedback process;
An oscillation prevention circuit (300) that prevents oscillation of an output audio signal output from a speaker (20) connected to an amplifier;
It includes a speaker adaptive gain control unit (400) that automatically adjusts the feedback gain value of the amplifier so that the amplifier output is the same even when various speakers (20) having different nominal impedances are connected to the amplifier.
The above speaker adaptive gain control unit (400) is
A first relay switch SW1 (410) that performs a switching operation under the control of the MCU (480) so that a voltage measurement line is formed that can measure the voltage level applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20),
When a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to an amplifier, a second relay switch SW2 (420) that performs a switching operation under the control of an MCU (480) so that a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the first gain adjustment resistor R1 (440) so that the first gain adjustment resistor R1 (440) is used to adjust the feedback gain value of the amplifier, and
When a speaker (20) having a second nominal impedance is connected to the amplifier, a third relay switch SW3 (430) that performs a switching operation under the control of an MCU (480) so that a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the second gain adjustment resistor R2 (450) so that the second gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain value of the amplifier, and
When a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier, a first feedback gain adjustment resistor R1 (440) used to adjust the feedback gain value of the amplifier so that a reference amplifier output is generated,
When a speaker (20) having a second nominal impedance is connected to the amplifier, a second feedback gain adjustment resistor R2 (450) used to adjust the feedback gain value of the amplifier so that the same reference amplifier output is generated as when a speaker (20) having a first nominal impedance is connected to the amplifier,
When the second relay switch SW2 (420) is switched, a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the first feedback gain adjustment resistor R1 (440), and when the third relay switch SW3 (430) is switched, a DC removal capacitor C1 (460) is connected to the second feedback gain adjustment resistor R2 (450),
A user-operated button switch SW4 (470) for checking the nominal impedance of a speaker (20) connected to an amplifier,
A multi-speaker adaptive current drive amplifier characterized by including an MCU (480) that controls the operations of a first relay switch SW1 (410), a second relay switch SW2 (420), and a third relay switch SW3 (430) so that when a user operates a button switch SW4 (470), the nominal impedance of a speaker (20) connected to the amplifier is identified, and one of the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) and the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier so as to generate a reference amplifier output according to the result of identifying the nominal impedance of the speaker (20).
상기 주파수 특성 개선 회로(200)는,
다수의 저항과 다수의 커패시터로 구성되되, 전류 구동을 위해 스피커(20) (-) 단자에 연결되는 전류 구동용 분배 저항(R6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커 공칭 임피던스를 감지하는 다종 스피커 적응형 전류 구동 앰프.
In claim 1,
The above frequency characteristic improvement circuit (200) is
A multi-speaker adaptive current drive amplifier for detecting speaker nominal impedance, characterized by comprising a plurality of resistors and a plurality of capacitors, and including a current drive distribution resistor (R 6 ) connected to the speaker (20) (-) terminal for current drive.
상기 MCU(480)는,
사용자의 버튼스위치 SW4(470) 조작이 있는 경우, 스피커(20)에 소정의 출력이 발생하도록 하는 체크 신호를 전력증폭기(100)로 제공함과 동시에 제1 릴레이 스위치 SW1(410)을 온 시키고,
체크 신호 제공 후, 주파수 특성 개선 회로(200)의 전류 구동용 분배 저항(R6)과 스피커(20) 사이에 걸리는 전압을 측정하고,
측정된 전압이 제1 공칭 임피던스에 대응된 전압인지 또는 제2 공칭 임피던스에 대응된 전압인지를 판단하고,
판단 결과, 측정된 전압이 제1 공칭 임피던스에 대응된 전압이면, 제2 릴레이 스위치 SW2(420)는 온(ON), 제3 릴레이 스위치 SW3(430)은 오프(OFF) 시켜, 제1 귀환 이득 조절 저항 R1(440)이 기준 앰프 출력울 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 하고,
판단 결과, 측정된 전압이 제2 공칭 임피던스에 대응된 전압이면, 제2 릴레이 스위치 SW2(420)는 오프(OFF), 제3 릴레이 스위치 SW3(430)은 온(ON) 시켜, 제2 귀환 이득 조절 저항 R2(450)가 기준 앰프 출력울 발생하도록 하는 앰프의 귀환 이득(피드백 게인) 값 조절에 이용되도록 하는 것을 특징으로 하는 다종 스피커 적응형 전류 구동 앰프.
In claim 1,
The above MCU (480)
When the user operates the button switch SW4 (470), a check signal is provided to the power amplifier (100) to generate a certain output from the speaker (20), and the first relay switch SW1 (410) is turned on.
After providing the check signal, the voltage applied between the current driving distribution resistor (R 6 ) of the frequency characteristic improvement circuit (200) and the speaker (20) is measured,
Determine whether the measured voltage is a voltage corresponding to the first nominal impedance or a voltage corresponding to the second nominal impedance,
As a result of the judgment, if the measured voltage is a voltage corresponding to the first nominal impedance, the second relay switch SW2 (420) is turned on, and the third relay switch SW3 (430) is turned off, so that the first feedback gain adjustment resistor R1 (440) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier to generate the reference amplifier output.
A multi-speaker adaptive current drive amplifier characterized in that, if the measured voltage is a voltage corresponding to the second nominal impedance, the second relay switch SW2 (420) is turned OFF, and the third relay switch SW3 (430) is turned ON, so that the second feedback gain adjustment resistor R2 (450) is used to adjust the feedback gain (feedback gain) value of the amplifier so that the reference amplifier output is generated.
상기 제1 공칭 임피던스는 8Ω이고, 상기 제2 공칭 임피던스는 4Ω인 것을 특징으로 하는 다종 스피커 적응형 전류 구동 앰프.
In claim 1,
A multi-speaker adaptive current drive amplifier, characterized in that the first nominal impedance is 8Ω and the second nominal impedance is 4Ω.
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Legal Events
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| PA0201 | Request for examination |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20241230 Patent event code: PE09021S01D |
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