KR101014951B1 - 방송수신기의 루프쓰루 회로 - Google Patents

방송수신기의 루프쓰루 회로 Download PDF

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김용정
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(주) 코시
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Abstract

본 발명은 방송수신기 내에서 루프쓰루하는 방송신호의 출력 손실을 최소화하도록 하는 방송수신기의 루프쓰루 회로에 관한 것이다.
본 발명은 안테나를 통해 수신된 방송신호를 증폭하는 LNA 증폭기를 포함하고 루프쓰루 단자를 통해 방송신호를 루프쓰루하는 방송수신기의 루프쓰루 회로에 있어서, 상기 LNA 증폭기로의 상기 수신된 방송신호의 패스 및 차단을 스위칭하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부 및 상기 LNA 증폭기로 전원을 동시에 공급하는 전원부; 를 포함하며, 상기 스위칭부는 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 상기 수신된 방송신호가 상기 LNA 증폭기로 패스되도록 스위칭하여 상기 방송신호가 상기 LNA 증폭기에서 증폭된 후 상기 루프쓰루 단자로 출력되도록 하고, 상기 전원부로부터 전원이 공급되지 않으면 상기 방송신호가 상기 LNA 증폭기로의 패스를 차단하도록 스위칭하여 상기 방송신호가 상기 스위칭부를 통해 상기 루프쓰루 단자로 출력되도록 하는 방송수신기의 루프쓰루 회로를 제공한다.
방송수신기, 루프쓰루(loop through), LNA 증폭기, 방송신호, 스위칭

Description

방송수신기의 루프쓰루 회로{LOOP THROUGH CIRCUIT OF BROADCAST RECEIVER}
본 발명은 방송수신기의 루프쓰루(loop through) 회로에 관한 것으로서, 특히 방송수신기 내에서 루프쓰루하는 방송신호의 출력 손실을 최소화하도록 하는 방송수신기의 루프쓰루 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 방송수신기는 수신신호가 약할 경우거나 강할 경우라도 언제나 양호한 수신을 행하는 것이 요구된다. 이에 따라 방송수신기 튜너의 초단(front end)에서 수신신호가 약할 때는 적절히 증폭하고 수신신호가 강할 때는 증폭 없이 루프쓰루(loop through)하는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier:이하, LNA 증폭기라 함)가 추가된다. 이러한 LNA 증폭기는 증폭회로의 한 종류로서 통신시스템에서 안테나가 잡은 미약한 신호를 증폭시키는 역할을 한다. 이는 전송선로에서의 감쇠를 줄이기 위해 안테나에 가까이 위치한다. LNA 증폭기를 방송수신기 튜너의 초단에 설치하여 LNA 증폭기의 출력 게인으로 노이즈를 감소시킬 수 있다.
도1은 종래의 방송수신기의 개략적인 회로도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 종래의 방송수신기(10)는 제1 콘덴서((C1), 대역통과필터(BPF)(11), LNA 증폭기(12), 바룬(Barun)(13), 감쇠기(Attenuator)(14), 전원부(15) 및 제2 콘덴서(C2)를 포함하여 구성된다. 이때, 제1 콘덴서((C1) 및 제2 콘덴서(C2)에 루프쓰루 단자(16)가 연결된다. 전원부(15)는 LNA 증폭기(12)로 전원을 공급하여 LNA 증폭기(12)의 온/오프(ON/OFF)를 결정하도록 한다. 이로써 수신된 방송신호가 약한 신호이면 전원부(15)에서 전원을 공급함으로써 LNA 증폭기(12)를 온(ON)시켜 방송신호를 증폭시킨 후 루프쓰루 단자(16)로 출력되도록 하고 방송신호가 강한 신호이면 전원부(15)에서 전원을 공급하지 않음으로써 LNA 증폭기(12)를 오프(OFF)시켜 방송신호를 증폭 없이 루프쓰루 단자(16)로 출력되도록 한다. 이때, LNA 증폭기(12)의 온/오프에 따라 루프쓰루 단자(16)를 통해 출력되는 방송신호의 특성이 다르게 결정된다.
도2a 및 도2b는 이러한 종래의 루프쓰루 회로에서 LNA 증폭기의 전원이 온/오프인 경우 루프쓰루 신호의 특성을 도시한 그래프이다.
