KR101830883B1 - Method for outputting an audio signal and apparatus for outputting an audio signal thereof - Google Patents

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Abstract

입력 오디오 신호를 펄스 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 펄스 변조부, 상기 변조 오디오 신호에 따라서 스위칭 증폭 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구동 신호를 생성하는 구동 신호 발생부, 및 상기 구동 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되며 상기 스위칭 증폭 동작을 수행하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자를 이용하여 상기 변조 오디오 신호에 대응되는 증폭된 오디오 신호를 출력하는 파워 스위칭 증폭부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 스위칭 소자는 갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 오디오 신호 출력 장치가 기재되어 있다. A drive signal generator for generating at least one drive signal for controlling the switching amplification operation in accordance with the modulated audio signal; and a drive signal generator for generating a drive signal in response to the drive signal, And a power switching amplifier unit including at least one switching element that is turned on or off and performs the switching amplification operation and outputs an amplified audio signal corresponding to the modulated audio signal using the switching element, The at least one switching element is described as an audio signal output device comprising at least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor and a silicon carbide transistor.

Description

오디오 신호 출력 방법 및 그에 따른 오디오 신호 출력 장치 {Method for outputting an audio signal and apparatus for outputting an audio signal thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an audio signal output method,

본원 발명은 오디오 신호 출력 방법 및 그에 따른 오디오 신호 출력 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an audio signal output method and an audio signal output apparatus therefor.

더욱 상세하게는, 본원 발명은 고속 동작이 가능한 오디오 신호 출력 장치에 관한 것이다. 또한, 오디오 신호를 빠르게 고전압으로 증폭시킬 수 있는 오디오 신호 출력 방법 및 그에 따른 오디오 신호 출력 장치에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to an audio signal output apparatus capable of high-speed operation. The present invention also relates to an audio signal output method capable of rapidly amplifying an audio signal to a high voltage and an audio signal output apparatus therefor.

또한, 본원 발명은 오디오 신호의 음질 저하를 방지할 수 있는 오디오 신호 출력 방법 및 그에 따른 오디오 신호 출력 장치에 관한 것이다. The present invention also relates to an audio signal output method and an audio signal output apparatus therefor, which can prevent deterioration of sound quality of an audio signal.

오디오 신호를 입력받아 청각적으로 인식할 수 있는 신호를 출력할 수 있는 오디오용의 파워 앰프로서는 A급, B급, AB급 및 D급이 사용된다. 이중에서 D급 앰프는 A급 앰프, B급 앰프, AB급 앰프 등에서 발생하는 증폭 효율 저하를 줄일 수 있어 널리 이용되고 있다. Class A, Class B, Class AB and Class D are used as power amplifiers for audio that can output audible signals that can be received by receiving audio signals. Among these, Class D amplifiers are widely used because they can reduce the amplification efficiency degradation caused by Class A, Class B, and Class AB amplifiers.

D급 앰프는 아날로그 형태로 입력되는 오디오 신호로 디지털 형태로 변조하고, 디지털 변조된 오디오 신호를 증폭시키 출력하는 디지털 앰프이다.Class D amplifiers are digital amplifiers that digitally modulate audio signals input in analog form and amplify and output digitally modulated audio signals.

디지털 앰프는 데이터 변환 손실이 거의 없고, 이론상 100%의 증폭 효율을 달성할 수 있으므로, 널리 이용되고 있다. 이러한 디지털 앰프를 이용한 오디오 신호 출력 장치는 입력된 오디오 신호를 최대 출력에 맞춰 신호 왜곡 발생 없이 출력하는 것이 중요하다. Digital amplifiers are widely used because they have little data conversion loss and theoretically achieve 100% amplification efficiency. It is important that an audio signal output apparatus using such a digital amplifier outputs an input audio signal to a maximum output without generating signal distortion.

따라서, 잡음을 감소시키고 신호의 왜곡을 최소화하여 오디오 신호의 음질 저하를 최소화 할 수 있는 오디오 신호 출력 방법 및 장치를 제공할 필요가 있다.Accordingly, there is a need to provide an audio signal output method and apparatus capable of minimizing noise degradation and minimizing signal distortion to minimize audio quality degradation.

본원 발명은 고속으로 스위칭 증폭 동작을 수행하여 스위칭 증폭 동작시 발생하는 오류 및 잡음을 최소화 할 수 있는 오디오 신호 출력 방법 및 그에 따른 오디오 신호 출력 장치의 제공을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an audio signal output method and an audio signal output apparatus capable of minimizing errors and noise generated during a switching amplification operation by performing a switching amplification operation at a high speed.

또한, 본원 발명은 신호 대 잡음비를 증가시켜, 오디오 신호의 음질 저하를 최소화 할 수 있는 오디오 신호 출력 방법 및 그에 따른 오디오 신호 출력 장치의 제공을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide an audio signal output method capable of minimizing the deterioration of sound quality of an audio signal by increasing a signal-to-noise ratio and an audio signal output apparatus therefor.

본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치는 입력 오디오 신호를 펄스 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 펄스 변조부, 상기 변조 오디오 신호에 따라서 스위칭 증폭 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구동 신호를 생성하는 구동 신호 발생부, 및 상기 구동 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되며 상기 스위칭 증폭 동작을 수행하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자를 이용하여 상기 변조 오디오 신호에 대응되는 증폭된 오디오 신호를 출력하는 파워 스위칭 증폭부를 포함한다. The apparatus for outputting an audio signal according to an embodiment of the present invention includes a pulse modulator for pulse-modulating an input audio signal to output a modulated audio signal, and generating at least one drive signal for controlling the switching amplification operation in accordance with the modulated audio signal And at least one switching element that is turned on or off in response to the driving signal and performs the switching amplification operation, wherein the switching element is used to amplify the modulated audio signal corresponding to the modulated audio signal, And a power switching amplifier for outputting an audio signal.

여기서, 상기 적어도 하나의 스위칭 소자는 갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함한다. Wherein the at least one switching element comprises at least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor and a silicon carbide transistor.

또한, 상기 펄스 변조부는 상기 입력 오디오 신호를 펄스 밀도 변조하여, 상기 입력 오디오 신호에 대응되는 상기 변조 오디오 신호를 생성하는 펄스 밀도 변조부를 포함할 수 있다. The pulse modulating unit may include a pulse density modulating unit that performs pulse density modulation of the input audio signal and generates the modulated audio signal corresponding to the input audio signal.

또한, 상기 펄스 밀도 변조부는 원 오디오 신호를 포함하는 상기 입력 오디오 신호에서 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하고, 상기 필터링된 입력 오디오 신호를 펄스 밀도 변조하여 변조 오디오 신호를 출력할 수 있다. The pulse density modulation unit may filter at least one of a switching noise component and a power noise component in the input audio signal including the original audio signal and may pulse-density-modulate the filtered input audio signal to output a modulated audio signal have.

또한, 상기 펄스 밀도 변조부는 상기 입력 오디오 신호를 델타 시그마 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 델타 시그마 변조부를 포함할 수 있다. The pulse density modulation unit may include a delta sigma modulation unit that delta-sigma modulates the input audio signal to output a modulated audio signal.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치는 상기 증폭된 오디오 신호를 감쇠 및 지연시킨 피드백 신호를 상기 펄스 밀도 변조부로 출력하는 피드백 루프를 더 포함할 수 있다. The audio signal output apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a feedback loop for outputting a feedback signal obtained by attenuating and delaying the amplified audio signal to the pulse density modulation unit.

또한, 상기 펄스 밀도 변조부는 상기 피드백 신호에 근거하여 원 오디오 신호의 지연 및 이득 중 적어도 하나를 보정하여 상기 입력 오디오 신호를 생성하고, 상기 입력 오디오 신호에 포함된 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하는 델타 시그마 변조부를 포함할 수 있다.The pulse density modulation unit may correct at least one of a delay and a gain of the original audio signal based on the feedback signal to generate the input audio signal. At least one of the switching noise component and the power noise component included in the input audio signal And a delta sigma modulating unit for filtering one of the signals.

또한, 상기 델타 시그마 변조부는 상기 원 오디오 신호에서 상기 피드백 루프의 출력 신호를 감산하는 합산기, 산기 합산기의 출력 신호를 입력받고, 상기 합산기의 출력 신호에 포함된 잡음 성분을 제거하는 루프 필터, 및 상기 루프 필터의 출력 신호를 양자화하여 상기 변조 오디오 신호를 생성하는 양자화부를 포함할 수 있다. The delta sigma modulator may include a loop filter for receiving an output signal of a summer and an adder for subtracting an output signal of the feedback loop from the original audio signal and for removing a noise component included in an output signal of the summer, And a quantizer for quantizing the output signal of the loop filter to generate the modulated audio signal.

또한, 상기 피드백 루프는 상기 증폭된 오디오 신호를 소정 감산 이득 값을 적용하여 감쇠시키는 감쇠부, 및 상기 펄스 밀도 변조부의 샘플링 주기에 맞춰, 상기 감쇠부의 출력 신호를 소정 시간만큼 지연하여 상기 피드백 신호를 출력하는 지연부를 포함할 수 있다. The feedback loop may further include an attenuation unit that attenuates the amplified audio signal by applying a predetermined subtraction gain value, and a delay unit that delays the output signal of the attenuation unit by a predetermined time in accordance with a sampling period of the pulse density modulation unit, And a delay unit for outputting the delayed signal.

