KR19980022579A - 노이즈를 개선한 헤드-앰프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리 앰프(Pre-Amp)에 관한 것으로서, 특히 리모콘 수신기에서 외부 노이즈의 영향을 개선하기 위한 노이즈를 개선한 헤드 앰프에 관한 것이다.
본 발명에 의한 노이즈를 개선한 헤드 앰프는 소정의 수신 신호를 제1입력 단자로 입력하여 소정의 이득으로 증폭하기 위한 연산 증폭부, 상기 연산 증폭부의 제2입력 단자와 접지 사이에 노이즈를 필터링하기 위하여 연결한 필터부 및 상기 연산 증폭부의 제2입력 단자와 상기 연산 증폭부의 출력 단자를 연결하여 상기 필터부의 충방전을 스위칭하는 충방전 스위칭부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 헤드 앰프의 피드백 입력 단자가 입력 신호의 피크를 추적함으로써, 신호에 혼입된 노이즈를 제거하고 신호만을 증폭하게 하여 리모콘의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

노이즈를 개선한 헤드-앰프
본 발명은 프리 앰프(Pre-Amp)에 관한 것으로서, 특히 리모콘 수신기에서 외부 노이즈의 영향을 개선하기 위한 노이즈를 개선한 헤드 앰프에 관한 것이다.
일반적으로 수신용 리모콘의 헤드 앰프는 증폭도가 크고 외부 광 에너지(노이즈로 취급)에 매우 민감하게 반응한다.
특히, 요즈음 형광등이 일반 형광등에서 3파장 형광등으로 많이 교체되고 있으며 그에 따른 3파장 형광등의 인버터(Inverter) 발진 주파수가 리모콘의 송신 주파수대로 침입하여 사용되고 있는 실정이다.
이러한 강한 외부 광 노이즈에 대해서 정상적인 리모콘 동작을 하기 위해서 노이즈 필터링 등의 회로적인 기술로 대응하고 있지만 이것만으로는 미흡하다.
이러한 외부 광원에 대한 리모콘 헤드 앰프의 오동작의 원인을 살펴보면 아래와 같다.
일반 형광등 및 3파장 형광등의 강한 빛에 리모콘 모쥴(REMOCON Module)이 노출되어 있을 때, 무 신호시 리모콘 펄스 출력 신호가 로우 상태를 유지하게 되어 실제 리모콘 신호가 입력되어도 정상적인 펄스를 만들지 못하여 리모콘이 동작되지 않는 경우, 또한 위의 환경 하에서 무 신호시 리모콘 펄스 출력 신호가 수 ㎑의 무정형 펄스를 출력하지만 실제 리모콘 신호가 입력되면 신호 부분에 해당하는 펄스와 함께 빛에 의한 노이즈 펄스도 함께 출력되어 리모콘이 오동작하는 경우가 있다.
도 1은 일반적인 리모콘 프리 앰프의 블록 다이아그램이다.
도 2는 종래의 기술에 의한 헤드 앰프의 구성도이다.
종래 기술에 의한 헤드 앰프는 네가티브 피드백 단자의 필터가 단순 필터만 실행하게 되어 실제 신호와 노이즈가 함께 들어와도 신호의 엔벨로프(Envelope)를 따라가지 못해 헤드 앰프의 출력에 신호와 노이즈가 함께 출력되는 경우가 발생한다. 이 노이즈 신호가 노이즈 펄스를 발생시키면 리모콘이 오동작되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 리모콘 신호와 광 노이즈가 함께 들어올 때 신호에 해당하는 부분은 증폭하여 통과시키고 노이즈에 해당하는 부분은 제거하는 특성을 갖는 노이즈를 개선한 헤드 앰프를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 리모콘 프리 앰프의 블록 다이아그램이다.
도 2는 종래의 기술에 의한 헤드 앰프의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 노이즈를 개선한 헤드 앰프의 구성도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 헤드 앰프의 피드백 단자의 신호 파형이다.
도 5는 종래의 헤드 앰프 및 본 발명에 의한 헤드 앰프의 시뮬레이션 결과 주요 노드에서의 파형도이다.
