KR0133630B1

KR0133630B1 - 감시 신호 검출 회로

Info

Publication number: KR0133630B1
Application number: KR1019940023364A
Authority: KR
Inventors: 도시야 마쯔이
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛본덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1994-09-15
Publication date: 1998-04-28
Also published as: JP2616401B2; JPH0787041A; US5590203A; KR950010419A

Abstract

감시 신호 검출 회로는 주파수가 방송파로부터 추출된 감시 신호의 캐리어와 같고 이 캐리어와 위상 동기되는 기준 신호를 발생하기 위한 PLL 회로, 기준 신호를 사용하므로써 동기 검출하기 위한 동기 검출기, 음향 다중 방송에 할당된 주파수와 90도의 위상차를 갖는 한쌍의 제 1 신호와 스테레오 방송에 할당된 주파수와 90도의 위상차를 갖는 한쌍의 제 2 신호를 발생하기 위한 주파수 신호 발생기, 동기 검출기로부터 출력되는 신호에 주파수 신호 발생기로부터 출력 신호를 곱하기 위한 곱셈기, 곱셈기로부터의 출력신호를 제곱하기 위한 제곱 회로, 제곱회로로부터의 출력 신호를 필터링하기 위한 LPF, LPF의 출력을 가산하기 위한 가산기, 및 선정된 기준 레벨과 가산기의 출력을 비교하므로써 감시 신호를 검출하기 위한 검출기를 포함한다. 주파수 발생기는 기준 신호로부터 제 1 과 제 2 신호를 발생한다.

Description

감시 신호 검출 회로

제 1 도는 본 발명의 실시예에 따른 감시 신호 검출 회로의 블럭도.

제 2 도는 투-캐리어(two-carrier) 음향 다중 시스템에 따른 신호의 주파수 스펙트럼.

제 3 도는 종래의 감시 신호 검출 회로의 예를 도시한 블럭도.

제 4 도는 종래의 감시 검출 회로의 다른 예를 도시한 블럭도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1,33,34,41 : BPF2,45 : 위상 비교기

3,7,13,14 : LPF4,46 : VCO

5,48 : 주파수 분할기6 : 동기 검출기

8,9 : 곱셈기10 : 카운터

11,12 : 제곱 회로15 : 가산기

16 : 감시 검출 비교기

본 발명은 감시(pilot)신호 검출 회로에 관한 것으로서, 특히 방송이 음향 다중 방송인지 스테레오 방송인지를 표시하는 감시 신호를 검출하기 위한 감시 신호 검출 회로에 관한 것이다.

투-캐리어 음향 다중 시스템은 음향 다중 시스템으로서 공지되었다. 제 2 도는 투-캐리어 음향 다중 시스템의 주파수 스펙트럼을 도시한다. 음향 신호는 캐리어로서 2개의 IF 신호를 사용하므로써 주파수 변조되고 그다음에 전송된다. 제 2 도에 도시된 주파수 스펙트럼은, IF 신호가 FM 검출된 후의 스펙트럼을 표시한다.

제 2 도에 도시된 것처럼, 제 1 음향(음성) 신호는 (L+R)신호 또는 주 음향 신호를 포함한다. 제 2 음향(음성) 신호는 (L-R)신호 또는 전송된 신호(스테레오 방송 신호 또는 음향 다중 방송 신호)의 모드형을 표시하는 감시 신호와 함께 부 음향 신호를 포함한다. 주파수가 화사 신호의 수평 동기 신호(fH)의 3.5배가 되는 신호가 캐리어로서 사용된다. 스테레오 방송의 경우에, 감시 신호는 fH/133(약 117.5Hz)의 주파수를 갖는 신호로 캐리어를 진폭 변조하므로써 얻어진다. 투-캐리어 음향 다중 시스템의 경우에, 감시 신호는 fH/57(약 274.1Hz)의 주파수를 갖는 신호로 캐리어를 진폭 변조하므로써 얻어진다.