또한, 상기 펄스 밀도 변조부는 상기 입력 오디오 신호에 포함된 상기 파워 스위칭 증폭부에서 발생한 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하며, 1 비트의 출력 신호를 생성하는 고차 1 비트 단일 루프 델타 시그마 변조부를 포함할 수 있다. The pulse density modulating unit may filter at least one of a switching noise component and a power noise component generated in the power switching amplification unit included in the input audio signal and output a high order 1 bit single loop delta sigma And a modulation unit.

또한, 상기 구동 신호 발생부는 상기 스위칭 소자가 양의 전원 전압 또는 음의 전원 전압을 드라이빙하기 위한 상기 적어도 하나의 구동 신호를 생성할 수 있다. The driving signal generating unit may generate the at least one driving signal for driving the positive or negative power supply voltage of the switching device.

또한, 상기 구동 신호 발생부는 상기 양의 전원 전압을 드라이빙하기 위한 제1 구동 신호 및 상기 음의 전원 전압을 드라이빙하기 위한 제2 구동 신호를 생성할 수 있다. The driving signal generating unit may generate a first driving signal for driving the positive power supply voltage and a second driving signal for driving the negative power supply voltage.

또한, 상기 스위칭 증폭부는 상기 제1 구동 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되며, 일단이 상기 양의 전원 전압과 연결되며 다른 일단으로 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하는 제1 스위칭 소자, 및 상기 제2 구동 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되며, 일단이 상기 음의 전원 전압과 연결되며 다른 일단으로 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하는 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다. The switching amplifier may include a first switching element that is turned on or off in response to the first driving signal, one end of which is connected to the positive power supply voltage and the other end of which outputs the amplified audio signal, And a second switching element that is turned on or off in response to the second driving signal, one end of which is connected to the negative power supply voltage, and the other end of which outputs the amplified audio signal.

또한, 상기 구동 신호 발생부는 상기 제1 구동 신호를 승압하여 출력하는 제1 변압부, 및 상기 제2 구동 신호를 승압하여 출력하는 제2 변압부를 더 포함할 수 있다. The driving signal generating unit may further include a first transforming unit for stepping up the first driving signal to output the first driving signal, and a second transforming unit for stepping up the second driving signal to output the driving signal.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치는 상기 증폭된 오디오 신호를 아날로그 신호로 변환하는 로우 패스 필터, 및 상기 로우 패스 필터의 출력 신호를 물리적인 진동 신호로 변환하여 출력하는 스피커 부를 더 포함할 수 있다. The apparatus for outputting an audio signal according to an embodiment of the present invention includes a low pass filter for converting the amplified audio signal into an analog signal and a speaker unit for converting the output signal of the low pass filter into a physical vibration signal and outputting the physical signal .

본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치는 입력 오디오 신호를 펄스 밀도 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 단계, 상기 변조 오디오 신호에 따라서 스위칭 증폭 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구동 신호를 생성하는 단계, 및 상기 구동 신호를 이용하여, 갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 턴 온 또는 턴 오프시켜, 상기 변조 오디오 신호에 대응되는 증폭된 오디오 신호를 출력하는 단계를 포함한다. The apparatus for outputting an audio signal according to an embodiment of the present invention includes a step of pulse-modulating an input audio signal to output a modulated audio signal, and generating at least one drive signal for controlling a switching amplification operation in accordance with the modulated audio signal And turning on or off at least one switching element including at least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor and a silicon carbide transistor using the driving signal to generate an amplification corresponding to the modulated audio signal, And outputting the audio signal.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 오디오 신호 출력 장치 내에서 생성 및 출력되는 신호들을 나타내는 타이밍 다이어그램이다.
도 4는 도 2의 구동 신호 발생부를 상세히 나타내는 일 도면이다.
도 5는 도 2의 구동 신호 발생부를 상세히 나타내는 다른 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 출력 방법을 나타내는 플로우차트이다. 1 is a block diagram of an audio signal output apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an audio signal output apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing diagram showing signals generated and output in the audio signal output apparatus of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a view showing the drive signal generator of FIG. 2 in detail.
5 is another diagram showing the driving signal generator of FIG. 2 in detail.
6 is a flowchart illustrating an audio signal output method according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an audio signal output method according to another embodiment of the present invention.

D 급 앰프를 구현함에 있어서, 디지털 변조된 오디오 신호는 높은 전압 레벨을 갖는 신호로 증폭된다. 여기서, 상기 증폭은 스위칭 증폭기(switching amplifier)를 통해서 이뤄진다. 스위칭 증폭기는 파워 스위칭 증폭기(power switching amplifier)라고도 한다. 스위칭 증폭기는 입력된 디지털 신호에 따라서 스위치 소자를 턴 온 또는 턴 오프시키는 스위칭 증폭 동작을 수행하여, 높은 전압 레벨을 갖는 오디오 신호를 출력한다. In implementing a Class D amplifier, the digitally modulated audio signal is amplified into a signal having a high voltage level. Here, the amplification is performed through a switching amplifier. The switching amplifier is also referred to as a power switching amplifier. The switching amplifier performs a switching amplification operation that turns on or off the switching element in accordance with the input digital signal, and outputs an audio signal having a high voltage level.

전술한 스위칭 증폭 동작을 수행할 때 스위칭 잡음(switching noise)이 발생할 수 있다. 또한, 높은 전압 레벨 및 낮은 전압 레벨의 전원을 공급하는데 있어서 전원 잡음이 발생할 수 있다. 이러한 스위칭 잡음 및 전원 잡음은 스위칭 증폭기의 신호 대 잡음비(SNR: signal to noise ratio)를 감소시킨다. 또한, 신호 대 잡음비(SNR)의 감소는, D 급 앰프를 통해 출력되는 오디오 신호의 음질 저하를 초래하게 된다. Switching noise may occur when performing the above-described switching amplification operation. In addition, power supply noise may occur in supplying power at a high voltage level and a low voltage level. This switching noise and power supply noise reduce the signal to noise ratio (SNR) of the switching amplifier. In addition, the reduction of the signal-to-noise ratio (SNR) causes the audio quality of the audio signal output through the class-D amplifier to deteriorate.

또한, 스위칭 증폭기의 신호 대 잡음비(SNR)를 증가시키기 위해서는, 스위칭 증폭기를 고속으로 구동시켜야 한다. Further, in order to increase the signal-to-noise ratio (SNR) of the switching amplifier, the switching amplifier must be driven at a high speed.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 신호대 잡음비를 증가되며 스위칭 증폭기의 고속 구동이 가능한 본 발명에 따른 오디오 신호 출력 방법 및 그에 따른 오디오 신호 출력 장치에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an audio signal output method and an audio signal output apparatus according to the present invention capable of increasing the signal-to-noise ratio and driving the switching amplifier at high speed will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치를 나타내는 도면이다. 도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치(100)를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 오디오 신호 출력 장치(100)를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다. 1 is a block diagram of an audio signal output apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 (a) is a diagram showing an audio signal output apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. 1 (b) is a diagram showing the audio signal output apparatus 100 of FIG. 1 (a) in more detail.

도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치(100)는 펄스 변조부(110) 및 구동 신호 발생부(driving signal generator)(120) 및 파워 스위칭 증폭부(power switching amplifier)(130)를 포함한다. 1, an audio signal output apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a pulse modulator 110, a driving signal generator 120, and a power switching amplifier (130).

도 1의 (a)에서는 펄스 변조부(110)는 입력 오디오 신호(미도시)를 펄스 변조(pulse modulation)하여, 입력 오디오 신호(미도시)에 대응되는 펄스 신호를 생성한다. 펄스 변조부(110)가 수행하는 펄스 변조로는 펄스 밀도 변조(PDM unit: pulse density modulation)가 이용될 수 있다. 도 1의 (a)를 포함한 이하의 도면에서는 펄스 변조부(110)로 펄스 밀도 변조부(PDM unit: pulse density modulation unit)(110)가 이용되는 경우를 예로 들어 도시하였다. 1 (a), the pulse modulator 110 pulse modulates an input audio signal (not shown) to generate a pulse signal corresponding to an input audio signal (not shown). As pulse modulation performed by the pulse modulator 110, pulse density modulation (PDM) may be used. In the following drawings including FIG. 1 (a), a case where a pulse density modulation unit (PDM unit) 110 is used as the pulse modulation unit 110 is shown as an example.

펄스 밀도 변조부(110)는 입력 오디오 신호(미도시)를 펄스 밀도 변조(PDM: pulse density modulation)하여 변조 오디오 신호(S_DSM)를 출력한다. The pulse density modulation unit 110 performs pulse density modulation (PDM) on an input audio signal (not shown) to output a modulated audio signal S_DSM.

