KR102432813B1 - Noise canceller, method for canceling noise and apparatus for tracking laser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노이즈 제거기, 노이즈 제거 방법 및 레이저 탐색 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수신 신호에 포함되는 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거기, 노이즈 제거 방법 및 레이저 탐색 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기는 표적 신호와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호에서 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거기로서, 제1 경로로 전달되는 수신 신호와, 상기 제1 경로와 상이한 제2 경로로 전달되는 잡음 신호의 차이를 연산하여, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 추출한다.The present invention relates to a noise remover, a noise removal method, and a laser search apparatus, and more particularly, to a noise remover, a noise removal method, and a laser search apparatus for removing noise included in a received signal.
The noise canceller according to an embodiment of the present invention is a noise canceller for removing a noise signal from a reception signal including a target signal and a noise signal, and includes a reception signal transmitted through a first path and a second path different from the first path. By calculating the difference of the noise signal transmitted to , the difference signal from which the noise signal is removed from the received signal is extracted.
Description
본 발명은 노이즈 제거기, 노이즈 제거 방법 및 레이저 탐색 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수신 신호에 포함되는 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거기, 노이즈 제거 방법 및 레이저 탐색 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a noise remover, a noise removal method, and a laser search apparatus, and more particularly, to a noise remover, a noise removal method, and a laser search apparatus for removing noise included in a received signal.
레이저 탐색 장치는 표적을 탐지하기 위하여 레이저 광을 조사하며, 표적을 탐지하기 위하여 광 추적 등의 방식을 사용한다. 항공기 또는 지시기 등의 외부 장치로부터 표적을 향하여 레이저 광을 조사하면 레이저 탐색 장치는 표적으로부터 반사된 레이저 신호를 검출하여 표적을 추적하게 된다.The laser search apparatus irradiates laser light to detect a target, and uses a method such as light tracking to detect the target. When a laser beam is irradiated toward a target from an external device such as an aircraft or an indicator, the laser search device detects a laser signal reflected from the target and tracks the target.
레이저 탐색 장치는 포토 다이오드(photo diode), 트랜스 임피던스 증폭기(TIA: TransImpedance Amplifier), 제한 증폭기(Limiting Amplifier), 제어 회로(decision circuit) 등으로 구성된다. 이러한 레이저 탐색 장치는 레이저 신호로부터 출력 전압을 생성하고, 시스템 내에서 출력 전압으로 전달되는 수신 신호로부터 표적 신호를 탐지하여 표적을 추적한다.The laser search apparatus includes a photo diode, a transimpedance amplifier (TIA), a limiting amplifier, a control circuit, and the like. Such a laser search device generates an output voltage from a laser signal, detects a target signal from a received signal transmitted as an output voltage in the system, and tracks the target.
이와 같이, 레이저 탐색 장치 내에서 전달되는 수신 신호는 표적 신호 외에도 고주파 잡음 신호 및 저주파 잡음 신호를 포함한다. 여기서, 고주파 잡음 신호는 파장이 짧고, 저주파 잡음 신호에 비해 표적 신호와의 구분이 상대적으로 쉬워 표적 신호를 추출하는데 큰 문제가 되지는 않는다. 그러나, 수신 신호의 포함되는 저주파 잡음 신호의 경우, 레이저 탐색 장치의 시스템 및 전원에 의하여 자체적으로 발생하며, 신호대 잡음비를 감소시키기 때문에 레이저 탐색 장치의 탐지율을 저하시키는 주요한 원인이 된다. 이에, 레이저 탐색 장치 내에서 전달되는 수신 신호로부터 저주파 잡음 신호를 제거하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.As such, the received signal transmitted within the laser search apparatus includes a high-frequency noise signal and a low-frequency noise signal in addition to the target signal. Here, the high-frequency noise signal has a short wavelength, and is relatively easy to distinguish from the target signal compared to the low-frequency noise signal, so it is not a big problem in extracting the target signal. However, in the case of a low-frequency noise signal included in the received signal, it is generated by itself by the system and power supply of the laser search apparatus, and since it reduces the signal-to-noise ratio, it is a major cause of lowering the detection rate of the laser search apparatus. Accordingly, various studies are being conducted to remove the low-frequency noise signal from the received signal transmitted within the laser search apparatus.
본 발명은 수신 신호에 포함되는 저주파 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 노이즈 제거기, 노이즈 제거 방법 및 레이저 탐색 장치를 제공한다.The present invention provides a noise remover, a noise removal method, and a laser search apparatus capable of effectively removing low-frequency noise included in a received signal.
본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기는, 표적 신호와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호에서 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거기로서, 수신 신호를 전달하기 위한 제1 경로와 제2 경로; 상기 제2 경로에 마련되어, 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출하기 위한 잡음 신호 추출부; 및 상기 제1 경로와 제2 경로에 연결되어, 추출된 잡음 신호를 이용하여 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거하기 위한 표적 신호 추출부;를 포함한다.A noise remover according to an embodiment of the present invention is a noise remover for removing a noise signal from a received signal including a target signal and a noise signal, comprising: a first path and a second path for transmitting the received signal; a noise signal extraction unit provided in the second path to extract a noise signal from the received signal; and a target signal extraction unit connected to the first path and the second path to remove a noise signal from a received signal using the extracted noise signal.
상기 표적 신호 추출부는, 상기 제1 경로로 전달되는 수신 신호와 상기 제2 경로로 전달되는 잡음 신호의 차이를 연산하여, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 추출할 수 있다.The target signal extractor may calculate a difference between the received signal transmitted through the first path and the noise signal transmitted through the second path to extract a difference signal from which the noise signal is removed from the received signal.
상기 잡음 신호 추출부는 저역 통과 필터를 포함할 수 있다.The noise signal extractor may include a low-pass filter.
상기 표적 신호 추출부는 제1 출력단과 제2 출력단을 구비하는 완전 차동 증폭기(Fully Differntial Amplifier)를 포함할 수 있다.The target signal extractor may include a fully differential amplifier having a first output terminal and a second output terminal.
