KR100561887B1

KR100561887B1 - 적외선 중계기

Info

Publication number: KR100561887B1
Application number: KR1020050059156A
Authority: KR
Inventors: 엘. 도일 앨버트
Original assignee: 톰슨 콘슈머 일렉트로닉스, 인코포레이티드
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2006-03-17
Also published as: JPH08335910A; TW291627B; BR9602645A; MY112648A; EP0748067B1; DE69611202T2; HK1001435A1; SG52805A1; DE69611202D1; US5602664A; KR970004481A; CN1154524A; KR100521115B1; MX9602189A; CN1127707C; EP0748067A1; JP3670393B2

Abstract

컴팩트 형광등(CFL) 간섭에 대한 내성을 갖는 IR 중계기가 개시되어 있다. IR 중계기는 변조 신호에 의해 변조된 부호화 신호를 나타내는 IR 광신호를 수신하고, 상기 부호화 신호를 검출하기 위한 수신부(20,30)를 포함하고 있다. 상기 발진기(40)는 송신기 변조 신호를 생성하고, 수신부(50)와 발진기(40)에 결합된 송신부(50)는 송신기 변조 신호에 의해 변조되는 검출된 부호화 신호를 나타내는 IR 광신호를 생성한다.

CFL, IR 중계기, IR 광신호

Description

적외선 중계기{INFRARED REPEATER}

도 1는 본 발명에 따른 IR 중계기를 포함하는 원격 제어 시스템을 도시한 블럭도.

도 2는 본 발명의 동작을 이해하는 데 유용한 파형도.

도 3는 도 1에 도시된 IR 중계기를 더 상세히 도시한 구성도.

도 4는 도 3에 도시된 IR 검출기의 대안적 실시예를 도시한 구성도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 원격 제어 장치 20 : IR 수신부

25, 65, 202, 206 : IR 광검출기 30 : 신호 게이트

40 : 주파수 발진기 50 : IR 송신부

55 : IR 광방출기(LED) 60 : TV 수신기

본 발명은 적외선 중계기에 관한 것으로, 특히 컴팩트 형광등(compact fluorescent lights: CFL)에 의해 초래되는 간섭이 존재하는 경우에도 동작 상태가 유지되는 적외선 중계기에 관한 것이다.

TV 수신기, 비디오 카세트 리코더, 케이블 또는 위성 수신기 박스와 같은 소비자용 전자 장치를 위한 기존의 무선 원격 제어 장치는 변조 신호에 따라 변조된 부호화 신호를 나타내는 적외선(IR) 광신호를 원격 제어 장치로부터 소비자용 전자 장치로 송신함으로써 동작한다. 이 변조된 IR 광신호는 소비자용 전자 장치 내의 IR 수신기에 의해 수신되고, 복조되고, 디코드(복호화)되어 적절한 동작이 취해진다. IR 원격 제어 장치는 가시 거리 내 장치(line-of-sight devices)인데, 이는 원격 제어 장치에서 생성된 IR 광신호에 대하여 쉐도우 내에 있는 소비자용 전자 장치가 상기 IR 광신호를 수신해서 그 명령에 응답할 수 없다는 것을 의미한다. 또한, IR 원격 제어 장치는 한 방 안에서 사용하기에는 충분하지만, 여러 개의 방들 사이에서 사용하기에는 충분치 못한 제한된 동작 범위를 갖는다.

그러나, 최근의 소비자용 전자 장치는 견고한 문(solid doors) 뒤에 있는 가정용 오락 장비(home entertainment units)와 같은 가구 내부에 설치되고 있다. 예를 들어, TV, 케이블 박스, 위성 수신기 등의 경우, 비록 TV 수신기가 시청자의 가시 거리 내에 있다 하더라도, 케이블 박스, 위성 수신기, VCR은 견고한 문 뒤에 배치되는 등의 방식으로 가정용 오락 장비 내에 설치될 수도 있다. 더욱이, 소비자용 전자 장치는 가정 내의 서로 다른 방에 분산 배치되고 있는 실정이다. 예를 들어, 위성 수신기는 거실 내의 한 TV 수신기 근처에 위치할 수도 있지만, 침실 내의 다른 TV 수신기에 연결될 수도 있다. 원격 제어 장치에 의해 생성된 IR 광은 견고한 문을 관통하거나 문과 문 사이를 통과할 수 없고, 따라서 가려져 있거나 또는 원격하게 배치된 장비를 제어할 수 없다.

