KR0163757B1 - 주파수 변조된 신호를 복조하기 위한 회로 장치 - Google Patents

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주파수 변조된 제1신호(5)를 복조 신호(9,10)로 복조하기 위한 회로 장치에 있어서, 상기 복조된 신호(9,10)에서 기준 레벨(U1)을 검출하는 기준 레벨 검출기(11)와, 복조 특성의 경사를 설정하는 설정 장치(2)를 구비하여, 상기 기준 레벨(U1)은 복조된 신호(9,10)의 진폭을 제어하기 위하여 설정 장치(2)에 제공될 수 있다.

Description

주파수 변조된 신호를 복조하기 위한 회로 장치
제1도 내지 제3도는 본 발명에 의한 회로 장치의 블록도.
제4도는 복조기 특성에 의한 본 발명의 동작을 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 주파수 복조기 2 : 지연 장치
3 : 신호 합성단 4 : 저역 통과 필터
11 : 기준 레벨 검출기 20 : 주파수 스윙 검출기
30 : 비교기 33 : 캐패시터
본 발명은 주파수 변조된 제1신호를 복조 신호로 복조하기 위한 회로 장치에 관한 것이다.
이와 같은 회로 장치는 DE-OS 3702855에 공지되어 있다. 상기 회로는 제1신호를 공급받아 소정의 시간 지연으로 상기 신호를 지연하여 제2신호를 생성하는 지연 장치와, 상기 제1및 제2신호를 합성하여 복조된 신호를 생성하는 EOR(Exclusive-OR ; 배타적 논리합) 부재, 즉 승산기를 구비한다. 상기 복조된 신호는 펄스폭 변조된 전압 형태를 가지며, 상기 전압의 평균치는 후속 저역통과 필터에서 고조파 없이 재생될 수 있다. 상기 배타적 OR 부재의 출력단에서의 상기 신호의 펄스폭 및 저역 통과 필터의 출력단에서의 평균치는 주파수 변조된 신호의 주파수와 선형적인 관계를 갖는다. 상기 주파수 변조된 신호의 주파수 변화 특히, 주파수 변조는 상기 평균치를 변화시키고, 그 결과 상기 저역 통과 필터의 출력단으로부터 공급되는 신호가 변화되므로, 주파수 변조에 의해 아날로그 신호(예로서, 아날로그 전압)가 변화된다.
주파수 변조된 신호의 반송 주파수가 고정된 일정한 값인 경우에는, 저역 통과 필터의 출력단에서의 신호가 주파수 변조된 신호의 반송 주파수의 주파수 변조값을 정확히 나타낸다. 이와 대조적으로, 만약 반송 주파수가 변동하는 경우에는, 이들 변동은 평균치로 전송되어 주파수 변조된 신호에 의해 전송된 정보내용을 왜곡시키게 된다. 이러한 상황을 예를들어, 주파수 변조된 신호가 판독 장치에 대해 기계적으로 이동되는 기록 캐리어(record carrier)로부터 판독되는 경우에 발생한다.
본 발명은, 반송 주파수의 변동이 복조된 신호의 평균치에 어떠한 영향도 끼치지 않고, 따라서 주파수 변조된 신호로부터 재생될 정보 내용에 어떤 영향도 미치지 않도록한 상술한 개시절에서 규정된 형태의 회로 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 복조 신호의 기준 레벨을 검출하는 기준 레벨 검출기와, 복조 특성의 경사를 설정하는 설정 장치를 구비하여, 상기 복조 신호의 진폭을 제어하는 설정 소자의 기준 레벨을 인가하도록 함으로써 구현된다.
본 발명은 주파수 복조기 또는 관련된 저역 통과 필터의 출력측의 신호의 평균치와 주파수 변조 신호의 주파수와의 비례관계를 이용한다. 상기 복조 특성의 경사는 주파수 변조된 신호의 소정의 주파수 스윙(frequency swing)에 할당된 평균치의 진폭 스윙과, 소정의 평균치에 대한 주파수 변조된 신호의 전체 주파수 스펙트럼에서의 소정 주파수의 할당 모두를 결정한다. 복조 특성의 소정 경사에서, 평균치의 진폭 스윙은 주파수 변조된 신호에서 주어진 주파수에 대한 평균치와 직접적으로 관련된다. 상기 주파수가 전송될 정보 내용에서의 기준 레벨과 일치하는 경우에는, 복조된 신호의 기준 레벨, 특히 그 평균치의 검출을 통하여 목표치로부터 주파수 복조된 신호의 관련 주파수의 편차를 결정하고, 이에 의해 그 목표치로부터 평균치의 진폭 스윙의 편차를 결정할 수 있다. 본 발명에 따르면, 복조 특성이 경사는 새로이 설정 장치를 통해 설정되어, 주파수 편차에도 불구하고 평균치의 진폭 스윙에 대한 목표치를 얻을 수 있게 된다. 상술한 직접적인 관련성 때문에, 검출된 기준 레벨은 복조된 신호의 진폭을 제어하기 위해 설정 장치에 인가된다.