상기 제1 출력단은, 수신 신호에서 잡음 신호가 감산되어, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 낮은 일정한 출력 값을 가지는 제1 차 신호를 출력하고, 상기 제2 출력단은, 잡음 신호에서 수신 신호가 감산되어, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 높은 일정한 출력 값을 가지는 제2 차 신호를 출력할 수 있다.The first output terminal subtracts a noise signal from the received signal, and outputs a first difference signal having a constant output value lower than that of the target signal in a section other than a section in which the target signal is present, and the second output section includes a noise signal. The received signal may be subtracted from the signal to output a second-order signal having a constant output value higher than that of the target signal in the remaining sections except for the section in which the target signal is present.
상기 표적 신호 추출부에 연결되어, 상기 표적 신호 추출부로부터 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부;를 더 포함하고, 상기 아날로그 디지털 변환부는 상기 제1 출력단 및 제2 출력단으로부터 제1 차 신호와 제2 차 신호를 차동 신호로 입력받는 차동 입력 아날로그 디지털 변환기를 포함할 수 있다.An analog-to-digital converter connected to the target signal extractor to convert the signal output from the target signal extractor into a digital signal; further comprising, wherein the analog-to-digital converter includes a second output terminal from the first output terminal and the second output terminal It may include a differential input analog-to-digital converter that receives the primary signal and the secondary signal as a differential signal.
본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거 방법은, 표적 신호와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호에서 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거 방법으로서, 제1 경로와 제2 경로로 수신 신호를 전달하는 과정; 상기 제1 경로로 전달되는 수신 신호를 입력받는 과정; 상기 제2 경로로 전달되는 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출하는 과정; 및 추출된 잡음 신호를 이용하여 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거하는 과정;을 포함한다.A noise removal method according to an embodiment of the present invention is a noise removal method for removing a noise signal from a reception signal including a target signal and a noise signal, the method comprising: transmitting the reception signal through a first path and a second path; receiving a received signal transmitted through the first path; extracting a noise signal from the received signal transmitted through the second path; and removing the noise signal from the received signal by using the extracted noise signal.
상기 잡음 신호를 제거하는 과정은, 상기 제1 경로로 전달되는 수신 신호와, 상기 제2 경로에서 추출된 잡음 신호의 차이를 연산하여, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 추출하는 과정;을 포함할 수 있다.The removing of the noise signal may include: calculating a difference between the received signal transmitted through the first path and the noise signal extracted from the second path, and extracting a difference signal from which the noise signal is removed from the received signal; may include
상기 잡음 신호는 저주파 잡음 신호를 포함하고, 상기 잡음 신호를 추출하는 과정은, 수신 신호로부터 표적 신호 및 고주파 잡음 신호를 제거하여 저주파 잡음 신호를 추출할 수 있다.The noise signal includes a low-frequency noise signal, and in the process of extracting the noise signal, the low-frequency noise signal may be extracted by removing a target signal and a high-frequency noise signal from the received signal.
상기 저주파 잡음 신호는 100kHz 이하의 주파수를 가질 수 있다.The low-frequency noise signal may have a frequency of 100 kHz or less.
상기 차 신호를 추출하는 과정은, 수신 신호에서 잡음 신호를 감산하여, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 낮은 일정한 출력 값을 가지는 제1 차 신호를 추출하는 과정; 및 잡음 신호에서 수신 신호를 감산하여, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 높은 일정한 출력 값을 가지는 제2 차 신호를 추출하는 과정;을 포함할 수 있다.The extracting of the difference signal may include: subtracting a noise signal from a received signal to extract a first difference signal having a constant output value lower than that of the target signal in a section other than a section in which the target signal is present; and subtracting the received signal from the noise signal to extract a second-order signal having a constant output value higher than that of the target signal in the remaining sections except for the section in which the target signal is present.
추출된 차 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정;을 더 포함하고, 상기 디지털 신호로 변환하는 과정은, 제1 차 신호와 제2 차 신호를 차동 신호로 입력받아 디지털 신호로 변환할 수 있다.The method may further include converting the extracted difference signal into a digital signal, wherein the converting to the digital signal may include receiving a first difference signal and a second difference signal as a differential signal and converting it into a digital signal.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색 장치는, 표적으로부터 반사되는 레이저 신호를 입력받아 광 전류를 출력하는 광 검출기; 상기 광 검출기에 연결되어, 상기 광 전류로부터 출력 전압을 생성하는 증폭기; 및 상기 증폭기에 연결되어, 상기 출력 전압으로 전달되는 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거기;를 포함하며, 상기 노이즈 제거기는 전술한 어느 하나의 노이즈 제거기를 포함하는 레이저 탐색 장치.In addition, a laser search apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a photodetector for receiving a laser signal reflected from a target and outputting a photocurrent; an amplifier coupled to the photodetector to generate an output voltage from the photocurrent; and a noise remover connected to the amplifier to remove a noise signal from the received signal transmitted to the output voltage, wherein the noise remover includes any one of the noise removers described above.
상기 광 검출기는 레이저 신호의 수신 영역을 복수로 구획하여, 구획된 수신 영역으로 입력되는 레이저 신호로부터 각각 광 전류를 출력하며, 상기 증폭기 및 노이즈 제거기는 상기 광 검출기로부터 출력된 광 전류로부터 각각 출력 전압을 생성하고, 잡음 신호를 제거하기 위하여 복수 개로 마련될 수 있다.The photodetector divides a laser signal receiving area into a plurality of regions, and outputs a photocurrent from a laser signal input to the divided receiving area, respectively, and the amplifier and the noise canceller each receive an output voltage from the photocurrent outputted from the photodetector. , and may be provided in plurality in order to remove the noise signal.
본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기, 노이즈 제거 방법 및 레이저 탐색 장치에 의하면, 수신 신호로부터 추출된 잡음 신호를 이용하여 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거함으로써 회로 구조를 간소화하고 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.According to the noise remover, the noise removal method, and the laser search apparatus according to an embodiment of the present invention, the circuit structure can be simplified and noise can be effectively removed by removing the noise signal from the received signal using the noise signal extracted from the received signal. .
