KR100958179B1

KR100958179B1 - 튜너용 자동 이득 제어

Info

Publication number: KR100958179B1
Application number: KR1020047009705A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 슈탈프; 파이트 아름브루스터
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2010-05-14
Also published as: JP4235560B2; ES2336437T3; JP2005513903A; EP1456945B1; DE10163582A1; MXPA04006112A; CN100426665C; US7738847B2; AU2002358108A1; ZA200404532B; KR20040071236A; DE60234384D1; EP1456945A1; WO2003055062A1; CN1606829A; US20050032495A1

Abstract

회로 장치는 제어 증폭기(B)와 하방으로 연결된 혼합기(C)를 구비한 튜너(1)와 자동 이득 제어를 포함한다. 자동 이득 제어는 상기 혼합기(C)의 출력과 중간 주파수 필터(G)의 상방에 연결되고, 검파기(F)를 통해 상기 튜너의 제어 증폭기(B)용의 제어 신호를 공급하는 가중 필터(E)를 포함한다. 가중 필터(E)는, 특히 중간 주파수 필터(G)의 통과대역에 대응하고 적어도 1개 또는 2개의 인접 프로그램 채널들을 적어도 부분적으로 포함하는 통과대역을 가진다. 이 결과, 상기 제어 증폭기(B)는 가중 필터(E)에 의해 상기 중간 주파수 필터의 통과대역에 대해 인접하는 채널들이 또한 상기 제어 신호에 부수적으로 포함되므로, 어려운 수신 조건들 하에서는 더 양호하게 동조된다.

Description

튜너용 자동 이득 제어 {AUTOMATIC GAIN CONTROL FOR A TUNER}

본 발명은 제어 증폭기와 그 하방(downstream)으로 연결된 혼합기를 포함하는 튜너와 제어 증폭기용 자동 이득 제어를 가지고 있는 회로 장치에 기초하고 있다. 이러한 타입의 회로 장치는, 예를 들면 텔레비전 세트에서 텔레비전 프로그램을 포함하고 있는 안테나 또는 케이블로부터의 신호들을 중간 주파수로 변환하기 위해 사용된다.

이러한 타입의 기존 튜너에 있어서, 입력 신호는 특정 범위, 예를 들면 VHF 범위, UHF 범위와 하이퍼밴드(hyperband)에 따라 예비 회로로 선택된다. 이들 선택된 범위는 다른 주파수 대역을 포함하고 있으며, 혼합기에 전달되기 전에 제어 증폭기에 의해서 계속하여 증폭된다. 또한, 혼합기에는 오실레이터로부터 제 2 신호가 공급되고, 이 오실레이터 주파수는 원하는 프로그램 채널이 고정되게 규정된 중간 주파수로 감소되도록, 선택된 프로그램 채널에 의존하는 방식으로 설정된다.

하향 변환된(down-converted) 신호는 계속해서 채널 필터라고도 불리는 중간 주파수 필터에 공급되고, 이 필터는 원하는 프로그램의 영상 반송파와 소리 반송파에 동조되며, 이 필터에서 인접하는 채널들이 분리된다. 표면 음향파(surface acoustic wave) 필터는 보통 중간 주파수 필터로서 사용된다. 중간 주파수 필터의 출력 신호는 계속해서 중간 주파 증폭기에서 증폭되어 복조하기에 적합한 레벨을 가진다.

송신기들의 다른 안테나 전압을 보상하고 혼합기와 그 하방 단계의 초과 구동(overdriving)을 피하기 위해, 자동 이득 제어(AGC)가 튜너용으로 사용된다. 이를 위해, 그 레벨이 대응하는 송신기의 프로그램 채널의 입력 전압과 대응하는 중간 주파수 필터의 출력 신호가 사용된다. 제어 전압은 이 신호로부터 얻어져서 튜너의 제어 증폭기에 공급된다. 이 경우, 중간 주파수 필터에는 각 희망 프로그램 채널을 위한 일정한 신호 전압이 공급되도록 제어가 선택된다.

