KR0153082B1 - 직교위상(i-q) 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈 변조신호를 복조하기 위한 직교위상 보조기의 일부를 이용하여 아날로그 복조회로를 구성함으로써, 변조방식이 다른 디지탈 신호와 아날로그 신호를 수신 및 복조할 수 있도록 한 I-Q 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너에 관한 것인바, 그 특징은 프로그램 가능한 분주비로 국부발진기의 발진주파수를 가변시켜 입력신호로부터 IF 출력을 만들어내는 튜너의 IF 출력수단과, 주제어수단의 제어명령에 따라 상기 I-Q복조수단의 스위치 절환동작을 제어하는 I-Q복조 제어수단과, 외부의 키입력이 가능하게 하는 키입력수단과, 복조할 각 채널의 중심주파수에 해당하는 데이터값을 미리 결정하여 상기 키입력수단의 키선택신호로 튜너의 프로그램가능 분주수단의 분주비를 제어함과 동시에 상기 I-Q복조 제어수단으로 스위치를 제어신호를 내보내는 주제어수단과, 상기 I-Q복조 제어수단에 의해 제어되는 스위치로 상기 튜너의 IF 출력수단에 연결되는 아날로그 복조회로와 디지탈 복조회로를 선택적으로 구성하여 그 스위치의 절환동작에 따라 아날로그 복조신호와 디지탈 복조신호를 선택적으로 출력하는 I-Q복조수단으로 구성함에 있다.

Description

직교위상(I-Q) 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너.

제1도는 종래의 FM 복조기를 내장한 튜너의 블럭도.

제2도는 종래의 QPSK 복조기를 내장한 튜너의 블럭도.

제3도는 종래의 각 변조신호를 위한 복조기가 내장된 수신회로의 블럭도.

제4도는 본 발명에 의한 I-Q 복조기를 내장한 튜너의 일 실시예를 보인 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 입력필터 2,4,9 : 증폭기

3 : 감쇠기 5 : 동조필터

6,81,82 : 혼합기 8 : 톱니파(SAW) 필터

10A : 1차 자동 미세조정신호검출기 12A,87 : 국부발진기

13A : 프로그램가능 분주기(PLL) 50 : 키입력부

60 : 마이크로 프로세서 70 : I-Q복조 제어기

80 : I-Q 복조기 80A : 아날로그 복조회로

83, 84 : 저역통과필터(LPF) 85 : 이상기

86 : 루프필터 88 : 스위치

본 발명은 디지탈 위성방송 수신용 튜너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디지탈 변조신호를 복조하기 위한 직교 위상(In phase Quadrature; 이하는 I-Q라 칭함)복조기의 일부를 이용하여 아날로그 복조부를 구성함으로써, 변조방식이 다른 디지탈 신호와 아날로그 신호를 위한 복조부를 하나로 구성하여 위성방송신호를 수신 및 복조할 수 있도록 한 I-Q 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너에 관한 것이다.

종래에는 수신신호의 변조방식에 따라 제1도 및 제2도와 같이 주파수 변조(Frequency Modulation ; 이하는 FM이라 칭함)방식의 FM 복조기(20)를 내장한 튜너나 직교위상 쉬프트 키잉(Quadrature Phase Shift Keying; 이하는 QPSK라 칭함)방식의 QPSK 복조기(30)를 내장한 튜너를 별도로 사용하였으며 이러한 FM 복조기를 내장한 튜너나 QPSK 복조기를 내장한 튜너는 입력되는 신호성분중 필요한 주파수 대역만 통과시키는 입력 필터(1)와, 입력필터의 출력을 증폭시키는 2단의 고주파 증폭기(2)(4)와, 강전계가 입력되었을 때 이득 제어신호(AGC)에 의해 증폭도를 조절하는 감쇠기(3)와, 위상고정루프(이하는 PLL이라 칭함)(13)의 출력신호에 의해 통과대역이 변화되는 대역통과필터(5)와, 1차 발진주파수를 생성하는 1차 국부발진기(12)및 버퍼증폭기(11)와, 상기의 대역통과필터의 출력과 1차 국부발진기(12)의 신호를 혼합하여 튜너의 중간주파수(이하는 IF라 칭함) 신호를 생성하는 1차 혼합기(6)와, 상기 1차 혼합기의 IF 신호를 2단 증폭하는 IF 증폭기(7)(9)와, 상기 IF 신호를 일정대역으로 필터링하는 IF 대역통과필터(8)와, 상기 IF 증폭기의 출력을 이용하여 감쇠기의 이득을 제어하는 자동이득제어기(AGC)(10)가 공통으로 구성되어 있으며, 상기 IF 증폭기의 출력단에서 디지탈 신호의 QPSK 복조를 행하는 QPSK 복조기(30)가 각각 구성되어 있다.

