KR100587970B1

KR100587970B1 - 파워 앰프

Info

Publication number: KR100587970B1
Application number: KR1020060030951A
Authority: KR
Inventors: 이의준; 이상호; 우기택
Original assignee: 동화음향산업주식회사
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2006-06-08

Abstract

본 발명은 파워 앰프(Power Amplifier)에 관한 것으로, 보다 상세히는 원격에서 감시하고 제어할 수 있는 중앙관제 방식의 PA(PUBLIC ADDRESS)용 증폭기에 관한 것이다.

본 발명은 기존 증폭기 내에 각종 검출회로를 구비하여 기존앰프로부터 수집된 정보(전원상태, 입력신호검출, 온도검출, 출력전류 모니터, 출력전압 등)를 데이터화 하여 중앙제어장치로 전송하고 중앙제어장치로부터 증폭기 전원 ON-OFF 신호를 수신하여 전원을 제어하는 마이크로프로세서를 구비한 증폭기로써, 앰프 내부 온도를 측정하고, 앰프 출력 신호 전압을 검출하여 중앙제어장치로 전송함으로써 개별 증폭기의 상태를 관제할 수 있으며, 중앙제어장치로부터의 전원 ON-OFF 신호를 수신하여 증폭기의 전원을 ON 또는 OFF 할 수 있다. 또한, 모든 마이크로프로세서와 이에 연결된 증폭기들은 고유의 ID가 부여되어 중앙제어장치에서 보내온 특정 번지와 일치할 때만 데이터를 전송하도록 하여 복수의 앰프가 동일 계통의 데이터 라인에 연결되어 있어도 상호 간섭을 일으키지 않고 용이한 확장성을 가지는 효과가 있다. 본 발명의 솔레노이드 단자 (110a) 및 (110b), 전원상태감지단자 (550a)와 (550b), 입력신호검출단자(710a)와 (710b), 온도검출단자 (720a)와 (720b), 출력전류 모니터 단자(730a)와 (730b), 출력전압감지 단자(740a)와 (740b)들은 증폭기와 전기적으로는 절연된 상태로 모니터 및 제어를 할 수 있도록 구성함으로써 시스템의 안정성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 증폭기는 입력신호, 전원상태, 출력전류, 출력전압, 온도 등을 분석하여 전원차단, 출력쇼트, 출력단선, 과열 등을 판단하고 실시간 제어가 가능하도록 하는 PA용 증폭기로서의 신규한 효과가 있다.

PA용 증폭기, PA 시스템, 마이크로프로세서, 멀티플렉서

Description

파워 앰프{Power Amplifier}

도 1은 종래의 PA 증폭기의 전원 구성의 일례이다.

도 2는 종래의 PA 증폭기 구성의 일례이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PA 증폭기의 전원 구성도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 PA 증폭기 구성의 일례이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 센서 및 전송 프로세서의 구성의 일례이다.

도 6은 도 4의 PA 증폭기를 적용한 PA시스템의 일 실시예이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:교류전원 110:릴레이

110a,110b:솔레노이드 단자 200:온오프시키는 스위치

300:안전장치 400:전원 트랜스

500:정류 및 평활부 510,520:입력단자

530:전류 제한용 저항 540:발광다이오드

550:포토트랜지스터 550a,550b:전원상태감지단자

600:정전압회로 700:전치증폭기 및 바이어스회로

700a:입력신호 단자 700b:입력신호 접지단자

701,702:베이스 단자 신호 705:임피던스 안정용 저항

710:입력신호검출 트랜스포머 710a,720b:입력신호검출단자

720:더미스터 720a,720b:온도검출단자

730:출력전류감지 트랜스포머 730a,730b:출력전류 모니터 단자

740:출력전압감지 트랜스포머 740a,740b:출력전압감지 단자

800,800a,800b:스피커 900:멀티플렉서

910:A/D변환기 920:마이크로프로세서

921:선택선 922:출력포트

923:시리얼포트 1000:음원부

1100a,1100b:음원 2000a,2000b:PA 앰프장치

2100a,2100b:PA증폭기 2200a,2200b:모니터 및 제어부

2210:입력검출부 2220:전원제어부

2230:전원검출부 2240:온도검출부

2250:출력전류검출부 2260: 출력전압검출부

2500a,2500b:로컬프로세서

본 발명은 파워 앰프(Power Amplifier)에 관한 것으로, 보다 상세히는 원격에서 감시하고 제어할 수 있는 중앙관제 방식의 PA(PUBLIC ADDRESS)용 증폭기에 관 한 것이다.

종래에는 복수의 장소에 설치된 PA용 증폭기가 최적의 음향상태로 설정되었다 하더라도 특정 장치의 이상동작이나 불량 등에 의하여 최적의 상태를 유지하기가 불가능하였으며 또한 분산 설치된 스피커의 동작 상태를 확인하기 위해서 직접 스피커가 설치된 장소를 순회하면서 청취하는 방법으로 성능을 점검할 수밖에 없었다. 또한, PA용 증폭기의 개별적인 이상 상태도 설치된 PA용 증폭기를 직접 분석하기 전에는 알 수가 없는 구성으로 사용되어 왔다.

방송 시스템의 이상을 감지하고 이에 대한 제어를 수행하는 기술은 현재 단순 고장의 검지와 전원 차단 정도의 수준이 보편적으로 알려져 있다.