본 발명의 목적은 위에서 언급된 타입의 회로 장치에 대해서 이득 제어를 상세히 기술하는데 있고, 이 이득 제어는 복잡한 수신 상태 하에서까지도, 예를 들면 만일 아날로그와 디지털 양쪽 프로그램 채널들이 튜너의 입력에 존재한다고 하더라도 원하는 프로그램 채널에 대해서 양호한 선택을 가능하게 한다.

이러한 목적은 회로 장치에 대해서는 청구항 1의 특징과, 방법에 대해서는 청구항 10의 특징에 의해서 이루어진다. 본 발명의 편리한 대표적인 실시예들은 종속항에 상세히 기술되어 있다.

본 발명에 따른 회로 장치는 제어 증폭기와 그 하방에 연결된 혼합기를 구비한 튜너, 및 자동 이득 제어를 포함한다. 자동 이득 제어는 가중(weighting) 필터를 포함하고, 이 필터는 혼합기의 출력에 연결되며, 검파기(detector)를 거쳐 튜너의 제어 증폭기용 제어 신호를 공급한다.

특히, 가중 필터는 튜너의 하방으로 연결된 중간 주파수 필터의 통과대역에 대응하는 통과 대역을 가지고 있으며 적어도 부분적으로 적어도 1개 또는 2개의 인접 프로그램 채널들을 포함한다. 가중 필터는, 예를 들면 2개 또는 4개의 가장 가까운 인접 채널을 포함하고 있는 대역통과 필터나 그 외에 고역통과 또는 저역통과 필터로서 설계될 수도 있다. 더 높은 차수의 필터 배치와, 적합하다면 극점(주파수 트랩) 또한 이 경우 가능하다. 그러므로, 가중 필터는 특히 송신 시스템의 주어진 인접 채널 조건에 적응될 수 있다. 더욱이, 이것은 비용 면에서 효과적인 구성 요소를 사용하여 비교적 간단히 조립될 수 있다.

그러므로, 자동 이득 제어는 중간 주파수 필터의 하방에서 분기된 제어 신호를 사용하지 않고, 오히려 이미 혼합기의 하방에서 분기된 제어 신호를 사용한다. 이 결과, 제어 증폭기는 어려운 수신 상태 하에서 보다 양호하게 동조되는데, 이는 가중 필터에 의해, 중간 주파수 필터의 통과대역에 대한 인접 채널들은 또한 제어 신호에 부수적으로 포함되기 때문이다.

예를 들어, 만약 원하는 프로그램 채널이 약한 신호 전압만을 공급하고 아주 높은 신호 전압을 가지고 있는 또다른 송신기의 프로그램이 다음 두번째 프로그램 채널에 있다면, 그때 인접 프로그램 채널이 가중 필터에 의해서 본질적으로 저하되기 때문에, 원하는 프로그램 채널은 양호한 신호 대 잡음 비를 위해 제어 증폭기 내에서 충분히 증폭된다. 그러나, 동시에 다음 두번째 프로그램 채널의 높은 레벨이 제어 증폭기를 위한 제어 전압에 동반하여 통합되기 때문에, 혼합기와 하방 단계 또한 초과 구동되지 않는다. 이 결과, 이러한 배치는 선형성을 개선하고 또한 수신 시스템에서의 신호 대 잡음 비를 증가시킨다. 이것은 특별히 유용한 채널과 바로 인접한 채널 사이에 아주 큰 레벨 차이가 있을 때에 높은 레벨의 간섭 신호를 나타낼 수도 있는 임계(critical) 수신 상태에 응용한다.

본 발명은 도면에서 개략적으로 도시된 것처럼 예시적인 실시예들에 의해 아래에 좀더 상세히 설명된다.

도 1은 튜너, 중간 주파수 단, 및 튜너용 자동 이득 제어를 구비한 회로 장치를 도시하는 도면.

