KR100930191B1

KR100930191B1 - 자동 이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치

Info

Publication number: KR100930191B1
Application number: KR1020070121917A
Authority: KR
Inventors: 오호진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-12-08
Also published as: KR20090055145A

Abstract

본 발명의 자동 이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치는, 입력되는 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기; 상기 저잡음 증폭기로부터의 RF 신호를 AGC 전압에 따라 감쇄하는 감쇄회로부; 상기 저잡음증폭기로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 입력동조부; 및 상기 입력동조부로부터의 RF 신호를 상기 AGC 전압에 따라 증폭하는 RF 증폭부를 포함한다.

TV, 텔레비전, 방송, 수신, 신호 감쇄, 왜곡, AGC, RF 신호

Description

자동 이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치{BROADCASTING RECEIVER WITH IMPROVED AUTOMATIC GAIN CONTROL}

본 발명은 TV 방송 수신용 셋탑박스나 텔레비젼에 적용될 수 있는 자동이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치에 관한 것으로, 특히 수신강도에 따라 RF 신호의 증폭레벨 뿐만 아니라 RF 신호의 감쇄 레벨을 자동 제어할 수 있고, 이에 따라 다이내믹 레인지를 확대시킬 수 있는 자동이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 방송 수신장치(receive)는 강전계 및 신호 감쇠를 위해 자동 이득 제어(AGC: Automatic Gain Control) 회로를 사용하며, 또한 방송 신호가 점점 복잡해짐에 따라 다이내믹 레인지(DYNAMIC RANGE)(수신할 수 있는 입력 레벨)의 범위도 점차 증가하고 있다.

또한, 기존의 아날로그 방송 신호만 존재하는 것과는 달리, 최근에 디지털 방송이 시작되면서, 이제 아날로그 방송 신호(NTSC, PAL, SECAM)와 디지털 방송 신호(DVB-C,DVB-T,ATSC)가 서로 공존하게 되면서 다이내믹 레인지(DYNAMIC RANGE)의 증가가 점차 강하게 요구되고 있다.

도 1은 종래 방송 수신장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 방송 수신장치는, 안테나(ANT)로부터 입력되는 RF 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(10)와, 상기 저잡음증폭기(10)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 입력동조부(20)와, 상기 입력동조부(20)로부터의 RF 신호를 AGC 전압(VAGC)에 따라 증폭하는 RF 증폭부(30)와, 상기 RF 증폭부(30)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 단간 동조부(40)와, 상기 단간 동조부(40)로부터의 RF 신호를 IF 신호로 다운 컨버팅하고, 상기 RF 신호의 세기에 따라 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급하는 다운 컨버터(50)와, 상기 다운 컨버터(50)로부터의 IF 신호를 증폭하는 IF 증폭부(60)와, 상기 IF 증폭부(60)로부터의 IF 신호를 통과시키는 SAW 필터(70)를 포함한다.

상기 다운 컨버터(50)는, 선택 채널에 해당되는 발진신호를 생성하는 발진기(51)와, 상기 단간 동조부(40)로부터의 RF 신호와 선택 채널에 해당되는 발진신호를 믹싱하는 믹서(52)와, 상기 RF 신호의 세기에 따라 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급하는 AGC 검출부(53)를 포함한다.

이와 같이 도 1에 도시된 종래 방송 수신장치는, RF 신호의 세기에 따라서 RF 증폭율을 조절하여 RF 신호가 너무 클 경우에는 RF 신호의 증폭 이득을 낮추어서, 높은 전계에서 입력되는 RF 신호의 세기를 낮게 조절한다.

