KR102001367B1 - 적외선 학습신호처리회로 - Google Patents

적외선 학습신호처리회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 수신소자로부터 변환되어 입력되는 변환 적외선신호의 최고전압 및 최저전압을 이용하여 비교기준전압을 생성하고, 상기 변환 적외선신호와 상기 비교기준전압을 이용하여 상기 변환 적외선신호를 디지털 신호로 변환하는 적외선 학습신호처리회로를 제안한다. 상기 적외선 학습신호처리회로는, 비교기준전압 생성회로, 바이어스 & 클램프 전압 생성회로, 감지신호 변환회로 및 컨트롤러를 포함한다.

Description

적외선 학습신호처리회로 {A processing circuit of infrared learning signal}
본 발명은 적외선 학습신호처리회로에 관한 것으로, 특히 광 수신소자를 이용하여 수신한 적외선 신호를 디지털신호로 변환하는 적외선 학습신호처리회로에 관한 것이다.
보통의 집안에도 복수의 가전기기가 설치되어 있고 각각의 가전기기는 리모컨(remote controller)으로 제어하는데, 예를 들면 TV의 동작을 제어하는 TV용 리모컨, 케이블 TV용 셋 탑 박스를 제어하는데 셋 탑 박스 리모컨, 에어컨의 동작을 제어하는 에어컨 리모컨 등이 구비되어 있을 것이다. 복수의 서로 다른 리모컨을 이용하여 각각의 가전기기의 동작을 제어할 때, 특정 리모컨을 분실하거나 분실하지는 않았지만 바로 찾지 못하는 때에는 해당 가전기기의 사용에 불편함으로 느낄 수밖에 없다.
이러한 불편을 최소로 하기 위하여, 하나의 리모컨이 타 리모컨의 기능을 학습하도록 하여 하나의 대표 리모컨을 이용하여 복수의 서로 다른 가전기기를 동작시킬 수 있는 기술이 등록특허공보 10-0176958호(1998년 11월 14일)에 공개되어 있다.
리모컨이 가전기기의 동작을 제어하는 신호는 리모컨에 설치되어 있는 적외선 발생기를 통해서인데, 리모컨의 학습도 하나의 리모컨에서 방출하는 적외선 신호를 수신하여 이를 학습하는 방식으로 이루어진다. 리모컨으로부터 방출되는 적외선 신호는 리모컨의 배터리의 상태에 따라 크기(amplitude)가 다양하며, 수신된 신호의 최저전압과 최고전압의 일정하지 않기 때문에 이를 디지털 신호를 변환할 때 오류가 발생할 수 있다.
따라서 수신한 적외선 신호의 중간 전압(또는 비교기준전압)을 정확하게 찾아, 아날로그 신호인 적외선 신호를 이에 대응하는 정확한 디지털 신호로 변환하는 것이 중요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 광 수신소자로부터 변환되어 입력되는 변환 적외선신호의 최고전압 및 최저전압을 이용하여 비교기준전압을 생성하고, 상기 변환 적외선신호와 상기 비교기준전압을 이용하여 상기 변환 적외선신호를 디지털 신호로 변환하는 적외선 학습신호처리회로를 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로는, 비교기준전압 생성회로, 바이어스 & 클램프 전압 생성회로, 감지신호 변환회로 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 비교기준전압 생성회로는 바이어스 전압, 클램프 제어전압, 용량 제어신호 및 클램프 전압 제어신호에 응답하여, 변환 적외선신호의 최고 전압과 최저 전압을 실시간으로 모니터하여 상기 변환 적외선신호를 디지털 신호로 변환하는데 사용하는 비교기준전압을 생성한다. 상기 바이어스 & 클램프 전압 생성회로는 클램프 제어신호 및 RC 타임 컨스탄스 제어신호에 응답하여 바이어스 전압 및 클램프 제어전압을 생성한다. 상기 감지신호 변환회로는 상기 변환 적외선신호를 상기 비교기준전압과 비교하여 상기 변환 적외선신호에 대응하는 디지털 신호를 생성한다. 상기 컨트롤러는 상기 바이어스 & 클램프 전압 생성회로에 사용되는 동작전압의 크기에 따라 변하는 상기 클램프 제어신호 상기 RC 타임 컨스탄스 제어신호, 상기 용량 제어신호 및 상기 클램프 전압 제어신호를 생성하며, 상기 바이어스 전압은 P형 바이어스 전압과 N형 바이어스 전압이다.
