KR100476565B1 - 복합 프론트 엔드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 방식의 방송신호를 수신할 수 있을 뿐만아니라 데이타통신기능 및 변조기능까지 수행할 수 있어 하나의 장치로 다양한 방송방식을 수용할 수 있게 하는 복합 프론트 엔드 장치에 관한 것이다.

상기 본 발명의 장치는 고주파 방송신호가 입력되는 고주파신호 입력단자; 상기 입력된 고주파 방송신호가 그대로 출력되거나 특정 지상파 채널로 고주파변조된 비디오/오디오신호가 출력되는 TV 안테나단 연결용 제1 루프쓰루 출력단자; 수신 채널 제어 및 이득제어신호 및 변조될 비디오/오디오신호등이 입력되는 다수의 입출력 핀; 상기 고주파신호 입력단자에 연결되어 상호 대역이 다른 고주파 방송신호와 쌍방향 데이타신호를 분리하는 다이플렉서; 상기 다이플렉서의 일단에 연결되어 분리된 고주파 방송신호를 증폭하는 전치증폭기; 상기 전치증폭기의 출력에 연결되며 입력된 고주파 방송신호를 그대로 출력되는 외부기기 연결용 제2 루프쓰루 출력단자; 상기 전치증폭기의 출력에 연결되어 입력된 고주파 방송신호를 업컨버젼후 다운컨버젼하여 소정 대역의 중간주파신호로 변환하고 변환된 신호를 상기 입출력핀을 통해 출력하는 업/다운 컨버터; 상기 업/다운 컨버터에 연결되어 각각 업컨버젼된 고주파신호와 다운컨버젼된 신호를 필터링하여 제공하는 제1,2쏘필터; 상기 업/다운 컨버터에서 다운컨버젼된 중간주파신호중 아날로그방송채널의 중간주파수신호를 입력받아 비디오/오디오신호로 복조하여 상기 입출력핀을 통해 출력하는 아날로그복조기; 상기 입출력 핀을 통해 비디오/오디오신호 및 제어신호를 입력받아 그 제어신호에 따라서 상기 입력된 비디오/오디오신호를 특정 채널의 고주파신호로 변조하거나 상기 전치증폭기로부터 출력된 고주파신호를 바이패스시켜 상기 제1 루프쓰루 출력단자로 출력시키는 모듈레이터; 및 방송케이블을 통해 전달된 상향데이타(upstream)를 통신프로토콜에 따라 변조하여 상기 다이플렉서를 통해 송출하는 케이블모뎀로 구성된다.

Description

복합 프론트 엔드 장치{Multiplex front-end device in set-top box for cable TV eiver}

본 발명은 TV와 연결되어 이용되는 셋-탑 박스 및 디지탈 방송 수신기에 적용되어 다양한 방식의 방송신호를 수신할 수 있을 뿐만아니라 데이타통신기능 및 변조기능까지 수행할 수 있어 하나의 장치로 다양한 방송방식을 수용할 수 있게 하는 복합 프론트 엔드 장치에 관한 것이다.

최근 들어, 다양한 통신기술이 개발되면서, 시청자들에게 다양한 방식의 방송 서비스가 제공되고 있다. 현재 제공되고 있는 방송 서비스들을 예를 들면, 지상파 NTSC 방송, 지상파 PAL 방송, 케이블 방송, 위성방송등이 있으며, 이러한 각각의 방송서비스는 제공되는 방송신호의 처리 형태 및 전송 매체나 대역이 전혀 상이하기 때문에, 각각의 규격에 따라 해당 신호를 수신처리할 수 있는 수신장치가 각각 구비되어야 한다.

더하여, 최근에는 방송사에서 불특정 다수에게 일방적으로 방송으로 송신하고, 시청자가 이를 수신만하는 단방향 통신방식에서 벗어나, 시청자가 데이타를 송신할 수 있는 쌍방향 통신기능까지 적용되고 있어, 모뎀기능까지 구비되는 경우도 있다.

그렇기 때문에, 시청자의 입장에서는 TV 수상기이외에 각각의 방송신호를 수신처리할 수 있는 수신기를 구비하여야 하는 불편한 점이 있으며, 특히 방송 수신기를 제작하는 제조사의 입장에서는 여러 방식의 수신기나 셋탑박스를 각각 제작하여 판매하는데 따른 제조, 관리, 비용의 문제가 발생된다.

