KR100694622B1

KR100694622B1 - Ｆｍ 송신기

Info

Publication number: KR100694622B1
Application number: KR1020060018398A
Authority: KR
Inventors: 김동원; 성호성
Original assignee: 램스웨이 주식회사
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-03-13

Abstract

본 발명은 부피를 최대한으로 줄이면서도, 다양하게 적용될 수 있는 FM 송신기를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 스트레오용 캐리어신호 및 파일럿 신호를 이용하여, 라이트 오디오신호와 레프트 오디오신호를 하나의 스트레오 신호로 합성하여 출력하기 위한 신호합성부; 기준신호를 이용하여 상기 신호합성부에서 합성된 스트레오 신호를 캐리어신호에 변조하여 출력하기 위한 주파수 합성부; 상기 스트레오용 캐리어 신호, 상기 파일럿 신호와 상기 기준신호를 생성하여 제공하기 위한 신호생성부; 및 상기 신호합성부, 상기 주파수 합성부 및 상기 신호 생성부의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 전원제어블럭을 구비하는 FM 송신기를 제공한다.

FM 송신기, 크리스탈, 오실레이터, 스트레오, 인터페이스.

Description

ＦＭ 송신기 {FM TRANSMITTER}

도1은 종래기술에 의해 FM 송신기를 구현하기 위한 집적회로와, 그 집적회로에 연결되는 외부 연결소자를 도시한 회로도.

도2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 FM 송신기를 나타내는 블럭구성도.

도3은 종래기술과 본 발명의 실시예에 따른 전원차단을 나타내는 블럭구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 신호합성부

200 : 신호생성부

300 : 주파수 합성부

400 : 인터페이스 회로부

500 : 전원차단부

본 발명은 주파수 변조, 즉 FM(Frequency Modulation)을 이용하여 오디오신호를 송신하기 위한 FM 송신기에 관한 것으로, 특히 FM 스트레오 신호를 송신하기 위한 FM 송신기에 관한 것이다.

도1은 종래기술에 의해 FM 송신기를 구현하기 위한 집적회로와, 그 집적회로에 연결되는 외부 연결소자를 도시한 회로도이다.

도1을 참조하여 살펴보면, 종래기술에 의한 FM 송신기를 구현하기 위한 집적회로는 레프트 오디오신호 입력처리부(70)와, 라이트 오디오신호 입력처리부(80)와, 38kHz 신호와 19kHz 신호와, 기준신호(100kHz)를 생성하여 출력하기 위한 신호생성부(50)와, 38kHz 신호 및 19kHz 신호를 이용하여 스트레오 신호를 합성하는 스트레오 신호합성부(90)와, 기준신호(100kHz)와 스트레오 신호합성부(90)에서 합성된 신호를 이용하여 스트레오 신호를 캐리어신호에 변조시켜 출력신호(RF OUT)로 출력하기 위한 주파수 합성부(60)를 구비한다. 여기서 도1에 도시된 집적회로는 BiCMOS 회로로 구현된다.

또한, FM 송신기는 집적회로(IC)의 신호생성부(50)와 연결되기 위한 크리스탈(X1) 및 캐패시터(C1,C2)를 구비한다.

또한, FM 송신기는 집적회로에서 출력되는 스트레오 신호의 출력레벨을 줄여서 FM변조량을 조절하기 위한 신호감쇠블럭(attenuator)(20)과, 주파수 합성부(60)에서 출력되는 신호에 응답하여 주파수를 걸러내기 위한 루프필터(Loop filter)(21)와, 루프필터(21)의 출력신호와 신호감쇠블럭(20)의 출력신호를 합성하 기 위한 신호합성부(22)를 구비한다.

또한, 신호합성부(22)의 출력신호는 캐패시터(C7,C8,C9), 저항(R1), 가변 다이오드(CD1) 및 인덕터(L1)로 구성된 LC 공진회로를 통해 주파수 합성부(60)로 전달된다. 여기서 캐패시터(C5,C6)는 DC 신호를 차단하기 위해 배치되는 캐패시터이다.

레프트 오디오신호 입력처리부(70)는 볼륨블럭(71), 프리앰프시스 블럭(Pre-emphasis Block)(72), 리미터블럭(Limiter Block)(73), 로우패스필터(Low Pass Filter Block)(74)를 구비한다.

라이트 오디오신호 입력처리부(80)는 불륨블럭(81), 프리앰프시스 블럭(Pre-emphasis Block)(82), 리미터블럭(Limiter Block)(83), 로우패스필터(Low Pass Filter Block)(84)를 구비한다.

스트레오 신호합성부(90)는 라이트 오디오신호(L)와 레프트 오디오신호(R)를 합하여 출력하기 위한 제1 신호합성블럭(91)와, 라이트 오디오신호(R)와 레프트 오디오신호(L)의 차이값(L-R)을 출력하기 위한 신호차감블럭(92)과, 신호차감블럭(92)의 출력을 스트레용 캐리어신호(38kHz)와 곱하여 출력하기 위한 멀티플렉서(93)와, 멀티플렉서(93)의 출력과 신호합성블럭(91)의 출력을 합하여 출력하기 위한 신호합성블럭(94)과, 신호합성블럭(94)에서 출력되는 신호의 선택된 부분을 제거하기 위여 출력시키기 위한 뮤트블럭(95)와, 뮤트블럭(95)의 출력과 파일럿 신호(19kHz)의 출력을 합하여 스트레오 신호로 출력하기 위한 신호합성블럭(96)을 구비한다.

