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KR910008762B1 - 4채널 서라운드 사운드 발생회로 - Google Patents

4채널 서라운드 사운드 발생회로 Download PDF

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KR910008762B1
KR910008762B1 KR1019880016271A KR880016271A KR910008762B1 KR 910008762 B1 KR910008762 B1 KR 910008762B1 KR 1019880016271 A KR1019880016271 A KR 1019880016271A KR 880016271 A KR880016271 A KR 880016271A KR 910008762 B1 KR910008762 B1 KR 910008762B1
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

4채널 서라운드 사운드 발생회로
제1도는 종래의 회로도.
제2도는 본 발명에 따른 회로도.
제3도는 제2도의 저역통과 필터의 특성.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 12 : 제1, 제1 버퍼
14, 16, 30, 32 : 제1, 제2 제3, 제4 증폭기
18, 20 : 제1, 제2 저역통과 필터 22, 28 : 제1, 제2 아나로그 스위치
24, 26 : 제1, 제2 지연부 19, 23 : 제1, 제2 인터페이스
100 : 마이컴
본 발명은 스테레오 오디오를 재생 출력하는 시스템에 있어서 서라운드 사운드(Surround Sound)를 발생하는 회로에 관한 것으로서, 특히 지연회로를 사용하여 4채널의 서라운드 사운드를 발생할 수 있는 회로에 관한 것이다.
서라운드 사운드(Surround Sound)란 스테레오 사운드와 같은 2채널 재생음보다 더욱 입체감을 가지고 청취하도록 하는 사운드를 말하며, 이는 현재 많이 개발 진행되고 있는 추세이다. 통상 스테레오 사운드를 재생시에는 제1 채널 사운드 예를 들면 스테레오의 L채널 사운드를 가청음으로 변환하는 제1스피커와, 제2채널사운드 예를 들면 스테레오의 R채널 사운드를 가청음으로 변환하는 제2스피커를 가지고 있게 되며, 상기 제1, 제2스피커는 보통의 경우 오디오 기기의 좌측 및 우측에 각각 위치 되어진다.
따라서 제1, 제2스피커가 오디오 기기의 좌, 우측에 고정되어 있어 스테레오 사운드가 재생되어도 청취자의 위치에 따라 입체음향을 제어되도록 할 수 없는 문제가 있어왔다. 상기와 같은 문제를 해소하기 위한 종래의 서라운드 사운드 발생회로는 제1도에 도시된 바와 같다.
제1도는 종래의 스페이스 와이드 서라운드(Space Wide Surround)의 구성도로서, 메인앰프(Main Amp)(도시하지 않았음)으로부터 출력되는 제1 채널(1st Channel : Left Sound) 사운드(ALS)와 제2채널(2nd Channel : Right Sound) 사운드(ARS)를 각각 입력하여 버퍼링 하는 제1, 제2버퍼(1)(2)와, 상기 제1, 제2버퍼(1)(2)의 출력을 소정 증폭하는 제1, 제2 증폭기(3)(4)와, 상기 제1, 제2 증폭기(3)(4)의 출력을 각각 입력하여 가청음으로 변환 출력하는 제1, 제2채널스피커(SPL)(SPR) 및, 상기 제1, 제2채널 스피커(SPL)(SPR)에 각각 병렬 접속되어 입력신호를 가청음으로 변환하는 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL) (SSPR)로 구성된다.
따라서 상기 제1도와 같은 구성에 있어서는 제1, 제2 서라운드 스피커 (SSPL) (SSPR)를 메인스피커인 제1, 제2채널스피커(SPL)(SPR)의 방향과 위치를 달리 놓음으로써 서라운드 효과를 발생할 수 있게 된다.
