KR19990007997A - 동조 가능한 인터스테이지 필터 - Google Patents

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Abstract

튜너에 있어서, 동조 가능한 대역 필터는 증가하는 주파수에 대한 증가하는 결합 계수를 갖는 혼합된 높은 측의 결합 부분과, 증가하는 주파수에 대해 감소하는 결합 계수를 갖는 낮은 측의 결합 부분을 갖는다. 두 개의 결합 계수는, 대역 필터가 주파수 대역을 통해 동조됨에 따라, 서로에 대해 주파수에 역으로 변화한다.

Description

동조 가능한 인터스테이지 필터
현재의 튜너는, 널리 제안되는 다양한 디지털 전송 시스템을 사용하여 수신된 디지털 신호의 처리를 위해서는 충분히 만족스럽게 동작하지 않는다. 디지털 신호는 채널의 전체 스펙트럼을 점유하고, 지연 및 주파수 응답 에러는 아날로그 신호보다 디지털 신호에서 보다 더 심각한 영향을 미치기 때문에, 수신기의 RF 및 IF 특성은 개선을 필요로 한다. 더욱이, 디지털 신호의 전송된 파워(power)는 아날로그 신호보다 낮기 때문에, 특히 강한 인접 채널 신호가 존재하는 경우에는 원하는 디지털 신호의 만족스러운 수신율은 보다 더 어려워질 수 있다.
이 때문에, 강한 인접 채널 신호의 영향을 줄이기 위하여, 믹서(mixer) 이전에 튜너 내에서 RF 필터링을 개선하는 것이 바람직하다.
본 발명은 튜너에서 유용한 동조 가능한 인터스테이지(interstage) 필터에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 인터스테이지 대역 필터를 포함하는 튜너 장치를 도시한 블록도.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 대역 필터 장치를 도시하는 회로도.
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 특성에 따른 대역 필터 장치를 도시하는 회로도.
도 3은 본 발명의 특성에 따라, 인터스테이지 대역 필터로 사용된 도 2d의 필터 장치 구성을 갖는 도 1의 튜너 장치를 도시하는 회로도.
간단히 말해서, 동조 가능한 대역 필터는 믹서에 선행하여 RF 신호를 처리한다. 이러한 대역 필터는, 증가하는 주파수에 대한 증가하는 결합 계수를 갖는 혼합된 높은 측의 결합 부분과, 증가하는 주파수에 대해 감소하는 결합 계수를 갖는 낮은 측의 결합 부분을 갖는다. 두 개의 결합 계수는, 대역 필터가 주파수 대역을 통해 동조됨에 따라, 서로에 대해 주파수에 역으로 변화한다.
도 1은 종래 기술에 따른 RF 튜너를 도시하는데, 상기 RF 튜너는, 단일 동조된 입력 대역 필터(10), 통상적으로 AGC 제어될 수 있는 이득을 갖는 이중 게이트 MOSFET 증폭기인 제 1 RF 증폭기(12), 이중 동조된 인터스테이지 필터(14) 및 제 2 RF 증폭기(16)를 포함하며, 증폭기(16)로부터의 출력 신호는 처리된 RF 신호의 주파수 변환을 위한 믹서(도시 안됨)에 결합된다. 통상의 장치에 있어서, 보다 높은 주파수에 대한 동조 대역 필터(14)는 간혹 통과 대역 응답폭을 넓게 야기하고, 또한 필터(14)의 입력 및 출력 단자 사이와 증폭기(12, 16)의 각 출력 및 입력 단자 사이에서 임피던스 불일치를 야기한다.
도 2a 내지 도 2d는 유사 기능을 갖는 요소는 유사 기호로 표시된 다수의 이중 동조된 인터스테이지 대역 필터를 도시한다. 도 2a는 높은 측의 결합을 갖는 이중으로 동조된 대역 필터를 도시한다, 즉 조정 가능한 커패시터(C1)와 인덕턴스(L)의 입력 및 출력 동조 회로는 높은 측의 커패시터(Cx)에 의해 서로 결합된다(두 커패시터는 거의 동일한 정전용량을 갖기 때문에 둘 모두에 C1으로 표시하였다). 도 2b는 낮은 측의 결합을 갖는 이중으로 동조된 대역 필터를 도시한다, 즉 조정 가능한 커패시터(C1)와 인덕턴스(L)의 입력 및 출력 동조 회로는 낮은 측의 결합 커패시터(Cy)에 의해 서로 결합된다.