주파수 합성부(Frequency synthesizer)(60)는 인가되는 변조된 신호의 주파수를 가변하여 RF 신호로 출력하기 위한 전압제어 오실레이터(64)와, 전압제어 오실레이터(64)에 의해 출력되는 RF 신호의 레벨을 조절하여 외부로 출력(RF OUT)하기 위한 RF 증폭기(65)와, 전압제어 오실레이터(64)에서 출력되는 RF 신호의 주파수를 디지털 제어코드에 응답하는 주파수로 분주하기 위한 프로그래머블 주파수 디바이드 블럭(61)과, 주파수 디바이드 블럭(61)에서 출력되는 분주된 신호와 기준신호(100kHz)를 비교하여 그 차이에 해당되는 펄스를 출력하기 위한 위상주파수 감지부(62)와, 위상주파수 감지부(62)에서 출력되는 펄스에 대응하여 전하를 펌핑하는 전하펌프(63)와, 디지털 인터페이스 블럭(67)을 구비한다.

한편, 스테레오 신호를 합성하기 위해서는 레프트 오디오신호와 라이트 오디오신호를 서로 합하는 제1 신호합성기와 차감하는 신호차감기와, 신호차감기에서 출력되는 신호를 오실레이터에서 출력되는 38khz의 신호와 혼합하기 위한 혼합기와, 제1 신호합성기에서의 출력과 혼합기에서의 출력을 합성하기 위한 제2 신호합성기와, 제2 신호합성기의 출력을 파일럿신호 생성기에서 출력되는 19khz의 신호와 혼합하기 하여 스트레오 신호로 출력하기위한 제3 신호합성기가 필요하다.

따라서 19khz 신호를 생성하기 위해 파일럿 신호 생성기가 필요한데, 통상 38kHz 신호를 1/2분주하여 출력하게 된다. 여기서 19khz의 신호는 FM 스트레오 방식의 정해진 파일럿(pilot) 신호로서 스트레오 인디케이트(Stereo Indicator)역할을 한다. 38khz의 신호 역시 FM 스트레오 방식에 정해진 신호로서, 두 오디오 신호(Audio L, Audio R)의 차감신호(L-R)를 위한 캐리어(Carrier) 신호이다.

FM 스트레오 방식에서 스트레오 복조를 할 때에 라이트 신호는 L={L+R)+(L-R)}/2로 복조하고, 레프트 신호는 R={L+R)-(L-R)}/2의 방식으로 복조를 한다. 참고로 모노방식에서는 L+R 신호로만 복조를 한다.

전술한 설명에서와 같이, FM 스트레오 방식을 구현하기 위해, 도1에 도시된 종래기술에 의한 FM 송신기의 스트레오 신호합성부(90)는 신호합성블럭(91,94,96, )이 각각 전술한 제1 내지 제3 신호합성기에 해당되며, 신호차감블럭(92)과, 멀티플렉서블럭(93)이 각각 신호 차감기와 혼합기에 해당되는 것이다.

계속해서 도1에 도시된 종래기술에 의한 FM 송신기의 동작을 자세히 설명한다.

먼저 레프트 및 라이트 오디오신호(15kHz이하의 signal)를 L/R Input단을 통해 입력된다. 볼륨블럭(71,81)은 L/R 오디오신호의 볼륨을 조절하는 역할을 한다.또한, FM 방식을 이용하여 오디오신호를 송수신 할 경우 대부분 오디오 신호의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 개선하기 위해 송신시 프리앰프시스블럭(71,81)을 통해 수신시 디 앰프시스(De-emphasis) 처리 한다.

프리앰프시스 블럭(72,82)은 오디오 신호가 20 ~15kHz의 주파수를 가지는데 수신시에 300Hz를 최대점으로 하여 1kHz이상부터 6db/Octave로 감쇠하는 디앰프시스(De-emphasis)를 하는데, 이는 송신시에 오디오 신호의 1kHz이상의 주파수 대역을 강조하기 위해서 의도적으로 1kHz 이상의 오디오신호를 6db/Octave로 증폭하는 역할을 하게 된다. 리미터블럭(73,83)는 FM 송신기용 집적회로 내부에서 Signal들이 왜곡 없이 동작하도록 일정 크기 이상 신호의 크기를 제한 하는 역할을 한다.

로우패스필터 블럭(74,84)은 오디오신호에 실린 오디오 신호의 주파수 대역 이외의 신호들을 제한하는 역할을 한다.

라이트/레프트 오디오신호 입력처리부(70,80)을 통해 전달되는 신호는 스트레오 신호합성부(90)에서 스트레오 신호로 합성된다. 신호합성블럭(91)은 라이트 오디오신호와 레프트 오디오신호를 더하는 역할을 한다.

신호차감블럭(92)은 레프트 오디오신호에서 라이트 오디오신호를 빼는 역할을 한다. 멀티플렉서(93)는 신호차감블럭(92)의 출력과 38kHz 신호를 곱하는 역할을 한다. 신호합성블럭(94)는 신호합성블럭(91)의 출력과 멀티플렉서(93)의 출력을 더하는 역할을 한다. 뮤트블럭(95)은 필요에 따라 의도적으로 오디오 신호를 제거하는 역할을 한다. 신호합성블럭(96)는 뮤트블럭(95)의 출력신호에 19kHz의 파일럿 신호를 더한 다음 출력하는 역할을 한다.

