KR19980058152A

KR19980058152A - 위상 추적 루프회로

Info

Publication number: KR19980058152A
Application number: KR1019960077461A
Authority: KR
Inventors: 유민규
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-09-25

Abstract

본 발명은 위상 추적 루프회로에 관한 것으로, 잔류 측파대(VSB)방식을 채택한 디지탈 통신 시스템에서의 전송시 야기되는 신호의 위상오차를 추적 및 보상하여주는 위상 추척 루프에 있어서, 이득을 보상하는 보상부와 상기 보상부의 출력을 받아 허수부인 직각 위상을 만들어 주는 디지탈 필터부와 상기 디지탈 필터부의 수행시간만큼 보상부에서 입력된 동위상을 시간지연시켜 디지탈 필터부의 출력인 직각 위상과 동시에 동위상이 출력될 수 있도록 하는 지연부와 상기 디지탈 필터부와 지연부의 출력 즉, 실수부와 허수부의 값을 크기와 각도로 변환시켜주는 변환부와 상기 변환부의 크기 출력을 입력받아 이득 오차를 측정하는 이득 오차 측정부와 상기 이득 오차 측정부의 이득 오차값을 입력받아 보상을 위한 상수값을 결정하는 보상값 결정부와 상기 변환부의 각도 출력을 입력받아 보상을 위한 상수값을 결정하는 보상값 결정부와 상기 변환부의 각도 출력을 입력받아 위상 오차를 측정하는 위상 오차 측정부와 상기 위상 오차 측정부의 위상 오차값을 입력받아 보상을 위한 상수값을 결정하는 보상값 결정부와 상기 보상값 결정부의 상수값과 변환부의 각도 출력값을 더하여 위상 오차를 보상하여 주는 보상부와 상기 변환부의 각도 출력값 및 보상부의 보상된 각도값을 입력받아 이미 작성되어 있는 테이블에 따라 보상된 출력값을 발생시키는 룩-업 테이블로 이루어져 있음을 특징으로 하며, 또한 상기 보상부는 등화기로부터 입력된 값을 입력신호의 증폭이 어떤 한계 이상일 때 그 출력을 일정하게 하여 출력하는 제한기와, 입력값을 곱하여 이득을 보상해주는 곱셈기로 구성되어 있음을 특징으로 하며, 동 위상과 직각 위상 신호 성분을 사용하지 않고 크기와 각 신호 성분을 사용하였으며 복잡한 수치 연산을 간단하게 룩-업 테이블로 들어줌으로써 속도를 향상시키고 회로 구현을 간단히 하는 이점이 있게 된다.

Description

위상 추적 루프회로

제1도는 종래의 위상 추적기의 구성을 나타낸 기능 블럭도이고,

제2도의 (a)는 발명에 따른 위상 추적 루프회로를 도시한 기능 블럭도이고,

(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 위상 추적 루프회로의 동작을 설명하기 위한 기능 블럭도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 제1보상부 10a : 제한기

10b : 곱셈기 20 : 디지탈 필터부

30 : 지연부 40 : 변환부

50 : 이득 오차 측정부 51 : 제1룩-업 테이블

52 : 오차 결정부 60 : 제1보상값 결정부

61 : 제1누적기 62 : 제1루프 필터부

70 : 위상 오차 측정부 71 : 제2 룩-업 테이블

72 : 오차 결정부 80 : 제2 보상값 결정부

81 : 제2누적기 82 : 제2루프 필터부

90 : 제2 보상부 100 : 제3룩-업 테이블

본 발명은 잔류 측파대(VSB : Vestigial Side Band)방식을 채택하여 디지탈 통신 시스템에서의 전송시 야기되는 신호의 위상오차를 추적 및 보상하여 주는 위상보상에 관한 것으로, 특히 동상(In-phase), 직각 위상(Quadrature)신호를 이용하는 대신 진폭과 각도를 이용하여 간단한 룩-업 테이블(Look-Up Table)에 의해 위상오차를 보상하여 주는 위상 추적 루프회로에 관한 것이다.