그런데, 이와같은 도 1의 방송 수신장치는, RF 이득을 자동 제어하는 RF AGC 구조만을 이용하는 구조이므로, 보다 높은 전계에서 보다 높은 RF 신호가 입력되는 경우에 대해서는 하나의 RF AGC 구조만으로 RF 신호를 적절히 낮추는 데에는 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로써, 그 목적은 수신강도에 따라 RF 신호의 증폭레벨 뿐만 아니라 RF 신호의 감쇄 레벨을 자동 제어할 수 있고, 이에 따라 다이내믹 레인지를 확대시킬 수 있는 자동이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 자동 이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치는, 입력되는 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기; 상기 저잡음 증폭기로부터의 RF 신호를 AGC 전압에 따라 감쇄하는 감쇄회로부; 상기 저잡음증폭기로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 입력동조부; 및 상기 입력동조부로부터의 RF 신호를 상기 AGC 전압에 따라 증폭하는 RF 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방송 수신 장치는, 상기 RF 증폭부로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 단간 동조부; 상기 단간 동조부로부터의 RF 신호를 IF 신호로 다운 컨버팅하고, 상기 RF 신호의 세기에 따라 상기 AGC 전압을 공급하는 다운 컨버터; 상기 다운 컨버터로부터의 IF 신호를 증폭하는 IF 증폭부; 및 상기 IF 증폭부로부터의 IF 신호를 통과시키는 SAW 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감쇄회로부는, 상기 AGC 전압을 공급받기 위한 AGC 전압단에 따라 가변 되는 저항값을 갖는 핀다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감쇄회로부는, 상기 AGC 전압에 연결된 게이트와, 동작 전압을 공급받기 위한 동작전압단에 연결된 드레인과, 소오스를 갖는 상기 MOS 트랜지스터; 상기 MOS 트랜지스터의 소오스에 제1 코일을 통해 연결된 애노드단과 제1 커플링 커패시터를 통해 입력단에 연결됨과 동시에 제1 저항을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는 제1 핀다이오드; 상기 MOS 트랜지스터의 드레인에 제2코일을 통해 연결됨과 동시에 제2 커플링 커패시터를 통해 상기 제1 핀다이오드의 애노드단에 연결된 애노드단과 제2 저항을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는 제2 핀다이오드; 및 상기 MOS 트랜지스터의 소오스에 제3 코일을 통해 연결됨과 동시에 제3 커플링 커패시터를 통해 상기 제2 핀다이오드의 애노드단에 연결된 애노드단과 제4 커플링 커패시터를 통해 출력단에 연결됨과 동시에 제3 저항을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는 제3 핀다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와같은 본 발명에 의하면, 수신강도에 따라 RF 신호의 증폭레벨 뿐만 아니라 RF 신호의 감쇄 레벨을 자동 제어할 수 있고, 이에 따라 다이내믹 레인지를 확대시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명 의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 방송 수신장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 방송 수신장치는, 입력되는 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(100)와, 상기 저잡음 증폭기(100)로부터의 RF 신호를 AGC 전압(VAGC)에 따라 감쇄하는 감쇄회로부(150)와, 상기 저잡음증폭기(100)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 입력동조부(200)와, 상기 입력동조부(200)로부터의 RF 신호를 상기 AGC 전압(VAGC)에 따라 증폭하는 RF 증폭부(300)를 포함한다.

또한, 상기 방송 수신 장치는, 상기 RF 증폭부(300)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 단간 동조부(400)와, 상기 단간 동조부(400)로부터의 RF 신호를 IF 신호로 다운 컨버팅하고, 상기 RF 신호의 세기에 따라 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급하는 다운 컨버터(500)와, 상기 다운 컨버터(500)로부터의 IF 신호를 증폭하는 IF 증폭부(600)와, 상기 IF 증폭부(600)로부터의 IF 신호를 통과시키는 SAW 필터(700)를 포함한다.

상기 감쇄회로부(150)는, 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급받기 위한 AGC 전압단(TVAGC)에 따라 가변되는 저항값을 갖는 핀다이오드를 포함할 수 있다. 이에 대해 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 감쇄회로부의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 감쇄회로부(150)는, MOS 트랜지스터(Q10), 제1 핀다이오드(D11)와, 제2 핀다이오드(D12) 및 제3 핀다이오드(D13)를 포함할 할 수 있다.

상기 MOS 트랜지스터(Q10)는, 상기 AGC 전압(VAGC)에 연결된 게이트와, 동작 전압(VB)을 공급받기 위한 동작전압단에 연결된 드레인과, 제1 코일(L11)을 통해 상기 제1 핀다이오드(D1)의 애노드에 연결된 소오스를 갖는다.

