KR100432595B1

KR100432595B1 - 다운변환기의변환이득을제어하는장치

Info

Publication number: KR100432595B1
Application number: KR1019960049485A
Authority: KR
Inventors: 와드 무터스포 맥스
Original assignee: 톰슨 콘슈머 일렉트로닉스, 인코포레이티드
Priority date: 1995-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 2004-08-02
Also published as: CN1162218A; DE69632940T2; MX9605049A; HK1003687A1; KR970024531A; TW472439B; CN1108659C; CA2188080C; JP3833755B2; EP0771069A3; CA2188080A1; IN190442B; JPH09139681A; EP0771069B1; DE69632940D1; EP0771069A2; MY117902A

Abstract

지상 마이크로파(terrestrial microwave) 또는 위성 수신 시스템의 외부 유닛(outdoor unit) 중 저잡음 블록(low noise block: LNB)과 같은 다운 변환기(down converter)는 다운 변환기의 변환 이득(conversion gain)을 자동으로 제어하는 장치를 포함한다. 한 실시예에 있어서, 자동 이득 제어 장치는 이득 제어 가능한 RF 단(106)과, 다운 변환기의 출력 신호에 응답하여 이득 제어 신호를 발생시키는 이득 제어 신호 발생기(146)를 포함하며, 모두 외부 유닛(100)에 포함된다. 다른 실시예에 있어서, 이득 제어 가능한 RF 단(106)은 외부 유닛(200)에 포함되지만, 이득 제어 신호 발생기(220)는 수신 시스템의 내부 장치(202)에 포함되며, 이득 제어 신호는 직접 또는 인코드된 형태로 외부 유닛(200)에 연결된다. 후자의 경우에 있어서, 인코드된 이득 제어 신호는 외부(200)와 내부 유닛(202) 사이에 연결된 동축 케이블(222)을 통해 다운 변환기에 연결될 수 있다. 디지털 방식으로 인코드된 정보를 처리하는 수신 시스템에 있어서, 내부 유닛(202)에서 디코드된 정보의 에러율이 외부 유닛(200)의 이득 제어 가능한 회로단(106)에 대한 이득 제어 신호를 발생시키는데 이용될 수 있다.

Description

다운 변환기의 변환 이득을 제어하는 장치

본 발명은 통신 수신기의 다운 변환기에 관한 것으로, 특히 다운 변환기의 변환 이득(conversion gain)을 동적으로 제어하는 장치에 관한 것이다.

디지털 TV 신호들과 관련된 마이크로파 분배 시스템(microwave distribution system)에 있어서, 텔레비전 신호들은 L-대역 마이크로파 주파수 범위(예를 들어, 2150 내지 2686 MHz)에서 무선 주파수(radio frequency: RF) 반송파 신호들 상에서 전송된다. 높은 지향성의 접시형 수신 시스템 안테나(highly directive dish-likeantenna)는 텔레비전 신호 전송기에 의해 전송된 마이크로파 신호들을 수신한다. 저잡음 블록(low noise block; LNB) 변환기는 전송기에 의해 전송된 비교적 고주파수 마이크로파 신호들의 전체 범위("블록")를 보다 처리하기 쉬운 낮은 범위의 주파수들(예를 들어, 128 내지 408 MHz)로 변환한다. 이러한 처리는 "다운 변환"(down conversion)으로 공지되어 있다. 일반적으로, LNB 변환기는 접시형 수신 안테나와 LNB 변환기를 포함하는 외부 유닛(outdoor unit)의 한 부분이다. 수신 시스템은 내부 유닛(indoor unit)을 또한 포함한다. 외부 유닛으로부터의 RF 신호들은 동축케이블을 통해 내부 유닛으로 연결된다. 내부 유닛은 LNB 변환기로부터 수신된 RF 신호들로부터 원하는 채널에 대응하는 RF 신호를 선택하여, 선택된 RF 신호를 훨씬 더 낮은 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 신호로 변환시키는 튜너를 포함한다. 내부 유닛은 IF 신호를 복조 및 디코딩하는 신호 처리부를 또한 포함한다. LNB 변환기에 의해 생성된 RF 신호들은 때때로 "제 1 IF" 신호들로 언급되며, 그러므로, 튜너에 의해 생성된 IF 신호는 때때로 "제 2 IF" 신호로 언급된다.

일반적으로, 외부 유닛에 의해 수신된 모든 마이크로파 신호들을 위한 단일의 전송 장소(transmission site)가 존재한다. 이와 같이, 그 전송 장소로부터 수신 안테나까지의 거리는 외부 유닛에 의해 수신된 모든 RF 신호들의 신호 세기를 일반적으로 결정한다. 수신기가 전송 장소와 비교적 가까운 몇몇 경우에 있어서, 수신된 RF 신호들은 LNB 변환기에 과부하(overload)를 가하게 되며, 결과적인 왜곡생성물들(distortion products)은 내부 유닛의 성능을 떨어뜨린다. 텔레비전 정보가 디지털 형태로 인코드되는 디지털 텔레비전 전송 시스템에 있어서, 이러한 과부하는 내부 유닛의 신호 처리부 내에서 디코딩 에러들을 야기할 수 있다. 텔레비전 이미지와 오디오 정보의 전체 손실을 야기할 수 있는 이러한 디코딩 에러들은 종종 돌발적이다.

