피쳐폰 오디오 HW 설계

개발이야기/피쳐폰

by mycatdid0 2022. 8. 18. 17:13

(포스팅 2022.08.18)

- 목차
오디오 성능이 이슈가 되다
오디오 성능 개선 방법
오디오 성능을 확보한 회로
마치며

피쳐폰을 개발하는 회사에서 HW 오디오 담당자로 근무했었습니다. 2G 통신망을 사용하던 당시의 휴대폰은 우렁찬 신시사이저 벨소리와 또렷한 음성통화 외에 특별히 요구되는 것이 없었습니다. HW 오디오 담당자의 업무 또한, 전문성을 강조하기보단 HW 담당자가 거쳐야 하는 기본 소양쯤으로 여겨졌습니다.

본 포스팅에서는 피쳐폰에서의 오디오 HW 문제 해결에 대해 포스팅합니다.

오디오 성능이 이슈가 되다

어느날, 피쳐폰에 MP3 기능이 추가되었습니다.

처음 MP3 기능이 추가된다는 소식을 들었을 때, SW 적인 수정만 있고 HW 수정은 필요 없을 거라는 말을 들었습니다. 똑같이 스피커 있고 이어폰 있으니 차이가 없을 거라는 말을 들었습니다만... 어느 날 검증 담당자가 저를 부르더니 이런 말을 했습니다.

MP3와 동등한 성능을 가져야 하구요.
그래도 휴대폰이니 스펙 좀 낮게 잡아드릴게요.

SNR? CrossTalk? 오디오 관련 용어를 처음 듣던 저는 무엇을 해야 할지 몰랐고, 1차 검증에서 엄청난 스펙 아웃으로 불합격하였습니다.

오디오 성능 개선 방법

오디오 스펙은 대부분 노이즈에 관련됩니다.

스피커의 경우는 전압이 높아서 외부 노이즈의 영향을 적게 받습니다. 따라서 전원 AMP를 오디오 신호단에 가까이 두는 것만으로 SNR을 확보할 수 있었습니다. 대부분의 피쳐폰은 스테레오 스피커를 사용하지 않기 때문에 CrossTalk의 우려도 적습니다.

이어폰 쪽의 오디오 회로는 개발이 어렵습니다. 기본 전압은 보통 AP의 기준 전압을 사용한다고 알고 있습니다. (AP가 3.3V 용이면 이어폰 출력도 3.3V) AP에서 나온 이어폰 출력은 커넥터까지 가늘고 긴 라인을 통해 전달되는데, 정밀한 전자회로로 가득 찬 PCB에서 노이즈를 막는다는 것이 쉽지 않습니다. 이어폰의 오디오 회로는 다음의 조건을 만족해야 합니다.

가능한 짧아야 한다. (SNR)
그라운드로 감싸야한다. (SNR)
오디오 회로의 GND를 별도로 확보하여야 한다 (SNR)
L/R 두 라인의 길이가 같아야 한다. (출력 차이 발생)
L/R 두 라인이 각각 분리되어야 한다. (CrossTalk)
충분히 굵어야 한다. (Frequency Response)
튜닝용 저항은 오차가 적은 1% 저항을 사용하여야 한다.

이러한 항목들을 충족하려면 PCB 수정이 필수인데, RF 특성에 영향을 주기 때문에 개발 초기에 의견을 전달해야 합니다. 피쳐폰 개발 당시에, 오디오 담당자는 바로 전 모델의 송수화 테스트를 양산 시작할때까지 진행하고 복귀했습니다. 그 동안 새로운 모델이 RF 튜닝까지 상당히 진행되고 PCB가 확정된 상태였습니다.

이미 완성된 PCB를 수정해야 한다는 신참(!) 오디오 담당자의 요청은 묵살되기 일쑤였습니다. '오디오 성능이 부족하여 양산 불가입니다' 판정을 받고 나서야 대대적인 수정을 하였습니다. 이렇게 두 모델 정도 난리가 나고 나서야, 오디오 성능을 개발 초기부터 확보하기 시작했습니다.