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Qucs(19)-오디오용 평형신호-불평형 신호 변환 회로 평형 신호에서 불평형 신호로 변환 앞글에서 연급 한 것과 같이 오디오용 신호는 평형 신호(balalnced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)가 있습니다. 이대 대한 내용은 다음을 참조하시면 됩니다. 오디오 장치 내부에서는 불평형 신호를 주로 사용하기 때문에 오디오 장치로 입력되는 평형 신호를 불평형 신호로 변환해서 사용합니다. 이 글에서는 평형 신호를 불평형 신호를 변환하는 회로를 알아보겠습니다. 차동 증폭기를 사용하는 평형 신호에서 불평형 신호로 변환하는 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=9.. 2021. 9. 20.
Qucs(18)-오디오용 불평형 입력-평형 출력 회로 오디오용 신호의 변형 앞글에서 연급 한 것과 같이 오디오용 신호는 평형 신호(balalnced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)가 있습니다. 이번 글에서는 오디오 장치의 내부에서 사용하는 불평형 신호를 오디오 장치의 전송 신호로 사용하는 평형 신호로 변환하는 몇 가지 회로를 소개하겠습니다. 간단한 불평형-평형 신호 변환 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 아래 회로는 전압 플로어와 반전 회로를 .. 2021. 9. 20.
Qucs(17)-오디오용 평형 신호 버퍼회로 평형 신호 버퍼 회로 앞글에서 연급 한 것과 같이 오디오용 신호는 평형 신호(balalnced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)가 있습니다. 거의 모든 오디오 회로는 평형 신호를 불평형 신호로 또는 그 반대로 변형해서 사용하는데 가끔 평형 신호를 평형 신호 롤 버퍼링 해야 할 때도 있습니다. 이 글에서는 두 개의 평형 신호에 대해서 다루겠습니다. 기본적인 평형 신호 버퍼 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=.. 2021. 9. 20.
Qucs(16)-오디오용 불평형 신호 회로 불평형 신호 아날로그 오디오 신호는 크게 평형 신호(balanced signal)와 불평형 신호(unbalanced signal)를 사용합니다. 두 신호에 대해 서는 아래의 글에서 잠깐 다루었습니다. 평형 신호는 신뢰성을 확보하면서 장거리 전송이 가능하기 때문에 산업용 즉 프로 오디오에서 주로 사용합니다. 반면 불평형 신호는 가정용 또는 가까운 거리에서 오디오 신호를 전송할 때 사용합니다. 이 글에서는 오디오 장치에서 불평형 신호를 입력 또는 출력하는 버퍼 회로에 대해서 다루겠습니다. 매우 간단한 불평형 신호 입력 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.c.. 2021. 9. 19.
오디오 신호(21)-ADC, DAC, 지연 시간 아날로그 신호를 디지털 신호로 상호 변환 디지털 신호처리를 하려면 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환해야 합니다. 이 부분은 DSP가 수행하지 않고 전용 부품인 ADC(analog-to-digital converter) 또는 DAC(digital-to-analog converter)가 수행합니다. 두 부품을 합해서 ADAC라고 부르기도 하고 최근에는 코덱(codec)이라고 부릅니다. 이 글에서는 ADAC의 동작 원리와 이와 관련된 공학적인 특징을 알아보겠습니다. ADC ADC는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 부품입니다. 고전적인 ADC는 아래 그림과 같이 여러 개의 오피 앰프를 이용한 비교기를 조합하여 입력 신호에 의한 비교기의 출력을 부호화하는 엔코더(encoder를 통해 I2S와 같은 시리얼.. 2021. 9. 17.
FFT와 윈도우 오디오 신호에서 주파수 정보를 보기 오디오 신호의 특성을 시간축에서 보다 주파수 축에서 알아보는 것이 더욱 편리합니다. 즉 주파수별로 신호의 크기와 위상의 특성으로 오디오가 어떤 정보를 가지고 있는지 알아봅니다. 이를 위해서 다른 글에서 약간 설명한 푸리에 변환을 사용합니다. 또 현실적인 내용으로 푸리에 변환을 적용하도록 도와주는 각종 윈도우에 대해서도 알아 보겠습니다. 이 윈도우는 디지털 필터를 만들때에 중요한 역할을 하기 때문에 특성과 종류를 알아두는 것이 좋습니다. 푸리에 변환과 주파수 해상도 푸리에 변환(Fourier transform)은 시간축의 신호를 주파수 축의 정보로 변환하는 방법으로 다음과 같이 정의됩니다. 이는 $f(t)$가 연속적인 신호 즉 오디오 신호에 적합한 변환 방식입니다. $$.. 2021. 9. 16.