신호생성부(50)는 기준신호(100kHz)와 파일럿 신호(19kHz)와, 스트레오용 캐리어신호(38kHz)를 생성하는 역할을 한다.

먼저, 신호생성부(50)의 오실레이터(51)은 FM 송신기용 IC의 외부 소자인 크리스탈(X1)과, 캐패시터(C1,C2)를 이용하여 7.6MHz의 예비신호를 생성한다. 분주기(52)는 7.6MHz의 예비신호를 4분주하여 1.9MHz 예비신호를 생성하는 역할을 한다.

분주기(53)는 1.9MHz 예비신호를 19분주하여 100kHz의 기준신호(100kHz)를 생성하는 역할을 한다. 분주기(54)는 1.9MHz 예비신호를 50분주하여 38kHz의 스트레용 캐리어신호(38kHz)를 생성하는 역할을 한다.

분주기(55)는 38kHz의 스트레용 캐리어신호(38kHz)를 2분주하여 19kHz의 파 일럿 신호(19khz)를 생성하는 역할을 한다. 레벨조정기(56)는 파일럿 신호(19khz)의 레벨을 고정하는 역할을 한다.

계속해서 주파수 합성부(60)의 동작을 살펴본다.

주파수 합성부(60)의 전하펌프(63)는 위상주파수 감지부(62)에서 출력되는 신호의 펄스폭에 비례하는 전류의 양을 펌핑하거나, 싱킹(sinking)하는 역할을 한다.

전압제어 오실레이터(64)는 70 ~ 120MHz를 가지는 RF 신호를 생성하는 역할을 한다. RF 증폭기(65)는 전압제어 오실레이터(64)에서 출력되는 RF 신호의 레벨을 조절하여 출력하는 역할을 한다.

위상 주파수 감지부(62)는 100kHz의 기준신호와 프로그래머블 주파수 디바이더(61)의 출력신호를 비교하여 그 차이에 해당하는 펄스를 전하펌프(63)로 보낸다.

프로그래머블 주파수 디바이더(61)는 인터페이스회로(67)에서 출력되는 제어코드를 받아서 전압제어 오실레이터의 RF 신호의 출력을 분주하는 역할을 한다.

인터페이스 회로(67)는 외부에서 전달되는 데이터를 입력받아 RF 주파수를 셋팅하는 역할을 하며, 3 와이어 방식으로 외부와 인터페이스 한다.

FM 송신기용 IC의 외부에 배치되는 감쇠블럭(20)은 스트레오 신호인 신호합성블럭(90)의 출력신호의 레벨을 줄여 FM 변조량을 조절하는 역할을 한다.

루프필터(21)는 로우패스필터(Low Pass Filter)로 구성 되어 있으며. 주파수 변조동작중에 발생하는 각종 노이즈(Noise) 주파수 성분을 걸러내고 가변다이오드(Varactor Diode, CD1)의 네거티브 핀에 인가되는 전압을 가변하는 역할을 하여 캐 패시터, 저항, 인덕터(C7,C8,C9,L1,CD1)로 구성된 LC 공진 회로와 함께 전압 제어 오실레이터(64)의 주파수를 가변하는 역할을 한다. 신호합성블럭(22)은 루프필터(21)의 출력과, 감쇠블럭(20)의 출력을 더함으로서, 전압 제어 오실레이터의 FM 변조를 거는 역할을 한다. 여기서 캐패시터(C5,C6)는 신호의 DC 성분을 제거하는 역할을 한다.

지금까지 살펴본 FM 송신기는 외부에 전용 크리스탈을 사용해야만 하는 불편함이 있으며, 오디오 신호의 크기에 관계없이 파일러 신호의 크기가 고정되어 있다. 전원 차단 기능이 없어서 외부에 전원 차단을 위한 스위치를 넣어야 하기 때문에 그 만큼 FM 송신기가 어떤 제품에 적용시 회로의 면적을 손해보고, 그로 인해 제조 가격 상승 요인이 된다.

또한, RF 증폭부의 RF 신호의 크기가 고정되어 있어 다양한 RF 신호의 크기가 필요한 제품에 종래기술에 의한 FM 송신기를 적용하는 데 한계가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 부피를 최대한으로 줄이면서도, 다양하게 적용될 수 있는 FM 송신기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 스트레오용 캐리어신호 및 파일럿 신호를 이용하여, 라이트 오디 오신호와 레프트 오디오신호를 하나의 스트레오 신호로 합성하여 출력하기 위한 신호합성부; 기준신호를 이용하여 상기 신호합성부에서 합성된 스트레오 신호를 캐리어신호에 변조하여 출력하기 위한 주파수 합성부; 상기 스트레오용 캐리어 신호, 상기 파일럿 신호와 상기 기준신호를 생성하여 제공하기 위한 신호생성부; 및 상기 신호합성부, 상기 주파수 합성부 및 상기 신호 생성부의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 전원제어블럭을 구비하는 FM 송신기를 제공한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 FM 송신기를 나타내는 블럭구성도이며, 도3은 종래기술과 본 발명의 실시예에 따른 전원차단을 나타내는 블럭구성도이다.