따라서, 최근에는 이러한 여러 방식의 방송수신기를 하나로 통합한 장치에 대한 요구가 제시되고 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 다양한 방식의 방송신호를 수신할 수 있을 뿐만아니라 데이타통신기능 및 변조기능까지 수행할 수 있어 하나의 장치로 다양한 방송방식을 수용할 수 있게 하는 복합 프론트 엔드 장치를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 고주파 방송신호가 입력되는 고주파신호 입력단자; 상기 입력된 고주파 방송신호가 그대로 출력되거나 특정 지상파 채널로 고주파변조된 비디오/오디오신호가 출력되는 TV 안테나단 연결용 제1 루프쓰루 출력단자; 수신 채널 제어 및 이득제어신호 및 변조될 비디오/오디오신호등이 입력되는 다수의 입출력 핀; 상기 고주파신호 입력단자에 연결되어 상호 대역이 다른 고주파 방송신호와 쌍방향 데이타신호를 분리하는 다이플렉서; 상기 다이플렉서의 일단에 연결되어 분리된 고주파 방송신호를 증폭하는 전치증폭기; 상기 전치증폭기의 출력에 연결되며 입력된 고주파 방송신호를 그대로 출력되는 외부기기 연결용 제2 루프쓰루 출력단자; 상기 전치증폭기의 출력에 연결되어 입력된 고주파 방송신호를 업컨버젼후 다운컨버젼하여 소정 대역의 중간주파신호로 변환하고 변환된 신호를 상기 입출력핀을 통해 출력하는 업/다운 컨버터; 상기 업/다운 컨버터에 연결되어 각각 업컨버젼된 고주파신호와 다운컨버젼된 신호를 필터링하여 제공하는 제1,2쏘필터; 상기 업/다운 컨버터에서 다운컨버젼된 중간주파신호중 아날로그방송채널의 중간주파수신호를 입력받아 비디오/오디오신호로 복조하여 상기 입출력핀을 통해 출력하는 아날로그복조기; 상기 입출력 핀을 통해 비디오/오디오신호 및 제어신호를 입력받아 그 제어신호에 따라서 상기 입력된 비디오/오디오신호를 특정 채널의 고주파신호로 변조하거나 상기 전치증폭기로부터 출력된 고주파신호를 바이패스시켜 상기 제1 루프쓰루 출력단자로 출력시키는 모듈레이터; 및 방송케이블을 통해 전달된 상향데이타(upstream)를 통신프로토콜에 따라 변조하여 상기 다이플렉서를 통해 송출하는 케이블모뎀을 포함하는 복합 프론트-엔드 장치를 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 복합 프론트 엔드 장치의 구성 및 작용에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 복합 프론트 엔드 장치의 외형도로서, 사각의 케이스(11) 내부에 복합 수신기능을 처리하는 회로가 구현되고, 상기 케이스(11)의 일측면에 고주파신호 입력단자(12)와 제1 루프쓰루 출력단자(13)가 형성되고, 상기 케이스(11)의 정면에 제2 루프쓰루 출력단자(14)가 형성되며, 하면에는 보드(board)상에 장착되는 다수의 핀(15)이 형성된다.

상기 고주파신호 입력단자(12)는 케이블 연결 단자로서, 예를 들어 54 ~ 860MHz 대역의 고주파 방송신호가 입력된다.

그리고, 상기 제1 루프쓰루 출력단자(13)은 TV의 지상파 방송신호가 입력되는 안테나잭과 연결되는 것으로서, 상기 고주파신호 입력단자(12)를 통해 입력된 고주파 방송신호가 그대로 출력되거나, 지상파 방송의 특정 채널대역으로 고주파 변조된 비디오/오디오신호가 출력된다.

그리고, 상기 제2 루프쓰루 출력단자(14)는 아웃 오브 보드(out-of board)용 루프쓰루 출력단자로서, TV 수상기를 제외한 외부 기기의 고주파 신호 입력단자에 연결되어, 상기 고주파 입력단자(13)로부터 입력된 고주파 방송신호를 그대로 출력한다. 상기 제2루프쓰루 출력단자(14)를 포함함으로서, 본 발명에 의한 복합 프론트 엔드 장치는 TV 수상기, 셋탑박스 및 다른 외부기기를 연결하여 통합된 시스템을 구성할 수 있게 된다.

그리고, 상기 다수의 핀(15)은 해당 셋탑박스의 보드상에 장착되어, 해당 보드로부터 수신 채널을 선택하기 위한 제어신호 및 이득제어신호등과 같은 제어신호와 고주파변조될 베이스 밴드의 비디오/오디오 신호가 입력된다.