도 2는 디지털 지상 텔레비전 수신을 위한 튜너 모듈의 블록도.

도 1은 프로그램 채널, 특히 텔레비전 채널들의 수신용 무선 주파수 입력(3)을 가지고 있는 튜너(1)를 도식적으로 설명한다. 무선 주파수 신호는, 예를 들면 지상 안테나에 의해서 또는 케이블을 거쳐 공급된다. 입력 신호는, 예를 들면 VHF 범위, UHF 범위, 및 하이퍼밴드와 같은 특정 범위에 따라, 사전선택 회로(A)에서 알려진 방법으로 튜너(1)에서 선택되고, 예를 들면 주파수 범위 50부터 860㎒까지 망라한다. 선택된 신호는 계속해서 튜너(1)에서 혼합기(C)에 전달되기 전에 제어 증폭기(B)에 공급된다. 튜너(1)는 또한 혼합기(C)에서 무선 주파수 신호를 중간 주파수 범위로 하향 변환하기 위한 오실레이터(D)를 포함한다.

혼합기(C)의 출력 신호는 계속해서, 중간 주파수 필터(G)를 포함하고 있는 중간 주파수(IF) 단(2)에 공급된다. 상기 필터(G)는 고정된 통과대역이 있는 가장 자리가 경사진 필터로 원하는 프로그램 채널을 걸러낸다. 표면 음향파 필터(SAW)는 보통 이러한 목적으로 사용된다. 이 경우, 오실레이터(D)의 주파수는 원하는 프로그램 채널이 중간 주파수 필터(G)의 통과대역 내에 정밀하게 있게 되도록 선택된다.

중간 주파수 필터(G)의 출력 신호는 계속해서 중간 주파수 증폭기(H)에서 증폭되기 때문에, 그것은 계속해서 IF 출력(4)을 통해 복조기에 공급될 수 있다.

제어 증폭기(B)는 자동 이득 제어에 의해 제어되고, 이는 혼합기(C)의 출력 신호, 즉 중간 주파수 필터(G)의 상방(upstream) 신호를 사용한다. 자동 이득 제어는, 특히 혼합기(C)의 출력에 연결되고 검파기(F)를 통한 이득 제어를 위해, 제어 증폭기(B)용 제어 신호를 출력하는 가중 필터(E)를 포함한다. 검파기(F)는, 예를 들면 다이오드와 그 하방에 연결된 커패시턴스를 포함하는 평균값 또는 피크값 정류기이다.

가중 필터(E)는 예를 들어 간단한 대역통과 필터, 고역통과 필터 또는 저역통과 필터일 수 있다. 더 높은 차수의 필터 배치와, 적합하다면 가중 필터(E)용 극점이 또한 가능하다. 예를 들면 유리한 예시적인 실시예는 튜너의 하방으로 연결된 중간 주파수 필터의 통과대역에 관하여 2개 또는 4개의 가장 가까운 인접 채널을 포함하고 있는 대역통과 필터이다. 이는 중간 주파수 필터 위와 아래로 1개 또는 2개의 인접하는 채널에 대응한다.

제어 증폭기(B)는, 예를 들면 이득 제어용 제 2 게이트 단자를 가지는 MOSFET을 포함하고, 이득 제어는 검파기(F)가 낮은(low) 신호를 공급하면, 제어 증 폭기(B)의 이득이 커지고, 높은 신호를 공급하면 이득이 작아지는 식으로 일어난다.

가중 필터(E)는, 특히 중간 주파수 필터(G)의 통과대역을 포함하는 통과대역을 가지고, 또한 적어도 1개 또는 2개의 인접하는 프로그램 채널들을 적어도 부분적으로 부속적으로 포함한다. 이 결과, 자동 이득 제어는 채널 필터(G)의 주어진 인접 채널 조건들에 적응된다. 도면에는 도시되지 않았지만, 또다른 증폭기와 버퍼 단이 가중 필터(E)의 상방으로 유리하게 배치된다.

