KR100675355B1 - 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법 및 그 장치 - Google Patents

소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법은, 비대칭 신호를 보정하는 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계, 소수점 비대칭 검출기는 비대칭 파형 레벨보정에 필요한 지터값을 계산하는 단계 및 계수량 결정기는 전술한 영점교차 검출기에서 검출된 영점 교차점, 전술한 지터값 및 시스템 클럭주기에 따른 샘플신호의 부호비트를 이용하여 계수량을 결정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 소수점 이하의 값이 계수기에 반영되어 좀더 정밀하게 비대칭을 검출할 수 있어 기존의 기능을 개선하게 되는 효과가 있다.
비대칭 신호 보정, 영점 교차 검출, 지터값, 영점 교차 구간, 계수량

Description

소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법 및 그 장치{Method for correcting wave form level with considering asymmetric fine error and system thereof}
도 1은 DSV(Digital Sum Value)알고리즘을 이용한 비대칭 신호(DC-offset) 검출회로를 나타낸 도면,
도 2는 DSV(Digital Sum Value)알고리즘에서 계수기의 작동원리를 나타내는 도면,
도 3은 광디스크 시스템의 비대칭 파형 레벨 보정 장치의 비대칭 신호 보정 루프를 나타낸 도면,
도 4a는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치의 일 구현예를 나타낸 블록선도,
도 4b는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점 교차 검출기의 동작원리를 나타내는 그래프,
도 4c는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 소수점 비대칭 신호 검출기의 동작원리를 나타내는 그래프,
도 4d는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 소수점 비대칭 신호 검출기의 상세 동작원리를 나타내는 도면,
도 5a는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치의 다른 구현예를 나타낸 블록선도,
도 5b는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 2배 해상도 입력신호의 비대칭 신호 검출방법을 나타내는 그래프,
도 5c는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 2배 해상도 입력신호에서의 동작예를 나타내는 도면,
도 6a는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 4배 해상도 입력신호의 비대칭 신호 검출방법을 나타내는 그래프 및
도 6b는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 4배 해상도 입력신호에서의 동작예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 광디스크 시스템의 비대칭 파형 레벨 보정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
컴팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD)를 포함하는 광 디스크 시스템에서 비대칭 파형 현상은 디스크의 가공 공정의 오류로 인하여 디스크로부터 출력되는 RF 신호 파형이 기준 레벨을 중심으로 상하 대칭이 깨지는 현상을 말한다. 이러한 비대칭 파형이 발생하면 파형의 중심값을 찾기가 힘들어져서 데이터를 오류 없이 복원하는데 어려움이 생긴다.
또한, 광 디스크의 결함현상은 사용자의 부주의에 의해서 디스크 표면에 생긴 흠집, 사용자의 지문, 먼지 또는 오물 등에 의해서 RF 신호에 결함이 발생되는 것을 말한다. 따라서, 상술한 비대칭 파형과 결함의 보정이 필요하다.
도 1은 DSV(Digital Sum Value)알고리즘을 이용한 비대칭 신호(DC-offset) 검출회로를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타난 발명은 광 디스크의 재생시 신호의 비대칭을 검출 및 보정하는 회로 및 방법에 관한 것이다. 광 디스크는 디스크 표면에 레이저를 쏘아 반사된 빛의 세기를 전기적 신호로 바꿈으로써 데이터를 읽는 구조를 가지고 있다. 이 때 읽어낸 전기적 신호를 RF(Radio Frequency) 신호라고 하는데 RF 신호를 이치화된 이진 신호로 바꾸고 바뀌어진 이진 신호는 복조 과정을 통해 필요한 용도로 쓰이게 된다. 디스크 제작 시에 공정의 오류로 RF 파형의 중간 레벨을 중심으로 상위 파형의 주기와 하위 파형의 주기가 다르게 발생하는 현상을 보정하기 위해 제안된 기존의 DSV Control 시스템은 조정기(100), 비교기(120), 계수기(140)를 포함한다. 여기서, 조정기(100)는 에러에 대한 신호 레벨을 보정하며, 비교기(120)는 일정 임계값에 대한 극성 판정을 한다.