본 발명에 의한 노이즈를 개선한 헤드 앰프는 소정의 수신 신호를 제1입력 단자로 입력하여 소정의 이득으로 증폭하기 위한 연산 증폭부, 상기 연산 증폭부의 제2입력 단자와 접지 사이에 노이즈를 필터링하기 위하여 연결한 필터부 및 상기 연산 증폭부의 제2입력 단자와 상기 연산 증폭부의 출력 단자를 연결하여 상기 필터부의 충방전을 스위칭하는 충방전 스위칭부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 소정의 수신 신호는 리모콘 수신 신호임을 특징으로 한다.
상기 리모콘 수신 신호는 수신되는 광 에너지의 세기에 비례하여 전기적 신호인 전류 신호임을 특징으로 한다.
상기 리모콘 수신 신호는 리모콘 발신 신호를 포토 다이오드와 저항을 포함하는 수신부에 의해 수신된 신호임을 특징으로 한다.
상기 포토 다이오드의 애노드는 접지에 연결되고, 캐소우드는 저항을 통하여 접지에 연결됨을 특징으로 한다.
상기 충방전 스위칭부는 트랜지스터를 포함함을 특징으로 한다.
상기 트랜지스터는 PNP 트랜지스터임을 특징으로 한다.
상기 PNP 트랜지스터의 베이스 단자는 제1저항을 통하여 접지에 연결되고 이와 더불어 제2저항 소자를 통하여 상기 연산 증폭부의 출력 단자를 연결되고, 에미터 단자는 접지에 연결되고, 콜렉터 단자는 제3저항 소자를 통하여 상기 연산 증폭부의 제2입력 단자에 연결되고 이와 더불어 정전류원에 연결됨을 특징으로 한다.
상기 필터부는 제4저항 소자와 제1커패시터 소자를 포함함을 특징으로 한다.
상기 필터부는 제4저항 소자와 제1커패시터 소자를 직렬로 연결됨을 특징으로 한다.
상기 충방전 스위칭부는 충전 시간이 방전 시간보다 크게 설정함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 노이즈를 개선한 헤드 앰프의 구성도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 헤드 앰프의 피드백 단자의 신호 파형이다.
본 발명에 의한 노이즈를 개선한 헤드 앰프는 리모콘 신호를 수신하여 전류 신호로 변환시키는 수신부(310), 입력 신호를 증폭하는 연산 증폭부(320), 연산 증폭부 출력 노이즈를 제거하는 필터부(330), 필터부의 충방전을 스위칭하는 충방전 스위칭부(340)로 구성된다.
위의 수신부(310)는 포토 다이오드(D31)와 저항(R30)에 의해 구성된다.
위의 필터부(330)는 저항(R32)과 커패시터(C31)에 의해 구성된다.
위의 충방전 스위칭부(340)는 저항(R33, R34, R31), 트랜지스터(Q31) 및 정전류원(IO)으로 구성된다.
수신부(310)의 포토 다이오드(D31)는 리모콘의 송신 신호인 특정 주파수 대의 광 신호를 수신하여, 광 에너지의 세기에 비례하는 전기적 신호인 전류 신호로 변환시킨다.
연산 증폭부(320)는 수신부(310)의 전류 신호를 비반전 입력 단자로 입력하여, 소정의 증폭도로 입력 신호를 증폭하여 출력한다.
증폭된 출력 신호는 스위칭부(340)를 통하여 연산 증폭부(320)의 반전 입력 단자로 피드백된다.
출력 신호가 반전 입력 단자로 피드백되는 과정은 다음과 같다.
출력 전압(V3)은 저항 R33과 R34에 의하여 분압되어 트랜지스터(Q31)의 베이스 단자에 인가된다. 따라서 트랜지스터(Q31)는 베이스 단자의 전압이 에미터 단자의 전압보다 0.6V 이상 낮지 않으면 차단되고, 0.6V 이상 낮으면 도통된다.
즉, 출력 전압(V3)이 증가하면 트랜지스터(Q31)의 베이스 전압이 상승하게 되고, 베이스 전압이 에미터 전압보다 0.6V 이상 낮지 않으면 트랜지스터(Q31)는 차단되어 정전류원(I0)의 전류는 저항 R31 및 필터부(330)의 저항 R32, 커패시터 C31을 통하여 접지로 흐른다. 따라서 트랜지스터(Q31) 차단 초기에 커패시터 C31은 충전되는 시간이 걸리므로 연산 증폭부(320)의 반전 전압(V2)은 서서히 증가된다.
