KR100783502B1 - 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용수신기. - Google Patents

바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용수신기. Download PDF

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Abstract

본 발명은 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기는 안테나로부터 수신된 DMB(DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING) 주파수 신호를 기저대역(base-band) 신호로 변환하는 RF(radio frequency)단, RF단에 수신된 신호를 기저대역 신호로 변환하도록 주파수를 공급하는 주파수 공급부 및 제1 필터 및 제1 스위치가 병렬 연결되는 제1 바이패스 필터부와 제1 저잡음 증폭기로 구성되며 I-채널을 형성하는 제1 수신부와, 제2 필터 및 제2 스위치가 병렬 연결되는 제2 바이패스 필터부와 제2 저잡음 증폭기로 구성되며 Q-채널을 형성하는 제2 수신부를 갖고, 기저대역 신호를 처리하는 IF(intermediate frequency)단을 포함하고, 제1 및 제2 스위치가 온(on)이면 I/Q 채널의 기저대역 신호가 바이패스되며, 제1 및 제2 스위치가 오프(off)이면 I/Q 채널의 기저대역 신호가 제1 및 제2 필터에 의해 필터링되는 것을 특징으로 한다.
위성 디지털 멀티미디어 방송, 수신기, 바이패스, 필터, 스위치

Description

바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기.{RECEIVER FOR SATELLITE DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING INCLUDING BYPASS CIRCUIT}
도 1은 종래의 위성 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기의 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
210, 310, 410:RF단 220, 320, 420:IF단
220a, 320a, 420a:제1 수신부 220b, 320b, 420b:제2 수신부
203a, 303a, 403a:제1 필터 203b, 303b, 403b:제2 필터
SW21a, SW31a, SW41a:제1 스위치 SW21b, SW31b, SW41b:제2 스위치
본 발명은 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 위성 디지털 멀티미디어 방송 수신기의 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 위성 디지털 멀티미디어 방송 수신기(100)는 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(101), 제1 믹서(Mixer)(102a), 제2 믹서(102b), 제1 저대역통과필터(Low Pass Filter; LPF)(103a), 제2 LPF(103b), 제1 LNA(104a), 제2 LNA(104b), 위상고정루프(Phase Locked Loop; PLL)(105), 국부발진기(Local Oscillator; LO)(106) 및 위상국부발진기(Phase Local Oscillator; PLO)(107)로 구성된다.
여기서, 제1 또는 제2 LPF(103a, 103b)에서 각각 제1 또는 제2 믹서(102a, 102b)에서 출력되는 중간 주파수 대역 중 선택적으로 원하는 주파수 대역만 필터링 한다.
현재 위성 DMB 주파수 대역은 2605 MHz 내지 2655 MHz의 주파수 대역을 할당받아 사용하고 있으며, 이동통신사별로 할당받아 사용되는 주파수 대역이 2605MHz 내지 2630 MHz, 2630MHz 내지 2655 MHz로 나뉘어 서비스를 하게 된다. 따라서, 이러한 다른 대역의 주파수 신호가 동시에 입력되어 중간주파수로 변환되는 경우 원하지 않는 간섭 신호가 발생되어 노이즈를 제거하기 위한 필터링 과정이 반드시 있어야 한다.
그러나, 위에서 언급한 두 대역 신호 중 어느 하나의 대역 신호만이 입력되는 경우는 간섭 신호의 발생이 없으므로 이러한 필터링 과정이 필요없게 된다.
현재의 위성 DMB 수신기는 이러한 필터링 또는 바이패스의 구분없이 모든 신호의 필터링 과정을 거치게 된다.