상기와 같은 슈퍼헤테로다인 방식의 수신회로에서 제1혼합기(5)는 수신 고주파(이하는 RF라 칭함)신호와 제1국부발진기(12)에서 발생하는 제1국부 발진신호를 혼합하여 1차 IF 신호를 만들어내며, IF 대역통과필터(8)는 제1혼합기(5)에서 수신 RF신호와 제1국부발진신호를 혼합할때 발생하는 원하지 않는 고조파 및 인접 채널 주파수를 제거한 후 각각의 FM 복조기(20) 및 QPSK 복조기(30)로 입력된다. 이때 제1도에 입력되는 신호는 FM 변조된 아날로그 신호이며 제2도에 입력되는 신호는 QPSK 변조된 디지탈신호가 된다. 그리고 제3도는 MSK(minimum shift keying) 복조기를 포함한 수신회로의 블럭도로서, 도면에 도시된 바와 같이 그 구성은 12GHz대의 전자기파를 수신하는 안테나와, 상기 안테나를 통한 전자기파 신호를 1GHz대의 신호로 변환하는 다운 컨버터(14)와, 상기 다운 컨버터로부터 출력되는 1GHz대의 신호와 마이크로 프로세서의 PLL선국 방식에 의해 제어되는 국부 발진기의 국부발진신호를 혼합하는 혼합기(15)와, 대역통과필터(16)와, PLL(13)과, FM 검파기(18)와, 마이크로 프로세서(19)와, MSK 복조기(40), 와, 수정발진기(17)로 구성되어 있다. 이때 MSK 복조기(40)는 이상기(43)와 전압제어발진기(이하는 VCO라 칭함)(44)와 캐리어 클럭 복구기(45)와 두개의 혼합기(41)(42)로 구성되어 있고, MSK신호는 FM파의 일종이므로 대역제한된 신호는 FM 검파기(18)에 의해 분주되며, 분주된 주파수는 수정 발진기(17)에서 발생된 기준 주파수와 비교되며, 마이크로 프로세서(19)는 이 비교한 주파수 변동량을 제거하는 방향으로 PLL의 국부발진기를 제어하여 정확한 IF 신호가 되게 한다.

