KR100247999B1 - 저잡음 증폭기 스위칭 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잡음지수를 향상시키기 위한 저잡음 증폭기의 스위칭 제어 장치에 관한 것이다.

본 발명은 안테나를 통하여 유입되는 신호를 스위칭 제어신호에 의하여 약전계 조건에서는 내부 증폭기를 거쳐 출력시키고, 강전계 조건에서는 상기 내부 증폭기를 거치지 않고 출력시키는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기의 출력을 입력하여, 특정 채널로 입력 신호를 동조시켜 출력하는 튜너, 상기 튜너의 출력신호의 레벨을 일정하게 유지하도록 제어하는 자동이득제어신호를 발생하는 자동이득제어기, 상기 자동이득제어신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부, 상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털신호를 입력하여, 상기 튜너를 제어하는 제1데이터를 발생시키고, 제2데이터가 수신되는 경우에 상기 저잡음 증폭기의 내부 증폭기를 거쳐 출력시키기 위한 스위칭 제어신호를 발생시키는 튜너 제어부 및 상기 튜너 제어부의 제1데이터를 입력하여, 상기 제1데이터에 포함된 디지털 자동이득제어신호가 약전계로 판단되는 경우에는 약전계임을 나타내는 제2데이터를 발생시키는 시스템 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 마이크로프로세서의 입/출력 단자의 활용을 넓힐 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 부품수를 줄일 수 있는 효과도 있다.

Description

저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치

본 발명은 방송수신 장치에 관한 것으로서, 특히 잡음지수를 향상시키기 위한 저잡음 증폭기의 스위칭 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 방송수신 장치에 있어서 시스템 전체의 잡음지수는 튜너의 접음지수에 의해 지배되어졌다. 따라서, 시스템의 잡음지수를 향상시키기 위해서는 튜너를 구성하는 부품의 고정밀화 등이 필요하게 되어 제조원가가 상승되는 등의 문제점이 있었다. 특히, 튜너에 입력되는 방송신호간의 전계의 세기에 따라서 이득 편차가 심할 경우에는 특정 채널에서 감도 악화 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 소자가 저잡음 증폭기(LNA;Low Noise Amp)이다. 이와 같은 저잡음 증폭기는 약전계에서 RF신호가 입력되는 경우에만 입력신호를 증폭시켜 출력시키고, 강전계에서 RF신호가 입력되는 경우에는 증폭을 시키기 않고 출력시킨다.

이와 같이 저잡음 증폭기는 입력되는 신호의 상태에 따라서 증폭 여부를 결정하는 스위칭을 실행시켜야 한다.

종래 기술에 의한 저잡음 증폭기의 스위칭 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 RF신호가 약전계에서 입력되는 경우에는 별도의 버퍼 회로(17)를 사용하여 RF AGC 전압을 낮추어 마이크로프로세서(18)의 입력단자(IN)에 인가한다. 인가된 마이크로프로세서는 AGC 전압을 기준으로 "하이" 또는 "로우" 상태를 인식하여 마이크로프로세서(18)의 출력단자(OUT)의 제어전압으로 저잡음 증폭기(11)를 온/오프 스위칭시킨다.

따라서, 종래의 기술에 의하면 저잡음 증폭기를 스위칭 제어하기 위하여 별도의 버퍼 회로가 필요하여 부품수가 증가될 뿐만 아니라, 마이크로프로세서의 입/출력을 위하여 2개의 단자가 필요하여 마이크로프로세서의 활용에 부담을 주는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 튜너 집적회로(IC)의 단자를 이용하여 데이터 버스 라인으로 스위칭을 제어하는 저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치의 구성도이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치는 안테나를 통하여 유입되는 신호를 스위칭 제어신호에 의하여 약전계 조건에서는 내부 증폭기를 거쳐 출력시키고, 강전계 조건에서는 상기 내부 증폭기를 거치지 않고 출력시키는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기의 출력을 입력하여, 특정 채널로 입력 신호를 동조시켜 출력하는 튜너, 상기 튜너의 출력신호의 레벨을 일정하게 유지하도록 제어하는 자동이득제어신호를 발생하는 자동이득제어기, 상기 자동이득제어신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부, 상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털신호를 입력하여, 상기 튜너를 제어하는 제1데이터를 발생시키고, 제2데이터가 수신되는 경우에 상기 저잡음 증폭기의 내부 증폭기를 거쳐 출력시키기 위한 스위칭 제어신호를 발생시키는 튜너 제어부 및 상기 튜너 제어부의 제1데이터를 입력하여, 상기 제1데이터에 포함된 디지털 자동이득제어신호가 약전계로 판단되는 경우에는 약전계임을 나타내는 제2데이터를 발생시키는 시스템 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치는 안테나(20), 저잡음 증폭기(21), 튜너(22), 튜너 제어부(23), 전치 증폭기(24), 표면 탄성파 필터(25), 자동이득제어기(26), 아날로그/디지털 변환부(27), 시스템 제어부(28)를 구비한다.