제1도는 종래의 위상 추적기의 구성을 나타낸 기능 블럭도로, 참조번호 1은 HDTV등에서 수신단의 등화기 다음단에 피드백된 이득 에러의 누적 평균값과 새로 등화기를 통과하여 입력된 동위상값을 곱하여 이득 에러를 보상하는 보상부이고, 2는 상기 보상부(1)의 출력의 허수부인 직각 위상을 만들어 주는 디지탈 필터부, 3은 상기 디지탈 필터부(2)의 수행시간만큼 상기 보상부(1)에서 입력된 동위상을 시간 지연시켜 디지탈 필터부(2)의 출력인 직각 위상과 동시에 동위상이 출력될 수 있도록 하는 지연부, 4는 상기 디지탈 필터부(2)와 지연부(2)의 출력이 직각 위상과 동위상 및 룩-업 테이블의 사인과 코사인 값을 입력받아 복소 곱셈해주는 복소 곱셈기, 5는 상기 복소 곱셈기(4)로부터 출력되어 후단의 디코더부로 입력되는 동위상값과 복소 곱셈기(4)로부터 출력되는 직각 위상으로 부터 위상 에러 및 이득 에러를 구하는 에러 결정기, 6은 상기 에러 결정기(5)의 위상 에러 측정값을 누적하여 평균치를 구하는 누적기, 7은 상기 누적기(6)의 출력값을 입력받아 위상에 대한 사인과 코사인값을 테이블로 갖고 있는 룩-업 테이블, 8은 상기 에러 결정기(5)의 이득 에러 측정값을 누적하여 어느 정도까지 추적하여 그 평균치를 구하는 제한 누적기이다.

즉, 상기한 구성에 있어서는 등화기로부터 전송되어 온 신호의 위상 왜곡을 디지탈 필터부(2)의 직각 위상과 동위상에 의해 구한 후 복소 곱셈기(3)에서 추정한 위상 에러만큼 위상을 보상하는데, 위상 추적은 에러 결정기(5)에서 위상 에러값을 구하여 누적기(6)에서 누적치의 평균값을 구하고 이를 룩-업 테이블(7)의 사인, 코사인값에 의해 복소 곱셈기(4)에서 동 위상은 동위상 cosθ-직각 위상 sinθ, 직각 위상은 동 위상 sinθ+직각 위상 cosθ의 등식에 따라 원 입력에 대해 위상 보상을 하는 것이고, 상기 에러 결정기(5)의 이득 에러값을 어느 정도까지 누적하여 그 평균값을 취하여 원 입력과 곱하여 이득 보상을 하는 것이다.

그런데, 상기와 같은 장치 및 방법은 동위상 성분과 직각 위상 성분을 모두 사용해서 동작하고, 위상 에러값 및 이득 에러값을 구하는 에러 결정기의 구현이 상당히 어려웠으며, 하드웨어 구현시 부피가 크고 위상오차를 추적하여 보상하는데 시간이 많이 소모되어 속도면에서도 느렸다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 동 위상, 직각 위상신호를 사용하여 위상 추적 루프회로를 구현하는 대신 동 위상, 직각 위상신호를 크기(Magnitude)와 각도(Angle) 신호로 변환시켜서 위상 추적 루프회로를 구현함으로써, 동 위상과 직각 위상의 두 신호를 이용하여 심벌오차율을 저하시키는 위상 오차와 이득 오차를 보상하는 경우보다는 크기와 각도를 이용함으로써 구현회로를 단순화시키고 복잡한 수학적인 연산을 단순한 룩-업 테이블로 구현하였으므로, 구현이 쉽고 처리속도를 단축할 수 있는 위상 추적 루프회로를 제공함에 그 목적이 있다.

즉, 동 위상과 직각 위상을 크기와 각도로 변환시켜주는 변환부와, 전송시의 이득 오차를 측정하여 주는 이득 오차 측정부와, 전송시의 위상 오차를 측정하여 주는 위상 오차 측정부와, 측정된 오차를 보상하여 주는 보상부로 이루어져, 신호의 크기 및 각도에 따라 장치 구현시 이미 형성되어 있는 테이블의 출력값이 구해져 이득 오차 및 위상 오차를 측정하게 되며, 이를 축적하고 평균치를 구하여 보상의 차이가 갑작스럽게 증가하지 않도록 규정된 추적 단계인 스텝 사이즈에 따라 보상되어, 간단히 구현된 룩-업 테이블로 복잡한 수치 연산을 대신케 함으로써 속도를 향상시킨 상기 위상 추적 루프의 후단의 복호기 부분에서 정확한 데이터를 복구할 수 있도록 하는 것이다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 위상 추적 루프회로는 잔류 측파대(VSB)방식을 채택한 디지탈 통신 시스템에서의 진송시 야기되는 신호의 위상오차를 추적 및 보상하여주는 위상 추적 루프에 있어서, 보상값 결정부로부터 출력되는 이득을 보상하는 보상부가 등화기로부터 입력된 값을 입력신호의 증폭이 어떤 한계이상일 때 그 출력을 일정하게 하여 출력하는 제한기와, 입력값을 곱하여 이득을 보상해주는 곱셈기로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