따라서, 본 발명은 단일 제어 회로 내에서 소망하는 목표치로 기준 레벨과 증폭 스윙 모두의 제어를 매우 간단히 수행할 수 있다. 이 제어 회로는 높은 제어 속도와 높은 안정성을 갖는 간단한 구조로 구성되어, 자기 발진이 거의 일어나지 않는다.
본 발명에 따른 회로 장치의 양호한 실시예에 있어서, 제1신호를 인가받고 소정 시간 지연에 의해 상기 신호를 지연시켜 제2신호를 형성하는 지연 장치와, 제1및 제2신호를 복조 신호로 합성하는 배타적 OR 또는 승산기를 포함한 신호 합성 수단을 구비하며, 설정 장치 시간 지연을 조정할 수 있게 된다.
상기 회로 장치는 신호의 경사, 즉 기울기가 시간 지연의 설정에 의해 간단하고도 효과적인 방법으로 변화될 수 있는 선형 복조 특성을 갖는다. 이와 같은 지연 장치의 구조에 대한 예는 독일 특허공보 3702854, 3702855 및 3706319에 공지되어 있으며, 여기서는 더 세부적으로 서술하지 않는다. 상기 공보에서 시간 지연을 설정하기 위해서 서술된 가능성 또는 장치는 본 발명의 설정 장치로서 직접 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 회로 장치는 제1신호의 주파수가 소정의 주파수 스윙 범위를 초과하는지를 검출하기 위한 주파수 스윙 검출기에 특별한 방법으로 접속될 수 있으며, 상기 주파수 스윙 검출기는 제1과 제2신호 사이의 위상 천이 거리가 주파수 스윙 범위에 대응하는 제한치를 초과할 때 에러 지시 신호를 발생시킨다.
이 같은 형태의 주파수 스윙 검출기는 기계적으로 이동된 기록 캐리어로부터 판독된 주파수 변조된 신호의 평가에 적절히 이용된다. 주파수 변조된 제1신호가 주어진 시간 간격 동안 나타나지 못하게 만드는 예를들면, 제조 에러 또는 손상과 같은 상기 기록 캐리어의 결점은 상기 제1신호의 주파수가 프리셋(preset) 가능한 제한치를 초과하는 사실로부터 명백해진다. 만약 이 제한치 이상의 주파수가 검출되는 경우에는, 에러 지시 신호에 의해 제어되는 후속 신호 평가 장치는 에러의 보상 또는 바이패싱(by-passing)을 개시하여 측정할 수 있다.
주파수 스윙 검출기를 DE-OS 3702856호에 기재되어 있는 바와 같이 구성하고, 상기 제1신호를 복조하기 위한 회로 장치와 결합하여 지연 회로 장치를 이용하는 경우에는, 회로 구성을 간단화 하는 동시에 소자수를 현저히 줄일 수 있게 된다. 더불어, 기준 레벨에 의존하는 지연 장치의 지연 시간의 트래킹을 통하여 주파수 스윙 범위에 대응하는 제한치가 재조정되는 장점을 얻을 수 있다. 이에 반해, 이들 제한 값을 영구히 프리셋하는 경우, 주파수 변조 신호의 반송 주파수의 변동과는 무관하게 이들 변동을 제거해야만 한다. 상기 변동들은 최악의 경우 정보 내용과 관련된 주파수 스윙과 겹쳐서, 주파수 스윙 검출기 자체가, 상기 정보 내용이 방해를 받지 않더라도, 주파수 변조된 제1신호내의 에러를 가리키게 된다. 이것은 예를 들어, 기계적으로 이동된 기록 캐리어의 초기 구동중에 나쁜 결과를 초래하게 된다. 한편, 상술한 주파수 검출기를 실행하여 초기 구동중에 사용가능한 신호를 재생하거나, 또는 고속 모드에서 예컨대 기록 캐리어의 이동을 제어하는 것이 가능하다.
