KR100755686B1 - 신호 증폭 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호 증폭 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수신 신호의 세기에 따라 선택적으로 수신 신호를 증폭할 수 있는 신호 증폭 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 장치는, 수신된 무선 주파수 신호의 상태에 따른 상태 신호를 출력하는 신호 수신부와, 상기 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 출력된 상태 신호에 따라 상기 증폭부의 동작 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.
무선 주파수 신호, AGC

Description

신호 증폭 장치 및 방법{Apparatus and method for signal amplitude}
도 1은 종래의 기술에 따른 신호 증폭 장치가 도시된 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 장치가 도시된 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 방법이 도시된 도면.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 상태 판단부 120: 자동 이득 제어부
130: 증폭부 140: 제어부
150: 신호 저장부
본 발명은 신호 증폭 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수신 신호의 세기에 따라 선택적으로 수신 신호를 증폭할 수 있는 신호 증폭 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 텔레비전 수신 장치에는 수신 감도를 높이기 위하여 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, 이하 'LNA'라 함)를 안테나와 튜너 사이에 설치하고 있다. 이러한 LNA는 잡음이 적은 증폭기로 노이즈 필터링 특성이 우수하다.
안테나를 통해 수신되는 무선 주파수(Radio Frequency) 신호는 지역 및 주위 환경 등에 따라서 그 세기가 변화하게 된다. 예를 들어, 무선 주파수 신호가 주변 건물이나 공기의 변화 등의 영향을 받아 텔레비전으로 수신될 때 수신되는 무선 주파수 신호의 세기가 약해지게 되어 다른 방해 신호가 나타나게 된다. 이러한 방해 신호를 비트(Beat)라 하며, 수신되는 무선 주파수 신호의 세기가 약할수록 비트의 영향을 받기 쉽다. 따라서, 비트에 의한 영향으로 인해 화면 장애가 발생하여 선명한 화면을 얻기가 어렵게 된다.
이와 같이, 수신되는 무선 주파수 신호의 세기가 약할 경우, 매우 낮은 전력 레벨을 가지기 때문에 수신되는 무선 주파수 신호가 소정의 전력 레벨을 유지하도록 10~20dB 정도의 이득(Gain)을 가지는 LNA를 튜너 전단에 설치하여 수신되는 무선 주파수 신호를 증폭하게 된다. 한편, 수신되는 무선 주파수 신호의 세기가 센 경우에는 LNA를 통해 증폭하지 않고 바이패스(Bypass)시키게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 신호 증폭 장치를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 신호 증폭 장치(10)는, 수신되는 무선 주파수 신호의 세기에 따라 자동 이득 제어(Auto Gain Control, 이하 'AGC'라 함) 신호를 출력하는 자동 이득 제어부(11)와, 수신되는 무선 주파수 신호를 증폭하는 LNA(12)와, 출력된 AGC 신호에 따라 LNA(12)를 제어하여 수신되는 무선 주파수 신호에 대한 선택적인 증폭이 이루어지도록 하는 제어부(13)를 포함한다.
제어부(13)는 자동 이득 제어부(11)에서 출력된 AGC 신호를 제품 출고시 사전 지정된 기준치와 비교하여 LNA(12)를 선택적으로 동작시키게 된다. 구체적으로, 제어부(13)는 출력된 AGC 신호가 기준치를 초과하는 경우, 수신된 무선 주파수 신호의 세기가 약한 것으로 판단하고 LNA(12)를 온(ON) 시키게 된다. 한편, 제어부(13)는 출력된 AGC 신호가 기준치 이하인 경우, 수신된 무선 주파수 신호의 세기가 센 것으로 판단하고 수신된 신호를 LNA(13)를 오프(OFF)시켜 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하지 않고 그대로 바이패스시키게 된다.
이때, 제어부(13)에서 LNA(12)의 동작 여부를 결정하기 위해 사용되는 기준치는 제품 출고 당시 지정된 값을 사용하게 된다. 따라서, 주위 환경이 변화된 경우, 정확한 기준치를 보장할 수 없기 때문에 LNA(12)의 동작에 대한 신뢰성이 저하된다. 다시 말해서, 제품 출고시 주위 환경(예를 들어, 지역, 건물 및 날씨 등)을 고려하여 지정된 기준치는 고정되어 있기 때문에 주위 환경이 변화된 경우에도 동일한 기준치를 사용하게 된다. 따라서, 주위 환경이 변화된 경우 기준치를 보정하여 LNA(12)를 효율적으로 동작시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.