그러나 상기 제1도와 같은 구성의 회로에 있어서는 제1 채널사운드(ALS)를 재생하는 제1 채널스피커(SPL)와 제1 서라운드스피커(SSPL), 제2채널사운드(ARS)를 재생하는 제2채널스피커(SPR)와 제2 서라운드 스피커(SSPR)가 단지 병렬 접속된 것이므로 각 채널스피커에서의 재생음이 동일하고, 스피커의 위치설정에 따라 사운드의 출력방향만이 다르다. 따라서 완전한 입체음향 효과인 서라운드 사운드를 발생시킬 수 없는 문제가 있어 왔다.
따라서 본 발명의 목적은 소정 채널의 사운드를 재생하는 시스템에 있어서, 상기 소정 채널의 사운드를 스위칭 하는 스위칭 제어회로와 채널사운드 지연회로를 사용하여 상기 스위칭 제어회로의 동작에 따라 상기 채널 재생사운드와 동일위상의 신호를 가지는 제1 서라운드 사운드와 위상이 다른 신호를 가지는 제2 서라운드 사운드를 발생할 수 있는 4채널 서라운드 사운드 발생회로를 제공함에 있다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 회로도로서, 소정 제1 채널사운드(ALS)와 제2채널사운드(ARS)를 각각 버퍼링 출력하는 제1, 제2 버퍼(10)(12)와, 상기 제1, 제2 버퍼(10)(12)의 출력을 각각 소정 증폭하여 메인 스피커인 제1 채널스피커(SPL) 및 제2채널스피커(SPR)에 각각 입력시키는 제1, 제2 증폭기(14)(16)와, 소정의 통과대역 영역을 가지며 입력을 필터링 출력하는 제1, 제2 저역통과 필터(Low Pass Filter : 이하 LPF라 함)(18)(20)과, 서라운드설정 제어신호 입력에 응답 스위칭 되어 상기 제1, 제2 버퍼(10)(12)의 출력을 상기 제1, 제2 LPF(18)(20)에 스위칭 접속하는 제1 아나로그 스위치(22)와, 저항(R1)(R2), 캐패시터(C1), 트랜지스터(Q1)의 조합에 의한 인버터 버퍼로 구성으로 되어 입력되는 서라운드설정 제어신호를 버퍼링 하여 상기 제1 아나로그 스위치(22)의 제어단에 제공하는 제1 인터페이스(19)와, 각각의 단자로 입력되는 신호를 소정 증폭하여 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)로 각각 출력하는 제3, 제4 증폭기(30)(32)와, 각각 소정신호의 입력을 소정지연하여 상기 제3, 제4 증폭기(30)(32)의 입력신호원으로 제공하는 제1, 제2 지연부(24)(26)와, 상기 제1, 제2 LPF(18)(20)의 신호를 입력하는 단자를 가지며 서라운드모드 스위칭 제어신호의 입력에 따라 입력되는 두 신호를 상기 제3, 제4 증폭기(30)(32) 또는 제1, 제2 지연부(24)(26)으로 선택 출력하는 제2 아나로그 스위치(28)와, 저항(R3)(R4), 캐패시터(C2), 트랜지스터(Q2)의 조합에 의한 인버터 버퍼로 구성되어 서라운드모드 스위칭 제어신호를 상기 제2 아나로그 스위치(28)의 제어단에 제공하는 제2 인터페이스(23)로 구성된다.
제1도의 구성중 미설명 참조번호 100은 마이크로프로세서(Microprocessor :이하 마이컴 이라함)로서, 스테레오(Stero) 음성신호를 재생하는 시스템을 총괄 제어하며 버스(BUS)로 입력되는 선택신호를 분석하여 상기 제1, 제2 인터페이스(19)(23)내 각 트랜지스터(Q1)(Q2)의 각 베이스에 서라운드설정 제어신호 및 서라운드모드 스위칭 제어신호를 출력한다.