그리고 출력 전압(V3)이 감소하여 트랜지스터(Q31)의 베이스 전압이 에미터 전압보다 0.6V 이상 낮게 되면 트랜지스터(Q31)는 도통된다. 그러면 커패시터 C31의 충전 전압은 R31, R31 및 트랜지스터(Q31)를 통하여 콜렉터로 방전된다.
이 때 충전 시간을 방전 시간보다 크게 하면 도 4의 (b)와 같은 파형이 되어 로우 피크 검출(Low Peak Detection)이 일어나게 된다. 이는 본 실시예에서 리모콘 신호는 부극성(입력 전압 기준)으로 입력되기 때문이다. 만일 리모콘 신호가 정그성이면 하이 피크 검출이 이루어져야 한다.
따라서 도 2에 도시된 종래의 헤드 앰프의 반전 입력 전압(V2)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 신호와 노이즈를 함께 필터링하여 평균 D.C 전압을 유지하고 있으나 본 발명에서는 로우 피크 엔밸로프(Low Peak Envelope)를 따라가고 있다.
도 5는 종래의 헤드 앰프 및 본 발명에 의한 헤드 앰프의 시뮬레이션 결과 주요 노드에서의 파형도이다.
신호에 노이즈가 혼입된 상태로 헤드 앰프에 입력되는 경우에, 도 5의 (a)∼(c)는 도 2에 도시된 종래의 헤드 앰프의 주요 노드에서의 파형도이다. 그리고 도 5의 (d), (e)는 도 3에 도시된 본 발명에 의한 헤드 앰프의 주요 노드에서의 파형도이다.
시뮬레이션 결과 종래의 헤드 앰프의 출력은 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 노이즈와 신호를 구분할 수 없을 정도가 된다. 그러나 본 발명에 의해서는 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이 노이즈를 필터링하고 신호만을 정확하게 출력하게 된다.
따라서 외부의 광 노이즈가 리모콘 수신부에 혼입되더라도 이를 적절하게 필터링하고 신호만을 증폭하여 리모콘의 오동작을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 헤드 앰프의 피드백 입력 단자가 입력 신호의 피크를 추적함으로써, 신호에 혼입된 노이즈를 제거하고 신호만을 증폭하게 하여 리모콘의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 소정의 수신 신호를 제1입력 단자로 입력하여 소정의 이득으로 증폭하기 위한 연산 증폭부;
    상기 연산 증폭부의 제2입력 단자와 접지 사이에 노이즈를 필터링하기 위하여 연결한 필터부; 및
    상기 연산 증폭부의 제2입력 단자와 상기 연산 증폭부의 출력 단자를 연결하여 상기 필터부의 충방전을 스위칭하는 충방전 스위칭부를 포함함을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 수신 신호는 리모콘 수신 신호임을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 리모콘 수신 신호는 수신되는 광 에너지의 세기에 비례하여 전기적 신호인 전류 신호임을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리모콘 수신 신호는 리모콘 발신 신호를 포토 다이오드와 저항을 포함하는 수신부에 의해 수신된 신호임을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  5. 제4항에 있어서, 상기 포토 다이오드의 애노드는 접지에 연결되고, 캐소우드는 저항을 통하여 접지에 연결됨을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  6. 제1항에 있어서, 상기 충방전 스위칭부는 트랜지스터를 포함함을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  7. 제5항에 있어서, 상기 트랜지스터는 PNP 트랜지스터임을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  8. 제6항에 있어서, 상기 PNP 트랜지스터의 베이스 단자는 제1저항을 통하여 접지에 연결되고 이와 더불어 제2저항 소자를 통하여 상기 연산 증폭부의 출력 단자를 연결되고, 에미터 단자는 접지에 연결되고, 콜렉터 단자는 제3저항 소자를 통하여 상기 연산 증폭부의 제2입력 단자에 연결되고 이와 더불어 정전류원에 연결됨을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  9. 제1항에 있어서, 상기 필터부는 제4저항 소자와 제1커패시터 소자를 포함함을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  10. 제8항에 있어서, 상기 필터부는 제4저항 소자와 제1커패시터 소자를 직렬로 연결됨을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
  11. 제1항에 있어서, 상기 충방전 스위칭부는 충전 시간이 방전 시간보다 크게 설정함을 특징으로 하는 노이즈를 개선한 헤드 앰프.
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