이러한 문제를 완화시키기 위해, 수신기 설치 기술자들은, 시스템을 설치할때, 수신 위치가 전송기 장소와 가까울 때는 비교적 낮은 이득 안테나(예를 들어, 20 dB 이득)를 사용하고, 수신 위치가 전송기 장소로부터 멀 때(예를 들어, 30 마일 또는 그 이상)는 비교적 높은 이득 안테나(예를 들어, 24 dB)를 사용하도록 교육받는다. 그러나, 낮은 이득 안테나일지라도, LNB 변환기의 과부하가 일어날 수 있다. 따라서, 기술자들은 전송기 장소와 가까운 설치들에 대해 비교적 낮은 변환 이득을 갖는 LNB 변환기를 사용하도록 교육받는다. 일반적으로, 설치 기술자는 20 dB 또는 30 dB 중 하나의 변환 이득을 갖는 2 개의 LNB 변환기들 중 하나를 선택할 수 있다.

이러한 장비 선택 처리는 에러가 발생하기 쉽다고 알려져 있다. 예컨대, 기술자가 특정 장소에 대해 안테나 및 LNB 변환기 조합을 부정확하게 선택하였다면, 극도로 약화된 신호 및 신호 과부하를 피하는 최적의 신호 레벨은 제공되지 않을 수 있다. 결과로서, 내부 유닛은 비디오 및 오디오 드롭아웃들(dropouts)을 초래하는 디코딩 에러들을 생성시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시예를 포함하는 저잡음 블록(LNB) 변환기의 블록도.

도 2A 및 도 2B는 본 발명의 대안의 실시예를 포함하는 통신 시스템의 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 저잡음 블록 변환기 104 : 제 1 RF 입력 대역 통과 필터

110 : 혼합기 132 : AGC 검출기

134 : AGC 신호 처리기

그러므로, 수신된 신호 세기의 변동을 보상하도록 LNB 변환기의 변환 이득을 조정하는 자동 이득 제어(automatic gain control; AGC) 회로를 포함하는 LNB 변환기에 대한 필요가 당해 기술분야에 존재한다는 것이 출원인에 의해 인식되었다. 따라서 본 발명은 외부 유닛에 포함된 LNB 변환기와 같은 다운 변환기의 변환 이득 제어를 동적으로 제어하는 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명을 통합하는 저잡음 블록(LNB) 변환기는 이득 제어 RF 증폭기, 혼합기 및 국부 발진기를 포함하는 변환 단과, 이득 제어 신호를 생성하도록 출력 증폭기의 출력 신호에 응답하는 이득 제어 신호 발생기를 포함한다. 이득 제어 신호는, 증폭기의 이득이 미리 결정된 임계값 위의 입력 신호 레벨들에 대해 실질적으로 일정하도록, 이득 제어 RF 증폭기에 인가된다.

한 실시예에 있어서, 전체 자동 이득 제어 장치가 외부 유닛 내에 전적으로 포함된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 이득 제어 장치의 부분들이 외부 유닛에 부분적으로 포함되며, 내부 유닛에 부분적으로 포함된다. 특히, 이득 제어 신호 발생기는 수신 시스템의 내부 유닛에 포함된다, 이득 제어 신호 발생기에 의해 발생된 이득 제어 신호는 전송 경로를 통해 수신기 시스템의 외부 유닛에 연결된다. 예컨대, 전송 경로는 외부 유닛을 내부 유닛에 접속시키는 동축케이블의 중앙 도전체(center conductor)를 포함할 수 있다. 동축케이블의 중앙 도전체와 같은 단일 도전체 상에 제어 신호의 전송을 용이하게 하기 위해, 인코딩 장치가 이득 제어 정보를 갖는 단일 도전체에 의해 전해진 신호를 변조하도록 내부 유닛에 포함된다.예컨대, 이득 제어 신호는 전송 라인의 중앙 도전체에 연결된 주파수 변조된 낮은 주파수 톤으로 변환될 수 있다. 중앙 도전체는 RF 증폭기의 이득을 제어하기 위해 이득 제어 신호를 재발생시키는 외부 유닛 내의 톤 디코더(tone decoder)에 연결된다. 대안적으로, 동축케이블의 중앙 도전체를 통해 LNB로 일반적으로 전해지는 LNB변환기에 대한 공급 전압의 크기는 이득 제어 신호에 의해 변조될 수 있다.

본 발명은 첨부한 도면들과 관련하여 다음의 상세한 설명을 고찰함으로써 쉽게 이해될 수 있다.

여러 도면들에 있어서, 도면들에 공통적으로 동일 또는 유사한 요소들을 나타내도록 동일한 참조 부호들이 사용되었다.