본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로는 변환 적외선신호의 최고전압 및 최저전압을 검출하고, 검출된 최고전압을 일정한 크기 낮추어 변환 최고전압으로 생성하고, 검출된 최저전압을 일정한 크기로 높여 변환 최저전압으로 각각 생성하고, 변환 최고전압 및 변환 최저전압을 이용으로 상기 변환 적외선신호를 디지털 신호로 변환하는 비교기준전압을 생성하기 때문에, 변환기준전압의 생성이 짧은 시간 내에 이루어지기 때문에, 변환 적외선신호를 실시간으로 비교할 때 최적의 상태로 비교할 수 있어, 생성되는 디지털 신호의 신뢰를 최대한 보장할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로의 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 비교기준전압 생성회로의 일 실시 예이다.
도 3은 제1 입력 스테이지 회로의 일 실시 예이다.
도 4는 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5는 제2 입력 스테이지의 일 실시 예이다.
도 6은 바이어스 & 클램프 전압 생성회로의 일 실시 예이다.
도 7은 감지신호 변환회로의 일 실시 예이다.
도 8은 동작전압의 변동에 따른 2개의 바이어스 전압 및 클램핑 전압의 변화를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로를 적용하였을 때, 변환 적외선신호의 주파수가 변해도 비교기준전압의 따라서 변함에 따라 디지털신호가 정확하게 생성되는 실험 결과를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로의 블록 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로(110)는 비교기준전압 생성회로(120), 바이어스 & 클램프 전압 생성회로(130), 감지신호 변환회로(140) 및 컨트롤러(150)를 포함한다는 것을 알 수 있다.
설명의 편의를 위해 서로 다른 복수의 리모컨의 기능을 학습하여 복수의 가전기기의 동작을 제어할 수 있는 리모컨을 통합 리모컨(100)이라고 하고 학습의 대상이 되는 리모컨을 타 리모컨으로 가정하고 설명한다.
타 리모컨으로부터 방출된 적외선 신호(IR)는 통합 리모컨에 설치된 광 다이오드와 같은 광 수신소자(101)에서 전류(i)로 변환되어 광 수신소자(101)와 직렬로 연결된 부하저항(RL)을 따라 흐르며, 이에 따라 부하저항(RL)에 강하(voltage drop)된 변환 적외선신호(V_in)는 적외선 학습신호처리회로(100)로 입력된다.
비교기준전압 생성회로(120)는 바이어스 & 클램프 전압 생성회로(130)에서 생성한 2개의 바이어스 전압(V_pb, V_nb, bias voltage), 클램프 제어전압(V_clp, clamp control signal), 용량 제어신호(C_sw1, C_sw2) 및 클램프 전압 제어신호(C_c1, C_c2, C_c3)에 응답하여, 변환 적외선신호(V_in)의 최고 전압과 최저 전압을 실시간으로 모니터하여 변환 적외선신호(V_in)를 디지털 신호로 변환하는데 사용하는 비교기준전압(V_ref)을 생성한다.
바이어스 & 클램프 전압 생성회로(130)는 컨트롤러(150)에서 생성한 클램프 제어신호(C_clp) 및 3개의 RC 타임 컨스탄스 제어신호(C_rc1, C_rc2, C_rc3, time constance control signal)에 응답하여 2개의 바이어스 전압(V_pb, V_nb) 및 클램프 제어전압(V_clp)을 생성한다. 2개의 바이어스 전압(V_pb, V_nb)은 P형 바이어스 전압(V_pb)과 N형 바이어스 전압(V_nb)으로 구분한다.
감지신호 변환회로(140)는 변환 적외선신호(V_in)를 비교기준전압 생성회로(120)에 생성한 비교기준전압(V_ref)과 비교하여 변환 적외선신호(V_in)에 대응하는 디지털 신호(V_out)를 생성하여 통합 리모컨(100)에 설치된 타이머(160, Timer)에 전달한다.