이에 대한 종래의 기술로서, 국내 등록실용신안공보 제0341695호가 있다. 이 기술은, 사용자의 조작에 따라 PA 시스템 구동신호를 출력하는 키패드부와, 사용자의 조작에 따라 상시 전원을 제외한 모든 전원을 제어하는 메인 전원 스위치와, 마이크와, 각종 오디오 신호를 재생, 출력하는 오디오 출력부와, 후술하는 제어부의 제어에 응하여 상기 마이크로부터 입력되는 음성신호 또는 오디오 출력부를 통해 출력되는 오디오신호의 볼륨 등을 조절하여 출력상태를 제어하는 믹서부와, 상기 믹서부에서 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부에서 출력되는 오디오 신호를 소정 사용자가 청취할 수 있도록 외부로 출력하는 복수의 스피커와, 사용자의 조작에 따라 상기 복수의 스피커 중 소정 스피커를 선택하기 위한 스피커 선택부와, 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 복수의 스피커 중 소정 스피커가 상기 증폭부와 연결되어 증폭부에서 증폭된 오디오 신호를 해당 스피커를 통해 출력되도록 하는 릴레이부와, 상기 키패드부를 통해 입력되는 PA 시스템의 구동신호에 응하여 전체 시스템을 제어하고, 상기 스피커 선택부를 통해 선택된 스피커로 음성신호 또는 오디오 신호 중 적어도 하나의 신호가 출력되도록 하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 응하여 전체 구성요소들이 동작할 수 있도록 구동전원을 공급하는 전원공급부로 구성된 PA 시스템에 있어서, 상기 제어부의 제어에 응하여 PA 시스템의 동작 중지시간을 체크하여, 체크된 동작 중지시간을 상기 제어부로 실시간 출력하는 시간 체크부를 포함하여 구성되되, 상기 제어부는, 상기 마이크, 믹서부, 증폭부 및 스피커로부터 출력되는 신호가 존재하는지를 판단하여 출력되는 신호가 존재하지 않는 경우 상기 시간 체크부를 제어하여 PA 시스템 동작 중지 시간이 카운트되도록 하고, 상기 시간 체크부로부터 입력되는 PA 시스템 동작 중지 시간이 미리 설정된 시간과 일치하는지를 판단하여 일치하는 경우 상기 전원공급부를 제어하여 전체 시스템으로 공급되던 전원이 차단되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기의 기술은 하나의 증폭부에 대해 복수의 스피커를 구비한 PA시스템으로서 스피커 출력이 없을 경우 일정시간 경과 후 전원만을 차단하는 기술로서 스피커 출력을 증폭부와 절연된 상태로 검출할 수 있는 수단이 제시되어 있지 않다. 또한, 스피커 출력이 없을 경우 스피커의 이상인지, 증폭부의 이상인지, 전원, 신호원의 이상인지를 판별할 수 없으므로 출력신호 이상의 원인을 파악할 수 없는 단점이 있다.

또 다른 기술로는, 국내 등록특허공보 제0211938호가 있다. 이 기술은, 지하철이나 철도 등의 각 역사에 긴급상황 발생시 여객의 유도 및 비상방송과 홍보방 송을 위하여 설치운용하는 장치를 제공함으로써 필요에 따라 개별, 그룹, 전체방송을 할 수 있게 하고 중앙제어실에서 각 역사 방송장치의 고장유무를 점검할 수 있으며 고장발생시 경보를 발생하여 운용요원에게 알려줄 수 있도록 하는 원격 제어 방송장치에 관한 것으로서, 운전사령실에 설치되고 접속부를 통하여 통신망으로 국부 역장치를 점검하겠다는 점검 정보를 송신하고 아무런 응답이 없으면 국부역 장치의 통신고장으로 판단하여 운용자에게 경보발령과 고장내역을 하드디스크에 저장하며, 아울러 응답이 정상이면 다음 국부역을 호출하게 되고 응답내용이 고장정보이면 운용자에게 경보발령과 하드디스크에 고장내역을 저장한 후 다음 국부역을 호출하는 중앙제어부와; 접속부에 의해 상기 중앙제어부와 연결되는 통신망과; 접속부에 의해 상기 통신망과 연결되고 각 역사에 설치되는 국부역장치와; 상기 국부역장치로부터 상, 하행선, 대합실 등의 각 송신처를 향해 방송을 실시하는 국부역 방송설비로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 이 기술 역시 상, 하행선, 대합실 등의 각 송신처 별로 고장의 유무만을 통지받을 뿐이며 기기별로 구체적인 고장의 원인을 방송장치와 전기적으로 절연하여 검출하는 수단이 제시되어 있지 않고, 단순히 방송을 차단하는 기능에 한정되어 있으며, 또한 정상상태에서 방송설비의 상태 등을 전기적으로 절연하여 모니터하거나 하는 것은 불가능한 기술이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 음향을 송출하기 위하여 설치된 다수의 PA용 증폭기를 운영자가 쉽고 편리하게 이용할 수 있도록 원격에서 제어하고 감시하기 위한 중앙관제 방식의 PA용 증폭기를 제공 한다.

이를 위해, 본 발명은 기존 증폭기 내에 각종 검출회로를 구비하여 기존앰프로부터 수집된 정보인 앰프 입력신호크기, 앰프 출력신호크기, 앰프 출력 전류크기, 앰프 내부온도 등의 정보를 데이터화 하여 중앙제어장치로 전송하고, 중앙제어장치로부터 앰프 전원 ON-OFF 신호를 수신하여 전원을 제어하는 마이크로프로세서를 구비한 증폭기를 제공함으로써 증폭기의 신호전압을 검출하고, 증폭기의 전원 상태를 확인하며, 증폭기 내부 온도를 측정하고, 증폭기 출력 신호 전압을 검출하고 전송함으로써 PA 시스템의 개별 앰프의 상태를 관제할 수 있으며, 제어컴퓨터로부터의 전원 ON-OFF 신호를 수신하여 증폭기의 전원을 ON 또는 OFF 할 수 있도록 하는 중앙관제 방식의 PA용 증폭기를 제공한다.