도 2는 DSV(Digital Sum Value)알고리즘에서 계수기의 작동원리를 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 통해 종래기술의 동작원리를 설명하면, 먼저 비대칭 신호검출회로는 A/D 변환된 매 샘플 신호의 1차 보간값 (두샘플 신호의 평균값)을 극성값으로 결정하여 누적한다. 그 후 계수기(140)를 동작시켜 신호의 누적값을 이용하여 비대칭성을 계산하고, 연속적으로 누적된 값이 임의의 임계치(threshold)를 초 과하는 경우마다 비대칭 신호의 극성을 판단하고 일정값으로 Up/Down 조정을 통해 보정을 한후, 계수기(140)를 리셋시키는 방식이다.
이러한 DSV 방식을 이용한 보정 방식은 비대칭 극성의 양과 타이밍 에러값에 영향을 받지 않고 안정적인 동작이 가능한 방식이었다. 그러나, 기존의 DSV 방식은 위상, 주파수 오차가 존재하는 CD/DVD/BD 시스템에서 빈번하게 발생하는 3T나 4T(T:샘플링 주기) 신호가 연속적으로 나타날 경우 PLL의 동작이 제대로 수행되지 않는 결과가 나타나는 문제점이 있었다. 즉, sign을 보고 극성을 판단하여 ±1 up/down하는 계수기(140)는 미세한 비대칭 추정이 불가능해져 위상고정루프(phase Locked Loop:PLL)의 동작이 제대로 이루어지지 않아 데이터 복원이 불가능해진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법은, 비대칭 신호를 보정하는 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계, 소수점 비대칭 검출기는 비대칭 파형 레벨보정에 필요한 지터값을 계산하는 단계, 및 계수량 결정기는 상기 영점교차 검출기에서 검출된 영점 교차점, 상기 지터값 및 시스템 클럭주기에 따른 샘플신호의 부호비트를 이용하여 계수량을 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계는, 연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 지터값은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00001
여기서, b'은 지터값, a는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 큰값, b는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 작은값을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00002
여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00003
여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00004
여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00005
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전후의 샘플신호의 부호가 모두 음인 경우에는 -1 인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전후의 샘플신호의 부호가 모두 양인 경우에는 +1 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치는, 연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 영점 교차 검출기, 비대칭 파형 레벨보정에 필요한 지터값을 계산하는 소수점 비대칭 검출기 및 상기 영점교차 검출기에서 검출된 영점 교차점, 상기 지터값 및 시스템 클럭주기에 따른 샘플신호의 부호비트를 이용하여 계수량을 결정하는 계수량 결정기를 포함한다. 바람직하게는, 상기 지터값은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00006
여기서, b'은 지터값, a는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 큰값, b는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 작은값을 의미한다. 상기 b'은 소수점 이하의 값을 가지며, 소수점 아래 비대칭 계수량이라고 할 수 있다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00007
여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00008
여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00009
여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005008692239-pat00010
여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량을 의미한다.