감시 신호로부터의 진폭 변조 신호의 주파수 (fH/133 또는 fH/57)를 검출함으로써 이 검출된 주파수에 따라 방송 모드를 결정한다.

제 3 도에 도시된 감시 신호 검출 회로는 공지되었다. 제 3 도에서, 제 2 도에 도시된 바와같은 제 2 음향 신호는, 3.5fH의 감시 신호를 추출하는 대역 통과 필터(BPF)로 입력된다. 추출된 감시 신호는 AM 복조기(32)에 의해 복조된다.

AM 복조된 신호의 주파수는 스테레오 방송에서 117.5Hz이고 투-채널 음향 다중 방송에서 274.1Hz이다. 그러므로, AM 복조된 신호는, 통과 대역의 중심주파수가 117.5Hz인 BPF(33)과 통과 대역의 중심 주파수가 274.1Hz인 BPF(34)로 공급된다. BPF(33과 34)로부터의 출력 신호는 감시 검출기(35)에 의해 정류, 평활화 DC 전압으로 변환된다. 그후, 얻어진 DC 전압은 소정의 임계 레벨과 비교되어 임계 레벨을 초과하는 DC 전압에 대응하는 방송 모드가 현재의 방송 모드로서 결정된다. 보다 상세하게는, BPF(33)으로부터의 출력 신호가 검출되면, 스테레오 방송이 결정되는 반면에, BPF(34)로부터의 출력 신호가 검출되면, 투-채널 음향 다중 방송이 결정된다.

일본국 특허 출원의 공개 제2-105784호에 기술된 다른 종래의 감시 검출 회로는 제 4 도에 도시된다.

제 4 도에서, 제 2 음향 신호는 3.5fH 및 근접한 상부와 하부 측파대 성분의(제 2 도 참조) 감시 신호를 추출하는 BPF(41)로 입력된다. BPF(41)로부터의 출력 신호는 측파대를 검출하는 측파대 검출기(42)로 입력된다. 감시 검출기(43)은 검출된 측파대를 기초로하여 방송 모드를 검출한다.

측파대 검출기(42)는 스위치(44)로부터 공급된 62.5KHz의 신호를 사용하므로써 측파대를 검출한다. 스위치(44)는 측파대 검출기(42)로 다음의 신호 중의 하나를 공급한다: (i) VCO(46)과 위상 비교기(45)를 포함하는 PLL 회로에 의해 발생되는 fH와 동기된 62.5KHz의 신호, (ii) 62.5KHz의 외부로 공급된 신호, 및 (iii) 1/64주파수 분할기(48)에 의해 4MHZ 수정 발진기(47)로부터의 4MHz의 신호를 1/64 주파수 분할하므로써 얻어진 62.5KHz의 신호.

제 3 도에 도시된 회로에 따라서, 감시 신호의 검출 정확도는 주로 각각의 BPF(33과 34)의 선택 특성에 의존한다. 이런 이유로, BPF(33과 34)의 선택 특성은 감시 신호의 검출 정확도를 개선하도록 개선되어야 한다. 더 상세하게, BPF(33과 34)의 양호도(Q)는 커져야 한다.

그러나, BPF(33과 34)의 Q값이 높게 세트되는 경우, BPF(33과 34)의 통과대역의 중심주파수의 변화는 작게 세트되어야 한다. 따라서, BPF(33과 34)를 제조하는 것은 어렵다, 더우기, 제조되더라도 BPF(33과 34)는 값이 비싸질 것이다. 게다가, BPF(33과 34)가 IC내에 집적되면, BPF(33과 34)의 Q값을 높게 세트하기 어렵다.

반면에, 제 4 도에 도시된 종래의 회로에 따르면, 기준 신호(제 4 도의 예에서 62.5KHz 신호)의 3개의 타입이 측파대를 검출하기 위해 발생되어야하므로 회로 구성이 복잡해진다. 특히, 수정 발진기와 PLL회로의 구성은 복잡하게 된다.

