KR100576094B1 - 적외선 수신장치 - Google Patents
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Abstract
Description
도 1에 나타낸 종래 기술에 따르면 먼저 포토다이오드가 포함된 입력부(11)가 외부에서 수신된 적외선 입력신호를 감지하여 적외선 신호를 전기신호로 바꾸어 준다. 바뀌어진 전기신호는 미약하므로 초단 증폭기(12)을 통하여 적절한 값으로 증폭된다. 초단증폭부(12)의 목적은 후술하게 될 여러 가지 회로 내에서 미약한 전기신호를 적절히 다룰 수 있을 정도의 크기로 증폭하는 것이다.
초단증폭부(12)로부터 한번 증폭된 신호는 이득이 조절 가능하도록 설계된 자동이득조절증폭기(AGC:Automatic Gain Control Amp)(13)를 통해 이득이 다시 적절히 조절된다. 이러한 이득의 조절은 회로 내부의 특정한 전류나 특정한전압을 조절함으로서 행해지는데 상세한 동작은 첨부된 도면을 참조하여 후술될 것이다.
자동이득조절증폭기(13)를 거친 신호는 최종적으로 리미트(limit)증폭기(14)를 통해 다시 한번 증폭된다. 리미트 증폭기(14)는 본 발명의 적외선 수신장치에 있어서 필수불가결한 구성요소는 아니다. 리미트 증폭기(14)가 없어도 적외선 수신장치의 동작은 정상적으로 이루어 질수 있다. 리미트 증폭기(14)의 출력신호는 다시 대역통과필터(BPF:Band Pass Filter)(15)를 거치면서 적외선 신호의 캐리어(carrier) 주파수 신호를 걸러낸다.
이들 회로들 사이에는 이른바 커플링(coupling) 커패시터라 불려지는 수동소자가 삽입되어 각 증폭기의 출력신호에 포함되어 있거나 포함되어 있을지도 모를 DC 성분을 걸러주기도 하나 편의상 표시를 생략하였다. 대역통과필터(15)의 출력은 이득조절부(16)와 비교기(17)로 입력된다. 이득조절부(16)의 역할은 대역통과필터에서 출력된 신호가 노이즈인지 정상신호(예컨대 리모콘 등에서 발생한)인지의 여부에 따라 자동이득조절증폭기(13)의 이득을 조절할 목적으로 이득조절전류나 이득조절전압을 발생시키는 부분이다.
비교기(17)는 기준으로 설정해 놓은 기준 DC 전압인 Vref(그림에서는 생략되었다)과 대역통과필터의 출력을 비교하는 동작을 하는 회로로 상세한 비교동작은 후술될 것이다. 기준전압 Vref은 비교기(17)가 적절한 비교동작을 통해 원하는 대역통과필터의 출력과 Vref 전압 가운데서 원하는 신호만을 출력시키기 위한 것으로 이 Vref전압은 설계자에 의해 적절히 선택되어 설정된다. 비교기(17)의 출력은 복조기(demodulator)(18)와 연결되어 있고, 복조기(18)의 출력신호는 슈미트 회로부(19)를 통하여 출력된다.
이를 위해 도 1에 나타낸 종래의 기술에서는 노이즈 제거를 위해 이득조절부(16)와 자동이득조절증폭기(Automatic Gain Controller:AGC)(13)를 이용하는 것이다. 이득조절부(16)로 입력되는 신호가 만약 노이즈일 경우는 자동이득조절증폭기(13)의 이득이 감소하는 방향으로 이득조절부(16)가 동작하여 자동이득조절증폭기에서 노이즈 전달을 억제하고, 입력신호가 노이즈가 아닌 정상적인 신호일 경우는 자동이득조절증폭기(13) 이득이 유지 또는 증가하도록 이득조절부(16)가 동작한다. 이와 같은 동작에 의해 복조기(demodulator)(18)나 최종출력부(19)의 출력신호는 노이즈가 적절히 억제되고 정상적인 신호만을 출력하게 된다.