이때, 상기 AGC 전압(VAGC)에 의해서, 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 게이트에 걸리는 전압이 높아지면, 드레인 전압은 높아지고 소오스 전압은 낮아진다.

상기 제1 핀다이오드(D11)는, 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 소오스에 제1 코일(L11)을 통해 연결된 애노드단과 제1 커플링 커패시터(C11)를 통해 입력단(IN)에 연결됨과 동시에 제1 저항(R11)을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는다.

상기 제2 핀다이오드(D12)는, 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 드레인에 제2코일(L12)을 통해 연결됨과 동시에 제2 커플링 커패시터(C12)를 통해 상기 제1 핀다이오드(D11)의 애노드단에 연결된 애노드단과 제2 저항(R12)을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는다.

상기 제3 핀다이오드(D13)는, 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 소오스에 제3 코일(L13)을 통해 연결됨과 동시에 제3 커플링 커패시터(C13)를 통해 상기 제2 핀다이오드(D12)의 애노드단에 연결된 애노드단과 제4 커플링 커패시터(C14)를 통해 출력단(OUT)에 연결됨과 동시에 제3 저항(R13)을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖 는다.

도 4는 본 발명에 따른 감쇄 효율 설명을 위한 그래프이다.

도 4의 그래프에서, 세로는 출력파워[dBm]이고, 가로축은 입력파워[dBm]이며, G1은 RF 신호의 기본파에 대한 입력파워-출력파워 그래프이고, G2는 종래 방송 수신장치의 RF 증폭부를 통한 입력파워-출력파워 그래프이며, G3은 본 발명의 감쇄회로부 및 RF 증폭부를 통한 입력파워-출력파워 그래프이다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 방송 수신장치에 대해 설명하면, 먼저 도 2에서, 본 발명에 따른 방송 수신장치는, 저잡음 증폭기(100), 감쇄회로부(150), 입력동조부(200), RF 증폭부(300), 단간 동조부(400), 다운 컨버터(500), IF 증폭부(600) 및 SAW 필터(700)를 포함한다.

이때, 상기 저잡음 증폭기(100)는, 안테나(ANT) 또는 케이블을 통해 입력되는 RF 신호를 기설정된 이득에 따라 증폭하여 감쇄회로부(150)로 출력한다.

상기 감쇄회로부(150)는, 상기 저잡음 증폭기(100)로부터의 RF 신호를 AGC 전압(VAGC)에 따라 감쇄시켜 입력동조부(200)에 출력한다. 이에 따라, 강전계에서 강한 RF 신호가 입력되는 경우에도, 상기 감쇄회로부(150)가, RF 신호를 적절히 감쇄시켜주어, 후단에서 신호왜곡없이 신호처리가 가능하게 한다.

상기 입력동조부(200)는, 상기 저잡음증폭기(100)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시킨다. 예를 들면, 대략 50MHz ~ 900MHz에 해당되는 TV 방송 주파수 대역을 통과시킨다.

상기 RF 증폭부(300)는, 상기 입력동조부(200)로부터의 RF 신호를 상기 AGC 전압(VAGC)에 따라 증폭한다. 전술한 바와같이, 강전계에서는 강한 RF 신호가 입력되는 경우에도, 상기 감쇄회로부(150)가, RF 신호를 적절히 감쇄시켜줌과 동시에, RF 신호의 수신강도에 따라 결정되는 AGC 전압(VAGC)에 따라 상기 RF 증폭부(300)도 신호의 이득을 낮추어서, 결국 후단에서 신호왜곡없이 신호처리가 가능하게 된다.

상기 단간 동조부(400)는, 상기 입력동조부(200)에서 대역 통과시킨 RF 신호를 다시 한번 더 상기 RF 증폭부(300)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시켜서, 이에 따라 대역 선택특성을 향상시킬 수 있다.

상기 다운 컨버터(500)는, 선택 채널에 해당되는 발진신호를 생성하는 발진기(510)와, 상기 단간 동조부(400)로부터의 RF 신호와 선택 채널에 해당되는 발진 신호를 믹싱하는 믹서(520)와, 상기 RF 신호의 세기에 따라 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급하는 AGC 검출부(530)를 포함한다.