또한, 본 발명에서 모든 마이크로프로세서와 이에 연결된 증폭기들은 고유의 ID가 부여되어 중앙제어장치에서 보내온 특정 번지와 일치할 때만 데이터를 전송하도록 하여 복수의 앰프가 동일 계통의 데이터 라인에 연결되어 있어도 상호 간섭을 일으키지 않고 용이한 확장성을 갖도록 구성되며, 모든 모니터 및 제어부의 구성, 즉 제어단자, 전원감지단자, 입력신호단자, 온도측정단자, 출력 전류단자 및 출력전압감지 단자들은 증폭기와 전기적으로는 절연된 상태로 모니터 및 제어를 할 수 있도록 구성함으로써 시스템의 안정성을 보다 향상시킬 수 있도록 구성되어 있다.

본 발명의 중앙관제 방식의 PA용 증폭기는 증폭기마다의 입력신호, 전원상태, 출력전류, 출력전압, 온도 등을 상호 분석하여 전원차단, 출력쇼트, 출력단선, 과열 등을 판단하고 실시간 제어가 가능한 중앙관제 방식의 PA용 증폭기를 제공하 는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 음향을 송출하기 위하여 설치된 다수의 PA용 증폭기를 운영자가 쉽고 편리하게 이용할 수 있도록 원격에서 제어하고 감시할 수 있는 중앙관제 방식의 PA용 증폭기를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 증폭기 내에 각종 검출회로를 구비하며, 증폭기로부터 다수의 검출정보를 수집하고 이를 데이터화 하여 중앙제어장치로 전송하고, 중앙제어장치로부터 앰프 전원 ON-OFF 신호를 수신하여 전원을 제어하는 마이크로프로세서를 구비한 PA용 증폭기를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 증폭기의 신호전압을 검출하고, 증폭기의 전원 상태를 확인하며, 증폭기 내부 온도를 측정하고, 증폭기 출력 신호 전압과 전류를 검출하고 전송할 수 있는 PA용 증폭기를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 복수의 증폭기가 동일 계통의 데이터 라인에 연결되어 있어도 상호 간섭을 일으키지 않고 용이한 확장성을 갖으며, 제어단자, 전원감지단자, 입력신호단자, 온도측정단자, 출력 전류단자 및 출력전압감지 단자들이 증폭기와 전기적으로는 절연된 상태로 모니터 및 제어를 할 수 있는 PA용 증폭기를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 증폭기마다의 입력신호, 전원상태, 출력전류, 출력전압, 온도 등을 상호 분석하여 전원차단, 출력쇼트, 출력단선, 과열 등을 판단하고 실시간 제어가 가능한 중앙관제 방식의 PA용 증폭기를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제을 달성하기 위하여, 이하 본 발명에 따른 중앙관제 방식의 PA용 증폭기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 PA 증폭기의 전원 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

먼저 상용 교류전원(100)으로부터 전원이 공급되면 이를 온오프시키는 스위치(200)가 온상태일 때, 퓨즈 등의 안전장치(300)를 거쳐 전원 트랜스(400)로 전원이 공급된다. 전원트랜스(400)의 2차측은 회로가 필요로 하는 2차측 교류 전력을 공급하며 이를 공급받은 정류 및 평활부(500)에서 1차적으로 직류의 전원전압이 공급된다. 상기 정류 및 평활부(500)에서 공급된 직류전원전압은 다시 정전압회로(600)를 통해 회로에서 필요로 하는 안정화 전력 V+를 접지 기준으로 공급한다.

도 2는 종래의 PA 증폭기 구성의 일례이다. 도 2에서는 전원의 연결은 생략하여 도시하였다.

도 2의 PA 증폭기는 출력트랜스포머 OT를 구비한 푸시풀 방식의 증폭기를 일예로 들기로 한다. 증폭하기 위한 입력신호는 입력신호 단자(700a)와 입력신호 접지단자(700b)로 공급되어 통상의 전치증폭기 및 바이어스회로(700)를 통해 증폭된다. 상기 전치증폭기 및 바이어스회로(700)의 출력은 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터 Tr1과 Tr2를 구동하기 위한 각각의 베이스 단자 신호(701)과 (702)를 출력하며 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터 Tr1과 Tr2의 콜렉터 단자는 각각 출력트랜스포머 OT의 일차측 양단이 연결되고, 상기 출력트랜스포머 OT의 일차측 권선의 중점 인 센터탭에는 전원전압 V+가 연결된다. 상기 출력트랜지스터(Tr1과 Tr2)의 에미터에는 에미터 보상용 저항 Re1과 Re2가 각각 연결되는데, 상기 Tr1의 에미터는 Re1을 통하여 접지로 연결되고, 상기 Tr2의 에미터는 Re2를 통해 접지로 연결된다. 따라서, 상기의 트랜지스터 Tr1과 Tr2로써 증폭된 전류는 상기 출력트랜스포머 OT의 센터탭에 연결된 V+로부터 각각 Tr1과 Re1, Tr2와 Re2를 통해 접지로 흐르게 된다. 이때 상기의 출력트랜스포머 OT의 2차측 권선은 사용되는 스피커(800)의 임피던스에 따라 탭 TP1, TP2, TP3, TP4 등을 구비할 수 있으며, 상기 OT의 2차측 권선의 접지된 한 단자 및 상기 탭 TP1, TP2, TP3, TP4 들 중 해당 스피커(800)의 임피던스에 부합되는 단자가 스피커(800)의 구동 단자로 연결된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PA 증폭기의 개략적인 전원 구성도이다.

