KR100714793B1 - 케이블 텔레비전용 레벨 미터의 수신 대역폭 확장회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 5~950 MHz의 RF 신호 중 5~50 MHz 대역의 인터넷신호와 50~950 MHz 대역의 방송신호를 CPU의 제어로 선택적으로 필터링하는 두 개의 대역 필터로 구성된 필터부와, 필터부를 통과한 RF 신호를 일정레벨로 감쇄시키는 감쇄기와, 외부입력에 의해 선택된 채널에 따라 CPU의 제어로 제어전압을 출력하는 PLL과, 선택된 채널이 인터넷 혹은 방송신호인지를 인지한 CPU의 제어로 VCO의 발진주파수 대역을 전환하기 위한 전원을 출력하는 대역 전환기와, PLL의 제어전압과 대역 전환기의 전원레벨에 따라 인터넷 혹은 방송신호를 처리하기 위한 국부발진주파수를 발진하여 변환기에 공급하는 VCO와, RF 신호와 국부 발진주파수를 합성시켜 IF 필터에 제공하는 변환기 및 변환기로부터 출력되는 신호로부터 중간주파수를 필터링하여 후단으로 출력하는 IF 필터로 구성된 CATV용 레벨 미터의 수신 대역폭 확장회로에 관한 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 5∼50 MHz 대역의 인터넷신호를 포함해서 50∼950 MHz 대역의 CATV용 방송신호를 모두 수신 처리하면서도 부품 수를 최소한으로 줄여 튜너를 포함하는 장치를 소형화할 수 있다.

튜너, 대역 필터, VCO, PLL, 대역전환, 믹서, 변환기.

Description

케이블 텔레비전용 레벨 미터의 수신 대역폭 확장회로{receiving bandwidth expension circuit of level meter for CATV}

도1은 종래의 CATV용 레벨 미터의 일부분을 나타낸 도면이다.

도2는 도1에 개시된 대역 필터를 포함하는 주요부분을 나타낸 도면이다.

도3은 본 발명에 의한 CATV용 레벨 미터의 수신 대역폭 확장회로를 나타낸 도면이다.

도4는 도3에 개시된 필터부를 나타낸 도면이다.

도5는 도3에 개시된 PLL과 VCO 및 대역 전환기를 나타낸 도면이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 안테나 12 : 입력 보호회로

13 : 필터부 13a : 저주파 대역필터

13b : 고주파 대역필터 14 : 감쇄기

15 : 변환기 16 : PLL

17 : VCO 18 : 대역 전환기

19 : IF 필터 20a, 20b : 마이크로 스위치

OP : 연산증폭기 VCD1~VCD3 : 가변용량 다이오드

R1~R14 : 저항 C1~C13 : 커패시터

L1 : 코일 Q1, Q2 : 트랜지스터

본 발명은 인터넷이나 다채널의 방송신호의 수신레벨을 측정하기 위한 CATV용 레벨미터의 수신 대역폭 확장회로에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 5∼50 MHz 대역의 인터넷신호와 50∼950 MHz 대역의 방송신호를 적은 구성요소와 간단한 구조의 대역필터와 VCO(Voltage Controlled Oscillator) 등을 이용하여 인터넷 및 방송을 위한 주파수 대역의 신호만을 얻을 수 있도록 하는 CATV용 레벨미터의 수신 대역폭 확장회로에 관한 것이다.

일반적으로 CATV용 튜너(tuner) 또는 CATV용 레벨 미터의 튜너는 안테나를 통해 RF 신호를 입력받아 IF 신호로 변환한 후 이를 검파하여 비디오신호와 오디오신호로 분리하여 출력하는 것으로서, 이는 도1에 도시한 바와 같이, 안테나(101)와, 입력 보호회로(102)와, 대역 필터(103)(104)(105), PLL(106), VCO(107)(108)(109), 변환기(110), IF 필터(111) 등으로 구성된다.

안테나(101)는 50∼950 MHz 대역의 RF 신호를 수신한다. 입력 보호회로(102)는 RF 신호를 전송하는 중에 혼입된 잡음, 즉 후단의 구동에 영향을 미칠 수 있는 신호를 제거하는 역할을 한다.

서로 다른 특성을 갖는 3개의 대역 필터(103)(104)(105)는 도시되지 않은 CPU의 제어로 50∼950 MHz 대역의 RF 신호를 저주파수 대역, 중간주파수 대역, 고 주파수 대역으로 나누어 필터링(filtering)한 후 이를 변환기(110)(mixer)(converter)에 공급한다(도2 참조).

또한, 50∼950 MHz 대역의 RF 신호로부터 47.75 MHz의 방송신호를 얻기 위해 서로 다른 특성을 가지는 VCO(107)(108)(109)로부터 발진된 국부발진주파수를 변환기(110)에 RF 신호와 함께 공급한다.