본 발명은 MPEG(Moving Pictures Experts Group) 표준과 같은 미리 결정된 디지털 압축 표준에 따라 인코드되고 압축된 형태로 텔레비전 정보가 전송되는 지상 마이크로파 디지털 텔레비전 분배 시스템을 참조하여 기술될 것이다. 본 발명의 다른 실시예들은 다른 통신 시스템들에 사용될 수 있다는 것은 당업자들에 의해 이해될 것이다. 예컨대, 본 발명의 한 실시예는 캘리포니아의 Hughes 사에 의해 운용되는 DirecTV 위성 텔레비전 시스템과 같은 디지털 위성 텔레비전 시스템에 사용될 수 있다. 부가하여, 본 발명이 신호 대 잡음 성능(signal to noise performance)의 약간의 저하로 인한 처리 에러들이 돌발적으로 발생하는 디지털 통신 시스템에 사용되었을 때 특히 유용한 반면에, 본 발명은 신호 대 잡음 성능을 개선시키는 아날로그 통신 시스템에서도 또한 유용하다.

도 1은 지상 마이크로파 디지털 텔레비전 수신 시스템에 사용될 때 본 발명의 한 실시예를 통합하는 저잡음 블록(LNB) 변환기(100)의 블록도를 도시한다. LNB 변환기(100)는 접시형 수신 안테나(도시되지 않음)와 함께 수신 시스템의 외부 유닛에 포함된다. LNB 변환기(100)는, 안테나에 연결된 입력 포트(102), 제 1 RF 입력 대역 통과 필터(104), 이득 제어 RF 증폭기(106), 제 2 RF 입력 대역 통과 필터(108), 혼합기(110) 및 배열(arrangement)에 포함된 위상 동기 루프(phase locked loop; PLL)(112)에 포함된 국부 발진기(L0)를 포함하는 변환 단(109), RF 출력 필터(114)와, RF 출력 증폭기(116) 및 이득 제어 신호 발생기(144)를 포함한다.

예시적인 마이크로파 디지털 텔레비전 분배 시스템은 2150 내지 2162 MHz 및 2500 내지 2686 MHz의 2개의 다른 주파수 대역들을 포함하는 2100 내지 2700 MHz 범위에서 작동한다. 따라서 제 1 RF 필터(104)는 입력 포트(102)와 RF 증폭기(106) 사이에 병렬로 접속된 한 쌍의 RF 대역 통과 필터들(118 및 120)을 포함한다. 제 1 RF 필터(118)는 2150 내지 2162 MHz 대역에서 RF 신호들을 통과시키며, 제 2 RF 필터(120)는 2500 내지 2686 MHz 대역에서 RF 신호들을 통과시킨다.

RF 증폭기(106)는 도시된 이득 제어 장치로서 본 발명의 실시예에서 사용된다. 아래에서 논의되겠지만, 다른 이득 제어 장치들도 사용된다. RF 증폭기 (106)는 약 15 dB의 최대 이득을 제공하는 일반적으로 2 단 증폭기(two stage amplifier)이다. RF 증폭기의 하나 또는 2 개의 단들은, 각각의 FET에 대해서, 제 1 게이트가 증폭기(106)의 RF 입력 단자를 형성하며, 제 2 게이트가 이득 제어 전압을 수신하기 위한 이득 제어 단자인, 2중 게이트(dual-gate) GaAsFET 또는MOSFET 트랜지스터를 사용하여 제조된다. 제 2 게이트에 인가된 이득 제어 전압이 최대치일 때, 증폭기(106)는 최대 이득을 갖는다. 제 2 게이트에 인가된 이득 제어 전압이 감소될 때, 증폭기(106)의 이득은 감소한다. FET의 하나 또는 2 개가 이득 제어를 위해 사용된다. 모토롤라 반도체 제품 출원 노트(Motorola Semiconductor Product Application Note) AN-478의 "Small-Signal RF Design With Dual-Gate MOSFETs" 내에 이러한 이중 게이트 MOSFET을 사용하는 RF AGC 회로가 설명되어 있다. 바이폴라(bipolar) 트랜지스터 증폭기와 같은 다른 증폭기 회로들은 이득 제어 증폭기로서 또한 사용될 수 있다.

제 2 RF 대역 통과 필터(108)의 출력 신호는 PLL(112) 내에 포함된 국부 발진기와 혼합기(110)를 포함하고 있는 변환부(109)에 연결되어 있다. 혼합기(110)는 약 6dB의 손실을 갖고 있는 종래의 다이오드 혼합기(diode mixer)를 포함한다. 이 실시예에서는, 국부 발진기 주파수는 2278 MHz이다. 결과적으로, 혼합기(110)는 116 MHz(즉, 2278 내지 2162 MHz)와 128 MHz(즉, 2278 내지 2158 MHz)에 걸쳐 있는 주파수 범위에서 RF 신호들을 갖는 낮은 측 성분들(low side components)과 222 MHz(즉, 2500 내지 2278 MHz)와 408 MHz(즉, 2686 내지 2278 MHz)에 걸쳐 있는 주파수 범위에서 RF 신호들을 갖는 높은 측 성분들(high side components)을 만들어낸다. 필터(114)는 116 내지 402 MHz 범위에서 RF 신호들을 통과시키는 대역 통과이다. 필터(114)의 출력 신호들은 RF 주파수내에 있지만, IF(중간 주파수) 신호들로 이름 지어지며, 필터(114)는 도 1의 "IF 필터"라고 불린다.