도 2는 상기 복합 프론트-엔드 장치의 구성을 기능별로 나타낸 블럭구성도로서, 회로 구성의 측면에서 보면 상기 복합 프론트-엔드 장치(10)는 고주파 방송신호가 입력되는 고주파신호 입력단자(12)와, 상기 입력된 고주파 방송신호가 그대로 출력되거나 특정 지상파 채널로 고주파변조된 비디오/오디오신호가 출력되는 TV 안테나단 연결용 제1 루프쓰루 출력단자(13)와, 셋탑박스 보드(board)로부터 수신 채널 제어 및 이득제어신호 및 변조될 비디오/오디오신호등이 입력되는 다수의 입출력 핀(15)과, 상기 고주파신호 입력단자(12)에 연결되어 상호 대역이 다른 고주파 방송신호와 쌍방향 데이타신호를 분리하는 다이플렉서(21)와, 상기 다이플렉서(21)의 일단에 연결되어 분리된 고주파 방송신호를 증폭하는 전치증폭기(22)와, 상기 전치증폭기(22)의 출력에 연결되며 입력된 고주파 방송신호를 그대로 출력되는 외부기기 연결용 제2 루프쓰루 출력단자(14)와, 상기 전치증폭기(22)의 출력에 연결되어 입력된 고주파 방송신호를 업컨버젼후 다운컨버젼하여 소정 대역의 중간주파신호로 변환하고 변환된 신호를 상기 다수의 핀(15)중 소정 핀으로 출력하는 업/다운 컨버터(23)와, 상기 업/다운 컨버터(23)에 연결되어 각각 업컨버젼된 고주파신호와 다운컨버젼된 신호를 필터링하여 제공하는 제1,2쏘필터(24,25)와, 상기 업/다운 컨버터(23)에서 다운컨버젼된 중간주파신호중 아날로그방송채널의 중간주파수신호를 입력받아 비디오/오디오신호로 복조하여 상기 다수의 핀(15)의 소정 핀으로 출력하는 아날로그복조기(26)와, 상기 다수의 핀(15)을 통해 비디오/오디오신호 및 제어신호를 입력받아 그 제어신호에 따라서 상기 입력된 비디오/오디오신호를 특정 채널의 고주파신호로 변조하거나 상기 전치증폭기(22)로부터 출력된 고주파신호를 바이패스시켜 상기 제1 루프쓰루 출력단자(13)로 출력시키는 모듈레이터(27)와, 방송케이블을 통해 전달된 상향데이타(upstream)를 통신프로토콜에 따라 변조하는 케이블모뎀(28)과, 상기 케이블모뎀(28)의 출력과 상기 다이플렉서(21)를 매칭시켜 복조된 데이타를 상기 다이플렉서(21)를 통해 고주파신호 입력단자(12)로 출력하는 발룬트랜스포머(29)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 고주파신호 입력단자(12)에 연결된 케이블을 통해 전송되는 방송신호는 소정의 고주파 대역, 예를 들어, 54~860MHz를 통해 전송되며, 데이타는 상기 고주파 방송신호의 대역보다 낮은 대역, 예를 들어, 5~42MHz을 통해 전송된다. 상기 방송신호대역에는 디지털 방송신호대역과 아날로그 방송신호 대역이 모두 포함된다. 따라서, 선택 채널이 디지털방송채널인지 아날로그 방송채널인지에 따라서 후단에서의 처리가 달라진다.

그리고, 상기 방송신호 대역과 데이타 통신대역은 꼭 상기 대역에 한정되지 않고 달라질 수 있으며, 다만 방송신호대역과 데이타통신대역은 서로 상이하다. 따라서, 상기 다이플렉서(21)는 방송신호와 데이타가 사용대역이 상이한 점을 이용하여 특정 대역만을 통과시키는 필터기능을 통해 복합 프론트-엔드 장치(10) 내에서의 고주파신호 입력단자(12)와 연결된 데이타와 방송신호의 경로를 각각 분리시킨다.

즉, 다이플렉서(21)는 고주파신호 입력단자(12)로 입력된 신호중 방송신호대역의 신호를 전치증폭기(22)로 전달하고, 발룬트랜스포머(29)로부터 입력된 데이타통신대역의 신호를 고주파신호 입력단자(12)로 전달한다.

상기와 같이 다이플렉서(21)에 의해서 분리된 신호중 방송신호는 전치증폭기(22)에서 증폭되어, 제2 루프쓰루 출력단자(14)로 출력되고, 또한, 업/다운 컨버터(23) 및 모듈레이터(27)로 입력된다.