즉, CPU는 외부입력으로 선택된 채널의 RF 신호를 수신하기 위해 다수의 대역필터(103)(104)(105) 중 해당 채널의 RF 신호를 필터링하는 대역필터를 구동시킴과 동시에 다수의 VCO(107)(108)(109) 중 하나의 VCO에 PLL(106)의 제어전압을 인가시켜 해당 채널의 RF 신호를 방송신호로 변환할 수 있는 주파수를 가지는 국부발진주파수를 발진시켜 변환기(110)에 제공할 수 있도록 한다.

따라서, 특정 채널의 RF 신호를 변환기(110)가 방송신호로 변환하여 IF 필터(111)에 제공하므로 CATV는 방송신호를 수신 처리할 수 있고, CATV용 레벨미터는 방송신호의 레벨을 측정할 수 있다.

최근 들어, CATV용 케이블은 50∼950 MHz 대역의 방송신호 뿐만 아니라 5∼50 MHz 대역의 인터넷신호(상향신호)까지도 전송하는 역할을 하는데, 이를 수신 처리하기 위해 CATV 및 CATV용 레벨미터의 튜너는 별도의 대역필터와 VCO 등을 구비해야 한다.

설령, 5∼50 MHz 대역의 인터넷신호를 처리하기 위한 별도의 대역 필터나 VCO가 추가적으로 구성된다 하더라도 변환기(110)가 RF 신호와 VCO(107)(108)(109)의 국부발진주파수를 RF 신호의 주파수보다 낮은 하측주파수 대역으로 변환하고 IF 필터(111)가 6∼8 MHz의 대역폭을 가지므로 5∼50 MHz 대역의 RF 신호가 변환된 인터넷신호와 함께 VCO(107)(108)(109)에서 발진한 국부발진주파수까지 IF 필터(111)를 통과하게 되어 후단에서 필요한 인터넷 신호만을 얻을 수 없다.

본 발명의 목적은 5∼50 MHz 대역의 인터넷신호를 포함해서 50∼950 MHz 대역의CATV용 방송신호를 모두 수신 처리하면서도 부품 수를 최소한으로 줄여 튜너를 포함하는 장치를 소형화할 수 있도록 하는 CATV용 레벨 미터의 수신 대역폭 확장회로를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안테나와 입력 보호회로를 통해 수신된 5~950 MHz의 RF 신호 중 5~50 MHz 대역의 인터넷신호와 50~950 MHz 대역의 방송신호를 외부입력에 의해 선택된 채널에 따라 CPU의 제어로 선택적으로 필터링하는 두 개의 대역 필터로 구성된 필터부; 상기 필터부를 통과한 RF 신호를 일정레벨로 감쇄시키는 감쇄기; 외부입력에 의해 선택된 채널에 따라 CPU의 제어로 제어전압을 출력하는 PLL; 선택된 채널이 인터넷 혹은 방송신호인지를 인지한 CPU의 제어로 VCO의 발진주파수 대역을 전환하기 위한 전원을 출력하는 대역 전환기; 상기 PLL의 제어전압과 대역 전환기의 전원레벨에 따라 인터넷 혹은 방송신호를 처리하기 위한 국부발진주파수를 발진하여 변환기에 공급하는 VCO; 상기 감쇄기로부터 공급되는 RF 신호와 상기 VCO의 국부 발진주파수를 합성시켜 IF 필터에 제공하는 변환기; 및 상기 변환기로부터 출력되는 신호로부터 중간주파수를 필터링하여 후단으 로 출력하는 IF 필터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 필터부는, 5~50 MHz 대역의 인터넷신호와 50~950 MHz 대역의 방송신호를 필터링할 수 있는 두 개의 대역필터로 구성되고, 상기 대역필터의 전단과 후단에는 CPU의 제어로 두 개의 대역 필터를 입력 보호회로와 감쇄기에 선택적으로 접속시켜 주는 마이크로 스위치가 접속되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 VCO는, 상기 대역 전환기로부터 공급되는 전원레벨에 따라 정전용량이 최대치 혹은 최소치로 가변되어, VCO가 발진할 수 있는 국부 발진주파수 대역을 인터넷 혹은 방송신호를 처리할 수 있는 주파수 대역으로 전환하는 가변용량 다이오드가 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 CATV용 레벨 미터(level meter)의 수신 대역폭 확장회로를 나타낸 것으로서, 이는 안테나(11)와, 입력 보호회로(12)와, 필터부(13), 감쇄기(14), PLL(16), VCO(17), 대역 전환기(18), 변환기(15), IF 필터(19) 등으로 구성된다.

안테나(11)는 5∼950 MHz 대역의 RF 신호를 수신한다. 입력 보호회로(12)는 RF 신호를 전송하는 중에 혼입된 잡음, 즉 후단의 구동에 영향을 미칠 수 있는 신호를 제거하는 역할을 한다.