상기 제1도와 같은 구성중 제1버퍼(10)와, 제1 증폭기(14)는 제1 채널사운드신호(ALS)를 재생하는 제1 채널 재생수단(120)이며, 제2 버퍼(12)와 제2 증폭기(16)는 제2채널사운드신호(ARS)를 재생하는 제2채널 재생수단(140)이고, 제1 아나로그 스위치(22)와 제1, 제2 LPF(18)(20)는 서라운드설정 제어신호에 응답 스위칭하여 상기 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)를 각각 저역 필터링 출력하는 서라운드모드 설정수단(160)에 대응하며, 제2 아나로그 스위치(28)와 제1, 제2 지연부(24)(26)는 서라운드모드 스위칭 제어신호 입력에 따라 스위칭 되어 저역 필터링되어 입력되어진 신호를 패싱(passing)하거나 소정지연하여 출력하는 서라운드 출력상태 제어수단(180)에 대응한다.
제3도는 제2도의 제1, 제2 LPF의 저역통과 필터링 특성 곡선도로서, 소정의 이득으로 10KHZ 대역까지 저역통과 필터링한 것을 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 제2도의 동작예를 설명하기에 앞서 마이컴(100)의 출력 포트(P1)(P2)의 출력이 모두 "로우"상태라 가정하에 설명한다.
지금 상기와 같이 마이컴(100)의 출력포트(P1)과 (P2)가 "로우"이면 상기"로우"의 신호들을 저항(R1)과 (R3)을 통해 각각의 베이스로 입력하는 트랜지스터(Q1)과 (Q2)는 오프 상태로 되어 있게 된다. 따라서 각 트랜지스터(Q1)(Q2)들의 콜렉터의 레벨은 저항(R2)와 (R4)에 의한 "하이"레벨의 신호를 유지하게 된다.
그러므로 상기 트랜지스터(Q1)과 (Q2)의 출력을 각각의 제어단자로 입력하는 제1 아나로그 스위치(22)는 오픈(open) 되어진 상태로 있게되며, 제2 아나로그 스위치(28)는 노말크로스(Nomal Close)단자 (a)로 접속되어 있게 된다.
이때 상기 제1 아나로그 스위치(22)는 노말재생과 서라운드 재생을 스위칭 하는 것이며, 제2 아나로그 스위치(28)는 상기 제어단자의 입력 신호에 따라 스위칭 되어 서라운드 재생을 제1 서라운드모드와 제2 서라운드모드로 스위칭하는 역할을 한다.
상기에서 제1 서라운드모드는 제2 아나로그 스위치(28)가 단자(a)에 접속된 상태이다.
상기와 같은 상태에서 메인앰프(도시하지 않았음)으로부터 출력되는 제1 채널사운드(ALS)와 제2채널사운드(ARS) 예를들면 L채널, R채널사운드 신호가 각각 입력되면, 제1, 제2 버퍼(10)(12)는 입력신호를 각각 제1, 제2 증폭기(14)(16)로 버퍼링함과 동시에 제1 아나로그 스위치(22)로 버퍼링한다.
상기 제1, 제2 증폭기(14)(16)는 입력신호를 소정의 이득으로 증폭하여 제1 채널스피커(SPL), 제2채널스피커(SPR)에 각각 입력시키여 제1, 제2채널사운드 신호가 각각의 스피커에서 재생 출력되게 한다. 이때 제1 아나로그 스위치(22)는 상기 트랜지스터(Q1)의 "하이" 출력에 의해 오픈(open:off)되어진 상태임으로 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)로부터는 아무런 신호로 출력되지 않음으로써 제1, 제2채널스피커(SPL)(SPR)에서만이 각각의 채널사운드가 재생 출력되어 노말모드(Nomal Mode)로서 동작된다.
상기와 같이 동작도중 마이컴(100)의 버스(BUS)로 사용자의 조작에 의한 서라운드 선택제어 데이터가 입력되면, 마이컴(100)은 이를 분석하여 포트(P1)로 출력되는 서라운드설정 제어신호 "로우"를 "하이"로 천이 출력한다.