필터 회로는 수신하고자 하는 주파수의 대역을 선택적으로 선별하여 수신기의 출력 신호대역에 노이즈를 제거하는 역할을 하지만, 필터 자체도 부하로 취급될 수 있으며, 부하로 작용할 수 있는 필터의 존재는 위성 디지털 멀티미디어 방송을 수신할 수 있는 휴대용 이동통신 단말기의 전체 소비전력, 크기 및 공정상에 악영향을 가져올 수 있는 문제점이 발생한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 입력신호 대역에 따라 기저대역 신호를 선택적으로 필터링하거나 바이패스할 수 있는 위성 디지털 멀티미디어 방송 수신기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 소자에 의한 노이즈, 부하의 손실을 감소시켜 성능이 향상된 수신기를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기는 안테나로부터 수신된 DMB(DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING) 주파수 신호를 기저대역(base-band) 신호로 변환하는 RF(radio frequency)단, 상기 RF단에 수신된 신호를 상기 기저대역 신호로 변환하도록 주파수를 공급하는 주파수 공급부 및 제1 필터 및 제1 스위치가 병렬 연결되는 제1 바이패스 필터부와 제1 저잡음 증폭기로 구성되며 I-채널을 형성하는 제1 수신부와, 제2 필터 및 제2 스위치가 병렬 연결되는 제2 바이패스 필터부와 제2 저잡음 증폭기로 구성되며 Q-채널을 형성하는 제2 수신부를 갖고, 상기 기저대역 신호를 처리하는 IF(intermediate frequency)단을 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위치가 온(on)이면 I/Q 채널의 기저대역 신호가 바이패스되며, 상기 제1 및 제2 스위치가 오프(off)이면 I/Q 채널의 기저대역 신호가 제1 및 제2 필터에 의해 필터링되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 DMB 주파수 신호 대역은 2605(MHz) 내지 2655(MHz)이다.
여기서, 상기 DMB 주파수 신호 대역은 2605(MHz) 내지 2630(MHz) 주파수 대역인 제1 DMB 주파수 신호 대역 및 2630(MHz) 내지 2655(MHz) 주파수 대역인 제2 DMB 주파수 신호 대역으로 구분되며, 상기 제1 또는 제2 DMB 주파수 대역 신호 중 어느 하나만이 입력 신호인 경우 상기 제1 및 제2 스위치가 온(on) 되어 I/Q 채널의 기저대역 신호가 바이패스되도록 구현된다.
여기서, 상기 RF단은 제1 믹서 및 제2 믹서를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 믹서는 하향변환 믹서(Down-Conversion Mixer)이고, 상기 제1 및 제2 필터는 상기 RF단에서 변환된 기저대역 신호에서 간섭에 의한 노이즈 주파수를 필터링하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 주파수 공급부는 위상고정루프를 포함하고, 상기 위상고정루프는 주파수 조합기와 전압제어 발진기로 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 및 제2 수신부의 저잡음증폭기는 프로그래머블 이득제어 또는 가변이득제어 증폭기로 구현되는 것이 바람직하다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 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 일실시예에 따른 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기의 블록 도이다.
도시된 바와 같이, 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기(200)는 RF단(210), IF단(220) 및 주파수 공급부(230)를 포함한다.
<회로구성>
RF단(210)은 RF용 저잡음 증폭기(Low-Noise Amplifier; LNA)(211), 제1 믹서(212a) 및 제2 믹서(212b)를 포함한다.
IF단(220)은 제1 수신부(220a)와 제2 수신부(220b)로 구성된다.
제1 수신부(220a)는 제1 바이패스 필터부(221a) 및 제1 저잡음 증폭기 (222a)를 포함한다.
제1 바이패스 필터부(221a)는 제1 필터(221a1)와 제1 스위치(SW21a)로 구성되며, 서로 병렬로 연결된다.
제2 수신부(220b)는 제2 바이패스 필터부(221b) 및 제2 저잡음 증폭기(222b)를 포함한다.
제2 바이패스 필터부(221b)는 제2 필터(221b1)와 제2 스위치(SW21b)로 구성되며, 서로 병렬로 연결된다.
주파수 공급부(230)는 위상고정루프부(Phase Locked Loop; PLL)(231), 국부발진부(Local Oscillator; LO)(232) 및 위상국부발진부(Phase Local Oscillator; PLO)(233)를 포함하여 이루어진다.
<연결관계>
위성 디지털 멀티미디어 방송 수신기(200)의 RF단(210)의 RF용 LNA(211)의 입력단에 위성 신호가 입력되고, RF용 LNA(211)의 출력은 제1 믹서(212a)와 제2 믹서(212b)로 입력된다.
여기서, 주파수 공급부(230)의 PLL(231)의 출력 주파수는 LO(232)에 입력되고, LO(232)의 출력은 PLO(233)에 입력되며, PLO(232)의 출력은 각각 동위상(In phase)과 직각위상(Quadrature phase)으로 분할되어 동위상 주파수는 제1 믹서(212a)에 공급되고, 직각위상 주파수는 제2 믹서(212b)에 공급된다.
제1 믹서(212a)의 출력은 IF단(220)의 제1 수신부(220a)의 제1 바이패스 필터부(221a)의 제1 필터(221a1)와 병렬로 연결된 제1 스위치(SW21a)의 일단에 공통 으로 연결되며, 제1 필터(221a1) 타단과 제1 스위치(SW21a)의 타단은 공통으로 제1 LNA(222a)의 입력단에 연결되어 I-채널을 구성한다.
