KR100838439B1 - 전송 신호 생성 장치 - Google Patents

Abstract

디지털 데이터를 네트워크 상에서 전송되는 ASK 변조 신호로 변환할 때의 노이즈 성분을 제어한다. 클럭 발생 회로(10)가 생성하는 클럭 CL에 기초하여, 앰프(12)는 비교적 작은 진폭의 클럭 CL1을 생성하고, 앰프(14)는 비교적 큰 진폭의 클럭 CL2를 생성한다. 절환 제어 회로(20)는, 디지털 데이터 D에 기초하여 스위치 회로(16, 18)에 대한 제어 신호 SW를 생성한다. 스위치 회로(16, 18)는 신호 SW에 따라 CL1, CL2 중 어느 하나를 선택적으로 LPF(22)에 통과한다. LPF(22)에는, 서로 다른 진폭의 구형파가 서로 이어진 신호가 입력되고, LPF(22)는 이를 평활화하여 정현파적 파형이 연속하는 ASK 변조 신호를 생성하여 출력한다.

LPF, 클럭 발생 회로, 절환 제어 회로, 앰프

Description

전송 신호 생성 장치{TRANSMISSION SIGNAL PRODUCING APPARATUS}

본 발명은, 네트워크 상에서 전송되는 전송 신호를 생성하는 전송 신호 생성 장치에 관한 것으로, 특히 진폭 편이 변조된 신호를 생성하는 장치에 관한 것이다.

컴퓨터 네트워크는, 예를 들면, 오피스에서의 LAN(Loocal Area Network)과 같이 일반화되어, 현재는, 컴퓨터 및 그 주변 기기 이외의 기기를 접속하는 네트워크화가 더욱 진전되고 있다. 예를 들면, 자동차의 차량 탑재 네트워크의 1개의 규격(사양)으로서 M0ST(Media Oriented Systems Transport) 시스템이 있다. 이 MOST 시스템에서는 링 형상의 네트워크 1개가 구성되고, 이에 카 네비게이션 시스템, CD(Compact Disc) 플레이어, DVD(Digital Versatile Disk) 플레이어, 스피커, 디스플레이, 전화기 등의 각종 기기가 접속된다. 그리고, 예를 들면, CD 플레이어가 출력하는 디지털 데이터를 네트워크를 통하여 스피커에 전송하고, 스피커에서 디지털 데이터를 음성으로 변환해서 출력하는 등의 형태로 이용된다. 이러한 상황에서, 여러 가지 규격의 신호에 의해 기기간의 디지털 데이터의 전송이 행해질 수 있다. 예를 들면, 디지털 신호의 전송 방식에는, 디지털 신호를 그대로 전송하는 베이스 밴드 방식 외에, 디지털 신호로 반송파를 변조해서 얻어지는 아날로그 신호를 전송하는 브로드 밴드 방식이 있다.

여기서, 반송파의 변조 방식의 하나로서 진폭 편이 변조(Amplitude Shift Keying: ASK) 방식이 알려져 있다. 도 3은, ASK 변조된 전송 신호를 생성하는 종래의 ASK 변조 회로로, 하기의 비특허 문헌 1에 기재된 것이다. 이 회로는, 반송파 x₁와 입력 신호 x₂를 가산기(2)에 의해 가산하여, 그 가산기(2)의 출력 x를 변환 특성 y=f(x)를 갖는 비선형 소자(4)에 의해 변환한다. 비선형 소자(4)의 출력 y는, 필터(6)를 통하여 출력된다.

비선형 소자(4)의 특성 y를 거듭 제곱 급수로 전개하면 다음의 수학식으로 표현된다.

y=a₀+a₁·x+a₂·x²+a₃·x³+…

a_n=(n!)^-1(∂f/∂x)｜_x=0

이다. 여기서, x=x₁+x₂이고, 또는 x₁=v₁·cosωt·x₂=v(t)로 표현하면,

y=[a₀+2a₂v(t)]cosωt

+[a₀+0.5a₂v₁ ²+a₁v(t)+a₂v²(t)+…]

+0.5a₂v₁ ²cos2ωt+…

로 된다. 여기서, 우변 제1항이 진폭 편이 변조된 신호 성분, 제2항 이후는 변조 왜곡 성분을 부여한다. 필터(6)는 대역 필터로, 이 변조 왜곡을 경감한다.