저잡음 증폭기(21)는 내부에 스위치를 포함하고, 스위칭 제어신호의 레벨에 따라서 증폭기를 동작시켜 입력신호를 증폭시켜서 출력시키거나, 또는 증폭기를 동작시키지 않고 즉, 입력신호를 증폭시키지 않고 출력시킨다.

튜너(22)는 입력되는 방송신호를 사용자가 선택한 특정 채널의 신호에 동조하여 출력시킨다.

튜너 제어부(23)는 입력되는 디지털 자동이득제어신호를 시스템 제어부(28)로 출력하고, 시스템 제어부(28)로부터 입력되는 데이터에 의하여 방송 입력신호를 특정 채널에 동조시키기 위한 발진 신호를 발생시키고, 저잡음 증폭기를 제어하는 스위칭 제어신호를 발생시킨다.

전치 증폭기(24)는 신호를 입력신호를 일정한 이득값으로 증폭시켜 출력한다.

표면 탄성파 필터(SAW FILTER ; 25)는 신호 처리에 필요로 하는 주파수 특성을 얻기 위한 필터이다.

자동이득제어기(26)는 입력되는 신호의 레벨을 일정하게 유지하도록 제어하고, 이에 따른 자동이득제어신호를 발생시킨다. 자동이득제어신호는 입력되는 신호를 일정한 레벨로 유지시키기 위한 증폭도에 비례하는 특성을 갖는다. 따라서 약전계 조건에서 신호가 입력되는 경우에는 입력 신호의 레벨이 낮으므로 극한적인 경우에는 증폭도를 최대로 하여야 한다. 이 경우의 자동이득제어신호는 최대값(1×Vcc)을 갖는다. 그리고 이와 반대로 어느 정도 이상의 강전계 조건에서는 자동이득제어신호는 최소값(0)을 갖게 된다.

아날로그/디지털 변환부(27)는 입력되는 아날로그 자동이득제어신호를 디지털신호로 변환시켜 출력한다. 일 예로써, 아날로그 자동이득제어신호의 레벨에 따른 3비트 디지털신호로의 변환을 표 1에 나타내었다.

시스템 제어부(28)는 디지털신호로 변환된 자동이득제어신호를 수신하여, 약전계 조건에 해당되는지를 비교하여, 약전계 조건으로 판단되는 경우에는 이에 상응하는 데이터를 발생시킨다.

[표 1]

A2	A1	A0	A/D 변환 전압 (VOLT)
1	0	0	0.60 × Vcc ∼ 1.00 × Vcc
0	1	1	0.45 × Vcc ∼ 0.60 × Vcc
0	1	0	0.30 × Vcc ∼ 0.45 × Vcc
0	0	1	0.15 × Vcc ∼ 0.30 × Vcc
0	0	0	0 ∼ 0.15 × Vcc

위의 구성에 대한 동작을 안테나(20)에서 입력되는 신호의 전계 조건에 따라서 저잡음 증폭기의 스위칭 동작을 설명하기로 한다.

우선, 첫 번째로 약전계 조건에서 안테나를 통하여 방송신호가 입력되는 경우의 동작을 살펴보기로 한다.

약전계 조건에서 입력되는 방송신호는 스위치 제어 신호의 초기 조건으로 우선 저잡음 증폭기(21)의 스위치가 도통되어 증폭기를 동작시키지 않고 즉, 입력신호를 증폭시키지 않고 출력시킨다. 그리고 나서 튜너(22), 전치증폭기(24) 및 표면 탄성파 필터(25)를 거친 후에 자동이득제어기(26)에 인가된다.

그러면, 자동이득제어기(26)에서는 방송 수신 상태가 약전계 조건이므로 증폭도를 크게 하기 때문에 높은 전압의 자동이득제어신호를 발생시킨다.