서로 다른 특성을 갖는 2개의 대역 필터로 구성된 필터부(13)는 도시되지 않은 CPU의 제어로 5∼950 MHz 대역의 RF 신호를 저주파수 대역과 고주파수 대역으로 나누어 필터링(filtering)한 후 이를 감쇄기(14)를 통해 적정 레벨로 감쇄시켜 변환기(15)(mixer)(converter)에 공급한다.

또한, 5∼950 MHz 대역의 RF 신호로부터 1,200 MHz의 상측주파수 대역의 신호를 얻기 위해 VCO(17)로부터 발진된 국부발진주파수가 변환기(15)에 RF 신호와 함께 공급된다.

외부입력으로 선택된 채널의 RF 신호를 수신하기 위해 도4에 도시한 바와 같이 CPU는 필터부(13)의 전단과 후단에 위치한 마이크로 스위치(20a)(20b)에 0 V의 "로우"레벨 제어신호나 5 V의 "하이"레벨 제어신호를 선택적으로 공급하게 된다. 즉, CPU는 외부입력으로 선택된 채널의 RF 신호가 5∼50 MHz 대역의 인터넷신호인 경우에는 "하이"레벨의 제어신호를 마이크로 스위치(20a)(20b)에 인가시켜 입력 보호회로(12)를 통과한 RF 신호가 저주파 대역필터(13a)를 통해 감쇄기(14)에 공급되도록 하고, 50∼950 MHz 대역의 방송신호인 경우에는 "로우"레벨의 제어신호를 마이크로 스위치(20a)(20b)에 인가시켜 입력 보호회로(12)를 통과한 RF 신호가 고주파 대역필터(13b)를 통해 감쇄기(14)에 공급되도록 한다.

여기서, 저주파 대역 필터(13a)는 5∼50 MHz 대역의 인터넷 신호를 그리고 고주파 대역필터(13b)는 50∼950 MHz 대역의 방송신호만을 통과시키는 대역필터를 예로 들 수 있다.

또한, CPU는 필터부(13)를 구성하는 대역 필터(13a)(13b)의 선택적인 구동을 제어함과 동시에 PLL(16)과 대역 전환기(18)에 제어신호를 출력하여 VCO(17)에서 발진하는 국부 발진주파수를 조절한다. 즉, VCO(17)에 가해지는 PLL(16)의 제어전 압이 CPU의 제어로 조절됨에 따라 VCO(17)는 외부입력에 의해 선택된 채널의 RF신호를 처리할 수 있는 국부 발진주파수를 발진하여 변환기(15)에 공급한다.

이때 VCO(17)는 인터넷과 방송신호를 포함하는 모든 RF 신호를 처리할 수 있는 모든 주파수 대역의 국부 발진주파수를 발진할 수 없어, 대역 전환기(18)의 구동에 따라 저주파 대역(인터넷)의 RF 신호를 처리할 수 있는 국부발진주파수나 고주파 대역(방송)의 RF 신호를 처리할 수 있는 국부 발진주파수를 선택적으로 발진하게 된다.

이렇게 외부입력에 의해 선택된 채널의 RF 신호와 CPU의 제어로 VCO(17)에 발진한 국부발진주파수가 변환기(15)에 의해 혼합된 후 IF 필터(19)를 통해 후단에 중간주파수로 공급되므로 인터넷 통신이 가능할 뿐더러 CATV를 통해 방송신호를 시청할 수 있고, CATV용 레벨 미터로는 방송신호와 함께 인터넷신호의 수신레벨까지도 측정이 가능하다.

도5는 위에서 설명된 PLL(16)과 VCO(17) 및 대역 전환기(18)를 나타낸 것으로서, VCO(17)에서 발진한 국부 발진주파수는 변환기(15)에 공급됨과 동시에 PLL(16)로 궤환되는데, 이는 PLL(16)로 하여금 VCO(17)에서 발진하는 국부 발진주파수를 확인한 후 정확한 국부 발진주파수를 발진할 수 있도록 제어전압을 미세조정할 수 있도록 하기 위함이다.

보다 구체적으로는 PLL(16)은 CPU의 제어로 외부입력에 의해 선택된 인터넷 혹은 방송신호를 얻기 위해 선택된 인터넷이나 방송신호에 대응하는 위상 제어용 펄스 열을 출력한다. 이 펄스 열은 커패시터(C1)(C13)와 연산증폭기(OP)를 포함하 는 LPF(Low Pass Filter)에 의해 DC 제어전압으로 변환된다.

