KR100666142B1 - 고주파 수신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약전계채널에 대하여는 저잡음 증폭기(LNA:Low Noise Amplifier)를 동작시키고, 강전계 채널에 대하여는 저잡음 증폭기를 동작시키지 않음으로써 동일레벨의 고주파 신호를 수신하도록 함으로써 수신율을 상승시키는 고주파 수신장치를 제공한다.

상기 목적을 위한 본 발명은 안테나와 튜닝부 사이에 설치하며 상기 안테나로부터 수신되는 고주파신호를 저잡음 증폭시키는 저잡음 증폭기; 마이콤으로부터 출력신호를 받아 상기 저잡음 증폭기에 구동전압을 인가 하거나 차단하는 스위칭부를 포함하고, 마이콤은 상기 디지털 처리부로부터 상기 튜닝된 신호의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하고, 인가전압이 저저압인 경우에 상기 스위칭부에서 상기 저잡음 증폭기에 구동전압을 인가시키도록 제어함으로써 상기 튜닝부에 약전계인 경우에 저잡음 증폭된 고주파 신호가 입력되도록 하는 기술구성이 개시된다.

LNA, 고주파, 중간주파수, 마이콤

Description

고주파 수신장치{RF receiving apparatus}

도 1은 종래의 고주파 수신장치의 회로 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 회로블록도이다.

본 발명은 RF신호 수신장치에 관한 것이다.

고주파(RF)신호를 수신하여 선택된 채널의 중간주파수(IF: Intermediate Frequency)로 변환하는 튜너는 신호를 복수회 증폭시키지만 안테나를 통해 입력된 신호가 동축케이블을 통해 튜너 입력단으로 입력되는 과정에서 동축케이블의 신호손실에 따른 무선주파수 신호의 열화 및 약한 신호가 튜너로 입력되어 튜너 내부 및 전원전압등에 의한 노이즈와 혼합되어 반송파 대 잡음비(CNR)이 떨어진 상태에서 증폭된다고 하여도 노이즈 레벨이 증가되는 현상이 발생한다.

도 1은 종래의 RF 수신장치의 회로 블록도이다.

안테나(ANT)를 통해 입력된 고주파신호는 튜닝부(10)와 튜닝된 신호를 마이콤(μ-com:30)에 의하여 디지털 처리를 하는 디지털 처리부(20)에 의하여 영상 및 음성신호가 복원되어 재현된다.

안테나(ANT)에 수신되어 필터회로를 거친 RF 신호는 마이콤(μ-com:30)에 특정채널이 선국되면 LC공진회로로 이루어진 밴드패스필터기능을 수행하는 입력동조부(1)에 입력되어 1차동조된다. 1차동조된 신호는 고주파 증폭부(2)에 의하여 증폭되어 LC공진회로로 이루어져 이미지 리젝트 필터(image reject filter)기능을 수행하는 고주파동조부(3)에 의하여 2차 동조된다. 2차 동조된 신호는 믹서(4)에서 마이콤(30)의 제어를 받아 위상고정루프(PLL;Phase Locked Loop)에 의하여 특정 주파수를 발진시키는 국부발진기(5)의 주파수에 믹싱되어 중간주파수로 다운 변환되어 중간주파수 증폭기(6)에 의하여 증폭된다. 증폭된 중간주파수 신호는 밴드패스필터인 중간주파수 통과필터(21)에 의하여 중간주파수에 대한 2차고조파 및 잔존하는 국부발진주파수 신호를 제거되어 중간주파수 증폭제어부(22)를 통과하여 A/D 컨버팅 기능을 수행하며, 게인(gain) 조정을 마이콤(30)의 제어를 받아 수행하는 디지털 처리 IC(23)를 거쳐 출력된다. 이때, 디지털 처리 IC(23)는 입력되는 신호의 전압레벨을 검출하여 마이콤(30)의 기준 전압레벨과 비교하여 펄스폭변조(PWM;Pulse Width Modulation) 형태의 중간주파수 자동이득조정신호(IF AGC) 및 고주파 자동이득신호(RF AGC)를 중간주파수 증폭제어부(22), 고주파 증폭부(2)에 피드백시킨다.

