KR100735919B1

KR100735919B1 - 영상신호 수신장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100735919B1
Application number: KR1020050037647A
Authority: KR
Inventors: 김동원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2007-07-06
Also published as: US7715506B2; KR20060115417A; US20060252395A1

Abstract

본 발명은 영상신호 수신장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상신호 수신장치는 영상신호 수신장치에 있어서, 외부로부터 RF신호를 수신하고, 수신된 RF 신호를 증폭하는 저잡음증폭부; 상기 저잡음증폭부로부터의 증폭된 상기 RF 신호에 대해 소정의 채널로 튜닝하는 튜너; 상기 튜너로부터 출력되는 신호를 복조하고, 상기 복조된 신호의 신호대잡음비를 산출하는 신호분석부; 및 상기 자동이득 제어신호 및 상기 신호분석부로부터의 상기 신호대잡음비를 소정의 기준레벨과 비교하고, 상기 자동이득 제어신호가 상기 기준레벨 미만이고 상기 신호대잡음비가 상기 기준레벨을 초과하는 경우, 상기 수신된 RF 신호를 증폭하도록 상기 저잡음증폭부를 제어하는 제어부를 포함한다. 그리하여 입력되는 RF신호의 수신 전계레벨이 약전계인 환경에서 LNA 동작을 온 함으로써 오히려 발생할 수 있는 화면을 놓치거나 화면이 깨지는 현상 등을 방지할 수 있다.

Description

영상신호 수신장치 및 그 제어방법{Image Receiving Apparatus And Control Method Thereof}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상신호 수신장치를 설명하기 위한 제어블록도이며,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상신호 수신장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 안테나(Antenna) 20 : LNA(Law Noise Amplifier)

30 : 튜너(Tuner) 40 : IF신호처리부

50 : 채널 디모듈레이터 60 : 제어부

본 발명은 영상 수신장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 저잡음증폭기(,LNA, Law Noise Amplifier)를 가진 영상신호 수신장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

종래 영상신호 수신장치는 튜너에 입력되는 RF( Radio Frequency)신호의 전 계레벨에 따라 수신전계레벨이 열악한 약전계환경에서는 수신감도가 악화되는 문제가 발생하였다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 LNA를 이용하여 입력되는 RF 신호가 약전계일때 양호한 수신감도를 유지시키기 위해, 자동이득제어(AGC, Auto Gain Control) 신호를 이용하여 수신감도를 판단하여 LNA의 동작을 온 시키는 영상수신 장치가 제안되었다.

하지만, 종래 영상신호 수신장치의 경우 잡음이 많이 포함된 신호가 입력되는 경우, LNA 동작이 온 된다면 오히려 임계지점에 있는 신호의 잡음성분을 증폭하여 화면을 놓치거나 화면이 깨지는 현상 등이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력되는 RF신호의 수신 전계레벨이 약전계인 환경에서 LNA 동작을 온 함으로써 오히려 발생할 수 있는 화면을 놓치거나 화면이 깨지는 현상 등을 방지하는 영상신호 수신장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 영상신호 수신장치에 있어서, 영상신호 수신장치에 있어서, 외부로부터 RF신호를 수신하고, 수신된 RF 신호를 증폭하는 저잡음증폭부; 상기 저잡음증폭부로부터의 증폭된 상기 RF 신호에 대해 소정의 채널로 튜닝하는 튜너; 상기 튜너로부터 출력되는 신호를 복조하고, 상기 복조된 신호의 신호대잡음비를 산출하는 신호분석부; 및 상기 튜너로부터 출력되는 신호의 세기를 판단하고, 상기 신호의 세기 및 신호분석부로부터의 상기 신호대잡음비를 기초로 상기 저잡음증폭부의 증폭동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치에 의해 달성될 수 있다. 그리하여 저잡음증폭부의 제어에 있어서, 신호대잡음비를 고려함으로써 RF신호의 수신 전계레벨이 약전계인 환경에서 LNA 동작을 온 함으로써 오히려 발생할 수 있는 화면을 놓치거나 화면이 깨지는 현상 등을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 튜너는, 튜닝된 상기 출력신호를 소정의 임계레벨과 비교하고 비교결과에 기초하여 자동이득 제어신호를 발생하는 자동이득제어부를 더 포함하고, 상기 튜너는 상기 자동이득 제어신호에 기초하여 상기 튜너로의 입력신호 및 출력신호간의 이득을 조절하고, 상기 제어부는 상기 자동이득 제어신호에 기초하여 상기 튜너로부터 출력되는 신호의 세기를 판단할 수 있다.