회로 장치는, 유용한 채널과 바로 인접한 채널 사이에 대단히 큰 레벨 차이가 있을 때, 즉 인접 채널이 대단히 높은 레벨을 가지는 간섭 신호를 공급할 때 특히 임계 수신 상태에 적합하다. 인접 채널이 가중 필터(E)에 의해서 부수적으로 고려되므로, 회로 장치는 수신 시스템에 개선된 선형성과 높은 신호 대 잡음 비를 가지도록 한다. 이것은 아날로그 신호와 디지털 신호의 송신 양쪽에 적용된다.

원하는 프로그램 채널로의 사전 선택은, 또한 병행(concurrent) 필터를 포함하고 있는 사전 선택 회로(A)에서 일어난다. 그래서, 자동 이득 제어는 비용 면에서 효율적인 구성 요소를 가지고, 간단한 아날로그 회로로 만들어진다. 혼합기(C)의 출력 신호는 제어 목적을 위한 하우징 내에서 분기(tap off)될 수 있기 때문에, 특히 이득 제어는 차폐된 하우징 내에서 튜너(1) 그 자체에 부수적으로 통합될 수 있다. 또한, 이득 제어는 집적 회로에 부분적으로 또는 완전히 통합될 수도 있다.

도 2에서, 지상 디지털 텔레비전 수신용 튜너 모듈의 블록도를 보여주고 있고, 이것은 유럽 지상 디지털 표준 ETS 300 744에 따른 것이다. 튜너 모듈은 VHF/UHF 튜너, TV 출력과의 기능을 통한 안테나 루프와 액티브 실내 안테나용 공급 전압을 통하여 안테나 입력(12)에 공급하는 안테나 전원 기능(11)을 포함한다. 튜너 모듈은 또한 RF 변조기 신호를 통해 TV 출력(10)으로 공급하는 결합기(combiner)(13)를 포함한다.

VHF/UHF 튜너의 주파수 범위 VHF Ⅲ과 UHF Ⅳ/Ⅴ가 이득 설정과 필터링을 위한 2개 섹션 Ⅰ,Ⅱ로 분할된다. 2개 섹션 Ⅰ,Ⅱ는 각각의 제 1 및 제 2 사전선택 회로 A1, A3과 A2, A4를 각각 포함하고, 제어 증폭기 B1, B2가 자동 이득 제어를 위해 상기 각 선택 회로 사이에 연결된다.

섹션 Ⅰ,Ⅱ의 출력은 선택된 프로그램을 36㎒의 표준 중간 주파수(IF)로 하향 변환시키는 혼합기/오실레이터 IC(14)에 연결된다. IF 필터 섹션(G)은 혼합기/오실레이터 IC(14)에 연결되어 스위칭 가능한 7 또는 8㎒의 대역폭을 가지는 채널 필터링을 제공한다. IF 필터 섹션(G)의 출력은 IF 증폭기(H)에 연결되어, A/D 변환기에 직접 연결되도록 충분한 출력 레벨을 제공한다.

혼합기/오실레이터 IC(14)는 도 1에 도시된 바와 같이, 가중 필터와 후속 검파기를 이미 통합하였고, AGC 신호(15)를 경유하여 바로 제어 증폭기 B1과 B2를 구동한다. IF 증폭기(H)의 출력 레벨은 외부 AGC 신호(16)에 의해 조절된다. 튜닝과 대역 스위칭은 I²C 버스(17)를 경유하여 제어된 프로그램 가능 튜닝 시스템으로 이루어진다. 모듈은 위와 뒤에 커버가 있는 금속 하우징 프레임 안에 있는 모든 구성 부품을 수용하는 저손실 인쇄 회로 기판 상에서 구축된다. 튜너 모듈(5)용 전원 전 압들로서, 5V와 33V 전원이 사용된다.