도 2a의 높은 측이 결합된 대역 필터에 대해, 입력 및 출력 사이의 결합 계수는 대략, 커패시터(Cx)의 정전용량 값을 조정 가능한 두 커패시터(C1)의 정전용량 값들의 곱의 평방근(squar root)으로 나눈 값이다. 따라서 도 2a에 도시된 대역 필터의 결합 인자(k)의 계수는 C1의 평방근 값과 역 비례한다. 도 2a에 도시된 필터는, 커패시터(C1) 값을 보다 적은 정전용량 값으로의 조정에 의해, 높은 주파수로 동조된다. 따라서, 결합 계수(K)는 필터의 보다 높은 주파수에 대한 동조에 대해 증가한다. 도 2b에 도시된 낮은 측의 결합 대역 필터에 대해, 입력 및 출력 사이의 결합 계수는 대략, 커패시터(Cy)의 정전용량 값으로 나누어진 조정 가능한 두 커패시터(C1)의 정전용량 값의 곱의 평방근 값이다. 따라서 도 2b에 도시된 대역 필터의 결합 계수(K)는 C1의 평방근 값과 비례한다(라디오 엔지니어를 위한 ITT 참고 데이터(제 4판, 1956년 출판) 중, 238쪽의 높은 측 및 낮은 측 결합에 대한 식을 참조). 도 2b에 도시된 필터는, 커패시터(C1) 값을 보다 적은 정전용량 값으로의 조정에 의해, 높은 주파수로 동조된다. 따라서, 결합 계수는 필터의 보다 높은 주파수에 대한 동조에 대해 증가한다. 본 발명의 발명자는, 도 2a의 높은 측 결합 필터의 결합 계수와, 도 2b의 낮은 측 결합 필터의 결합 계수가 서로 역의 관계로 변화하여, 커패시터(C1)의 값이, 각 대역 필터를 낮은 주파수로부터 보다 높은 주파수로 동조시키기 위해, 감소함을 인식하였다. 본 발명의 발명자는 이러한 인식에 기초한 새롭고 유리한 인터스테이지 필터를 발명하였다. 이들은 도 2c 및 도 2d에 도시되었다.
도 2c는 도 2a의 높은 측이 결합된 장치와 도 2b의 낮은 측이 결합된 장치를 혼합한 이중 동조된 대역 필터를 도시하며, 여기에서 커패시터(C1)는 커패시터(Cy)를 통해 접지로 되돌아가고, 커패시터(Cx)는 커패시터(C1)의 높은 측 사이에 접속된다. 본 발명의 특성에 따라, 높은 측과 낮은 측의 결합의 조합의 이러한 장치는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 필터의 극단 값 사이에서, 필터가 낮은 주파수로부터 높은 주파수로 동조됨에 따라, 결합 계수의 변동을 제공한다. 예컨대, 커패시터(Cx(높은 측) 및 Cy(낮은 측))의 결합 효과는 동조 주파수와 역의 관계를 갖기 때문에, 커패시터(Cx 및 Cy)값의 적절한 선택에 의해, 전체 동조 범위에 대한 적당한 일정 결합 인자가 얻어질 수 있고, 또한 필터가 두 개의 C1을 조정함으로써 대역을 통해 동조됨에 따라, 인터스테이지 필터의 임피던스 불일치를 줄이기 위한 입력 및 출력 단의 적당한 일정한 임피던스가 얻어질 수 있다.
도 2d에 도시된 선택적인 장치는 도 2c에 도시된 필터의 Y-델타 변환에 의해 얻어진다. 도 2c의 다중 동조 인터스테이지 필터와 관련된 상기 논의는 결합 계수와 주파수의 비에 관계되며, 동조는 도 2d에 도시된 이중 동조 대역 필터에도 적용된다.
도 1의 인터스테이지 필터(14)의 위치에 삽입된 도 2d에 따른 필터를 사용한, UHF 대역을 위한 튜너 장치가 도 3에 도시되었다. 다양한 커패시터(Cx, Cy 및 C1)는 회로도에 도시된 상기 정전용량과 관련된 기생 및 공전(stray) 정전용량을 포함할 수 있다. 인덕턴스(L)는, 접지에 접속되고 바랙터 다이오드(C1)를 동조시키기 위한 DC를 제공하는 스트립 라인(stripline)형 소자로 제공된다. 증폭기(12 및 16)는 50 Ω의 입력 및 출력 임피던스를 구비하고, 25dB 및 8dB의 이득을 각각 갖는다. 필터(14)의 동조는, 단자(Vt)의 적절한 동조 전압을 저항(R)을 통해 부합된 바랙터 다이오드 커패시터(C1)의 양극에 인가함으로써 달성된다. 현재의 튜너에서 일반적인 것과 같이, 동조 전압(Vt)은, EPROM으로부터 판독된 동조 전압 값에 따라 인터스테이지 필터 및 다른 동조 항목(도시 안됨)을 원하는 주파수에 동조시키기 위한 DAC(도시 안됨)를 통해, 마이크로프로세서(도시 안됨)에 의해 생성될 수 있다. 동조 전압은, 관련 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 위상 고정 루프(PLL)에 의해서 생성될 수도 있다.
도 3의 실시예에 있어서, 증폭기(12 및 16)는 각각, 미국 뉴욕주 브루클린 소재의 Mini-Circuit사에 의해 제조된 MAR-8 및 MAR-4 증폭기이다. 동조 커패시터(C1)는 네덜란드의 필립스사에 의해 제조된 단일 칩의 이중 바랙터 다이오드(BBY62)이다.