이 LPF의 DC 제어전압을 인가받은 코일(L1)과 가변용량 다이오드(VCDD2)(VCD3)(Variable Capacitance Diode)로 구성된 동조회로는 DC 제어전압에 의해 가변용량 다이오드(VCD2)(VCD3)의 정전용량이 연속적으로 가변되면서 DC 제어전압에 대응하는 고주파 신호를 출력한다.

이 고주파 신호가 트랜지스터(Q2)를 포함하는 증폭회로를 통해 변환기(15)에 국부 발진주파수로 제공되는데, 이렇게 PLL(16)로부터 출력되는 제어전압에 의해 조절된 국부 발진주파수가 인터넷과 방송신호를 모두 처리할 수 있는 대역에 있지 못하므로 인터넷과 방송신호를 모두 처리 가능하도록 대역폭을 확장한다.

즉, CPU는 PLL(16)의 제어전압을 조정하여 국부 발진주파수를 조정함과 동시에 외부입력에 의해 선택된 채널이 인터넷 혹은 방송신호를 인지를 확인한다. 그리고, 방송신호인 경우 CPU는 대역 전환기(18)에 0V, 즉 "로우"레벨의 제어신호를 출력하여 스위치 역할을 하는 트랜지스터(Q1)가 '오프'되면서 가변용량 다이오드(VCD1)에 Vcc 전원이 가해져 가변용량 다이오드(VCD1)의 정전용량이 최소치를 가지도록 한다. 따라서, CPU의 제어로 PLL(16)의 제어전압이 조정됨에도 불구하고 가변용량 다이오드(VCD1)의 정전용량이 최소치를 가지므로 변환기(15)에 공급되는 국부 발진주파수가 방송신호 신호를 처리할 수 있는 대역으로 확장된다.

또한, 인터넷신호인 경우 CPU는 대역 전환기(18)에 5V, 즉 "하이"레벨의 제어신호를 출력하여 스위치 역할을 하는 트랜지스터(Q1)가 '온'되면서 가변용량 다이오드(VCD1)에 Vcc 전원이 가해지지 않고 트랜지스터(Q1)를 통해 접지로 흘러 가 변용량 다이오드(VCD1)의 정전용량이 최대치를 가지도록 한다. 따라서, CPU의 제어로 PLL(16)의 제어전압이 조정됨에도 불구하고 가변용량 다이오드(VCD1)의 정전용량이 최대치를 가지므로 변환기(15)에 공급되는 국부 발진주파수가 인터넷(상향)신호를 처리할 수 있는 대역으로 확장된다.

즉, 방송대역 선택시에는 총 부유용량으로 인한 주파수 확장제한을 상쇄시키며, 인터넷(상향)신호 선택시에는 총 부유용량을 그대로 이용한다.

따라서, 본 발명에 의한 CATV용 레벨미터의 수신 대역폭 확장회로에 의하면, 본 발명은 5∼50 MHz 대역의 인터넷신호를 포함해서 50∼950 MHz 대역의CATV용 방송신호를 모두 수신 처리하면서도 부품 수를 최소한으로 줄여 튜너를 포함하는 장치를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 안테나와 입력 보호회로를 통해 수신된 5~950 MHz의 RF 신호 중 5~50 MHz 대역의 인터넷신호와 50~950 MHz 대역의 방송신호를 외부입력에 의해 선택된 채널에 따라 CPU의 제어로 선택적으로 필터링하기 위한 5~50 MHz 대역의 인터넷신호와 50~950 MHz 대역의 방송신호를 필터링할 수 있는 두 개의 대역필터로 구성된 필터부;

   상기 필터부를 통과한 RF 신호를 일정레벨로 감쇄시키는 감쇄기;

   외부입력에 의해 선택된 채널에 따라 CPU의 제어로 제어전압을 출력하는 PLL;

   선택된 채널이 인터넷 혹은 방송신호인지를 인지한 CPU의 제어로 VCO의 발진주파수 대역을 전환하기 위한 전원을 출력하는 대역 전환기;

   상기 PLL의 제어전압과 대역 전환기의 전원레벨에 따라 인터넷 혹은 방송신호를 처리하기 위한 국부발진주파수를 발진하여 변환기에 공급하는 VCO;

   상기 감쇄기로부터 공급되는 RF 신호와 상기 VCO의 국부 발진주파수를 합성시켜 IF 필터에 제공하는 변환기; 및

   상기 변환기로부터 출력되는 신호로부터 중간주파수를 필터링하여 후단으로 출력하는 IF 필터;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 CATV용 레벨 미터의 수신 대역폭 확장회로.
2. 제1항에 있어서,

   상기 대역 필터의 전단과 후단에 CPU의 제어로 두 개의 대역 필터를 입력 보호회로와 감쇄기에 선택적으로 접속시켜 주는 마이크로 스위치가 접속되는 것을 특징으로 하는 CATV용 레벨 미터의 수신 대역폭 확장회로.
3. 삭제

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