또한, 상기 신호분석부는 입력신호를 복조하는 채널 디모듈레이터를 포함하고, 상기 채널 디모듈레이터로부터의 출력신호를 기초로 상기 신호대잡음비를 산출할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는 상기 자동이득제어신호 및 상기 신호대잡음비를 각각 소정의 기준레벨과 비교하여, 상기 자동이득제어신호가 소정의 기준레벨 미만이고 상기 신호대잡음비가 소정의 기준레벨을 초과하는 경우 상기 저잡음증폭부의 동작을 온시키고, 상기 자동이득제어신호가 상기 소정의 기준레벨 이상이거나 상기 신호대잡음비가 상기 소정의 기준레벨 이하인 경우 상기 저잡음증폭부의 동작을 오프시킬 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 외부로부터의 RF신호를 증폭하는 저잡음증폭기를 갖는 영상신호 수신장치의 제어방법에 있어서; 상기 저잡음증폭부로부터 증폭된 상기 RF 신호에 대해 소정의 채널로 튜닝하는 단계; 상기 신호의 신호대잡음비를 산출하는 단계; 및 상기 튜너로부터 출력되는 신호의 세기를 판단하고, 상기 신호의 세기 및 상기 신호대잡음비를 기초로 상기 저잡음증폭부의 증폭동작을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 튜닝된 출력신호를 소정의 임계레벨과 비교하고 비교결과에 기초하여 자동이득 제어신호를 발생하는 단계를 더 포함하고, 상기 저잡음증폭부의 증폭동작을 제어하는 단계는, 상기 자동이득 제어신호에 기초하여 상기 튜너로부터 출력되는 신호의 세기를 판단할 수 있다.

또한, 상기 튜너로부터 출력되는 신호를 복조하는 단계를 더 포함하며, 상기 신호대잡음비를 산출하는 단계는, 상기 복조된 출력신호를 기초로 상기 신호대잡음비를 산출할 수 있다.

그리고, 상기 저잡음증폭부의 증폭동작을 제어하는 단계는, 상기 자동이득제어신호 및 상기 신호대잡음비를 각각 소정의 기준레벨과 비교하여, 상기 자동이득제어신호가 소정의 기준레벨 미만이고 상기 신호대잡음비가 소정의 기준레벨을 초과하는 경우 상기 저잡음증폭부의 동작을 온시키고, 상기 자동이득제어신호가 상기 소정의 기준레벨 이상이거나 상기 신호대잡음비가 상기 소정의 기준레벨 이하인 경우 상기 저잡음증폭부의 동작을 오프시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 영상신호 수신장치의 제어블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 영상신호 수신장치는 안테나(10), LNA(20, Law Noise Amplifier), IF(Intermediate Frequency) 신호처리부(40), 채널 디모듈레이터(50)(Channel De-modulator), 제어부(60)를 포함한다.

LNA(20)는 후술할 제어부(60)의 제어에 따라 증폭동작이 온오프 되는데, 내부에 스위치를 포함할 수 있으며, 이에 따라 안테나(10)로부터 입력되는 RF신호는 LNA(20)을 통해 증폭되거나 증폭되지 않고 출력된다.

LNA(20)는 NF(잡음지수)가 낮도록 동작점과 매칭 포인트를 잡아서 설계된 잡음을 최소화하는 증폭기능을 가진 저잡음증폭기로서, 보통 1.5~2.5 사이의 NF값을 가진다.

튜너는 LNA(20)를 통해 증폭 또는 증폭되지 않은 RF신호를 사용자가 선택한 특정 채널의 신호를 튜닝하여 출력한다. 이를 위해 튜너는 입력되는 RF신호를 소정 레벨로 증폭하는 증폭기(미도시)를 포함한다.