여기서, 입력 오디오 신호는 출력의 목적이 되는 원 오디오 신호(original audio signal)(S_IN)에 대응되는 신호이다. 입력 오디오 신호는 원 오디오 신호(S_IN) 자체일 수 있으며, 또는 원 오디오 신호(S_IN)에 소정 잡음이 포함된 신호일 수 있다. 또는, 입력 오디오 신호는 파워 스위칭 증폭부(130)의 출력을 고려하여 오디오 출력 장치의 전체 이득 및 지연 값을 보상하기 위해서 원 오디오 신호(S_IN)를 보정한 신호가 될 수 있다. Here, the input audio signal is a signal corresponding to the original audio signal S_IN to be output. The input audio signal may be the original audio signal S_IN itself or a signal including a predetermined noise in the original audio signal S_IN. Alternatively, the input audio signal may be a signal obtained by correcting the original audio signal S_IN to compensate for the total gain and delay value of the audio output apparatus in consideration of the output of the power switching amplifier 130. [

또한, 펄스 밀도 변조부(110)는 입력 오디오 신호가 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분을 포함하는 경우, 입력 오디오 신호에서 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하고, 필터링된 입력 오디오 신호를 펄스 밀도 변조하여 출력할 수 있다. 여기서, 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분은 파워 스위칭 증폭부에서 수행되는 스위칭 증폭 동작 시 생성되는 잡음 및 공급 전원에 포함되는 잡음에 기인할 수 있다. 펄스 밀도 변조부(110)의 필터링 동작은 이하에서 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. The pulse density modulation unit 110 may filter at least one of a switching noise component and a power noise component in an input audio signal when the input audio signal includes a switching noise component and a power noise component, Pulse density modulation can be output. Here, the switching noise component and the power supply noise component may be caused by the noise generated in the switching amplification operation performed in the power switching amplifier and the noise included in the power supply. The filtering operation of the pulse density modulation unit 110 will be described in detail below with reference to FIG.

구동 신호 발생부(120)는 변조 오디오 신호(S_DSM)에 따라서 파워 스위칭 부(130)를 구동하기 위한 적어도 하나의 구동 신호(CON)를 생성한다. The driving signal generating unit 120 generates at least one driving signal CON for driving the power switching unit 130 in accordance with the modulated audio signal S_DSM.

구체적으로, 구동 신호 발생부(120)는 파워 스위칭 증폭부(130)에서 수행되는 스위칭 증폭(switching amplifying) 동작을 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성한다. 즉, 구동 신호(CON)는 파워 스위칭 증폭부(130)의 내부에 구비되며 스위칭 증폭 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 스위칭 소자(미도시)를 온 또는 오프 시키기 위한 신호가 된다. Specifically, the driving signal generating unit 120 generates a switching control signal for controlling a switching amplifying operation performed in the power switching amplifying unit 130. That is, the driving signal CON is provided in the power switching amplifier 130 and serves as a signal for turning on / off at least one switching element (not shown) for performing a switching amplification operation.

파워 스위칭 증폭부(130)는 구동 신호 발생부(120)에서 출력되는 구동 신호(CON)에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되는 적어도 하나의 스위칭 소자(미도시)를 포함한다. 그리고, 스위칭 소자(미도시)를 이용하여 변조 오디오 신호(S_DSM)에 대응되는 증폭된 오디오 신호를 생성한다. 이하에서는, 파워 스위칭 증폭부(130)에서 출력되는 신호를 증폭 오디오 신호(S_OUT)라 한다. The power switching amplifier 130 includes at least one switching element (not shown) turned on or off in response to the driving signal CON output from the driving signal generator 120. Then, an amplified audio signal corresponding to the modulated audio signal S_DSM is generated using a switching element (not shown). Hereinafter, a signal output from the power switching amplifier 130 is referred to as an amplified audio signal S_OUT.

여기서, 증폭 오디오 신호(S_OUT)는 변조 오디오 신호(S_DSM)의 진폭을 증폭한 신호가 될 수 있다. 예를 들어, 파워 스위칭 증폭부(130)는 오디오 신호 출력 장치(100)로 입력된 원 오디오 신호(S_IN)에 대응되는 입력 오디오 신신호가 오디오 신호 출력 장치(100)의 정격 최대 출력에 맞춰 출력될 수 있도록, 변조 오디오 신호(S_DSM)를 증폭시킬 수 있다. Here, the amplified audio signal S_OUT may be a signal obtained by amplifying the amplitude of the modulated audio signal S_DSM. For example, the power switching amplifier 130 outputs the input audio signal corresponding to the original audio signal S_IN input to the audio signal output apparatus 100 in accordance with the rated maximum output of the audio signal output apparatus 100 The modulated audio signal S_DSM can be amplified.

그리고, 파워 스위칭 증폭부(130)의 내부에 포함되는 스위칭 소자(미도시)는 갈륨 나이트라이드(GaN) 트랜지스터, 갈륨 아사나이드(GaAs) 트랜지스터 및 실리콘 카바이드(SiC) 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함한다. The switching device (not shown) included in the power switching amplifier 130 includes at least one of a gallium nitride (GaN) transistor, a gallium arsenide (GaAs) transistor, and a silicon carbide (SiC) transistor.

갈륨 나이트라이트 트랜지스터 및 갈륨 아사나이드 트랜지스터는 전달 지연(propagation delay)이 짧고 고전압에서 고속 동작 가능하다. 여기서, 전달 지연은 트랜지스터의 게이트로 해당 트랜지스터를 턴 온 시키는 제어 신호가 입력된 후, 트랜지스터의 출력단인 소스 단 또는 드레인 단으로 포화된 전압 신호가 출력되기까지 걸리는 시간을 뜻한다. Gallium nitride and gallium arsenide transistors have short propagation delays and are capable of high-speed operation at high voltages. Here, the propagation delay means the time taken for a saturated signal to be output to the source terminal or the drain terminal, which is the output terminal of the transistor, after the control signal for turning on the transistor is input to the gate of the transistor.

파워 스위칭 증폭부(130)에서 스위칭 증폭 동작을 수행하는 스위칭 소자로 갈륨 나이트라이트 트랜지스터 또는 갈륨 아사나이드 트랜지스터를 이용할 경우, 고속으로 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 그에 따라서, 스위칭 잡음을 최소화할 수 있어서, 오디오 신호 출력 장치(100)의 신호대 잡음비(SNR)를 감소킬 수 있다. 또한, 변조 오디오 신호(S_DSM)를 빠르게 고전압으로 증폭하여 출력할 수 있어, 오디오 신호 출력 장치(100)의 최대 출력을 증가시킬 수 있다. When the gallium nitride light transistor or the gallium arsenide transistor is used as the switching element for performing the switching amplification operation in the power switching amplifier 130, the switching operation can be performed at a high speed. Accordingly, the switching noise can be minimized, so that the signal-to-noise ratio (SNR) of the audio signal output apparatus 100 can be reduced. In addition, the modulated audio signal S_DSM can be quickly amplified and output at a high voltage, thereby increasing the maximum output of the audio signal output apparatus 100.

또한, 스위칭 소자로 이용되는 갈륨 나이트라이드 트랜지스터는 헤테로 접합 전계 효과 트랜지스터(HFET: hetero junction field effect transistor)일 수 있다. In addition, the gallium nitride transistor used as the switching device may be a hetero junction field effect transistor (HFET).

도 1의 (b)를 참조하면, 오디오 신호 출력 장치(160)는 도 1의 (a)에 도시된 오디오 신호 출력 장치(100)에 비하여 피드백 루프(feedback loop)(185)를 더 포함할 수 있다. 또한, 로우 패스 필터(LPF: low pass filter)(190) 및 스피커 부(195)를 더 포함할 수 있다. 도 1의 (b)의 펄스 밀도 변조부(170), 구동 신호 발생부(175) 및 파워 스위칭 증폭부(180)는 각각 도 1의 (a)의 펄스 밀도 변조부(110), 구동 신호 발생부(120) 및 파워 파워 스위칭 증폭부(130)와 동일 대응된다. 따라서, 도 1의 (b)의 오디오 신호 출력 장치(160)에 있어서 도 1의 (a)의 오디오 신호 출력 장치(100)와 중복되는 설명은 생략한다. 1 (b), the audio signal output apparatus 160 may further include a feedback loop 185 in comparison with the audio signal output apparatus 100 shown in FIG. 1 (a) have. Further, it may further include a low pass filter (LPF) 190 and a speaker unit 195. The pulse density modulation unit 170, the drive signal generation unit 175 and the power switching amplification unit 180 of FIG. 1 (b) are the same as the pulse density modulation unit 110 of FIG. 1 (a) Power amplifier 120 and the power-power switching amplifier 130, respectively. Therefore, the description of the audio signal output apparatus 160 of FIG. 1 (b) that is the same as that of the audio signal output apparatus 100 of FIG. 1 (a) will be omitted.

피드백 루프(185)는 증폭된 오디오 신호(S_OUT)를 감쇠(attenuation) 및 지연(delay)시킨 피드백 신호(S_OUT2)를 펄스 밀도 변조부(170)로 출력한다. The feedback loop 185 outputs the feedback signal S_OUT2 obtained by attenuating and delaying the amplified audio signal S_OUT to the pulse density modulation section 170.

펄스 밀도 변조부(170)는 피드백 신호(S_OUT2)에 근거하여 원 오디오 신호(S_IN)의 지연 및 이득 중 적어도 하나를 보정하여 입력 오디오 신호를 생성한다. 그리고, 입력 오디오 신호에 포함된 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링한다. 그리고, 필터링된 입력 오디오 신호를 펄스 밀도 변조할 수 있다. The pulse density modulation unit 170 corrects at least one of a delay and a gain of the original audio signal S_IN based on the feedback signal S_OUT2 to generate an input audio signal. Then, at least one of the switching noise component and the power source noise component included in the input audio signal is filtered. Then, the filtered input audio signal can be subjected to pulse density modulation.