컨트롤러(150)는 바이어스 & 클램프 전압 생성회로(130)에 사용되는 동작전압(VDD)의 크기에 따라 변하는 클램프 제어신호(C_clp), 3개의 RC 타임 컨스탄스 제어신호(C_rc1, C_rc2, C_rc3), 용량 제어신호(C_sw1, C_sw2) 및 클램프 전압 제어신호(C_c1, C_c2, C_c3)를 생성한다.
이하의 설명에서는 노드(node)의 부재번호와 해당 노드의 전압 값을 혼용하여 사용할 것이다. 예를 들면 동작전원(VDD)과 제1출력전압(VH1), 출력단자(VH1)와 제1출력전압(VH1) 그리고 출력단자(VH2)와 제2출력전압(VH2)이 그것이다.
도 2는 본 발명에 따른 비교기준전압 생성회로의 일 실시 예이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 비교기준전압 생성회로(120)는 최고전압 감지회로(210), 최저전압 감지회로(220) 및 비교기준전압 변환회로(230)를 포함한다.
최고전압 감지회로(210)는 변환 적외선신호(V_in)의 최고 전압을 감지하여 변환 최고전압(VH2)을 생성하며, 이를 위해 제1 입력 스테이지(211), 풀 다운 스테이지(212) 및 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)를 포함한다.
제1 입력 스테이지(211)는 네거티브 입력단자(-) 및 포지티브 입력단자(+)로 각각 입력되는 변환 적외선신호(V_in) 및 최고전압 감지회로(210)의 출력전압인 변환 최고전압(VH2)을 이용하여 출력단자로 제1출력전압(VH1)을 생성한다.
도 3은 제1 입력 스테이지 회로의 일 실시 예이다.
도 3을 참조하면, 제1 입력 스테이지(211)는, 제1 P형 트랜지스터(P1), 제2 P형 트랜지스터(P2), 제1 N형 트랜지스터(N1), 제2 N형 트랜지스터(N2) 및 제3 N형 트랜지스터(N3)로 이루어진다.
제1 P형 트랜지스터(P1)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 다른 일 단자 및 게이트 단자가 서로 연결된다. 제2 P형 트랜지스터(P2)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 다른 일 단자는 제1출력전압(VH1)을 출력하는 출력단자에 연결되고 게이트 단자는 제1 P형 트랜지스터(P1)의 게이트 단자에 공통으로 연결된다. 제1 N형 트랜지스터(N1)는 일 단자가 제1 P형 트랜지스터(P1)의 게이트 단자에 연결되고 게이트 단자에 변환 최고전압(VH2)이 인가된다. 제2 N형 트랜지스터(N2)는 일 단자가 제1출력전압(VH1)을 출력하는 출력단자에 연결되고 다른 일 단자는 제1 N형 트랜지스터(N1)의 다른 일 단자에 공통으로 연결되며 게이트 단자에 변환 적외선신호(V_in)가 인가된다. 제3 N형 트랜지스터(N3)는 일 단자가 제1 N형 트랜지스터(N1) 및 제2 N형 트랜지스터(N2)의 공통 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전원(GND)에 연결되며 게이트에 N 바이어스 전압(V_nb)이 인가된다.
여기서 제1 N형 트랜지스터(N1) 및 제2 N형 트랜지스터(N2)는 각각 포지티브 입력단자(+) 및 네거티브 입력단자(-)가 되고 제2 P형 트랜지스터와 제2 N형 트랜지스터의 공통단자가 출력단자가 된다.
풀 다운 스테이지(212)는 제1 입력 스테이지(211)의 출력단자에서 출력되는 제1출력전압(VH1)의 전압준위(Voltage level)를 낮추며, 이를 위해 제1 풀다운 트랜지스터(PD1) 및 제2 풀다운 트랜지스터(PD2)를 포함한다.
제1 풀다운 트랜지스터(PD1)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 다른 일 단자와 게이트 단자가 제1 입력 스테이지(211)의 출력단자에 연결된다. 제2 풀다운 트랜지스터(PD2)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 다른 일 단자가 최고전압 감지회로(210)의 출력단자에 연결되며 게이트 단자가 제1 입력 스테이지(211)의 출력단자에 연결된다.
