초록 ▼

본 연구에서 달성하고자 하는 오디오 신호의 재생과 증폭분야의 신기술 연구의 중요한 방향을 열거하면 다음의 세 가지를 들 수 있다.
1. 신경망에 의한 가상 부궤환 기술을 이용한 고신뢰도 디지털 앰프 개발
2. 96kHz, 24bit 오디오 신호에 대응하는 PCM-PWM 모듈레이터 개발
3. 신경망 최적화가 가능한 스피커 및 실내 음향 보정 시스템 개발
96kHz/24bit 신호를 처리할 수 있는 PCM-PWM 신호처리 알고리듬을 개발하였다. 그리고 이 알고리듬을 VHDL 언어로 FPGA에 구현하여 실제 프로토타

본 연구에서 달성하고자 하는 오디오 신호의 재생과 증폭분야의 신기술 연구의 중요한 방향을 열거하면 다음의 세 가지를 들 수 있다.
1. 신경망에 의한 가상 부궤환 기술을 이용한 고신뢰도 디지털 앰프 개발
2. 96kHz, 24bit 오디오 신호에 대응하는 PCM-PWM 모듈레이터 개발
3. 신경망 최적화가 가능한 스피커 및 실내 음향 보정 시스템 개발
96kHz/24bit 신호를 처리할 수 있는 PCM-PWM 신호처리 알고리듬을 개발하였다. 그리고 이 알고리듬을 VHDL 언어로 FPGA에 구현하여 실제 프로토타입을 구현하였다. 이 알고리듬을 이용한 시뮬레이션 결과를 보면, PCM 신호를 PWM 신호로 전환하는 과정에서 가청주파수대역에서 목표한 120dB 이상으로 전환할 수 있음을 입증하고 있다. 이 결과는 협력 기업체에 의하여 세계 최초의 DVD 오디오 대응 전단디지털 앰프 시제품 개발의 기반이 되었다.
PCM -PWM 변환 알고리듬을 적용한 디지털 앰프의 시제품을 신경망 알고리듬을 사용하여 모델링하였다. 그리고 PCM-PWM 변환 과정에서 나타나는 harmonic distortion과 intermodulation distortion등의 비선형 특징을 최소화하는 디지털 필터를 모델링하는 신경망 알고리듬을 개발하였다. 디지털 앰프 시제품의 신경망 모델과 디지털 필터의 신경망 모델을 함께 연결하여 비선형 오차가 줄어듦을 확인하여 이 디지털 필터를 구현하여 PCM-PWM 변환 과정에서 생기는 비선형 오차를 줄일 수 있는 능력을 확인하였다.
협력 업체에 의해 PCM-PWM Converter 알고리듬을 적용한 제품이 개발되고 있다. 제품 번호 PS9604는 2채널 24-bit, 192kHz PCM-to-PWM Converter로 CD나 DVD의 PCM 디지탈 출력을 받아서 PWM 신호로 변환시키는 디지탈 앰프 IC이다. 세계 최초의 상용화된 디지탈 앰프 IC로서 이미 시제품을 생산하였다. 제품 번호 D300은 PS9604 칩을 사용한, 세계 최초의 24bit, 96kHz DVD 오디오 대응 $150W/8{\Omega} {\times} 2$채널의 하이파이 Full Digital Amp.이다. 제품 번호 PS9702는입력선택기능, 샘플레이트
컨버터, 디엠파시스 필터, 사운드 컨트롤 기능(디지탈 볼륨, 톤 컨트롤, 그래픽 EQ),디지털 오버 샘플링 기능이 내장된 6채널 24bit, 192kHz PCM-PWM Converter이다.
현재 이 제품은 양산중이며, 여러 AV receiver, DVD receiver에 탑재되어 시판중이다. 영국 홈엔터테인먼트지의 벤치마크 결과 소니, 삼성 등의 제품을 제치고 최고 성능의 평가를 받고 있다.

Abstract ▼

1. Hi-FI Digital Amplifier Development using a virtual negative feedback of neural networks
2. PCM-PWM Modulator Development for 96 kHz, 24 bit audio signal
3. Neural Optimizied Room and Speaker Error Correction System Development
PCM-PWM Modulation Algorithm was developed to process audio

1. Hi-FI Digital Amplifier Development using a virtual negative feedback of neural networks
2. PCM-PWM Modulator Development for 96 kHz, 24 bit audio signal
3. Neural Optimizied Room and Speaker Error Correction System Development
PCM-PWM Modulation Algorithm was developed to process audio signals upto 96 kHz, 24 bit. The algorithm was implemented in a FPGA using VHDL language, and in a digital amplifier IC by a company, Pulsus Technology. The algorithm proved to modulate a PCM signals in a audio band with noise floor under -120 dB.
A method to compensate for nonlinear distortion of digital amplifier by prefiltering input signals using the neural networks was developed. The desired output signals of neural network of digital filter is not known, so we first construct a model of digital amplifier using neural networks. Then, the artificial neural network model of digital filter is trained such that the whole system, or digital amplifier with digital filter should produce an output, which is linearly proportional to the input. The resulting digital filter shows that the digital amplifier has the ability to reduce the nonlinear distortion of digital amplifier.
The PCM-PWM Converter algorithm has been implemented in the real digital amplifier ICs by Pulsus Technology with technical cooperation. PS9604 is a high-performance, stereo, 24 bit, 192 kHz PCM-PWM converter IC. The PS9604 uses a state-of-the-art digital signal processing algorithm to convert input PCM signal to PWM format without sacrificing the quality of the audio signal. PS9702 is a high-performance, 6 channel, 24 bit, 192 kHz PCM-PWM modulator IC. The PS9702 is implemented in various AV receiver and DVD receiver. Its sound
quality is evaluated excellent in a benchmark test of an audio magazine, 'Home entertainment'.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...8
• 3. 결과 및 고찰 ...24
• 4. 결론 ...30
• 5. 참고문헌 ...31