KR0179296B1 - 에이에스케이 수신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ASK 수신장치에 관한 것으로서 디지탈회로를 이용하여 소자의 신뢰성을 향상시키고 다른 디지탈회로와의 집적화가 용이하도록 하는데 적당한 ASK 수신장치를 제공하기 위한 것이다.

이를 위한 본 발명의 ASK 수신장치는 적외선을 이용한 ASK수신장치에 있어서, ASK된 신호를 수신하여 증폭 및 양자화하는 신호 수신부와, 입력되는 클럭신호를 일정한 값으로 분주하는 분주기와, ASK된 신호를 상기 분주기의 제어에 따라 일정 주기를 갖고 카운팅하는 카운터부와, 상기 카운터부의 카운터 값을 기준값과 비교하여 일정한 범위를 만족시키는지에 따라 정상적인 신호인지 아닌지를 판별하는 비교부와, 상기 신호 수신부의 출력신호가 노이즈를 수반함으로 인한 비교부의 에러를 보상하기 위한 펄스 검출부와, 전송속도의 n배되는 클럭신호를 이용하여 상기 비교부 출력과 펄스 검출부의 출력을 동시에 만족하게 되는 출력신호를 발생하는 카운터 및 랜덤부와, 상기 카운터 및 랜덤부에서 출력된 신호를 원래의 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함하여 구성된다.

Description

에이에스케이(ASK) 수신장치

본 발명은 에이에스케이(ASK : Amplitude Shift Keyed)수신장치에 관한 것으로 특히, 디지탈회로를 이용한 에이에스케이 수신장치에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 ASK 수신장치를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래의 ASK 수신장치의 구성블록도이다.

종래 ASK 수신장치는 ASK된 입력신호를 증폭하는 프리앰프(1)와 상기 프리앰프(1)의 출력신호중 일정대역의 신호만 통과시키는 밴드패스필터(2)와 상기 밴드패스필터(2)의 출력으로부터 저주파의 원래의 신호를 얻는 검출기(3)와, 상기 검출기(3)의 출력신호를 일정시간동안 지연시키는 딜레이부(4)와, 상기 검출기(3)의 출력 신호를 캐패시터를 이용하여 스트레치하는 스트레처(Stretcher)(5)와, 입력되는 신호중 노이즈레벨을 능가하는 신호임을 확신시키는 스레스홀드 값을 발생하는 다이나믹 스레스홀드 제너레이터(6) 그리고 마이크로 프로세서(7)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 ASK 수신장치의 동작설명은 다음과 같다.

즉 제1도에 도시한 바와같이 ASK된 입력신호를 프리앰프(1)를 통하여 증폭시킨 후 밴드패스필터(2)를 통하여 일정대역의 신호만을 얻는다.

그리고 상기 밴드패스필터(2)의 출력은 상기 검출기(3)에 입력된다.

상기 검출기(3)는 캐리어 신호가 존재하면 하이(High)비트 레벨 펄스를 발생시키고 캐리어 신호가 존재하지 않으면 로우(Low)비트 레벨 펄스를 발생시킨다.

이어 상기 검출기(3)의 출력은 딜레이부(4), 스트레처(5), 다이나믹 스레스 홀드 제너레이터(6)로 각각 입력된다.

상기 딜레이부(4)는 검출기(3)의 출력신호를 일정시간 지연시키고 스트레처(5)는 캐패시터를 이용하여 펄스를 스트레치 시킨다.

그리고 다이나믹 스레스홀드 제너레이터(6)는 노이즈 레벨을 능가하는 신호임을 확신시키는 스레드홀드 값을 발생시킨다.

상기 딜레이부(4)에 의해 일정시간 지연된 검출기(3)의 출력신호는 상기 다이나믹 스레드홀드 제너레이터(6)에서 출력하는 스레스홀드 값 보다 크면서 동시에 스트레처(5)에서 스트레치된 신호보다 큰 구간을 하이(High)비트 디지트(Digit)로 출력한다.

이때 나머지 구간에 대해서는 로우(Low)비트 디지트로 출력한다.

이 값들이 상기 마이크로 프로세서(7)에 입력되어 최종적으로 2진 디지트로 변환된다.

그러나 상기와 같은 종래의 ASK 수신장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 신호체계가 아날로그방식 이므로 신뢰성이 저하되고 전력소모가 크다.

둘째, 다른 디지탈회로와의 집적화가 어려우며 아날로그 전원을 별도로 구성해 주어야 하므로 전원에 의한 잡음이 많이 발생한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서 신호체계를 디지탈방식으로 하여 잡음에 강한 ASK 수신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래 ASK 수신장치의 구성블록도.

제2도는 본 발명의 ASK 수신장치의 구성블록도.