도2(a)에 도시된 바와 같이, 전원부(15)에서 LNA 증폭기(12)로 전원이 공급되어 LNA 증폭기(12)가 온(ON)되면 수신된 방송신호는 LNA 증폭기(12)를 통해 증폭된 이후 루프쓰루 단자(16)를 통해 일정한 세기로 출력된다. 그러나, 도2(b)에 도시된 바와 같이, LNA 증폭기(12)가 오프(OFF)되면 수신된 방송신호는 LNA 증폭기(12)를 통과할 때 LNA 증폭기(12)의 전원이 오프이므로 LNA 증폭기(12)의 출력 게인에 의해 방송신호가 감쇠되는 현상이 발생한다.
다시 말하면, 종래에는 LNA 증폭기(12)에 전원이 인가되지 않으면 LNA 증폭 기(12)의 출력 게인에 손실이 발생하여 루프쓰루 단자로 출력되는 방송신호의 감도가 약해지는 문제점이 있다. 이는 방송수신기(10)의 루프쓰루 단자를 통해 출력되는 루프쓰루 신호를 입력으로 사용하는 제2의 다른 전자기기에서 감도가 악화되는 문제점을 유발하게 된다. 따라서 해당 기술분야에서는 방송수신기에서 LNA 증폭기의 전원이 오프된 상태에서도 입력된 방송신호를 루프쓰루 신호로 출력하는 경우 방송신호의 출력 손실을 최소화할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 방송 수신기에서 LNA 증폭기의 전원이 오프된 상태에서도 방송수신기 튜너의 초단에서 루프쓰루 출력게인을 보상하여 루프쓰루 출력의 손실을 최소화하는 방송수신기의 루프쓰루 회로를 제공한다.
본 발명은 안테나를 통해 수신된 방송신호를 증폭하는 LNA 증폭기를 포함하고 루프쓰루 단자를 통해 방송신호를 루프쓰루하는 방송수신기의 루프쓰루 회로에 있어서, 상기 LNA 증폭기로의 상기 수신된 방송신호의 패스 및 차단을 스위칭하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부 및 상기 LNA 증폭기로 전원을 동시에 공급하는 전원부; 를 포함하며, 상기 스위칭부는 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 상기 수신된 방송신호가 상기 LNA 증폭기로 패스되도록 스위칭하여 상기 방송신호가 상기 LNA 증폭기에서 증폭된 후 상기 루프쓰루 단자로 출력되도록 하고, 상기 전원부로부터 전원이 공급되지 않으면 상기 방송신호가 상기 LNA 증폭기로의 패스를 차단하도록 스위칭하여 상기 방송신호가 상기 스위칭부를 통해 상기 루프쓰루 단자로 출력되도록 하는 방송수신기의 루프쓰루 회로를 제공한다.
상기 스위칭부는 상기 안테나 및 LNA 증폭기 간에 연결되며 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 상기 수신된 방송신호를 상기 LNA 증폭기로 패스시키고 전원이 공급되지 않으면 상기 방송신호를 상기 LNA 증폭기로 패스되는 것을 차단하는 제1 스위치; 및 상기 제1스위치와 안테나 간의 접점 및 상기 루프쓰루 단자 간에 연결되며 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 상기 수신된 방송신호를 차단하고 전원이 공급되지 않으면 상기 방송신호를 상기 루프쓰루 단자로 패스시키는 제2스위치를 포함하며, 상기 제1스위치 및 제2스위치는 상기 전원부로부터 공급되는 전원에 의해 서로 교번으로 온/오프된다.
상기 제1스위치는 상기 전원부로부터의 전원 공급 여부에 따라 온/오프되는 스위칭 다이오드를 포함한다.
상기 제2스위치는 상기 전원부로부터의 전원 공급 여부에 따라 오프/온되는 NPN 트랜지스터를 포함한다.
상기 스위칭부는 상기 제1스위치 및 안테나 간의 접점 및 상기 안테나 사이에 직렬로 연결된 제1 결합 콘덴서; 및 상기 제2스위치 및 상기 루프쓰루 단자 사이에 직렬로 연결된 제2 결합 콘덴서; 를 포함하고, 상기 루프쓰루 단자는 각각 상기 제1 결합 콘덴서 및 제2 결합 콘덴서에 연결된다.