게다가, 제 4 도에 도시된 검출 회로는 측파대 검출기(42)로 공급될 외부 기준 신호를 가져야 한다. 이런 이유로, 약한 전기장에서 수신 신호가 약하고 제 2 입력 신호의 레벨이 낮을때 검출 성능이 열화될 것이다.

본 발명의 목적은 간단한 구성을 갖고 IC내에 용이하게 집적될 수 있는 감시 신호 검출기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고 감도 감시 신호 검출기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 실현하기 위해, 본 발명에 따른 감시 신호 검출기는 수신된 방송파로부터 감시 신호의 캐리어를 추출하기 위한 추출 수단(1), 추출 수단에 의해 추출된 캐리어와 같은 주파수를 갖고 이 캐리어와 위상 동기되는 기준 신호를 발생하기 위한 기준 신호 발생 수단(2,3,4,5), 기준 신호를 사용하므로써 추출 수단에 의해 추출된 캐리어를 동기 검출하기 위한 동기 검출 수단(6), 음향 다중 방송을 위해 할당된 주파수를 갖고 위상이 서로 90도로 다른 한쌍의 제 1 신호와 스테레오 방송을 위해 할당된 주파수를 갖고 위상이 서로 90도로 다른 한쌍의 제 2 신호를 발생하기 위한 주파수 신호 발생(10), 동기 검출 수단으로부터 출력된 검출 신호에 한쌍의 제 1 신호와 한쌍의 제 2 신호중의 임의의 하나를 곱하기 위한 곱셈 수단(8, 9), 곱셈 수단(8, 9)로부터의 출력 신호를 제곱하기 위한 제곱 수단(11,12), 및 제곱 수단으로부터 출력되는 신호의 합 신호에 따라 감시 신호를 검출하기 위한 검출 수단(13-16)을 포함한다.

다음에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 실시예에 따른 감시 신호 검출 회로의 블럭도이다. 제 1 도에서, 제 2 음향 신호는 통과 대역의 중심주파수가 3.5fH인 BPF(1)로 입력되므로써 3.5fH 캐리어 신호를 추출한다. 추출된 캐리어 신호는 위상 동기 루프(PLL) 회로뿐만 아니라 동기 검출기(6)로 입력된다.

PLL 회로는, 하나의 입력 단자가 BPF(1)로부터 출력되는 추출된 신호를 수신하는 위상 비교기(2), 위상 비교기(2)로부터 출력된 신호를 수신하는 저역 통과 필터(LPF,3), 제어 전압으로써 LPF(3)의 출력을 사용하고 28fH의 주파수를 갖는 신호를 출력하는 전압 제어 발진기(VCO), 및 1/8로 VCO(4)로부터의 출력 주파수를 주파수 분할하고 위상 비교기(2)의 다른 입력 단자로 분할된 신호를 공급하는 주파수 분할기(5)를 포함한다.

PLL 회로는 수신된 감시 신호의 캐리어(3.5fH)와 위상 동기되는 3.5fH의 주파수를 갖는 기준 신호를 발생한다. 동기 검출기(6)은 수신된 감시 신호의 AM 신호 성분을 얻기 위해 BPF(1)의 출력인 3.5fH의 캐리오와 기준 신호를 곱한다.

동기 검출기(6)으로부터의 출력 신호는 저역 통과 필터(LPF7)로 공급된다. LPF(7)은 동기 검출기(6)의 출력 신호로부터 필요한 AM 신호 성분만을 추출하고 곱셈기(8과 9)의 각각의 하나의 입력 단자에 이것을 공급한다. 카운터(10)으로부터 공급되고 서로 90도로 다른 위상을 갖는 한쌍의 신호가 곱셈기(8과 9)의 다른 입력 단자에 인가된다.