도2를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 FM 송신기는 스트레오용 캐리어신호(38kHz) 및 파일럿 신호(19kHz)를 이용하여, 라이트 오디오신호(R)와 레프트 오디오신호(L)를 하나의 스트레오 신호로 합성하여 출력하기 위한 신호합성부(100)와, 기준신호(100kHz)를 이용하여 신호합성부(100)에서 합성된 스트레오 신호를 캐리어신호에 변조하여 출력신호(RF OUT)로 출력하기 위한 주파수 합성부(300)와, 스트레오용 캐리어 신호(38kHz), 파일럿 신호(19kHz)와 기준신호(100kHz)를 생성하여 제공하기 위한 신호생성부(200)와, 신호합성부(100), 주파수 합성부(300) 및 신호 생성부(200)의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 전원제어블럭(500)을 구비한다.

신호합성부(100)는 라이트 오디오신호(R)를 입력받아 잡음을 제거하여 전달하기 위한 라이트 오디오 신호처리부(120)와, 레프트 오디오신호(L)를 입력받아 잡음을 제거하여 전달하기 위한 레프트 오디오 신호처리부(110)와, 라이트 오디오 신호처리부(110) 및 레프트 오디오 신호처리부(120)에 의해 각각 처리된 라이트 오디오신호(L)와 레프트 오디오신호(R)를 이용하여 스트레오신호로 합성하기 위한 스트레오신호 합성부(130)를 구비한다.

스트레오신호 합성부(130)는 라이트 오디오신호(L)와 레프트 오디오신호(R)를 합하여 출력하기 위한 제1 신호합성블럭(131)와, 라이트 오디오신호(R)와 레프트 오디오신호(L)의 차이값(L-R)을 출력하기 위한 신호차감블럭(132)과, 신호차감블럭(132)의 출력을 스트레용 캐리어신호(38kHz)와 곱하여 출력하기 위한 멀티플렉서(133)와, 멀티플렉서(133)의 출력과 신호합성블럭(131)의 출력을 합하여 출력하기 위한 신호합성블럭(134)과, 신호합성블럭(134)에서 출력되는 신호의 선택된 부분을 제거하기 위여 출력시키기 위한 뮤트블럭(135)와, 뮤트블럭(135)의 출력과 파일럿 신호(18kHz)의 출력을 합하여 스트레오 신호로 출력하기 위한 신호합성블럭(136)을 구비한다.

라이트 오디오신호 처리부(120)는 입력되는 라이트 오디오신호(R)의 프리앰퍼시스 처리를 하기 위한 프리앰프시스블럭(121)과, 프리앰프시스 블럭(121)에서 출력되는 신호중 일정 크기 이상의 신호의 레벨을 제한하여 출력하는 리미터블럭(122)과, 리미터블럭(122)의 출력의 볼륨조절을 위한 볼륨조절블럭(123)와, 볼륨조 절블럭(123)에서 출력되는 신호중 오디오 신호가 있는 주파수 대역이외의 신호들을 제한하여 출력하기 위한 로우패스필터블럭(124)을 구비한다.

레프트 오디오신호 처리부(110)는 입력되는 레프트 오디오신호(L)의 프리앰퍼시스 처리를 하기 위한 프리앰프시스블럭(111)과, 프리앰프시스 블럭(111)에서 출력되는 신호중 일정크기 이상의 신호의 레벨을 제한하여 출력하는 리미터블럭(112)과, 리미터블럭(112)의 출력의 볼륨조절을 위한 볼륨조절블럭(113)와, 볼륨조절블럭(113)에서 출력되는 신호중 오디오 신호가 있는 주파수 대역이외의 신호들을 제한하여 출력하기 위한 로우패스필터 블럭(114)을 구비한다.

신호생성부(200)는 외부에서 입력되는 클럭신호를 분주하여 기준신호(100kHz)로 출력하기 위한 분주기(210)와, 외부에서 입력되는 클럭신호를 분주하여 스트레오용 캐리어 신호(38kHz)로 출력하기 위한 제1 파일럿 분주기(220)와, 제1 파일럿 분주기(220)에서 출력되는 신호를 분주하여 파일럿 신호(19kHz)로 출력하기 위한 제2 파일럿 분주기(230)와, 제2 파일럿 분주기(230)에서 출력되는 신호의 레벨을 고정하여 출력하기 위한 레벨 쉬프트 블럭(240)와, 인터페이스 회로부(400)의 출력신호에 응답하여 레벨 쉬프트 블럭(240)에서 출력되는 신호를 조절하여 출력하기 위한 파일럿 레벨 제어블럭(250)을 구비한다.

여기서 외부에서 입력되는 클럭신호라는 것은 본 실시예에 따른 FM 송신기가 적용되는 제품에서 제공하는 신호다. 또한, 여기서 제품은 휴대폰, PDA, 네비게이터, PMP등이 FM 송신기가 필요한 다양한 물건을 통칭한다.