또한, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 연산함에 있어서 복수의 출력단을 구비하는 완전 차동 증폭기를 사용함으로써 디지털 신호로의 변환을 용이하게 하고, 동적 범위를 향상시킬 수 있다.In addition, in calculating the difference signal from which the noise signal is removed from the received signal, conversion into a digital signal can be facilitated and the dynamic range can be improved by using a fully differential amplifier having a plurality of output stages.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 A 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 B 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 C 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 D 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기에 의하여 저주파 잡음 신호가 제거된 모습을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색 장치를 개략적으로 나타내는 도면.1 is a view schematically showing a noise canceller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the state of a signal at point A of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the state of a signal at point B of FIG. 1 .
FIG. 4 is a diagram showing the state of a signal at point C of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the state of a signal at point D of FIG. 1; FIG.
6 is a diagram illustrating a state in which a low-frequency noise signal is removed by a noise canceller according to an embodiment of the present invention;
7 is a diagram schematically illustrating a noise removal method according to an embodiment of the present invention.
8 is a view schematically showing a laser search apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments of the present invention allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided to fully inform In order to explain the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and like reference numerals refer to like elements in the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a noise canceller according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기는 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호에서 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거기로서, 수신 신호를 전달하기 위한 제1 경로(110)와 제2 경로(120), 상기 제2 경로(120)에 마련되어, 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출하기 위한 잡음 신호 추출부(130) 및 상기 제1 경로(110)와 제2 경로(120)에 연결되어, 추출된 잡음 신호를 이용하여 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거하기 위한 표적 신호 추출부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a noise remover according to an embodiment of the present invention is a noise remover for removing a noise signal from a reception signal including a target signal T and a noise signal, and a first path ( 110 ), a
수신 신호는 노이즈 제거기로 입력되는 신호로서, 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함한다. 여기서, 표적 신호(T)는 100kHz를 초과하는 주파수를 가지며, 잡음 신호는 100kHz 이하의 주파수를 가지는 저주파 잡음 신호(L)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호는 제1 경로(110) 및 제2 경로(120)를 각각 경유하여 후술하는 표적 신호 추출부(140)로 전달된다.The received signal is a signal input to the noise canceller, and includes a target signal T and a noise signal. Here, the target signal T has a frequency exceeding 100 kHz, and the noise signal may include a low-frequency noise signal L having a frequency of 100 kHz or less. In this way, the received signal including the target signal T and the noise signal is transmitted to the target
제1 경로(110)는 수신 신호를 전달하기 위한 메인 경로를 형성한다. 여기서, 제1 경로(110)는 수신 신호가 입력되는 입력 단자와 표적 신호 추출부(140)를 연결할 수 있다. 여기서, 표적 신호 추출부(140)는 양(+)의 입력단과 음(-)의 입력단을 가지는 연산 증폭기를 포함할 수 있으며, 제1 경로(110)는 입력 단자와 표적 신호 추출부(140)의 양(+)의 입력단을 서로 연결할 수 있다.The
제2 경로(120)는 제1 경로(110)로부터 분기되어 수신 신호를 상기 제1 경로(110)와 상이한 경로로 전달하기 위한 바이패스 경로를 형성한다. 여기서, 제2 경로(120)는 수신 신호가 입력되는 입력 단자와 표적 신호 추출부(140)를 후술하는 잡음 신호 추출부(130)를 경유하여 연결하거나, 제1 경로(110)와 표적 신호 추출부(140)를 잡음 신호 추출부(130)를 경유하여 연결할 수 있다. 전술한 바와 같이, 표적 신호 추출부(140)는 양(+)의 입력단과 음(-)의 입력단을 가지는 연산 증폭기를 포함할 수 있으며, 제2 경로(120)는 입력 단자 또는 제1 경로(110)와 표적 신호 추출부(140)의 음(-)의 입력단을 서로 연결할 수 있다.The
잡음 신호 추출부(130)는 제2 경로(120)에 마련되어 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출한다. 즉, 잡음 신호 추출부(130)는 제2 경로(120) 상에 위치하여 제2 경로(120)를 통해 전달되는 수신 신호로부터 표적 신호(T) 및 고주파 잡음 신호(H)를 제거한다. 여기서, 전술한 바와 같이, 수신 신호는 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 표적 신호(T) 및 100kHz 이하의 주파수를 가지는 저주파 잡음 신호(L)를 포함할 수 있다. 또한, 수신 신호는 표적 신호(T) 및 저주파 잡음 신호(L) 외에 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 고주파 잡음 신호(H)를 더 포함할 수 있다. 이때, 잡음 신호 추출부(130)는 수신 신호로부터 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 표적 신호(T) 및 고주파 잡음 신호(H)를 제거하여 저주파 잡음 신호(L)를 추출할 수 있다.The noise
도 2는 도 1의 A 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 B 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the appearance of a signal at point A of FIG. 1 , and FIG. 3 is a diagram illustrating the appearance of a signal at point B of FIG. 1 .