IF 필터(114)의 출력 신호들은 출력 증폭기(116)에 연결된다. 출력증폭기(116)는 약 20dB의 총 이득을 제공하는 2단 증폭기를 포함할 수 있다. 출력 증폭기(116)의 출력은 커패시터(124)를 통해 RF 출력(126)에 연결되며, 그것은 동축케이블(도 1 에 도시되지 않았음)의 중앙 도전체의 한 끝에 연결된다. 동축케이블의 중앙 도전체의 다른 끝은 (도 2B에 표시된 바와 같이) 수신 시스템의 내부 유닛의 RF 입력에 연결된다.

일반적으로, LNB 변환기(100)의 DC 전력은 내부 유닛으로부터 나온 동축케이블의 중앙 도전체를 통해 제공된다. 이러한 목적을 위해, 도 1에 도시된 것처럼, 인덕터(inductor: 128)는 동축케이블의 중간 도전체 사이에 있는 출력 포트(126)를 통해 DC 전압 조정부(130)에 연결되어 있다. 이 조정부는 LNB 변환기(100)의 능동 회로들에 대해 여러 가지 공급 전압들을 발생시킨다.

자동 이득 제어(AGC) 신호 발생기(146)는 AGC 신호 처리기(134)와 나란히 연결되어 있는 AGC 검출기(132)를 포함하고 있다. 가장 간단한 형태로서의 AGC 검출기(132)는 저항기와 커패시터 부하와 함께 쇼트키 장벽(schottky barrier) 다이오드로 구성되어 있는 종래의 다이오드 검출기(136)를 포함하고 있다. 특히, 다이오드는 애노드(anode) 리드에 의해 출력 증폭기(116)의 출력에 접속된다. 다이오드의 캐소우드(cathode) 리드는 저항기와 커패시터 부하와 AGC 신호 처리기(134)에 접속된다. 검출기(136)는 출력 RF 신호를 정류(rectify)하며, 그 정류된 신호를 AGC 신호 처리기(134)에 인가한다. 다이오드의 극성은 원하면 전환될 수 있다.

가장 간단한 형태의 AGC 처리기(134)는 연산 증폭기(138)와 같은 DC 증폭기로 구성된다. AGC 검출기(132)에 의해 발생된 정류 신호는 연산 증폭기(138)의 제1 입력에 인가된다. 소스(140)에 의해 제공된 임계 전압(threshold voltage)은 연산 증폭기(138)의 제 2 입력에 인가된다. 연산 증폭기(138)는 정류된 신호인 RF 출력 신호가 임계 전압을 넘을 때까지 최대 출력 신호를 제공한다. 그 시점에서는, 연산 증폭기의 출력 신호는 정류된 신호가 증가함에 따라 감소하게될 것이다. 연산 증폭기(138)의 출력 신호는 RF 증폭기(106)에 제공된 이득 제어 신호이다. 이와 같이 정류된 신호가 임계 전압을 초과한 후에, 그 정류된 신호의 크기가 증가함에 따라, 이득 제어 신호의 크기는 감소한다.

위에서 설명한 것처럼, 이제까지 기술된 실시예에서, 이득 제어 신호는 LNB 변환기(100)의 모든 변환 이득을 제어하기 위해 2중 게이트 GaAsFET 또는 MOSFET의 한 게이트에 인가된다. 다른 이득 제어 장치인 PIN 다이오드 감쇠기(144)는 제 1 RF 필터(104)와 RF 증폭기(106) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우에 있어서, RF 증폭기(106)는 고정된 이득을 갖게 되며, PIN 다이오드 감쇠기의 감쇠는 이득 제어 신호에 의해 제어된다. 이와 같이 이득 제어 신호의 크기가 감소하면, RF 증폭기(106)에 입력되는 입력 신호의 감쇠가 증가한다. 물론 이득 제어 신호의 크기와 감쇠값 사이의 관계는 본 발명을 실현시키는데 사용되는 특정한 회로 장치에 따라 달라진다. 예를 들면, 연산 증폭기는 출력 신호 세기의 증가에 따라 증가하는 제어 신호를 발생시키면, 그 감쇠는 이득 제어 신호의 증가와 함께 증가한다.

그 이득 제어는 이득 제어 단에서 제공된다. 예를 들면, 감쇠기는 이득 제어 신호에 응답하여 제 1 RF 필터(104)와 RF 증폭기(106) 사이의 신호 경로의 "스위치인"(switched-in) 또는 "스위치 아웃"(switch-out)이 될 수 있다. 검출된 출력 신호가 전압 임계점보다 더 클 때, 이득 제어 신호는 감쇠기가 "스위치 아웃"이 되도록 한다. 출력 신호가 전압 임계점보다 낮을 때는, 감쇠기가 "스위치 인"이 되지 않는다. 한 번 이상의 이득 제어 단은 더 많은 감쇠기들을 추가함으로써 발생된다.