카운터(10)은 28fH(이 신호는 수신된 감시 신호의 캐리어와 위상 동기됨)의 주파수를 갖고 VCO(4)로부터 공급되는 신호의 파의 수를 계수하기 위한 제 1 카운터 회로(133×28 카운터)와 제 2 카운터 회로(57×28 카운터)를 구비한다. 제 1 카운터 회로는, 스테레오 방송을 검출하기 위해 사용되며, 한 주기가 파를 133×28 계수하기 위한 주기로 형성되는 사인파 신호와 이 사인파 신호에 관하여 90도의 위상차를 갖는 사인파 신호를 생성한다. 이들 신호는 스테레오 방송을 표시하는 주파수를 갖는다. 제 2 카운터 회로는, 음향 다중 방송을 검출하기 위해 사용되며, 한 주기가 파를 57×28 계수하기 위한 주기로 형성되는 사인파 신호와 이 사인파 신호에 관하여 90도의 위상차를 갖는 사인파 신호를 생성한다. 이들 신호는 음향 다중 방송을 표시하는 주파수를 갖는다.

카운터(10)은 소정의 주기를 갖는 제 1 과 제 2 카운터 회로의 출력 신호를 다중화하고 이것을 곱셈기(8,9)에 공급한다.

곱셈기(8과 9)의 출력 신호는 제곱 회로(11과 12)로 각각 입력된다. 제곱 회로(11과 12)는 입력 신호를 제곱하고 이것을 LPF(13과 14)에 공급한다. 제곱 회로(11과 12)의 출력 신호는 주로 2개의 주파수 성분을 포함하고 LPF(13과 14)는 저주파수 성분만을 통과시킨다. 가산기(15)는 LPF(13과 14)의 출력 신호를 서로 가산한다.

감시 검출 비교기(16)은 임계 레벨과 가산기(15)로부터의 출력 신호를 비교하고, (i) 카운터(10)이 제 1 카운터로부터 신호를 출력할때 가산기로부터의 출력이 임계 레벨을 초과하면 현재의 방송 모드는 스테레오 모드이고, (ii) 카운터(10)이 제 2 카운터로부터 신호를 출력할때 가산기(15)로부터의 출력이 임계 레벨을 초과하면 현재의 방송 모드는 음향 다중 모드라고 결정한다.

다음으로, 수학식을 사용하여 곱셈기(8과 9) 이후의 신호 처리를 정량적 분석의 관점에서 기술한다.

동기 검출후의 감시 신호가 f(t)이고 카운터(10)으로부터 입력되는 감시 신호의 쌍이 g1(t)와 g2(t)라고 한다. 그러면, 다음의 식이 만족된다.

f(t) = A·sinωp·t

g1(t) = sinω0t

g2(t) = sin(ω0t+π/2)

그다음에, 곱셈기(8과 9)의 출력 신호 y(t)와 z(t)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

y(t) = Asinωpt·sinω0t

= (A/2){cos(ωp-ω0)t-cos(ωp+ω0)t}

z(t) = Asinωpt·sin(ω+0+π/2)

= (A/2){sin(ωp-ω0)t+sin(ωp+ω0)t}

y(t)와 z(t)에서 (ωp+ω0)의 주파수 성분은 이후의 LPE(13과 14)에 의해 각각 제거된다. 그러므로, (ωp-ω0)의 차분 주파수 성분만을 고려할 수 있다. 따라서, y(t)와 z(t)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

y(t) = (A/2)cos(ωp-ω0)t ……………………………………………(1)

z(t) = (A/2)sin(ωp-ω0)t……………………………………………(2)

이들 신호는 이후의 제곱 회로(11과 12)에 의해 각각 제곱되고 그다음에 가산기(15)에 의해 가산된다. 합 출력 0(t)는 다음과 같이 나타낸다.

0(t) = (A/2)²{cos²(ωp-ω0)t+sin²(ωp+ω0)t}

결국 0(t)는 0(t) = (A/2)²로 표현될 수 있다. 이것은 감시 신호의 진폭 성분만이 검출되는 것을 나타낸다.

