KR100925430B1

KR100925430B1 - Ｒｆ 스위치

Info

Publication number: KR100925430B1
Application number: KR1020020085811A
Authority: KR
Inventors: 윤정필
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-12-28
Filing date: 2002-12-28
Publication date: 2009-11-06
Also published as: US7305218B2; US20040162044A1; KR20040059228A

Abstract

본 발명은 TV 수신기의 RF 스위치 내부에 있는 증폭기의 전원을 슈미트 트리거(Schmitt trigger) 회로를 이용하여 조정하는 RF 스위치에 관한 것으로서, 특히 튜너의 RF 자동 이득 제어기(AGC)의 출력 전압이 기 설정된 상한 임계값보다 크면 즉, 약신호 수신시에는 상기 증폭기의 전원을 온시키고, 하한 임계값보다 작으면 즉, 강신호 수신시에는 상기 증폭기의 전원을 오프시킴으로써, 미약한 신호뿐만 아니라 강한 신호 및 여러 채널의 인접 신호 파워들이 강해서 증폭기의 왜곡이 생기는 오버로드에 대한 수신부의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

증폭기, RF 스위치, 슈미트 트리거, 튜너 AGC

Description

ＲＦ 스위치{RF switch}

도 1은 일반적인 RF 스위치의 개념도

도 2는 종래의 일 실시예에 따른 RF 스위치 내부의 구성 블록도

도 3은 종래의 다른 실시예에 따른 RF 스위치 내부의 구성 블록도

도 4는 본 발명에 따른 RF 스위치 내부의 구성 블록도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

401 : 릴레이 스위치 402 : 증폭기

403 : 분배기 404 : RF AGC 입력포트

405 : 슈미트 트리거부 406 : 전원 조정부

407 : 전원 공급 및 릴레이 스위치 인터페이스

408 : 릴레이 스위치 조정부

본 발명은 TV 수신기에 관한 것으로서, 특히 RF 스위치 내부에 있는 증폭기의 전원을 슈미트 트리거(Schmitt trigger) 회로를 이용하여 조정하는 RF 스위치에 관한 것이다.

상기 RF 스위치는 사용 용도에 따라서 다양한 모델이 나와 있으며, 도 1은 그 중의 한 모델이다.

도 1의 RF 스위치를 보면, 공중파/케이블(Air/Cable) RF 신호를 받아들여 사용자의 선택에 따라 튜너 또는, 3/4 변조기로 공중파 또는 케이블 RF 신호를 전달해주는 역할을 한다. 즉, 상기 RF 스위치의 출력단자는 2개이며, 동일한 신호가 2개의 출력단자를 통해 출력되는데 그 중 하나는 튜너로 입력되며, 나머지 하나는 스탠바이(Standby) 상태에서 루프 아웃(Loop-out)을 위하여 3/4 변조기로 입력된다.

도 2는 종래의 RF 스위치의 내부 회로도로서, 많이 이용되고 있다.

도 2는 릴레이 스위치에 의해 선택된 단자의 신호를 증폭시켜 분배기(Splitter)를 이용하여 동일한 2개의 신호를 출력시키는 구조이다. 즉, 릴레이 스위치(201)의 입력단은 사용자의 선택에 따른 릴레이 스위치 조정부(205)의 제어에 의해 입력 1 또는, 입력 2로 절환된 후 수신되는 공중파 RF 신호 또는, 케이블 RF 신호를 선택하여 증폭기(202)로 출력한다. 상기 증폭기(202)는 상기 릴레이 스위치(201)를 통해 출력되는 공중파 RF 신호 또는, 케이블 RF 신호를 소정 레벨로 증폭하여 분배기(203)로 출력한다. 상기 분배기(203)는 증폭된 RF 신호를 출력 1, 출력 2를 통하여 동시에 튜너와 3/4 변조기로 출력한다.