제1 경로(110)를 통하여 전달되는 수신 신호는, 시간에 따른 신호의 출력 전압을 나타내는 그래프 상에서 도 2에 도시된 바와 같이 표적 신호(T), 저주파 잡음 신호(L) 및 고주파 잡음 신호(H)를 포함하게 된다. 여기서, 도 2에 도시된 바와 같은 수신 신호는 제2 경로(120)를 통하여 잡음 신호 추출부(130)로도 전달된다. 이때, 잡음 신호 추출부(130)는 표적 신호(T), 저주파 잡음 신호(L) 및 고주파 잡음 신호(H)를 포함하는 수신 신호로부터 표적 신호(T) 및 고주파 잡음 신호(H)를 제거한다. 이때, 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호는, 시간에 따른 신호의 출력 전압을 나타내는 그래프 상에서 도 3에 도시된 바와 같이 표적 신호(T) 및 고주파 잡음 신호(H)가 제거된 저주파 잡음 신호(L)만을 포함하게 된다.The received signal transmitted through the
이를 위하여, 잡음 신호 추출부(130)는 저주파 대역의 신호는 통과시키고, 고주파 대역의 신호는 제거하는 저역 통과 필터(LPF; Low Pass Filter)를 포함할 수 있다. 저역 통과 필터는 저주파 대역 신호의 변형을 최소화하고, 고주파 대역의 신호는 완벽히 제거하는 것이 중요하다. 여기서, 저역 통과 필터는 저주파 대역의 위상 변화를 최소화하기 위해 100kHz 기준 위상 변화를 15° 이내로 설계하며, 위상 변화가 작을수록 도 1의 A 지점과 B 지점의 저주파 잡음이 표적 신호 추출부(140)를 통해 완벽하게 제거될 수 있다. 저역 통과 필터는 저항, 커패시터 및 증폭기를 포함하며, 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 피드백 경로를 가져 저주파 대역의 신호만 통과시키는 것으로, 필터 구조 및 동작 원리에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.To this end, the noise
표적 신호 추출부(140)는 제1 입력단(141)이 상기 제1 경로(110)에 연결되고, 제2 입력단(143)이 상기 제2 경로(120)에 연결되어, 상기 제2 경로(120)에서 추출된 잡음 신호를 이용하여 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거한다. 여기서, 표적 신호 추출부(140)는 도 1의 A 지점의 수신 신호와 B 지점의 잡음 신호의 차이를 연산하여, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 추출할 수 있다. 한편, 표적 신호 추출부(140)의 제1 입력단(141)은 양(+)의 입력단일 수 있으며, 제2 입력단(143)은 음(-)의 입력단일 수 있다.In the target
표적 신호 추출부(140)는 제1 입력단(141)과 제2 입력단(143)을 구비하여 제1 입력단(141)으부터 입력되는 수신 신호와 제2 입력단(143)으로부터 입력되는 잡음 신호의 차이를 연산하여 차 신호를 추출하기 위한 다양한 종류의 차동 증폭기를 사용할 수도 있으나, 제1 출력단(147)과 제2 출력단(149)을 구비하는 완전 차동 증폭기(Fully Differntial Amplifier)를 포함할 수 있다. 여기서, 완전 차동 증폭기는 제1 출력단(147) 및 제2 출력단(149)으로 이루어지는 2개의 출력단을 구비한다. 이때, 제1 출력단(147)은 양(+)의 출력단일 수 있으며, 제2 출력단(149)은 음(-)의 출력단일 수 있다. 완전 차동 증폭기에서 제1 출력단(147)은 제1 경로(110)를 통하여 전달되는 수신 신호에서 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호가 감산된 제1 차 신호를 출력하고, 제2 출력단(149)은 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호에서 제1 경로(110)를 통하여 전달되는 수신 신호가 감산된 제2 차 신호를 출력할 수 있다.The target
도 4는 도 1의 C 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 1의 D 지점에서 신호의 모습을 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating the state of a signal at point C of FIG. 1 , and FIG. 5 is a diagram illustrating a state of a signal at point D of FIG. 1 .
제1 출력단(147)으로부터 출력되는 제1 차 신호는, 시간에 따른 신호의 출력 전압을 나타내는 그래프 상에서 도 4에 도시된 바와 같은 형태로 나타난다. 즉, 제1 차 신호는 시간에 따라 일정한 전압 값을 가지다가 표적 신호(T)가 존재하는 구간에서 증가된 전압 값을 가짐을 알 수 있다. 여기서, 제1 경로(110)를 통하여 전달되는 수신 신호로부터 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호를 단순히 뺀 경우에 제1 차 신호는 예를 들어 0V의 일정한 전압 값을 가지다가 표적 신호(T)가 존재하는 구간에서 양(+)의 전압 값을 가지는 것으로 나타날 것이나, 제2 경로(120)에 레퍼런스 전압(Vref)을 인가하고, 완전 차동 증폭기에 공통 모드 전압(Vcm)을 인가하게 되면, 제1 차 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 시간에 따라 일정한 전압 값을 가지다가 표적 신호(T)가 존재하는 구간에서 증가된 전압 값을 가지게 된다. 즉, 제1 출력단(147)으로부터 출력되는 제1 차 신호는 표적 신호(T)가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 낮은 일정한 출력 값을 가지게 된다.The first difference signal output from the
한편, 제2 출력단(149)으로부터 출력되는 제2 차 신호는, 시간에 따른 신호의 출력 전압을 나타내는 그래프 상에서 도 5에 도시된 바와 같은 형태로 나타난다. 즉, 제2 차 신호는 시간에 따라 일정한 전압 값을 가지다가 표적 신호(T)가 존재하는 구간에서 감소된 전압 값을 가짐을 알 수 있다. 여기서, 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호로부터 제1 경로(110)를 통하여 전달되는 수신 신호를 단순히 뺀 경우에 제2 차 신호는 예를 들어 0V의 일정한 전압 값을 가지다가 표적 신호(T)가 존재하는 구간에서 음(-)의 전압 값을 가지는 것으로 나타날 것이나, 제2 경로(120)에 레퍼런스 전압(Vref)을 인가하고, 완전 차동 증폭기에 공통 모드 전압(Vcm)을 인가하게 되면, 제2 차 신호는 도 5에 도시된 바와 같이 시간에 따라 일정한 전압 값을 가지다가 표적 신호(T)가 존재하는 구간에서 감소된 전압 값을 가지게 된다. 즉, 제2 출력단(149)으로부터 출력되는 제2 차 신호는 표적 신호(T)가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 높은 일정한 출력 값을 가지게 된다.On the other hand, the secondary signal output from the
이와 같이, 표적 신호 추출부(140)로부터 추출되는 차 신호는 도 6에 도시된 바와 같이, 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호에서 저주파 잡음 신호(L)가 제거된 신호의 특성을 가진다. 도 6에서 (a)는 표적 신호 추출부(140)로 입력되는 신호의 모습을 나타내고, (b)는 표적 신호 추출부(140)로부터 출력되는 신호의 모습을 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 표적 신호 추출부(140)로부터 출력되는 신호는 저주파 잡음 신호(L)가 효과적으로 제거된 것을 알 수 있으며, 이에 의하여 표적 신호(T)는 잡음 신호로부터 용이하게 구분될 수 있게 된다.As such, the difference signal extracted from the target
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기는 표적 신호 추출부(140)에 연결되어, 상기 표적 신호 추출부(140)로부터 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부(150)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 전술한 바와 같이 표적 신호 추출부(140)는 제1 출력단(147)과 제2 출력단(149)을 구비하는 완전 차동 증폭기를 포함할 수 있으며, 상기 아날로그 디지털 변환부(150)는 제1 출력단(147)과 제2 출력단(149)을 포함하는 상기 2개의 출력단으로부터 각각 차동 신호를 입력받는 차동 입력 아날로그 디지털 변환기를 포함할 수 있다. 차동 입력 아날로그 디지털 변환기는 제1 차 신호와 제2 차 신호를 각각 입력받아 디지털 신호를 생성한다.On the other hand, the noise canceller according to an embodiment of the present invention is connected to the target