[비특허 문헌 1] 「전자 정보 통신 핸드북」, 사단 법인 전자 통신 학회편, (주)옴사 발행, 제1판, 제1권 p.253

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

상술한 바와 같이 종래의 회로는 비선형 소자(4)에서의 변환에 의해 발생하는 왜곡을 제거할 목적으로 필터(6)를 구비한다. 그러나, 필터(6)로는, 왜곡을 충분히 제거할 수 없어, 잔존하는 왜곡이 노이즈 성분으로 될 수 있다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 노이즈 성분이 억제된 ASK 변조 신호를 생성하는 전송 신호 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명에 따른 전송 신호 생성 장치는, 상기 디지털 데이터의 비트 값 「O」에 따른 제1 진폭 및 상기 디지털 데이터의 비트 레이트에 동기한 주파수에서 주기적으로 변화되는 제1 신호를 출력하는 제1 신호 생성 회로와, 상기 디지털 데이터의 비트 값 「1」에 따른 제2 진폭 및 상기 디지털 데이터의 비트 레이트에 동기한 주파수에서 주기적으로 변화되는 제2 신호를 출력하는 제2 신호 생성 회로와, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 기초하여 상기 전송 신호를 생성하는 출력 회로를 갖고, 상기 출력 회로가, 상기 디지털 데이터의 비트 값에 따라, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 선택 회로를 포함하는 것이다.

다른 본 발명에 따른 전송 신호 생성 장치에서는, 상기 제1 신호 생성 회로가, 상기 제1 신호를 연속적으로 출력하고, 상기 제2 신호 생성 회로가, 상기 제2 신호를 연속적으로 출력하고, 상기 선택 회로가, 상기 제1 신호 생성 회로 및 상기 제2 신호 생성 회로 각각의 출력단을 선택적으로 단속하는 스위치 회로이다.

본 발명의 적절한 양태는, 상기 제1 신호 생성 회로 및 상기 제2 신호 생성 회로가, 서로 동기한 정현파형을 생성하고, 상기 출력 회로가 상기 선택 회로의 출력 신호를 상기 전송 신호로서 출력하는 전송 신호 생성 장치이다.

본 발명의 다른 적절한 양태는, 상기 제1 신호 생성 회로 및 상기 제2 신호 생성 회로가, 서로 동기한 구형 파형 신호를 생성하는 클럭 발생 회로이고, 상기 출력 회로가, 상기 선택 회로의 출력 신호가 입력되는 저역 통과 필터를 갖고, 해당 저역 통과 필터의 출력 신호를 상기 전송 신호로서 출력하는 전송 신호 생성 장치이다.

<발명의 효과>

본 발명에 따르면, 서로 다른 진폭의 신호를 생성하는 2개의 신호 생성 회로를 구비하고, 디지털 데이터의 비트 값에 따라 그들의 출력 신호 중 하나를 순차적으로 선택해서 연결함으로써, 진폭 편이 변조된 전송 신호가 생성된다. 이에 의해, 전송 신호에서의 진폭의 차이를 발생시키는 처리에 기인한 노이즈 성분을 억제 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전송 신호 생성 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록 도.

도 2는 본 장치의 각 부에서의 신호의 타이밍도.

도 3은 종래의 ASK 변조 회로의 원리를 도시하는 구성도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 본 발명의 실시예에 대해, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 전송 신호 생성 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다. 본 장치는, 클럭 발생 회로(10), 앰프(12, 14), 스위치 회로(16, 18), 절환 제어 회로(20), 저역 통과 필터(Low Pass Filter: LPF)(22)를 포함하여 구성된다. 본 장치는, 시리얼의 디지털 데이터인 송신 데이터 D가 입력되고, 해당 데이터 D의 비트 값의 시간적인 변화에 따라 진폭이 변화되는 진폭 편이 변조 신호를 생성하고, 이를 전송 신호 S로서 네트워크에 출력한다.

클럭 발생 회로(10)는 송신 데이터 D의 비트 레이트에 동기하는 주파수의 클럭 CL을 생성한다. 즉, 송신 데이터 D의 비트 레이트를 r(단위 bps)로 하면, 클럭 CL의 주파수는 nr[㎐](n은 자연수)이다. 여기서는 n=1로 한다.

앰프(12, 14)는 구형 파형의 클럭 CL을 각각 입력받아, 그 진폭을 변환시킨다. 예를 들면, 앰프(12, 14)는 각각 전압 0을 중심으로 하여 상하로 흔들리는 구형파 CL1, CL2를 생성한다. 앰프(12)가 출력하는 CL1의 진폭과 앰프(14)가 출력하는 CL2의 진폭은 서로 다르게 설정된다.

절환 제어 회로(20)는, 송신 데이터 D를 입력받아, 해당 데이터의 비트 값 에 기초하여 스위치 회로(16, 18)에 대한 제어 신호를 생성한다. 절환 제어 회 로(20)는, 데이터 D로서 입력되는 전압 신호를 클럭 CL에 동기하여 래치하고, 그 래치한 전압에 기초하여 제어 신호를 생성한다. 이에 의해, CL1, CL2에 동기해서 스위치 회로(16, 18)의 온/오프 상태를 제어하는 제어 신호 SW가 생성된다. 예를 들면, 제어 신호 SW는, H/L 레벨의 전압으로 표현되는 논리 신호이다.