이때, 상기 증폭기(202)는 릴레이 스위치(201)와 분배기(203)에 의한 신호 감쇄 현상을 보상해 줄뿐 아니라 광대역에서 주파수에 따른 신호 편평도를 최대한 유지시켜 줌으로써, 약신호 수신 성능 측정시 RF 스위치가 있는 제품과 없는 제품 과는 큰 차이를 보이지 않으며, 오히려 높은 주파수에서는 더 좋은 성능을 보여 주고 있다. 하지만, 강신호 성능 측정 시 증폭기(202) 때문에 성능 열화가 발생하게 되며, 특히 광대역에 걸쳐서 큰 신호세기를 가지고 있는 아날로그 신호와 DTV 신호들이 인접하여 수신되는 지역이나 송신소 부근에서는 증폭기(202)의 내부에서 왜곡이 발생하게 되어 화면이 깨지거나 특정 채널들이 잡히지 않게 된다. 이러한 현상을 증폭기(202)의 오버로드 현상이라고 한다. 실제로 북미 지역에서는 이러한 현상이 실제로 발생되고 있으며, 이러한 현상과 강신호 입력시 성능 열화를 피하기 위하여 몇가지 방법을 이용되고 있다.

도 3은 이러한 성능 열화를 방지하기 위한 첫 번째 방법인 종래의 RF 스위치의 내부 구성도로서, 증폭기(303)의 입/출력단에 각각 스위치(302,304)를 연결하고, 마이콤에서 입력 포트를 통하여 상기 스위치(302,304)의 절환을 제어하는 구조가 상기된 도 2에 더 부가되었다. 즉, 릴레이 스위치(301)의 출력은 스위치(302)로 출력되고, 상기 스위치(302)는 마이콤의 제어에 의해 절환되어 입력되는 신호를 증폭기(303)로 출력하거나, 또는 스위치(304)로 출력한다. 상기 스위치(304)로 마찬가지로 마이콤의 제어에 의해 절환되어 상기 증폭기(303)에서 출력되는 신호를 선택하여 분배기(305)로 출력하거나, 또는 상기 스위치(302)에서 출력되는 신호를 선택하여 분배기(305)로 출력한다. 다시 말해, 상기 스위치(302,304)의 절환에 의해 릴레이 스위치(302)의 출력은 증폭기(303)를 거쳐 분배기(305)로 출력될 수도 있고, 증폭기(303)를 거치지 않고 상기 분배기(305)로 바로 바이패스될 수도 있다.

이러한 도 3의 구조는 강신호나 오버로드에 대하여서는 도 2의 RF 스위치 구조보다는 좋은 성능을 보이고 있지만, 증폭기(303)를 거치지 않는 신호 패스(path)와 증폭기(303)를 거치는 신호 패스를 조정하는 임계값 부근에서는 스위치(302,304)가 계속 동작하게 되며, 이는 튜너에서 잘못된 동작을 일으키는 원인이 되어 일반적인 신호에서도 화면이 깨지거나 무화면 현상이 발생하게 된다.

따라서 이러한 현상 때문에 상기된 도 3의 RF 스위치는 현재는 이용되지 않고 있다.

한편, 상기된 도 2에 의해 초래되는 성능 열화를 방지하기 위한 두 번째 방법으로는 RF 스위치 내부에서 증폭기 부분을 삭제하는 방법이다. 이 방법은 강신호나 오버로드에 대하여서는 좋은 성능을 보이고 있지만, 분배기에 의한 신호 감쇄를 보상해 주지 못하기 때문에 약신호 성능이 좋지 못하다.