제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)는 제1 용량 제어신호(C_sw1) 및 제2 용량 제어신호(C_sw2)에 응답하여 최고전압 감지회로(210)의 출력단자와 접지전압(GND) 사이에서 풀 다운 스테이지(212)의 임피던스 성분과 결합하는 커패시턴스(정전용량)를 조절하여 변환 최고전압(VH2)의 세틀링 시간(settling time)을 조절하는 기능을 수행한다.
도 4는 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로의 일 실시 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)는 제1 커패시터(C), 제1 확산커패시터(Cd1), 제2 확산커패시터(Cd2), 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함한다.
여기서 확산커패시터는 일반적인 커패시터가 아니고 트랜지스터를 이용한 커패시터로, 커패시터의 일 단자가 트랜지스터의 게이트 단자가 되고 다른 일 단자는 트랜지스터의 채널이 되는 확산영역이 되기 때문에 명명한 것이다. 이하의 설명에서는 확산 커패시터의 2개의 단자를 게이트 단자와 확산 단자로 가정하고 설명한다. 확산커패시터의 일 단자인 확산 단자는 트랜지스터의 두 개의 단자가 서로 연결된 구조가 될 것이다.
제1 커패시터(C)는 일 단자가 최고전압 감지회로(210)의 출력단자에 연결된다. 제1 확산커패시터(Cd1)의 게이트 단자는 최고전압 감지회로(210)의 출력단자에 연결되고 확산 단자는 접지전원(GND)에 연결된다. 제2 확산커패시터(Cd2)는 확산 단자가 접지전원(GND)에 연결된다. 제1 스위치(SW1)는 제1 용량 제어신호(C_sw1)에 응답하여 최고전압 감지회로(210)의 출력단자와 제2 확산커패시터(Cd2)의 게이트 단자를 스위칭한다. 제2 스위치(SW2)는 제2 용량 제어신호(C_sw2)에 응답하여 제1 커패시터(C)의 다른 일 단자를 접지전원(GND)으로 스위칭한다.
제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 턴 오프(turn OFF) 인 때에는 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)의 전체 정전용량이 제1 확산커패시터(Cd1)와 동일하게 될 것이다. 그러나 제1 스위치(SW1)에 턴 온(turn ON) 되면 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)의 전체 정전용량은 제1 확산커패시터(Cd1)와 제2 확산커패시터(Cd2)의 정전용량의 합이 되며, 제2 스위치(SW2)도 턴 온 된다면 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)의 전체 정전용량은 제1 확산커패시터(Cd1), 제2 확산커패시터(Cd2) 및 제1 커패시터(C1)의 정전용량의 합이 될 것이다.
제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)의 전체 정전용량이 증가하면 증가할수록 변환 최고전압(VH2)의 세틀링 시간(settling time)도 길어지게 될 것이다.
최저전압 감지회로(220)는 변환 적외선신호(V_in)의 최저 전압을 감지하여 변환 최저전압(VL2)을 생성하며, 이를 위해 제2 입력 스테이지(221), 풀 업 스테이지(222) 및 제2 RC 타임 컨스탄스 제어회로(223)를 포함한다.
제2 입력 스테이지(221)는 네거티브 입력단자(-) 및 포지티브 입력단자(+)로 각각 입력되는 변환 적외선신호(V_in) 및 최저전압 감지회로(220)의 출력전압인 변환 최저전압(VL2)을 이용하여 출력단자로 제2출력전압(VL1)을 생성한다.
도 5는 제2 입력 스테이지의 일 실시 예이다.
도 5를 참조하면, 제2 입력 스테이지(221)는 는 변환 적외선신호(V_in) 및 변환 최저전압(VL2)을 동시에 수신하여 응답전압을 생성하는 제1 듀얼 입력단(510) 및 제2 듀얼 입력단(520)과 제1 듀얼 입력단(510) 및 제2 듀얼 입력단(520)에서 생성하는 응답전압에 응답하여 변환 최저전압(VL2)을 생성하는 출력단(530)으로 구성된다.
제1 듀얼 입력단(510)은 제11 P형 트랜지스터(P11), 제12 P형 트랜지스터(P12), 제13 P형 트랜지스터(P13), 제11 N형 트랜지스터(N11) 및 제12 N형 트랜지스터(N12)를 포함한다.