또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전후의 샘플신호의 부호가 모두 음인 경우에는 -1 인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 계수량은, 상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전후의 샘플신호의 부호가 모두 양인 경우에는 +1 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정방법은, 비대칭 신호를 보정하는 비대칭 계수기내의 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계, 상기 비대칭 계수기내의 영점 교차구간 검출기는 상기 영점교차점이 위치한 구간값을 검출하는 단계 및 상기 비대칭 계수기내의 계수량 결정기는 상기 영점교차 구간 검출기에서 검출한 구간값을 통해 계수량을 결정하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계는, 연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 영점교차 구간 검출기는 시스템 클럭주기를 n등분하여, 상기 영점 교차점이 위치한 구간값을 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 계수량을 결정하는 단계는, 시스템 클럭주기를 n등분하고, 상기 영점 교차점이 위치한 구간이 상기 영점교차점 이전의 샘플신호로부터 k번째 구간인 경우에, 상기 영점교차점 이전의 샘플신호에서 상기 계수량은 n+k-2인 것으로 하고, 상기 영점 교차점 이후의 샘플신호에서 상기 계수량은 n-k인 것으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치는, 연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 영점 교차 검출기, 상기 영점교차점이 위치한 구간값을 검출하는 영점 교차구간 검출기 및 상기 영점교차 구간 검출기에서 검출한 구간값을 통해 계수량을 결정하는 계수량 결정기를 포함한다. 바람직하게는 상기 영점교차 구간 검출기는, 시스템 클럭주기를 n등분하여, 상기 영점 교차점이 위치한 구간값을 검출하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 계수량 결정기는, 시스템 클럭주기를 n등분하고, 상기 영점 교차점이 위치한 구간이 상기 영점교차점 이전의 샘플신호로부터 k번째 구간인 경우에, 상기 영점교차점 이전의 샘플신호에서 상기 계수량을 n+k-2으로 결정하고, 상기 영점 교차점 이후의 샘플신호에서 상기 계수량을 n-k로 결정하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 광디스크 시스템의 비대칭 파형 레벨 보정 장치의 비대칭 신호 보정 루프를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 광디스크 시스템의 비대칭 파형 레벨 보정 장치는 비대칭 계수기(300), 비교기(310), 오류 판정기(320), 적분기(340), 보정기(360) 및 데이터 검출기(380)를 포함한다. 먼저 A/D 변환된 신호는 비대칭 계수기(300)를 통해 신호의 비대칭에 따른 따른 계수량이 결정되고, 결정된 계수량은 누적되어 최종 출력 누적계수 값을 생성한다. 비교기(310)는 누적계수 값과 저장된 일정 임계값(보정속도와 추종시의 정상상태값을 고려한 최적값)과의 비교를 하며, 그 결과 임계치를 넘었을 경우에는 오류판정기(320)는 전술한 누적계수 값을 누적계수값의 반대부호로 전환하여 보정을 위한 값으로 전환한다.
그 다음 적분기(340)는 오류가 보정된 값을 최적화하기 위해 값을 누적하며, 보정기(360)는 최적화된 보정값과 입력의 합으로 입력신호를 신호레벨의 정상신호를 변화시킨다. 그 결과 데이터 검출기(380)는 보상된 정상신호를 검출하여 출력하게 된다.
도 4a는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치의 일 구현예를 나타낸 블록선도이다. 도 4a에 도시된 비대칭 계수기(300)는 소수점 비대칭 신호 검출기(400), 영점교차 검출기(410), 계수량 결정기(420) 및 계수기(430)를 포함한다. 여기서 영점교차 검출기(410)는 영점 교차 지점 근처의 신호 중 두개의 샘플을 이용하여 영점 교차 시점을 검출해내며, 소수점 비대칭 신호 검출기(400)는 영점 교차 시점에서 소수점 아래의 비대칭을 계산한다. 계수량 결정기(420)는 조건에 따라 계수량을 결정하며, 계수기(430)는 전술한 결정된 계수량을 누적한다.
도 4b는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점 교차 검출기의 동작원리를 나타내는 그래프이다. 도 4b에서는 비대칭 신호를 보이고 있으며, 영점교차점(445)를 검출하기 위해, 샘플 A(440)와 샘플 B(450)가 선택되었다.
도 4c는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 소수점 비대칭 신 호 검출기의 동작원리를 나타내는 그래프이다. 소수점을 고려한 비대칭 계수기(300)를 설계하기 위해서는 도 4c에서 같은 두 샘플(440, 450)사이의 신호의 값은 선형에 근사한다는 가정이 필요하다. 이 가정에 따라 b'의 값을 비례관계를 이용한 이하의 수학식에 의해서 결정한다.