이때, 상기 다운 컨버터(500)의 믹서(520)는, 상기 단간 동조부(400)로부터의 RF 신호와, 상기 발진기(510)로부터의 발진신호를 믹싱하여 IF 신호를 출력한다. 그리고, 상기 AGC 검출부(530)는, 상기 RF 신호의 세기에 따라 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급한다.

이후, 상기 IF 증폭부(600)는, 상기 다운 컨버터(500)로부터의 IF 신호를 증폭하여 SAW 필터(700)로 출력하면, 상기 SAW 필터(700)는, 상기 IF 증폭부(600)로부터의 IF 신호를 통과시킨다.

특히, 상기 감쇄회로부(150)는, 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급받기 위한 AGC 전압단(TVAGC)에 따라 가변되는 저항값을 갖는 핀다이오드를 포함할 수 있다. 이에 대해 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.

도 3을 참조하여 상기 감쇄회로부(150)에 대해 설명한다.

도 3에서, 상기 감쇄회로부(150)에 AGC 전압(VAGC)이 공급되면, 이 AGC 전압(VAGC)은 상기 감쇄회로부(150)의 MOS 트랜지스터(Q10)의 게이트에 인가된다. 이때, 상기 AGC 전압(VAGC)이 높아지면 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 드레인 전압이 높아지고, 이에 반해 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 소오스 전압이 낮아지게 된다.

상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 소오스 전압에 따라 제1 핀다이오드(D11) 및 제3 핀다이오드(D13)의 저항값이 가변되고, 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 드레인 전압에 따라 제2 핀다이오드(D12)의 저항값이 가변된다.

보다 자세히 설명하면, 핀다이오드는 애노드로 공급되는 전압의 크기에 반비례하는 저항값을 갖는 특성이 있으므로, 예를들어, RF 신호가 강전계이면 AGC 전압(VAGC)이 낮은 전압이 되고, 이에 따라 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 소오스 전압은 낮은 전압이 되어 제1 핀다이오드(D11) 및 제3 핀다이오드(D13)의 저항값이 높아지고, 또한 상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 드레인 전압은 높아져서 상기 제2 핀다이오드(D12)의 저항값이 낮아지게 된다.

이에 따라, 상기 제1 핀다이오드(D11) 및 제3 핀다이오드(D13)의 저항값이 높아지고, 상기 제2 핀다이오드(D12)의 저항값이 낮아지므로, RF 신호의 수신강도가 높을 경우, 상기 AGC 전압(VAGC)의 크기를 낮추어, 이에 따라 제1,제3 핀다이오드의 저항값을 높이고, 제2 핀다이오드의 저항값을 낮추어, 감쇄율을 상승시킨다.

도 4에 도시된 그래프를 참조하면, RF 신호의 기본파에 대한 입력파워-출력파워 그래프(G1) 및 종래 방송 수신장치의 RF 증폭부를 통한 입력파워-출력파워 그래프(G2)에 대해서, 본 발명의 감쇄회로부 및 RF 증폭부를 통한 입력파워-출력파워 그래프(G3)를 참조하면, 본 발명의 감쇄회로부에 의해서 감쇄특성이 대략 10[dBm]정도 향상되었음을 알 수 있다.

전술한 바와같은 본 발명에 의하면, AGC를 이용하는 감쇄회로를 추가로 사용하여 AGC 감쇄가 기존 대비 20[dB] 이상 증가되었으며, AGC 감쇄가 20[dB] 이상 증가 함에 따라, 수신장치 전체 적으로는 1[dB] 포화점(COMPRESSION POINT)이 증가하고 'IM3'이 10[dB] 개선되어 전체적으로 선형성이 개선된다.

즉, 신호가 너무 강해 TV에 화면이 잘 안나오는 경우. 즉, AGC 감쇄(reduction)가 부족하거나, 강전계로 인한 멀티(multi) 특성이 나쁜 경우에는, 디지털 TV는 화면에 블록 노이즈 및 신호 없음 현상이 발생하며 아날로그 TV는 화면에 사선 및 노이즈 현상이 발생하게 된다.