제11 P형 트랜지스터(P11)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 게이트 단자에는 P 바이어스 전압(V_pb)이 인가된다. 제12 P형 트랜지스터(P12)는 일 단자가 제11 P형 트랜지스터(P11)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트 단자에 변환 적외선신호(V_in)가 인가된다. 제13 P형 트랜지스터(P13)는 일 단자가 제11 P형 트랜지스터(P11)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트 단자에 변환 최저전압(VL2)이 인가된다. 제11 N형 트랜지스터(N11)는 일 단자 및 게이트 단자가 제12 P형 트랜지스터(P12)의 다른 일 단자에 공통으로 연결되고 다른 일 단자가 접지전원(GND)에 연결된다. 제12 N형 트랜지스터(N12)는 일 단자 및 게이트 단자가 제13 P형 트랜지스터(P13)의 다른 일 단자에 공통으로 연결되고 다른 일 단자가 접지전원(GND)에 연결된다.
제2 듀얼 입력단(520)은 제14 P형 트랜지스터(P14), 제15 P형 트랜지스터(P15), 제13 N형 트랜지스터(N13), 제14 N형 트랜지스터(N14) 및 제15 N형 트랜지스터(N15)를 포함한다.
제14 P형 트랜지스터(P14)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 다른 일 단자 및 게이트 단자가 서로 연결된다. 제15 P형 트랜지스터(P15)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 다른 일 단자 및 게이트 단자가 서로 연결된다. 제13 N형 트랜지스터(N13)는 일 단자가 제14 P형 트랜지스터(P14)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트 단자에 변환 적외선신호(V_in)가 인가된다. 제14 N형 트랜지스터(N14)는 일 단자가 제15 P형 트랜지스터(P15)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트 단자에 변환 최저전압(VL2)이 인가되고, 다른 일 단자가 제13 N형 트랜지스터(N13)의 다른 일 단자에 연결된다. 제15 N형 트랜지스터(N15)는 일 단자가 제13 N형 트랜지스터(N13) 및 제14 N형 트랜지스터(N14)의 공통단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전원(GND)에 연결되며 게이트 단자에 N형 바이어스 전압(V_nb)이 인가된다.
출력단(530)은 제16 P형 트랜지스터(P16), 제16 N형 트랜지스터(N16) 및 제17 N형 트랜지스터(N17)를 포함한다.
제16 P형 트랜지스터(P16)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 다른 일 단자로는 변환 최저전압(VL1)을 생성하며, 게이트 단자는 제15 N형 트랜지스터(N15)의 게이트 단자와 연결된다. 제16 N형 트랜지스터(N16)는 일 단자가 제16 P형 트랜지스터(P16)의 게이트 단자에 연결되고 다른 일 단자가 접지전원(GND)에 연결되며 게이트 단자가 제11 N형 트랜지스터(N11)의 게이트 단자에 연결된다. 제17 N형 트랜지스터(N17)는 일 단자가 제16 P형 트랜지스터(P16)의 일 단자와 공통으로 연결되어 변환 최저전압(VL1)을 생성하고, 다른 일 단자가 전지전원(GND)에 연결되며 게이트 단자가 제12 N형 트랜지스터(N12)의 게이트 단자에 연결된다.
풀 업 스테이지(222)는 제2 입력 스테이지(220)의 출력단자에서 출력되는 변환 최저전압(VL2)의 전압준위(Voltage level)를 높이며, 이를 위해 제1 풀업 트랜지스터(PU1) 및 제2 풀업 트랜지스터(PU2)를 포함한다. 제1 풀업 트랜지스터(PU1)는 일 단이 변환 최저전압(VL2)을 출력하는 제2 입력 스테이지(220)의 출력단자에 연결되고, 다른 일 단자는 접지전원(GND)에 연결되며 게이트 단자에는 제2출력전압(VL1)이 출력하는 제2 입력 스테이지(221)의 출력단자에 연결된다. 제2 풀업 트랜지스터(PU2)는 일 단자 및 게이트 단자는 제2 입력 스테이지(221)의 출력단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전원(GND)에 연결된다.
제2 RC 타임 컨스탄스 제어회로(223)는 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)와 동일한 논리로 동작하므로, 제2 RC 타임 컨스탄스 제어회로(223)의 동작 및 기능은 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)에 대한 동작 및 기능의 설명으로 갈음한다. 다만, 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)이 변환 최고전압(VH2)의 전압준위를 낮추는 반면에 제2 RC 타임 컨스탄스 제어회로(223)는 변환 최저전압(VL2)의 전압준위를 높이는 것이 다른 점이다.