그러면, 아날로그/디지털 변환부(27)에서는 표 1에 도시된 바와 같은 3비트의 디지털 신호로 변환시킨다. 이 변환된 3비트의 디지털신호를 튜너 제어부(23)에서 입력한 후에, 시스템 제어부(28)의 데이터 규격에 맞게 재구성한 다음에 출력한다.

시스템 제어부(28)에서는 입력되는 3비트의 디지털신호가 약전계 조건을 나타내는 영역에 있는지를 비교한다. 즉, 일 예로 아날로그 자동이득제어신호의 레벨이 0.45 ×Vcc 보다 큰 경우를 약전계 조건으로 판단하는 경우에는, 입력되는 3비트의 디지털신호(A2,A1,A0)가 011, 100인지를 비교하여, 이에 해당되는 경우에는 저잡음 증폭기에서 입력되는 신호를 증폭하기 위한 스위칭 오프 데이터를 튜너 제어부(23)로 출력한다.

그러면, 튜너 제어부(23)에 스위칭 오프 데이터가 입력되는 경우에는 저잡음 증폭기(21)의 스위치를 오프시키기 위한 스위칭 제어신호를 저잡음 증폭기(21)에 인가한다. 이로 인하여 저잡음 증폭기(21)의 스위치는 오프되어 안테나로부터 유입되는 방송신호는 증폭기를 거쳐 증폭된 후에 튜너(22)에 입력되어 사용자가 선택한 특정 채널에 동조되어 출력된다.

그러나, 두 번째로 강전계 조건에서 안테나를 통하여 방송신호가 입력되는 경우에는 아날로그 자동이득제어신호의 레벨이 낮기 때문에, 튜너 제어부(23)로 입력되는 3비트 디지털 신호는 000, 001, 010이 될 것이다. 이 경우에 시스템 제어부(28)에서는 강전계 조건으로 판단하여 저잡음 증폭기(21)에서 증폭할 필요가 없기 때문에, 입력되는 스위칭 온 데이터를 튜너 제어부(23)로 인가시킨다. 이 때, 튜너 제어부(23)는 저잡음 증폭기(21)의 스위치를 온 시키기는 스위칭 제어신호를 저잡음 증폭기(21)에 인가하여 증폭기를 거치지 않고 입력되는 방송신호를 그대로 튜너(22)로 출력시킨다.

이상과 같은 동작에 의하여 저잡음 증폭기를 스위칭 제어하기 위하여 별도의 버퍼 회로가 필요하지 않게 되었고, 마이크로프로세서인 시스템 제어부에서 종래 사용하고 있던 데이터 송/수신을 한 개의 단자를 그대로 이용함으로써, 마이크로프로세서의 입/출력 단자를 다른 블록의 제어에 활용할 수 있어 마이크로프로세서를 경제적으로 이용할 수 있게 되었다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 종래 사용하고 있던 마이크로프로세서의 데이터 단자를 이용하여 저잡음 증폭기의 스위칭 제어를 실행함으로써, 마이크로프로세서의 입/출력 단자의 활용을 넓힐 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 별도의 버퍼 회로가 필요 없으므로 부품수를 줄일 수 있는 효과도 있다.

Claims (1)

1. 방송 수신 장치의 저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치에 있어서,

   안테나를 통하여 유입되는 신호를 스위칭 제어신호에 의하여 약전계 조건에서는 내부 증폭기를 거쳐 출력시키고, 강전계 조건에서는 상기 내부 증폭기를 거치지 않고 출력시키는 저잡음 증폭기;

   상기 저잡음 증폭기의 출력을 입력하여, 특정 채널로 입력 신호를 동조시켜 출력하는 튜너;

   상기 튜너의 출력신호의 레벨을 일정하게 유지하도록 제어하는 자동이득제어신호를 발생하는 자동이득제어기;

   상기 자동이득제어신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;

   상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털신호를 입력하여, 상기 튜너를 제어하는 제1데이터를 발생시키고, 제2데이터가 수신되는 경우에 상기 저잡음 증폭기의 내부 증폭기를 거쳐 출력시키기 위한 스위칭 제어신호를 발생시키는 튜너 제어부; 및

   상기 튜너 제어부의 제1데이터를 입력하여, 상기 제1데이터에 포함된 디지털 자동이득제어신호가 약전계로 판단되는 경우에는 약전계임을 나타내는 제2데이터를 발생시키는 시스템 제어부를 포함함을 특징으로 하는 저잡음 증폭기 스위칭 제어 장치.

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