도 2에는 적외선 수신장치로 변조되어 입력되는 노이즈 신호(21), 정상적인 신호(22) 및 정상적인 신호의 확대 파형도를 나타낸 것이다. 노이즈 신호(21)의 실제 크기는 정상적인 신호(22)보다 작지만 도 2에는 설명의 편의상 비슷한 크기로 표현하였다. 정상적인 신호(22)에도 노이즈 신호 성분이 당연 포함되어 있을수 있지만 이 역시 설명의 편의상 정상신호에는 표시되지 않았다. 통상적인 리모콘 신호의 파형(22)은 그림에서 보듯이 노이즈파형과는 확연히 구분된다. 정상적인 리모콘 신호의 경우에는 정상신호 -캐리어 신호에 실린-가 들어오는 버스트(burst)신호 구간과 캐리어 신호가 입력되지 않는 구간, 즉 휴지기(Gap time)가 확연히 차이가 난다. 버스트 신호입력 구간과 휴지기를 비교하면 통상적으로는 휴지기의 구간이 길다. 따라서 버스트 신호입력구간이 전체 신호구간에서 차지하는 비율은 50%가 초과하지 않는다. 그러나 도 2에서 보듯이 노이즈 신호의 경우에는 정상신호의 경우와는 달리 휴지기 구간이 없거나 짧다. 전술한 종래의 특허발명은 적외선 신호와 노이즈신호가 이같이 서로 다른 듀티비(duty ratio)를 갖고 있는 점을 착안한 것이다.
이 종래의 특허발명에 따르면 정상적인 리모콘 신호의 경우에는 신호가 입력되는 동안 자동이득 조절부(16) 내부에 있는 커패시터를 충전시키고, 휴지기동안은 이 커패시터가 방전되도록 이득조절부(16)가 동작하게 된다. 적외선 수신장치에 입력되는 신호가 노이즈인 경우는 휴지기 구간이 짧거나 없어서 이 커패시터는 계속 충전만 할 것이므로 커패시터 양단의 전압은 일정전압을 초과하게 될 것이다. 이 커패시터 양단의 전압을 이용하여 자동이득조절증폭기(13)의 이득을 조절하는데 자동이득조절증폭기는 이 커패시터 양단의 전압이 증가하면 그 이득을 감쇄시키는 방향으로 동작하고, 이 커패시터 전압이 감소하면 그 이득을 증가시키는 방향으로 동작한다. 여기서 커패시터 양단 전압의 증감 방향에 따른 자동이득조절 증폭기 이득의 증감방향은 바뀔 수 있다. 이러한 동작에 따라 노이즈 신호는 자동이득조절증폭기를 거치게 되면서 억제된다. 정상적인 리모콘 신호, 즉 버스트 신호구간과 휴지기가 같이 포함된 구간에서는 전술한 커패시터가 충방전을 되풀이하면서 커패시터 양단의 전압은 일정전압을 초과하지 않게 될 것이다. 따라서 정상적인 신호는 자동이득조절증폭기(13)를 통과하더라도 그 크기가 적절히 유지된다.
도 3은 본 발명에 의한 적외선 수신장치의 블럭도를 도시한 것으로, 입력부(11), 제1증폭부(12), 제2증폭부(13), 리미트증폭기(14), 대역통과필터(15), 이득조절부(16), 비교기(17), 복조기(18), 출력부(19) 및 휴지기 감지부(20)로 이루어진다.
입력부(11)는 포토 다이오드가 포함되어 입력된 빛 신호를 전기신호로 변환한다.
제1 증폭부(12)는 상기 변환된 전기신호를 증폭하는 것으로, 초단증폭기라고도 한다.
제2 증폭부(13)는 상기 제1 증폭부(12)의 출력을 입력받고 이득이 조절가능한 것으로, 자동이득조절 증폭기라고도 한다.
리미트 증폭기(14)는 자동이득조절증폭기(13)를 거친 신호를 최종적으로 다시 한번 증폭한다. 본 발명의 적외선 수신장치에 있어서 필수불가결한 구성요소는 아니다.
대역통과필터부(15)는 상기 제2 증폭부 또는 리미트 증폭기(14)의 출력에 포함된 특정한 주파수의 전기신호만을 걸러낸다.
이득조절부(16)는 상기 복조기(18)의 출력이나 상기 비교기(17)의 출력 가운데 하나를 입력받아 신호의 휴지기 구간을 감지하는 휴지기 감지부(20)와 감지된 신호의 길이를 알아내어 이에 포함되어 있는 휴지기의 지속시간이 기 설정된 기준 시간값을 초과하는지의 여부에 따라 상기 자동이득조절증폭기(13)의 이득이 조절할수 있도록 설계된다.