캐비닛 내의 또는 가정의 서로 다른 방 안에 있는 소비자용 전자 장치를 제어할 수 있는 성능을 제공하기 위해 IR 중계기가 개발되어 왔다. IR 중계기는 원격 제어 장치에 의해 생성되는 부호화되고 변조된 IR 신호를 수신할 수 있는 장소에 위치한 IR 수신부(IR receiver section)를 포함하고 있다. 예를 들어, IR 수신부는 오락 장치의 외부에 위치하거나 또는 원격 제어 장치가 사용되고 있는 방 안에 위치할 수도 있다. IR 수신부는 제어될 소비자용 전자 장치가 그 신호를 수신할 수 있는 장소에 위치한 IR 송신부에 접속된다. 예를 들어, IR 수신부는 오락 장치의 내부에 위치하거나 또는 소비자용 전자 장치가 위치한 방안에 위치한다. IR 송신부는 방출된 IR 광이 제어될 소비자용 전자 장치 내의 IR 수신기에 영향을 미치도록 배치되는 IR 광방출기를 포함하고 있다. 특히 IR 광방출기는 대개 소비자용 전자 장치 내의 IR 수신기에 바로 인접하게 배치된다. IR 중계기의 IR 수신부는 원격 제어 장치에 의해 생성되는 부호화 IR 광신호들을 검출해서 이 신호들을 대개는 전선을 통해 IR 송신부에 전송한다. IR 송신부는 IR 수신부에 의해 수신되는 IR 광신호와 동일한 IR 광신호를 발생시킨다. 소비자용 전자 장치는 상기 IR 송신부로부터의 IR 광신호를 수신해서 원하는 기능을 수행한다.

소비자용 전자 장치의 여러 제조업자들은 여러 종류의 변조 주파수를 사용하여 부호화 제어 신호를 IR 광신호로 변조한다. IR 중계기가 각 제조업자들의 변조 주파수에서 동작하기 위해서, IR 중계기는 비교적 넓은 주파수 응답 특성을 갖는 IR 수신부 내의 IR 검출기를 사용한다. 즉, IR 검출기는 변조 주파수가 비교적 넓은 주파수 범위에 걸쳐 변화할 수 있는 변조된 IR 광신호를 검출하게 된다. 예를 들어, IR 중계기는 대개 약 20 kHz 내지 100 kHz의 임의의 변조 주파수로 변조되는 IR 광신호를 검출할 수 있다. 이러한 주파수 범위에서 변조된 IR 신호는 모두 IR 수신기에 의해 검출될 수도 있고, 검출되는 경우, 이 수신된 신호를 모사한 IR 신호가 IR 송신기에서 생성된다.

컴팩트 형광등(CFL)이라 하는 전자식 안정기(ballast)를 구비한 형광등이 백열등의 대체물로서 개발되어 왔다. CFL은 백열등보다 적은 에너지를 사용하는데, 그러한 이유로 인하여 대중화되고 있다. 그러나, CFL은 원격 제어 장치에 의해 생성된 변조된 부호화 IR 광신호의 특성과 유사한 특성을 갖는 IR 광을 발생시킨다. 즉, CFL의 전자 안정기는 형광 튜브가 20 내지 100 kHz 범위의 변조 주파수, 특히 약 56 kHz의 주파수에 의해 변조된 것 같은 IR 광신호를 발생시킬 수 있도록 한다. 또한, CFL에 의해 생성된 IR 광은 원격 제어 장치에 의해 생성된 것보다 매우 큰 광도를 갖는다. 따라서 CFL에 의해 발생된 IR 광은 원격 제어 장치에 의해 생성된 부호화 변조된 IR 광신호를 완전히 압도한다. 기존의 IR 중계기는 그 수신부에 의해 수신된 IR 신호를 모사하기 때문에, IR 중계기에 의해 픽업된 근처 CFL로부터의 어떠한 간섭도 IR 중계기에 의해 생성된 IR 광신호 내에 모사된다. CFL이 존재하는 경우에, IR 중계기는 성능이 현저히 저하되거나 또는 완전히 동작하지 않을 수도 있다는 것을 발견하였다.

그런데, CFL에 의해 야기된 간섭에 대한 내성을 갖는 IR 검출기가 개발되어 왔다.