도 1과 관련하여 설명된 본 발명의 실시예에 있어서, 자동 이득 제어 기능은 외부 유닛에 모두 통합된다. 도 2A와 도 2B에 도시된 실시예에 있어서, 이득 제어 회로의 부분은 외부 유닛과 내부 유닛에 포함된다. 특히, 이득 제어부는 외부 유닛의 다운 변환기에 있으며, 이득 제어 신호 발생기는 내부 유닛에 포함되며, 출력 장치의 다운 변환기에 다시 연결된다.

도 2A와 도 2B는 모두 자동 이득 제어 장치의 부분들이 도 2A의 외부 유닛(200)과 도 2B의 내부 유닛(202)에 모두 포함되어 있는 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 도 2A에 도시된 출력 장치는 도 1 의 그것과 비슷하며, 그 차이점들은 다음에 설명될 것이다.

도 2B의 내부 유닛(202)은 제 1 RF 필터(204)를 포함하는 튜너, RF 증폭기(206), 제 2 RF 필터(208) 및 혼합기(210)를 포함하는 변환부(209)와, 위상 동기 루프(PLL; 212) 내에 있는 국부 발진기를 포함한다. RF 출력 신호들은 RF 입력(223)에서 동축케이블을 통해 출력 장치(200)로부터 수신되며, 커패시터(2d)를 거쳐 튜너(203)에 연결된다. 2 개의 RF 필터들(204, 208)과 RF 증폭기(206)는 수신 RF 신호들을 필터링하고 증폭한다. 위상 동기 루프(212)로부터 혼합기(210)에 의해 수신된 국부 발진기 신호는 외부 유닛(200)으로부터 수신된 RF 신호들의 "블록"중에서 요구된 채널에 대응하는 특별한 RF 신호를 선택하기 위해서마이크로프로세서(도시되지 않음)에 의해 제어되는 주파수를 가지고 있다.

내부 유닛(202)은 또한, IF 증폭기(214), 제 1 IF 필터(216)와 제 2 IF 증폭기(218)를 포함한다. 혼합기(210)에 의해 발생된 IF 신호는 IF 증폭기(214), IF 필터(216)와 IF 증폭기(218)에 의해 증폭되고, 필터링되며, 다시 증폭된다. IF 증폭기(214), IF 필터(216)와 IF 증폭기(218)에 의해 처리되는 IF 신호는 "제 2 IF 신호"로 불려진다. 그 이유는 외부 유닛(200)의 RF 출력 신호들이 "제 1 IF 신호"들로 불려지기 때문이다. 제 2 IF 신호는 44MHz 정도의 주파수를 가질 수 있다.

처리된 "제 2" IF 신호는 영상과 음성 정보를 표현하는 디지털 신호들을 만들기 위해 디지털 텔레비전 정보를 복조, 디코드 및 압축 해제(decompress)하는 신호 처리부(220)에 연결되어 있다. 신호 처리부(220)는 또한 디지털 신호들을 텔레비전 이미지를 디스플레이하고 대응하는 음성 응답을 발생시키기 위해 대응하는 적당한 아날로그 신호로 변환시킨다.

전원 유닛(232)은 내부 유닛(202)의 여러 부분에 대해 공급 전압들을 공급한다. 게다가, 전원 유닛(232)은 외부 유닛(200)의 LNB 변환기에 대한 공급 전압을 발생시킨다. 대표적으로, 도 2B에 도시된 바와 같이, LNB 공급 전압은 LNB 변환기(200)의 RF 출력 포트(126)와 내부 유닛(202)의 입력 포트(223) 사이에 연결되어 있는 동축케이블(222)의 중앙 도전체를 통해 외부 유닛(200)의 LNB 변환기로 공급된다. 커패시터(201)는 LNB 공급 전압이 튜너(203)의 입력에 공급되지 못하게 하며, 인덕터(226)는 RF 입력 신호들이 전원 유닛(232)에 연결되지 못하도록 한다.

신호 처리부(220)의 이득 제어 신호 발생기(221)는 이득 제어 신호를 발생시키기 위해 복조된 신호의 크기에 대응한다. 좀 더 자세히 말하자면, 신호 처리부(220)의 복조기 부분은 디지털로 디코드된 텔레비전 정보에 대응하는 펄스 신호들을 만들어낸다. 이득 제어 신호 발생기(221)는 펄스 신호 등의 크기를 표시하는 신호를 발생시킨다. 신호를 나타내는 크기는 한 임계치와 비교가 되어지며, 임계치가 어느 값에 의해 초과될 때, 펄스 신호들의 크기와 관련된 크기를 갖는 이득 제어 신호를 발생시킨다. 이러한 과정은 아날로그 또는 디지털 형태로 일어난다. 외부 유닛의 이득 제어 신호는 제 2 IF 신호의 크기에 응답하여 발생될 수 있다. 게다가 외부 유닛(200)의 LNB 변환기를 위한 이득 제어 신호 발생기는 도 2B 에 도시된 바와 같이 내부 유닛(202)의 RF 증폭기(204)를 위해 이득 제어 신호를 발생시킨다.