한국 공개 특허 1998-0039797은 자동 이득 제어 신호의 레벨을 검출하여 소정 레벨이하이면 저잡음 증폭기를 온시키고, 소정 레벨 이상이면 저잡음 증폭기를 오프시키도록 한 텔레비전 수신장치 및 제어방법을 개시하고 있으나, 이는 소정의 기준치를 정한 후 자동 이득 제어 신호의 레벨에 따라 저잡음 증폭기를 온/오프 시키는 것으로써, 주위 환경 변화에 따라 기준치를 보정하는 방안은 개시되고 있지 않다.
본 발명은 주위 환경에 따라 기준치를 보정하고, 보정된 기준치를 통해 수신 신호의 증폭 여부를 결정하여 효율적으로 신호의 증폭을 수행할 수 있는 신호 증폭 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 장치는, 수신된 무선 주파수 신호의 상태에 따른 상태 신호를 출력하는 신호 수신부와, 상기 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 출력된 상태 신호에 따라 상기 증폭부의 동작 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 방법은, 수신된 무선 주파수 신호의 상태에 따른 상태 신호를 출력하는 단계와, 상기 출력된 상태 신호에 따라 상기 증폭부의 동작 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 장치를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 장치(100)는, 안테나를 통해 수신된 무선 주파수 신호의 상태를 판단하고, 판단 결과에 따른 상태 신호를 출력하는 상태 판단부(110)와, 수신된 무선 주파수 신호의 세기에 따른 AGC 신호를 출력하는 자동 이득 제어부(120)와, 출력된 AGC 신호 및 출력된 상태 신호에 따라 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하는 증폭부(130)의 동작 여부를 결정하는 제어부(140)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서 수신되는 무선 주파수 신호는 방송 신호인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상태 판단부(110)는 수신된 방송 신호를 디코딩하는 디코더의 역할을 수행하며, 디코딩 결과 수신된 방송 신호의 상태(예를 들어, 신호 대 잡음비 등)에 따른 상태 신호를 출력하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 이때, 상태 신호는 주위 환경이 변화되어 수신되는 무선 주파수 신호가 손상된 경우에만 출력될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 증폭부(130)는 LNA 인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, AGC 신호에 따라 동작 여부가 결정되는 모든 증폭기에 적용될 수 있다.
이때, 제어부(140)는 출력된 AGC 신호를 소정의 기준치와 비교하여 증폭부 (130)의 동작 여부를 결정할 수 있다. 다시 말해서, 출력된 AGC 신호가 기준치를 초과하는 경우, 무선 주파수 신호의 세기가 약한 것으로 판단하여 증폭부(130)를 온시키고, 그렇지 않은 경우 무선 주파수 신호의 세기가 강한 것으로 판단하고 증폭부(130)를 오프시킨다.
한편, 제어부(140)는 상태 판단부(110)로부터 출력된 상태 신호에 따라 증폭부(130)의 동작 여부를 결정할 수 있는 기준치를 재설정할 수 있다. 다시 말해서, 상태 신호가 출력되기 전에는 사전 지정된 기준치를 사용하거나 디폴트(Default)로 설정된 기준치를 사용하고, 출력된 상태 신호에 따라 사용되는 기준치를 재설정할 수 있는 것이다. 본 발명의 실시예에서 출력된 상태 신호에 따른 기준치에 대한 정보는 제어부(140)에 저장되거나 별도로 구성된 메모리(예를 들어, 플래시 메모리 등)에 저장될 수 있다. 또한, 전술한 디폴트로 설정된 기준치 또한 전술한 바와 같이 별도로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 따라서, 전원이 꺼진 다음 다시 켜졌을 때 메모리에 접근하여 재참조가 가능하다.