상기에서 참고한 바와 같이 종래의 수신회로에 있어서는 RF 신호의 주파수 및 채널 대역폭이 동일한 경우에도 신호의 변조방식이 다르면 각각의 복조부를 사용하여야 하였으며 이럴 경우 대개의 복조부는 튜너에 내장되어 위치하므로 다른 변조방식의 신호를 수신하기 위해서는 각각의 다른 튜너 및 복조부를 사용하여야만 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 디지탈 변조신호를 복조하기 위한 I-Q복조기에 스위치를 두어 원하는 채널 선국시 그 채널에 맞는 복조시스템을 마이크로 프로세서에서 제어하여 튜너의 출력신호를 선택할 수 있는 I-Q 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 I-Q 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너의 특징은 외부 제어신호에 의해 프로그램 가능한 분주비로 국부발진기의 발진주파수를 가변시켜 입력신호로부터 IF 출력을 만들어내는 튜너의 IF 출력수단과, 주제어수단의 제어명령에 따라 상기 I-Q복조수단의 스위치 절환동작을 제어하는 I-Q복조 제어수단과, 외부의 키입력이 가능하게 하는 키입력수단과, 복조할 각 채널의 중심주파수에 해당하는 데이터값을 미리 결정하여 상기 키입력수단의 키선택신호로 튜너의 프로그램가능 분주수단의 분주비를 제어함과 동시에 상기 I-Q복조 제어수단으로 스위치를 제어신호를 내보내는 주제어수단과, 상기 I-Q복조제어수단에 의해 제어되는 스위치로 상기 튜너의 IF 출력수단에 연결되는 아날로그 복조회로와 디지탈 복조회로를 선택적으로 구성하여 그 스위치의 절환동작에 따라 아날로그 복조신호와 디지탈 복조신호를 선택적으로 출력하는 I-Q복조수단으로 구성함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 I-Q 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명에 따른 I-Q 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너의 블럭도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 먼저 튜너의 IF 출력수단은 외부 제어신호에 의해 프로그램 가능한 분주비로 국부발진기의 발진주파수를 가변시켜 변조되어 들어오는 입력신호로부터 IF 출력을 만들어내는 일반적인 형태로서, 저잡음 블럭(이하는 LNB라 칭함)으로부터 입력되는 신호성분중 필요한 주파수 대역만 통과시키는 입력 필터(1)와, 입력필터의 출력을 증폭시키는 2단의 고주파 증폭기(2)(4)와, 강전계가 입력되었을 때 디지탈 신호 복조기로부터 제어되는 이득 제어신호(AGC)에 의해 증폭도를 조절하는 감쇠기(3)와, 채널 선택신호에 의해 통과대역이 변화되는 동조 필터(5)와, 외부에서의 채널선택을 위한 제어신호에 의해 분주비를 가변하여 국부발진기의 발진주파수를 가변시키는 프로그램 가능 분주기(13A)와, 상기 분주기의 채널선택을 위한 제어신호와 1차 미세조정신호에 의해 제어되는 1차 국부발진기(12A)와, 상기의 동조필터 출력과 1차 국부발진기의 신호를 혼합하여 튜너의 IF 출력신호를 생성하는 혼합기(6)와, 상기 혼합기의 IF 출력신호를 필터링하는 톱니파 필터(8)와, 상기 톱니파 필터의 출력을 증폭하는 IF 증폭기(9)와, 상기 IF 증폭기의 IF 출력신호를 이용하여 1차 미세조정신호를 검출하고 그 1차 미세조정신호 검출기(10A)로 구성함이 바람직하다.

그리고 키입력수단은 선국하고자 하는 채널을 외부에서 설정하여 마이크로 프로세서가 인식할 수 있게 하는 키입력부(50)로 구성함이 바람직하고, I-Q복조 제어수단은 주제어수단의 제어명령에 따라 상기 I-Q복조수단에 위치하는 스위치 절환동작을 제어하는 I-Q복조제어기(70)로 구성함이 바람직하며, 주제어수단은 복조할 각 채널의 중심주파수에 해당하는 데이터값을 미리 결정하여 상기 키입력수단의 키선택신호로 튜너의 프로그램가능 분주수단의 분주비를 제어함과 동시에 상기 I-Q복조 제어수단으로 스위치를 제어신호를 내보내는 마이크로 프로세서(60)로 구성함이 바람직하다.