로우 패스 필터(190)는 파워 스위칭 증폭부(180)에서 출력되는 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 아날로그 오디오 신호로 복조하여 출력한다. 즉, 파워 스위칭 증폭부(180)에서 출력되는 신호는 디지털 신호이므로 이를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 것이다. The low pass filter 190 demodulates the amplified audio signal S_OUT output from the power switching amplifying unit 180 into an analog audio signal and outputs the analog audio signal. That is, since the signal output from the power switching amplifier 180 is a digital signal, it is converted into an analog signal and output.

스피커 부(195)는 로우 패스 필터(190)의 출력 신호를 사용자가 청각적으로 인식할 수 있는 물리적인 진동 신호로 변환하여 출력한다. The speaker unit 195 converts the output signal of the low-pass filter 190 into a physical vibration signal that the user can perceive audibly and outputs the physical vibration signal.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 출력 장치를 나타내는 도면이다. 2 is a block diagram of an audio signal output apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 2에 있어서, 오디오 신호 출력 장치(200)의 펄스 밀도 변조부(210), 구동 신호 발생부(220) 및 파워 스위칭 증폭부(230)는 각각 도 1의 (a)의 펄스 밀도 변조부(110), 구동 신호 발생부(120) 및 파워 스위칭 증폭부(130)와 동일 대응된다. 또한, 도 2에 있어서, 펄스 밀도 변조부(210), 구동 신호 발생부(220), 파워 스위칭 증폭부(230), 피드백 루프(240), 로우 패스 필터(250) 및 스피커 부(260)는 각각 도 1의 (b)의 펄스 밀도 변조부(170), 구동 신호 발생부(175), 파워 스위칭 증폭부(180), 피드백 루프(185), 로우 패스 필터(190) 및 스피커 부(195)와 동일 대응된다. 따라서, 오디오 신호 출력 장치(200)에 있어서, 도 1의 오디오 신호 출력 장치(100, 160)와 중복되는 설명은 생략한다. 2, the pulse density modulation unit 210, the drive signal generation unit 220, and the power switching amplification unit 230 of the audio signal output apparatus 200 are connected to the pulse density modulation unit (FIG. 1 110, the driving signal generator 120, and the power switching amplifier 130, respectively. 2, the pulse density modulation unit 210, the drive signal generation unit 220, the power switching amplification unit 230, the feedback loop 240, the low pass filter 250, and the speaker unit 260 A power switching amplifier 180, a feedback loop 185, a low-pass filter 190, and a speaker unit 195 shown in FIG. 1 (b) . Therefore, in the audio signal output apparatus 200, the description overlapping with the audio signal output apparatuses 100 and 160 of FIG. 1 will be omitted.

도 2를 참조하면, 펄스 밀도 변조부(210)는 입력 오디오 신호를 델타 시그마 변조하여 변조 오디오 신호(S_DSM)를 출력하는 델타 시그마 변조부(DSM: Delta-Sigma Modulator)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 펄스 밀도 변조부(210)가 델타 시그마 변조부를 포함하는 경우를 예로 들어 도시 및 설명하며, 이하에서는 펄스 밀도 변조부(210)를 델타 시그마 변조부(210)라 한다. 2, the pulse density modulation unit 210 may include a delta-sigma modulator (DSM) for delta-sigma modulating an input audio signal to output a modulated audio signal S_DSM. In FIG. 2, the pulse density modulation unit 210 includes a delta sigma modulation unit. The pulse density modulation unit 210 is referred to as a delta sigma modulation unit 210 hereinafter.

델타 시그마 변조부(210)는 원 오디오 신호(S_IN)를 입력받고, 원 오디오 신호(S_IN)에 대응되는 입력 오디오 신호(S_IN1)를 델타 시그마 변조(Delta-Sigma modulation)하여 변조 오디오 신호(S_DSM)를 출력한다. 구체적으로 입력 오디오 신호(S_IN)에 포함되는 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하고, 필터링된 입력 오디오 신호(S_IN1)를 델타 시그마 변조할 수 있다. The delta sigma modulator 210 receives the original audio signal S_IN and delta-sigma modulates the input audio signal S_IN1 corresponding to the original audio signal S_IN to generate a modulated audio signal S_DSM. . Specifically, at least one of the switching noise component and the power source noise component included in the input audio signal S_IN may be filtered, and the filtered input audio signal S_IN1 may be subjected to delta sigma modulation.

구체적으로, 델타 시그마 변조부(210)는 오디오 신호 출력 장치(200)의 출력 신호 값인 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 값을 고려하여 원 오디오 신호(S_IN)에서 소정 값만큼 가감된 신호인 입력 오디오 신호(S_IN1)를 델타 시그마 변조할 수 있다. 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 값을 고려하여 원 오디오 신호(S_IN)를 보정한 입력 오디오 신호(S_IN1)를 델타 시그마 변조할 경우, 오디오 신호 출력 장치(200)의 출력 및 전체 이득(gain) 값을 더욱 정확하게 조절할 수 있다. Specifically, the delta sigma modulation unit 210 receives the input audio signal S_IN, which is a signal obtained by adding and subtracting a predetermined value from the original audio signal S_IN in consideration of the value of the amplified audio signal S_OUT, which is the output signal value of the audio signal output apparatus 200, (S_IN1) can be delta sigma modulated. When the input audio signal S_IN1 obtained by correcting the original audio signal S_IN in consideration of the value of the amplified audio signal S_OUT is subjected to delta sigma modulation, the output of the audio signal output apparatus 200 and the overall gain value Can be adjusted more accurately.

도 2를 참조하면, 델타 시그마 변조부(210)는 합산기(adder)(211), 루프 필터(212) 및 양자화부(214)를 포함한다. 또한, 델타 시그마 변조부(210)는 클럭 발생기(213)를 더 포함할 수 있다. 2, the delta sigma modulation unit 210 includes an adder 211, a loop filter 212, and a quantization unit 214. [ In addition, the delta sigma modulation section 210 may further include a clock generator 213.

구체적으로, 델타 시그마 변조부(210)는 1 비트의 출력 신호를 생성하는 고차 1 비트 단일 루프 델타 시그마 변조부(1-bit single-loop DSM)를 포함할 수 있다. 도 2에서는, 델타 시그마 변조부(210)가 피드백 루프(240)에서 출력되는 신호인 피드백 신호(S_OUT2) 및 원 오디오 신호(S_IN)를 입력받고 양자화된 1 비트의 출력신호를 출력하는 1 비트 단일 루프 델타 시그마 변조부(1-bit single-loop DSM)인 경우를 예로 들어 도시하였다. Specifically, the delta sigma modulator 210 may include a higher order 1-bit single-loop delta sigma modulator (DSM) that generates a 1-bit output signal. 2, a delta sigma modulation unit 210 receives a feedback signal S_OUT2 and a circular audio signal S_IN, which are signals output from the feedback loop 240, and outputs a quantized 1-bit output signal. A 1-bit single-loop DSM is shown as an example.

합산기(211)는 피드백 신호(S_OUT2) 및 원 오디오 신호(S_IN)를 입력받는다. 그리고, 원 오디오 신호(S_IN)에서 피드백 신호(S_OUT2)를 감산하여 출력한다. 합산기(211)를 이용하여 원 오디오 신호(S_IN)에 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 값을 반영하여 입력 오디오 신호(S_IN1)를 생성함으로써, 델타 시그마 변조부(210)는 오디오 신호 출력 장치(200)의 목표 이득(gain) 또는 정격 최대 출력에 맞춰 정확한 이득 제어(gain control)를 수행할 수 있다. The summer 211 receives the feedback signal S_OUT2 and the original audio signal S_IN. Then, subtracting the feedback signal S_OUT2 from the original audio signal S_IN and outputting it. The delta sigma modulation unit 210 generates the input audio signal S_IN1 by reflecting the value of the amplified audio signal S_OUT to the original audio signal S_IN using the summer 211, ) Can be performed in accordance with the target gain or the rated maximum output of the power amplifier.

루프 필터(212)는 입력 오디오 신호(S_IN1)에 포함된 잡음(noise) 성분을 필터링하여 출력한다. The loop filter 212 filters and outputs a noise component included in the input audio signal S_IN1.

피드백 신호(S_OUT2)는 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 감쇠 및 증폭한 신호이다. 따라서, 피드백 신호(S_OUT2)는 증폭 오디오 신호(S_OUT)에 포함된 양자화 잡음(quantization noise), 전원 잡음, 및 스위칭 잡음이 포함될 수 있다. The feedback signal S_OUT2 is a signal obtained by attenuating and amplifying the amplified audio signal S_OUT. Accordingly, the feedback signal S_OUT2 may include quantization noise, power supply noise, and switching noise included in the amplified audio signal S_OUT.

여기서, 양자화 잡음은 양자화 부(214)가 소정 신호를 양자화시키는데 있어서 발생하는 양자화 오차로 인하여 발생하는 잡음이다. 전원 잡음은 파워 스위칭 증폭부(230)에서 스위칭 증폭 동작을 수행할 때 인가되는 전원(+VDD, -VDD)에 포함된 잡음 성분으로, 전원(+VDD, -VDD) 자체의 직류(DC) 전압 값 이외에 지터(jitter) 또는 리플(ripple)과 같은 교류(AC) 전원 성분 등을 예로 들 수 있다. 그리고, 스위칭 잡음은 파워 스위칭 증폭부(230)에서 스위칭 증폭 동작을 수행하는데 있어서 스위칭 시 발생하는 잡음이다. Here, the quantization noise is a noise generated due to a quantization error generated when the quantization unit 214 quantizes a predetermined signal. The power supply noise is a noise component included in the power source (+ VDD, -VDD) applied when performing the switching amplification operation in the power switching amplifying unit 230 and is a DC component of the power (+ VDD, -VDD) (AC) power supply components such as jitter or ripple in addition to the power supply voltage and the power supply voltage. In addition, the switching noise is a noise generated during switching in performing the switching amplification operation in the power switching amplifier 230.