감시 검출 비교기(16)은 소정의 레벨과 합 출력 0(t)의 레벨을 비교하여 감시 신호를 검출한다.

바꾸어 말하면, 카운터(10)으로부터의 스테레오 방송을 위한 한쌍의 출력(0도의 위상을 갖는 출력과 90도의 위상을 갖는 출력으로서 양자 모두 117.5Hz=fH/133임)과 투 채널 음향 다중 시스템을 위한 한쌍의 출력(0도의 위상을 갖는 출력과 90도의 위상을 갖는 출력으로서 양자 모두 274.1Hz=fH/57임)은 소정의 주기로 교대로 스위칭되어 곱셈기(8과 9)에 인가된다. 감시 검출 비교기(16)은 이러한 스위칭과 동기하여 검출출력을 결정한다.

상기 기술된 구성에서 중요한 점은 LPF(13과 14)의 통과 대역이다. 통과 대역을 좀더 좁게 세팅하므로써, 검출된 y(t)와 z(t){식(1)과 (2)로 표시됨}의 각 신호의 검출 대역은, 제 3 도에 종래 기술에서 BPF(33과 34)의 Q를 높게 세팅하는 것과 같이 좁아진다. LPF의 Q는 BPF의 Q보다 수백 또는 수천배 높게 세트될 수 있다. 차단 주파수를 낮게 함으로써, LPF의 Q를 상승시킬 수 있어, LPF가 쉽게 제조되고 용이하게 IC내에 집적될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 가산기(10)으로부터 출력되어 곱셈기(8과 9)에 입력되는 감시 검출 신호는 제 2 음향신호에 포함된 3.5fH의 신호와 위상 동기된 신호(PLL 회로로부터 출력 신호)로부터 발생된다. 이런 이유로, 외부 기준 신호가 필요하지 않고, 약한 자기장에서도 바람직한 감시 신호 검출 특성이 유지될 수 있다.