제1도는 지연장치(2), 신호 합성단(3) 및 저역 통과 필터(4)를 구비한 파선으로 표시된 주파수 복조기(1)를 도시하고 있다. 입력단(5)으로부터 주파수 변조 및 진폭 제한된 제1신호가 지연 장치(2)에 인가되고, 지연 장치는 소정 시간동안 지연된 제2신호를 형성하여 그 출력단(6)으로 공급한다.
배타적 OR 부재 또는 승산기로 구성된 상기 신호 합성단(3)는 제1입력단(7)에서 제1신호를 수신하고, 제2입력단(8)에서 제2신호를 수신한다. 상기 신호 합성단(3)의 출력단(9)에서는 한 복조된 신호가 발생되는데, 이 신호는 제1및 제2신호에 대한 전압 레벨들이 서로 편향되는 시간 간격 동안 고 전압 레벨을 갖고, 상기 레벨들이 동조시에는 저 전압 레벨을 갖는다. 이러한 경우 상기 신호 합성단(3)는 배타적 OR이다. 상기 OR 대신 승산기가 이용되는 경우에는, 제1및 제2신호의 전압 레벨이 동조되는 시간 간격 동안 더 높은 전압 레벨이 출력단(9)에 나타나고, 그 반대로 동조되지 않을 때는 보다 낮은 전압 레벨이 나타난다. 결과적으로, 한 경우에 출력단(9)에서의 재생되는 신호는 다른 경우에 재생되는 신호와 반대가 된다.
다음 단의 저역 통과 필터에서는, 출력단(9)으로부터 수신된 신호 중 고주파수 신호가 제거되서, 고주파없는 복조된 신호가 저역 통과 필터(4)의 출력단(10)으로부터 공급된다. 상기 복조된 신호는 신호 합성단(3) 출력부에서의 신호의 평균치 또는 직류 전압 성분과 일치한다. 따라서, 주파수 복조기(1)는 입력단(5)을 통하여 인가된 주파수 변조된 신호로부터 아날로그 신호를 형성한다. 바람직하다면, 상기 전압값은 주파수 변조된 제1신호의 주파수와 비례하며, 상기 비례 계수, 즉 입력단에서의 주파수와 출력단(10)에서의 전압 사이의 복조 특성의 경사는 지연 장치(2)에 의해 발생된 시간 지연에 의존한다. 상기 복조 특성의 경사는 시간 지연이 커짐에 따라 증가한다.
일례로서, 제4도는 출력단(10)에서의 전압 U가 입력단(5)에서의 제1신호의 주파수 f에 대하여 좌표화되는 선형 복조 특성도를 도시하고 있다. 지연장치(3)에 의해 생성된 시간 지연의 주어진 값에 대해서, 상기 변조 특성은 T1으로 표시된 바와 같이 변화한다. 소정의 위치에서, 주파수 변조된 제1신호는 주파수 스윙 경계 f1및 f2에 의해 경계지워지는 주파수 스윙 범위를 갖는다. 상기 주파수 스윙 범위에 있어서, 제1신호의 주파수 f는 S1에 의하여 지시된 신호에 따라 변화한다. 상기 도시된 신호 S1에 대한 시간축은 제4도에서 수직으로 하향하여 연장된다고 가정한다. 신호 S1은 예를 들어, 기저 대역내의 비디오 신호를 나타낸다.
복조가 복조 특성 T1에 따라 실행될 때, 제1도의 주파수 복조기(1)는 제4도에서 D1으로 표기된 바와 같이 전압 변동을 출력단(10)을 통해 공급한다. 따라서, 전압 U는 전압 스윙 경계 U1과 U2사이의 주파수 f에 대하여 관련된 방식으로 변화한다. 결과적으로 프리셋된 주파수 스윙 범위는 주어진 전압 스윙 범위와 일치한다.
만약 주파수 스윙 범위가 스윙 경계 f1과 f2사이의 소망하는 위치로부터 변화하는 경우, 예를 들면 주파수 스윙 경계 f3및 f4(실제위치) 사이의 주파수 스윙 범위에서 제1신호가 판독되는 기록 캐리어의 이동에 있어서 지연이 존재하면, D2로 표시된 변동 전압은 주파수 f의 변위 S2에 따라 변화하는 제1신호로부터 복조 특성 T1에서 얻어진다. 전압 D2는 전압 스윙 경계 U3와 U4에 의해 접경된 전압 스윙 범위 내에서 변화한다. 이것은 전압치 및 전압 스윙 범위의 폭이 목표 위치와 비교된 전압 스윙 경계 U3과 U4사이의 상기 실제 위치에서 보다 더 낮은 것이 명백하다.