상용 교류전원(100)으로 부터 전원이 공급되면 이를 온오프(ON/OFF)시키는 스위치(200)가 온(ON)상태일 때, 퓨즈 등의 안전장치(300)를 거치고, 또한 릴레이(110)에 의해 구동되는 접점을 거쳐 전원 트랜스(400)로 전원이 공급된다. 이때 릴레이(110)의 솔레노이드 단자 (110a) 및 (110b)는 증폭기 외부로부터 전원을 온오프 구동하기 위한 단자로서 상기 PA 증폭기와는 전기적으로 절연될 수 있다.

전원트랜스(400)의 2차측은 회로가 필요로 하는 2차측 교류 전력을 공급하며 이를 공급받은 정류 및 평활부(500)에서 1차적으로 직류의 전원전압이 공급된다. 상기 정류 및 평활부(500)의 출력단자는 접지선과 전원선이며, 이때 전원선은 다이오드를 거친 입력단자 (510) 및 (520)이 연결되는 데, 입력단자 (510)과 (520) 으로는 별도의 비상용 직류전원 내지 비상용 교류전원이 연결될 수도 있다. 또한 도 3의 예에서는 입력단자 (510)과 (520)가 각각 하나의 다이오드를 통해 연결되는 것으로 제시되었으나, 필요에 따라서는 상기 다이오드들을 각각 다이오드 브리지로 구성하여 전파전류가 되도록 연결할 수도 있다. 평활부(500)의 출력단자에는 전류제한용 저항(530)과 이에 직렬로 발광다이오드(540)가 접지로 연결되어 평활부(500)의 출력단자, 입력단자 (510)과 (520) 등으로부터 제공되는 전원이 소정의 전압이 될 때 발광하도록 구성할 수 있다. 발광다이오드(540)는 포토트랜지스터(550)와 포토커플러로서 구성되며 상기의 평활부(500)의 출력단자, 입력단자 (510)과 (520) 등으로부터 제공되는 전원이 소정의 전압이 될 때 상기의 발광다이오드(540)가 발광되면 상기의 포토트랜지스터(550)로는 광전류가 흐르게 된다. 상기의 포토트랜지스터(550)로 흐르는 광전류는 전원상태감지단자 (550a)와 (550b)로 증폭기와는 전기적으로 절연된 상태에서 감지된다. 상기 정류 및 평활부(500)에서 공급된 직류전원전압은 다시 정전압회로(600)을 통해 회로에서 필요로 하는 안정화 전력 V+를 접지 기준으로 공급한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 PA 증폭기 구성의 일례이며, 전원의 연결은 생략하여 도시한다. 도 4의 PA 증폭기는 출력트랜스포머 OT를 구비한 푸시풀 방식의 증폭기를 일예로 들기로 한다.

증폭하기 위한 입력신호는 입력신호 단자(700a)와 입력신호 접지단자(700b)로 공급되어 통상의 전치증폭기 및 바이어스회로(700)를 통해 증폭된다. 상기의 입력신호 단자(700a)와 입력신호 접지단자(700b) 사이에는 임피던스 안정용 저항 (705)를 통해 입력신호검출 트랜스포머(710)의 일차권선이 연결되어 입력신호를 검출한다. 이때 임피던스 안정용 저항(705)은 입력신호검출단자(710a)와 (710b)간으로 공급되는 신호의 입력임피던스에 영향을 주지 않도록 하는 기능으로서 입력 임피던스의 변동을 최소로 할 수 있도록 충분히 큰 저항을 채택한다. 상기 입력신호검출 트랜스포머(710)의 이차측은 일차측과 전기적으로 절연되어 입력신호의 값을 입력신호검출단자(710a)와 (710b)로 전달한다.

상기 전치증폭기 및 바이어스회로(700)의 출력은 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터 Tr1과 Tr2를 구동하기 위한 각각의 베이스 단자 신호(701)과 (702)를 출력하며 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터 Tr1과 Tr2의 콜렉터 단자는 각각 출력트랜스포머 OT의 일차측 양단이 연결되고, 상기 출력트랜스포머 OT의 일차측 권선의 중점인 센터탭에는 전원전압 V+가 연결된다. 상기의 전치증폭기 및 바이어스회로(700)에서 발열소자와 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터 Tr1과 Tr2 등은 소자로부터 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 방열판을 장착하는데, 상기의 방열판 내지 발열소자들에는 더미스터(720)를 설치하여 발열 온도를 외부에서 감지할 수 있다. 상기의 더미스터(720)는 온도의 증가에 따라 저항이 증가하는 PTC형이나, 온도의 증가에 따라 저항이 감소하는 NTC형 모두 사용이 가능하며 상기 더미스터(720)의 온도에 따른 저항값은 온도검출단자 (720a)와 (720b)로 외부에서 모니터할 수 있도록 구성된다. 특히 상기의 더미스터(720)는 발열부와는 전기적으로 절연됨과 동시에 열전달은 잘되도록 구비하여 전기적으로 절연을 시킨다.