이러한 IR 검출기를 원격 제어 장치에 적용하면, CFL로부터의 IR 광 간섭이 존재하는 경우, 원격 제어 장치로부터의 부호화 변조된 제어 신호를 나타내는 IR 광신호를 수신할 수 있고, 공지의 방법으로 CFL로부터의 간섭을 제거할 수 있고, 따라서 원격 제어 장치로부터의 부호화 변조된 IR 광신호가 복조되고, IR 검출기는 상기 부호화 제어 신호를 나타내는 전기적 신호를 발생시킬 수 있을 것이다.

여러 제조업자로부터의 원격 제어 장치와 함께 동작할 수 있고, CFL이 존재하는 경우에도 신뢰성 있게 동작할 수 있는 IR 중계기가 요망되고 있다.

본 발명의 원리에 따르면, CFL 간섭에 대하여 내성을 갖는 IR 중계기는 변조 신호에 의해 변조된 부호화 신호를 나타내는 IR 광신호를 수신하고 부호화 신호를 검출하기 위한 수신부를 포함하고 있다. 발진기는 송신기 변조 신호를 생성하며, 송신부는 송신기 변조 신호에 의해 변조되는 검출된 부호화 신호를 나타내는 IR 광신호를 생성한다.

본 발명은 CFL에 대하여 내성을 갖는 IR 검출기를 수신부에 사용하면 CFL 효과는 최소화될 수 있고, 수신부의 동작은 CFL에 의해 현저히 저하되지는 않게 될 것이라는 점을 고려한 것이다. 수신부는 각 제조업자에 의해 사용되고 있는 주파수 범위의 중간에 있는 변조 신호 중심 주파수에 응답하도록 튜닝되고, 발진기에 의해 생성된 변조 신호의 주파수는 또한 대략 상기 주파수 범위의 중간에 존재한다. IR 중계기의 송신부에 의해 생성된 IR 신호의 변조 신호의 주파수가 각각의 제조업자에 의해 사용되는 상기 주파수 범위의 중간에 존재하기 때문에 이 주파수 는 어느 제조업자의 소비자용 전자 장치의 IR 수신기에 의해서도 검출될 수 있다. 더욱이, 송신기 변조 신호는 중계기의 발진기에 의해 생성된 깨끗한 신호이며, 상기 수신부로부터 모사되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 IR 중계기는 CFL의 간섭을 받지 않는 깨끗한 변조 IR 광신호를 발생시키게 된다.

도 1에서 원격 제어 장치(10)는 IR 광신호에 따라 변조된 부호화 제어 신호를 IR 중계기의 IR 수신부(20)에 있는 IR 광검출기(25)에 공급한다. 임의의 IR 광검출 장치가 사용될 수 있지만, 도 1의 IR 중계기에서는, IR 광검출기(25)로서 적용되는 IR 광트랜지스터가 도시되어 있다. IR 수신부(20)의 제어 출력 단자는 신호 게이트(30)의 제어 입력 단자에 연결된다. 고정 주파수 발진기(40)는 신호 게이트(30)의 신호 입력 단자에 연결되는 신호 출력 단자를 갖고 있다. 신호 게이트(30)의 신호 출력 단자는 IR 중계기의 IR 송신부(50)의 입력 단자에 연결된다. IR 송신부(50)는 IR 송신부(50)의 입력 단자에서 수신된 전기적 신호에 대응하는 IR 광신호를 발생시키는 IR 광방출기(55)에 연결된다. 임의의 발광 장치가 사용될 수 있지만, 도 1의 IR 중계기의 IR 광방출기(light emitter)로서 IR 발광 다이오드(LED)가 도시되어 있다. 이 IR 광방출기(55)는 방출된 IR 광이 소비자용 전자 장치(60)의 IR 광검출기(65)에 작용하도록 배치된다. 도 1에서 임의의 IR 광검출 장치가 사용될 수 있지만, IR 광검출기(65)로서 IR 광트랜지스터가 도시되어 있다. 또한, 도 1의 IR 중계기가 IR 원격 제어 장치에 의해 원격으로 제어될 수 있는 임의의 소비자용 전자 장치와 함께 동작할 수 있지만, 소비자용 전자 장치(60)로서 TV 수신기가 도시되어 있다.