예를 들어, 변위 S2에 따라 변화하는 목표 위치에서 벗어난 주파수 스윙 범위로부터 변위 D1을 갖는 전압을 변화시키지 않고 발생시키기 위해서, 복조 특성의 경사가 본 발명에 의해 조정된다. 이를 위하여 제1도에서 도시된 장치는 복조신호 즉, 출력단(10)에서의 전압 U의 기준 레벨을 검출하기 위한 기준 레벨 검출기(11)를 포함하며, 이러한 목적을 위해 상기 복조 신호는 기준 레벨 검출기(11)의 기준 레벨 입력단(12)에 연결된다. 전압 변위 D1또는 D2에 있어서, 기준 레벨 검출기(11)는 예를 들어, 각각 전압 스윙 경계 U1또는 U3과 일치하여 가장 낮은 값을 검출하지만 상이한 기준 레벨이 복조 신호내에서 교대로 발생하여 제1신호의 변화에 따라 검출될 것이다. 기준 레벨 검출기(11)는 기준 레벨에 일치하는 설정 신호를 설정 출력단(13)으로 공급한다. 상기 설정 신호는 주파수 복조기(1)에 공급된다.
제1도에 도시된 주파수 복조기(1)는 복조된 신호의 진폭을 제어하기 위한 복조 특성의 경사를 설정시킬 수 있는 설정 장치와 함께 지연 장치(2)를 포함한다.
상기 설정 장치는 지연 장치(2)의 시간 지연의 해당 변화에 영향을 미친다. 상기 형태의 설정 장치는 독일 특허 출원 P 3702854.5 및 P 3706319.7에 공지되어 있다.
제4도에 도시된 실시예에서 주파수 복조기(1)에 대한 시간 지연을 설정함으로써, 증가된 시간 지연 및 그에 따른 가파른 경사에 의해 구별되는 변위 T2를 갖는 복조 특성이 발생된다. 복조된 신호, 즉 변위 D1에 따른 전압이 복조 특성 T2를 통해 제1신호로부터 재생된다. 전압 스윙 범위는 주파수 스윙 범위가 이동될 때 변화하지 않는다. 그러므로, 출력단(10)에서의 신호는 제1신호에서의 주파수와 편이와는 독립적이다.
제2도는 제1도의 회로 장치를 확대하여 도시하고 있으며, 상술한 구성요소에는 동일한 참조번호를 붙였다. 또한, 제2도에 도시된 장치는 입력단(5)에서의 제1신호의 주파수에 대한 변화 또는 주파수 스윙을 검출하는 주파수 스윙 검출기(20)를 포함한다. 상기 주파수 스윙 검출기(20)는 제1신호의 실제 주파수가 소정 제한치를 초과할 때, 에러 지시 신호를 출력단(21)에 공급한다. 따라서, 예를 들면 제1신호의 신호 드롭 아웃(drop-out)을 결정할 수 있다. 주파수 스윙 검출기(20)가 제1신호의 소멸에 따라 제한치 이상의 목표 위치에서 제1신호의 주파수 편이를 검출하지 못하도록 하기 위하여, 비록 완전하게 사용가능하더라도, 기준 레벨 검출기(11)의 설정 출력단(13)으로부터의 설정 신호가 주파수 스윙 검출기(20)에 공급된다. 이는 제1신호의 주파수에 대한 실제 위치의 직접적인 측정으로서, 이들 제한치는 주파수 스윙 범위 이하 또는 이상의 주어진 주파수 간격 내에 위치되도록 직접 조정될 수 있다.
제3도는 제2도에서 도시된 실시예의 특히 유용한 확장을 도시하고 있으며, 제2도의 구성 요소에 해당하는 제3도의 구성 요소에는 동일 참조 번호를 붙인다. 주파수 스윙 검출기(20)는 제1입력단(22)과 제2입력단(23)을 통해 각각 지연 장치(2)의 입력단 및 출력단으로부터 제1신호 및 제2신호를 수신한다.
주파수 스윙 검출기(20)는 독일 특허출원 P 3702856.1에 기술된 구조로 구성될 수 있다. 제1입력단(22)은 상기 특허 출원의 제어 입력단(10)에 대응하며, 제2입력단(23)은 데이터 입력단(11)에 대응한다. 상기 장치를 실행함에 있어서, 상기 지연 장치(2)는 주파수 복조기(1)나 주파수 스윙 검출기(20) 모두에 복수로 이용될 뿐만 아니라, 지연 장치(2)의 시간 지연을 설정함으로써, 주파수 스윙 검출기(20)의 제한치의 적당한 이동이 동시에 실행된다. 그러므로, 주파수 스윙 검출기(20)는 제한치를 이동하기 위한 별도의 설정 장치를 필요로하지 않는다. 결과적으로, 회로는 매우 간단하며 신뢰성 있게 구성된다.