또, I-Q복조수단은 상기 튜너의 IF 출력수단의 IF 출력단자에서 스위치의 접속상태에 따라 아날로그 복조기와 디지탈 복조기를 선택적으로 구성하여 그 스위치의 절환동작에 따라 아날로그 복조신호와 디지탈 복조신호를 선택적으로 출력하는 I-Q복조기(80)로서, 상기 IF 출력단자에서 공통으로 입력되는 두 개의 혼합기(81)(82)와, 상기 두 혼합기에 2차 국부발진주파수를 공급하기 위한 2차 국부발진기(87)와, 상기 두 혼합기에 위상차이(90도)를 두기 위한 이상기(85)와, 상기 두 혼합기의 출력단에 각각 연결되어 디지탈 복조의 직교위상 출력신호(I-출력신호 및 Q-출력신호)를 만들어내는 저역통과필터(83)(84)와, 아날로그 변조된 신호에 맞는 대역폭을 갖도록 설계하여 상기 하나의 저역통과필터(83)의 출력단자로 연결한 루프필터(86)와, 두개의 가변단자(①)(②)를 구비하여 상기 I-Q복조 제어수단의 제어신호에 따라 상기 루프필터나 디지탈 복조기로부터의 2차 자동미세조정신호를 선택적으로 2차 국부발진기에 연결하기 위한 스위치(88)로 구성함이 바람직하다.

이상에서와 같은 구성을 참고하여 본 발명에 따른 I-Q 복조부를 내장한 위성방송 수신용 튜너의 동작을 설명하면 다음과 같다.

전체적으로 본 발명은 먼저, 튜너의 IF출력수단의 1차 미세조정신호 검출기(10A)에서는 제1국부발진기(12A)의 발진주파수를 조절할 수 있는 신호성분을 검출하며 상기의 신호성분으로 제1국부발진기의 주파수를 조정함에 의해 LNB의 국부발진기의 변동량에 의해 튜너로 입력되는 채널의 주파수가 틀어지는 것을 보정할 수 있도록 하여 안정된 IF 신호를 출력할 수 있도록 하고, 또한 I-Q 복조기(80)에서는 아날로그 변조된 신호를 복조하는데 필요한 위상 비교기와 루프 필터와 국부 발진기를 포함하여 아날로그 변조된 신호도 복조할 수 있도록 함에 있어 위상 비교기의 역할은 제2혼합기(81)가 수행하며, 루프필터(86)는 그 대역폭을 아날로그 변조된 신호의 채널 특성에 맞게 설계하고, I-Q복조에 필요한 2차 국부발진기(87)를 아날로그 변조된 신호의 국부 발진기로 동시에 이용하도록 구성하였으며, 또 튜너에서의 채널 선국은 제1국부 발진기(12A)의 발진 주파수를 직접 제어하여 선국하며 마이크로 프로세서(60)에 입력되어 있는 각 채널의 중심주파수에 해당하는 데이터값이 미리 결정되어 있어 키입력부(50)에서의 키선택신호에 따라 채널의 선국이 가능하게 된다.