주파수 합성부(300)는 신호합성블럭(136)에서 출력되는 스트레오 신호의 출 력레벨을 소정 크기 이상이 되지 않도록 유지시켜 출력하는 신호감쇠블럭(360)과,인가되는 변조된 신호의 주파수를 가변하여 RF 신호로 출력하기 위한 전압제어 오실레이터(340)와, 전압제어 오실레이터(340)에 의해 출력되는 RF 신호의 레벨을 조절하여 외부로 출력(RF OUT)하기 위한 RF 증폭기(350)와, 전압제어 오실레이터(340)에서 출력되는 RF 신호의 주파수를 디지털 제어코드에 응답하는 주파수로 분주하기 위한 프로그래머블 주파수 디바이드 블럭(310)과, 주파수 디바이드 블럭(310)에서 출력되는 분주된 신호와 기준신호(100kHz)를 비교하여 그 차이에 해당되는 펄스를 출력하기 위한 위상주파수 감지부(320)와, 위상주파수 감지부(320)에서 출력되는 펄스에 대응하여 전하를 펌핑하는 전하펌프(330)와, 전하펌프(330)의 출력중 노이즈 성분을 제거하여 출력하기 위해 로우패스필터로 구성되는 루프필터(370)와, 신호감쇠블럭(360)의 출력과 로우패스필터로 구성되는 루프필터(370)의 출력을 합성하기 위한 신호합성블럭(380)과, 신호합성블럭(380)과, 전압제어 오실레이터(340)의 사이에 배치되는 LC 공진회로(390)를 구비한다.

LC 공진회로(390)는 도3에 도시된 바와 같이, 저항(R11), 캐패시터(C15,C16,C17), 가변 다이오드(CD11)와, 인덕터(L11)를 구비한다. 여기서 주파수 합성부를 구성하는 각 블럭중 LC 공진회로(390)와, 신호감쇠블럭(360)과, 루프필터(370)과, 신호합성블럭(380)은 모두 집적회로의 외부소자이며, 나머지는 하나의 FM 송신기용 칩에 구현된다. 여기서 참고적으로 캐패시터(C13,C14)는 DC 신호를 차단하기 위해 배치된 캐패시터이다.

한편, 본 실시예에 따른 FM 송신기는 주파수 합성부(300)에서 사용되는 반송 파의 주파수를 정해주기 위한 디지털 제어신호(CE,DA,CK)를 입력받아 주파수 합성부(300)로 전달하기 위한 인터페이스 회로부(400)를 더 구비한다.

인터페이스 회로부(400)는 인에이블 신호(CE), 데이터 신호(DA) 및 클럭신호(CK)를 입력받아 주파수 합성부(300)를 제어하기 위해 디지털 제어신호를 출력하기 위한 제1 인터페이스 회로(410)와, 데이터 신호(DA) 및 클럭신호(CK)를 입력받아 신호합성부(100), 주파수 합성부(300) 및 신호 생성부(200)의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 내부신호를 출력하기 위한 제2 인터페이스 회로(420)를 구비한다.

바람직하게는, 제1 인터페이스 회로(410)와 제2 인터페이스 회로(420)은 3 와이어(3-wire) 방식과 IIC 방식을 이용하여 인터페이싱을 하게 된다.

또한, 전원제어블럭(500)은 신호합성부(100), 주파수 합성부(300), 신호생성부(200)에 각각 대응하는 전압과 전류를 제공하기 위한 제1 전원제어블럭(510)와,입력되는 신호에 응답하여 신호합성부(100), 주파수 합성부(300), 신호생성부(200)의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 제2 전원제어블럭(520)을 구비한다.

여기서, 제2 전원제어블럭(520)에 입력되는 신호는 제2 인터페이스 회로(420)에서 출력되는 신호를 이용할 수도 있고, 외부에서 입력되는 파워다운 모드용 신호(Power Down)인 것을 특징으로 한다.

이하부터는 도2 및 도3을 참조하여 본 실시예에 따른 FM 송신기의 동작을 자세히 살펴본다.

FM 송신기의 레프트 및 라이트 오디오신호 입력처리부(110,120)로 먼저 오디 오 신호(Audio signal)(15kHz이하의 신호)가 입력 된다.

FM 방식을 이용하여 오디오 신호를 송수신을 할 경우 대부분 오디오 신호의 SNR(Signal to Noise Ratio) 특성을 개선하기 위해 송신시 프리앰프시스(Pre-emphasis)를 하고 수신시 디앰프시스(De-emphasis)를 한다.

프리앰프시스 블럭(111,121)은, 오디오 신호가 대략 20 ~15kHz의 주파수를 가지는데, 수신시에 300Hz를 최대점으로 하여 1kHz이상부터 6db/Octave로 감쇄하는 디 앰프시스(De-emphasis)를 하므로 송신시에 오디오신호의 1kHz이상의 주파수 대역을 강조하기 위해서 의도적으로 1kHz이상의 오디오 신호를 6db/Octave로 증폭하는 역할을 한다.

리미트 블럭(112,122)은 FM 송신기의 IC내부에서 신호의 왜곡 없이 동작하도록 일정 크기 이상 신호의 레벨을 제한하는 역할을 한다. 볼륨블럭(113,123)은 오디오 신호의 볼륨을 조절하는 역할을 한다.

로우패스필터 블럭(114,124)은 오디오 신호가 실린 주파수 대역 이외의 신호들을 들을 제한하는 역할을 한다.

스트레오 신호 합성부(130)는 라이트 오디오신호(R)와 레프트 오디오 신호(L)를 이용하여 스트레오 신호를 만드는 역할을 한다.

신호합성블럭(131)은 라이트 오디오신호(R)와 레프트 오디오 신호(L)를 더하는 역할을 한다. 신호차감블럭(132)은 레프트 오디오 신호(R)에서 라이트 오디오 신호(L)를 빼는 역할을 한다.

멀티플렉서(133)는 신호차감블럭(132)의 출력에 38kHz의 스트레오용 캐리어 신호(38kHz)를 곱하는 역할을 한다.