이득 제어 신호는 또한, 신호 처리부(220)에서 디지털 신호 인코더에 의해 발생된 에러들에 응답하여 도출될 수 있다. 특히, 디코더는 이미 알려진 리드 솔로몬(Reed-Solomon) 알고리즘에 따라 순방향 에러 정정부(forward error correcting; FEC)와 같은 에러 정정 기능을 포함하고 있다. 이득 제어 신호 발생기(221)는 디코더의 FEC 부에 의해 검출된 비트 에러율을 검사하며, 에러율을 줄이기 위해 다운 변환기의 변환 이득을 변화시키는 이득 제어 신호를 조정할 수 있다. 예를 들면, 에러율이 기준치를 넘어섰을 때, 이득 제어 신호는 LNB 변환기(200) 내에 있는 RF 증폭기(106)의 이득을 소정의 값만큼 증가시키기 위해 변화된다. 만약 에러율이 개선된다면, RF 증폭기(106)의 이득은 소정의 값만큼 또다시 증가하게 된다. 이러한 과정은 에러율이 더 이상 개선되지 않을 때까지 반복된다. 반대로, 제 1 또는 그뒤에 생기는 이득이 증가한다면, 비트 에러율은 더 나빠지며, RF 증폭기(106)의 이득은 에러율이 안정이 될 때까지 회로 단에서 반복적으로 감소한다.

이득 제어 신호 발생기(221)에 의해 발생된 외부 이득 제어 신호는 이득 제어 신호 인코더(224)에 연결되어 있다. 이득 제어 신호 인코더(224)는 이득 제어 신호를 인코드하며, 코드화된 신호를 전송 경로에 연결시켜준다. 상기 전송 경로는 코드화된 신호를 외부 유닛(200)에 전송해준다. 전송 경로의 장점은 내부 유닛(202)과 외부 유닛(200) 사이에 연결된 동축케이블의 중앙 도전체이다. 예를 들면, 제어 신호 인코더(224)는 이득 제어 신호를 음성 주파수 톤과 같으며, 이득 제어 신호의 크기에 따르는 주파수를 갖는 비교적 낮은 주파수 톤으로 변환시킬 수가 있다. 전압 제어 발진기는 이러한 목적을 위해 사용된다. 외부 유닛(200)에 대한 이득 제어 신호는 펄스 폭 변조, 진폭 변조 등과 같은 다른 인코딩 기술을 이용하여 인코드된다. 인코드된 이득 제어 신호는 인덕터(226)(RF 입력 신호들과 전원 유닛(232)을 분리시키는데 사용됨)로 구성된 저역(low pass) 필터를 통해 동축케이블(222)의 중앙 도전체에 연결되어 있다.

도 2A에 도시된 바와 같이, 외부 유닛(200)에서는, 디코더(230)가 인코드된 이득 제어 신호를 디코딩하기 위해 인덕터(128)와 커패시터(129)를 거쳐 동축케이블의 중앙 도전체에 연결되어 있다. 이득 제어 신호의 크기에 따라 변조된 주파수를 갖고 있는 톤 신호의 경우에서, 디코더(230)는 주파수 판별기(frequency discriminator)로 구성되어 있다. 디코더(230)의 출력은 내부 유닛(202)내에서 발생된 이득 제어 신호에 대응하는 DC 전압이다. 디코드화된 이득 제어 신호는 외부유닛(200)의 RF 증폭기(106)와 같은 이득 제어부에 인가된다. 도 1 을 참조하여 설명된 것처럼, 이득 제어부는 GaAsFET, MOSFET 또는 바이폴라 트랜지스터 증폭기 또는 제어가능 감쇠기와 같은 이득 제어 증폭기를 포함할 수 있다.

LNB 변환기(200)에 대한 이득 제어 신호는 반드시 인코드될 필요성은 없다. 만약 중앙 도전체가 외부 유닛에 전력을 공급하기 위해 사용되지 않는다면, 인코딩 없이 중앙 도전체에 인가될 수 있다. 게다가 LNB 변환기(200)의 전력 공급 잡음 기준에 따라 이득 제어 신호는 그 레벨을 변조시키기 위해 LNB 전력 공급 전압에 슈퍼임포즈(Superimpose)될 수 있다. LNB 공급 전압의 이득 제어 신호 변조가 낮은 레벨에서 유지된다면, LNB 변환기(200)내의 조정기(130)에 의해 발생되는 공급 전압들은 이득 제어 신호에 응답하여 변화된다. 그러나, 이득 제어 신호 변조는 디코더에 의해 검출될 수 있으며, 이득 제어부를 위해 이득 제어 신호로 변환될 수 있다.

내부 유닛(202)으로부터 나온 이득 제어 신호를 동축케이블(222)을 통해 LNB 변환기(200)에 연결시키기보다는, 한 쌍의 트위스트 도전체로 구성된 독립 경로가 사용될 수 있다.

