KR101089975B1 - 자동 이득 제어기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력 신호의 주기에 따라 이득 설정 주기를 가변하는 자동 이득 제어기에 관한 것으로, 제어되는 이득에 따라 입력 신호를 증폭하는 증폭기의 출력 신호를 사전에 설정된 샘플링 비트수에 따라 샘플링하는 샘플링부와, 샘플링부로부터의 샘플링된 신호의 전력을 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 의해 검출된 전력을 이용하여 이득 제어 주기를 설정하는 설정부와, 상기 검출부에 의해 검출된 전력과 사전에 설정된 기준 전력을 비교하여 그 비교 결과와 상기 설정부의 이득 제어 주기에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기를 제공한다.
Figure R1020090108684
자동 이득 제어기(Automatic Gain Controller;AGC), 루프(Loop), 불연속(Discontinuity), 왜곡(distortion), 아날로그 디지탈 변환기(Analog Digital Converter;ADC), 샘플링(Sampling)

Description

자동 이득 제어기{AUTOMATIC GAIN CONTROLLER}
본 발명은 자동 이득 제어기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력 신호의 주기에 따라 이득 설정 주기를 가변하는 자동 이득 제어기에 관한 것이다.
최근 들어, 사용 및 설치 등의 용이성으로 인해 무선 통신 시스템이 널리 사용되고 있다.
이러한 무선 통신 시스템에서, 수신기는 송신기로부터의 RF 신호를 수신하고수신된 RF 신호를 복조하여 원 신호의 정보를 획득할 수 있다.
이를 위해, 수신기에서는 신호 내의 유용한 정보가 일련의 디지털 프로세스에 의해 복구될 수 있도록 아날로그 포맷으로부터 디지털 포맷으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC : Analog-Digital Converter)를 채용할 수 있다.
일반적으로 아날로그-디지털 변환기의 샘플링 비트수가 설정된 경우, 입력 신호 전력이 너무 크다면, 아날로그-디지털 변환기의 출력은 포화될 것이고, 입력신호의 전력이 너무 작다면, 아날로그-디지털 변환기의 출력은 심각하게 양자화될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 일반적인 접근법은 아날로그-디지털 변환기 의 입력신호가 희망하는 한계치 내에서 유지될 수 있도록 아날로그-디지털 변환기의 전면에 동적으로 조절가능한 이득 증폭기를 적용하는 것이다.
일반적으로, 상기 자동 이득제어 회로는, 입력되는 신호의 크기에 따라 이득을 조절할 수 있는 피드백 루프를 형성하여 일정한 출력이 가능하게 한다.
그러나, 수신기에 입력되는 입력 신호가 불규칙한 주기를 갖는 경우 신호가 왜곡되어 원 신호의 정보를 획득하기 곤란한 문제점이 발생한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 입력 신호의 주기에 따라 이득 설정 주기를 가변하는 자동 이득 제어기를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 제어되는 이득에 따라 입력 신호를 증폭하는 증폭기의 출력 신호를 사전에 설정된 샘플링 비트수에 따라 샘플링하는 샘플링부와, 샘플링부로부터의 샘플링된 신호의 전력을 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 의해 검출된 전력을 이용하여 이득 제어 주기를 설정하는 설정부와, 상기 검출부에 의해 검출된 전력과 사전에 설정된 기준 전력을 비교하여 그 비교 결과와 상기 설정부의 이득 제어 주기에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 설정부는 상기 입력 신호의 신호 레벨이 존재하지 않는 구간에 이득 제어가 수행되도록 상기 이득 제어 주기를 설정할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 설정부는 이득 제어 주기의 한 주기에 복수의 구간을 설정하고, 상기 설정부는 기설정된 이득 제어 주기 내의 구간에서 상기 검출부에 의해 검출된 전력이 존재하는 구간과 이득 제어가 수행되는 구간이 동시에 존재하면 해당하는 구간을 제외하고 이득 제어 주기를 재설정할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 검출부에 의해 검출된 전력과 상기 기준 전력을 비교하는 비교기와, 상기 비교기로부터의 비교 결과에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하되, 상기 설정부로부터의 이득 제어 주기에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 입력 신호는 고주파 신호 또는 중간 주파수 신호일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 입력 신호는 신호 주기가 가변되는 불연속 신호일 수 있다.