Figure 112005008692239-pat00011
여기서, b'은 소수점 아래 비대칭 계수량이라고 할 것이며, 지터값(jitter)이라고 한다. 정확하게는 지터값은 a'와 b' 중 작은 값이 선택되어지는 것이다. 또는 전술한 수학식 1에 있어서, a는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 큰값으로, b는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 작은값으로 정의함에 의해 지터값을 정의할 수 도 있을 것이다.
도 4d는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 소수점 비대칭 신호 검출기의 상세 동작원리를 나타내는 도면이다. 본 명세서에서는 소수점 이하의 비대칭양을 'offset'이라 명명한다. 도 4d를 통해 소수점 비대칭 신호 검출기(400)에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다. 소수점을 고려한 비대칭 계수기(300)를 구현하기 위해 다음 세가지의 조건에 따라 계수량을 결정한다. 이하의 상태식은 비대칭 신호의 상태조건을 나타내는 세가지의 indicator를 설명한다.
케이스 = ( ze _en, min_ sel , asym _out_d6[5])
전술한 상태식에서 zc _en은 영점 교차점을 알려 주는 값으로서, 영점교차점 이 존재하는 경우에는 1이되고, 영점교차점이 존재하지 않는 경우에는 0이된다. 한편, min_ sel은 지터값이 a'와 b' 어느 쪽인지를 알려주는 값으로서, 지터값이 b'인 경우에는 1이 되고 지터값이 a'인 경우에는 0이 된다. 또한, asym _out_ d6 [5]은 offset의 Up/Down을 결정하기 위해 영점교차점일 때의 출력(asym_out)을 동기에 맞춰 지연시킨 신호의 MSB(Maximum Sign Bit)의 값으로서 MSB가 1인 경우에는 Down을 의미하고, MSB가 0인 경우에는 Up을 의미한다.
도 4d에 표현된 케이스(i)의 경우는 영점 교차점을 지나고, b'가 소수점 아래 비대칭 계수량으로 결정된 경우이다. 따라서, 전술한 상태식은 케이스 = (1, 1, 1)이 된다. 이하는 케이스(i)에서의 최종 누적값을 산출하는 수학식이다.
Figure 112005008692239-pat00012
케이스(i)의 경우는 앞 클럭에서 '+1'로 누적된 값을 제거하기 위해 '-1'이 필요한 것이며, 앞 클럭에서 갱신되었어야 할 값인 '(1-offset)'을 더하고 기준위치에서의 '(-offset)'을 더하면 기준위치에서의 최종 누적될 값은 '―2×offset'이 된다. 도 4d에 표현된 케이스(ⅱ)의 경우는 영점 교차점을 지나고, b'가 소수점 아래 비대칭 계수량으로 결정된 경우이다. 따라서, 전술한 상태식은 케이스 = (1, 1, 0)이 된다. 이하는 케이스(ⅱ)에서의 최종 누적값을 산출하는 수학식이다.
Figure 112005008692239-pat00013
케이스(ⅱ)의 경우는 케이스(i)의 경우와 같으나 기준 위치에서의 신호의 부호가 '+'이므로 케이스(i)의 경우와 반대로 '＋2×offset'으로 결정된다. 도 4d에 표현된 케이스(ⅲ)의 경우는 영점 교차점을 지나고, b'가 소수점 아래 비대칭 계수량으로 결정된 경우이다. 따라서, 전술한 상태식은 케이스 = (1, 0, 1)이 된다. 이하는 케이스(ⅲ)에서의 최종 누적값을 산출하는 수학식이다.
Figure 112005008692239-pat00014
도 4d에 표현된 케이스(ⅳ)의 경우는 영점 교차점을 지나고, b'가 소수점 아래 비대칭 계수량으로 결정된 경우이다. 따라서, 전술한 상태식은 케이스 = (1, 0, 0)이 된다. 케이스(ⅲ)의 경우는 앞 클럭에서 '+1'로 누적된 값을 제거하기 위해 '-1'이 필요한 것이며, 앞 클럭에서 갱신되었어야 할 값인 'offset'을 더하고 기준위치에서의 '-(1-offset)'을 더하면 기준위치에서의 최종 누적될 값은 '―2×offset'이 된다. 이하는 케이스(ⅳ)에서의 최종 누적값을 산출하는 수학식이다.