또한, 제어부(140)는 기존에 사용된 기준치(이하, '제 1기준치'라 함)와 상태 신호에 따라 재설정된 기준치(이하, '제 2기준치'라 함)를 비교하여 증폭부(130)의 동작 여부를 결정할 수 있다. 우선, 상태 판단부(110)에서 상태 신호가 출력되는 경우, 먼저 신호 저장부(150)에서 샘플링된 데이터를 기초로 제 2기준치를 설정한다. 제어부(140)는 제 2기준치가 제 1기준치 미만인 경우, 약신호임에도 불구하고 증폭부(130)를 동작시키지 않는 경우가 발생하므로, 제 2기준치를 차후 참조할 새로운 제 1기준치로 설정하고 증폭부(130)를 동작시키게 된다. 한편, 제어 부(140)는 제 2기준치가 제 1기준치 이상일 경우, 약신호임을 간과할 수 있는 가능성이 없으므로, 새롭게 참조할 기준치는 없는 것으로 판단하고 기존의 제 1기준치를 사용하게 된다. 이때, 상태 판단부(110)에서 상태 신호가 출력되었으므로 증폭부(130)를 동작시키게 된다.
상태 판단부(110)에서 출력되는 상태 신호가 없는 경우, 제어부(140)는 기존과 마찬가지로 제 1기준치 및 출력된 AGC 신호를 통해 증폭부(130)의 동작 여부를 결정할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 제 1기준치는 현재 출력된 상태 신호를 기준으로 설정된 제 2기준치 바로 이전에 저장된 상태 신호를 의미한다. 각 상태 신호에 따라 설정되는 기준치는 소정의 메모리에 순차적으로 저장되며, 가장 마지막에 저장된 기준치가 제 1기준치로 사용되는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 장치(100), 소정 시간 간격으로 자동 이득 제어부(120)에서 출력되는 AGC 신호를 샘플링하고, 샘플링된 AGC 신호를 저장하는 신호 저장부(150)를 더 포함할 수 있다. 이때, 신호 저장부(150)는 순차적으로 샘플링된 데이터가 저장되고, 가장 마지막에 저장된 데이터를 가장 최신의 데이터로 처리할 수 버퍼(예를 들어, 링 버퍼(Ring Buffer) 등)가 사용될 수 있다. 이때, 신호 저장부(150)는 전술한 상태 신호에 따른 기준치를 저장할수도 있다.
또한, 제어부(140)는 자동 이득 제어부(120)로부터 출력된 AGC 신호 중 최고 레벨 AGC 신호와 최저 레벨 AGC 신호를 신호 저장부(150)에 저장할 수 있다. 이와 같이 최고 레벨 AGC 신호와 최저 레벨 AGC 신호를 저장하는 것은 것은 최고 레벨 AGC 신호 및 최저 레벨 AGC 신호를 통해 평균 레벨 AGC 신호를 얻을 수 있기 때문 이다. 이때, 평균 레벨 AGC 신호는 전술한 제 2기준치를 설정하는데 전술한 상태 신호와 함께 사용될 수 있다. 구체적으로, 전술한 상태 신호를 통해 제 2기준치를 설정한 후, 평균 레벨 AGC 신호를 통해 제 2기준치를 보정하여 보다 정확한 제 2기준치를 설정할 수 있는 것이다.
한편, 신호 저장부(150)에 저장된 최고 레벨 AGC 신호와 최저 레벨 AGC 신호는 샘플링시마다 갱신될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 신호 증폭 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상태 신호를 통해 기준치를 설정하는 방법을 도시하고 있다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하는 증폭부(130)가 동작하지 않고 있는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 물론, 증폭부(130)가 증폭하는 경우에도 상태 신호를 통해 기준치를 설정하는 방법은 유사하게 적용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 먼저 신호 수신부(110)로부터 상태 신호가 출력되는지의 여부를 판단한다(S110).
판단 결과 상태 신호가 출력되는 경우, 제어부(140)는 출력된 상태 신호에 따른 기준치를 설정한다(S120). 다시 말해서, 제어부(140)는 현재 출력되는 상태 신호에 따른 제 2기준치를 설정하는 것이다. 이러한 제 2기준치는 출력된 상태 신호에 따른 제 2기준치에 대한 정보를 통해 설정할 수 있다.
또한, 상태 신호에 따라 설정되는 제 2기준치는 전술한 신호 저장부(150)에 저장된 최고 레벨 AGC 신호 및 최저 레벨 AGC 신호에 따른 평균 레벨 AGC 레벨에 의해 보정될 수 있다. 예를 들어, 평균 레벨 AGC 신호가 제 2기준치를 초과하는 경우, 설정된 제 2기준치를 소정값만큼 증가시키고, 그렇지 않은 경우 설정된 제 2기준치를 소정값만큼 감소시킬 수 있다.
