KR100660377B1 - 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치 - Google Patents

정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온도 및 전원전압특성을 향상시키기 위해 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치는 입력회로(1), 초단 증폭부(2), 자동이득 조절(AGC) 증폭부(3), 리미터 앰프(4), 밴드패스필터(5), 자동이득조절부(6), 비교기(7) 및 복조/출력회로(8)로 구성된 적외선 수신장치에 있어서, 상기 모든 구성요소들 또는 적어도 하나의 구성요소에 인가되는 전류원 및 전원전압(Vcc) 대신에 정전류와 정전압을 인가하는 정전류 및 정전압원을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 적외선 수신장치의 밴드패스필터 또는 복조회로 또는 모든 구성요소에 정전류 및 정전압을 이용함으로써 전원전압 및 온도변화에 따른 수신감도변화를 최소화할 수 있다.

Description

정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치{A apparatus for receiving infrared ray using constant current and constant voltage}
도 1은 종래의 적외선 수신장치 구성을 도시한 것이다.
도 2는 종래의 복조 및 출력회로의 동작을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 밴드패스필터에 정전류원 및 정전압원이 적용된 실시예를 도시한 것이다.
본 발명은 적외선 수신장치에 관한 것으로, 특히 정전압 및 정전류회로를 이용하여 전원전압 변화 및 온도특성을 향상시킨 적외선 수신장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 적외선 수신장치 구성을 도시한 것이다.
먼저 포토다이오드에 수신된 입력신호를 전압으로 변환하는 입력회로(1)와 이를 증폭시키는 초단 증폭부(2)와 이득조절 전류 혹은 전압으로 조절되는 자동이득 조절(AGC) 증폭부(3)와 다시 최종 증폭하는 리미터 앰프(4)와 적외선 신호의 캐 리어(carrier) 주파수 신호만을 필터링하는 밴드패스필터(BPF:5)와 필터링 출력된 신호를 입력받아 이 신호가 노이즈인지 원하는 신호인지를 판별하여 노이즈인 경우 자동 이득조절 증폭부(2)에 컨트롤 전류 혹은 전압을 출력하는 자동이득조절부(6)와 필터출력신호를 비교하는 비교기(7)와 복조/출력회로(8)로 구성된다.
종래의 적외선 수신장치의 동작은 도 1에서 보는 바와 같이 적외선 수신신호가 입력되면, 먼저 입력회로(1)에 의해 포토다이오드에 수신된 신호가 전압으로 변화되고, 이를 초단 증폭부(2)에 의해 증폭한 후에, 자동 이득조절 증폭부(3)에 입력되면 자동 이득조절 입력 값에 따라 이득 조절된 값으로 증폭되어, 리미트 앰프(4)에 의해 다시 한번 증폭된다. 이 신호는 특정한 캐리어 주파수를 가지는 신호에 의해 변조된 신호이므로 이 캐리어 주파수 외의 다른 주파수대역의 신호를 억제시키기 위해 밴드패스필터(5)를 거쳐 필터링 한 후에, 비교기(7)와 복조/출력회로(8)를 통해 최종 신호로 출력된다.
한편, 필터 출력신호는 자동 이득조절부(6)로도 입력되는데, 이는 포토 다이오드로부터 수신된 신호가 원하는 신호인지 노이즈 신호인지를 판별하여 자동이득조절 전류 혹은 전압을 출력하기 위함이다.
상기 자동이득조절 전류 혹은 전압은 자동이득조절 증폭부(3)의 이득 값을 조절함으로써, 노이즈 신호인 경우 이득 값을 떨어뜨리고, 원하는 신호인 경우 이득 값을 크게 하여 최종 복조/출력회로(8)에서 노이즈 신호는 출력하지 않고, 원하는 신호만을 출력하기 위함이다.
도 2는 종래의 복조 및 출력회로의 동작을 도시한 것이다.
동적 전원전압이 3 내지 5 볼트(volt)인 와이드 오퍼레이팅(wide operating)인 경우, 전원전압에 따라 밴드패스필터(5)의 중심주파수(fc) 및 오프셋(offset)등으로 인하여 수신감도의 변화를 가져온다. 이는 결국 전원전압에 따른 거리특성의 차이를 가져오게 된다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 복조신호의 하이 레벨(High Level)이 전원전압에 따라 변하게 되면, 이는 최종출력의 펄스 폭의 변화를 가져오게 되고, 펄스 트리거링(triggering)방식의 리모트 코드(RC-5)인 경우 수신거리의 특성 저하를 가져온다.
또한, 밴드패스필터(5)의 온도특성도 마찬가지로 온도에 따라 중심주파수(fc) 및 필터자체의 오프셋(offset) 변화에 따른 감도변화 및 특성저하를 가져온다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 온도 및 전원전압특성을 향상시키기 위해 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치는 포토다이오드에 수신된 입력신호를 전압으로 변환하는 입력회로(1)와 이를 증폭시키는 초단 증폭부(2)와 이득조절 전류 혹은 전압으로 조절되는 자동이득 조절(AGC) 증폭부(3)와 다시 최종 증폭하는 리미터 앰프(4)와 적외선 신호의 캐리어(carrier) 주파수 신호만을 필터링하는 밴드패스필터(5)와 필터링 출력된 신호를 입력받아 이 신호가 노이즈인지 원하는 신호인지를 판별하여 노이즈인 경우 자동 이득조절 증폭부(3)에 컨트롤 전류 혹은 전압을 출력하는 자동이득조절부(6)와 필터출력신호를 