신호합성블럭(134)은 신호합성블럭(131)의 출력과 멀티플렉서(133)의 출력을 더하는 역할을 한다. 뮤트블럭(135)는 필요에 따라 의도적으로 오디오 신호를 제거하는 역할을 한다. 신호합성블럭(136)은 뮤트블럭(135)의 출력신호에 19kHz의 파일런 신호를 더하는 역할을 한다.

신호생성부(200)는 기준신호(100kHz)와 파일럿 신호(19kHz)와, 스트레오용 캐리어신호(38kHz)를 생성하는 역할을 한다.

먼저, 신호생성부(200)의 분주기(210)는 FM 송신기가 적용되는 제품에서 제공되는 클럭신호를 입력받아 분주하여 기준신호(100kHz)를 생성한다.

또한 제1 파일럿 분주기(220)는 FM 송신기가 적용되는 제품에서 제공되는 클럭신호를 입력받아 분주하여 38kHz의 스트레용 캐리어신호(38kHz)를 생성하는 역할을 한다.

또한, 제1 파일럿 분주기(230)는 38kHz의 스트레용 캐리어신호(38kHz)를 2분주하여 19kHz의 파일럿 신호(19khz)를 생성하는 역할을 한다.

레벨쉬프트 블럭(260)은 파일럿 신호(19khz)의 레벨을 고정하는 역할을 하며, 파일럿 레벨 제어블럭은 파일럿 신호(19khz)의 크기를 인터페이스 회로(400)의 제어신호에 따라 조절하는 역할을 한다.

계속해서 주파수 합성부(300)의 동작을 살펴본다.

주파수 합성부(300)의 전하펌프(11)는 위상주파수 감지부(320)에서 출력되는 신호의 펄스폭에 비례하는 전류의 양을 펌핑하거나, 싱킹(sinking)하는 역할을 한 다.

전압제어 오실레이터(340)는 70 ~ 120MHz를 가지는 RF 신호를 생성하는 역할을 한다. RF 증폭기(350)는 전압제어 오실레이터(340)에서 출력되는 RF 신호의 레벨을 조절하여 출력하는 역할을 한다.

위상 주파수 감지부(320)는 100kHz의 기준신호와 프로그래머블 주파수 디바이더(310)의 출력신호를 비교하여 그 차이에 해당하는 펄스를 전하펌프(330)로 보낸다.

프로그래머블 주파수 디바이더(310)는 제1 인터페이스회로(410) 또는 제2 인터페이스 회로(420)에서 출력되는 제어코드를 받아서 전압제어 오실레이터의 RF 신호의 출력의 주파수를 분주하는 역할을 한다.

제1 인터페이스 회로(410)는 외부에서 전달되는 데이터를 입력받아 RF 주파수를 셋팅하는 역할을 하며, RF 신호의 크기를 조절하고, 파일럿 레벨의 크기를 조절하며, FM 송신기의 내부에서 전원을 차단하는 역할을 하며, 3 와이어 방식을 사용한다.

제2 인터페이스 회로(420)도 외부에서 입력되는 데이터에 의해서 RF 주파수를 셋팅하는 역할을 하며, RF 신호의 크기를 조절하고, 파일럿 레벨의 크기를 조절하며, FM 송신기의 내부에서 전원을 차단하는 역할을 하며, IIC 방식, 즉 2개의 라인을 통해 외부와 인터페이싱한다.

이렇게 2개의 인터페이스 회로를 구비하여 본 발명에 의한 FM 송신기가 다른 시스템(예를 들어 MP3, 휴대용 또는 차량용 음악기기, 휴대혼, PDA, 네비게이트등 )에 적용될 때에 다양한 인터페이싱을 할 수 있게 된다. 적용되는 기기들의 MPU의 인터페이싱 방법이 IIC 즉, 2라인 인터페이싱 방식을 따를 경우 유용하게 인터페이싱할 수 있게 되는 것이다. 또한, IIC 방식만의 인터페이스를 구비하게 되면, 인에이블 신호가 입력되는 핀을 줄일 수 이득이 있다.

제1 전원제어블럭(510)은 신호합성부(100), 주파수 합성부(300), 신호생성부(200)에 각각 대응하는 전압과 전류를 제공하는 역할을 하며, 인터페이스 블럭(400)의 제어신호에 따라 각 블럭에 제공되는 적절히 전압과 전류를 가감하는 역할을 한다.

제2 전원제어블럭(520)은 전원차단블럭으로 인터페이스 블럭(400)의 제어신호에 따라 신호합성부(100), 주파수 합성부(300), 신호생성부(200)의 전원을 제어하거나, 외부에서 입력되는 제어신호(Power down)에 따라 각 블럭의 전원을 제어한다.

FM 송신기용 IC의 외부에 배치되는 감쇠블럭(360)은 스트레오 신호인 신호합성블럭(136)의 출력신호의 레벨을 줄여 FM 변조량을 조절하는 역할을 한다.

루프필터(370)는 로우패스필터(Low Pass Filter)로 구성 되어 있으며. 주파수 변조동작중에 발생하는 각종 노이즈(Noise) 주파수 성분을 걸러내고 가변다이오드(Varactor Diode, CD11)의 네거티브 핀에 인가되는 전압을 가변하는 역할을 하여 캐패시터, 저항, 인덕터(C15,C16,C17,L11,CD11)로 구성된 LC 공진 회로(390)와 함께 전압 제어 오실레이터(340)의 주파수를 가변하는 역할을 한다.