동작시, 원격 제어 장치(10)는 부호화 변조된 IR 광신호를 발생시킨다. 도시된 실시예에서, 부호화 신호(이후 상술됨)는 TV 수신기(60)에 대한 명령을 나타내는 펄스 부호화 변조(PCM) 신호이다. 이 신호는 부호화 변조된 신호를 나타내는 전기적 신호를 발생시켜 이 신호를 IR 수신부(20)에 공급하는 IR 광검출기(25)(IR 광트랜지스터)에 의해 검출된다. IR 수신부(20)는 IR 광검출기(25)로부터 전기적 신호를 복조한 후, PCM 신호를 만드는 펄스를 나타내는 2중 상태 신호(bistate signal)를 발생시킨다. 이 신호는 IR 광검출기(25)에서 변조된 IR 광의 존재를 나타내는 제1 상태, 즉 논리 '1' 신호와, IR 광검출기(25)에서 변조된 IR 광의 부재를 나타내는 제2 상태, 즉 논리 '0' 신호를 가지고 있다. 이 신호는 신호 게이트(30)의 제어 입력 단자에 공급된다.

고정 주파수 발진기(40)는 그 출력 단자에서 약 47 kHz의 주파수를 갖는 변조 신호를 발생시킨다. 이러한 주파수는 그 원격 제어 장치로부터의 IR 광신호에 따라 PCM 신호를 변조하기 위해 각 제조업자들에 의해 사용되는 주파수 범위(약 32 kHz로부터 약 56 kHz까지) 중간에 근사하도록 선택된다. 이러한 변조 신호는 신호 게이트(30)의 데이터 입력 단자에 공급된다. 신호 게이트(30)는 조정 가능한 스위치로서 동작한다. IR 수신부(20)로부터의 신호가 (IR 광검출기(25)(IR 트랜지스터)에서 변조된 IR 광의 존재를 나타내는) 논리 '1' 신호일 때, 신호 게이트(30)는 그의 신호 입력 단자에서의 변조 신호를 그의 출력 단자로 통과시키도록 조절된다. IR 수신부(20)로부터의 신호가 (IR 포토 레지스터(25)에서 변조된 IR 광의 부재를 나타내는) 논리 '0' 신호일 때, 신호 게이트(30)는 그의 입력 단자에서 변 조 신호를 차단하도록 조절된다. 신호 게이트(30)로부터의 출력 신호는 47 kHz 변조 신호에 따라 변조되는 수신된 부호화 신호를 나타내는 전기적 신호이다.

신호 게이트(30)로부터의 신호는 IR 송신부(50)에 공급된다. IR 송신부(50)는 IR LED(50)를 구동하도록 이 신호를 조절하고, 이러한 변조 신호에 대응하는 IR 광신호를 발생시킨다. 따라서, IR LED(25)에 의해 발생된 IR 광신호는 IR 광검출기인 IR 트랜지스터(25)에 의해 수신된 펄스 부호화 신호이지만, 47 kHz의 변조 신호에 따라 변조된다. 이 부호화 변조된 IR 광신호는 TV 수신기(60) 내의 IR 광검출기(65)인 IR 광트랜지스터에 작용한다. TV 수신기(60)는 그 부호화 신호에 의해 표현된 명령을 실행함으로써 수신된 변조된 부호화 IR 광신호에 정상적인 방법으로 응답한다.

도 2는 본 발명의 동작을 이해하는 데 유용한 파형도이다. 도 2에 도시된 파형은 원격 제어 장치(10)(도 1)와 IR 중계기의 IR LED(55)에 의해 모두 생성되는 부호화 변조 신호를 나타낸다. 이들 각각의 소스에 의해 생성되는 신호간의 차이에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다. 도 2에 일련의 부호화 펄스가 도시되어 있다. 도 2의 (a)에서 펄스는 펄스 위치 부호화 신호를 형성하도록 배치된다. 일련의 클록 펄스(C1,C2,C3,..)는 이들 펄스들 사이에 분포되는 데이터 펄스 D1,D2,... 와 함께 생성된다. 클록 펄스 C1,C2,C3,...사이의 데이터 펄스 D1,D2...의 시간 위치는 논리 '1' 또는 '0'이 연속적인 클록 펄스들 C1,C2,C3,...사이의 간격 동안 전송되고 있는지를 판정한다.