상기 출력트랜지스터의 에미터에는 에미터 보상용 저항 Re1과 Re2가 각각 연결되는데, 상기 Tr1의 에미터는 Re1을 통하여 접지로 연결되고, 상기 Tr2의 에미터는 Re2를 통해 접지로 연결된다. 따라서, 상기의 트랜지스터 Tr1과 Tr2로써 증폭된 전류는 상기 출력트랜스포머 OT의 센터탭에 연결된 V+로부터 각각 Tr1과 Re1, Tr2와 Re2를 통해 접지로 흐르게 된다. 따라서 상기 트랜지스터 Tr1과 Tr2로써 증폭된 전류는 에미터 보상용 저항 Re1과 Re2의 양단에 전압으로 나타나게 된다. 상기의 에미터 보상용 저항 Re1과 Re2의 양단, 즉 상기 트랜지스터 Tr1과 Tr2의 에미터 단자에 각각 출력전류감지 트랜스포머(730)의 일차측 권선을 연결하여 출력전류를 이차측 권선을 통해 절연된 상태에서 모니터할 수 있도록 구성한다. 이차측 권선의 출력은 출력전류 모니터 단자(730a)와 (730b)로 외부에서 모니터할 수 있다.

상기의 출력트랜스포머 OT의 2차측 권선은 사용되는 스피커(800)의 임피던스에 따라 탭 TP1, TP2, TP3, TP4 등을 구비할 수 있으며, 상기 OT의 2차측 권선의 접지된 한 단자 및 상기 탭 TP1, TP2, TP3, TP4 들 중 해당 스피커(800)의 임피던스에 부합되는 단자가 스피커(800)의 구동 단자로 연결된다. 본 발명에서는 스피커(800)의 임피던스에 따라 탭 TP1, TP2, TP3, TP4 등을 구비한 출력트랜스포머 OT의 2차측 권선에 출력전압을 감지하기 위한 출력전압감지권선 OTC를 더 구비하여 이를 출력전압감지 트랜스포머(740)의 일차측으로 연결하고, 상기의 출력전압감지 트랜스포머(740)의 2차측에서 전기적으로 절연된 출력전압을 출력전압감지 단자(740a)와 (740b)로 전달한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 센서 및 전송 프로세서의 구성의 일례를 나타낸다.

전원상태감지단자 (550a)와 (550b), 입력신호검출단자(710a)와 (710b), 온도검출단자 (720a)와 (720b), 출력전류 모니터 단자(730a)와 (730b), 출력전압감지 단자(740a)와 (740b) 등은 버퍼증폭기를 각각 거쳐 감지된 신호를 적절한 크기의 아날로그 신호로 변환하고, 각각의 아날로그 신호들은 마이크로프로세서(920)의 선택선(921)에 의해 구동되는 멀티플렉서(900)로 연결된다.

멀티플렉서(900)에서 선택된 감지신호는 A/D변환기(910)로써 디지털 데이터로 변환되는데 바람직하게는 8비트의 해상도로 변환될 수도 있다. 또한, 상기의 감지신호들 중 전원상태감지단자 (550a)와 (550b)는 이에 연결된 포토커플러가 단순한 온오프 타입뿐만 아니라 입력비례형 출력을 가지는 포토커플러를 적용한 경우, 전원회로의 전압 출력의 유무뿐만 아니라 전압 출력의 전압도 모니터할 수 있으며, 포토커플러가 단순한 온오프 타입일 경우에는 A/D변환기(910)로써 디지털 데이터로 변환하지 않고 마이크로프로세서 (920)의 입력포트의 한 비트로 연결할 수도 있다.

솔레노이드 단자 (110a) 및 (110b)는 증폭기의 전원을 온오프하는 릴레이를 구동하는 신호가 공급되도록 하기 위해, 마이크로프로세서(920)의 출력포트(922)의 한 비트 신호를 버퍼증폭기로써 증폭하여 솔레노이드 단자 (110a) 및 (110b)로 공급한다. 또한, 본 발명의 제어단자는 증폭기의 스피커 단자에 릴레이를 구비하고 마이크로프로세서(920)의 출력포트(922)의 또 다른 한 비트 신호를 버퍼증폭기로써 증폭하여 공급함으로써 스피커 단자의 스위칭을 제어할 수도 있다.

A/D변환된 전원상태감지단자(550a)와 (550b), 입력신호검출단자(710a)와 (710b), 온도검출단자 (720a)와 (720b), 출력전류 모니터 단자(730a)와 (730b), 출 력전압감지 단자(740a)와 (740b) 등의 데이터는 마이크로프로세서 (920)에 저장되며 시리얼포트(923)으로 송수신되는 중앙제어장치와 송수신이 가능하다. 모든 송수신 데이터는 증폭기 각각에 연결되어 있는 개별 로컬프로세서에 대해 각기 부여되는 고유의 ID번호로 구분되며 모든 프로세서는 자신의 ID에 대한 중앙제어장치의 명령에 대해 억세스된다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 증폭기는 전원상태, 입력신호검출, 온도검출, 출력전류 모니터, 출력전압 등을 증폭기 전원과 절연된 상태로 모니터 할 수 있으며, 동시에 증폭기의 전원을 온오프 제어 할 수 있게 된다.

도 6은 도 4의 PA 증폭기를 적용한 PA시스템의 일 실시예를 개략적으로 나타낸다. 도 6의 PA 시스템은 복수의 음원부(1000), 복수의 PA 앰프장치(2000a, 2000b), 중앙제어장치(3000), 제어컴퓨터(4000), 복수의 스피커부(5000)로 이루어진다. PA앰프장치(2000a, 2000b)는 PA증폭기(2100a, 2100b), 모니터 및 제어부(2200a, 2200b), 로컬프로세서(2500a, 2500b)를 구비하며, 모니터 및 제어부(2200a, 2200b)는 입력검출부(2210), 전원제어부(2220), 전원검출부(2230), 온도검출부(2240), 출력전류검출부(2250), 출력전압검출부(2260)를 구비한다.