상기 제2 루프쓰루 출력단자(14)로 전달된 고주파 방송신호는 해당 단자(14)에 연결된 외부기기로 입력되어 이용될 수 있다.

그리고, 상기 모듈레이터(27)로 입력된 신호는 모듈레이터(27)의 동작에 따라서 제1 루프쓰루 출력단자(13)로 전달되거나 전달되지 않을 수 있다.

상기 모듈레이터(27)는 제어 제어신호(control)에 따라서 변조동작을 하는데, 변조동작을 하는 경우 비디오/오디오신호(Vin/Sin)을 설정된 고주파 채널의 신호로 복조한 후 제1 루프쓰루 출력단자(13)로 전달하고, 변조동작을 하지 않는 경우, 상기 전치증폭기(22)에서 증폭된 고주파 방송신호를 그대로 제1 루프쓰루 출력단자(13)로 바이패스시킨다.

따라서, 제1 루프쓰루 출력단자(13)에 연결된 TV는 고주파 방송신호를 입력받거나, 예를 들어, 비디오카세트에 기록된 비디오/오디오신호의 고주파변조신호를 전달받아, 디스플레이시킬 수 있게 된다.

그리고, 업/다운컨버터(23)로 입력된 고주파방송신호는 이득제어신호(RF-AGC)에 따라 감쇄율이 조정된 감쇄기(230)에서 균일한 이득으로 조절된 후, 발룬트랜스포머(231)를 통해 제1믹서(233)로 입력되고, 제1믹서(233)에서 제1PLL(233)로부터 인가된 국부발진신호와 혼합된다. 이때, 제1믹서(233)로부터 출력되는 1차변환신호는 더 높은 대역으로 업컨버젼된 신호로서 업/다운컨버터(23)에 연결된 제1쏘필터(24)를 통과하여 제2믹서(235)로 입력된다. 그리고, 제2믹서(235)는 상기 업컨버젼 신호를 제2PLL(234)로부터 인가된 국부발진신호와 혼합되어 낮은 주파수대역으로 다운컨버젼된다. 상기 제2믹서(235)에서 다운컨버젼된 신호, 즉 중간주파대역의 신호는 중간주파증폭기(236)에서 증폭된 후 제2쏘필터(25)에서 필터링되고, 증폭기(237)에서 이득제어신호(IF-AGC)에 의해 이득조절된 후 다수의 핀(15)중 소정 핀(IF+, IF-)을 통해 출력된다, 상기 핀(IF+,IF-)은 디지탈 방송신호의 중간주파수신호가 출력되는 핀으로서, 본 발명에 의한 프론트-엔드 장치(10)가 장착된 셋탑박스내의 다른 수단, FEC등으로 인가된다.

또한, 상기 중간주파증폭기(236)로부터 출력된 중간주파신호는 아날로그복조기(26)로 입력되어 아날로그방식에 따라 복조되어, 원래의 아날로그 비디오/오디오신호로 복원된 후, 다수의 핀(15)중 소정 핀을 통해 출력된다. 상기 아날로그복조기(26)는 필터회로(261)와 아날로그복조회로(262)로 이루어지며, 이러한 복조회로구성은 일반적으로 잘 알려져 있다.

상기 업/다운컨버터(23)에서는 제1,2PLL(232,234)에서 발생된 국부발진주파수를 변경함으로서, 변환할 채널을 선택할 수 있으며, 이러한 채널선택신호는 외부 에서 인가된다. 그리고, 선택된 채널이 아날로그방송채널인 경우는 상기 설명한 바와 같이 아날로그복조기(26)가 동작하여 수신된 채널의 아날로그방송신호를 복조하여 출력하고, 선택된 채널이 디지탈방송채널인 경우 중간주파신호로 변환된 후 상기 핀(IF+,IF-)을 통해 외부의 디지털복조기(도시생략)로 전달된다.

이러한 처리에 의하여, 본 발명의 프론트-엔드 장치(10)는 디지털 방송신호와 아날로그 방송신호의 수신 뿐만아니라 고주파 변조까지 가능하게 되며, 이러한 복합기능을 갖는 셋탑박스를 구현할 수 있게 된다.

또한, 다른 외부로부터 인가된 케이블통신방식을 통해 전달된 상향데이타는 케이블모뎀(28)에서 케이블 통신 형태로 변조된 후 다이플렉서(21)를 통해 고주파신호 입력단자(12)로 출력되며, 상기 고주파신호 입력단자(12)에 연결된 케이블의 다른쪽 터미널에 연결된 서비스 제공자에게 전달된다. 따라서, 쌍향향 통신이 가능하게 된다.