제2도의 (a)는 본 발명에 따른 위상 추적 루프회로 블럭도로서, 참조번호 10은 이후에 설명할 이득오차 측정부를 거쳐 누적된 값들의 평균치의 스텝 사이즈 상수값과 등화기로부터 입력된 값을 입력신호의 증폭이 어떤 한계 이상일 때 그 출력을 일정하게 하여 출력하는 제한기(11)에서 조정된 값과 입력값을 곱셈기(12)에서 곱하여 이득을 보상해주는 보상부이고, 20은 상기 제1보상부(10)의 출력을 받아 허수부인 직각 위상을 만들어 주는 디지탈 필터부, 30은 상기 디지탈 필터부(20)의 수행시간 만큼 상기 제1보상부(10)에서 입력된 동위상을 시간지연시켜 디지탈 필터부(20)의 출력인 직각 위상과 동시에 동위상이 출력될 수 있도록 하는 지연부, 40은 상기 디지탈 필터부(20)와 지연부(30)의 출력, 즉 실수부와 허수부의 값을 크기와 각도로 변환시켜주는 변환부, 50은 상기 변환부(40)의 크기 출력을 입력받아 이득 오차를 측정하는 이득 오차 측정부, 60은 상기 이득 오차 측정부(50)의 이득 오차값을 입력받아 보상을 위한 값을 결정하는 제1 보상값 결정부, 70은 상기 변환부(40)의 각도 출력을 입력받아 위상 오차를 측정하는 위상 오차 측정부, 80은 상기 위상 오차 측정부(70)의 위상오차값을 입력받아 보상을 위한 값을 결정하는 보상 값 결정부, 90은 상기 제2보상값 결정부(80)의 출력값과 상기 변환부(40)의 각도 출력값을 더하여 위상 오차를 보상하여 주는 보상부, 100은 상기 변환부(40)의 각도 출력값 및 상기 제2보상부(90)의 보상된 각도값을 입력받아 이미 작성되어 있는 테이블에 따라 보상된 출력값을 발생시키는 제3 룩-업 테이블이다.

또한, 상기 이득 오차 측정부(50)는 상기 변환부(40)의 크기 출력과 상기 보상부(90)의 각도 출력을 입력받아 이미 작성되어 있는 테이블에 따라 이상적인 크기를 출력하는 제1 룩-업 테이블(51)과, 상기 제1 룩-업 테이블(51)의 이상적인 크기를 입력받아 상기 변환부(4)에서 출력된 크기와 차리를 구하여 오차값을 결정하는 오차 결정부(52)로 이루어져 있으며, 상기 제2 보상값 결정부(80)는 상기 오차 결정부(52)에서 출력된 오차값을 입력받아 이를 누적하여 평균값을 내는 제1 누적기(61)와 상기 제1 누적기(61)의 출력값을 입력받아 수정의 차가 갑작스럽게 증가하지 않도록 출력단계를 규정한 스텝 사이즈에 따라 결정된 상수값과 곱하는 제1루프 필터부(62)로 이루어져 있으며, 상기 위상 오차 측정부(70)는 상기 변환부(40)의 크기 출력과 제2 보상부(90)의 각도 출력을 입력받아 이미 작성돼 있는 테이블에 따라 이상적인 각도를 출력하는 제2 룩-업 테이블(71)과 상기 제2룩-업 테이블(71)의 이상적인 각도와 제2 보상부(90)의 위상 출력을 입력받아 그 차를 구하여 오차값을 결정하는 오차 결정부(72)로 이루어져 있고, 상기 제2 보사값 결정부(80)는 상기 오차 결정부(72)의 각도 오차값을 입력받아 이를 누적하여 평균값을 내는 제2 누적기(81)와 상기 제2누적기(81)의 출력값을 입력받아 수정의 차가 갑작스럽게 증가하지 않도록 출력 단계를 규정한 스텝 사이즈에 따라 결정된 상수값과 곱하는 제2 루프 필터부(82)로 이루어져 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 설명하면 제2도의 (b)에서 보는 바와같이 모든 블럭은 동일하며, 단지 구조에 있어서, 초기 입력단의 제1 보상부(10)가 변환부(40)의 크기 출력 다음 단에 위치하여 이득 보상값이 크기 값에만 영향을 미치게 하는 것으로, 제2도의 (a)에서의 이득 보상과는 거의 결과의 차이가 없다.