비교기(17)은 기 설정된 기준 DC 전압과 상기 대역통과필터부(15)의 출력을 비교한다.
복조기(18)는 상기 비교기(17)의 출력을 복조한다.
출력부(19)는 상기 복조기(18)의 출력신호를 적외선 수신장치 외부로 출력한다.
휴지기 감지부(20)은 상기 복조기(18)의 출력을 입력받아 신호의 휴지기 구간을 감지한다.
본 발명을 나타내는 도 3에는 종래의 회로와 같거나 유사한 기능을 하는 회로는 편의상 같은 기호를 부여하였음을 유의하여야 한다. 도 3과 도 3의 각 블럭출력 파형을 나타낸 도 4를 같이 참고로 하여 동작을 설명하면 다음과 같다.
전술한 바대로 노이즈와 정상적인 리모콘신호는 휴지기의 길이에 차이가 있으므로 판단의 기준이 되는 소정의 기간은 대략 노이즈와 리모콘 신호의 휴지기의 사이의 값으로 설정하면 되는데 대략 이들 휴지기들의 중간값으로 설정하면 무난하다.
예를 들어 리모콘 신호의 휴지기가 20ms이고 노이즈 신호의 휴지기가 4ms라면 판단의 기준이 되는 시간은 12ms로 설정된다. 복조기(18) 출력의 low 구간이 판단의 기준으로 설정된 기준값보다 긴 경우에만 충방전회로부의 커패시터가 방전동작을 하도록 휴지기 감지부(20)를 설계하면 설계자가 의도한 대로 정상적인 충방전 동작이 가능하다.
심지어 휴지기 감지부(20)의 입력신호는 종래의 기술과 같이 대역통과필터(15)로 부터 오는 것이어도 무방하나 비교기(17)나 복조기(18)로 부터 오는 것이 바람직하다.
이득조절부(16) 내부의 커패시터 양단의 전압이 충전되거나 방전되는 정도는 설계자의 편의와 본 발명의 실시환경에 따라 적절히 변화 가능하다. 이러한 변화는 충전이나 방전에 이용되는 커패시터의 값을 바꾸어 충방전 시정수(time constant)를 조절하여 줌으로써 손쉽게 달성 가능하다.
Claims (5)
- 삭제
- 통신하고자하는 입력신호의 듀티비(duty ratio)가 노이즈의 듀티비와 거의 같아 신호의 듀티비 만으로는 노이즈신호와 정상신호의 구별이 어려운 경우 적용되고, 입력신호의 휴지기 지속시간을 이용하여 입력신호의 노이즈 여부를 판별하여 자동이득조절증폭기의 이득을 조절하는 적외선 수신장치에 있어서,포토다이오드가 포함되어 빛 신호를 전기신호로 변환하는 입력부;상기 변환된 전기신호를 증폭하는 초단증폭기;상기 초단증폭기의 출력을 입력받아 이득을 조절하는 자동이득조절증폭기;상기 자동이득조절증폭기의 출력에 포함된 특정한 주파수의 전기신호만을 걸러내는 필터부;기 설정된 기준 DC전압과 상기 필터부의 출력을 비교하는 비교기;상기 비교기의 출력을 복조하는 복조기;상기 복조기의 출력을 입력받아 노이즈 신호와 리모콘 신호의 휴지기 사이의 중간값을 기준 시간값으로 설정하고, 상기 입력신호의 휴지기 지속시간을 감지하는 휴지기 감지부;상기 입력신호의 휴지기 지속시간이 상기 설정된 기준 시간값을 초과하는지 여부에 따라 상기 자동이득조절증폭기의 이득을 조절하는 이득조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 수신장치.
- 제2항에 있어서, 상기 기준 시간값은휴지기 감지부 내에 커패시터소자를 구성하고, 상기 커패시터의 충방전 전압의 시정수를 조절하는 방법으로 설정하는 것을 특징으로 하는 적외선 수신장치 수신장치
- 제2항에 있어서, 상기 기준 시간값은적외선 수신장치에 유입되는 정상신호의 휴지기보다 작게 설정된 것을 특징으로 하는 적외선 수신장치.
- 제2항에 있어서, 상기 휴지기 감지부는상기 복조기 출력의 소정 구간이 판단의 기준으로 설정된 기준값보다 긴 경우에만 커패시터가 방전동작을 하도록 설계함을 특징으로 하는 적외선 수신장치.
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