또한, 입력 오디오 신호(S_IN1)는 원 오디오 신호(S_IN)에서 피드백 루프(240)의 출력 신호인 피드백 신호(S_OUT2)를 감산한 신호이므로, 입력 오디오 신호(S_IN1)에는 전술한 양자화 잡음(quantization noise), 전원 잡음, 및 스위칭 잡음이 모두 포함되어 있다. Since the input audio signal S_IN1 is obtained by subtracting the feedback signal S_OUT2 which is the output signal of the feedback loop 240 from the original audio signal S_IN, the input audio signal S_IN1 has the quantization noise ), Power supply noise, and switching noise.

따라서, 루프 필터(212)는 입력 오디오 신호(S_IN1)에서 전술한 잡음 성분을 필터링하여 출력한다. Therefore, the loop filter 212 filters and outputs the above-mentioned noise components in the input audio signal S_IN1.

클럭 발생기(213)는 루프 필터(213)의 샘플링 주기를 설정하기 위한 클럭 신호(S_CLK)를 생성한다. The clock generator 213 generates a clock signal S_CLK for setting the sampling period of the loop filter 213.

일반적으로, 입력 오디오 신호(S_IN1)는 저 주파수 성분의 신호가 되며, 잡음 성분은 고 주파수 성분의 신호가 되므로, 루프 필터(212)는 소정 주파수 대역이 아닌 신호 성분을 필터링 할 수 있다. 여기서, 소정 주파수 대역은 출력의 목적이 되는 원 오디오 신호(S_IN)가 갖는 주파수 대역이 된다. 예를 들어, 출력의 목적이 되는 음악 또는 음성 신호는 잡음 신호에 비하여 낮은 주파수 대역을 갖는다. 따라서, 루프 필터(212)는 잡음 신호를 제거하기 위해서 소정 주파수 값 이상의 신호를 필터링하는 로우 패스 필터가 될 수 있다. In general, the input audio signal S_IN1 is a signal of a low frequency component, and the noise component is a signal of a high frequency component, so that the loop filter 212 can filter signal components other than a predetermined frequency band. Here, the predetermined frequency band is the frequency band of the original audio signal S_IN to be output. For example, a music or voice signal to be output has a lower frequency band than a noise signal. Accordingly, the loop filter 212 may be a low-pass filter that filters a signal having a predetermined frequency value or more to remove a noise signal.

양자화 부(214)는 루프 필터(212)에서 출력되는 신호를 입력받고, 입력된 신호를 양자화하여 디지털 신호의 형태를 갖는 변조 오디오 신호(S_DSM)를 생성한다. The quantization unit 214 receives the signal output from the loop filter 212 and quantizes the input signal to generate a modulated audio signal S_DSM having the form of a digital signal.

구동 신호 발생부(220)는 변조 오디오 신호(S_DSM)를 입력받고, 입력 신호된 변조 오디오 신호(S_DSM)에 따라서 스위칭 증폭 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구동 신호(CON)를 생성한다. 여기서, 스위칭 증폭 동작은 파워 스위칭 증폭부(230) 내에 구비되는 적어도 하나의 스위칭 소자(미도시)를 이용하여 수행된다. 구동 신호(CON)는 스위칭 소자(미도시)의 턴 온 또는 턴 오프를 제어하기 위한 스위칭 제어 신호가 된다. The driving signal generating unit 220 receives the modulated audio signal S_DSM and generates at least one driving signal CON for controlling the switching amplifying operation in accordance with the input modulated audio signal S_DSM. Here, the switching amplification operation is performed using at least one switching element (not shown) provided in the power switching amplifier 230. The driving signal CON becomes a switching control signal for controlling the turn-on or turn-off of the switching element (not shown).

파워 스위칭 증폭부(230)는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하는 스위칭 증폭기(231)로 구성될 수 있다. 스위칭 증폭기(231)는 양의 전원 전압(+VDD) 및 음의 전원 전압(-VDD)을 공급받으며, 구동 신호(CON)에 응답하여 양의 전원 전압(+VDD) 레벨 및 음의 전원 전압(-VDD) 레벨을 갖는 전압 신호를 출력한다. 스위칭 소자 및 스위칭 증폭기(231)는 이하에서 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. The power switching amplifier 230 may be constituted by a switching amplifier 231 including at least one switching element. The switching amplifier 231 receives a positive power supply voltage + VDD and a negative power supply voltage -VDD and outputs a positive power supply voltage (+ VDD) level and a negative power supply voltage ( -VDD) level. The switching device and the switching amplifier 231 will be described in detail below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

감쇠부(242)는 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 소정 감산 이득 값을 적용하여 감쇠시켜 감쇠 오디오 신호(S_OUT1)를 생성한다. 구체적으로, 파워 스위칭 증폭부(230)의 출력 신호인 증폭 오디오 신호(S_OUT)는 고전압의 신호이기 때문에, 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 그대로 델타 시그마 변조부(210)에 입력할 경우 고 입력 전압에 기인한 발진이 발생할 수 있다. 따라서, 감쇠부(242)는 이러한 발진을 방지하기 위해, 원 오디오 신호(S_IN) 레벨에 맞춰 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 전압 레벨을 낮춘다. The attenuation unit 242 attenuates the amplified audio signal S_OUT by applying a predetermined subtraction gain value to generate the attenuated audio signal S_OUT1. Specifically, when the amplified audio signal S_OUT is directly input to the delta sigma modulator 210 because the amplified audio signal S_OUT, which is an output signal of the power switching amplifier 230, is a high voltage signal, Resulting in a rash. Therefore, the attenuation unit 242 lowers the voltage level of the amplified audio signal S_OUT in accordance with the original audio signal S_IN level in order to prevent such oscillation.

지연부(241)는 델타 시그마 변조부(210)의 샘플링 주기에 맞춰, 감쇠 오디오 신호(S_OUT1)를 소정 시간만큼 지연하여 피드백 신호(S_OUT2)를 생성한다. The delay unit 241 generates the feedback signal S_OUT2 by delaying the attenuated audio signal S_OUT1 by a predetermined time in accordance with the sampling period of the delta sigma modulation unit 210. [

도 2의 오디오 신호 출력 장치(200)에서 생성되는 클럭 신호(S_CLK), 변조 오디오 신호(S_DSM), 증폭 오디오 신호(S_OUT), 감소 오디오 신호(S_OUT1), 및 피드백 신호(S_OUT2)는 이하에서 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. The clock signal S_CLK, the modulated audio signal S_DSM, the amplified audio signal S_OUT, the reduced audio signal S_OUT1 and the feedback signal S_OUT2 generated in the audio signal output apparatus 200 of FIG. 3 will be described in detail.

도 3은 도 2의 오디오 신호 출력 장치 내에서 생성되는 신호들을 나타내는 타이밍 다이어그램이다. 3 is a timing diagram showing signals generated in the audio signal output apparatus of FIG.

도 3을 참조하면, 클럭 발생기(213)는 소정 주기를 갖는 클럭 신호(S_CLK)를 생성한다. Referring to FIG. 3, a clock generator 213 generates a clock signal S_CLK having a predetermined period.

델타 시그마 변조부(210)는 클럭 신호(S_CLK)에 따른 샘플링 주기(sampling rate)에 맞춰 변조 오디오 신호(S_DSM)를 생성한다. The delta sigma modulation section 210 generates a modulated audio signal S_DSM in accordance with a sampling rate according to the clock signal S_CLK.

변조 오디오 신호(S_DSM)는 파워 스위칭 증폭부(230)를 통과하면서, 높은 전압 레벨((+VDD) 및 낮은 전압 레벨(-VDD)을 갖는 고전압의 증폭 오디오 신호(S_OUT)가 된다. The modulated audio signal S_DSM passes through the power switching amplifier 230 and becomes a high-voltage amplified audio signal S_OUT having a high voltage level (+ VDD) and a low voltage level (-VDD).

감쇠부(242)는 소정의 감산 이득 값(G) 값을 이용하여 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 전압 레벨을 낮춰서 감소 오디오 신호(S_OUT1)를 출력한다. 여기서, 감쇠 오디오 신호(S_OUT1)의 신호 레벨은 변조 오디오 신호(S_DSM)의 신호 레벨에 대응될 수 도 있다. 도 3에서는 감쇠 오디오 신호(S_OUT1)의 신호 레벨이 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 신호 레벨을 소정 이득 값(G)으로 나눈 값(+VDD/G, -VDD/G)인 경우를 도시하였다. The attenuation unit 242 lowers the voltage level of the amplified audio signal S_OUT using a predetermined subtraction gain value G to output the reduced audio signal S_OUT1. Here, the signal level of the attenuated audio signal S_OUT1 may correspond to the signal level of the modulated audio signal S_DSM. 3, the signal level of the attenuated audio signal S_OUT1 is a value obtained by dividing the signal level of the amplified audio signal S_OUT by a predetermined gain value G (+ VDD / G, -VDD / G).