다음 이점들 중 하나 또는 그 이상은 이미 설명된 다운 변환기의 자동 이득 제어 기능들로부터 초래된 것이다.

안테나에 의해서 공급된 RF 입력 신호들의 진폭들이 변화되더라도, RF 출력 신호들의 크기는 비교적 일정한 레벨에서 유지된다.

신호 대 잡음비는 개선된다.

높은 레벨의 RF 신호들은 다운 변환 과정에 의해 왜곡되지 않는다. 디지털 수신 시스템에서는, 이러한 장점이 디코딩 에러 때문에 생기는 영상 및 음성 드롭 아웃을 최소화시킨다.

이미 알려진 마이크로파 페이딩(fading) 현상으로 인한 진폭 변화가 감소된다.

설치과정의 임계도(criticality)도 감소된다. 외부 유닛에 대한 이득 제어 신호의 다른 용도는 설치 과정 동안에 안테나의 위치를 최적화시키는 것이다. 이득 제어 신호는 신호 크기가 변화됨에 따라 주파수 또는 진폭을 변화시키는 음성 응답을 발생하는 음성 톤 발생기와 같은 음성적인 수단 또는 계기(meter)와 같은 영상적인 수단에 의해 설치자들에게 신호 세기를 나타내는데 사용된다. 도 1 에 도시된 실시예서는 이득 제어 신호가 LNB 변환기(100)내에서 발생하며, 신호 세기 표시 장치가 안테나 조정이 일어나는 외부 유닛의 이득 제어 신호 발생기(146)에 직접 연결되어 있다는 점이 특히 유용하다.

본 발명의 내용들을 포함하고 있는 여러 가지 수정들과 실시예들이 자세히 설명되었지만, 당업자라면 이러한 내용들을 통합하는, 다음의 특허 청구 범위 중 하나 또는 그 이상에 의해 정의된 본 발명의 범위에 있는 많은 다른 실시예들을 쉽게 고안해낼 수 있다.

Claims

복수의 무선 주파수(RF) 신호들을 수신하기 위한 수신 시스템의 외부 유닛(outdoor unit)으로서, 수신 위치에서 상기 외부 유닛에 의해 수신되는 상기 복수의 RF 신호들의 레벨이 실질적으로 변하지 않고 유지되는, 상기 외부 유닛과;

각각의 복수의 RF 채널들에 대응하는, 블록으로서의 제 1 주파수 대역의 상기 복수의 RF 신호들을 제 2 주파수 대역의 대응하는 복수의 제 1 중간 주파수(IF) 신호들로 변환하기 위한, 상기 외부 유닛 내의 제 1 변환단으로서,

상기 제 1 변환단은 이득 제어 가능하고 이득 제어 입력을 가지며,

상기 제 1 변환단은 상기 복수의 제 1 IF 신호들을 내부 유닛(indoor unit)의 제 2 변환단에 제공하기 위해 상기 복수의 제 1 IF 신호들을 출력에서 발생하고,

상기 제 2 변환단은 제 2 IF 신호를 생성하기 위해 상기 복수의 RF 채널들 중의 하나에 대응하는 상기 복수의 제 1 IF 신호들 중의 하나를 선택하는, 상기 제 1 변환단과;

상기 복수의 제 1 IF 신호들의 레벨에 응답하여, 따라서 상기 수신 위치에서 상기 외부 유닛에 의해 수신되는 상기 대응하는 복수의 실질적으로 변하지 않는 RF 신호들에 응답하여, 상기 제 1 변환단의 이득을 제어하기 위해, 상기 이득 제어 입력과 상기 출력 사이에 연결된, 전체적으로 상기 외부 유닛 내에 있는 제어 수단을 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 수단은 블록으로서의 상기 복수의 제 1 IF 신호들의 피크 값에 응답하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 수단은 블록으로서의 상기 제 2 주파수 대역의 상기 복수의 제 1 IF 신호들의 평균값에 응답하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 변환단은 이득 제어 가능한 증폭기를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 변환단은 제어 가능한 감쇠기를 포함하는, 장치.
외부 유닛의 다운 변환기에 있어서,

상기 외부 유닛에 의해 수신된 복수의 RF 신호들을 제공하기 위한 입력 포인트로서, 상기 복수의 RF 신호들은 제 1 주파수 대역의 각각의 복수의 RF 채널들에 대응하고, 수신 위치에서의 상기 복수의 RF 신호들의 레벨은 실질적으로 변하지 않고 유지되는, 상기 입력 포인트;

블록으로서의 상기 제 1 주파수 대역의 상기 복수의 RF 신호들을 제 2 주파수 대역의 대응하는 복수의 제 1 중간 주파수(IF) 신호들로 변환하기 위한 혼합기를 포함하는 상기 외부 유닛 내의 제 1 변환기로서,

상기 제 1 변환기는 제어 신호에 응답하여 상기 복수의 RF 신호들의 크기를 변화시키는 수단을 포함하고, 상기 수단은 제어 입력을 가지며,

상기 제 1 변환기는 상기 복수의 제 1 IF 신호들을 내부 유닛(indoor unit)의 제 2 변환기에 제공하기 위해 상기 복수의 제 1 IF 신호들을 출력에서 발생하고,