비교기준전압 변환회로(230)는 최고전압 감지회로(210) 및 최저전압 감지회로(220)에서 각각 출력하는 변환 최고전압 및 변환 최저전압을 이용하여 감지신호 변환회로(140)에서 사용되는 비교기준전압(V_ref)의 전압 준위를 결정하며, 전압 분배회로(231), 클램핑 회로(232) 및 제3 RC 타임 컨스탄스 제어회로(233)를 포함한다.
전압 분배회로(231)는 일 단자에 변환 최고전압(VH2)이 인가되는 제1 분배저항(R1) 및 일 단자는 제1 분배저항(R1)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자에 변환 최저전압(VL2)이 인가되는 제2 분배저항(R2)으로 구성된다. 제1 분배저항(R1) 및 제2 분배저항(R2)의 저항값(resistance)이 동일하다고 가정하면, 비교기준전압(V_ref)의 전압준위는 변환 최고전압(VH2) 및 변환 최저전압(VL2)을 합한 전압을 2로 나눈 값을 가지게 될 것이다.
클램핑 회로(232)는 클램프 제어신호(C_clp)에 응답하여 비교기준전압(V_ref)의 전압준위를 강제로 클램핑하는 기능을 수행하며, 일 단자가 비교기준전압(V_ref)을 생성하는 비교기준전압 변환회로(230)의 출력단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전원(GDN)에 연결되며 게이트 단자에는 클램프 제어신호(C_clp)가 인가된다. 클램핑 회로(232)를 P형 모스 트랜지스터로 구현하였을 때, 클램프 제어신호(C_clp)의 전압준위가 증가하면 P형 모스 트랜지스터의 턴 온 저항이 커지게 됨에 따라 비교기준전압(V_ref)도 증가하게 될 것은 이 분야의 통상의 회로 설계자라면 누구나 쉽게 이해할 수 있다.
3 RC 타임 컨스탄스 제어회로(233)는 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)와 동일한 논리로 동작하므로, 제3 RC 타임 컨스탄스 제어회로(233)의 동작 및 기능은 제1 RC 타임 컨스탄스 제어회로(213)에 대한 동작 및 기능의 설명으로 갈음한다.
도 2 ~ 도 5와 최고전압 감지회로(210), 최소전압 감지회로(220) 및 비교기준전압 변환회로(230)에 대한 설명을 참조하면, 최고전압 감지회로(210)와 최소전압 감지회로(220)는 변환 적외선신호(V_in)의 최고 전압 및 최전 전압을 감지하여 이에 대응하는 변환 최고전압(VH2)을 생성하는데, 이때 변환 최고전압(VH2)의 전압 준위는 낮추고 변환 최소전압(VL2)의 전압 준위는 높여서 비교기준전압 변환회로(230)에서 생성하는 비교기준전압(V_ref)의 전압준위가 최단의 시간에 안정화되도록 하며, 동시에 본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로(110)에서 소비하는 전력을 최소로 하도록 한다는 것을 알 수 있다.
도 6은 바이어스 & 클램프 전압 생성회로의 일 실시 예이다.
도 6을 참조하면, 바이어스 & 클램프 전압 생성회로(130)는 바이어스 생성부(610)와 클램프 전압 생성부(620)로 구분할 수 있다.
바이어스 생성부(610)는, 제21 P형 트랜지스터(P21), 제22 P형 트랜지스터(P22), 제21 N형 트랜지스터(N21), 제22 N형 트랜지스터(N22), 제23 P형 트랜지스터(P23) 및 제23 N형 트랜지스터(N23)를 포함한다.