제2 믹서(212b)의 출력은 IF단(220)의 제2 수신부(220b)의 제2 바이패스 필터부(221b)의 제2 필터(221b1)와 병렬로 연결된 제2 스위치(SW21b)의 일단에 공통으로 연결되며, 제2 필터(221b1) 타단과 제2 스위치(SW21b)의 타단은 공통으로 제2 LNA(222b)의 입력단에 연결되어 Q-채널을 구성한다.
<동작설명>
RF용 LNA(211)는 미약한 위성 신호를 잡음까지 증폭되는 것을 최대한 억제하면서 신호를 증폭하며, 제1 믹서(212a)와 제2 믹서(212b) 각각의 수단에 신호를 전달한다.
PLL(231)은 LO(232)의 출력 주파수가 흔들리지 않고 일정한 주파수에서 고정될 수 있도록 하고 LO(232)에서 사용되는 전압제어 발진기(Voltage Control Oscillator; VCO)의 전압을 정교하게 조절하여 LO(232)의 출력 주파수를 원하는 주파수로 이동하고 고정시켜 준다.
또한, PLL(231)은 주파수 조합기와 VCO로 구성되며 VCO는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)-S 주파수 범위를 처리할 수 있다.
여기서, 조합기는 20-bit sigma-delta fractional-N 아키텍처로 구성되어 고속 스위칭, 초고해상도 주파수 및 광대역에 따른 잡음특성이 좋은 특성이 있다.
LO(232)는 위성 신호를 기저대역(base-band)으로 변환하기 위한 주파수를 발진한다.
PLO(233)는 동위상 또는 직각위상(90°)의 주파수를 발생하여 믹서(212a, 212b)에 각각 공급한다.
제1 믹서(212a)는 하향변환(Down-Converter)으로 작용하는 믹서(mixer)이며, LNA(211)를 통해 증폭된 주파수와 PLL(231), LO(232) 및 PLO(233)를 통해 동위상 주파수를 혼합하여 수신된 위성 주파수를 동위상의 기저대역 주파수 신호로 변환한다.
제1 LPF(221a1)는 제1 믹서(212a)에서 출력되는 주파수 신호 중 선택적으로 원하는 주파수 신호를 필터링하는 역할을 한다.
제1 LNA(222a)는 프로그래머블 이득 증폭기(Programmable Gain Amplifier; PGA)또는 가변이득 증폭기(Variable Gain Amplifier; VGA)로 구성되어, 위성 주파수 신호를 기저대역으로 변환된 주파수 신호로 I-채널을 형성한다.
같은 구조로, 제2 믹서(212b)는 하향변환으로 작용하는 믹서이며, LNA(211)를 통한 증폭된 주파수와 PLL(231), LO(232) 및 PLO(233)를 통한 직각위상 주파수를 혼합하여 수신된 위성 주파수를 직각위상의 기저대역 주파수 신호로 변환한다.
여기서, 제1 수신부(220a)의 제1 바이패스 필터부(221a)와 제2 수신부(220b)의 제2 바이패스 필터부(221b)는 수신기(200)의 칩 내부에 구현되어 제1 필터(221a1)와 제2 필터(221b1)를 선택적으로 사용할 수 있게 구성된다.
RF단(210)에 입력되는 위성 신호의 대역은 2605(MHz) 내지 2655(MHz)이며, 위성 신호의 대역은 2605(MHz) 내지 2630(MHz)의 제1 위성 DMB 대역과 2630(MHz) 내지 2655(MHz)의 제2 위성 DMB 대역으로 할당되어 서비스가 수행된다.
여기서, 제1 위성 DMB 대역과 제2 위성 DMB 대역 신호가 동시에 RF단(210)에 입력되는 경우에는 상호 간섭에 의한 노이즈 주파수가 발생되고 이러한 노이즈 주파수를 제거하기 위해 필터(221a1, 221b1)가 필요하게 된다.
그러나, 제1 위성 DMB 대역과 제2 위성 DMB 대역 신호 중 어느 하나의 신호만이 RF단(210)에 입력되는 경우에는 IF단(220)에서의 기저대역 영역은 서로 간섭이 심하게 발생할 수 있는 주변 대역의 주파수가 존재하지 않기 때문에 IF단(220)에서의 기저대역 영역에서의 간섭은 아주 미약하게 된다.