음원부(1000)는 음원(1100a, 1100b)을 입력하여 PA앰프장치(2000a, 2000b)로 전달하는 것으로, 음원부(1000)는 마이크 등의 음향기기로 이루어진다. 즉, 음원(1000)의 신호는 PA증폭기(2100a), PA증폭기(2100b) 등 복수의 PA앰프장치로 전달되고, 각각의 앰프 출력은 해당 스피커(800a, 800b)를 구동하게 된다.

PA앰프장치(2000a, 2000b)는 PA증폭기(2100a, 2100b), 모니터 및 제어부 (2200a, 2200b), 로컬프로세서(2500a, 2500b)를 구비하며, 음원부(1000)로부터 수신된 음신호를 중앙제어장치(3000)로부터의 제어신호에 따라 제어하여 스피커부(5000)로 전송한다. 또한 PA앰프장치(2000a, 2000b)는 각 PA증폭기(2100a, 2100b)의 입력신호검출, 전원제어, 전원 검출, 온도검출, 출력전류 검출, 출력전압검출 등을 수행한다.

PA증폭기(2100a), (2100b)는 음원부(1000)로부터 수신된 음신호를 증폭, 조절하여 스피커부(5000)로 전달한다. 이때 PA증폭기(2100a), (2100b)는 모니터 및 제어부(2200a, 2200b)의 전원제어부(2220)에서 전원제어신호에 따라 PA증폭기(2100a), (2100b)에 전원을 공급한다.

모니터 및 제어부(2200a, 2200b)는 입력검출부(2210), 전원제어부(2220), 전원검출부(2230), 온도검출부(2240), 출력전류검출부(2250), 출력전압검출부(2260)를 구비하며, 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 부터 수신된 전원제어신호로부터 앰프를 구동하며, PA증폭기(2100a, 2100b)에서 입력신호, 전원신호, 온도, 출력전류, 출력전압을 검출하여 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송하여, PA증폭기(2100a), (2100b)의 상태 등을 모니터링하게 한다. 모니터 및 제어부(2200a, 2200b) 등은 아날로그 신호처리 회로로써 구성될 수 있다. 즉 모니터 및 제어부(2200a), (2200b)의 신호는 로컬프로세서(2500a) 및 (2500b) 등에 연결되고 상기 로컬프로세서(2500a) 및 (2500b) 등은 시리얼 포트(923)을 통해 중앙제어장치(3000)로 연결된다.

입력검출부(2210)는 음원부(1000)에서 PA증폭기(2100a, 2100b)로 수신된 음 신호를 검출하여 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다. 즉 입력검출부(2210)에 있는 입력신호검출단자(710a)와 (710b)에서 검출된 신호를 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다.

전원제어부(2220)는 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 부터 수신된 전원제어신호로부터 PA증폭기(2100a, 2100b)에 전원을 공급한다. 즉 전원제어부(2220)에 있는 솔레노이드 단자 (110a) 및 (110b)에서 수신된 신호에 따라 PA증폭기(2100a, 2100b)의 전원을 온오프하도록 구동된다. 특히 본 발명에서는 PA용 증폭기와는 전기적으로 절연되어 PA용 증폭기 외부로부터 수신된 전원제어신호에 따라 온오프 구동하도록 솔레노이드 단자(110a, 110b)를 구비한다.

전원검출부(2230)는 공급된 전원을 검출하여 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다. 즉 전원검출부(2230)에 있는 전원상태감지단자 (550a)와 (550b)에서 검출된 신호를 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다.

온도검출부(2240)는 온도센서를 구비하여, PA증폭기(2100a, 2100b)의 온도를 검출하여 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다. 즉 온도검출부(2240)에 있는 온도검출단자 (720a)와 (720b)에서 검출된 신호를 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다.

출력전류검출부(2250)는 PA증폭기(2100a, 2100b)의 출력전류를 검출하여 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다. 즉 출력전류검출부(2250)에 있는 출력전류 모니터 단자(730a)와 (730b)에서 검출된 신호를 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다.

출력전압검출부(2260)는 PA증폭기(2100a, 2100b)의 출력전압을 검출하여 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다. 즉 출력전압검출부(2260)에 있는 출력전압감지 단자(740a)와 (740b)에서 검출된 신호를 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송한다.

로컬프로세서(2500a, 2500b)는 입력검출부(2210), 전원검출부(2230), 온도검출부(2240), 출력전류검출부(2250), 출력전압검출부(2260)으로 부터 수신된 신호들을 디지털 데이터로 변환하여 시리얼포트(923)을 통해 중앙제어장치(3000)로 전송한다. 로컬프로세서(2500a, 2500b)는 멀티플렉서(900), A/D 변환기(910), 마이크로프로세서(920)를 구비한다. 로컬프로세서(2500a, 2500b)는 중앙처리장치(3000)로부터 수신된 앰프제어신호를 아날로그신호로 변환하여 전원제어부(2220)로 전송한다. 로컬프로세서(2500a, 2500b)가 중앙제어장치(3000)와 시리얼 포트(923)로 연결될 경우, 개별 버스당 최대 16개의 로컬프로세서의 억세스가 가능하다. 이에 대한 실시예로서 도 6에서는 #00~#15, #16~#31, #32~#47, #48~#63 등의 고유 ID로 구분하여 억세스되며 그 이상의 확장도 가능하다. 또한 로컬프로세서(2500a, 2500b)를 중앙제어장치(3000)와 연결시, RS422등을 사용하여 유선방식으로 연결할 수 있으며, 또한 무선모뎀 등을 이용한 연결도 가능하다.