오디오 신호(20)-옥타브 주파수 옥타브 주파수 구하기 저번 글에서 옥타브를 정의하는 공식을 알아봤습니다. 이번에는 오디오 주파수 대역에서 옥타브 주파수를 구하는 내용을 알아보겠습니다. 이글의 목적은 다른 곳에서 설명한 피킹 필터를 이용한 이퀄라이저의 주파수를 결정하는 기술적 기준을 마련하기 위해 작성했습니다. 1 oct의 주파수 다른 글에서 말한 것과 같이 1 oct는 특정 주파수에서 2배가 되는 다른 주파수 사이의 관계라고 설명한 적 있습니다. 그러면 가청 주파수 대역은 1 oct(1옥타브)로 보면 어떤 특성이 있을까요? 최저 주파수를 20Hz로 하고 계산하면 첫 번째 옥타브 주파수는 다음과 같습니다. $$f_2 = f_1 \cdot 2^{oct}$$ $$f_2 = 20 \cdot 2^{1oct} = 20 \cdot 2 = 40Hz$.. 2021. 9. 16.
오디오 신호(19)-오디오의 신호크기, 헤드룸, 피크 팩터, 다이나믹 레인지의 관계 오디오 장치의 신호 크기 구하기 오디오 장치는 전기적인 크기로 오디오 신호의 변화를 표시합니다. 대부분 신호크기는 전압으로 표시합니다. 그런데 신호의 크기을 얼마로 정해야 할까요? 이 글에서는 오디오의 신호 크기를 정하는 방법을 전자 부품과 함께 청감적인 특성을 고려해서 알아보도록 하겠습니다. 이를 위해서는 이전의 글들에서 설명한 정현파, 실효치, 정격 레벨, 피크 신호, 피크 팩터, 헤드룸, 오피 앰프의 전원 인가, 다이내믹 레인지에 대한 이해가 먼저 필요합니다. 정격 레벨 (Rated level)과 피크 전압 정력 레벨 신호는 오디오 장치 간에 신호를 전송할 때 주로 사용하는 기준 레벨입니다. 예를 들어 CD player와 파워 앰프 간에 신호를 전송할 때 약속된 신호의 크기로 사용합니다. 다른 글에.. 2021. 9. 13.
Qucs(15)-비교기 (Comparator)와 영점 검출기(Zero crossing detector) 비교기와 응용 회로 비교기는 오피 앰프를 활용하는 회로에서 많이 사용됩니다. 그만큼 비교기에 대한 기본적인 동작 방식을 잘 이해할 필요가 있습니다. 이글에서는 Qucs를 이용해서 비교기의 동작 특성을 알아보도록 하겠습니다. 그리고 비교기를 이용한 영점 검출기에 대해서 알아보겠습니다. 비교기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 오디오 회로에서 비교기(Comparator)는 매우 활용도가 높습니다. 가장 흔하게 사용되는 경우는 오디.. 2021. 8. 31.
Qucs(14)-슬라이스(Slice) 슬라이스 슬라이스(Slice) 회로는 이전 글의 클리핑 회로의 특성을 복합해놓은 회로로 신호의 상한 과 하한 크기를 제한하는 기능을 가집니다. 그러므로 이 회로는 신호의 과입력을 방지하기 위해 사용합니다. 이 글에서는 Qucs를 이용해서 슬라이스 회로를 구성하고 실험해 보겠습니다. 오피 앰프를 이용한 슬라이스 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 다음회로는 제너다이오드를 이용해서 출력을 $\pm 5V$로 제한하는 합니다. 하.. 2021. 8. 31.
Qucs(13)-클리퍼(Clipper) 클리퍼 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 클리퍼는 특정 크기의 높은 전압을 제한하고자 할 때 사용합니다. 그래서 리미터(limiter) 회로에 응용됩니다. 크리퍼 회로의 기초는 다음과 같이 하나의 다이오드 회로에서 시작합니다. 이 회로의 출력 신호는 다이오드의 내 전압 0.7V를 기준으로 높은 신호를 출력하지 못합니다. 이는 다이오드의 특성 그대로입니다. 바이어스(Bais)를 추가한 상한 제한 클리퍼 회로에 바이어스 5V를 추.. 2021. 8. 31.
Qucs(12)-제너 다이오드(Zener diode)의 출력전압 제너 다이오드의 정전압 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 제너다이오드는 일반 다이오드와 다르게 역전압으로 신호를 인가하면 특정 전압 $V_{z}$ 이상에서 전압의 변화가 거의 없는 다이오드입니다. 그래서 정전압 특성을 얻고 싶을 때 사용합니다. 이때 제너다이오드에 흐르는 전류 $I_{z}$는 특정 값을 넘으면 다이오드가 파괴됩니다. 그래서 LED를 사용할 때처럼 제너다이오드에 저항을 직렬로 연결해서 안정화시켜줍니다. 아래는 제.. 2021. 8. 31.
Qucs(11)-비반전가산기 비반전 가산기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 이전 글의 반전 가산기와 달리 비반전 가산기는 신경 쓸 내용이 좀 있습니다. 그리고 이득이 1 이하가 되지 않는 비반전 증폭기를 사용하기 때문에 같은 한계 이득 특성을 가집니다. 다음은 4개의 입력 신호를 가산하는 회로입니다. 이회로는 다음과 같은 내용으로 출력 신호를 만듭니다. 여기서 $R_{T}$를 만들어야 합니다. $$V_{out}=\left ( 1+\frac{R_{f}}{.. 2021. 8. 30.