클록 펄스 C1과 C2 및 데이터 펄스 D1을 참고하면, 데이터 펄스 D1은 클록 펄스 C2보다 클록 펄스 C1에 시간상으로 가깝다. 이것은 논리 '1' 값을 갖는 데이터 비트를 나타낸다. 다시 클록 펄스 C2 및 C3와 데이터 펄스 D2를 참조하면, 데이터 펄스 D2는 클록 펄스 C2보다 클록 펄스 C3에 시간상으로 가깝다. 이것은 논리 '0' 값을 갖는 데이터 비트를 나타낸다. 첫번째 데이터 펄스가 다른 시간 D1a에서 전송되었다면 논리 '0' 값을 갖는 데이터 비트를 나타내게 되고, 두번째 데이터 펄스가 다른 시간 D2a에서 전송되었다면 논리 '1' 값을 갖는 데이터 비트를 나타내게 된다. 제어 신호는 소정수의 데이터 비트를 구비하고 있다.

도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 도시된 클록 펄스 C2의 구성을 보다 상세히 도시한다. 도 2의 (a)에 도시된 각각의 펄스는 소정의 펄스 폭을 가지며, 변조 주파수로 발생하는 IR 광 펄스의 사이클로 구성된다. 도 2의 (b)에서 빗금친 영역은 IR 광의 존재를 나타내고 빈 영역은 IR 광의 부재를 나타낸다. 변조 주파수로 반복하는 IR 광 펄스의 포락선(envolepe)은 클록과 도 2의 (a)에 도시된 데이터 펄스를 정의한다. 원격 제어 장치(10)(도 1)에 의해 생성된 변조된 부호화 펄스에 대하여, 변조 주파수는 (약 32 kHz 내지 약 56 kHz 까지 수행하는) 원격 제어 장치(10)에 의해 사용되는 것이다. IR 중계기의 송신부(50)의 IR LED(55)에 의해 생성된 변조된 부호화 펄스를 위해 변조 주파수는 약 47 kHz가 되도록 선택된다.

다시 도 1를 참조하면, 전술한 바와 같이 IR 광수신부(20)는 CFL에 의해 방출된 의사 IR 광(spurious IR 광)의 영향을 검출해서 최소화할 수 있도록 설계된다. CFL에 의해 방출된 IR광은 약 20 내지 100 kHz 사이의 주파수를 갖는 연속된 군의 IR 광펄스들로 구성된다. 이들 광펄스는 CFL에 공급되는 AC 전원에 의해 정해지는 포락선을 갖는다. CFL은 AC 전원의 각 사이클의 절반 내에서 일군의 IR 광펄스를 발생시킨다. 상기 IR 광펄스 군들의 포락선은 약 50%의 듀티 사이클을 가지며, 상기 광펄스 군들은 AC 전원 주파수의 약 2배의 주파수로 발생한다. 특히, 미국에서는 한 가지 유형의 CFL의 포락선이 120 Hz 및 40%의 듀티 사이클의 반복 주파수를 갖는 약 56 kHz의 IR 광펄스를 발생시킨다는 것이 알려져 있다. 이들 광펄스의 특성은 도 2의(b)에 도시된 펄스들과는 충분히 달라서, IR 수신부(20)는 이러한 특성을 갖는 IR 광펄스를 검출해서 그 효과를 억제하거나 최소화할 수 있다.

전술한 바와 같이, IR 송신부(50)의 IR LED(55)에 발생되는 부호화 변조된 IR 광신호는 TV 수신기(60)에 의해 기대된 것과는 약간 다른 변조 주파수를 가질 수도 있다. 그러나, IR 중계기를 적용함에 있어서 이것은 문제가 되지 않는다. 원격 제어 장치(10)는 배터리 전원으로 동작하고, 따라서 비교적 낮은 전원 레벨에서 IR 광을 발생시킨다. 더욱이 원격 제어 장치는 몇 피트 떨어진, TV 수신기로부터 비교적 먼 거리에서 동작된다. TV 수신기의 IR 광수신기는 이러한 환경하에 생성된 IR 광신호를 검출할 정도로 충분히 민감하다. 그러나, IR 중계기가 가정용 AC 전원에 바로 연결됨에 따라 비교적 높은 전원 레벨에서 IR 광을 발생시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, IR 중계기의 IR 송신부(50)의 IR LED(55)는 TV 수신기의 IR 광검출기(65)에 물리적으로 근접하게 배치되는 것이 일반적이다. IR LED(55)와, IR LED(55)의 근접부와 IR 광검출기(65)에 의해 생성된 IR 광신호의 비교적 높은 전원 레벨은 IR 중계기에 의해 생성된 47 kHz의 변조 주파수와 TV 수신 기(60)에 의해 기대된 변조 신호 주파수간의 약간의 미스튜닝(mistuning)을 극복한다.