신호합성블럭(380)은 루프필터(370)의 출력과, 감쇠블럭(360)의 출력을 더함 으로서, 전압 제어 오실레이터의 FM 변조를 거는 역할을 한다. 여기서 캐패시터(C13,C14)는 신호의 DC 성분을 제거하는 역할을 한다.

여기서 도2의 도면부호 600은 본 실시예에 따른 FM송신기가 적용되는 제품을 나타낸다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 FM 송신기의 가장 특징은 먼저, FM 송신가가 적용되는 제품 즉, 어플리케이션과 중복되는 외부 컴포넌트(component)와 내부 블럭들을 최대한 줄여서, 전체적인 제품의 비용 및 부피도 줄일 수 있어서, FM 송신기가 제품에 적용될 때에 제약사항들을 많이 제거한 것이다.

종래기술에 의한 FM 송신기는 주파수가 정해진 크리스탈을 사용해야만 했는데, 본 발명에 따른 FM 송신기는 전용 크리스탈을 사용하지 않고, 제품에서 제공되는 클럭의 분주비를 조정하여 내부에서 필요한 클럭신호를 사용하기 때문에 부피 및 제조비용을 줄일 수 있게 되었으며, 다양한 제품에 쉽게 적용될 수 있게 된 것이다.

또한 오디오 신호의 크기에 따라 파일럿 신호의 크기를 조절할 수 있게 된 것도 본 발명에 의한 특징이다.

또한, 이전에는 FM 송신기에 자체 전원차단 기능이 없어서, 도3의 (A)처럼 외부에 전원차단을 위한 스위치(MOSfET 또는 BJT 트랜지스터)를 넣어야 했지만, 본 발명에 의해서 FM송신기 내부에 자체 전원차단 블럭이 있어 부피 및 제작비용은 물론이며 보다 효과적으로 전원차단을 수행할 수 있게 되었다.

또한 종래기술에 의한 FM 송신기는 FM 신호의 파워 레벨이 고정되어 있었는 데, 본 발명에 의한 FM 송신기는 디지털 인터페이스 회로에 따라 FM 신호의 파워레벨을 조절할 수 있어 다양한 RF 신호의 크기가 필요한 어플리케이션에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 FM 송신기는 최근에 FM 송신기가 적용되는 기기들의 MPU들의 신호 인터페이싱 방식인 IIC를 이용한 인터페이싱 방식이 가능하도록 하기 위해 3 와이어 방식의 인터페이스 회로(410)와, 2 라인방식의 인터페이스 회로(420)를 모두 구비한 것이다. 만약 2 라인방식의 인터페이스 회로(420)를 이용하게 되면 FM 송신기용 집적회로의 외부 입력핀을 하나 절약할 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명과 같은 구조로 FM 송신기를 구성함으로서 FM 송신기용 IC의 외보소자와 내부소자를 크게 줄여서 제품의 제조 개발비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제조되는 FM 송신기의 부피도 크게 줄일 수 있다.

Claims

스트레오용 캐리어신호 및 파일럿 신호를 이용하여, 라이트 오디오신호와 레프트 오디오신호를 하나의 스트레오 신호로 합성하여 출력하기 위한 신호합성부;

기준신호를 이용하여 상기 신호합성부에서 합성된 스트레오 신호를 캐리어신호에 변조하여 출력하기 위한 주파수 합성부;

상기 스트레오용 캐리어 신호, 상기 파일럿 신호와 상기 기준신호를 생성하여 제공하기 위한 신호생성부; 및

상기 신호합성부, 상기 주파수 합성부 및 상기 신호 생성부의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 전원제어블럭

을 구비하는 FM 송신기.
제 1 항에 있어서,

상기 전원제어블럭은 외부에서 디지털 제어 신호를 입력받아 상기 신호합성부, 상기 주파수 합성부 및 상기 신호생성부에 각각 대응하는 전압과 전류를 제공하기 위한 제1 전원제어블럭; 및

외부에서 디지털 제어 신호를 입력받아 상기 신호합성부, 상기 주파수 합성부 및 상기 신호 생성부의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 제2 전원제어블럭을 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 2 에 있어서,

상기 주파수 합성부에서 사용되는 변조주파수를 정해주기 위한 디지털 제어신호를 입력받아 상기 주파수 합성부로 전달하기 위한 인터페이스 회로부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 3 항에 있어서,

상기 인터페이스 회로부는

외부에서 디지털 제어 신호를 입력받아 상기 주파수 합성부와 상기 신호생성부를 제어하고 상기 신호합성부, 상기 주파수 합성부 및 상기 신호 생성부의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 내부신호를 출력하기 위한 제1 인터페이스 회로 및

상기 디지털 제어 신호를 입력받아 상기 주파수 합성부와 상기 신호생성부를 제어하고 상기 신호합성부, 상기 주파수 합성부 및 상기 신호 생성부의 전원을 선택적으로 차단하기 위한 내부신호를 출력하기 위한 제2 인터페이스 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 4 항에 있어서,

상기 제2 전원제어블럭에 입력되는 신호는 상기 제1인터페이스 회로 혹은 제2 인터페이스 회로에서 출력되는 신호인 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 4 항에 있어서,

상기 제2 전원제어블럭에 입력되는 신호는 외부에서 입력되는 파워다운 모드용 신호인 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 1 항에 있어서,

상기 신호합성부는

상기 라이트 오디오신호를 입력받아 잡음을 제거하여 전달하기 위한 라이트 오디오 신호처리부;