상술한 바에 의하여, 본 발명에 의한 프론트-엔드 장치에서는 하나의 모듈에 모뎀기능, 고주파변조기능, 고주파 바이패스 기능, 아날로그방송 수신기능, 디지털 방송 수신기능이 통합됨으로서, 종래 다수의 장치에서 이루어지던 것을 하나의 장비로 통합시킬 수 있으며, 통합기능을 가즌 셋탑박스를 단순화, 소형화시킬 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 복합 프론트-엔드 장치의 외형도이다.

도 2는 본 발명에 의한 복합 프론트-엔드 장치의 상세 구성을 보인 블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 복합 프론트-엔드(front-end) 장치

12 : 고주파신호 입력단자

13 : 제1 루프쓰루(loop-through) 출력단자

14 : 제2 루프쓰루 출력단자

15 : 입출력 핀

Claims (3)

1. 고주파 방송신호가 입력되는 고주파신호 입력단자;

   상기 입력된 고주파 방송신호가 그대로 출력되거나 특정 지상파 채널로 고주파변조된 비디오/오디오신호가 출력되는 TV 안테나단 연결용 제1 루프쓰루 출력단자;

   수신 채널 제어 및 이득제어신호 및 변조될 비디오/오디오신호등이 입력되는 다수의 입출력 핀;

   상기 고주파신호 입력단자에 연결되어 상호 대역이 다른 고주파 방송신호와 쌍방향 데이타신호를 분리하는 다이플렉서;

   상기 다이플렉서의 일단에 연결되어 분리된 고주파 방송신호를 증폭하는 전치증폭기;

   상기 전치증폭기의 출력에 연결되며 입력된 고주파 방송신호를 그대로 출력되는 외부기기 연결용 제2 루프쓰루 출력단자;

   상기 전치증폭기의 출력에 연결되어 입력된 고주파 방송신호를 업컨버젼후 다운컨버젼하여 소정 대역의 중간주파신호로 변환하고 변환된 신호를 상기 입출력핀을 통해 출력하는 업/다운 컨버터;

   상기 업/다운 컨버터에 연결되어 각각 업컨버젼된 고주파신호와 다운컨버젼된 신호를 필터링하여 제공하는 제1,2쏘필터;

   상기 업/다운 컨버터에서 다운컨버젼된 중간주파신호중 아날로그방송채널의 중간주파수신호를 입력받아 비디오/오디오신호로 복조하여 상기 입출력핀을 통해 출력하는 아날로그복조기;

   상기 입출력 핀을 통해 비디오/오디오신호 및 제어신호를 입력받아 그 제어신호에 따라서 상기 입력된 비디오/오디오신호를 특정 채널의 고주파신호로 변조하거나 상기 전치증폭기로부터 출력된 고주파신호를 바이패스시켜 상기 제1 루프쓰루 출력단자로 출력시키는 모듈레이터; 및

   방송케이블을 통해 전달된 상향데이타(upstream)를 통신프로토콜에 따라 변조하여 상기 다이플렉서를 통해 송출하는 케이블모뎀

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 프론트-엔드 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는

   상기 케이블모뎀의 출력과 상기 다이플렉서를 매칭시켜 복조된 데이타를 상기 다이플렉서를 통해 고주파신호 입력단자로 출력되로고 하는 발룬트랜스포머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 프론트-엔드 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 업/다운 컨버터는

   입력된 고주파방송신호의 감쇄시키며 그 감쇄율이 이득제어신호에 따라 조정되는 감쇄기;

   상기 감쇄기의 출력과 후단의 제1믹서의 입력을 매칭시키는 발룬트랜스포머;

   상기 발룬트랜스포머로부터 입력된 고주파방송신호를 국부발진신호와 혼합하여 업컨버젼하여 제1쏘필터로 출력하는 제1믹서;

   상기 제1믹서에 선택채널에 대응하는 업컨버젼용 국부발진신호를 인가하는 제1PLL;

   상기 제1쏘필터를 통과한 업컨버젼신호를 다운컨버젼용 국부발진신호와 혼합하여 중간주파대역으로 다운컨버젼시키는 제2믹서;

   상기 제2믹서로 선택채널에 대응하는 다운컨버젼용 국부발진신호를 인가하는 제2PLL;

   상기 제2믹서에서 다운컨버젼된 신호를 증폭하여 아날로그복조기 또는 제2쏘필터로 인가하는 중간주파증폭기; 및

   제2쏘필터를 통과한 중간주파신호의 이득을 조절하여 증폭기

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 프론트 엔드 장치.