본 발명에 의해서 방송 수신기 튜너의 초단에 형성된 LNA 증폭기에 전원이 인가되지 않은 경우에도 입력된 방송신호의 감쇠 없이 루프쓰루 신호로 출력할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해서 루프쓰루 신호를 입력받아 사용하는 다른 전자기기에서 신호의 감도가 악화되는 현상을 막을 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 방송수신기의 루프쓰루 회로도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방송수신기(100)는 제1 콘덴서(C11), 대역통과필터(110), LNA 증폭기(120), 바룬(130), 감쇠기(140), 전원부(150) 및 스위칭부(160)를 포함하여 구성된다. 여기서, 스위칭부(160) 및 제2 콘덴서(C2)에 각각 루프쓰루 단자(180)가 연결된다. 전원부(150)는 LNA 증폭기(120)로 전원을 공급하여 LNA 증폭기(120)의 온/오프(ON/OFF)를 결정한다. 이와 동시에 전원부(150)는 스위칭부(160)로도 전원을 공급한다. 이로써 수신된 방송신호가 약한 신호이면 전원부(150)에서 전원을 공급하여 LNA 증폭기(120)를 온(ON)시켜 방송신호를 증폭시킨 후 루프쓰루 단자(180)로 출력되도록 하고 방송신호가 강한 신호이면 전원부(150)에서 전원을 공급하지 않음으로써 스위칭부(160)에 의해 방송신호가 LNA 증폭기(120)로 패스되지 않도록 스위칭하여 스위칭부(180)를 통해 루프쓰루 단자(180)로 바로 출력되도록 한다. 이와 같이, LNA 증폭기(120)가 오프되어도 스위칭부(160)의 스위칭 동작에 의해 방송신호가 LNA 증폭기(120)로 패스되지 않도록 하고, 방송신호가 스위칭부(160)를 통해 바로 루프쓰루 단자(180)로 출력되도록 함으로써 오프된 LNA 증폭기(120)에 의해 방송신호의 감쇠가 발생하지 않도록 한다. 이로써 LNA 증폭기(120)의 온/오프시 루프쓰루 단자(180)를 통해 출력되는 방송신호가 각각 일정한 세기로 출력되도록 한다.
도3을 참조하면, 스위칭부(160)는 안테나(170)로부터 제공되는 신호라인에 안테나(170)와 제1 콘덴서(C1) 간에 직렬로 형성되며, 또한, 루프쓰루 단자(180)에 병렬로 연결된다. 이러한 스위칭부(160)는 전원부(150)로부터 전원을 공급받아 스위칭 동작을 수행함으로써 후단의 LNA 증폭기(120)로 방송신호를 패스 및 차단하는 기능을 수행한다. 이를 구체적으로 설명하면, 전원부(150)에서 스위칭부(160)로 전원이 공급되면 안테나(170)를 통해 수신된 방송신호가 LNA 증폭기(120)로 패스되도록 그 방송신호를 LNA 증폭기(120)로 스위칭하고, 전원이 공급되지 않으면 수신된 방송신호가 LNA 증폭기(120)로 입력되지 않도록 LNA 증폭기(120)로의 패스를 차단하고 그 방송신호가 루프쓰루 단자(180)로 바로 출력되도록 방송신호를 루프쓰루 단자(180)로 스위칭한다. 이러한 전원부(150)의 전원은 스위칭부(160)와 LNA 증폭기(120)에 동시에 공급됨이 바람직하다. 이로써, 전원부(150)에서 전원이 공급되지 않는 경우 방송신호가 LNA 증폭기(120)를 거치지 않고 스위칭부(160)를 통해 루프쓰루 단자(160)로 출력되므로 방송신호가 감쇠되는 현상을 방지할 수 있다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭부를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스위칭부(160)는 제1스위치(161) 및 제2스위치(162)를 포함하여 구성된다. 제1스위치(161)는 안테나(170)로부터 연결된 신호라인에 안테나(170) 및 제1 콘덴서(C1) 사이에 직렬로 연결되고, 제2스위치(162)는 안테나(170)와 제1스위치(161) 사이의 접점과 루프쓰루 단자(160) 중 하 나에 연결된다. 이로써 루프쓰루 두 단자(180)에 병렬로 연결된다. 제1스위치(161) 및 제2스위치(162)는 전원부(150)로부터 전원을 공급받으며, 전원공급에 따라 온/오프되어 스위칭 동작을 수행한다. 이때, 제1스위치(161)과 제2스위치(162)는 전원부(150)로부터 공급된 전원에 의해 서로 교번으로 온/오프된다. 이를 구체적으로 설명하면, 전원부(150)로부터 제1스위치(161)로 전원이 공급되면 제1스위치(161)는 온(ON)되어 안테나(170)를 통해 수신된 방송신호를 LNA 증폭기(120)로 패스시키도록 동작하고, 전원부(150)로부터 제1스위치(161)로 전원이 공급되지 않으면 제1스위치(161)은 오프(OFF)되어 방송신호가 LNA 증폭기(120)로 패스되는 것을 차단시키도록 동작한다. 