따라서, AGC를 이용한 감쇄회로를 추가함으로써 고정적인 감쇄가 아닌, 신호의 크기에 따른 감쇄량을 조절함으로써 강전계 쪽의 다이내믹 레인지를 증가시킴에 따라 화면이 잘 나올 수가 있으며, 다이내믹 레인지가 보다 넓은 차별화된 제품을 출시 할 수가 있다.

도 1은 종래 방송 수신장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 방송 수신장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 감쇄회로부의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 감쇄 효율 설명을 위한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 저잡음 증폭기 150 : 감쇄회로부

200 : 입력동조부 300 : RF 증폭부

400 : 단간 동조부 500 : 다운 컨버터

600 : IF 증폭부 700 : SAW 필터

L11 ~ L13 : 제1 ~ 제3 코일

C11 ~ C14 : 제1 ~ 제4 커플링 커패시터

R11 ~ R13 : 제1 ~ 제3 저항

D11 ~ D13 : 제1 ~ 제3 핀다이오드

VAGC : AGC 전압

TVAGC : AGC 전압단

Claims

입력되는 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(100);

상기 저잡음 증폭기(100)로부터의 RF 신호를 AGC 전압(VAGC)에 따라 감쇄하는 감쇄회로부(150);

상기 저잡음증폭기(100)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 입력동조부(200); 및

상기 입력동조부(200)로부터의 RF 신호를 상기 AGC 전압(VAGC)에 따라 증폭하는 RF 증폭부(300)를 포함하고,

상기 감쇄회로부(150)는, 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급받기 위한 AGC 전압단(TVAGC)에 따라 가변되는 저항값을 갖는 핀다이오드를 포함하는 것

을 특징으로 하는 자동 이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 방송 수신 장치는,

상기 RF 증폭부(300)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 단간 동조부(400);

상기 단간 동조부(400)로부터의 RF 신호를 IF 신호로 다운 컨버팅하고, 상기 RF 신호의 세기에 따라 상기 AGC 전압(VAGC)을 공급하는 다운 컨버터(500);

상기 다운 컨버터(500)로부터의 IF 신호를 증폭하는 IF 증폭부(600); 및

상기 IF 증폭부(600)로부터의 IF 신호를 통과시키는 SAW 필터(700)

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치.
삭제
입력되는 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(100);

상기 저잡음 증폭기(100)로부터의 RF 신호를 AGC 전압(VAGC)에 따라 감쇄하는 감쇄회로부(150);

상기 저잡음증폭기(100)로부터의 RF 신호중 기설정된 대역을 통과시키는 입력동조부(200); 및

상기 입력동조부(200)로부터의 RF 신호를 상기 AGC 전압(VAGC)에 따라 증폭하는 RF 증폭부(300)를 포함하고,

상기 감쇄회로부(150)는,

상기 AGC 전압(VAGC)에 연결된 게이트와, 동작 전압(VB)을 공급받기 위한 동작전압단에 연결된 드레인과, 소오스를 갖는 상기 MOS 트랜지스터(Q10);

상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 소오스에 제1 코일(L11)을 통해 연결된 애노드단과 제1 커플링 커패시터(C11)를 통해 입력단(IN)에 연결됨과 동시에 제1 저항(R11)을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는 제1 핀다이오드(D11);

상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 드레인에 제2코일(L12)을 통해 연결됨과 동시에 제2 커플링 커패시터(C12)를 통해 상기 제1 핀다이오드(D11)의 애노드단에 연결된 애노드단과 제2 저항(R12)을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는 제2 핀다이오드(D12); 및

상기 MOS 트랜지스터(Q10)의 소오스에 제3 코일(L13)을 통해 연결됨과 동시에 제3 커플링 커패시터(C13)를 통해 상기 제2 핀다이오드(D12)의 애노드단에 연결된 애노드단과 제4 커플링 커패시터(C14)를 통해 출력단(OUT)에 연결됨과 동시에 제3 저항(R13)을 통해 접지에 연결된 캐소드단을 갖는 제3 핀다이오드(D13)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기능을 개선한 방송 수신 장치.