스위치 회로(16, 18)는, 절환 제어 회로(20)로부터의 제어 신호 SW에 따라 온/오프 상태를 절환한다. 예를 들면, 스위치 회로(16)는 MOS형 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 이용하여 구성된다. 구체적으로는, 그 MOSFET의 채널(소스·드레인간)을 앰프(12, 14)와 LPF(22)의 사이에 접속하고, 제어 신호 SW에 따른 전압을 게이트에 인가해서 해당 채널을 온 상태(도통 상태)로 할지 오프 상태(절단 상태)로 할지를 절환한다. 예를 들면, 제어 신호 SW가 H 레벨일 때, 스위치 회로(16)는 오프 상태, 스위치 회로(18)는 온 상태로 되고, 한편, 제어 신호 SW가 L 레벨일 때, 스위치 회로(16)는 온 상태, 스위치 회로(18)는 오프 상태로 되도록 구성된다.

LPF(22)는, 그 컷오프 주파수에 따른 소정의 저주파수 대역의 성분을 통과한다. 이 LPF(22)는, 클럭 CL1, CL2에 포함되는 고주파 성분을 제거하여, 그들 클럭의 파형을 원활한 정현파적 형상으로 한다.

도 2는, 본 장치의 각 부에서의 신호의 타이밍도이다. 도 2를 이용하여, 본 장치의 동작을 설명한다. 클럭 발생 회로(10)는 연속적으로 클럭 CL을 생성하고, 그에 따라 앰프(12, 14)도 각각 연속적으로 클럭 CL1, CL2를 생성한다. 도 2의 신호 파형 (a), (b)가 각각 클럭 CL1, CL2의 파형을 나타낸다. 앰프(12)는, 클럭 CL의 H(High) 레벨을 Vα, L(Low) 레벨을 -Vα로 변환한 클럭 CL1을 출력한다. 한 편, 앰프(14)는, 클럭 CL의 H 레벨을 Vβ, L 레벨을 -Vβ로 변환한 클럭 CL2를 생성한다. 여기서 앰프(12, 14)는, Vα<Vβ로 되도록 구성된다. 이와 같이 하여, 서로 동기하여, 진폭이 서로 다른 CL1, CL2가 앰프(12, 14)로부터 연속적으로 출력된다.

도 2의 신호 파형 (c)는, 절환 제어 회로(20)에 데이터 D로서, 예를 들면, 비트 열 「010011010」이 입력되었을 때의 제어 신호 SW를 나타내고 있다. 절환 제어 회로(20)는, 데이터 D의 비트 값이 「0」일 때 L 레벨, 「1」일 때 H 레벨을 제어 신호 SW로서 출력한다. 이 제어 신호 SW는 CL1, CL2에 동기하고 있다.

제어 신호 SW가 L 레벨일 때에는 2개의 스위치 회로 중 스위치 회로(18)만이 온 상태로 되어, CL2를 LPF(22)에 통과시킨다. 한편, 제어 신호 SW가 H 레벨일 때는 스위치 회로(16)만이 온 상태로 되어, CL1을 LPF(22)에 통과시킨다. 그 결과, LPF(22)에의 입력 신호는, 도 2의 신호 파형 (d)에 도시한 바와 같이, 데이터 D의 비트 패턴에 따라 선택된 CL1, CL2가 순차적으로 서로 이어진 것으로 된다.

이 입력 신호가 LPF(22)에 의해 평활화됨으로써, 도 2의 신호 파형 (e)를 갖는 ASK 변조 신호인 전송 신호 S가 생성된다. 이 전송 신호 S는, 서로 다른 진폭을 갖는 정현파 형상의 파형이 원활하게 접속된 것으로 된다.

또한, 상술한 장치에서는, 진폭이 서로 다른 구형파 CL1, CL2를 접속한 신호를 생성한 후, 이를 LPF(22)에 의해 평활화하여 ASK 변조 신호를 생성하였다. 한편, 정현파 신호를 생성하는 회로를 2개 설치하고, 이들 회로에서 서로 다른 진폭이며, 또한 동기한 2종류의 정현파형을 생성하는 구성으로 하여, LPF(22)를 없앨 수도 있다. 그 경우, 클럭 발생 회로(10) 대신에, 정현파 신호원을 설치하고, 그 출력을 앰프(12, 14)가 서로 다른 게인으로 증폭하는 구성으로 함으로써, 서로 다른 진폭과, 또한 동기한 2종류의 정현파 신호를 얻을 수 있다.