Figure 112005008692239-pat00015
케이스(ⅳ)의 경우는 케이스(ⅲ)의 경우와 같으나 기준 위치에서의 신호의 부호가 '+'이므로 케이스(ⅲ)의 경우와 반대로 '+2 - 2×offset'으로 결정된다. 그 외의 경우는 케이스(ⅴ)와 케이스(ⅵ)의 경우에는 영점 교차점을 지나지 않으므로 기존의 DSV(Digital Sum Value) 시스템에서와 동일하게 +1/-1을 가감하면 된 다. 전술한 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d을 통해 설명한 방법은 지터값을 소수점 이하의 계수값으로 결정하여 이를 계수기에 반영하는 방법임에 반해 이하에서 설명할 방법은 해상도를 좁히고 영점교처점에서 구간별로 계수값을 다르게 하여 소수점 이하의 값이 반영될 수 있도록 설계되어 있다.
도 5a는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치의 다른 구현예를 나타낸 블록선도이다. 도 5a에 도시된 비대칭 계수기(300)는 영점교차 구간 검출기(500), 영점교차 검출기(410), 계수량 결정기(420) 및 계수기(430)를 포함한다. 여기서 영점교차 구간 검출기(500)는 입력신호의 영점교차 발생시 영점교차점이 존재하는 구간을 조건식의 연산을 통하여 예측하는 역할을 한다. 한편, 영점교차 검출기(410)는 영점 교차 지점 근처의 신호 중 두개의 샘플을 이용하여 영점 교차 시점을 검출해내며, 소수점 비대칭 신호 검출기(400)는 영점 교차 시점에서 소수점 아래의 비대칭을 계산한다. 또한, 계수량 결정기(420)는 조건에 따라 계수량을 결정하며, 계수기(430)는 전술한 결정된 계수량을 누적한다.
도 5b는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 2배 해상도 입력신호의 비대칭 신호 검출방법을 나타내는 그래프이다. 도 5b에서 보면 입력신호(510)와 데이터 클럭(520)에 따른 A/D 변환된 입력신호(510)값의 크기가 화살표의 길이로 표시된 것을 알 수 있다. 입력신호(510)의 부호가 변동되지 않고 지속되는 구간에서 2배 해상도의 경우에는 계수기의 증가량이 '+2'로 일정하고, 부호가 바뀌는 부분에서는 조건에 따라 다르게 계수기의 증가량이 결정된다. 도 5b에서 계수기 증가(530)라고 표시된 부분 중 입력신호(510)의 부 호가 바뀌는 부분은 '?'부호로 표시하여 조건에 따라 서로 다르게 결정되는 모습을 아래 그림에 자세히 표현하였다. 본 발명의 주요한 내용은 '?'로 표시된 값을 결정해주는 알고리듬 및 구현방법으로 이미 A/D 변환기를 통해서 도 5b의 y1(535), y2(545)의 값을 알기 때문에 x1(515), x2(525)의 비율을 계산할 수 있다. y1(535), y2(545), x1(515), x2(525)의 관계는 영점교차점을 중심으로 이루어지는 2개의 직각삼각형이 닮은 꼴이기 때문에 쉽게 구할 수 있다. 즉, x1(515) : x2(525) = y1(535) : y2(545) 의 관계를 만족시킨다.