중앙제어장치(3000)는 각종 데이터를 수집처리하는 기능을 수행한다. 즉 중앙제어장치(3000)는 제어컴퓨터(4000)로부터 수신된 운영자의 명령정보에 따라 전원제어신호를 생성하여 시리얼포트(923)을 통해 로컬프로세서(2500a, 2500b)로 전송하며, 입력검출부(2210), 전원검출부(2230), 온도검출부(2240), 출력전류검출부 (2250), 출력전압검출부(2260)로 부터 로컬프로세서(2500a, 2500b) 및 시리얼포트(923)을 통해 수신된 신호들을 제어컴퓨터(4000)로 전송한다.

제어컴퓨터(4000)는 수신된 모든 정보를 화면을 통하여 운영자에게 전달한다. 또한 제어컴퓨터(4000)는 수신된 신호들로부터 PA증폭기(2100a, 2100b)의 이상여부를 판단하여 화면을 통하여 운영자에게 전달한다. 따라서 제어컴퓨터(4000)는 수신된 모든 정보 등을 화면을 통하여 운영자에게 전달하는 역할을 하도록 본 발명의 핵심 운영 소프트웨어가 탑재된다.

본 발명의 중앙관제 방식의 PA용 증폭기의 일 실시예를 들어 설명하였으나 이로써 본 발명을 한정되는 것은 아니며, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 실시가 가능하며, 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 기존 증폭기 내에 각종 검출회로를 구비하여 기존앰프로부터 수집된 정보(전원상태, 입력신호검출, 온도검출, 출력전류 모니터, 출력전압 등)를 데이터화 하여 중앙제어장치로 전송하고 중앙제어장치로부터 증폭기 전원 ON-OFF 신호를 수신하여 전원을 제어하는 마이크로프로세서를 구비한 증폭기로써, 앰프 내부 온도를 측정하고, 앰프 입출력 신호 전압을 검출하여 중앙제어장치로 전송함으로써 개별 증폭기의 상태를 관제할 수 있으며, 중앙제어장치로부터의 전원 ON-OFF 신호를 수신하여 증폭기의 전원을 ON 또는 OFF 할 수 있다.

또한, 모든 마이크로프로세서와 이에 연결된 증폭기들은 고유의 ID가 부여 되어 중앙제어장치에서 보내온 특정 번지와 일치할 때만 데이터를 전송하도록 하여 복수의 앰프가 동일 계통의 데이터 라인에 연결되어 있어도 상호 간섭을 일으키지 않고 용이한 확장성을 가지는 효과가 있다.

본 발명의 솔레노이드 단자 (110a) 및 (110b), 전원상태감지단자 (550a)와 (550b), 입력신호검출단자(710a)와 (710b), 온도검출단자 (720a)와 (720b), 출력전류 모니터 단자(730a)와 (730b), 출력전압감지 단자(740a)와 (740b)들은 증폭기와 전기적으로는 절연된 상태로 모니터 및 제어를 할 수 있도록 구성함으로써 시스템의 안정성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

PA용 증폭기에 있어서,

교류전원(100);

상기 교류전원(100)으로부터 전원이 공급되는 것을 온오프(ON/OFF)시키는 스위치(200);

상기 스위치(200)에 직렬로 연결되며 퓨즈로 이루어진 안전장치(300);

상기의 안전장치(300)에 직렬로 접점이 연결된 릴레이(110);

상기 릴레이에 의해 구동되는 접점을 거쳐 1차측에 전원이 공급되며, 2차측에서 PA용 증폭기의 회로에서 필요로 하는 교류 전력을 공급하는 전원트랜스(400);

상기 전원 트랜스(400)의 2차측으로부터 공급받은 교류전력을 직류의 전원전압으로 공급하는 정류 및 평활부(500);

상기 정류 및 평활부(500)의 출력단자의 접지선과 전원선 중, 전원선에 각기 다이오드를 거쳐 연결된 입력단자들(510, 520);

상기 정류 및 평활부(500)의 전원선에 연결된 전류제한용 저항(530);

상기 전류제한용 저항(530)에 직렬로 접지로 연결되어 전원이 소정의 전압이 될 때 발광하는 발광다이오드(540);

상기 정류 및 평활부(500)에서 공급된 직류전원전압을 PA용 증폭기의 회로에서 필요로 하는 안정화 전력(V+)을 접지 기준으로 공급하는 정전압회로(600);를 포함하는 전원 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
제1항에 있어서, 상기 릴레이(110)는

PA용 증폭기와는 전기적으로 절연되어, 상기 PA용 증폭기 외부에서 수신된 전원제어신호에 따라 상기 전원 트랜스(400)로 입력되는 전원을 온오프(ON/OFF) 구동하는 솔레노이드 단자(110a, 110b)를 구비한 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
제1항에 있어서, 상기 입력단자 (510, 520)에는

별도의 비상용 직류전원 또는 비상용 교류전원이 연결되는 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
제1항에 있어서, 상기 발광다이오드(540)는

포토트랜지스터(550)와 포토커플러로서 구성되며,

상기 발광다이오드(540)가 발광되면 상기 포토트랜지스터(550)로는 광전류가 흐르고,

상기 포토트랜지스터(550)로 흐르는 상기 광전류는 전원상태감지단자(550a, 550b)에서 증폭기와는 전기적으로 절연된 상태에서 감지되도록 하는 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
PA용 증폭기에 있어서,