지연부(241)는 감쇠 오디오 신호(S_OUT1)를 델타 시그마 변조부(210)의 샘플링 주기인 클럭 신호(S_CLK)의 라이징 에지(rising edge)에 맞춰 지연시켜 피드백 신호(S_OUT2)를 생성한다. The delay unit 241 delays the attenuated audio signal S_OUT1 according to the rising edge of the clock signal S_CLK, which is the sampling period of the delta sigma modulation unit 210, to generate the feedback signal S_OUT2.

여기서, 오디오 신호 출력 장치가 정상적으로 동작하기 위해서는, 파워 스위칭 증폭부(230)는 샘플링 주기인 클럭 신호(S_CLK)의 한 주기(P1) 내에 천이(transition)되는 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 생성하여야 한다. 따라서, 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 지연값(d1)은 클럭 신호(S_CLK)의 한 주기(P1)를 넘으면 안 된다. Here, in order for the audio signal output apparatus to operate normally, the power switching amplifier 230 must generate an amplified audio signal S_OUT that transitions within one period P1 of the clock signal S_CLK, which is a sampling period . Therefore, the delay value d1 of the amplified audio signal S_OUT should not exceed one period P1 of the clock signal S_CLK.

그러나, 증폭 오디오 신호(S_OUT)의 논리 하이 레벨의 전압이 커질수록, 낮은 전압 레벨(-VDD)에서 높은 전압 레벨(+VDD)로 천이되는 라이징 타임이 길어질 수밖에 없다. However, the larger the logic high level voltage of the amplified audio signal S_OUT, the longer the rising time that transits from the low voltage level (-VDD) to the high voltage level (+ VDD).

본원에서는 스위칭 증폭기(231)가 갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함함으로써, 빠르게 스위칭 동작을 수행하여, 전술한 라이징 타임을 최소화할 수 있다. 그에 따라서, 고전압 레벨의 증폭 오디오 신호(S_OUT)출력할 수 있으며, 그에 따라서 오디오 신호 출력 장치(200)의 최대 출력을 증가시킬 수 있다. In this embodiment, the switching amplifier 231 includes at least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor, and a silicon carbide transistor, so that the switching operation can be performed quickly, thereby minimizing the above-described rising time. Accordingly, it is possible to output the amplified audio signal S_OUT at a high voltage level, thereby increasing the maximum output of the audio signal output apparatus 200. [

도 4는 도 2의 구동 신호 발생부를 상세히 나타내는 일 도면이다. 도 4의 (a)의 구동 신호 발생부(420)는 도 1 및 도 2에서 도시한 구동 신호 발생부(120, 175, 220)와 동일 대응되므로, 도 1 및 도 2에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 구동 신호 발생부(420)를 상세히 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a view showing the drive signal generator of FIG. 2 in detail. The driving signal generating unit 420 of FIG. 4A corresponds to the driving signal generating units 120, 175, and 220 shown in FIGS. 1 and 2, so that a description overlapping with FIGS. 1 and 2 It is omitted. 4 (b) is a diagram for explaining the drive signal generator 420 of FIG. 4 (a) in detail.

도 4의 (a)를 참조하면, 구동 신호 발생부(420)는 구동 신호 생성부(421) 및 변압부(423)를 포함할 수 있다. 4A, the driving signal generating unit 420 may include a driving signal generating unit 421 and a transforming unit 423. The driving signal generating unit 421 may include a driving signal generating unit 421 and a transforming unit 423. [

구동 신호 생성부(421)는 스위칭 증폭기(231) 내에 포함되는 적어도 하나의 스위칭 소자가 양의 전원 전압(+VDD) 또는 음의 전원 전압(-VDD)을 드라이빙하기 위한 상기 적어도 하나의 제1 구동 신호(CON1)를 생성한다. The driving signal generating unit 421 generates at least one first driving signal for driving at least one switching element included in the switching amplifier 231 to drive a positive power supply voltage (+ VDD) or a negative power supply voltage (-VDD) And generates a signal CON1.

변압부(423)는 제1 구동 신호를 승압하여 구동 신호(CON)를 출력한다. 승압된 구동 신호(CON)는 스위칭 소자를 더욱 빠르게 턴 온 시킬 수 있다. The transformer 423 boosts the first drive signal and outputs the drive signal CON. The boosted drive signal CON can turn on the switching element more quickly.

도 4의 (b)를 참조하면, 구동 신호 발생부(450), 구동 신호 생성부(451) 변압부(453), 및 스위칭 증폭기(460)는 각각 구동 신호 발생부(420), 구동 신호 생성부(421) 변압부(423), 및 스위칭 증폭기(231)에 동일 대응되므로, 도 2 및 도 4의 (a)에서와 중폭되는 설명은 생략한다. 도 4의 (b)에서는 스위칭 증폭기(460)가 하나의 스위칭 소자(461)로 이루어진 경우를 예로 들어 도시하였다. 4B, the driving signal generating unit 450, the driving signal generating unit 451, the transforming unit 453, and the switching amplifier 460 may include a driving signal generating unit 420, The transformer 421, the transformer 421, the switching amplifier 421, and the switching amplifier 231, so that the explanations that are the same as those in FIGS. 2 and 4 (a) will be omitted. 4B illustrates an example in which the switching amplifier 460 includes one switching element 461. In FIG.

구동 신호 생성부(451)는 변조 오디오 신호(S_DSM)에 대응되는 제1 구동 신호(CON1)를 출력한다. The driving signal generating unit 451 outputs the first driving signal CON1 corresponding to the modulated audio signal S_DSM.

변압부(453)는 1:N 비율로 입력 전압을 승압하는 변압기(transformer)를 포함하며, 제1 구동 신호(CON1)를 N 배 승압하여 구동 신호(CON)로 출력한다. The transformer 453 includes a transformer for boosting the input voltage at a 1: N ratio, and boosts the first drive signal CON1 by N times to output the drive signal CON.

스위칭 소자(461)는 게이트 단자로 구동 신호(CON)를 입력받아, 구동 신호(CON)의 신호 레벨에 따라서 양의 전원 전압(+VDD) 또는 음의 전원 전압(-VDD)을 출력한다. The switching element 461 receives the driving signal CON at the gate terminal and outputs a positive power supply voltage + VDD or a negative power supply voltage -VDD according to the signal level of the driving signal CON.

도 5는 도 2의 구동 신호 발생부를 상세히 나타내는 다른 도면이다. 5 is another diagram showing the driving signal generator of FIG. 2 in detail.

도 5의 구동 신호 발생부(520) 및 스위칭 증폭기(530)는 각각 도 2 및 도 4의 구동 신호 발생부(220, 420, 450) 및 스위칭 증폭기(231, 461)와 동일 대응되므로, 도 2 및 도 4에서와 중복되는 설명은 상세한 설명은 생략한다. The driving signal generator 520 and the switching amplifier 530 of FIG. 5 correspond to the driving signal generators 220, 420 and 450 and the switching amplifiers 231 and 461 of FIGS. 2 and 4, And the description overlapping with that in Fig. 4 will not be described in detail.

도 5를 참조하면, 구동 신호 발생부(520)는 구동 집적 회로(driver IC)(540) 및 변압부(550)를 포함한다. 변압부(550)는 제1 변압부(551) 및 제2 변압부(561)를 포함한다. 5, the driving signal generating unit 520 includes a driving IC 540 and a transforming unit 550. The driving IC 540 includes a driving unit 540 and a transforming unit 550. [ The transforming unit 550 includes a first transforming unit 551 and a second transforming unit 561.

또한, 스위칭 증폭기(530)는 직렬 연결되는 제1 스위칭 소자(531) 및 제2 스위칭 소자(532)를 포함한다. In addition, the switching amplifier 530 includes a first switching device 531 and a second switching device 532 connected in series.

구동 집적 회로(540)는 변조 오디오 신호(S_DSM)를 입력받고 그에 따라서, 양의 전원 전압(+VDD)을 드라이빙하기 위한 제1 구동 신호 및 음의 전원 전압(-VDD)을 드라이빙하기 위한 제2 구동 신호를 생성한다. 도 5에서는 음의 전원 전압(-VDD)이 0V, 즉, 그라운드(ground), 인 경우를 예로 들어 도시하였다. 여기서, 제1 구동 신호는 제1 변압부(550)로 출력되며, 제2 구동 신호는 제2 변압부(560)로 출력된다. The driving integrated circuit 540 receives the modulated audio signal S_DSM and accordingly generates a first driving signal for driving the positive power supply voltage + VDD and a second driving signal for driving the negative power supply voltage- Thereby generating a driving signal. In FIG. 5, the negative power supply voltage -VDD is 0V, that is, ground, for example. Here, the first driving signal is output to the first transforming unit 550, and the second driving signal is output to the second transforming unit 560.

제1 스위칭 소자(531)는 일단이 양의 전원 전압(+VDD)과 연결되며, 다른 일단으로 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 출력한다. 제2 스위칭 소자(532)는 일단으로 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 출력하고, 다른 일단이 음의 전원 전압(ground)과 연결된다. The first switching device 531 has one end connected to the positive power supply voltage (+ VDD) and outputs the amplified audio signal S_OUT to the other end. The second switching element 532 outputs the amplified audio signal S_OUT at one end, and the other end is connected to the negative power supply voltage.