x1(515)과 x2(525)의 비율을 통해서 전체 영역을 3개의 동일한 길이의 구간으로 나눌 수 있는데, 영점 교차점이 어떤 구간에 위치하는지에 대한 정보를 y1(535)과 y2(545)의 비율을 통해서 구한 후, 영점 교차점이 위치하는 구간에 따라서 도 5b의 두번째 그래프(560)에 도시된 방법에 의해 '?'로 표시했던 계수기의 증가량을 결정한다. 여기서 영점 교차점이 위치하는 구간이 영점교차점 이전의 샘플신호에서부터 첫번째 구간인 경우에 왼쪽의 '?'(540)에서의 계수량의 크기는 +2가 된다. 즉, 구간수를 n이라 하고 영점 교차점이 위치하는 구간의 순서를 k라 하면, 왼쪽의 '?'(540)에서의 계수량의 크기는 n+k-2가 된다. 이 때 부호는 계수량의 크기를 정하는 위치에서의 샘플신호의 부호가 된다. 도 5b에서 보면 왼쪽의 '?'(540)에서의 부호는 +이므로 계수량은 +2가 된다. 한 쌍의 '?'(540,550)로 표시된 값의 크기의 합(계수량의 크기의 합)은 '+4'로 일정하므로, 오른쪽의 '?'(550) 에 설정되는 값의 크기는 이전의 4에서 구간 계수량 '+2'을 뺀 값인 2가 된다. 즉, 구간수를 n이라 하고 영점 교차점이 위치하는 구간의 순서를 k라 하면, 오른쪽의 '?'(550)에서의 계수량의 크기는 n-k가 된다. 이 때 부호는 계수량의 크기를 정하는 위치에서의 샘플신호의 부호가 된다. 도 5b에서 보면 오른쪽의 '?'(550)에서의 부호는 - 이므로 계수량은 -2가 된다.
구간을 결정하는 조건식은 구간과 구간의 경계를 이루는 지점의 y1(535), y2(545)의 비를 이용하여 수식을 유도하면 이하와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112005008692239-pat00016
구간 1 :
Figure 112005008692239-pat00017
구간 2 :
Figure 112005008692239-pat00018
구간 3 :
구간별 조건식은 x1(515) : x2(525) = y1(535) : y2(545) 의 관계에 근거하여 산출되었다.
도 5c는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 2배 해상도 입력신호에서의 동작예를 나타내는 도면이다. 즉, 도 5c 는 2배 해상도 입력신호의 계수기의 동작예를 나타낸 것으로 선택된 영점 교차점이 위치하는 구간을 입력신호 위에 표시하였다. 이때, 선택된 구간(560,570,580)에 따라 계수량이 다르게 결정된 것을 확인할 수 있다. 도 5c상에서 결정된 한 쌍의 값은 타원형의 점선으로 표시하였다. 계수기(430)에서는 결정된 계수량을 매 클럭마다 누적시킨다. 검출된 계수값은 2배 해상도 상태이므로 검출된 계수값을 2로 나누어 보면 시스템 클럭단위당 계수값을 구할 수 있다. 즉, 도 5c상에서 검출된 계수값이 '9'(590)와 '4'(595)이므로 이를 2로 나누어 보면 각각 '4.5'과 '2'가 된다. 기존의 DSV 방식에서는 '4'와 '2'의 계수값을 가지는 점에 비추어 보면, 본 발명은 소수점 이하의 값도 계수기에 반영하므로 좀더 정밀하게 비대칭 신호를 검출할 수 있다는 것을 보여준다.