제3도는 기준 레벨 검출기(11)를 실현하는 상세한 예를 도시하고 있다.
상기 검출기는 기준 레벨 입력단(12)을 통해 출력단(10)으로부터 수신된 전압 U와 기준 신호 입력단(14)를 통해 공급된 기준 신호(바람직하다면 일정 전압 레벨)를 비교하는 비교기(30)를 포함한다. 상기 전압 U가 기준 신호 입력단(14)에서의 기준 신호의 값에 대해 쇼트(short)로 강하하면, 비교기(30)는 접속선(31)을 통해 통전 상태로 스위치(32)를 조정하며, 따라서 전류원(34)에 의해 발생된 방전 전류를 캐패시터(33)에 공급한다. 캐패시터(33)는 전압 U의 음의 피크동안 전류원(34)에 의해 방전되지만, 다른 전류원(35)으로부터의 작은 충전 전류로 계속 충전된다.
전류원(34, 35)과 캐패시터(33)의 비율이 서로 조화되어 있는 경우에, 캐패시터는 동작 중 신호의 음의 전압 피크가 출력 단자(10)에 나타날 때까지 전압 U를 이동시킨다. 제4도에서, 이것은 전압 변위 D1의 전압 스윙 경계 U1이다. 이 전압은 시간 지연을 설정하기 위해 설정 출력단(13)을 통해 지연 장치(2)에 공급된다.
만약 제1신호의 주파수 f가 감소되면, 우선 최초 전압 U가 이에 따라 감소하여 음의 전압 피크치가 된다. 그 결과, 스위치(32)가 도통되는 시간 간격이 연장되어, 캐피시터(33)를 충전하는 전압이 감소한다. 따라서, 설정 출력단(13)을 통한 시간 지연 및 주파수 복조기(1)의 경사를 복조 특성 T1에서 복조 특성 T2로의 이동에 따라 재 조정하고, 이에 응답하여 전압 U를 재조정한다.
상술한 회로 장치는 기록 캐리어 특히, 광기록 디스크로부터 주파수 변조된 신호를 처리하는데 적합하게 이용된다. 이러한 회로 장치는 상기 디스크의 회전수가 변화될 때, 특히 초기 구동 또는 종료시에, 소정의 전압 레벨로 클램프(clamp)되고, 진폭이 동시에 제어되는 복조 신호를 다른 신호 평가로 간단히 얻어지는 것이 가능하다.

Claims (4)

  1. 주파수 변조된 제1신호(5)를 복조 신호(9,10)로 복조하는 회로 장치에 있어서, 상기 복조된 신호(9,10)에서 기준 레벨(U1)을 검출하는 기준 레벨 검출기(11)와, 복조 특성의 경사를 설정하는 설정 장치(2)를 포함하며, 상기 기준 레벨(U1)은 상기 복조된 신호(9,10)의 진폭을 제어하는 설정 장치(2)에 공급되어 반송 주파수의 변동이 복조된 신호의 평균값에 영향을 주지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 주파수 변조된 신호를 복조하기 위한 회로 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1신호(5)를 공급받고, 이로부터 소정 시간의 지연을 생성하여 제2신호(6)를 형성하는 지연 회로(2)와, 상기 제1신호(5) 및 제2신호(6)를 합성하여 복조 신호(9,10)를 형성하는 신호 합성단(3)을 포함하며, 상기 설정 장치(2)에 의해 생성되는 시간 지연은 조정 가능한 것을 특징으로 하는 주파수 변조된 신호를 복조하기 위한 회로장치.
  3. 제2항에 있어서, 제1신호(5)의 주파수(f)가 소정의 주파수 스윙 범위를 초과하는 가의 여부를 검출하는 주파수 스윙 검출기(20)를 포함하며, 상기 주파수 스윙 검출기(20)는 제1신호(5)와 제2신호(6) 사이에 위상천이 거리가 상기 주파수 스윙 범위에 대응하는 제한값 이상인 경우 에러 식별 신호(21)를 생성하는 것을 특징으로 하는 주파수 변조된 신호를 복조하기 위한 회로장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 청구된 회로 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 캐리어, 특히, 광학 기록 캐리어로부터 주파수 변조된 신호를 판독하는 장치.
KR1019890014313A 1988-10-07 1989-10-05 주파수 변조된 신호를 복조하기 위한 회로 장치 KR0163757B1 (ko)

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