상기 제 2 변환기는 제 2 IF 신호를 생성하기 위해 상기 복수의 RF 채널들 중의 하나에 대응하는 상기 복수의 제 1 IF 신호들 중의 하나를 선택하는, 상기 제 1 변환기와;

블록으로서의 상기 복수의 제 1 IF 신호들의 레벨에 응답하여, 따라서 상기 수신 위치에서 상기 외부 유닛에 의해 수신되는 상기 대응하는 복수의 실질적으로 변하지 않은 RF 신호들에 응답하여, 상기 제어 신호를 발생하기 위해, 상기 제어 입력과 상기 출력 사이에 연결된 제어 수단을 포함하는, 다운 변환기.
제 6 항에 있어서,

상기 제어 신호를 발생하는 상기 수단은, 블록으로서의 상기 제 2 주파수 대역의 상기 복수의 제 1 IF 신호들의 특성을 나타내는 신호가 임계값을 초과할 때 상기 제어 신호를 발생하는, 다운 변환기.
제 7 항에 있어서,

상기 특성은 블록으로서의 상기 제 2 주파수 대역의 상기 복수의 제 1 IF 신호들의 크기의 피크값에 대응하는, 다운 변환기.
제 7 항에 있어서,

상기 특성은 블록으로서의 상기 제 2 주파수 대역의 상기 복수의 제 1 IF 신호들의 크기의 평균값에 대응하는, 다운 변환기.
제 6 항에 있어서,

상기 복수의 RF 신호들의 크기를 변화시키는 상기 수단은 이득 제어 가능한 증폭기를 포함하는, 다운 변환기.
제 6 항에 있어서,

상기 복수의 RF 신호들의 크기를 변화시키는 상기 수단은 제어 가능한 감쇠기를 포함하는, 다운 변환기.
마이크로파 수신 시스템의 다운 변환기에 있어서,

안테나 입력 포인트;

상기 안테나 입력 포인트에 연결되어, 각각의 복수의 RF 채널들에 대응하는복수의 제 1 필터링된 RF 신호들을 제공하는 제 1 대역 통과 필터로서, 상기 복수의 제 1 필터링된 RF 신호들의 레벨은 수신 위치에서 실질적으로 변하지 않고 유지되는, 상기 제 1 대역 통과 필터;

상기 제 1 대역 통과 필터에 연결되어, 제어 신호에 응답하여 상기 복수의 제 1 필터링된 RF 신호들의 크기를 제어하는 제어 수단으로서, 상기 제어 수단은 상기 제어 신호를 수신하기 위한 제어 입력을 가진, 상기 제어 수단;

상기 제 1 대역 통과 필터에 연결되어, 복수의 두번 필터링된 RF 신호들을 제공하는 제 2 대역 통과 필터;

국부 발진기 신호를 발생하는 국부 발진기;

상기 제 2 대역 통과 필터 및 상기 국부 발진기에 연결되어, 상기 복수의 두번 필터링된 RF 신호들에 대응하는 복수의 제 1 중간 주파수(IF) 신호들을 발생하는 혼합기;

상기 혼합기에 연결되어, 복수의 필터링된 제 1 IF 신호들을 제공하는 IF 필터;

상기 IF 필터들에 연결되어, 복수의 출력 신호들을 생성하기 위해 상기 복수의 필터링된 제 1 IF 신호들을 증폭하는 IF 증폭기;

상기 IF 증폭기에 연결되어, 상기 복수의 출력 신호들을 동축케이블을 통해 내부 유닛에 연결하는 다운 변환기 출력 포인트;

변환기를 포함하는 상기 내부 유닛으로서, 상기 변환기는 제 2 IF신호를 생성하기 위해 상기 복수의 RF 채널들 중의 하나에 대응하는 상기 복수의 출력 신호들 중의 하나를 선택하는, 상기 내부 유닛;

상기 IF 증폭기에 연결되어, 블록으로서의 상기 복수의 출력 신호들의 크기의 피크값을 나타내는 신호를 발생하는 검출기; 및

상기 검출기의 출력과 상기 제어 수단의 상기 제어 입력 사이에 연결되어, 블록으로서의 상기 복수의 출력 신호들의 크기의 상기 피크값을 나타내는 상기 신호가 임계 블록을 초과할 때, 상기 제어 신호의 크기를 제어하는 수단으로서, 이 수단은 상기 수신 위치에서 상기 외부 유닛에 의해 수신되는 상기 대응하는 복수의 실질적으로 변하지 않은 RF 신호들에 응답하여 상기 제어 신호를 발생하는, 상기 제어 신호의 크기를 제어하는 수단을 포함하며,

상기 다운 변환기는 외부 유닛 내에 있는, 다운 변환기.
제 12 항에 있어서,

상기 제어 수단은 이득 제어 가능한 증폭기를 포함하는, 다운 변환기.
제 12 항에 있어서,

상기 제어 수단은 제어 가능한 감쇠기를 포함하는, 다운 변환기.