Qucs(10)-반전 가산회로 반전 가산 회로 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 오피 앰프를 활용하는 회로 중에 토대가 되는 기능이 가산 회로일 것입니다. 이글에서는 반전 증폭기 기반의 가산 회로를 설명해 보겠습니다. 다음은 4개의 입력 신호를 가지는 반전 가산 회로입니다. 이 회로의 출력은 다음과 같습니다. 입력 신호는 각각 $-R_{f}/R_{i}$의 가충치를 가지고 합산되어 출력됩니다. $$V_{out}=-R_{f}\sum_{i=1}^{N}\frac{.. 2021. 8. 30.
Qucs(9)-차동 증폭기(Differential amp) 차동 증폭기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 차동 증폭기는 프리앰프를 포함하여 오디오 회로에서 유용하게 사용하는 회로입니다. 이 글의 내용을 기반으로 다른 글에서 이 회로를 활용한 오디오 회로를 설명할 것입니다. 오피 앰프의 비반 전과 반전 증폭기는 오피 앰프에 있는 두 개의 입력 단자 중에 하나만 활용합니다. 그런데 차동 증폭기는 두 개의 입력단자를 활용합니다. 이 중에서 (+) 입력단자는 입력되는 신호는 정위상으로 (-).. 2021. 8. 29.
Qucs(8)-전압 플로어(Voltage Follower) 전압 플로어 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 전압 플로어는 오디오 회로 뿐만이 아니라 디지털 회로에서도 많이 사용되는 회로입니다. 다른 글의 오디오 회로에서 전압 플로어를 포함하는 회로를 이애하는데 이 글이 도움이 될것입니다. 전압 플로어는 입력 전압 신호를 출력 전압 신호로 그대로 출력하는 매우 간단하지만 유용한 기능을 가진 오피 앰프 회로입니다. 특히 입력과 출력 사이에 임피던스 영향을 받지 않도록 구현해 주기 때문에 모.. 2021. 8. 29.
Qucs(7)-오피앰프 비반전증폭회로 비반전 증폭기 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 비반전 증폭회로는 반전증폭회로와 함께 오디오 회로에서 많이 사용되는 회로입니다. 아래의 회로를 기반으로 각종 오디오 회로를 구성하는 방법과 동시에 분석하는 방법도 익히겠습니다. 오피 앰프의 비반전 증폭 회로는 입력 신호의 위상 변화 없이 증폭하는 회로입니다. 그러나 반전 증폭 회로와 달리 증폭률 G는 1 이상으로 제한됩니다. $$G=\frac{V_{out}}{V_{in}}=1+\.. 2021. 8. 29.
Qucs(6)-오피앰프의 바이어스(Bias) 특성 오피앰프 전원 바이어스 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 오피 앰프가 동작하려면 전원을 유입해줘야 합니다. 이를 바이어스 전압(bias voltage)라고 합니다. 그리고 이 바이어스 전압은 오피 앰프가 증폭 가능한 출력 전압에 영향을 줍니다. 물론 사용하는 오피 앰프에 따라 바이어스의 영향이 달라집니다. 이글에서는 오피 앰프 TL071을 이용해서 증폭률이 1인 반전 증폭 회로에서 바이어스의 영향을 알아보겠습니다. 바이어스가 .. 2021. 8. 29.
Qucs(5)-오피앰프 반전증폭회로(3) - 증폭 효과 반전 증폭회로-증폭효과 먼저 Qucs의 설치와 기본적인 사용 방법은 아래 내용을 참조하시면 됩니다. https://medialink.tistory.com/111 https://medialink.tistory.com/112?category=959576 https://medialink.tistory.com/113?category=959576 반전 증폭 회로에서 이득을 2배로 하는 회로는 잘 알려진 바와 같이 $R_{i}$와 $R_{f}$의 비율을 조정하면 됩니다. 다음 회로로는 이득 $G=-2$인 반전된 신호를 출력합니다. 그런데 다음과 $R_{f}$를 크게 만들면 이득을 약 54dB로 증폭할 수 있지만, 높은 주파수까지 모두 같은 값으로 증폭하지는 못합니다. 이는 현실적인 오피 앰프가 가지는 특징이 원인입.. 2021. 8. 28.
Qucs(4)-오피앰프 반전증폭회로(2) - 대역제한 오피앰프 반전증폭회로-대역제한 QucsStudio 사용하기(3) - 오피 앰프 반전 회로(2)에서 반전 증폭 회로를 다룬 적이 있습니다. 이번엔 케패시터를 추가하여 저역통과 필터처럼 필요 없는 높은 대역의 신호를 차단하는 회로를 구현해 보겠습니다. https://medialink.tistory.com/113?category=962265의 회로에 $R_{f}$위에 $C_{3}$을 추가합니다. 오디오 신호의 대역을 고려하여 20kHz에서 특성을 관찰합니다. $C_{3}=1pF$이면 아주 높은 주파수까지 평평 한 특성을 보입니다. $C_{3}=200pF$이면 20kHz를 기준으로 늪은 주파수 부분의 감소가 급격히 이루어집니다. $C_{3}=400pF$이면 20kHz에서 약 -1dB의 감소 상태로 주파수 대역 .. 2021. 8. 28.

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