제1 변압부(551)는 변압기(552) 및 다수개의 커패시터(553, 554)를 포함하며, 입력된 제1 구동신호를 승압하여 제1 스위칭 소자(531)의 게이트 단자로 출력한다. 또한, 변압기(552)의 전류가 역류하는 것을 방지하기 위한 다이오드(556)를 더 포함할 수 있다. The first transforming unit 551 includes a transformer 552 and a plurality of capacitors 553 and 554. The first transforming unit 551 boosts the input first driving signal and outputs the voltage to the gate terminal of the first switching device 531. In addition, it may further include a diode 556 for preventing the current of the transformer 552 from flowing backward.

제1 스위칭 소자(531)는 승압되어 고전압 레벨로 출력되는 제1 구동 신호에 응답하여, 빠르게 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. The first switching device 531 can be quickly turned on or turned off in response to the first driving signal that is boosted and outputted at a high voltage level.

제2 변압부(560)의 구성은 제1 변압부(551)와 동일하며, 제2 구동신호를 승압하여 제2 스위칭 소자(532)의 게이트 단자로 출력한다. The configuration of the second transforming unit 560 is the same as that of the first transforming unit 551 and boosts the second driving signal to output to the gate terminal of the second switching unit 532.

제2 스위칭 소자(532)는 승압되어 고전압 레벨로 출력되는 제2 구동 신호에 응답하여, 빠르게 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. The second switching device 532 can be quickly turned on or turned off in response to the second driving signal that is boosted and outputted at a high voltage level.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 방법을 나타내는 플로우차트이다. 6 is a flowchart illustrating an audio signal output method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 신호 출력 방법(600)은 입력 오디오 신호(S_IN1)를 펄스 변조하여 변조 오디오 신호(S_DSM)를 출력한다(610 단계). 펄스 변조로는 펄스 밀도 변조가 이용될 수 있으며, 이하에서는 펄스 변조로 펄스 밀도 변조를 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 620 단계는 펄스 밀도 변조부(110)에서 수행될 수 있다. Referring to FIG. 6, an audio signal output method 600 according to an embodiment of the present invention pulse-modulates an input audio signal S_IN1 and outputs a modulated audio signal S_DSM in operation 610. Pulse density modulation may be used for the pulse modulation, and the following description will be made using the pulse density modulation as the pulse modulation as an example. Step 620 may be performed in the pulse density modulation unit 110.

변조 오디오 신호(S_DSM)에 따라서 스위칭 증폭 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구동 신호(CON)를 생성한다(620 단계). 620 단계는 구동 신호 발생부(120)에서 수행될 수 있다. And generates at least one driving signal CON for controlling the switching amplification operation in accordance with the modulated audio signal S_DSM (operation 620). Step 620 may be performed in the driving signal generating unit 120.

구동 신호(CON)를 이용하여, 갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 턴 온 또는 턴 오프시켜, 변조 오디오 신호(S_DSM)에 대응되는 증폭된 오디오 신호(S_OUT)를 출력한다(630 단계). The driving signal CON is used to turn on or turn off at least one switching element including at least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor and a silicon carbide transistor to generate a modulation signal corresponding to the modulated audio signal S_DSM And outputs the amplified audio signal S_OUT (step 630).

도 6에서 도시한 오디오 신호 출력 방법은 도 1 및 도 5를 참조하여 설명한 본 발명에 따른 오디오 신호 출력 장치(100), 200)의 동작과 그 동작 구성이 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 5에서와 중복되는 설명은 생략한다. The audio signal output method shown in FIG. 6 is the same as the operation of the audio signal output apparatuses 100 and 200 according to the present invention described with reference to FIGS. 1 and 5. Therefore, a description overlapping with those in Figs. 1 to 5 will be omitted.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오디오 신호 출력 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 7의 710, 720 및 730 단계는 각각 도 6의 610, 620 및 630 단계와 동일 대응되므로, 도 6에서와 중복되는 설명은 생략한다.7 is a flowchart illustrating an audio signal output method according to another embodiment of the present invention. The steps 710, 720, and 730 of FIG. 7 correspond to the steps 610, 620, and 630 of FIG. 6, respectively, so that the description overlapping with FIG. 6 is omitted.

도 7을 참조하면, 오디오 신호 출력 방법(700)은 도 6의 오디오 신호 출력 방법(600)에 비하여, 740 및 750 단계를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the audio signal output method 700 may further include steps 740 and 750 as compared to the audio signal output method 600 of FIG.

730 단계에서 생성된 증폭 오디오 신호(S_OUT)를 감쇠 및 지연시켜서 피드백 신호(S_OUT2)를 생성한다(740 단계). 740 단계는 피드백 루프(185)에서 수행될 수 있다. In operation 740, the amplified audio signal S_OUT generated in operation 730 is attenuated and delayed to generate a feedback signal S_OUT2. Step 740 may be performed in the feedback loop 185.

740 단계에서 생성된 피드백 신호(S_OUT2)에 근거하여 원 오디오 신호(S_IN)의 지연 및 이득 중 적어도 하나를 보정하여 입력 오디오 신호(S_IN1)를 생성한다(750 단계). 750 단계의 동작은 펄스 밀도 변조부(170)에서 수행될 수 있다. In operation 750, at least one of the delay and the gain of the original audio signal S_IN is corrected based on the feedback signal S_OUT2 generated in operation 740 to generate an input audio signal S_IN1. The operation of step 750 may be performed in the pulse density modulation unit 170.

입력 오디오 신호(S_IN1)가 생성되면, 입력 오디오 신호(S_IN1)에 포함된 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링한다(712 단계). 712 단계는 펄스 밀도 변조부(170)에서 수행될 수 있다. When the input audio signal S_IN1 is generated, at least one of the switching noise component and the power noise component included in the input audio signal S_IN1 is filtered in operation 712. Step 712 may be performed in the pulse density modulation unit 170.

그리고, 필터링된 입력 오디오 신호를 양자화하여 변조 오디오 신호(S_DSM)를 생성한다(714 단계). Then, the filtered input audio signal is quantized to generate a modulated audio signal S_DSM (step 714).

도 7에서 도시한 오디오 신호 출력 방법은 도 1 및 도 5를 참조하여 설명한 본 발명에 따른 오디오 신호 출력 장치(100), 200)의 상세 동작과 그 동작 구성이 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 5에서와 중복되는 설명은 생략한다. The audio signal output method shown in FIG. 7 is the same as the detailed operation of the audio signal output apparatus 100, 200 according to the present invention described with reference to FIGS. 1 and 5, and its operation configuration. Therefore, a description overlapping with those in Figs. 1 to 5 will be omitted.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 오디오 신호 출력 장치 및 오디오 신호 출력 방법은 펄스 변조, 예를 들어, 펄스 밀도 변조, 시 입력 오디오 신호에 포함된 스위칭 잡음 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하여 변조 오디오 신호를 생성함으로써, 신호 대 잡음비를 증가시킬 수 있다. 또한, 갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 스위칭 증폭기를 이용하여 스위칭 증폭 동작을 수행함으로써, 고전압 레벨을 갖는 증폭 오디오 신호를 빠르게 생성 및 출력할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 오디오 신호 출력 장치 및 오디오 신호 출력 방법은 높은 신호 대 잡음비를 가지며 고속 동작이 가능하다. As described above, the audio signal output apparatus and the audio signal output method according to the present invention can perform at least one of switching noise and power noise components included in the input audio signal by pulse modulation, for example, pulse density modulation, By generating an audio signal, the signal-to-noise ratio can be increased. Further, by performing a switching amplification operation using a switching amplifier including at least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor, and a silicon carbide transistor, an amplified audio signal having a high voltage level can be quickly generated and output. Therefore, the audio signal output apparatus and the audio signal output method according to the present invention have a high signal-to-noise ratio and are capable of high-speed operation.

또한 본 방법 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램으로서 구현하는 것도 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. The method of the present invention can also be embodied as computer-readable codes or programs on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk, a flash memory, and an optical data storage device. The computer readable recording medium may also be distributed over a networked computer system and stored and executed as computer readable code in a distributed manner.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be construed to include various embodiments within the scope of the claims.