전술한 바와 같이 종래 기술의 IR 중계기의 송신부는 수신부에 의해 수신된 신호를 모방하는 IR 광신호를 발생시킨다. 따라서 수신된 IR 광신호가 CFL로부터의 IR 광에 의해 방해된다면 전송된 IR 광신호도 마찬가지로 방해를 받게 된다. 따라서, CFL이 존재하면 이러한 IR 중계기의 수행 능력은 크게 저하되고, 경우에 따라서는 완전히 동작 불능 상태로 된다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, IR 중계기는 CFL 간섭에 대하여 내성을 갖는 수신부를 이용한다. 이러한 수신부(변조된 부호화 신호)로부터의 출력 신호는 IR 중계기 내의 발진기로부터의 깨끗한 발진 신호를 변조하기 위해 사용된다. 이 깨끗하고 새롭게 생성된 변조 신호가 송신부 내의 IR 광방출기를 제어한다. 이러한 신호에 응답하여 IR 광방출기에 의해 생성되는 IR 광은 어떠한 CFL 간섭도 포함하지 않으며, CFL이 존재하더라도 그 동작이 저하되지 않는다.

도 3는 도 1에 도시된 IR 중계기를 더 상세히 도시한 구성도이다. 도 3에서 동작 전원(도시생략)은 5볼트의 전원 신호를 발생시킨다. 저항 R1은 동작 전원과 NPN 트랜지스터 Q1의 컬렉터 전극 사이에 연결된다. IR 검출기(202)의 신호 전극은 트랜지스터 Q1의 에미터 전극과 기준 전위(접지) 사이에 연결된다. IR 검출기(202)는 동작 전원에 연결되어 동작 전력을 공급받는다. IR 검출기(202)는 45kHz의 변조 신호 중심 주파수로 튜닝되는 것으로, 샤프 일렉트로닉스사(Sharp Electronics Corporation)에 의해 제조된 모델 GP1U78QG IR이다. 저항 R2는 동작 전원과 트랜지스터 Q1의 베이스 전극 사이에 연결된다. 저항 R3은 동작 전원과 NPN 트랜지스터 Q2의 컬렉터 전극 사이에 연결된다. 트랜지스터 Q2의 에미터 전극은 접지에 연결된다. 저항 R4는 동작 전원과 트랜지스터 Q2의 베이스 전극 사이에 연결된다. 캐패시터 C1은 트랜지스터 Q2의 베이스 전극과 트랜지스터 Q1의 컬렉터 전극 사이에서 접속되고, 캐패시터 C2는 트랜지스터 Q1의 베이스 전극과 트랜지스터 Q2의 컬렉터 전극 사이에 연결된다.

저항 R6은 동작 전원과 NPN 트랜지스터 Q3의 컬렉터 전극간에 연결된다. 저항 R7은 트랜지스터 Q3의 에미터 전극과 접지 사이에 접속된다. 저항 R5는 트랜지스터 Q2의 컬렉터 전극과 트랜지스터 Q3의 베이스 전극 사이에 접속된다. 저항 R8과 IR LED(55)은 직렬로 접속되어 동작 전원과 NPN 트랜지스터 Q4의 컬렉터 전극 사이에 접속된다. 트랜지스터 Q4의 에미터 전극은 접지에 연결된다. 트랜지스터 Q3의 에미터 전극은 트랜지스터 Q4의 베이스 전극에 연결된다. IR LED(55)는 (한 방에서 다른 방까지 연장된다는 것을 의미하는) 긴 길이의 전선을 통해 저항 R8과 트랜지스터 Q4에 접속될 수도 있다. 트랜지스터(Q1,Q2,Q3,Q4)는 모두 모터롤라사(Motorola Corporation)에서 제조된 모델 MPS-A20 NPN 트랜지스터이다. 하기 표 I에는 도 3에 도시된 회로의 바람직한 구성 소자들의 값이 기재되어 있다.

동작시, IR 검출기(202)는 전술한 바와 같이 CFL로부터의 의사 IR 광의 효과를 최소화하면서 소정의 변조 신호 중심 주파수(예컨대 45kHz)에서 변조된 IR 광의 존재를 검출한다. 변조된 IR 광이 검출될 때 IR 검출기(202) 는 그 2 개의 신호 전극간의 전류를 전도하도록 조정되고, 변조된 IR 광이 전혀 검출되지 않으면 IR 검출기(202)는 비전도성이 되도록 조정된다.