그리고, 튜너는 튜너로부터 출력되는 출력신호를 소정의 임계레벨과 비교하고, 비교결과에 기초하여 AGC 신호를 발생하는 자동이득제어부(미도시)를 더 포함한다. 이에 따라 튜너는 자동이득제어부의 자동이득 제어신호에 기초하여 입력신호 및 출력신호간의 이득을 조절하게 된다.

여기서, 자동이득제어부는 간단한 회로에 의해 구현될 수 있는데, 튜너로부터 출력되는 신호의 DC성분을 검출하고, 검출된 DC성분을 비교기 입력으로 받아서 소정의 임계전압과 비교하여 이득이 이에 대한 자동이득제어신호를 튜너에 출력한다. 이에 따라 튜너는 입력신호 및 출력신호간의 이득을 조절하게 된다. 자동이득제어부는 오버한 강한 레벨의 신호가 입력되었을 경우 Gain을 제어하여 신호포화를 방지하고, 약한 신호의 경우에는 규정의 레벨까지 올려서 일정의 레벨을 유지하는 역할을 수행한다. 즉, 자동이득제어부는 입력되는 RF신호가 강전계신호인 경우 작은 값의 AGC 신호를 발생하고, 입력되는 RF신호가 약전계신호인 경우 큰 값의 AGC 신호를 발생한다.

여기서, 튜너에 입력되는 RF신호는 약 50~900MHz의 주파수를 가지며, 튜너를 통해 출력되는 신호는 중간주파수(IF)로 컨버젼되어 출력된다.

IF신호처리부(40)는 튜너로부터 출력되는 IF신호의 대역을 제한하는 일종의 대역통과필터인 표면탄성파필터(SAW Filter, Surface Acoustic Wave Filter, 미도시)와 버퍼(미도시) 및 증폭기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 통해 튜너로부터 출력되는 신호를 원하는 주파수특성을 갖도록 신호 처리한다. IF신호처리부(40)는 IF신호 자동이득제어신호를 발생시키는 IF 자동이득제어부(미도시)를 가질 수 있으며, 발생된 IF 자동이득제어신호에 기초하여 입력신호와 출력신호간의 이득을 조절한다.

채널 디모듈레이터(50)는 IF신호처리부(40)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(미도시)를 포함하며, 디지털로 변환된 신호를 복조하고, 신호의 오류를 정정한다.

채널 디모듈레이터(50)로부터 출력되는 신호는 MPEG(Moving Picture Experts Group) TS(Transport Stream) 데이터로 MPEG 디코더로 입력된다. MPEG 디코더는 입력된 영상신호를 디코딩하여 비디오신호, 오디오신호, 데이터로 각각 출력한다.

그리고, 채널 디모듈레이터(50)는 복조된 신호를 분석하여 신호대잡음비(SNR, Signal Noise Ratio)값를 산출하는데, SNR 값의 산출은 소프트웨어적인 알고리즘으로 구현될 수 있다.

여기서, SNR 값은 '신호전력 / 잡음전력'라는 간단한 수식으로 산출되며, 잡음의 영향이나 수준을 알아보기 위한 지표로서 사용된다. SNR은 크면 클수록 잡음영향이 적다는 의미이다.

제어부(60)는 튜너로부터의 AGC 신호 및 채널 디모듈레이터(50)로부터의 SNR 값을 입력받고, 입력된 신호에 따라 신호의 강도 및 잡음정도를 판단하여 LNA(20)의 증폭동작을 제어한다.

제어부(60)는 입출력 핀 즉, GPIO(General Purpose Input/Output )핀을 가진 CPU에 의해 구현될 수 있다.

제어부(60)는 GPIO핀을 통해 입력된 AGC신호 및 SNR 값을 각각 미리 설정된 소정의 기준레벨을 비교하여 RF 신호의 전계레벨이 약전계인지 여부 및 잡음정도를 판단하여 해당 제어신호를 LNA(20)에 인가한다.