이하 상기한 구성으로 된 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

등화기로부터 출력되는 신호는 동 위상 신호로서 이 신호만으로는 위상 왜곡에 대한 정보를 얻어낼 수 없으므로 강제적으로 허수부 신호인 직각 위상 신호를 만들어 내야 하므로, 디지탈 필터부(20)를 통해 직각 위상을 발생시키며, 이의 출력과 동 위상 출력이 동시에 발생해야 하므로 지연부(30)를 통해 동 위상의 시간을 지연시켜 직각 위상과 동시에 발생하도록 하며, 이를 변환부(40)에 의해 크기와 각도로 변환시켜 크기와 각도로써 이득 및 위상 보상을 하게 하는데, 여기서

크기 = √(동위상²+ 직각위상²), 각도 = tan^-1(직각 위상 ÷ 동위상)이다.

상기 이득 보상을 설명하면 변환부(40)를 통해 입력된 크기와 각도 값을 장치 구현시 이미 작성해 놓은 테이블값에 따라 이상적인 크기값을 찾아서 그 크기값과 입력된 오차가 있는 크기값의 차이를 내면 이것이 크기 오차값으로써, 이 오차값을 누적하여 평균값을 구한 후 스텝 사이즈에 따라 결정된 상수값을 평균값과 곱하여 오차를 보상할 보상값을 결정하는데, 이 결정된 보상값을 등화기로부터 입력된 입력값과 곱하여 그 값을 다시 입력값과 더하여 보상하는 것으로, Δ크기가 0보다 큰 값을 갖게 된다면 크기 신호를 감소시켜 주고 Δ크기가 0보다 작은 값을 갖게 된다면 크기 신호를 증가시켜 주어 이득을 보상하는 것이며, 위상 보상은 상기 이득 보상과 동일한 방법으로 제2 룩-업 테이블(71)에서 이상적인 위상값을 찾아서 상기와 동일한 방법으로 보상값을 결정하여 이를 변환부(40)에서 출력되는 각도와 더하여 위상을 보상하는 것인데, 만약 Δ위상이 0보다 작다면 입력의 위상을 보다 감소시켜 주는 것이고 만약 Δ위상이 0보다 큰 값을 갖는다면 입력 위상을 보다 증가시켜주는 것이다.

상기 이득 오차 측정의 방법을 좀더 상세히 설명하면 제3도의 (a)에서 보는 바와 같이 수신된 신호가 상상도 상에서 P₁점에 위치할 경우 가장 근접한 이상 레벨인 동위상 및 상기 P₁점과 같은 위상을 갖는 교점 P₂를 구할 수 있는데, 여기서 P₁의 크기인 크기 1과 P₂의 크기인 크기2인 차가 이득오차가 되는 것이다. 즉, 크기 2-크 1=Δ크기와 같이 이득 오차를 측정하는 것이며, 상기 P₂값은 제1 룩-업 테이블(51)에서 P₁값과 대응하는 값이다.

또한, 상기 위상 오차 측정의 벙법은 제3도의(b)에서 보는 바와 같이 수신된 신호가 상상도상에서 점 P₁에 위치할 경우 가장 근접한 이상 레벨인 동위상 상에서 상기 P₁점과 동일한 크기를 가지는 점 P₂를 구할 수 있는데, 여기서 P₂의 위상인 위상1과 P₁의 위상인 위상2의 차가 위상 오차가 되는 것이다. 즉, 위상2-위상1=Δ위상과 같이 위상 오차를 측정하는 것이다.

즉, 상술한 바에 의하면 기존의 이득제어를 담당하고 있는 블랙에서 곱셈기와 덧셈기로 이루어진 부분을 제한기와 곱셈기로 변환시킴으로써, 만약 입력 신호의 이득이 비교치 1보다 클 경우 제한기의 출력은 1보다 작은 값을 출력으로 내보내어지고 곱셈기에서 입력 신호와 곱하여짐으로써 입력 신호의 이득을 보다 줄어들게 제어하며, 만약 입력 신호의 이득이 비교치 1보다 작을 경우 제한기의 값으로 1보다 큰 값을 출력으로 내보내어지고 곱셈기에서는 입력 신호와 곱하여짐으로써 입력 신호의 이득을 보다 크게 제어하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 동 위상과 직각 위상 신호성분을 사용하지 않고 크기도 각도 신호 성분을 사용하였으며 복잡한 수치 연산을 간단하게 룩-업 테이블로 만들어 줌으로써 속도를 향상시키고 회로 구현을 간단히 하는 이점이 있다.

Claims

잔류 측파대(VSB)방식을 채택한 디지탈 통신 시스템에서의 전송시 야기되는 신호의 위상오차를 추적 및 보상하여주는 위상 추적 루프에 있어서, 보상값 결정부로부터 출력되는 이득을 보상하는 보상부가 등화기로부터 입력된 값을 입력신호의 증폭이 어떤 한계 이상일 때 그 출력을 일정하게 하여 출력하는 제한기와, 입력값을 곱하여 이득을 보상해주는 곱셈기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 추적 루프회로.