표 I

구성 소자의 값
R1,R3	1 k
R2,R4	100 k
R5	10 k
R6	1 k
R7	10 k
R8	100 k
C1,C2	180 pf
IR DET	GP1U78QG
Q1,Q2,Q3,Q4	MPS-A20

IR 검출기(202)가 비전도성일 때(변조된 IR 광이 전혀 검출되지 않음을 나타냄) 트랜지스터 Q1은 오프가 되고 양쪽 캐패시터 모두 오픈 회로로 동작한다. 트랜지스터 Q2의 베이스 전극은 저항 R4를 통해 하이로 되고, 트랜지스터 Q2는 온이 된다(그 컬렉터 전극의 전압을 접지 전위로 되게 하는). 트랜지스터 Q3의 베이스 전극은 저항 R5를 통해 풀다운(pulled down)되고, 트랜지스터 Q3를 오프로 되게 한다. 트랜지스터 Q4의 베이스 전극은 저항 R7을 통해 풀다운되어 트랜지스터 Q4를 오프시켜, IR LED(55)를 통해 전류가 흐르는 것을 방지한다. 결국 변조된 IR 광이 IR 검출기(202)에 의해 전혀 검출되지 않을 때 IR LED(55)에 의하여 방출되는 IR 광은 전혀 없다.

IR 검출기(202)가 전도성일 때(변조된 IR 광이 검출되고 있음을 나타냄), 트랜지스터 Q1의 에미터 전극은 접지에 연결된다. 트랜지스터(Q1,Q2), 저항(R1,R2,R3,R4), 캐패시터(C1,C2), IR 검출기(202)의 조합은 약 47kHz의 방형파(square wave)를 발진시켜 발생시키도록 조정된 멀티바이브레이터 발진기(도 1의 40)로서 동작한다. 따라서 트랜지스터 Q2의 컬렉터 전극의 신호는 변조된 IR 광이 IR 검출기(202)에 의해 검출될 때의 주기 동안 발생된 47 kHz 구형파 신호이다. IR 검출기(202)는 멀티바이브레이터를 온/오프 시키는 스위치의 역할을 한다. 트랜지스터(Q3,Q4), 저항(R5,R6,R7,R8) 및 IR LED(55)의 조합은 송신부(50)를 형성하고, 발진기(40)의 출력에 응답하여 변조된 IR 광이 IR 검출기(202)에 의해 검출될 때 47kHz 주파수에서 IR LED(55)를 온/오프로 구동하도록 공지의 방법으로 2-단 에미터 폴로워 증폭기로 동작한다. 따라서, IR LED(55)는 47 kHz의 주파수로 변조된 부호화 IR 광신호를 발생시킨다. IR 검출기(202)는 신호 게이트(30)로 동작하고, 발진기(40)로부터 송신부(50)까지의 변조 신호의 전송을 제어한다.

도 4는 도 3에 도시된 IR 검출기(202)의 대한 대안적 실시예를 도시한 구성도이다. 도 3에 도시된 IR 중계기의 IR 검출기(202)는 약 45 kHz의 변조 신호 중심 주파수를 갖도록 제조되어 튜닝된 단일 IR 검출기이다.

도 4에서 트랜지스터 Q1의 에미터 전극은 제1 IR 검출기(204)와 제2 IR 검출기(206)의 병렬 접속을 통해 접지에 접속된다. 제1 IR 검출기(204)는 38 kHz의 변조 신호 중심 주파수로 튜닝되며, 테멕 텔레푼켄 미크로엘레트로닉 게엠베하(TEMEC Telefunken Microelectronic GmbH)가 제조한 모델 TFMS1380 IR 검출기이다. 제2 IR 검출기(206)는 56 kHz의 변조 신호 중심 주파수로 튜닝되며, 역시 테멕 텔레푼켄 미크로엘레트로닉 게엠베하가 제조한 모델 TFMS1560 IR 검출기이다.

전술한 바와 같은 IR 중계기는 CFL이 존재하는 경우에 신뢰성있는 동작을 제공하고, 여러 제조업자들의 장치와 함께 작동한다.