제어부(60)는 AGC신호가 소정의 기준레벨보다 작은 경우 RF신호를 약전계신호로 판단하고, 입력되는 SNR 값이 소정의 기준레벨을 초과한다면 잡음이 큰 문제가 없는 경우이므로 LNA(20)의 동작을 온시킨다. 그리고, SNR 값이 소정의 기준레벨이하인 경우 LNA(20)의 동작을 오프시킨다. 만약, AGC신호가 소정의 기준레 벨이상인 경우라면 SNR 값에 관계없이 LNA(20)의 동작을 오프시킨다. 여기서, 제어부(60)의 약전계여부의 판단의 기준레벨 및 SNR 기준레벨은 제품에 따라 달리 설정될 수 있다.

그리하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상신호 수신장치는 LNA(20)의 최적동작점에 SNR 값을 고려함으로써, 입력되는 RF신호의 수신 전계레벨이 약전계인 환경에서 LNA(20) 동작을 온 함으로써 오히려 발생할 수 있는 화면을 놓치거나 화면이 깨지는 현상 등을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 영상신호 수신장치의 제어방법은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 튜너로부터 출력되는 신호의 AGC 신호가 발생되어 튜너의 입출력 신호의 게인을 조절하며, 채널 디모듈레이터(50)로부터 SNR 값이 산출된다(S10). 그리고 이 AGC 신호 및 SNR 값은 제어부(60)에 입력된다.

제어부(60)는 튜너로부터 출력된 AGC 신호에 따라 RF신호의 전계레벨이 약전계인지 여부 즉, 신호의 강도(Signal Strength)를 판단하게 되는데(S11), 이는 AGC 신호가 미리 설정된 소정의 기준레벨보다 작은지 여부에 따라 판단한다.

다음의 표1은 RF 신호의 전계레벨을 13단계로 나누어 신호의 세기를 표현한 방법의 한 예이다.

전계 (dBm)	-82	-80	-78	-75	-72	-68	-63	-59	-53	-43	-38	-28	-20	-10
신호세기	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

표1에 도시된 바와 같이, RF신호의 전계레벨이 작을수록 신호의 세기는 작아지고, 이에 따라 튜너의 RF AGC 신호도 작아지게 된다. 예를 들어, 기준 레벨은 -47dBm 로 설정될 수 있다. 즉, 제어부(60)는 RF신호의 전계레벨이 -47dBm 이하인 경우 약전계신호로 판단한다.

그리고, 제어부(60)는 채널 디모듈레이터(50)로부터 입력되는 SNR 값이 미리 설정된 소정의 기준레벨보다 큰지 여부를 판단한다(S13). 예를 들어, 기준 레벨은 20dB로 설정될 수 있다.

즉, 제어부(60)는 AGC신호에 따라 RF 전계레벨이 -47dBm보다 작다고 판단되고, SNR 값이 20dB 이상인 경우 LNA(20)의 동작을 온 시킨다(S15). 그리고, 그렇지 않은 경우 LNA(20)의 동작을 오프시킨다(S17).

그리하여, 본 발명에 따른 영상신호 수신장치의 제어방법은 RF 신호의 수신 전계레벨만을 참고하여 LNA(20)의 증폭동작 온오프를 제어하는 경우 잡음이 많이 포함된 신호의 잡음성분을 증폭하여 화면을 놓치거나 화면이 깨지는 현상을 방지할 수 있다. 즉, LNA(20)를 SNR이 확보된 일정수준이상의 상황에서만 동작하도록 하여 양호한 수신감도를 유지할 수 있다. 특히, RF신호의 전계레벨이 약전계인 환경에서 한계 전계 강도의 성능 저하를 방지할 수 있다.