이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거 방법에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거 방법은 전술한 노이즈 제거기에 의하여 수행될 수 있는 바, 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a noise removal method according to an embodiment of the present invention will be described. Since the noise removing method according to an embodiment of the present invention can be performed by the above-described noise canceller, a description overlapping with the above-described content will be omitted.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.7 is a diagram schematically illustrating a noise removal method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거 방법은 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호에서 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거 방법으로서, 제1 경로(110)와 제2 경로(120)로 수신 신호를 전달하는 과정(S100), 상기 제1 경로(110)로 전달되는 수신 신호를 입력받는 과정(S200), 상기 제2 경로(120)로 전달되는 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출하는 과정(S300) 및 상기 제1 경로(110)로 전달되는 수신 신호와, 상기 제2 경로(120)에서 추출된 잡음 신호의 차이를 연산하여, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 추출하는 과정(S400)을 포함한다.Referring to FIG. 7 , the noise removing method according to an embodiment of the present invention is a noise removing method for removing a noise signal from a received signal including a target signal T and a noise signal, and includes a
수신 신호를 전달하는 과정(S100)은 제1 경로(110)와 제2 경로(120)로 수신 신호를 각각 전달한다. 여기서, 제1 경로(110)는 수신 신호를 전달하기 위한 메인 경로를 형성한다. 이때, 제1 경로(110)는 수신 신호가 입력되는 입력 단자와 표적 신호 추출부(140)를 연결할 수 있다. 표적 신호 추출부(140)는 양(+)의 입력단과 음(-)의 입력단을 가지는 연산 증폭기를 포함할 수 있으며, 제1 경로(110)는 입력 단자와 표적 신호 추출부(140)의 양(+)의 입력단을 서로 연결할 수 있다.In the process of transmitting the received signal ( S100 ), the received signal is transmitted to the
제2 경로(120)는 제1 경로(110)로부터 분기되어 수신 신호를 상기 제1 경로(110)와 상이한 경로로 전달하기 위한 바이패스 경로를 형성한다. 여기서, 제2 경로(120)는 수신 신호가 입력되는 입력 단자 또는 제1 경로(110)와 후술하는 표적 신호 추출부(140)를 연결할 수 있다. 전술한 바와 같이, 표적 신호 추출부(140)는 양(+)의 입력단과 음(-)의 입력단을 가지는 연산 증폭기를 포함할 수 있으며, 제2 경로(120)는 입력 단자 또는 제1 경로(110)와 표적 신호 추출부(140)의 음(-)의 입력단을 서로 연결할 수 있다.The
수신 신호를 입력받는 과정(S200)은 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호를 입력받는다. 여기서, 표적 신호(T)는 100kHz를 초과하는 주파수를 가지며, 잡음 신호는 100kHz 이하의 주파수를 가지는 저주파 잡음 신호(L)와, 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 고주파 잡음 신호(H)를 포함할 수 있으며, 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호는 제1 경로(110) 및 제2 경로(120)를 각각 경유하여 표적 신호 추출부(140)로 전달된다.In the process of receiving the reception signal ( S200 ), the reception signal including the target signal T and the noise signal is received. Here, the target signal T has a frequency exceeding 100 kHz, and the noise signal may include a low-frequency noise signal L having a frequency of 100 kHz or less and a high-frequency noise signal H having a frequency exceeding 100 kHz. In addition, the received signal including the target signal T and the noise signal is transmitted to the target
잡음 신호를 추출하는 과정(S300)은 표적 신호(T)와 잡음 신호를 포함하는 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출한다. 잡음 신호를 추출하는 과정(S200)은 전술한 잡음 신호 추출부(130)에 의하여 수행되며, 잡음 신호 추출부(130)는 제2 경로(120)에 마련되어 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출한다. 즉, 잡음 신호 추출부(130)는 제2 경로(120) 상에 위치하여 제2 경로(120)를 통해 전달되는 수신 신호로부터 표적 신호(T) 및 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 고주파 잡음 신호(H)를 제거한다. 여기서, 전술한 바와 같이 수신 신호는 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 표적 신호(T), 100kHz 이하의 주파수를 가지는 저주파 잡음 신호(L) 및 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 고주파 잡음 신호(H)를 포함할 수 있다. 이때, 잡음 신호 추출부(130)는 수신 신호로부터 100kHz를 초과하는 주파수를 가지는 표적 신호(T) 및 고주파 잡음 신호(H)를 제거하여 100kHz 이하의 주파수를 가지는 저주파 잡음 신호(L)를 추출할 수 있다.In the process of extracting the noise signal ( S300 ), the noise signal is extracted from the received signal including the target signal T and the noise signal. The process of extracting the noise signal ( S200 ) is performed by the aforementioned noise
차 신호를 추출하는 과정(S400)은 제1 경로(110)를 통해 입력받은 수신 신호와 잡음 신호 추출부(130)로부터 추출된 잡음 신호의 차이를 연산하여 차 신호를 추출한다. 차 신호를 추출하는 과정(S400)은 전술한 표적 신호 추출부(140)에 의하여 수행되며, 표적 신호 추출부(140)는 제1 입력단(141)이 상기 제1 경로(110)에 연결되고, 제2 입력단(143)이 상기 제2 경로(120)에 연결되어, 상기 제1 경로(110)에 전달되는 수신 신호와 상기 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호의 차 신호를 연산한다. 여기서, 제1 입력단(141)은 양(+)의 입력단일 수 있으며, 제2 입력단(143)은 음(-)의 입력단일 수 있다.In the process of extracting the difference signal ( S400 ), the difference signal is extracted by calculating the difference between the received signal input through the
표적 신호 추출부(140)는 제1 입력단(141)과 제2 입력단(143)을 구비하여 제1 입력단(141)으부터 입력되는 수신 신호와 제2 입력단(143)으로부터 입력되는 잡음 신호의 차 신호를 연산하기 위한 다양한 종류의 차동 증폭기를 사용할 수도 있으나, 제1 출력단(147)과 제2 출력단(149)을 구비하는 완전 차동 증폭기(Fully Differntial Amplifier)를 포함할 수 있다. 여기서, 완전 차동 증폭기는 제1 출력단(147) 및 제2 출력단(149)으로 이루어지는 2개의 출력단을 구비한다. 이때, 제1 출력단(147)은 양(+)의 출력단일 수 있으며, 제2 출력단(149)은 음(-)의 출력단일 수 있다. 완전 차동 증폭기에서 제1 출력단(147)은 제1 경로(110)를 통하여 전달되는 수신 신호에서 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호를 뺀 제1 차 신호를 출력하고, 제2 출력단(149)은 잡음 신호 추출부(130)로부터 전달되는 잡음 신호에서 제1 경로(110)를 통하여 전달되는 수신 신호를 뺀 제2 차 신호를 출력할 수 있다.The target
본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거 방법은 연산된 차 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 디지털 신호로 변환하는 과정은 제1 차 신호에서 제2 차 신호를 뺀 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.The noise removal method according to an embodiment of the present invention may further include converting the calculated difference signal into a digital signal. In this case, in the process of converting the digital signal, a signal obtained by subtracting the second signal from the first signal may be converted into a digital signal.