PA용 증폭기에서 증폭하기 위한 입력신호를 제공하는 입력신호 단자들(700a, 700b);

상기 입력신호 단자(700a, 700b)를 통해 입력신호를 제공받아 증폭하는 전치증폭기 및 바이어스회로(700);

상기 입력신호 단자들(700a, 700b)사이에 임피던스 안정용 저항(705)을 통해 일차권선이 연결되고, 이차권선의 양단에서 입력신호를 검출하는 입력신호검출 트랜스포머(710);

상기 전치증폭기 및 바이어스회로(700)의 출력을 각각의 베이스 단자 신호로 하여 구동되는 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터들(Tr1과 Tr2);

상기 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터들(Tr1과 Tr2)의 콜렉터 단자가 각각 일차측 양단에 연결되고, 상기 일차측 권선의 중점인 센터탭에는 전원전압 V+가 연결되는 출력트랜스포머(OT);를 구비하는 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
제5항에 있어서, 상기 임피던스 안정용 저항(705)은

상기 입력신호검출단자(710a, 710b)간으로 공급되는 신호의 입력임피던스에 영향을 주지 않도록 충분히 큰 저항값으로 구성된 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
제5항에 있어서, 상기 입력신호검출 트랜스포머(710)는

그 이차측이 그 일차측과 전기적으로 절연되어 입력신호의 값을 입력신호검출단자(710a, 710b)로 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
제5항에 있어서, 상기 전치증폭기 및 바이어스회로(700)는

발열소자와 푸시풀 증폭기의 출력트랜지스터(Tr1, Tr2)의 소자로부터 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열판;

상기의 방열판 또는 발열소자들에 설치되어 발열부와는 전기적으로 절연됨과 동시에 열전달이 잘되도록 하여, 발열온도를 외부에서 감지하는 더미스터(720);

상기 더미스터(720)의 온도에 따른 저항값을 외부에서 모니터할 수 있도록 구성된 온도검출단자(720a, 720b);를 구비한 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
제5항에 있어서,

상기 출력트랜지스터(Tr1과 Tr2)는 제1출력트랜지스터(Tr1)과 제2출력트랜지스터(Tr2)를 구비하고;

상기 제1출력트랜지스터(Tr1)의 에미터에 제1 에미터 보상용 저항(Re1)을 구비하여, 상기 제1출력트랜지스터(Tr1)의 에미터는 상기 제1 에미터 보상용 저항(Re1)을 통하여 접지로 연결되고;

상기 제2출력트랜지스터(Tr2)의 에미터에 제2 에미터 보상용 저항(Re2)을 구비하여, 상기 제2출력트랜지스터(Tr2)의 에미터는 상기 제2 에미터 보상용 저항(Re2)를 통해 접지로 연결되고;

그 일차측 권선의 양단이 상기 제1출력트랜지스터(Tr1)의 에미터 단자와 상기 제2출력트랜지스터(Tr2)의 에미터 단자에 연결되어, 그 이차측 권선을 통해 PA 용 증폭기의 출력전류를 절연된 상태에서 모니터할 수 있도록 구성된 출력전류감지 트랜스포머(730)를 구비하며;

상기 출력전류감지 트랜스포머(730)의 이차측 권선의 출력이 출력전류 모니터 단자(730a, 730b)로 연결되는 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
상기 제5항에 있어서, 상기의 출력트랜스포머(OT)는

사용되는 스피커(800)의 임피던스에 따라 선택하여 연결할 수 있는 탭(TP1, TP2, TP3, TP4)을 구비한 2차측 권선;

상기 출력트랜스포머(OT)의 2차측 권선에 PA용 증폭기의 출력전압을 감지하기 위해 더 구비된 출력전압감지권선(OTC);

상기의 출력전압감지권선(OTC)을 일차측에 연결하여 2차측에서 전기적으로 절연된 상태로 PA용 증폭기의 출력전압을 출력전압감지 단자(740a, 740b)로 전달하는 출력전압감지 트랜스포머(740)로 구비하는 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.
전원상태감지단자(550a, 550b), 입력신호검출단자(710a, 710b), 온도검출단자(720a, 720b), 출력전류 모니터 단자(730a, 730b), 출력전압감지 단자(740a, 740b), 솔레노이드 단자(110a, 110b)를 구비하는 PA 용 증폭기에 있어서,

상기의 전원상태감지단자(550a, 550b), 입력신호검출단자(700a, 700b), 온도검출단자(720a, 720b), 출력전류 모니터 단자(730a, 730b), 출력전압감지 단자(740a, 740b)로부터의 신호 및 상기 솔레노이드 단자(110a, 110b)로 입력되는 신호 를 적절한 크기로 증폭하는 버퍼증폭기들;

상기 버퍼증폭기들의 출력 신호들이 연결되어 마이크로프로세서(920)의 선택선(921)에 의해 선택되는 멀티플렉서(900);

상기의 멀티플렉서(900)에서 선택된 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D변환기(910);

상기 A/D변환기(910)에서 A/D변환된 데이터를 저장하고 시리얼포트(923)를 통해 송수신하는 마이크로프로세서(920);

상기 솔레노이드 단자(110a, 110b)와 연결되어 있으며, 상기 마이크로프로세서(920)의 출력포트(922)의 한 비트 신호를 버퍼증폭기에서 증폭하여 상기 솔레노이드 단자(110a, 110b)로 공급하여 증폭기의 전원을 온오프(ON/OFF)하는 릴레이;를 구비한 것을 특징으로 하는 PA 용 증폭기.