비교하는 비교기(7)와 복조/출력회로(8)로 구성된 적외선 수신장치에 있어서, 상기 입력회로(1), 초단 증폭부(2)자동이득 조절(AGC) 증폭부(3), 리미터 앰프(4), 밴드패스필터(5), 자동이득조절부(6), 비교기(7) 및 복조 및 출력회로(8) 와 같은 모든 구성요소들 또는 적어도 하나의 구성요소에 인가되는 전류원 및 전원전압(Vcc) 대신에 정전류와 정전압을 인가하는 정전류 및 정전압원을 포함함을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치는 포토다이오드에 수신된 입력신호를 전압으로 변환하는 입력회로(1)와 이를 증폭시키는 초단 증폭부(2)와 이득조절 전류 혹은 전압으로 조절되는 자동이득 조절(AGC) 증폭부(3)와 다시 최종 증폭하는 리미터 앰프(4)와 적외선 신호의 캐리어(carrier) 주파수 신호만을 필터링하는 밴드패스필터(5)와 필터링 출력된 신호를 입력받아 이 신호가 노이즈인지 원하는 신호인지를 판별하여 노이즈인 경우 자동 이득조절 증폭부(3)에 콘트롤 전류 혹은 전압을 출력하는 자동이득조절부(6)와 필터출력신호를 비교하는 비교기(7)와 복조/출력회로(8)로 구성된 적외선 수신장치에 있어서, 상기 밴드패스필터(5) 또는 복조/출력회로(8), 혹은 상기 밴드패스필터(5) 및 복조/출력회로(8)에 인가되는 전류원 및 전원전압(Vcc) 대신에 정전류와 정전압을 인가하는 정전류 및 정전압원을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 정전압원의 리플(ripple)을 최소화하기 위하여 소정 용량의 커패 시터를 더 구비함을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 정전류 및 정전압원을 이용한 적외선 수신장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
포토다이오드에 수신된 입력신호를 전압으로 변환하는 입력회로(1)와 이를 증폭시키는 초단 증폭부(2)와 이득조절 전류 혹은 전압으로 조절되는 자동이득 조절(AGC) 증폭부(3)와 다시 최종 증폭하는 리미터 앰프(4)와 적외선 신호의 캐리어(carrier) 주파수 신호만을 필터링하는 밴드패스필터(BPF:5)와 필터링 출력된 신호를 입력받아 이 신호가 노이즈인지 원하는 신호인지를 판별하여 노이즈인 경우 자동 이득조절 증폭부(3)에 컨트롤 전류 혹은 전압을 출력하는 자동이득조절부(6)와 필터출력신호를 비교하는 비교기(7)와 복조/출력회로(8) 및 정전류 및 정전압원(9)으로 구성된다.
상기 정전류 및 정전압원(9)은 나머지 구성요소들 모두 또는 적어도 하나의 구성요소에 이용될 수 있으며, 특히 밴드패스필터(BPF:5)에 사용할 경우, 온도 및 전원전압에 따른 중심주파수(fc)의 변화 및 밴드패스필터(5)의 오프셋(Offset) 변화를 현격하게 감소시킬 수 있으며, 이는 바로 수신감도가 전원전압이나 온도에 거의 변하지 않는 일정한 특성을 보이게 된다.
상기 밴드패스필터(5)의 오프셋의 변화는 전원전압에 따라 필터의 출력저항(Ro) 값의 변화에 따른 영향 때문에 발생한다.
하지만, 상기 정전류 및 정전압원(9)이 나머지 구성요소들 모두의 정전류원 혹은 정전압원으로 이용되는 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.
상기 밴드패스필터(5)의 두개의 출력 중 하나는 신호 패스(path)이고, 나머지 하나는 비교기(7)의 레벨(Level)을 결정하는데 기준 전압으로 사용되기 때문에 오프셋의 변화는 비교기(7)의 기준전압이 변화하기 때문에 즉, 비교기(7)의 출력 값이 달라지게 되고, 이로 인해 감도가 변화하게 되는 것이다.
이를 막기 위해, 커플링(coupling)방법을 사용하기도 하지만, 이 경우 커플링 커패시터(coupling capacitor)를 추가해야 하며, 이때, 캐리어(carrier) 주파수가 작기 때문에 큰 값의 커패시터를 사용해야만 하는 단점이 있어 통상 이 방법은 사용하지 않는다.
도 4는 밴드패스필터에 정전류원 및 정전압원이 적용된 실시예를 도시한 것이다.
밴드패스필터(5)의 전류원과 필터의 출력저항(Ro)에 연결되는 바이어스를 정전압원으로 사용하여, 중심주파수(fc) 변화 및 오프셋(offset) 변화를 최소할 수 있다.
한편, 도 2의 복조회로 동작 설명과 같이 복조/출력회로(8)의 직류전원 바이어스(DC Bias)도 일정하게 정전압원을 이용할 경우 복조 레벨(level)에 따른 최종 출력단의 펄스 폭 변화를 막을 수 있다.
전원전압에 따른 펄스폭 변화는 RC-5와 같은 유럽형 원격제어(Remote control)신호인 경우 이를 최소화하는 것이 굉장히 중요하며, 펄스 폭 변화량이 클 경우 이는 곧바로 수신감도 저하로 직결된다.
본 발명에서는 정전압, 정전류원을 모든 다른 블록에 연결된 구성을 취하였으나, 이 경우 정전압원의 리플(Ripple)이 문제가 되므로, 적당한 용량의 커패시터를 추가하여야 한다. 즉, 많은 블록을 연결하면 할수록 큰 값의 커패시터가 필요하게 된다.
그러나, 상술한 바와 같이 수신감도에 결정적인 영향을 하는 밴드패스필터(5), 복조 및 출력회로(8)에만 이를 이용하게 될 경우 작은 용량의 커패시터로(이는 Chip에 내장 가능) 리플(Ripple)을 최소화 할 수 있다.
이상으로, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 적외선 수신장치의 밴드패스필터 또는 복조회로 또는 모든 구성요소에 정전류 및 정전압을 이용함으로써 전원전압 및 온도변화에 따른 수신감도변화를 최소화할 수 있다.