Claims

컴팩트 형광등에 의하여 발생되는 변조된 간섭 신호에 내성이 있으며, 일정 주파수 범위 내에 캐리어 주파수를 갖는 IR 광을 수신할 수 있는 수신 수단-상기 수신 수단은 제1 캐리어 주파수를 갖는 데이터 신호 및 제2 캐리어 주파수를 갖는 상기 변조된 간섭 신호를 포함하는 IR 입력 신호를 수신하고(상기 제1 및 제2 캐리어 주파수 모두가 상기 일정 주파수 범위 내에 존재함), 상기 입력 신호를 복조하여, 상기 제1 캐리어 주파수를 갖는 상기 데이터 신호와 상기 제2 캐리어 주파수를 갖는 상기 변조된 간섭 신호 사이의 듀티 사이클(duty cycle)에서의 펄스 특성 차에 기초하여 상기 간섭 신호가 없는 수신 데이터 신호를 제공함-;

제3 캐리어 주파수를 생성하기 위한 고정 주파수 발진기; 및

상기 수신 수단 및 상기 고정 주파수 발진기에 연결되고, 상기 수신 데이터 신호에 응답하여, 상기 수신 데이터 신호로 상기 제3 캐리어 주파수를 변조함으로써, 상기 제3 캐리어 주파수를 가지며 상기 수신 데이터 신호를 포함하는 IR 출력 신호를 제공하는 송신기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 수신 수단은 실질적으로 상기 일정 주파수 범위의 중간에 있는 중심 주파수에 동조되는 것을 특징으로 하는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 캐리어 주파수는 32 kHz 내지 56 kHz 사이의 주파수를 가지며, 상기 수신 수단은 45 kHz의 중심 주파수에 동조되는 것을 특징으로 하는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 수신 수단은 제 1 IR 검출기와 제 2 IR 검출기를 포함하며, 상기 제 1 IR 검출기와 제 2 IR 검출기는 각각 상기 IR 입력 신호와 상기 변조된 간섭 신호를 검출하는 IR 중계기.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 캐리어 주파수는 하단 주파수 및 상단 주파수를 갖는 주파수 범위내에서 주파수를 가지며,

상기 제 1 IR 검출기는 상기 하단 주파수에 실질적으로 근접한 중심 주파수에 동조되며,

상기 제 2 IR 검출기는 상기 상단 주파수에 실질적으로 근접한 중심 주파수에 동조되는 IR 중계기.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 캐리어 주파수는 32KHz 와 56 KHz 사이의 주파수를 가지며,

상기 제 1 IR 검출기는 38 KHz의 중심 주파수에 동조되며, 상기 제 2 IR 검출기는 56 KHz의 중심 주파수에 동조되는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 3 캐리어 주파수는 상기 제 1 캐리어 주파수와 상이한 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 캐리어 주파수는 일정 주파수 범위내에서 주파수를 가지며, 상기 제 3 캐리어 주파수는 상기 일정 주파수 범위에서 실질적으로 중간 주파수인 IR 중계기.
제 8 항에 있어서,

상기 일정 주파수 범위는 32 KHz부터 56 KHz 사이이며, 상기 제 3 캐리어 주파수는 실질적으로 47 KHz인 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 IR 입력 신호는 제 1 상태와 제 2 상태중 하나의 상태를 가진 펄스 부호화된 신호이며, 상기 발진기는 상기 부호화된 신호가 상기 제 1 상태가 아닌 경우에는 상기 제 3 캐리어 주파수를 생성하지 않고, 상기 부호화 신호가 제 1 상태인 경우에 상기 제 3 캐리어 주파수를 선택적으로 생성하는 IR 중계기.
제 10 항에 있어서,

상기 수신 수단은 상기 발진기의 스위치로서 동작하는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 발진기는 구형파 신호를 생성하는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 발진기는 멀티 바이브레이터인 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 IR 입력 신호는 제 1 상태와 복수의 제 2 상태들중 하나의 상태를 가지는 펄스 부호화된 신호이며,

상기 발진기와 상기 송신 수단 사이에 연결되며, 상기 제공된 수신 데이터 신호가 상기 제 1 상태일 때 상기 발진기로부터 상기 송신 수단으로 상기 제 3 캐리어 주파수를 통과시키고, 상기 제공된 데이터 신호가 상기 제 2 상태일 때 상기 제 3 캐리어 주파수를 차단하도록 상기 제공된 수신 데이터 신호에 응답하는 신호 게이트를 더 포함하는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 송신 수단은, 상기 발진기와 연결된 증폭기 및 상기 증폭기에 연결된 IR 광 방출기를 포함하는 IR 중계기.
제 1 항에 있어서, 상기 변조된 간섭 신호의 듀티 사이클은 적어도 40%인 IR 중계기.