이렇게 연속적으로 출력되는 신호를 스위치 회로에 의해 절환함으로써, 파형의 이음새가 매끄럽게 되어 노이즈 발생이 억제된다.

또한, 상술한 장치는, 연속적으로 생성되는 진폭이 서로 다른 파형을 선택적으로 출력하는 구성이지만, 예를 들면, 데이터 D의 비트 값이 「1」일 때만 임의의 진폭의 파형을 1주기만 출력하는 회로와, 데이터 D의 비트 값이 「0」일 때만 상이한 진폭의 파형을 1주기만 출력하는 회로를 설치하고, 그들의 출력을 연결하여 전송 신호 S로 하는 구성으로 할 수도 있다.

서로 다른 진폭의 신호를 생성하는 2개의 신호 생성 회로를 구비하고, 디지털 데이터의 비트 값에 따라 그들의 출력 신호 중 하나를 순차적으로 선택해서 연결함으로써, 노이즈 성분이 억제된 ASK 변조 신호를 생성하는 전송 신호 생성 장치를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 네트워크에 접속된 노드 장치간에서의 디지털 데이터의 전송에 이용되는 전송 신호로서 상기 디지털 데이터에 따라 진폭 편이 변조된 신호를 생성하는 전송 신호 생성 장치에 있어서,

   상기 디지털 데이터의 비트 레이트에 동기한 주파수에서 주기적으로 변화되는 구형 파형의 클럭 신호를 생성하는 클럭 신호 발생 회로와,

   상기 클럭 신호를 입력받아, 상기 클럭 신호의 진폭을 변환하여, 상기 디지털 데이터의 비트 값 「0」에 따른 제1 진폭을 갖는 제1 신호를 출력하는 제1 신호 생성 회로와,

   상기 클럭 신호를 입력받아, 상기 클럭 신호의 진폭을 변환하여, 상기 디지털 데이터의 비트 값 「1」에 따른 제2 진폭을 갖는 제2 신호를 출력하는 제2 신호 생성 회로와,

   상기 디지털 데이터의 비트 값에 따라서 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 상기 전송 신호를 생성하는 출력 회로

   를 갖고,

   상기 출력 회로는, 상기 클럭 신호를 입력받아 상기 클럭 신호의 상승 및 하강 중 어느 한 쪽의 타이밍에서, 상기 전송 신호에 있어서의 상기 제1 신호에 대응하는 기간과 상기 제2 신호에 대응하는 기간과의 절환을 수행하는 것을 특징으로 하는 전송 신호 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 출력 회로는, 선택한 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 입력되는 저역 통과 필터를 갖고, 상기 저역 통과 필터의 출력 신호를 상기 전송 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 전송 신호 생성 장치.
3. 네트워크에 접속된 노드 장치간에서의 디지털 데이터의 전송에 이용되는 전송 신호로서 상기 디지털 데이터에 따라 진폭 편이 변조된 신호를 생성하는 전송 신호 생성 장치에 있어서,

   상기 디지털 데이터의 비트 레이트에 동기한 주파수에서 주기적으로 변화되는 정현파 신호를 생성하는 정현파 신호 발생 회로와,

   상기 정현파 신호를 입력받아, 상기 정현파 신호의 진폭을 변환하여, 상기 디지털 데이터의 비트 값 「0」에 따른 제1 진폭을 갖는 제1 신호를 출력하는 제1 신호 생성 회로와,

   상기 정현파 신호를 입력받아, 상기 정현파 신호의 진폭을 변환하여, 상기 디지털 데이터의 비트 값 「1」에 따른 제2 진폭을 갖는 제2 신호를 출력하는 제2 신호 생성 회로와,

   상기 디지털 데이터의 비트 값에 따라서 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 중 어느 하나를 선택적으로 출력하여 상기 전송 신호를 생성하는 출력 회로

   를 갖고,

   상기 출력 회로는, 상기 정현파 신호를 입력받아 상기 정현파 신호의 상승 및 하강 중 어느 한 쪽의 영점(零点)의 타이밍에서, 상기 전송 신호에 있어서의 상기 제1 신호에 대응하는 기간과 상기 제2 신호에 대응하는 기간과의 절환을 수행하는 것을 특징으로 하는 전송 신호 생성 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 신호 생성 회로는, 상기 제1 신호를 연속적으로 출력하고,

   상기 제2 신호 생성 회로는, 상기 제2 신호를 연속적으로 출력하고,

   상기 출력 회로는, 상기 제1 신호 생성 회로 및 상기 제2 신호 생성 회로 각각의 출력단을 선택적으로 단속하는 스위치 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 전송 신호 생성 장치.

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