제21 P형 트랜지스터(P21)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결된다. 제22 P형 트랜지스터(P22)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 게이트 단자 및 다른 일 단자는 서로 연결되어 P 바이어스 전압(V_pb)을 생성하며, P 바이어스 전압(V_pb)은 제21 P형 트랜지스터(P21)에 인가된다. 제21 N형 트랜지스터(N21)는 일 단자 및 게이트 단자가 제21 P형 트랜지스터(P21)의 다른 일 단자에 공통으로 연결되어 N 바이어스 전압(V_nb)을 생성하며, 다른 일 단자가 접지전원(GND)에 연결된다. 제22 N형 트랜지스터(N22)는 일 단자가 제22 P형 트랜지스터(P22)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전원(GND)에 연결되고 게이트 단자는 제21 N형 트랜지스터(N21)의 게이트 단자에 연결된다. 제23 P형 트랜지스터(P23)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결되고 게이트 단자에 P 바이어스 전압(V_pb)이 인가된다. 제23 N형 트랜지스터(N23)는 일 단자 및 게이트 단자가 제23 P형 트랜지스터(P23)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전원(GND)에 연결된다.
클램프 전압 생성부(620)는 제24 P형 트랜지스터(P24), 클램프 전압 가변부(6211) 및 제24 N형 트랜지스터(N24)로 구현할 수 있다는 것을 알 수 있다.
제24 P형 트랜지스터(P24)는 일 단자가 동작전원(VDD)에 연결된다. 클램프 전압 가변부(131)의 일 단자는 제24 P형 트랜지스터(P24)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 제24 P형 트랜지스터(P24)의 게이트 단자에 연결된다. 제24 N형 트랜지스터(N24)는 일 단자가 클램프 전압 가변부(621)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자는 접지전원(GND)에 연결되며 게이트 단자는 바이어스 생성부(610)를 구성하는 제23 P형 트랜지스터(P23)의 게이트 단자에 연결된다.
클램프 전압 가변부(621)는 제24 P형 트랜지스터(P24) 및 제24 N형 트랜지스터(N24) 사이에 직렬로 연결된 복수의 클램프 저항(Rc)과 복수의 클램프 전압 제어신호(C_c11, C_c12, C_c13)에 응답하여 동작하는 복수의 스위치(SW11, SW12, SW13)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 클램프 제어신호(C_clp)의 전압준위는 클램프 전압 제어신호(C_c11, C_c12, C_c13)에 응답하여 복수의 스위치(SW11, SW12, SW13) 중 어느 스위치가 턴 온 되느냐에 따라 결정된다는 것을 알 수 있다.
도 7은 감지신호 변환회로의 일 실시 예이다.
도 7을 참조하면, 감지신호 변환회로(140)는 비교기(710)와 버퍼부(720)를 포함한다.
비교기(710)는 변환 적외선신호(V_in)를 비교기준전압(V_ref)과 비교한 결과를 서로 다른 전압준위를 가지는 2개의 전압 값 중 하나의 값을 가지는 신호로 변환하고, 버퍼부(720)는 비교기(710)의 출력신호를 버퍼링하여 타이머(160)으로 전달한다. 버퍼부(720)는 직렬로 연결된 2개의 인버터(inverter)를 이용하여 구현할 수 있으며, 앞 단의 인버터를 구성하는 트랜지스터에 비해 뒷 단의 인버터를 구성하는 트랜지스터의 W/L(채널의 폭(W)과 채널의 길이(L)의 비)이 지수적 (exponentially)으로 증가하도록 하는 것이 바람직하다.
도 8은 동작전압의 변동에 따른 2개의 바이어스 전압 및 클램핑 전압의 변화를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 동작전압(VDD)의 전압준위가 증가함에 따라 변하는 2개의 바이어스 전압(V_pb,V_nb) 중 하나의 바이어스 전압(V_nb)은 특정 전압 값으로 포화하지만, 다른 하나의 바이어스 전압(V_pb) 및 클램핑 제어전압(V_clp)의 크기는 동작전압(VDD)을 따라 증가하고 있다는 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 적외선 학습신호처리회로를 적용하였을 때, 변환 적외선신호의 주파수가 변해도 비교기준전압의 따라서 변함에 따라 디지털신호가 정확하게 생성되는 실험 결과를 나타낸다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 변환 적외선신호의 주파수가 각각 38Khz, 100Khz 및 200Khz일 때의 특성을 각각 나타낸다.