본 발명에 따르면, 입력 신호의 주기에 따라 이득 설정 주기를 가변하여 증폭기의 이득을 일정하게 조정함으로써 신호의 왜곡을 저감시키고 수신 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 자동 이득 제어기의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 자동 이득 제어기(100)는 샘플링부(110), 검출부(120), 설정부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
샘플링부(110)는 사전에 설정된 샘플링 비트수를 갖는 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter;ADC)로 구현될 수 있다.
한편, 증폭기(Amp)는 제어되는 이득에 따라 입력 신호(Si)를 증폭하여 샘플링부(110)에 출력 신호(So)를 제공한다.
이에 따라, 샘플링부(110)는 증폭기(Amp)로부터 증폭된 출력 신호(So)를 상기 샘플링 비트수에 따라 샘플링한다.
샘플링된 신호는 복조기(Dem)에 전달되어, 복조기(Dem)의 동작에 의해 외부의 송신기에서 송신된 RF 신호에 포함된 원 신호가 복원될 수 있다.
샘플링부(110)로부터의 샘플링된 신호는 검출부(120)에도 전달된다.
검출부(120)는 샘플링부(110)로부터의 샘플링된 신호의 평균 전력을 검출할 수 있다. 여기서, 평균 전력은 샘플링부(110)의 샘플링 한주기의 평균 전력일 수 있다.
검출부(120)에 의해 검출된 전력값은 설정부(130)와 제어부(140)에 전달될 수 있다.
설정부(130)는 검출부(120)의 의해 검출된 전력값을 이용하여 이득 제어 주기를 설정할 수 있다. 설정부(130)의 이득 제어 주기는 제어부(140)에 전달될 수 있다.
제어부(140)는 비교기(141)와 제어기(142)를 포함할 수 있다.
비교기(141)는 검출부(120)에 의해 검출된 전력값과 사전에 설정된 기준 전력값을 비교하여 그 비교 결과를 제어기(142)에 전달할 수 있다.
제어기(142)는 비교기(141)의 비교 결과에 따라 증폭기(Amp)이득을 제어하되, 설정부(130)의 이득 제어 주기에 따라 증폭기(Amp)의 이득을 제어할 수 있다.
한편, 증폭기(Amp)에 입력되는 입력 신호(Si)는 고주파(Radio Frequency;RF) 신호일 수 있고, 고주파 신호가 중간 신호 처리된 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호일 수 있다.
더하여, 입력 신호(Si)는 연속 신호일 수 있고, 가변되는 신호 주기를 갖는 불연속 신호일 수 있다.
도 2는 연속 신호의 이득 제어 그래프이다.
도 2를 참조하면, 도시된 바와 같이 증폭기(Amp) 입력 신호(Si)가 연속 신호일 경우 증폭기 이득은 사전에 설정된 주기로 제어되어 증폭기(Amp) 출력 신호(So)는 선형에 가까운 형태로 증가할 수 있다.
그러나, 입력 신호(si)가 가변되는 신호 주기를 갖는 불연속 신호일 경우일 수도 있다.
도 3은 종래의 이득 제어 그래프이다.
도 3을 참조하면, 도시된 바와 같이 증폭기(Amp) 입력 신호(Si)가 불연속 신호일 경우 증폭기 이득은 사전에 설정된 주기로 제어될 수 있다. 이때, 입력 신호(Si)의 주기와 증폭기 이득 제어의 주기가 겹치게되는 경우 증폭기 출력 신호(So)에는 식별부호 A와 같이 신호 왜곡이 발생하게 된다.
즉, 복조기(Dem)는 왜곡된 신호를 입력받게 되므로 외부의 송신기로부터 전송된 신호에서 원 신호의 정보를 정확하게 복원할 수 없게 된다.
이에 따라, 본원 발명의 자동 이득 제어기(100)는 설정부(130)를 포함할 수 있다. 설정부(130)는 제어기(142)의 증폭기(Amp)의 이득 제어 주기를 설정할 수 있다.
즉, 설정부(130)는 검출부(120)의 전력값의 변화에 따라 입력 신호(Si)의 주기를 알 수 있다.