이때, 후자의 경우 방송신호는 제2스위치(162)를 통해 루프쓰루 단자로 출력된다. 한편, 전원부(150)로부터 제2스위치(162)로 전원이 공급되면 제2스위치(162)는 오프(OFF)되어 방송신호가 제2스위치(162)를 통해 루프쓰루 단자(180)로 패스되는 것을 차단하도록 동작하고, 제2스위치(162)로 전원이 공급되지 않으면 제2스위치(162)는 온(ON)되어 방송신호가 자신을 통해 루프쓰루 단자(180)로 패스되도록 동작한다. 이와 같이, 제1스위치(161)와 제2스위치(162)의 온/오프 동작에 따라 방송신호의 패스루트가 달라지며, LNA 증폭기(120)가 오프되는 경우에는 방송신호가 LNA 증폭기(120)를 거치지 않고 제2스위치(162)를 통해 루프쓰루 단자(180)로 바로 출력되도록 한다. 이로써 방송신호의 감쇠현상을 줄일 수 있게 된다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 제1스위치의 일례를 개략적으로 나타낸 회로도이고, 도6은 본 발명의 실시예에 따른 제2스위치의 일례를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1스위치(161)는 일례로 스위칭 다이오드(switching diode:SD)를 포함할 수 있다. 이러한 스위칭 다이오드(SD)는 전원부(150)로부터 전원이 인가되면 도통되어 도면의 좌측에서 우측으로 방송신호가 방송신호를 패스시키고, 전원이 인가되지 않으면 절연되어 좌측에서 우측으로의 방송신호를 차단된다. 도5의 스위칭 다이오드(SD)는 제1스위치(161)의 일례를 도시한 것이며 상기한 본 발명에 따른 스위칭 동작을 수행하는 소자나 회로라면 다른 예들로 구현이 가능할 것이다.
도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2스위치(161)는 일례로 NPN 트랜지스터(TR)를 포함할 수 있다. 이러한 트랜지스터(TR)는 전원부(150)로부터 전원이 인가되지 않은 경우에 도통되어 도면의 상측에서 하측으로 방송신호를 패스시키고, 전원이 인가되면 절연되어 상측에서 하측으로의 방송신호를 차단한다. 도6에서도 마찬가지로 트랜지스터(TR)는 제2스위치(162)의 일례를 도시한 것이며 상기한 본 발명에 따른 스위칭 동작을 수행하는 소자나 회로라면 다른 예들로도 충분히 구현이 가능할 것이다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 실시예에 따른 방송수신기의 루프쓰루 회로에서 LNA 증폭기의 전원이 온/오프인 경우 루프쓰루 신호의 특성을 도시한 그래프이다.
먼저, 도7(a)에 도시된 바와 같이, 전원부(150)로부터 LNA 증폭기(120) 및 스위칭부(160)에 전원이 공급되면 스위칭부(160)에 의해 LNA 증폭기(120)로 방송신호가 입력되고 LNA 증폭기(120)가 온(ON)되므로 방송신호는 LNA 증폭기(12)를 통해 증폭된 이후 루프쓰루 단자(180)를 통해 일정한 세기로 출력된다. 또한, 도7(b)에 도시된 바와 같이, 전원부(150)로부터 LNA 증폭기(120) 및 스위칭부(160)에 전원이 공급되지 않으면 스위칭부(160)에 의해 LNA 증폭기(120)로 방송신호가 입력되지 않으므로 바로 루프쓰루 단자(180)로 출력되므로 LNA 증폭기(120)에 의한 방송신호의 감쇠 없이 일정한 세기를 유지한다. 이때, 전자의 경우 LNA 증폭기(120)에 의해 방송신호가 증폭되기 때문에 신호의 세기가 크고, 후자의 경우 LNA 증폭기(120)를 거치지 않기 때문에 신호의 세기가 작다. 여기서, 비록 신호의 세기는 차이가 있으나 종래와 같은 신호의 감쇠가 일어나지 않기 때문에 루프쓰루 단자(180)로부터 신호를 수신하는 제2의 기기에서 신호의 감도가 악화되는 것을 방지할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 방송수신기 내 방송신호가 약할 때는 적절히 증폭하고 강할 때는 루프쓰루하는 LNA 증폭기에 대하여 LNA 증폭기에 전원이 공급되지 않은 경우에 방송신호가 LNA 증폭기를 통해 루프쓰루될 때 LNA 증폭기의 출력게인의 손실에 의해 방송신호가 감쇠되는 현상이 발생하게 되는데, 본 발명의 실시예에 따른 방송수신기의 루프쓰루 회로에서는 방송신호를 증폭 없이 루프쓰루하는 경우 방송신호가 LNA 증폭기를 통하지 않고 루프쓰루되도록 스위칭함으로써 이러한 신호의 감쇠현상을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해 할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도1은 종래의 방송수신기의 개략적인 회로도이다.