도 2에서는 AGC신호를 SNR 값보다 먼저 판단하는 것으로 설명하였으나, 판단 순서는 바뀔 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, RF 신호의 수신 전계레벨이 약전계인 환경에서 LNA 동작을 온 함으로써 오히려 발생할 수 있는 화면을 놓치거나 화면이 깨지는 현상 등을 방지하는 영상신호 수신장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims

영상신호 수신장치에 있어서,

외부로부터 RF신호를 수신하고, 수신된 RF 신호를 증폭하는 저잡음증폭부;

상기 저잡음증폭부로부터의 증폭된 상기 RF 신호에 대해 소정의 채널로 튜닝하고, 상기 튜닝된 신호의 직류성분을 검출하여 상기 검출된 직류성분과 소정의 임계레벨을 비교하고, 비교결과에 의해 발생한 자동이득 제어신호에 기초하여 입력신호 및 출력신호 간의 이득을 조절하는 튜너;

상기 튜너로부터 출력되는 신호를 복조하고, 상기 복조된 신호의 신호대잡음비를 산출하는 신호분석부; 및

상기 자동이득 제어신호가 소정의 제1기준레벨 미만이고 상기 신호분석부로부터의 상기 신호대잡음비가 소정의 제2기준레벨을 초과하는 경우, 상기 수신된 RF 신호를 증폭하도록 상기 저잡음증폭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치.
제1항에 있어서,

상기 신호분석부는 튜너로부터 출력되는 IF신호의 대역을 제한하는 표면탄성파필터와 IF 자동이득제어신호에 기초하여 입력신호와 출력신호간의 이득을 조절하는 IF 자동이득제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치.
제2항에 있어서,

상기 신호분석부는 입력신호를 복조하는 채널 디모듈레이터를 포함하고, 상기 채널 디모듈레이터로부터의 출력신호를 기초로 상기 신호대잡음비를 산출하는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치.
제3항에 있어서,

상기 제어부는 상기 자동이득 제어신호가 상기 제1기준레벨 미만이고 상기 신호대잡음비가 상기 제2기준레벨을 초과하는 경우 상기 저잡음증폭부의 동작을 온 시키고, 상기 자동이득제어신호가 상기 제1기준레벨 이상이거나 상기 신호대잡음비가 상기 제2기준레벨 이하인 경우 상기 저잡음증폭부의 동작을 오프시키는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치.
외부로부터의 RF 신호를 증폭하는 저잡음증폭부를 갖는 영상신호 수신장치의 제어방법에 있어서,

외부로부터 RF 신호를 수신하여 소정의 채널로 튜닝하고, 상기 튜닝된 신호의 직류성분을 검출하여 상기 검출된 직류성분과 소정의 임계레벨을 비교하고, 비교결과에 의해 발생한 자동이득 제어신호에 기초하여 입력신호 및 출력신호 간의 이득을 조절하는 단계와;

상기 튜닝되어 출력되는 신호를 복조하고 상기 복조된 신호의 신호대잡음비를 산출하는 단계;

상기 자동이득 제어신호를 소정의 제1기준레벨과 비교하고, 상기 신호대잡음비를 소정의 제2기준레벨과 비교하는 단계; 및

상기 자동이득 제어신호가 상기 제1기준레벨 미만이고, 상기 신호대잡음비가 상기 제2기준레벨을 초과하는 경우, 상기 수신된 RF 신호를 증폭하도록 상기 저잡음증폭부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치의 제어방법.
삭제
제5항에 있어서,

상기 영상신호 수신장치는 IF신호의 대역을 제한하는 표면탄성파필터와 IF 자동이득제어신호에 기초하여 입력신호와 출력신호간의 이득을 조절하는 IF 자동이득제어부를 더 포함하고,

상기 표면탄성파필터와 상기 IF 자동이득제어신호에 의해 상기 튜닝되어 출력되는 신호를 복조하는 단계를 더 포함하며,

상기 신호대잡음비를 산출하는 단계는, 상기 복조된 출력신호를 기초로 상기 신호대잡음비를 산출하는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치의 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 저잡음증폭부의 증폭동작을 제어하는 단계는, 상기 자동이득 제어신호가 상기 제1기준레벨 미만이고 상기 신호대잡음비가 상기 제2기준레벨을 초과하는 경우 상기 저잡음증폭부를 온시키고, 상기 자동이득제어신호가 상기 제1기준레벨 이상이거나 상기 신호대잡음비가 상기 제2기준레벨 이하인 경우 상기 저잡음증폭부의 동작을 오프시키는 것을 특징으로 하는 영상신호 수신장치의 제어방법.