제3도는 본 발명의 ASK 수신장치에 따른 신호타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 신호 수신부 21a : 프리앰프부

21b : 양자화부 22 : 신호 검출부

22a : 발진부 22b : ASK 에지 카운터부

22c : 비교부 23 : 펄스 검출부

24 : 신호 결정부 24a : 카운터 및 랜덤부

24b : 16진 카운터부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ASK 수신장치는 적외선을 이용한 ASK수신장치에 있어서, ASK된 신호를 수신하여 증폭 및 양자화하는 신호 수신부와, 클럭신호를 일정한 값으로 분주하는 분주기와, ASK된 신호를 상기 분주기의 제어에 따라 일정 주기를 갖고 카운팅하는 카운터부와, 상기 카운터부의 카운터 값을 기준값과 비교하여 일정한 범위를 만족시키는지에 따라 정상적인 신호인지 아닌지를 판별하는 비교부와, 상기 신호 수신부의 출력신호가 부분적으로 노이즈를 수반함으로 인한 비교부의 에러를 보상하기 위한 펄스 검출부와, 전송속도의 n배되는 클럭신호를 이용하여 상기 비교부 출력과 펄스 검출부의 출력을 동시에 만족하게 되는 출력신호를 발생하는 카운터 및 랜덤부와, 상기 카운터 및 랜덤부에서 출력된 신호를 원래의 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명의 ASK 수신장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 ASK 수신장치의 구성블록도이고 제3도는 본 발명의 ASK 수신장치에 따른 타이밍도이다.

제2도에 도시한 바와같이 본 발명의 ASK 수신장치는 ASK된 입력신호를 수신하는 신호 수신부(21)와 상기 수신된 입력신호로부터 캐리어 주파수가 실린 신호(또는 캐리어 주파수가 실리지 않은 신호)를 검출하여 잡음의 유무를 검출하고 판단하는 신호 검출부(22)와 상기 신호 수신부(21)의 출력신호를 일정단위로 체크하여 신호검출부(22)의 에러를 보완하는 펄스 검출부(23)와 상기 신호 검출부(22) 및 펄스검출부(23)의 출력신호에 따라 복원하고자 하는 신호를 결정하여 복원 출력하는 신호 결정부(24)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 신호 수신부(21)는 프리앰프부(21a)와 양자화부(21b)로 구성되어 상기 ASK된 입력신호를 먼저 프리앰프부(21a)에서 일정폭으로 증폭한 다음 상기 증폭된 신호를 양자화부(21b)에서 양자화 시킨다.

상기 신호 수신부(21)의 출력은 하나의 2진 디지트에 대해서는 ASK 캐리어 주파수를 실은 신호를 출력하고 나머지 2진 디지트에 대해서는 캐리어 주파수가 실리지 않은 신호(low bit data)를 출력한다.

그리고 상기 신호 검출부(22)는 발진부(22a), ASK에지 카운터부(22b) 그리고 비교부(22c)로 구성된다.

여기서 상기 발진부(22a)는 상기 ASK에지 카운터부(22b)의 기준 카운터 주기를 발생시킨다.

그리고 상기 ASK에지 카운터부(22b)는 ASK입력신호에 대하여 상기 발진부(22a)에서 출력하는 주기에 따라 상승에지를 카운트한다.

상기 발진부(22a)에서 발생된 기준 카운터 주기는 신호의 전송속도 별로 큰 차이를 보이는 비트타임(bit time)에 관계없이 일정한 주기(본 발명의 실시예에서는 상기 카운터 주기를 13㎲로 예를들어 설명하기로 한다.)로 발생된다.

따라서 상기 ASK에지 카운터부(22b)는 13㎲주기 마다 캐리어 주파수의 존재 유무를 판별한다.

즉, 상기 ASK에지 카운터부(22b)는 13㎲주기중 12㎲동안에 펄스의 에지를 카운트한다.

그리고 나머지 1㎲동안에 상기 ASK에지 카운터부(22b)를 클리어 시키고 상기 ASK에지 카운터부(22b)의 카운팅값을 비교부(22c)로 출력한다.

이에따라 상기 비교부(22c)는 정해진 기준값과 상기 ASK에지 카운터부(22b)의 카운팅값을 비교하게 되는데, 입력 ASK캐리어 주파수가 500㎑일 경우 비교부(22c)의 기준값은 6이다.

예를들어 양자화된 신호중 펄스가 하이인 부분을 데이터1로 가정하고 그렇지 않은 부분을 데이터0으로 가정한다면 상기 ASK에지 카운터부(22c)는 하이(high)부분의 펄스의 에지수를 카운트한다.

일반적으로 IR(Infrared)통신에 있어서는 1데이터에 대해서는 500㎑로 발진하고 0데이터에 대해서는 로우비트 데이터(Low bit data)로 출력한다. 따라서 1데이터에 대하여 13㎲동안 6번정도 카운트하게된다.