이러한 구성을 갖는 고주파 튜닝장치는 안테나(ANT)에서 수신된 고주파신호에 잡음이 혼합된 상태에서 튜닝부(10)에서 증폭된다고 하여도 노이즈 레벨이 함께 상승되기 때문에 약전계지역에서 노이즈 및 멀티- 패스에 의한 고스트등에 열화된 신호가 튜너로 입력될 때에는 수신이 불가능하다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 수신되는 안테나와 튜닝부 사이에 저잡음 증폭기(LNA:Low Noise Amplifier)를 설치하고, 수신되는 고주파신호의 전압레벨을 검출하여 전압레벨이 낮은 약전계 신호인 경우에는 저잡음증폭기에 의하여 잡음을 낮추면서 고주파신호를 증폭하여 튜닝부에 입력시키고, 강전계 신호인 경우에는 저잡음 증폭기를 동작시키지 않고 직접 고주파신호를 튜닝부에 입력함으로써 약전계와 강전계 신호에 대하여도 양호한 수신이 가능하도록 하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 안테나로부터 고주파신호를 수신하여 튜닝하는 튜닝부와, 상기 튜닝부에서 튜닝된 튜닝된 신호를 디지털 처리를 하는 디지털 처리부와, 상기 디지털 처리부와 상기 튜닝부를 제어하는 마이콤을 구비하는 고주파 수신장치에 있어서, 상기 안테나와 상기 튜닝부 사이에 설치하며 상기 안테나로부터 수신되는 고주파신호를 저잡음 증폭시키는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier); 상기 마이콤으로부터 출력신호를 받아 상기 저잡음 증폭기에 구동전압을 인가 하거나 차단하는 스위칭부를 포함하고, 상기 마이콤은 상기 디지털 처리부로부터 상기 튜닝된 신호의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하고, 인가전압이 저저압인 경우에 상기 스위칭부에서 상기 저잡음 증폭기에 구동전압을 인가하여 상기 튜닝부에 약전계인 경우에 저잡음 증폭된 고주파 신호가 입력되도록 하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 저잡음 증폭기와 상기 튜닝부 사이에는 직류성분 차단용 콘덴서가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 스위칭부는 상기 마이콤에 의하여 온/오프되는 스위칭 소자와 상기 스위칭 소자에 입력되는 고주파 신호의 유입을 차단하는 리액터를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 회로블록도이다.

도 2에 도시된 실시예는 안테나(ANT)와, 안테나(ANT)나에 수신된 RF신호의 레벨이 낮은 경우에 이를 저잡음으로 증폭시키고, 높은 경우에 그대로 신호를 통과시키는 저잡음 증폭기(LNA)와, 저잡음 증폭기(LNA)를 통과한 신호를 튜닝하기 위한 튜닝부(10)와, 튜닝된 신호를 디지털 처리를 수행하고, 튜닝부의 각 증폭기에 자동이득조절신호를 공급하는 디지털 처리부(20)와, 저잡음 증폭기(LNA)에 증폭구동전원을 인가하기 위한 스위칭부(40)와, 상기 디지털 처리부(20)와 상기 스위칭부(40)를 제어하는 마이콤(30)으로 구성된다.

안테나(ANT)와 튜닝부(10) 사이에는 저잡음 증폭기(LNA)가 설치되고, 저잡음 증폭기(LNA)는 마이콤(30)에 의하여 제어를 받는 스위칭부(40)에 의하여 전원(B+)을 공급받아 고주파신호에서 저잡음 신호를 증폭한다. 이때, 저잡음 증폭기(LNA)는 전원(B+)이 인가되지 않는 경우에는 안테나(ANT)에서 수신되는 고주파신호를 튜닝부(10)에 증폭없이 전송한다. 튜닝부(10)는 저잡음 증폭기(LNA)를 통과한 고주파신호에 대하여 다수의 채널에 대한 주파수 대역의 밴드 패스 필터링을 수행하는 입력동조부(1)와, 입력동조부(1)에서 필터링된 고주파신호를 증폭시키기 위한 고조파 증폭부(2)와, 이미지 제거필터(image reject filter) 기능을 수행하는 고주파 동조부(3)와, 고주파신호와 국부발진기(5)의 발진주파수와 믹싱하여 중간주파수 신호를 생성하기 위하여 믹서(4)와, 중간주파수 신호를 증폭하기 위한 중간주파수 증폭기(6)로 이루어진다. 이때, 국부발진기(5)는 마이컴(30)의 선국신호에 의하여 동작되는 위상고정루프에 의하여 특정주파수를 발진한다.

또한, 디지털 처리부(20)는 튜닝부(10)에서 전송된 신호에 대하여 특정 중간주파수에 대하여 필터링하는 중간주파수 통과필터(21)와, 중간주파수 통과필터(21)를 통과한 신호를 증폭시키는 중간주파수 증폭제어부(22)와, 중간주파수 증폭제어부(22)로 출력된 신호에서 베이스 밴드 신호를 추출하고, 이들의 전압레벨을 검출하고, 신호를 디지털화하 하며, 검출된 전압레벨을 중간주파수 자동이득 조절부(24), 고주파 자동이득 조절부(25), 마이콤(30)에 전송하고, 베이스 밴드 신호를 출력기기의 특성에 부합되게 디지털화하는 디지털 처리 IC(23)로 이루어진다.

또한, 마이콤(30)은 사용자의 선국에 따라서 위상고정루프와 디지털 처리 IC(23)와 스위칭부(40)를 제어한다.

또한, 자동이득조절부(24), (25)는 디지털 처리 IC에서 전송되는 신호의 전압레벨에 따라서 펄스폭변조 파형을 생성하고, 이를 적산하여 낮은 전압레벨이 입력되는 경우에는 증폭기가 높은 증폭도를 갖도록 고전위를 인가하고, 높은 전압레벨이 입력되는 경우에는 낮은 증폭도를 증폭기에 낮은 전위를 인가하여 디지털 처리 IC(23)에서 복원되는 베이스 밴드 신호가 일정한 전압레벨을 갖도록 한다.