이에 따라, 설정부(130)는 입력 신호(Si)의 신호 레벨이 존재하지 않는 구간에 이득 제어가 수행되도록 이득 제어 주기를 설정할 수 있다.
증폭기(Amp)의 입력 신호(Si)는 불연속 신호이므로 신호 주기가 가변될 수 있다. 이에 따라, 이미 설정된 이득 제어 주기에 의해 입력 신호(Si)의 신호 레벨 이 존재하는 구간에 이득 제어가 수행되어 신호 왜곡이 발생할 수 있다.
이를 위해, 설정부(130)는 이득 제어 주기의 한 주기를 복수의 구간으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 설정된 이득 제어 주기의 이득 제어가 수행되는 구간에서 입력 신호(Si)의 신호 레벨이 존재하면 해당하는 구간을 제외하고 이득 제어 주기를 재설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 이득 제어 그래프이다.
도 1과 함께 도 4를 참조하면, 증폭기(Amp)의 입력 신호(Si)가 불연속 신호인 경우 설정부(130)에 의해 설정된 이득 제어 주기에 따라 제어기(142)는 증폭기(Amp)의 이득을 제어할 수 있다.
이때, 입력 신호(Si)는 불연속 신호이므로 신호 주기가 가변될 수 있다. 이에 따라, 이미 설정된 이득 제어 주기에 의해 입력 신호(Si)의 신호 레벨이 존재하는 구간에 이득 제어가 수행되어 신호 왜곡이 발생할 수 있다.
예를 들어, 이득 제어 주기의 한 주기를 식별부호 ①~⑤ 까지의 5구간으로 나누어 설정하면, 이득 제어를 수행하는 구간인 ⑤구간에서 입력 신호(Si)의 신호 레벨이 존재할 수 있다. 이에 따라, 설정부(130)는 이득 제어 주기에서 ⑤구간을 제외하여 이득 제어 주기를 설정하여 입력 신호(Si)의 신호 레벨이 존재하는 구간과 이득 제어가 수행되는 구간이 겹치는 것을 방지하여 증폭된 출력 신호(So)의 신호 왜곡을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력 신호의 주기에 따라 이득 설정 주기를 가변하여 증폭기의 이득을 일정하게 조정함으로써 신호의 왜곡을 저감시키고 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 자동 이득 제어기의 개략적인 구성도.
도 2는 연속 신호의 이득 제어 그래프.
도 3은 종래의 이득 제어 그래프.
도 4는 본 발명의 이득 제어 그래프.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100...자동 이득 제어기 110...샘플링부
120...검출부 130..설정부
140...제어부 141...비교기
142...제어기

Claims (6)

  1. 제어되는 이득에 따라 입력 신호를 증폭하는 증폭기의 출력 신호를 사전에 설정된 샘플링 비트수에 따라 샘플링하는 샘플링부;
    샘플링부로부터의 샘플링된 신호의 전력을 검출하는 검출부;
    상기 검출부에 의해 검출된 전력을 이용하여 이득 제어 주기를 설정하는 설정부; 및
    상기 검출부에 의해 검출된 전력과 사전에 설정된 기준 전력을 비교하여 그 비교 결과와 상기 설정부의 이득 제어 주기에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 설정부는 상기 입력 신호의 신호 레벨이 존재하지 않는 구간에 이득 제어가 수행되도록 상기 이득 제어 주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정부는 이득 제어 주기의 한 주기에 복수의 구간을 설정하고,
    상기 설정부는 기설정된 이득 제어 주기 내의 구간에서 상기 검출부에 의해 검출된 전력이 존재하는 구간과 이득 제어가 수행되는 구간이 동시에 존재하면 해당하는 구간을 제외하고, 상기 검출된 전력이 존재하는 구간과 이득 제어가 수행되는 구간이 동시에 존재하지 않는 구간을 포함하도록 이득 제어 주기를 재설정하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 검출부에 의해 검출된 전력과 상기 기준 전력을 비교하는 비교기; 및
    상기 비교기로부터의 비교 결과에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하되, 상기 설정부로부터의 이득 제어 주기에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하는 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입력 신호는 고주파 신호 또는 중간 주파수 신호인 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입력 신호는 신호 주기가 가변되는 불연속 신호인 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어기.
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