즉, 키입력부(50)를 통해 채널 선택번호가 입력되면 마이크로 프로세서(60)는 그 채널 선택번호를 인식하여 튜너의 IF 출력수단의 프로그램가능 분주기(13A)로 인가하여 제1국부발진기(12A)로 가는 신호를 제어하여 튜너의 해당 채널을 선택하고, 동시에 마이크로 프로세서(60)는 I-Q복조 제어기(70)를 통하여 I-Q 복조기내의 스위치(88)를 제어하여 스위치(88)의 접점(①)(②)위치를 바꾸게 되며, 이때 스위치의 접점위치에 따라 스위치(88)가 제1접점(①)과 연결되면, I-Q 복조기(80)는 혼합기(81)와 저역통과필터(83)와 루프필터(86)와 스위치(88)의 제1접점(①)와 2차 국부발진기(87)로 이어지는 아날로그 복조회로(80A)를 구성하여 아날로그 복조신호(A-출력신호)를 출력하게 되며, 스위치(88)가 제2접점(②)과 연결되면, I-Q 복조기(80)는 두개의 혼합기(81)(82)와 저역통과필터(83)(84)와 스위치(88)의 제2접점(②)와 2차 국부발진기(87)로 이어지는 디지탈 I-Q 복조회로(80)를 구성하여 디지탈 복조기로부터 2차 미세 조정신호(D-입력신호)를 2차 국부발진기(87)로 인가함과 동시에 양측의 저역통과필터(83)(84)에서 디지탈 복조 신호인 직교위상 복조신호(I-출력신호 및 Q-출력신호)를 출력하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 I-Q 복조기를 내장한 위성방송 수신용 튜너에 의하면 아날로그의 주파수 복조부보다 성능이 우수하여야 하는 직교위상 복조기내의 일부를 사용하여 경우에 따라 선택적으로 아날로그 복조회로를 구성함으로써, 디지탈 신호를 위한 복조회로와 아날로그 복조를 위한 복조회로를 하나의 I-Q 복조기로 구성하여 위성방송 수신신호의 변조방식이 다른 경우에도 디지탈 변조된 위성방송신호를 수신하는 튜너에서 아날로그 변조된 위성방송 신호도 수신 및 복조할 수 있는 유용함이 있다.

Claims (3)

1. 프로그램 가능한 분주비로 국부발진기의 발진주파수를 가변시켜 입력신호로부터 IF 출력을 만들어내는 튜너의 IF 출력수단과, 주제어수단의 제어명령에 따라 상기 I-Q복조수단의 스위치 절환동작을 제어하는 I-Q복조 제어수단과, 외부의 키입력이 가능하게하는 키입력수단과, 복조할 각 채널의 중심주파수에 해당하는 데이터값을 미리 결정하여 상기 키입력수단의 키선택신호로 튜너의 프로그램가능 분주수단의 분주비를 제어함과 동시에 상기 I-Q복조 제어수단으로 스위치를 제어신호를 내보내는 주제어수단과 상기 I-Q복조 제어수단에 의해 제어되는 스위치로 상기 튜너의 IF 출력수단에 연결되는 아날로그 복조회로와 디지탈 복조회로를 선택적으로 구성하여 그 스위치의 절환동작에 따라 아날로그 복조신호와 디지탈 복조신호를 선택적으로 출력하는 I-Q복조수단으로 구성함을 특징으로 하는 I-Q 복조부를 내장한 위성방송 수신용 튜너.
2. 제1항에 있어서, 상기 튜너의 IF 출력수단은 외부에서의 채널선택을 위한 제어신호에 의해 분주비를 가변하여 국부발진기의 발진주파수를 가변시키는 프로그램 가능 분주기(13A)와, 상기 분주기의 채널선택을 위한 제어신호와 1차 미세조정신호에 의해 제어되는 1차 국부발진기(12A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 I-Q 복조부를 내장한 위성방송 수신용 튜너.
3. 제1항에 있어서, 상기 I-Q복조수단은 상기 IF 출력단자에서 공통으로 입력되는 두 개의 혼합기(81)(82)와, 상기 두 혼합기에 2차 국부발진주파수를 공급하기 위한 2차 국부발진기(87)와, 상기 두 혼합기에 위상차이(90도)를 두기 위한 이상기(85)와, 상기 두 혼합기의 출력단에 각각 연결되어 디지탈 복조의 직교위상 출력신호를 만들어내는 저역통과필터(83)(84)와, 아날로그 변조된 신호에 맞는 대역폭을 갖도록 설계하여 상기 하나의 저역통과필터(83)의 출력단자로 연결한 루프필터(86)와, 상기 I-Q복조 제어수단의 제어신호에 따라 상기 루프필터나 디지탈 복조기로부터의 2차 자동미세조정신호를 선택적으로 2차 국부발진기에 연결하기 위한 스위치(88)로 구성함을 특징으로 하는 I-Q 복조부를 내장한 위성방송 수신용 튜너.