본 발명의 추가 구성들은 당업자의 능력 안에 있다. 자동 이득 제어는, 특히 복수의 가중 필터, 예를 들어 상이한 사전선택 회로(A)에 대한 상이한 통과대역들을 가진 가중 필터들을 또한 포함할 수 있다.

가중 필터(E)는, 예를 들어 적응 디지털 필터로 또한 구성될 수 있고, 이는 인접하는 프로그램 채널들을 고려하면서, 제어 신호를 수신 조건들에 적응시킨다. 회로 장치는 특히 텔레비전 프로그램들의 수신에 적합하지만, 이러한 타입의 프로그램에 한정되지는 않는다.

본 발명은 제어 증폭기와 하방으로 연결된 혼합기를 포함하고 있는 튜너와 제어 증폭기용 자동 이득 제어를 가지고 있는 튜너가 있는 회로 장치에 적용할 수 있는 것으로, 예를 들면 텔레비전 세트에서 안테나 또는 케이블에서 텔레비전 프로그램을 포함하고 있는 신호를 중간 주파수로 변환하는 것 등에 사용된다.

Claims

제어 증폭기(B), 자동 이득 제어, 및 상기 제어 증폭기(B)의 하방(downstream)으로 연결된 혼합기(C)를 포함하는 튜너(1)를 가지는 회로 장치로서,

상기 혼합기(C)는 후속하는 중간 주파수 필터(G)에 관한 중간 주파수 범위로 프로그램 채널을 변환하고,

상기 자동 이득 제어는 제어 증폭기(B)를 위한 제어 신호를 제공하기 위해 상기 혼합기(C)의 출력에 연결된 검파기(F)와 가중 필터(E)를 포함하는, 회로 장치에 있어서,

상기 가중 필터(E)는 상기 중간 주파수 필터(G)의 통과대역을 포함하는 통과대역과, 적어도 1개의 인접하는 프로그램 채널을 가지는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제 1항에 있어서, 상기 가중 필터(E)는 상기 중간 주파수 필터(G)의 통과대역을 포함하는 통과대역과, 적어도 2개 또는 4개의 인접하는 프로그램 채널들을 가지는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가중 필터(E)는 대역통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제 3항에 있어서, 상기 검파기(F)는 다이오드와 커패시터를 포함하고 평균값 또는 피크값 정류기로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제 3항에 있어서, 상기 튜너(1)는 프로그램 채널들의 사전선택을 위한 사전선택 회로(A)와, 원하는 프로그램 채널을 상기 중간 주파수 필터(G)로 한정된 바와 같은 중간 주파수 범위로 변환시키기 위한 혼합기 오실레이터(D)를 가지는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제 3항에 있어서, 상기 자동 이득 제어는 상기 튜너(1)와 함께 차폐된 하우징을 구비한 튜너 모듈로 통합되는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제 3항에 있어서, 중간 주파수 필터(G)가 상기 혼합기(C)의 하방으로 연결되고, 상기 자동 이득 제어용 제어 신호는 상기 중간 주파수 필터(G)의 상방에서 분기되는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제 3항에 있어서, 상기 튜너(1)는 아날로그와 디지털 텔레비전 채널을 수신하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
제어 증폭기(B), 자동 이득 제어, 및 상기 제어 증폭기(B)의 하방으로 연결된 혼합기(C)를 포함하는 튜너(1)로서,

상기 혼합기(C)는 후속하는 중간 주파수 필터(G)를 위한 중간 주파수 범위로 프로그램 채널을 변환하고,

상기 자동 이득 제어는 제어 증폭기(B)용 제어 신호를 제공하기 위해 상기 혼합기(C)의 출력에 연결된 검파기(F)와 가중 필터(E)를 포함하는 튜너에 있어서,

상기 가중 필터(E)는 상기 중간 주파수 필터(G)의 통과대역을 포함하는 통과대역과, 적어도 1개의 인접하는 프로그램 채널을 가지는 것을 특징으로 하는, 튜너.
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