세번째 방법으로는 증폭기를 내장한 RF 스위치를 사용하되 강신호가 발생하는 지역에서는 사용자가 RF 스위치의 입력단에 감쇠기(Attenuator)를 달도록 하는 방법이다. 이 방법은 채널별로 또는 안테나 방향에 따라서 신호 세기의 편차가 많기 때문에 사용자가 판단하기에는 다소 부담이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 RF 스위치 내부에 있는 증폭기의 전원을 슈미트 트리거(Schmitt trigger) 회로를 이용하여 조정함으로써, 수신부의 약신호에 대한 성능뿐만 아니라 강신호 및 오버로드에 대한 성능을 향상시키는 RF 스위치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 RF 스위치는, 튜너의 RF AGC의 출력 전압을 슈미트 트리거 회로의 입력으로 받아서 RF 스위치 내부에 있는 증폭기의 전원을 조정하는데 그 특징이 있다. 즉, 약신호 수신시에는 증폭기의 전원을 온시켜 입력되는 RF 신호가 증폭되도록 하며, 강신호 수신시에는 증폭기의 전원을 차단함으로써 감쇄기 역할을 하도록 하여 수신할 수 있는 신호 세기의 범위를 넓힐 수 있다.

상기 슈미트 트리거 회로가 동작하게 되는 상한 임계값과 하한 임계값은 RF AGC의 출력 전압을 가지고 최적의 값으로 정하며, 튜너의 오동작을 막기 위해서는 상한 임계값과 하한 임계값의 범위를 가능한 넓게 정한다. 그리고, 증폭기의 전원을 조정하는 회로의 반응속도는 튜너의 RF AGC의 반응 속도보다 느리게 동작하도록 설계한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 RF 스위치의 내부 구성도로서, 릴레이 스위치 조정부(408)의 제어에 의해 입력 1 또는, 입력 2단자로 절환되어 공중파 또는 케이블 RF 신호를 선택하는 릴레이 스위치(401), 전원 온/오프가 제어되며, 전원이 온 일때만 상기 릴레이 스위치(401)에서 출력되는 RF 신호를 소정 레벨로 증폭하는 증폭기(402), 상기 증폭기(402)의 출력을 두 개의 출력단자에 동일하게 분배하는 분배기(403), 입력포트(404)를 통해 입력되는 튜너의 RF AGC 전압이 기 설정된 상한 임계값보다 크면 전원 온 신호를, 기 설정된 하한 임계값보다 작으면 전원 오프 신호를 출력하는 슈미트 트리거부(405), 상기 슈미트 트리거부(405)에서 전원 온 신호가 출력되면 상기 증폭기(402)의 전원을 온시키고, 전원 오프 신호가 출력되면 상기 증폭기(402)의 전원을 오프시키는 전원 조정부(406)로 구성된다. 여기서, 상기 슈미트 트리거부(405)와 전원 조정부(406)는 증폭기(402)의 전원을 온/오프시키는 증폭기 전원 제어부라 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 릴레이 스위치(401)의 입력단이 릴레이 스위치 조정부(407)의 제어에 의해 입력 1 또는, 입력 2 단자로 절환되면, 수신되는 공중파 RF 신호 또는, 케이블 RF 신호가 상기 릴레이 스위치(401)를 통해 증폭기(402)로 입력된다. 이때, 상기 증폭기(402)는 전원 조정부(406)에 의해 전원이 온되거나, 오프되며 만일 온이 되면 상기 릴레이 스위치(401)를 통해 출력되는 공중파 RF 신호 또는, 케이블 RF 신호를 소정 레벨로 증폭하여 분배기(403)로 출력한다. 상기 분배기(403)는 증폭된 RF 신호를 출력 1, 출력 2를 통하여 동시에 튜너와 3/4 변조기로 출력한다.