즉, 차 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정은 아날로그 디지털 변환부(150)에 의하여 수행되는데, 전술한 바와 같이 표적 신호 추출부(140)는 제1 출력단(147)과 제2 출력단(149)을 구비하는 완전 차동 증폭기를 포함할 수 있으며, 상기 아날로그 디지털 변환부(150)는 제1 출력단(147)과 제2 출력단(149)을 포함하는 상기 2개의 출력단으로부터 각각 차 신호를 입력받는 차동 입력 아날로그 디지털 변환기를 포함할 수 있다. 차동 입력 아날로그 디지털 변환기는 제1 차 신호와 제2 차 신호를 각각 입력받아 디지털 신호를 생성한다.That is, the process of converting the difference signal into a digital signal is performed by the analog-to-
이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색 장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색 장치는 전술한 노이즈 제거기를 포함하며, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색 장치에 포함되는 노이즈 제거기와 관련하여는 전술한 내용이 동일하게 적용되는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a laser search apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The laser search apparatus according to an embodiment of the present invention includes the noise remover described above, and the above-described contents are equally applied with respect to the noise remover included in the laser search apparatus according to the embodiment of the present invention. A detailed description will be omitted.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.8 is a diagram schematically illustrating a laser search apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색 장치는 표적으로부터 반사되는 레이저 신호를 입력받아 광 전류를 출력하는 광 검출기(20), 상기 광 검출기(20)에 연결되어, 상기 광 전류로부터 출력 전압을 생성하는 증폭기(40) 및 상기 증폭기(40)에 연결되어, 상기 출력 전압으로 전달되는 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거기(10)를 포함한다. 이때, 노이즈 제거기는 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기를 포함한다.Referring to FIG. 8 , a laser search apparatus according to an embodiment of the present invention receives a laser signal reflected from a target and outputs a photocurrent, and is connected to the photodetector 20 and the photocurrent and an
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 탐색기는 표적으로부터 반사되는 레이저 신호를 복수 개의 광 신호로 분할하여 각각 입력받는 복수 개의 광 검출기(20)를 포함한다. 여기서, 레이저 탐색 장치는 항공기 또는 지시기 등의 외부 장치로부터 표적을 향하여 레이저 광을 조사하면 표적으로부터 반사된 레이저 광을 검출하여 표적을 추적하게 된다.The laser searcher according to an embodiment of the present invention includes a plurality of photodetectors 20 that are respectively input by dividing a laser signal reflected from a target into a plurality of optical signals. Here, when the laser search apparatus irradiates a laser light toward a target from an external device such as an aircraft or an indicator, the laser light reflected from the target is detected and the target is tracked.
여기서, 레이저 신호는 수신 영역에 따라 복수 개의 광 신호로 분할되고, 레이저 탐색 장치에 포함되는 광 검출기(20)는 각 수신 영역에 배치되어 광 신호를 입력받아 표적을 추적한다.Here, the laser signal is divided into a plurality of optical signals according to the reception area, and the photodetector 20 included in the laser search apparatus is disposed in each reception area to receive the optical signal and track the target.
레이저 탐색 장치로 수신되는 레이저 신호는 수신 영역에 따라 복수 개로 분할된다. 즉, 레이저 탐색기로 수신되는 레이저 신호는 수신 영역에 따라 복수 개의 광 신호로 분할되며, 복수 개의 광 신호는 예를 들어, 제1 사분면(A)을 통하여 입력되는 광 신호, 제2 사분면(B)을 통하여 입력되는 광 신호, 제3 사분면(C)를 통하여 입력되는 광 신호 및 제4 사분면(D)를 통하여 입력되는 광 신호를 포함할 수 있다. 여기서, 광 검출기(20)는 각각의 사분면 상에 배치되어 각각의 사분면을 통하여 입력되는 광을 검출하고, 이에 따른 좌표 값을 기반으로 방향을 조종하여 표적을 추적하게 된다.A laser signal received by the laser search apparatus is divided into a plurality of pieces according to a reception area. That is, the laser signal received by the laser searcher is divided into a plurality of optical signals according to a reception area, and the plurality of optical signals are, for example, an optical signal input through the first quadrant (A) and the second quadrant (B). It may include an optical signal input through , an optical signal input through the third quadrant (C), and an optical signal input through the fourth quadrant (D). Here, the photodetector 20 is disposed on each quadrant, detects light input through each quadrant, and controls the direction based on the coordinate value accordingly to track the target.
각각의 사분면 상에서 검출되는 광에 따른 좌표 값은 하기의 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.A coordinate value according to light detected on each quadrant may be obtained as in Equation 1 below.