제어부(140)는 상태 신호에 따라 설정된 기준치(제 2기준치)를 기존에 기저장된 기준치(제 1기준치)와 비교한다(S130). 구체적으로, 제어부(140)는 저장 순서에 따라 순차적으로 저장되는 버퍼에 설정된 기준치를 저장하게 되며, 가장 마지막에 저장된 기준치를 최신의 데이터로 판단하게 된다. 따라서, 제어부(140)는 출력된 상태 신호에 따라 설정된 기준치를 가장 마지막에 저장된 기준치와 비교할 수 있다.
비교 결과 설정된 기준치가 기저장된 기준치를 초과하는 경우, 수신된 무선 주파수 신호의 세기가 약한 것으로 판단하고 증폭부(130)를 온시키게 된다(S140).
만일, 비교 결과 설정된 기준치가 기저장된 기준치 미만인 경우, 제어부(140)는 수신된 무선 주파수 신호의 세기가 강한 것으로 판단하고 증폭부(130)를 오프시키게 되고, 증폭부(130)는 수신된 무선 주파수 신호 신호를 바이패스시키게 된다(S150).
이상과 같이 본 발명에 따른 신호 증폭 장치 및 방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 신호 증폭 장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 주위 환경에 따른 무선 주파수 신호의 상태를 통해 기준치를 변경하여 무선 주파수 신호에 대한 효율적인 증폭이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
둘째, 수신되는 무선 주파수 신호에 따른 AGC 신호에 대한 관리를 통해 보다 정확한 기준치를 설정할 수 있는 장점도 있다.

Claims (16)

  1. 수신된 무선 주파수 신호의 상태에 따른 상태 신호를 출력하는 신호 수신부와,
    상기 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하는 증폭부와,
    상기 출력된 상태 신호에 대응하는 기준치를 설정하고, 상기 설정된 기준치를 기저장된 기준치와 비교하여 상기 증폭부의 동작 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 신호 증폭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태 신호는 상기 수신된 무선 주파수 신호의 신호 대 잡음비를 포함하는 신호 증폭 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신되는 무선 주파수 신호의 세기에 따른 자동 이득 제어(Auto Gain Control, 이하 'AGC'라 함) 신호를 출력하는 자동 이득 제어부와,
    상기 출력되는 AGC 신호를 소정 시간 간격으로 샘플링하고, 상기 샘플링된 AGC 신호를 저장하는 신호 저장부를 더 포함하는 신호 증폭 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 저장부는 최고 레벨의 AGC 신호 및 최저 레벨 AGC 신호에 따른 평균 레벨 AGC 신호를 저장하는 신호 증폭 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 평균 레벨 AGC 신호에 따라 상기 설정된 기준치를 보정하는 신호 증폭 장치.
  7. 수신된 무선 주파수 신호의 상태에 따른 상태 신호를 출력하는 단계와, 상기 출력된 상태 신호에 따라 상기 수신된 무선 주파수 신호를 증폭하는 증폭부의 동작 여부를 결정하는 단계를 포함하는 신호 증폭 방법으로서,
    상기 증폭부의 동작 여부를 결정하는 단계는,
    상기 출력된 상태 신호에 대응하는 기준치를 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 기준치와 기저장된 기준치를 비교하여 상기 증폭부의 동작 여부를 결정하는 단계를 포함하는 신호 증폭 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상태 신호는 상기 수신된 무선 주파수 신호의 신호 대 잡음비를 포함하는 신호 증폭 방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 수신되는 무선 주파수 신호의 세기에 따른 AGC 신호를 출력하는 단계와,
    상기 출력되는 AGC 신호를 소정 시간 간격으로 샘플링하고, 상기 샘플링된 AGC 신호를 저장하는 단계를 더 포함하는 신호 증폭 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 AGC 신호를 저장하는 단계는, 최고 레벨 AGC 신호 및 최저 레벨 AGC 신호를 저장하고, 상기 저장된 최고 레벨 AGC 신호 및 최저 레벨 AGC 신호에 따른 평균 레벨 AGC 신호를 저장하는 단계를 포함하는 신호 증폭 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 평균 레벨 AGC 신호에 따라 상기 설정된 기준치를 보정하는 단계를 더 포함하는 신호 증폭 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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