따라서, 제1 또는 제2 필터(221a1, 221b1)의 역할이 무의미하기 때문에 바이패스용 제1 또는 제2 스위치(SW21a, SW21b)를 이용하여 제1 또는 제2 필터(221a1, 221b1)를 통과하지 않고 바이패스 하게 된다.
이렇게 하면, 수신기 전체의 소비전력과 제1 또는 제2 필터(221a1, 221b1)에 의한 노이즈 성분이 감소하게 된다.
도 3 내지 도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기의 블록 도이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 수신기의 소자 구성 및 동작은 도 2에서 설명된 부분과 동일하므로, 이하에서는 바이패스 필터부의 구성만을 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 수신부(320a)는 제1 바이패스 필터부(321a) 및 제1 저잡음 증폭기(322a)가 병렬로 연결되는 것은 도 2에 도시된 바이패스 필터부와 동일하지만, 제1 스위치(SW31a)가 수신기(300)의 칩 외부에 구현되는 것이 다 르며, 제2 수신부(320b)도 제1 수신부(320a)와 동일한 구성을 갖는다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 수신부(420a)는 제1 바이패스 필터부(421a) 및 제1 저잡음 증폭기(422a)가 병렬로 연결되는 것은 도 2에 도시된 바이패스 필터부와 동일하지만, 제1 필터(421a1)가 수신기(400)의 칩 외부에 구현되는 것이 다르며, 제2 수신부(420b)도 제1 수신부(420a)와 동일한 구성을 갖는다.
이러한 구조에 의하여 위성 디지털 멀티미디어 방송 주파수를 수신하는 수신기에서 기저대역 신호를 선택적으로 필터링하거나 바이패스가 가능하며, 바이패스에 의해 필요 없는 소자에 의한 노이즈, 부하의 손실을 감소시켜 수신기의 성능을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 위성 디지털 멀티미디어 방송 주파수를 수신하는 수신기에서 기저대역 신호를 선택적으로 필터링하거나 바이패스가 가능한 위성 디지털 멀티미디어 방송 수신기를 구현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 바이패스에 의해 필요 없는 소자에 의한 노이즈, 부하의 손실을 감소시켜 수신기의 성능을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (6)

  1. 안테나로부터 수신된 DMB(DIGITAL MULTIMEDIA BROADCASTING) 주파수 신호를 기저대역(base-band) 신호로 변환하는 RF(radio frequency)단;
    상기 RF단에 수신된 신호를 상기 기저대역 신호로 변환하도록 주파수를 공급하는 주파수 공급부; 및
    제1 필터 및 제1 스위치가 병렬 연결되는 제1 바이패스 필터부와 제1 저잡음 증폭기로 구성되며 I-채널을 형성하는 제1 수신부와, 제2 필터 및 제2 스위치가 병렬 연결되는 제2 바이패스 필터부와 제2 저잡음 증폭기로 구성되며 Q-채널을 형성하는 제2 수신부를 갖고, 상기 기저대역 신호를 처리하는 IF(intermediate frequency)단을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스위치가 온(on)이면 I/Q 채널의 기저대역 신호가 바이패스되며, 상기 제1 및 제2 스위치가 오프(off)이면 I/Q 채널의 기저대역 신호가 상기 제1 및 제2 필터에 의해 필터링되는, 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 DMB 주파수 신호 대역은 2605(MHz) 내지 2655(MHz)인, 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 DMB 주파수 신호 대역은 2605(MHz) 내지 2630(MHz) 주파수 대역인 제1 DMB 주파수 신호 대역 및 2630(MHz) 내지 2655(MHz) 주파수 대역인 제2 DMB 주파수 신호 대역으로 구분되며,
    상기 제1 또는 제2 DMB 주파수 신호 대역 신호 중 어느 하나만이 입력 신호인 경우 상기 제1 및 제2 스위치가 온(on) 되어 I/Q 채널의 기저대역 신호가 바이패스되는, 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 RF단은 제1 믹서 및 제2 믹서를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 믹서는 하향변환 믹서(Down-Conversion Mixer)이고,
    상기 제1 및 제2 필터는 상기 RF단에서 변환된 기저대역 신호에서 간섭에 의한 노이즈 주파수를 필터링하는, 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 공급부는 위상고정루프를 포함하고,
    상기 위상고정루프는 주파수 조합기와 전압제어 발진기로 구성되는, 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수신부의 저잡음증폭기는 프로그래머블 이득제어 또는 가변이득제어 증폭기로 구현되는, 바이패스 회로를 구비한 위성 디지털 멀티미디어 방송용 수신기.
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