이때, 상기 슈미트 트리거부(405)는 튜너의 RF AGC의 출력 전압을 입력포트(404)를 통해 입력받는다. 상기 튜너의 RF AGC 전압은 튜너의 모델마다 다소 차이는 있지만, 대부분 약 0V에서 약 4V의 범위 내에서 입력되는 신호의 세기 에 의해서 전압의 레벨이 변한다. 즉, 약신호가 입력되면, 4V에 가까운 전압이 발생되며, 강신호일수록 0V에 가까운 전압이 발생된다. 예를 들어, 상기 슈미트 트리거부(405)에서는 상한 임계값을 약 3V, 하한 임계값을 약 1V가 되도록 설계를 하게 되면, 튜너의 RF AGC 전압 레벨이 3V 이상의 값이 되면 상기 슈미트 트리거부(405)는 증폭기(402)의 전원을 온시키는 신호를 전원 조정부(405)로 출력하고, 그러면 상기 전원 조정부(406)는 증폭기(402)의 전원을 온시킨다. 따라서, 상기 증폭기(402)가 릴레이 스위치(401)를 통해 출력되는 RF 신호를 증폭하면 약신호에 대한 수신 능력이 더 향상된다.

한편, 튜너의 RF AGC 전압 레벨이 1V이하의 값으로 떨어지면 상기 슈미트 트리거부(405)는 증폭기(402)의 전원을 오프시키는 신호를 전원 조정부(406)로 출력하고, 상기 전원 조정부(406)는 증폭기(402)의 전원을 오프시킨다. 따라서, 상기 증폭기(402)의 전원이 오프되면, 증폭기(402)는 감쇄기의 역할을 하게 되므로 강신호에 대한 수신 능력이 더 좋아지게 된다.

이때, 상기 슈미트 트리거부(405)에서 상한 임계값과 하한 임계값은 튜너의 특성과 여러 환경적인 조건을 고려해서 최적의 값으로 설계가 이루어져야 하며, 불필요한 전환이 발생하지 않도록 하기 위해서 가능한 범위를 넓게 하는 것이 좋다. 또한, 증폭기 전원을 조정하는 전원 조정부(406)에서 전원을 스위칭하는 반응속도는 튜너의 RF AGC의 반응 속도보다 느리게 설계되어져야 한다.

이렇게 하면, 미약한 신호뿐만 아니라 강한 신호 및 여러 채널의 인접 신호 파워들이 강해서 증폭기의 왜곡이 생기는 오버로드에 대한 수신부의 성능을 향상시 킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 RF 스위치에 의하면, 슈미트 트리거 회로에서 튜너의 RF AGC 전압 레벨에 따라 RF 스위치 내부에 있는 증폭기의 전원을 조정함으로써, 수신부의 수신 성능 즉, 약신호와 강신호에 대한 성능이 기존보다 더 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 파워레벨이 큰 여러 신호들이 몰려 있을 때 증폭기에서 발생할 수 있는 신호 왜곡 현상도 최대한 피할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

릴레이 스위치를 통해 공중파 RF 신호와 케이블 RF 신호 중 어느 하나를 입력받고, 분배기를 통해 상기 RF 신호를 튜너와 3/4 변조기로 동시에 출력하는 RF 스위치에 있어서,

상기 릴레이 스위치와 상기 분배기 사이에 배치되며, 전원 온일 때만 상기 릴레이 스위치에서 출력되는 RF 신호를 소정 레벨로 증폭하여 상기 분배기로 출력하는 증폭기;

상기 튜너의 RF 자동 이득 제어기(AGC)에서 출력되는 전압이 기 설정된 상한 임계값보다 크면 상기 증폭기의 전원을 온시키는 제어 신호를 생성하고, 기 설정된 하한 임계값보다 작으면 상기 증폭기의 전원을 오프시키는 제어 신호를 생성하는 슈미트 트리거부; 및

상기 슈미트 트리거부의 제어 신호에 따라 상기 증폭기의 전원을 온 또는 오프시키는 전원 조정부를 포함하는, RF 스위치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원 조정부의 반응 속도는 상기 튜너의 RF AGC의 반응 속도보다 느리게 동작하는, RF 스위치.
제 1 항에 있어서,

상기 슈미트 트리거부의 상한 임계값과 하한 임계값은 RF AGC의 출력 전압을 이용하여 결정하며, 결정하는 상한 임계값과 하한 임계값의 범위는 상기 튜너의 오동작이 발생하지 않는 범위로 정하는 것을 특징으로 하는, RF 스위치.
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