그리고 상기 비교부(22c)는 입력되는 카운트 값을 기준 값과 비교하여 캐리어 주파수가 실린 신호인지 아닌지를 판별한다.

여기서 상기 비교부(22c)는 ±20%의 오차를 허용하여 상기 ASK에지 카운터부(22b)의 카운트 값이 4 이상 8 이하 이면 캐리어 주파수가 실린 신호로 판단하고 그렇지 않으면 캐리어 주파수가 실리지 않은 신호로 판단한다.

이어, 상기 펄스 검출부(23)는 상기 신호 검출부(22)의 에러를 보상하는 신호를 발생하는 블록으로서 카운터와 컨트롤로직으로 구성된다.

다시말해서 상기 펄스 검출부(23)는 상기 신호 수신부(21)에서 출력되는 ASK된 신호가 노이즈를 수반하게 되면 다음과 같은 에러가 발생할 수 있다.

즉, 전술한 바와같이 ASK된 신호가 노이즈를 수반하지 않는 정상적인 신호일 경우에는 1데이터에 대해서 500㎑로 발진하게 된다.

그런데 1데이터가 확실함에도 불구하고 500㎑로 발진되는 어느 구간에서 부분적으로 미약한 노이즈를 수반하게 되면 노이즈가 있는 부분에서 500㎑로 발진하는 펄스의 폭이 길어지게 된다.

이렇게되면 ASK에지 카운터부(22b)에서 일정한 주기로 펄스의 에지부분을 카운팅 하였을 때 카운트 값이 일정한 범위(여기서는 4 이상 8 이하)을 만족하지 못하게 된다.

따라서 1데이터임에도 불구하고 아주 미약한 노이즈에 의해 1데이터로 인식하지 못하게 되는 에러를 발생하게 된다.

펄스 검출부(23)는 이러한 에러를 보상하기 위한 것이다.

이어서, 상기 비교부(22c)의 출력과 상기 펄스 검출부(23)의 출력은 신호 결정부(24)로 입력된다.

여기서 상기 신호 결정부(24)는 펄스 검출부(23)와 비교부(22c)의 출력을 받아 노이즈에 의한 왜곡의 발생 가능성을 제거하는 카운터 및 랜덤부(24a)와, 16진 카운터부(24b)로 구성된다.

상기 카운터 및 랜덤부(24a)는 신호의 전송속도의 16배가 되는 클럭신호를 이용하여 전송속도별로 하나의 비트 타임에 해당하는 2진 디지트를 16진 카운터부(24b)로 출력한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 ASK수신장치의 동작설명은 다음과 같다.

제2도에 도시한 바와같이 본 발명의 ASK수신장치는 ASK된 입력신호를 신호 수신부(21)의 프리앰프부(21a)에서 일정폭으로 증폭한 다음 양자화부(21b)에서 양자화시킨다.

상기 양자화된 신호는 하나의 2진 디지트에 대해서는 ASK 캐리어 주파수를 실은 신호를 출력하고 나머지 2진 디지트에 대해서는 캐리어 주파수가 실리지 않은 신호를 출력한다.

이어 상기 신호 수신부(21)의 출력은 신호 검출부(22)의 ASK에지 카운터부(22b)와 상기 펄스 검출부(23)로 입력된다.

상기 ASK에지 카운터부(22b)는 발진부(22a)에서 발생되는 13㎲주기 마다 상기 신호 수신부(21)에서 출력된 신호의 에지부분을 카운트한다.

여기서 에지부분을 카운트한다는 것은 전송된 신호에 캐리어 주파수의 존재 유무를 판별한다는 것을 의미한다.

그리고 다음 주기의 발진주파수가 발생되면 상기 ASK에지 카운터부(22b)를 클리어 시키고 카운트 값을 비교부(22c)로 출력한다.

상기 비교부(22c)는 기준값과 ASK에지 카운터부(22b)에서 출력된 카운트 값을 비교하여 캐리어 주파수가 실린 신호인지 아닌지를 판별한다.

여기서 상기 비교부(22c)는 ASK에지 카운터부(22b)의 카운트 값이 4 이상 8 이하이면 캐리어 주파수가 실린 신호로 판별하고 그렇지 않으면 캐리어 주파수가 실리지 않은 신호로 판별한다.

이때 상기 펄스 검출부(23)는 상기 신호 수신부(21)의 출력신호중 데이터가 존재하는 시점에서 동시에 신호를 발생하는데 그 신호는 상기 신호 수신부(21)에서 출력되는 신호가 아주 부분적으로 미약한 노이즈를 수반하고 있을지라도 정상적인 신호로 인정할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이어 상기 펄스 검출부(23)의 출력과 상기 비교부(22c)의 출력은 상기 신호 결정부(24)로 입력된다.