또한, 마이콤(30)에는 디지털 처리 IC(30)로부터 고주파 자동이득 조절부(25)에 인가되는 전압을 동시에 인가받는다. 이때, 마이콤은 인가전압의 범위가 통 상 0 V에서 3.3 V의 범위에서 가변되고, 0.6볼트 이내이면 약전계로 판단하고, 2.5 V 이상이면 강전계로 판단하지만 이는 설계자의 변경에 의하여 변동될 수 있다. 마이콤(30)은 약전계로 판단되는 경우에 스위칭부(40)를 동작시켜 저잡음 증폭기(LNA)에 직류전압(+B)를 인가하여 증폭된 신호를 튜닝부(10)에 공급하고, 인가전압이 높은 강전계에서는 스위칭부(40)를 차단하여 저잡음 증폭기(LNA)가에서 수신된 RF신호를 튜닝부(10)에 증폭하지 않고 입력되도록 한다.

또한, 스위칭부(40)는 상기 마이콤(30)의 입력신호에 의하여 직류전원(+B)을 저잡음 증폭기(LNA)에 인가하는 스위칭소자(SW1)와 스위칭소자(SW1)와 저잡음 증폭기(LNA)에 연결되는 리액터(L1)과 스위칭소자(SW1)에 연결된 노이즈 제거 콘덴서(C2), (C3)로 이루어진다. 또한, 저잡음 증폭기(LNA)의 출력단과 튜닝부(10) 사이에는 콘덴서(C1)이 설치된다. 이때, 리액터(L1)은 고주파신호가 스위치(SW1)에 유입되지 않도록 하는 것으로 교류신호에 대하여 임피이던스를 높인 것이고, 콘덴서(C3)는 직류전원(B+)이 튜닝부에 유입되지 않도록 하기 위한 직류성분 차단용 소자이다.

이하, 본원의 동작과정에 대하여 설명하기로 한다.

튜닝이 시작되어 정상상태에 이르게 되면 마이콤(30)은 디지털 처리 IC(23)에서 고주파 자동이득 조절부(25)에 출력되는 전압레벨을 입력받아 이 전압이 약전계의 전압인 경우에는 스위칭부(40)의 스위칭 소자(SW1)를 온시켜 직류전압을 저잡음 증폭기(LNA)를 구동시켜 증폭된 고주파신호를 튜닝부(10)에 전송하고, 또한, 강전계인 경우에는 스위치(SW1)를 오프시켜 저잡음 증폭기(LNA)가 증폭동작을 하지 않고, 안테나(ANT)에 수신된 고주파신호를 튜닝부(10)에 그대로 전달하도록 한다.

이때, 마이콤은 약전계와 강전계 사이의 변환과정에서 발생되는 과도현상을 방지하기 위하여 디지털 처리 IC(23)로부터 입력되는 전압을 일정 주기로 샘플링하여 설정 주기동안의 샘플링 값을 평균하여 평균값과 기준전압을 비교하여 스위칭 소자(SW1)을 온/오프 시킨다.

상기의 목적과 구성을 갖는 본 발명은 입력되는 고주파신호의 전압레벨을 검출하고, 낮은 전압레벨에서 고주파신호를 저잡음 증폭을 하도록 함으로써 튜닝부에 노이즈가 배제된 증폭된 고주파신호를 입력하도록 하여 수신감도를 향상시킨다.

Claims (3)

1. 안테나로부터 수신되는 고주파신호를 저잡음 증폭시키는 저잡음 증폭기와 상기 저잡음증폭기로부터 고주파신호를 수신하여 튜닝하는 튜닝부와, 상기 튜닝부에서 튜닝된 튜닝된 신호를 디지털 처리를 하는 디지털 처리부와, 상기 디지털 처리부와 상기 튜닝부를 제어하는 마이콤을 구비하는 고주파수신장치에 있어서,

   상기 마이콤으로부터 출력신호를 받아 상기 저잡음 증폭기에 구동전압을 인가하거나 차단하는 스위칭부를 포함하고,

   상기 마이콤은 상기 디지털 처리부로부터 상기 튜닝된 신호의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하여 인가전압이 저전압인 경우에 상기 스위칭부에서 상기 저잡음 증폭기에 구동전압을 인가하여 상기 튜닝부에 약전계인 경우에 저잡음 증폭된 고주파신호로 입력되도록 한 것을 특징으로 하는 고주파 수신장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저잡음 증폭기와 상기 튜닝부 사이에는 직류성분 차단용 콘덴서가 설치되는 것을 특징으로 하는 고주파 수신장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 마이콤에 의하여 온/오프되는 스위치와 상기 스위치에 입력되는 고주파 신호의 유입을 차단하는 리액터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 수신장치.

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