상기 마이컴(100)의 포트(P1)으로부터 출력되는 "하이"의 서라운드설정 제어신호에 의해 트랜지스터(Q1)은 "턴온"되고, 이로인해 제1 아나로그 스위치(22)의 제어단자에는 "로우"신호가 입력된다. 이때 상기 제1 아나로그 스위치(22)는 상기 트랜지스터(Q1)의 "로우" 신호출력에 응답하여 "온"스위칭 된다.
따라서 제1, 제2 버퍼(10)(12)의 출력은 전술한 바와 같이 제1, 제2 증폭기(14)(16)로 버퍼링 됨과 동시에 제1 아나로그 스위치(22)를 통하여 제1, 제2 LPF (18)(20)에 입력된다.
이때 상기 제1, 제2 LPF(18)(20)는 제3도와 같은 필터링 특성을 가지므로 제1, 제2채널사운드 신호(ALS)(ARS)중 10KHZ 대역 이하의 신호만을 저역통과 필터링하여 제2 아나로그 스위치(28)의 입력단자로 공급한다. 상기 제2 아나로그 스위치(28)는 전술한 바와 같이 단자(a)로 접속스위칭 되어진 상태임으로 상기 제1, 제2 LPF(18)(20)의 필터링 출력 각각은 직접 제3, 제4 증폭기(30)(32)에서 소정 증폭되어 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)에서 가청음으로 출력된다.
이때 상기 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR) 각각에서 재생 출력되는 사운드는 제1, 제2스피커(SPL)(SPR)에서 각각 재생되는 제1, 제2채널 사운드(ALS)(ARS)의 위상과는 동일하나 제1, 제2 LPF(18)(20)에서의 저역통과 필터링에 의해 음성주파수는 다르다. 즉 제1, 제2채널사운드(ALS)(ARS)중 저역신호 영역이 강조되어 진다.
만약, 마이컴(100)의 버스(BUS)에 서라운드 선택 제어데이터 및 서라운드 모드 스위칭 선택제어 데이터가 입력되면, 상기 마이컴(100)은 출력포트(P1)로 "하이"상태의 서라운드 설정 제어신호를 출력함과 동시에 출력포트(P2)로 "하이" 상태의 서라운드모드 스위칭 제어신호를 출력한다. 이때 제1 아나로그 스위치(22)는 제1 인터페이스(19)의 동작에 의해 전술한 바와같이 "온" 스위칭되고, 제2 아나로그 스위치(28)는 상기 마이컴(100)의 출력포트(P2)로부터 출력되는 신호를 반전하는 제2 인터페이스(23)에 의해 "로우"의 서라운드모드 스위칭 제어신호에 응답하여 (a)단자에서 (b)단자로 스위칭된다.
따라서 제2 아나로그 스위치(28)는 상기 제1, 제2 LPF(18)(20)에서 저역통과 필터링된 제1, 제2채널사운드 신호(ALS)(APR)를 제1, 제2 지연부(24)(26)에 스위칭 접속하여 입력시키게 되는 것이다.
상기 제1, 제2 지연부(24)(26)는 저역통과 필터링되어 입력되는 신호를 소정지연(약 1mSec-30mSec이내 정도)하여 제3, 제4 증폭기(30)(32)에 입력시킴으로제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)는 제1, 제2채널스피커(SPL)(SPR)에서 각각 재생 출력되는 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)의 위상보다 소정 지연되고 저역이 강조되는 신호가 재생 출력된다.
그러므로 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)의 2개의 채널신호를 그대로 재생함과 동시에 저역통과 필터링되어 저역이 강조된 신호가 소정 지연후 재생됨으로써 2개 채널신호를 4개 채널신호로 확장 재생된다. 따라서 2개 채널의 스테레오 사운드를 재생시 4채널사운드로 확장 재생시키므로 보다 확실한 입체적 음향을 청취할 수 있다.