도 9를 참조하면, 변환 적외선신호(VIN, V_in, 녹색)의 주파수가 변하더라도 비교기준전압(AVG, V_ref, 노란색)이 따라 변하면서 이에 따라 생성되는 디지털 신호(DOUT, V_out, 파란색)가 정확하게 변환된다는 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: 적외선 학습신호처리회로
120: 비교기준전압 생성회로
130: 바이어스 & 클램프 전압 생성회로
140: 감지신호 변환회로
150: 컨트롤러

Claims (5)

  1. 바이어스 전압, 클램프 제어전압, 용량 제어신호 및 클램프 전압 제어신호에 응답하여, 변환 적외선신호의 최고 전압과 최저 전압을 실시간으로 모니터하여 상기 변환 적외선신호를 디지털 신호로 변환하는데 사용하는 비교기준전압을 생성하는 비교기준전압 생성회로;
    클램프 제어신호 및 RC 타임 컨스탄스 제어신호에 응답하여 바이어스 전압 및 클램프 제어전압을 생성하는 바이어스 & 클램프 전압 생성회로;
    상기 변환 적외선신호를 상기 비교기준전압과 비교하여 상기 변환 적외선신호에 대응하는 디지털 신호를 생성하는 감지신호 변환회로; 및
    상기 바이어스 & 클램프 전압 생성회로에 사용되는 동작전압의 크기에 따라 변하는 상기 클램프 제어신호 상기 RC 타임 컨스탄스 제어신호, 상기 용량 제어신호 및 상기 클램프 전압 제어신호를 생성하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 바이어스 전압은 P형 바이어스 전압과 N형 바이어스 전압인 적외선 학습신호처리회로.
  2. 제1항에서, 상기 비교기준전압 생성회로는,
    상기 변환 적외선신호의 최고전압을 감지하고, 감지한 최고전압의 전압준위를 일정한 크기 낮춘 변환 최고전압을 생성하는 최고전압 감지회로;
    상기 변환 적외선신호의 최저전압을 감지하고, 감지한 최저전압의 전압준위를 일정한 크기 높힌 변환 최저전압을 생성하는 최저전압 감지회로; 및
    상기 변환 최고전압 및 상기 변환 최저전압을 이용하여 상기 비교기준전압을 생성하는 비교기준전압 변환회로를
    포함하는 적외선 학습신호처리회로.
  3. 제2항에서, 상기 최고전압 감지회로는,
    네거티브 입력단자 및 포지티브 입력단자로 각각 입력되는 상기 변환 적외선신호 및 상기 변환 최고전압을 이용하여 제1출력전압을 생성하는 제1 입력 스테이지;
    상기 제1 입력 스테이지에서 생성되는 상기 제1출력전압의 전압준위를 일정한 크기 낮추는 풀 다운 스테이지; 및
    상기 용량 제어신호에 응답하여 상기 변환 최고전압의 세틀링 타임을 조절하는 제1 RC 타입 컨스탄스 제어회로를
    포함하는 적외선 학습신호처리회로.
  4. 제2항에서, 상기 최저전압 감지회로는,
    네거티브 입력단자 및 포지티브 입력단자로 각각 입력되는 상기 변환 적외선신호 및 상기 변환 최저전압을 이용하여 제2출력전압을 생성하는 제2 입력 스테이지;
    상기 제2 입력 스테이지에서 생성되는 상기 제2출력전압의 전압준위를 일정한 크기 높이는 풀 업 스테이지; 및
    상기 용량 제어신호에 응답하여 상기 변환 최저전압의 세틀링 타임을 조절하는 제2 RC 타입 컨스탄스 제어회로를
    포함하는 적외선 학습신호처리회로.
  5. 제2항에서, 상기 비교기준전압 변환회로는,
    상기 변환 최고전압 및 상기 변환 최저전압을 이용하여 상기 비교기준전압을 생성하는 전압 분배회로;
    상기 클램프 제어신호에 응답하여 상기 비교기준전압의 전압준위를 클램핑 하는 클램핑 회로; 및
    상기 용량 제어신호에 응답하여 상기 비교기준전압의 세틀링 타임을 제어하는 제3 RC 타입 컨스탄스 제어회로를
    포함하는 적외선 학습신호처리회로.
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Citations (3)

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KR0176958B1 (ko) * 1995-12-05 1999-05-15 구자홍 리모콘 코드 학습 방법
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KR101504775B1 (ko) * 2007-04-19 2015-03-20 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 적응적 연속-시간 필터를 조절하기 위한 위상-고정 루프 기반 제어기

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