100, 200: 오디오 신호 출력 장치
110, 170, 210: 펄스 밀도 변조부
120, 175, 220: 구동 신호 발생부
130, 180, 230: 파워 스위칭 증폭부
185, 240: 피드백 루프
250: 로우 패스 필터
260: 스피커부 100, 200: Audio signal output device
110, 170, 210: Pulse density modulation section
120, 175, and 220: a driving signal generator
130, 180, 230: Power switching amplifier section
185, 240: feedback loop
250: Low-pass filter
260: speaker section

Claims (18)

입력 오디오 신호를 펄스 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 펄스 변조부;
상기 변조 오디오 신호에 따라서 스위칭 증폭 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구동 신호를 생성하는 구동 신호 발생부; 및
상기 구동 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되며 상기 스위칭 증폭 동작을 수행하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자를 이용하여 상기 변조 오디오 신호에 대응되고, 샘플링 주기 내에서 천이되는 증폭된 오디오 신호를 출력하는 파워 스위칭 증폭부를 포함하며,
상기 적어도 하나의 스위칭 소자는
갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 증폭된 오디오 신호의 지연값이 상기 샘플링 주기를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. A pulse modulator for pulse-modulating an input audio signal to output a modulated audio signal;
A driving signal generator for generating at least one driving signal for controlling a switching amplification operation in accordance with the modulated audio signal; And
And at least one switching element that is turned on or off in response to the driving signal and performs the switching amplification operation, wherein the switching element is an amplified one corresponding to the modulated audio signal, And a power switching amplifier unit for outputting an audio signal,
The at least one switching element
At least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor, and a silicon carbide transistor,
And the delay value of the amplified audio signal does not exceed the sampling period. 제1항에 있어서, 상기 펄스 변조부는
상기 입력 오디오 신호를 펄스 밀도 변조하여, 상기 입력 오디오 신호에 대응되는 상기 변조 오디오 신호를 생성하는 펄스 밀도 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. The apparatus of claim 1, wherein the pulse modulator
And a pulse density modulation unit for performing pulse density modulation on the input audio signal to generate the modulated audio signal corresponding to the input audio signal. 제2항에 있어서, 상기 펄스 밀도 변조부는
원 오디오 신호를 포함하는 상기 입력 오디오 신호에서 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하고, 상기 필터링된 입력 오디오 신호를 펄스 밀도 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. The apparatus of claim 2, wherein the pulse density modulating unit
Wherein at least one of a switching noise component and a power noise component is filtered in the input audio signal including the original audio signal and the modulated audio signal is output by pulse density modulation of the filtered input audio signal. . 제3항에 있어서, 상기 펄스 밀도 변조부는
상기 입력 오디오 신호를 델타 시그마 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 델타 시그마 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. The apparatus of claim 3, wherein the pulse density modulating unit
And a delta sigma modulator for delta-sigma modulating the input audio signal to output a modulated audio signal. 제2항에 있어서,
상기 증폭된 오디오 신호를 감쇠 및 지연시킨 피드백 신호를 상기 펄스 변조부로 출력하는 피드백 루프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. 3. The method of claim 2,
And a feedback loop for outputting a feedback signal obtained by attenuating and delaying the amplified audio signal to the pulse modulator. 제5항에 있어서, 상기 펄스 밀도 변조부는
상기 피드백 신호에 근거하여 원 오디오 신호의 지연 및 이득 중 적어도 하나를 보정하여 상기 입력 오디오 신호를 생성하고, 상기 입력 오디오 신호에 포함된 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하는 델타 시그마 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치.The apparatus of claim 5, wherein the pulse density modulating unit comprises:
A delta-sigma modulator for correcting at least one of a delay and a gain of the original audio signal based on the feedback signal to generate the input audio signal, and filtering at least one of a switching noise component and a power- And an audio signal output unit. 제6항에 있어서, 상기 델타 시그마 변조부는
상기 원 오디오 신호에서 상기 피드백 루프의 출력 신호를 감산하는 합산기;
산기 합산기의 출력 신호를 입력받고, 상기 합산기의 출력 신호에 포함된 잡음 성분을 제거하는 루프 필터; 및
상기 루프 필터의 출력 신호를 양자화하여 상기 변조 오디오 신호를 생성하는 양자화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the delta sigma modulator
An adder for subtracting an output signal of the feedback loop from the original audio signal;
A loop filter for receiving an output signal of the summer adder and removing a noise component included in the output signal of the summer; And
And a quantizer for quantizing an output signal of the loop filter to generate the modulated audio signal. 제5항에 있어서, 상기 피드백 루프는
상기 증폭된 오디오 신호를 소정 감산 이득 값을 적용하여 감쇠시키는 감쇠부; 및
상기 펄스 밀도 변조부의 샘플링 주기에 맞춰, 상기 감쇠부의 출력 신호를 소정 시간만큼 지연하여 상기 피드백 신호를 출력하는 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. 6. The method of claim 5, wherein the feedback loop
An attenuator for attenuating the amplified audio signal by applying a predetermined subtraction gain value; And
And a delay unit delaying an output signal of the attenuation unit by a predetermined time in accordance with a sampling period of the pulse density modulation unit and outputting the feedback signal. 제2항에 있어서, 상기 펄스 밀도 변조부는
상기 입력 오디오 신호에 포함된 상기 파워 스위칭 증폭부에서 발생한 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하며, 1 비트의 출력 신호를 생성하는 고차 1 비트 단일 루프 델타 시그마 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. The apparatus of claim 2, wherein the pulse density modulating unit
And a high-order 1-bit single-loop delta-sigma modulator for filtering at least one of a switching noise component and a power-supply noise component generated in the power switching amplifier included in the input audio signal and generating a 1-bit output signal. The audio signal output apparatus comprising: 제2항에 있어서, 상기 구동 신호 발생부는
상기 스위칭 소자가 양의 전원 전압 또는 음의 전원 전압을 드라이빙하기 위한 상기 적어도 하나의 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. 3. The apparatus of claim 2, wherein the drive signal generator
Wherein the switching element generates the at least one driving signal for driving a positive power supply voltage or a negative power supply voltage. 제10항에 있어서, 상기 구동 신호 발생부는
상기 양의 전원 전압을 드라이빙하기 위한 제1 구동 신호 및 상기 음의 전원 전압을 드라이빙하기 위한 제2 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. 11. The apparatus of claim 10, wherein the drive signal generator
And generates a first drive signal for driving the positive power supply voltage and a second drive signal for driving the negative power supply voltage. 제11항에 있어서, 상기 스위칭 증폭부는
상기 제1 구동 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되며, 일단이 상기 양의 전원 전압과 연결되며 다른 일단으로 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하는 제1 스위칭 소자; 및
상기 제2 구동 신호에 응답하여 턴 온 또는 턴 오프되며, 일단이 상기 음의 전원 전압과 연결되며 다른 일단으로 상기 증폭된 오디오 신호를 출력하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. 12. The display device according to claim 11, wherein the switching amplifier
A first switching device that is turned on or off in response to the first driving signal, has one end connected to the positive power supply voltage and outputs the amplified audio signal to another end; And
And a second switching element which is turned on or off in response to the second driving signal and whose one end is connected to the negative power supply voltage and outputs the amplified audio signal to another end. Device. 제11항에 있어서, 상기 구동 신호 발생부는
상기 제1 구동 신호를 승압하여 출력하는 제1 변압부; 및
상기 제2 구동 신호를 승압하여 출력하는 제2 변압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. 12. The apparatus of claim 11, wherein the drive signal generator
A first transformer for boosting and outputting the first drive signal; And
Further comprising a second transformer for boosting and outputting the second drive signal. 제1항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드 트랜지스터는
갈륨 나이트라이드 헤테로 접합 전계 효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치.2. The device of claim 1, wherein the gallium nitride transistor
Gallium nitride heterojunction field effect transistor. 제1항에 있어서,
상기 증폭된 오디오 신호를 아날로그 신호로 변환하는 로우 패스 필터; 및
상기 로우 패스 필터의 출력 신호를 물리적인 진동 신호로 변환하여 출력하는 스피커 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 장치. The method according to claim 1,
A low pass filter for converting the amplified audio signal into an analog signal; And
And a speaker unit converting the output signal of the low-pass filter into a physical vibration signal and outputting the physical vibration signal. 입력 오디오 신호를 펄스 변조하여 변조 오디오 신호를 출력하는 단계;
상기 변조 오디오 신호에 따라서 스위칭 증폭 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구동 신호를 생성하는 단계; 및
상기 구동 신호를 이용하여, 갈륨 나이트라이드 트랜지스터, 갈륨 아사나이드 트랜지스터 및 실리콘 카바이드 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 턴 온 또는 턴 오프시켜, 상기 변조 오디오 신호에 대응되고, 샘플링 주기 내에서 천이되는 증폭된 오디오 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 증폭된 오디오 신호의 지연값이 상기 샘플링 주기를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 방법. Pulse modulating an input audio signal to output a modulated audio signal;
Generating at least one drive signal for controlling a switching amplification operation in accordance with the modulated audio signal; And
Wherein the drive signal is used to turn on or off at least one switching element comprising at least one of a gallium nitride transistor, a gallium arsenide transistor and a silicon carbide transistor to correspond to the modulated audio signal, And outputting an amplified audio signal to be transited in the audio signal,
Wherein the delay value of the amplified audio signal does not exceed the sampling period. 제16항에 있어서,
상기 증폭된 오디오 신호를 감쇠 및 지연시킨 피드백 신호를 생성하는 단계; 및
상기 피드백 신호에 근거하여 원 오디오 신호의 지연 및 이득 중 적어도 하나를 보정하여 상기 입력 오디오 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 방법. 17. The method of claim 16,
Generating a feedback signal by attenuating and delaying the amplified audio signal; And
And correcting at least one of a delay and a gain of the original audio signal based on the feedback signal to generate the input audio signal. 제17항에 있어서, 상기 변조 오디오 신호를 출력하는 단계는
상기 입력 오디오 신호에 포함된 스위칭 잡음 성분 및 전원 잡음 성분 중 적어도 하나를 필터링하는 단계; 및
상기 필터링된 입력 오디오 신호를 양자화하여 상기 변조 오디오 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오디오 신호 출력 방법. 18. The method of claim 17, wherein outputting the modulated audio signal comprises:
Filtering at least one of a switching noise component and a power noise component included in the input audio signal; And
And quantizing the filtered input audio signal to generate the modulated audio signal.
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