여기서, ΔX는 X축 방향의 좌표 편차를 의미하며, ΔY는 Y축 방향의 좌표 편차를 의미한다. 또한, A, B, C, D는 제1 사분면 내지 제4 사분면으로부터 검출되는 광의 전기적인 신호 크기를 의미한다.Here, ΔX means the coordinate deviation in the X-axis direction, and ΔY means the coordinate deviation in the Y-axis direction. In addition, A, B, C, and D denote electrical signal magnitudes of light detected from the first to fourth quadrants.
이에 따라, 레이저 탐색 장치는 ΔX 값 및 ΔY 값을 이용하여 좌표 편차를 확인하고, 수신되는 레이저 신호의 스팟(spot)이 전체 수신 영역의 중심에 위치하도록 방향을 조종하여 표적을 추적하게 된다. 여기서, 광 검출기(20)는 각각의 사분면 상에 배치되어 각각의 사분면을 통하여 입력되는 광을 검출하게 되고, 각각의 광 검출 장치와 관련하여는 전술한 내용과 동일하므로 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Accordingly, the laser search apparatus checks the coordinate deviation using the ΔX value and the ΔY value, and tracks the target by controlling the direction so that a spot of the received laser signal is located at the center of the entire reception area. Here, the photodetector 20 is disposed on each quadrant to detect light input through each quadrant, and since the description is the same with respect to each photodetector device, a redundant description thereof will be omitted. decide to do
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 추적 장치는 광 검출기(20)의 출력단에 연결되어, 상기 광 검출기(20)로부터 출력되는 광 전류의 직류 성분을 제거하기 위한 포화 방지기(130)를 더 포함할 수 있다. 광 검출기(20)로부터 출력되는 광 전류는 레이저 신호와 태양광 신호가 합쳐져 직류 성분(DC)과 교류 성분(AC)을 가진다. 이때, 포화 방지기는 광 검출기(20)의 출력단에 연결되어, 광 검출기(20)로부터 출력되는 광 전류의 직류 성분을 제거한다. 이때, 포화 방지기(130)는 트랜지스터, 인덕터 등으로 구성될 수 있으며, 이를 사용하여 직류 성분을 제거하는 구성은 다양하게 변형되어 적용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The laser tracking device according to an embodiment of the present invention may further include a
도 8의 증폭기(40)는 광 검출기(20)에 연결되어, 상기 광 전류로부터 출력 전압을 생성한다. 증폭기(40)는 광 검출기(20)의 출력단에 연결되어, 출력단으로부터 입력되는 광 전류로부터 제1 출력 전압을 생성한다. 즉, 증폭기(40)는 광 검출기(20)의 애노드 측에 접속되어 광 검출기(20)의 출력단으로부터 광 전류를 입력받는다. 이와 같은 증폭기(40)는 트랜스 임피던스 증폭기(40)(TIA: TransImpedance Amplifier)를 포함할 수 있다. 증폭기(40)는 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)를 가지며, 반전 단자(-)는 광 검출기(20)의 출력단에 연결되고, 비반전 단자(+)는 기준 전압을 입력받아 출력 DC 레벨을 조절한다. 증폭기(40)의 출력 단자는 노이즈 제거기에 연결될 수 있다.The
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 제거기, 노이즈 제거 방법 및 레이저 탐색 장치에 의하면, 수신 신호와 잡음 신호의 차 신호를 연산하여 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거함으로써, 회로 구조를 간소화하고 효과적으로 노이즈를 제거할 수 있다.As described above, according to the noise remover, the noise removal method, and the laser search apparatus according to an embodiment of the present invention, the noise signal is removed from the received signal by calculating the difference signal between the received signal and the noise signal, thereby simplifying the circuit structure and effectively reducing the noise. can be removed.
또한, 차 신호를 연산함에 있어서 복수의 출력단을 구비하는 완전 차동 증폭기를 사용함으로써 디지털 신호로의 변환을 용이하게 하고, 동적 범위를 향상시킬 수 있다.In addition, by using a fully differential amplifier having a plurality of output stages in calculating the difference signal, it is possible to facilitate conversion to a digital signal and improve the dynamic range.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, but such terms are only for clearly describing the present invention, and the embodiments and described terms of the present invention are the spirit of the following claims. And it is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be said to fall within the scope of the claims of the present invention.
10: 노이즈 제거기 20: 광 검출기
30: 포화 방지기 40: 증폭기
110: 제1 경로 120: 제2 경로
130: 잡음 신호 추출부 140: 표적 신호 추출부
150: 아날로그 디지털 변환부10: noise canceller 20: photodetector
30: saturation preventer 40: amplifier
110: first path 120: second path
130: noise signal extraction unit 140: target signal extraction unit
150: analog-to-digital conversion unit
Claims (14)
수신 신호를 전달하기 위한 제1 경로와 제2 경로;
상기 제2 경로에 마련되어, 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출하기 위한 잡음 신호 추출부; 및
상기 제1 경로와 제2 경로에 연결되어, 추출된 잡음 신호를 이용하여 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거하기 위한 표적 신호 추출부;를 포함하고,
상기 표적 신호 추출부는 제1 출력단과 제2 출력단을 구비하는 완전 차동 증폭기(Fully Differntial Amplifier)를 포함하고,
상기 제2 경로에는 레퍼런스 전압이 인가되고, 상기 완전 차동 증폭기에는 공통 모드 전압이 인가되어, 상기 제1 출력단은 수신 신호에서 잡음 신호가 감산되어, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 낮은 일정한 양(+)의 전압 값을 가지는 제1 차 신호를 출력하고, 상기 제2 출력단은 잡음 신호에서 수신 신호가 감산되어, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 높은 일정한 양(+)의 전압 값을 가지는 제2 차 신호를 출력하며,
상기 표적 신호 추출부에 연결되어, 상기 표적 신호 추출부로부터 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부;를 더 포함하고,
상기 아날로그 디지털 변환부는 상기 제1 출력단 및 제2 출력단으로부터 제1 차 신호와 제2 차 신호를 차동 신호로 입력받는 차동 입력 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 노이즈 제거기.