도2a 및 도2b는 종래의 방송수신기의 루프쓰루 회로에서 LNA 증폭기가 온/오프인 경우 루프쓰루 신호의 특성을 나타낸 그래프이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 방송수신기의 루프쓰루 회로도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭부를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 제1스위치의 일례를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 제2스위치의 일례를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도7a 및 도7b은 본 발명의 실시예에 따른 방송수신기의 루프쓰루 회로에서 LNA 증폭기가 온/오프인 경우 루프쓰루 신호의 특성을 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 밴드패스필터(BPF) 120 : LNA 증폭기
150 : 전원부 160 : 스위칭부
161 : 제1스위치 162 : 제2스위치
170 : 안테나 180 : 루프쓰루 단자

Claims (5)

  1. 안테나를 통해 수신된 방송신호를 증폭하는 LNA 증폭기를 포함하고 루프쓰루 단자를 통해 방송신호를 루프쓰루하는 방송수신기의 루프쓰루 회로에 있어서,
    상기 LNA 증폭기로의 상기 수신된 방송신호의 패스 및 차단을 스위칭하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부 및 상기 LNA 증폭기로 전원을 동시에 공급하는 전원부;
    를 포함하며,
    상기 스위칭부는 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 상기 수신된 방송신호가 상기 LNA 증폭기로 패스되도록 스위칭하여 상기 방송신호가 상기 LNA 증폭기에서 증폭된 후 상기 루프쓰루 단자로 출력되도록 하고, 상기 전원부로부터 전원이 공급되지 않으면 상기 방송신호가 상기 LNA 증폭기로의 패스를 차단하도록 스위칭하여 상기 방송신호가 상기 스위칭부를 통해 상기 루프쓰루 단자로 출력되도록 하는 방송수신기의 루프쓰루 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는
    상기 안테나 및 LNA 증폭기 간에 연결되며 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 상기 수신된 방송신호를 상기 LNA 증폭기로 패스시키고 전원이 공급되지 않으면 상기 방송신호를 상기 LNA 증폭기로 패스되는 것을 차단하는 제1스위치; 및
    상기 제1스위치와 안테나 간의 접점 및 상기 루프쓰루 단자 간에 연결되며 상기 전원부로부터 전원이 공급되면 상기 수신된 방송신호를 차단하고 전원이 공급되지 않으면 상기 방송신호를 상기 루프쓰루 단자로 패스시키는 제2스위치;
    를 포함하며,
    상기 제1스위치 및 제2스위치는 상기 전원부로부터 공급되는 전원에 의해 서로 교번으로 온/오프되는 방송수신기의 루프쓰루 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1스위치는 상기 전원부로부터의 전원 공급 여부에 따라 온/오프되는 스위칭 다이오드를 포함하는 방송수신기의 루프쓰루 회로.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2스위치는 상기 전원부로부터의 전원 공급 여부에 따라 오프/온되는 NPN 트랜지스터를 포함하는 방송수신기의 루프쓰루 회로.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭부는
    상기 제1스위치 및 안테나 간의 접점 및 상기 안테나 사이에 직렬로 연결된 제1 결합 콘덴서; 및
    상기 제2스위치 및 상기 루프쓰루 단자 사이에 직렬로 연결된 제2 결합 콘덴서; 를 포함하고,
    상기 루프쓰루 단자는 각각 상기 제1 결합 콘덴서 및 제2 결합 콘덴서에 연결되는 방송수신기의 루프쓰루 회로.
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