Claims

감시(pilot) 신호 검출 호로에 있어서, 수신되는 방송파로부터 감시 신호의 캐리어를 추출하기 위한 추출 수단, 상기 추출 수단에 의해 캐리어와 같은 주파수를 갖고 이 캐리어와 위상 동기되는 기준 신호를 발생하기 위한 기준 신호 발생 수단, 상기 기준 신호를 사용하므로써 상기 추출 수단에 의해 추출된 캐리어를 동기 검출하기 위한 동기 검출 수단, 음향 다중 방송을 위해 할당된 주파수를 갖고 위상이 서로 90도로 다른 한쌍의 제 1 신호와 스테레오 방송을 위해 할당된 주파수를 갖고 위상이 서로 90도로 다른 한쌍의 제 2 신호를 발생하기 위한 주파수 신호 발생 수단, 상기 한쌍의 제 1 신호와 상기 한 쌍의 제 2 신호중의 어느 하나와 상기 동기 검출 수단으로부터 출력되는 검출 신호를 곱하기 위한 곱셈 수단, 상기 곱셈 수단으로부터의 출력 신호를 제곱하기 위한 제곱 수단, 및 상기 제곱 수단으로부터 출력된 신호의 합 신호에 따라 감시 신호를 검출하기 위한 검출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 기준 신호 발생 수단은, 상기 추출 수단으로부터의 출력 신호를 수신하고 상기 추출 수단으로부터의 출력 신호와 위상 동기되는 신호를 출력하는 위상 동기 루프 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 동기 검출 수단은, 상기 추출된 캐리어와 상기 기준 신호를 곱하기 위한 동기 검출기와 상기 동기 검출기로부터의 출력 신호의 저 주파수 성분을 선택적으로 도입하기 위한 저역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 주파수 신호 발생 수단은 소정의 주기로 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호를 교대로 출력하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 곱셈 수단은, 상기 동기 검출 수단으로부터 출력된 검출 신호에 상기 제 1 신호중의 하나 또는 상기 제 2 신호중의 하나를 곱하기 위한 제 1 곱셈기와 상기 동기 검출 수단으로부터 출력된 검출 신호에 상기 제 1 신호중의 다른 하나 또는 상기 제 2 신호중의 다른 하나를 곱하기 위한 제 2 곱셈기를 포함하고, 상기 제곱 수단은, 상기 제 1 곱셈기로부터의 출력 신호를 제곱하기 위한 제 1 제곱회로와 상기 제 2 곱셈기로부터의 출력 신호를 제곱하기 위한 제 2 제곱 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 5 항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 제 1 제곱 회로로부터의 출력 신호의 저 주파수 성분을 통과시키기 위한 제 1 저역 통과 필터, 제 2 제곱 회로로부터의 출력 신호의 저 주파수 성분을 통과시키기 위한 제 2 저역 통과 필터, 제 1 과 제 2 저역 통과 필터로부터 출력 신호를 가산하기 위한 가산 수단, 및 소정의 임계 레벨과 상기 가산 수단으로부터 출력 신호의 신호 레벨을 비교하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 6 항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 제 1 과 제 2 곱셈 회로가 상기 제 1 신호에 상기 동기 검출 수단으로부터의 출력을 곱할때 상기 가산기로부터의 출력 신호의 신호 레벨이 소정의 임계 레벨을 초과하면 방송이 음향 다중 방송이라고 판정하고 상기 제 1 과 제 2 곱셈 회로가 사기 제 2 신호에 상기 동기 검출 수단으로부터의 출력을 곱할때 상기 가산기로부터의 출력 신호의 신호 레벨이 소정의 임계 레벨을 초과하면 방송이 스테레오 방송이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 제곱 수단으로부터의 제 1 출력 신호의 저 주파수 성분을 통과시키기 위한 제 1 저역 통과 필터, 상기 제곱 수단으로부터의 제 2 출력 신호의 저 주파수 성분을 통과시키기 위한 제 2 저역 통과 필터, 제 1과 제 2 저역 통과 필터로부터의 출력 신호를 가산하기 위한 가산 수단, 및 소정의 임계 레벨과 상기 가산 수단으로부터의 출력 신호의 신호 레벨을 비교하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
제 8 항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 곱셈 수단이 상기 제 1 신호에 상기 동기 검출 수단으로부터의 출력을 곱할때 상기 가산기로부터의 출력 신호의 신호 레벨이 소정의 임계 레벨을 초과하면 방송이 음향다중 방송이라고 판정하고 상기 곱셈 수단이 상기 제 2 신호에 상기 동기 검출 수단으로부터의 출력을 곱할때 상기 가산기로부터의 출력 신호의 신호 레벨이 소정의 임계 레벨을 초과하면 방송이 스테레오 방송이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.
감시 신호 검출 회로에 있어서, 수신된 방송 신호를 필터링하여 캐리어 신호를 추출하는 필터 수단, 상기 필터 수단으로부터 출력된 상기 캐리어 신호와 위상 동기된 신호를 발생하기 위한 회로 수단, 상기 회로 수단으로부터 출력된 신호를 사용하여 상기 필터 수단으로부터 출력된 상기 캐리어 신호를 검출하기 위한 검출 회로, 음향 다중 방송을 위해 할당된 주파수를 갖는 제 1 신호와 스테레오 방송을 위해 할당된 주파수를 갖는 제 2 신호를 발생하기 위한 주파수 신호 발생 수단, 상기 검출 회로로부터 출력된 신호에 제 1 신호와 제 2 신호를 곱하기 위한 곱셈 수단, 상기 곱셈 수단으로부터의 출력 신호를 제곱하기 위한 제곱 수단, 및 상기 제곱 수단으로부터 출력된 신호에 따른 감시 신호를 검출하기 위한 검출0수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 신호 검출 회로.