A noise canceller for removing a noise signal from a received signal including a target signal and a noise signal, comprising:
a first path and a second path for transmitting a received signal;
a noise signal extraction unit provided in the second path to extract a noise signal from the received signal; and
a target signal extraction unit connected to the first path and the second path to remove a noise signal from a received signal using the extracted noise signal; and
The target signal extraction unit includes a fully differential amplifier (Fully Differential Amplifier) having a first output stage and a second output stage,
A reference voltage is applied to the second path, a common mode voltage is applied to the fully differential amplifier, and the first output stage subtracts a noise signal from a received signal, so that the target signal is present in the remaining section except for the section in which the target signal is present. Outputs a first difference signal having a lower constant positive (+) voltage value, and the second output terminal subtracts the received signal from the noise signal, so that in the remaining section except for the section in which the target signal is present, a constant higher than the target signal Outputs a secondary signal having a positive (+) voltage value,
Further comprising; an analog-to-digital converter connected to the target signal extraction unit to convert the signal output from the target signal extraction unit into a digital signal;
and the analog-to-digital converter includes a differential input analog-to-digital converter that receives a first difference signal and a second difference signal from the first output terminal and the second output terminal as differential signals.
상기 표적 신호 추출부는,
상기 제1 경로로 전달되는 수신 신호와 상기 제2 경로로 전달되는 잡음 신호의 차이를 연산하여, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 추출하는 노이즈 제거기.
The method according to claim 1,
The target signal extraction unit,
A noise canceller for extracting a difference signal from which the noise signal is removed from the received signal by calculating a difference between the received signal transmitted through the first path and the noise signal transmitted through the second path.
상기 잡음 신호 추출부는 저역 통과 필터를 포함하는 노이즈 제거기.
The method according to claim 1,
The noise signal extractor includes a low-pass filter.
제1 경로와 제2 경로로 수신 신호를 전달하는 과정;
상기 제1 경로로 전달되는 수신 신호를 입력받는 과정;
상기 제2 경로로 전달되는 수신 신호로부터 잡음 신호를 추출하는 과정;
상기 제1 경로로 전달되는 수신 신호와, 상기 제2 경로에서 추출된 잡음 신호의 차이를 연산하여, 수신 신호로부터 잡음 신호가 제거된 차 신호를 추출하는 과정; 및
추출된 차 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정;을 포함하고,
상기 차 신호를 추출하는 과정은,
완전 차동 증폭기(Fully Differntial Amplifier)를 이용하여 수신 신호에서 잡음 신호를 감산하여, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 낮은 일정한 양(+)의 전압 값을 가지는 제1 차 신호를 추출하는 과정 및 잡음 신호에서 수신 신호를 감산하여, 표적 신호가 존재하는 구간을 제외한 나머지 구간에서 표적 신호보다 높은 일정한 양(+)의 전압 값을 가지는 제2 차 신호를 추출하는 과정을 포함하며,
상기 디지털 신호로 변환하는 과정은,
차동 입력 아날로그 디지털 변환기가 제1 차 신호와 제2 차 신호를 차동 신호로 입력받아 디지털 신호로 변환하는 노이즈 제거 방법.
A noise removal method for removing a noise signal from a received signal including a target signal and a noise signal, the method comprising:
transmitting a received signal through a first path and a second path;
receiving a received signal transmitted through the first path;
extracting a noise signal from the received signal transmitted through the second path;
extracting a difference signal from which the noise signal is removed from the received signal by calculating a difference between the received signal transmitted through the first path and the noise signal extracted from the second path; and
The process of converting the extracted difference signal into a digital signal; including,
The process of extracting the difference signal is
By subtracting the noise signal from the received signal using a Fully Differential Amplifier, the first signal having a constant positive voltage value lower than the target signal in the remaining section except for the section where the target signal is present. Subtracting the received signal from the extraction process and the noise signal, and extracting the secondary signal having a constant positive (+) voltage value higher than the target signal in the remaining sections except for the section in which the target signal is present,
The process of converting the digital signal is,
A noise removal method in which a differential input analog-to-digital converter receives the first and second signals as differential signals and converts them into digital signals.
상기 잡음 신호는 저주파 잡음 신호를 포함하고,
상기 잡음 신호를 추출하는 과정은, 수신 신호로부터 표적 신호 및 고주파 잡음 신호를 제거하여 저주파 잡음 신호를 추출하는 노이즈 제거 방법.
8. The method of claim 7,
The noise signal includes a low-frequency noise signal,
The step of extracting the noise signal is a noise removal method of extracting a low-frequency noise signal by removing a target signal and a high-frequency noise signal from a received signal.
상기 저주파 잡음 신호는 100kHz 이하의 주파수를 가지는 노이즈 제거 방법.
10. The method of claim 9,
The low-frequency noise signal is a noise removal method having a frequency of 100 kHz or less.
상기 광 검출기에 연결되어, 상기 광 전류로부터 출력 전압을 생성하는 증폭기; 및
상기 증폭기에 연결되어, 상기 출력 전압으로 전달되는 수신 신호로부터 잡음 신호를 제거하기 위한 노이즈 제거기;를 포함하며,
상기 노이즈 제거기는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 청구항에 기재된 노이즈 제거기를 포함하는 레이저 탐색 장치.
a photodetector receiving a laser signal reflected from a target and outputting a photocurrent;
an amplifier coupled to the photodetector to generate an output voltage from the photocurrent; and
and a noise canceller connected to the amplifier to remove a noise signal from the received signal transferred to the output voltage;
The noise eliminator is a laser search apparatus including the noise eliminator according to any one of claims 1 to 3.
상기 광 검출기는 레이저 신호의 수신 영역을 복수로 구획하여, 구획된 수신 영역으로 입력되는 레이저 신호로부터 각각 광 전류를 출력하며,
상기 증폭기 및 노이즈 제거기는 상기 광 검출기로부터 출력된 광 전류로부터 각각 출력 전압을 생성하고, 잡음 신호를 제거하기 위하여 복수 개로 마련되는 레이저 탐색 장치.
14. The method of claim 13,
The photodetector divides a laser signal receiving area into a plurality and outputs a photocurrent from the laser signal input to the divided receiving area,
The amplifier and the noise canceller are provided in plurality to respectively generate an output voltage from the photocurrent output from the photodetector and to remove the noise signal.
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