도 6a는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 4배 해상도 입력신호의 비대칭 신호 검출방법을 나타내는 그래프이다. 도 6a상의 비대칭 신호 검출방법은 4배 해상도를 위한 것으로 기본적 원리는 도 5b에서 설면한 원리와 동일하다. 다만, 영점교차점이 존재하는 구간을 도 5b에서는 3개로 세분한 반면, 도 6a에서는 5개로 세분한 것이 다르고, 도 5b에서는 입력신호가 지속되는 구간에서 계수기의 증가가 '+2'인 반면에 도 6b에서는 '+4'의 계수기 증가를 갖는 것이 다르다. 구간수를 n이라 하고 영점 교차점이 위치하는 구간의 순서를 k라 하면, 왼쪽의 '?'(660)에서의 계수량의 크기는 n+k-2가된다. 한편 오른쪽의 '?'(670)에서의 계수량은 n-k가 된다. 구간을 결정하는 조건식은 2배 해상도의 경우와 동일하게 구간과 구간의 경계를 이루는 지점의 y1, y2의 비를 이용하여 수식을 유도하면 이하와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112005008692239-pat00019
구간 1 :
Figure 112005008692239-pat00020
구간 2 :
Figure 112005008692239-pat00021
구간 3 :
Figure 112005008692239-pat00022
구간 4 :
Figure 112005008692239-pat00023
구간 5 :
구간별 조건식은 x1(615) : x2(625) = y1(635) : y2(645) 의 관계에 근거하여 산출되었다.
도 6b는 본 발명에 따른 비대칭 파형 레벨 보정 장치내의 영점교차점 영역 검출기에 의한 4배 해상도 입력신호에서의 동작예를 나타내는 도면이다. 즉, 도 6b 는 제안된 4배 해상도 입력신호의 계수기의 동작예를 나타낸 것으로 영점 교차점이 위치하는 구간을 입력신호 위에 표시한 것이다. 이때, 선택된 구간(610,620,630)에 따라 계수량이 다르게 결정된 것을 확인할 수 있다. 결정된 한 쌍의 값은 타원형의 점선으로 표시하였다. 계수기(430)에서는 계수량 결정기(420)에서 결정된 계수량을 매 클럭마다 누적시키다가 누적값이 임계치를 넘어서 리셋신호가 발생하면 새로운 초기값으로 계수를 시작한다. 검출된 계수값은 4배 해상도 상태이므로 4로 나누어 보면 시스템 클럭단위당 계수값을 구할 수 있다. 즉, 그림에서 검출된 계수값이 '17'(640)와 '11'(650)이므로 이를 4로 나누어 보면 각각 '4.25'과 '2.75'가 된다. 기존의 DSV의 계수기의 경우 '4'와 '2'를 값으로 가지는 것에 비하여 소수점 이하의 값이 계수기에 반영되어 좀더 정밀하게 비대칭을 검출할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이때, 아키텍쳐는 해상도에 관계없이 동일하며, 다만, 해상도에 따라 영점 교차 구간 검출기(500)의 논리비교 회로와 계수량 결정기의 출력값인 계수량이 달라진다. 따라서, 아키텍쳐의 수정없이 논리비교 회로와 계수량 결정기(420)의 간단한 수정으로 보다 높은 해상도의 주기검출기를 구현할 수 있다. 해상도가 달라지면 논리비교 수식이 달라지는데 전술한 2배 해상도 예와 4배 해상도 예에서 사용한 방법을 확장하면 쉽게 구할 수 있다. 또한, 도 4a 내지 도 4d를 통해 설명한 방법은 하드웨어적으로 구현할 때 곱셈기(multiplier)가 사용되어 하드웨어 면적이 넓어지고 동작 시간이 길어지는 단점이 있지만, 도 5a 내지 도 6b를 통해 설명한 방법은 곱셈기가 필요없어 그러한 단점 없이 쉽게 하드웨어적으로 구현 가능하다는 장점이 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 소수점 이하의 값이 계수기에 반영되어 좀더 정밀하게 비대칭을 검출할 수 있어 기존의 기능을 개선하게 되는 효과가 있다. 또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (24)

  1. 비대칭 신호를 보정하는 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계;
    소수점 비대칭 검출기는 비대칭 파형 레벨보정에 필요한 지터값을 계산하는 단계; 및
    계수량 결정기는 상기 영점교차 검출기에서 검출된 영점 교차점, 상기 지터값 및 시스템 클럭주기에 따른 샘플신호의 부호비트를 이용하여 계수량을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계는;
    연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지터값은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법:
    Figure 112005008692239-pat00024
    여기서, b'은 지터값, a는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 큰값, b는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 작은값.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법:
    Figure 112005008692239-pat00025
    여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법:
    Figure 112005008692239-pat00026
    여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법:
    Figure 112005008692239-pat00027
    여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법:
    Figure 112005008692239-pat00028
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전후의 샘플신호의 부호가 모두 음인 경우에는 -1 인 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전후의 샘플신호의 부호가 모두 양인 경우에는 +1 인 것을 특징으로 하는 소수점 이 하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법.