Claims (3)

  1. 포토다이오드에 수신된 입력신호를 전압으로 변환하는 입력회로(1)와 이를 증폭시키는 초단 증폭부(2)와 이득조절 전류 혹은 전압으로 조절되는 자동이득 조절(AGC) 증폭부(3)와 다시 최종 증폭하는 리미터 앰프(4)와 적외선 신호의 캐리어(carrier) 주파수 신호만을 필터링하는 밴드패스필터(5)와 필터링 출력된 신호를 입력받아 이 신호가 노이즈인지 원하는 신호인지를 판별하여 노이즈인 경우 자동 이득조절 증폭부(3)에 콘트롤 전류 혹은 전압을 출력하는 자동이득조절부(6)와 필터출력신호를 비교하는 비교기(7)와 복조/출력회로(8)로 구성된 적외선 수신장치에 있어서,
    상기 입력회로(1), 초단 증폭부(2)자동이득 조절(AGC) 증폭부(3), 리미터 앰프(4), 밴드패스필터(5), 자동이득조절부(6), 비교기(7) 및 복조/출력회로(8)와 같은 모든 구성요소들 또는 적어도 하나의 구성요소에 인가되는 전류원 및 전원전압(Vcc) 대신에 정전류와 정전압을 인가하는 정전류 및 정전압원을 포함함을 특징으로 하는 적외선 수신장치.
  2. 포토다이오드에 수신된 입력신호를 전압으로 변환하는 입력회로(1)와 이를 증폭시키는 초단 증폭부(2)와 이득조절 전류 혹은 전압으로 조절되는 자동이득 조절(AGC) 증폭부(3)와 다시 최종 증폭하는 리미터 앰프(4)와 적외선 신호의 캐리어(carrier) 주파수 신호만을 필터링하는 밴드패스필터(5)와 필터링 출력된 신호를 입력받아 이 신호가 노이즈인지 원하는 신호인지를 판별하여 노이즈인 경우 자동 이득조절 증폭부(3)에 콘트롤 전류 혹은 전압을 출력하는 자동이득조절부(6)와 필터출력신호를 비교하는 비교기(7)와 복조/출력회로(8)로 구성된 적외선 수신장치에 있어서,
    상기 밴드패스필터(5) 또는 복조/출력회로(8), 혹은 상기 밴드패스필터(5) 및 복조/출력회로(8)에 인가되는 전류원 및 전원전압(Vcc)대신에 정전류와 정전압을 인가하는 정전류 및 정전압원을 포함함을 특징으로 하는 적외선 수신장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 정전압원의 리플(ripple)을 최소화하기 위하여 소정 용량의 커패시터를 더 구비함을 특징으로 하는 적외선 수신장치.
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