상기 레프트 오디오신호를 입력받아 잡음을 제거하여 전달하기 위한 레프트 오디오 신호처리부; 및

상기 라이트 오디오 신호처리부 및 레프트 오디오 신호처리부에 의해 각각 처리된 라이트 오디오신호와 레프트 오디오신호를 이용하여 스트레오신호로 합성하기 위한 스트레오신호 합성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 7 항에 있어서,

상기 스트레오신호 합성부는

상기 라이트 오디오신호와 레프트 오디오신호를 합하여 출력하기 위한 제1 신호합성블럭;

상기 라이트 오디오신호와 레프트 오디오신호의 차이값을 출력하기 위한 신호차감블럭;

상기 신호차감블럭의 출력을 상기 스트레용 캐리어신호와 곱하여 출력하기 위한 멀티플렉서;

상기 멀티플렉서의 출력과 상기 신호합성블럭의 출력을 합하여 출력하기 위한 제2 신호합성블럭;

상기 제2 신호합성블럭에서 출력되는 신호의 선택된 부분을 제거하기 위여 출력시키기 위한 뮤트블럭; 및

상기 뮤트블럭의 출력과 상기 파일럿 신호의 출력을 합하여 스트레오 신호로 출력하기 위한 제3 신호합성블럭을 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 8 항에 있어서,

상기 라이트 오디오신호 처리부는

입력되는 라이트 오디오신호의 프리앰퍼시스 처리를 하기 위한 프리앰프시스블럭;

상기 프리앰프시스 블럭에서 출력되는 신호중 일정크기 이상의 신호의 레벨을 제한하여 출력하는 리미터블럭;

상기 리미터 블럭의 출력신호의 볼륨을 조절하기 위한 볼륨조절블럭; 및

상기 볼륨조절블럭의 출력중 오디오 신호가 있는 주파수 대역이외의 신호들을 제한하여 출력하기 위한 로우패스필터블럭을 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 9 항에 있어서,

상기 레프트 오디오신호 처리부는

입력되는 레프트 오디오신호의 프리앰퍼시스 처리를 하기 위한 프리앰프시스블럭;

상기 프리앰프시스 블럭에서 출력되는 신호중 일정크기 이상의 신호의 레벨을 제한하여 출력하는 리미터블럭;

상기 리미터블럭의 볼륨을 조절하기 위한 볼륨조절블럭; 및

상기 볼륨조절블럭의 출력신호중 오디오 신호가 있는 주파수 대역이외의 신호들을 제한하여 출력하기 위한 로우패스필터블럭을 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 10 항에 있어서,

신호생성부는

외부에서 입력되는 클럭신호를 분주하기 위한 분주기;

상기 외부에서 입력되는 클럭신호를 분주하여 출력하기 위한 제1 파일럿 분주기;

상기 제1 파일럿 분주기에서 출력되는 신호를 분주하여 출력하기 위한 제2 파일럿 분주기;

상기 제2 파일럿 분주기에서 출력되는 신호의 레벨을 고정하여 출력하기 위한 레벨 쉬프트 블럭; 및

상기 인터페이스 회로부의 출력신호에 응답하여 상기 레벨 쉬프트 블럭에서 출력되는 신호를 조절하여 출력하기 위한 파일럿 레벨 제어블럭을 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 11 항에 있어서,

상기 분주기는

외부에서 입력되는 클럭신호를 분주하여 100kHz의 상기 기준신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 12 항에 있어서,

상기 제1 파일럿 분주기는

외부에서 입력되는 클럭신호를 분주하여 38kHz의 상기 스트레오용 캐리어신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 13 항에 있어서,

상기 제2 파일럿 분주기는

상기 제1 파일럿 분주기에서 출력되는 38kHz의 신호를 분주하여 19kHz의 상기 파일럿신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 11 항에 있어서,

상기 주파수 합성부는

상기 신호합성부에서 출력되는 스트레오 신호의 출력레벨을 소정 크기 이상이 되지 않도록 유지시켜 출력하는 신호감쇠블럭;

인가되는 변조된 신호의 주파수를 가변하여 RF신호로 출력하기 위한 전압제어 오실레이터;

상기 전압제어 오실레이터에 의해 출력되는 RF 신호를 레벨을 조절하여 외부로 출력하기 위한 RF 증폭기;

상기 전압제어 오실레이터에서 출력되는 RF 신호의 주파수를 상기 인터페이스 회로부에서 출력되는 디지털 신호에 응답하는 주파수로 분주하기 위한 프로그래머블 주파수 디바이드 블럭;

상기 주파수 디바이드 블럭에서 출력되는 분주된 신호와 상기 기준신호를 비교하여 그 차이에 해당되는 펄스를 출력하기 위한 위상주파수 감지부;

상기 위상주파수 감지부에서 출력되는 펄스에 대응하여 전하를 펌핑하는 전하펌프;

상기 전하펌프의 출력중 노이즈 성분을 제거하여 출력하기 위한 루프필터;

상기 신호감쇠블럭의 출력과 상기 루프필터의 출력을 합성하기 위한 신호합성블럭; 및

상기 신호합성블럭과, 전압제어 오실레이터의 사이에 배치되는 LC 공진회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 송신기.
제 1 항 내지 제15항 중 어느한 항에 있어서,

CMOS 제조공정에 의해 반도체 IC로 구현된 것을 특징으로 하는 FM 송신기.