  10. 연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 영점 교차 검출기;
    비대칭 파형 레벨보정에 필요한 지터값을 계산하는 소수점 비대칭 검출기; 및
    상기 영점교차 검출기에서 검출된 영점 교차점, 상기 지터값 및 시스템 클럭주기에 따른 샘플신호의 부호비트를 이용하여 계수량을 결정하는 계수량 결정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 지터값은 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치:
    Figure 112005008692239-pat00029
    여기서, b'은 지터값, a는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 큰값, b는 영점교차점 전후의 샘플신호의 크기중 작은값.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치:
    Figure 112006052097733-pat00030
    여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이전의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치:
    Figure 112005008692239-pat00031
    여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 음인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치:
    Figure 112005008692239-pat00032
    여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하고, 상기 샘플신호중 영점교차점이후의 샘플신호의 크기가 더 크며, 상기 영점교차점 이후의 샘플신호의 부호가 양인 경우에는 다음의 식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치:
    Figure 112005008692239-pat00033
    여기서, offset은 소수점 이하 비대칭량.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전 후의 샘플신호의 부호가 모두 음인 경우에는 -1 인 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 계수량은,
    상기 샘플신호사이에 영점 교차점이 존재하지 아니하고, 상기 영점교차점 전후의 샘플신호의 부호가 모두 양인 경우에는 +1 인 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치.
  18. 비대칭 신호를 보정하는 비대칭 계수기내의 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계;
    상기 비대칭 계수기내의 영점 교차구간 검출기는 상기 영점교차점이 위치한 구간값을 검출하는 단계; 및
    상기 비대칭 계수기내의 계수량 결정기는 상기 영점교차 구간 검출기에서 검출한 구간값을 통해 계수량을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 영점 교차 검출기는 영점 교차점을 검출하는 단계는;
    연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 영점교차 구간 검출기는 시스템 클럭주기를 n등분하여, 상기 영점 교차점이 위치한 구간값을 검출하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 계수량을 결정하는 단계는,
    시스템 클럭주기를 n등분하고, 상기 영점 교차점이 위치한 구간이 상기 영점교차점 이전의 샘플신호로부터 k번째 구간인 경우에, 상기 영점교차점 이전의 샘플신호에서 상기 계수량은 n+k-2인 것으로 하고, 상기 영점 교차점 이후의 샘플신호에서 상기 계수량은 n-k인 것으로 하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 방법.
  22. 연속된 두개의 샘플 신호의 부호를 비교하여 영점 교차점을 검출하는 영점 교차 검출기;
    상기 영점교차점이 위치한 구간값을 검출하는 영점 교차구간 검출기; 및
    상기 영점교차 구간 검출기에서 검출한 구간값을 통해 계수량을 결정하는 계 수량 결정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 영점교차 구간 검출기는,
    시스템 클럭주기를 n등분하여, 상기 영점 교차점이 위치한 구간값을 검출하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 계수량 결정기는,
    시스템 클럭주기를 n등분하고, 상기 영점 교차점이 위치한 구간이 상기 영점교차점 이전의 샘플신호로부터 k번째 구간인 경우에, 상기 영점교차점 이전의 샘플신호에서 상기 계수량을 n+k-2으로 결정하고, 상기 영점 교차점 이후의 샘플신호에서 상기 계수량을 n-k로 결정하는 것을 특징으로 하는 소수점 이하의 비대칭 에러를 고려한 비대칭 파형 레벨 보정 장치.
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