또 본 발명에서는 모드설정 제어신호와 서라운드모드 스위칭 제어신호의 발생을 마이컴(100)을 사용하여 출력하였으나 이는 이 분야에 통상의 지식을 가진자가 간단한 스위칭회로로서 손쉽게 구현할 수 있음에 유의하여야 한다.
상술한 바와같이 본 발명은 스위칭회로, 저역여파기, 지연회로 등을 사용하여 스위칭 제어에 따라 청취모드를 다중화할 수 있어 보다 구체적인 입체음향을 제공함 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 제1 채널사운드신호(ALS)와 제2채널사운드신호(ARS)를 출력하는 메인앰프와, 상기 제1, 제2채널 사운드신호(ALS)(ARS)를 가청음으로 출력하기 위한 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)를 가청음으로 출력하기 위한 제1, 제2채널스피커(SPL)(SPR)과, 상기 메일앰프로부터의 제1, 제2채널사운드 신호(ALS)(ARS)는 상기 제1, 제2채널스피커(SPL)(SPR)로 각각 버퍼링 시키어 재생토록하는 제1, 제2채널사운드 재생수단(120)(140)를 구비한 4채널 서라운드 사운드 발생회로에 있어서, 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)와, 상기 제1, 제2채널사운드 재생수단(120)(140)에 접속되어 상기 버퍼링 되어진 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)를 입력하며, 서라운드 설정 제어신호 입력에 응답 스위칭하여 상기 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)을 소정대역의 신호로 필터링 출력하는 서라운드모드 설정수단(160)과, 상기 서라운드모드 설정수단(160)으로부터 필터링 되어 입력되는 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)를 상기 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)에 공급하며, 서라운드모드 스위칭 제어신호 입력에 응답 스위칭 되어 상기 입력되는 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)을 소정 지연하여 상기 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)에 공급하는 서라운드 출력 상태 제어수단(180)과, 소정 상태의 서라운드 설정 제어신호와 서라운드모드 스위칭 제어신호를 버퍼링 하여 상기 서라운드모드 설정수단(160) 및 서라운드 사운드 출력상태 제어수단(180)의 제어신호로 제공하는 버러링수단(19)(23)으로 구성됨을 특징으로 하는 4채널 서라운드 사운드 발생회로.
  2. 제1항에 있어서, 소정 통과영역을 가지며 입력신호를 필터링 출력하는 서라운드모드 설정수단(160)은 음성신호의 입력을 소정 대역으로 저역통과 필터링 하여 상기 서라운드 사운드 출력 상태 제어수단(180)으로 출력하는 제1, 제2 저역통과 필터(18)(20)과, 상기 제1, 제2채널사운드 재생수단(120)(140)의 출력단자에 접속되어 있으며, 서라운드 설정 제어신호 입력에 응답 스위칭 되어 입력되는 제1, 제2채널사운드 신호(ALS)(ARS)를 상기 제1, 제2 저역통과 필터(18)(20)에 각각 입력시키는 제1 아나로그 스위치(22)로 구성됨을 특징으로 하는 4채널 서라운드 사운드 발생회로.
  3. 제2항에 있어서, 서라운드 사운드 출력상태 제어수단(180)은 소정 대역으로 필터링된 제1, 제2채널사운드(ALS)(ARS)를 각각 지연하여 상기 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)의 입력신호원으로 제공하는 제1, 제2 지연부(24)(26)와, 상기 서라운드모드 설정수단(160)으로부터 필터링 출력되는 제1, 제2채널사운드신호(ALS)(ARS)를 입력하는 단자를 가지며 서라운드모드 스위칭 제어신호의 입력에 따라 입력되는 상기 두 신호를 상기 제1, 제2 서라운드 스피커(SSPL)(SSPR)와 제1, 제2 지연부(24)(26)의 입력으로 선택 스위칭 출력하는 제2 아나로그 스위치(28)로 구성됨을 특징으로 하는 4채널 서라운드 사운드 발생회로.
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