상기 신호 결정부(24)의 카운터 및 랜덤부(24a)는 신호의 전송속도의 16배되는 클럭신호를 사용하여 상기 펄스 검출부(23)와 비교부(23c)의 출력신호중 일치되는 구간의 신호를 체크하여 출력한다.

상기 카운터 및 랜덤부(24a)에서 출력하는 신호를 받은 16진 카운터부(24b)는 이를 원래의 신호로 복원한다.

이어서 제3도는 본 발명의 ASK 수신장치에 따른 신호타이밍도이다.

제3도에 도시한 바와같이 먼저, A신호는 신호 수신부(21)의 출력신호를 나타낸 것으로서 이는 1데이터일 경우에는 500㎑로 발진하고 0 데이터일 경우에는 로우신호(low)를 유지한다.

B신호는 발진부의 출력신호를 나타낸 펄스파형으로서 상기 발진부(22a)는 13㎲주기를 갖는 펄스를 발생한다.

이 펄스는 ASK에지 카운터부(22b)가 상기 신호 수신부(21)의 출력신호중 발진되는 펄스의 에지부분을 카운트하는 클럭신호로 작용한다.

다음 C신호는 비교부의 출력을 나타낸 펄스파형으로서 상기 ASK에지 카운터부(22b)가 상기 발진부(21a)의 제어하에 신호 수신부(21)의 출력신호중 발진되는 펄스의 에지부분을 카운트한 결과에 따른 펄스파형이다.

즉, 13㎲주기동안 펄스의 에지부분을 카운팅 한 결과 그 값이 4 이상 8 이하의 값의 범위에 해당하면 펄스는 로우(Low)레벨로 변화한다.

이어 D신호는 펄스 검출부(23)의 출력파형으로서 상기 신호 수신부(21)의 출력신호중 발진되는 시점과 동일한 시점에서 로우레벨로 변화한다.

이때 상기 신호 수신부(21)의 출력신호가 어느 구간에서 발진하지 않을 경우에 다시 하이레벨로 변화되어야 하지만 상기 신호 수신부(21)의 출력신호중 발진되는 펄스에 미약한 노이즈를 수반하였을 경우에 발생할 수 있는 오차를 고려하여 일정시간동안 로우레벨을 유지하게 된다.

E신호는 카운터 및 랜덤부(24a)의 출력파형으로서 상기 비교부(22c)의 출력과 상기 펄스 검출부(23)의 출력파형을 동시에 만족시키는 부분만을 선택적으로 출력하면 상기 16진 카운터부(24b)에 의해서 원래의 1비트 타임에 해당하는 신호를 복원하여 출력한다.

이상 상술한 바와같이 본 발명의 ASK수신장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, ASK수신장치를 디지탈 회로로 구현하여 신뢰성을 향상시킨다.

둘째, 다른 디지탈 회로와의 집적화가 용이하다.

셋째, 소비전력을 작게 가져가므로서 전력에 의한 잡음의 발생을 억제하여 잡음에 강한 ASK수신장치를 설계할 수 있다.

Claims (5)

1. 적외선을 이용한 ASK수신장치에 있어서, ASK된 신호를 수신하여 증폭 및 양자화하는 신호 수신부와, 입력되는 클럭신호를 일정한 값으로 분주하는 분주기와, ASK된 신호를 상기 분주기의 제어에 따라 일정 주기를 갖고 카운팅하는 카운터부와, 상기 카운터부의 카운터 값을 기준값과 비교하여 일정한 범위를 만족시키는지에 따라 정상적인 신호인지 아닌지를 판별하는 비교부와, 상기 신호 수신부의 출력신호가 노이즈를 수반함으로 인한 비교부의 에러를 보상하기 위한 펄스 검출부와, 전송속도의 n배되는 클럭신호를 이용하여 상기 비교부 출력과 펄스 검출부의 출력을 동시에 만족하게 되는 출력신호를 발생하는 카운터 및 랜덤부와, 상기 카운터 및 랜덤부에서 출력된 신호를 원래의 신호로 복원하는 신호 복원부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 ASK 수신장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 비교부의 오차 허용범위는 카운터부의 카운팅값의 ±20%임을 특징으로 하는 ASK 수신장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 카운터부의 카운팅 주기는 비트타임에 관계없이 일정한 주기로 카운팅함을 특징으로 하는 ASK 수신장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 카운터 및 랜덤부는 신호의 전송속도에 대해 16배 되는 클럭신호를 사용함을 특징으로 하는 ASK 수신장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 신호 복원부는 16진 카운터임을 특징으로 하는 ASK 수신장치.