Claims (10)

  1. 신호 입력 단자와 신호 출력 단자를 구비하고, 보다 낮은 주파수로부터 보다 높은 주파수까지의 주파수 대역에 대해 동조될 수 있는 대역 필터에 있어서,
    상기 보다 낮은 주파수로부터 상기 보다 높은 주파수로 증가하는 주파수에 대해 증가하는 결합 계수를 갖는 높은 측의 결합 부분과,
    상기 보다 낮은 주파수로부터 상기 보다 높은 주파수로 증가하는 주파수에 대해 감소하는 결합 계수를 갖는 낮은 측의 결합 부분을 포함하는데,
    상기 높은 측의 결합 부분에 대한 상기 결합 계수는, 상기 대역 필터가 상기 주파수 대역을 통해 동조됨에 따라, 낮은 측의 결합 부분을 위한 결합 계수의 변화에 대해 주파수와 역으로 비례하는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 높은 측 및 낮은 측 결합 부분의 두 결합 계수의 역의 변화는 서로 보완적이어서, 입력 및 출력 단자 사이의 상기 대역 필터의 상기 결합 계수는 상기 주파수 대역을 가로지르는 동조에 대해 일반적으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  3. 신호 입력 단자와 신호 출력 단자를 구비하고, 주파수 대역에 대해 동조될 수 있는 대역 필터에 있어서,
    상기 입력 단자와 기준점 사이에 접속된 제 1 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 한 노드 사이에 접속된 제 1 커패시터와,
    상기 노드와 기준점 사이에 접속된 제 2 커패시터와,
    상기 출력 단자와 상기 노드 사이에 접속된 제 3의 커패시터와,
    상기 출력 단자와 상기 기준점 사이에 접속된 제 2의 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 상기 출력 단자에 접속된 제 4의 커패시터를 포함하는데,
    상기 제 1 및 제 3의 커패시터는 조정 가능하고,
    상기 제 2 커패시터와 상기 제 4 커패시터의 값은, 상기 대역 필터가 상기 제 1 및 제 3 커패시터의 조정에 의해 상기 주파수 대역을 가로질러 동조될 때 일반적으로 일정한 결합 계수를 갖도록, 선택되는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  4. 신호 입력 단자와 신호 출력 단자를 구비하고, 주파수 대역에 대해 동조될 수 있는 대역 필터에 있어서,
    상기 입력 단자와 기준점 사이에 접속된 제 1 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 커패시터와,
    상기 제 1 노드와 상기 기준점 사이에 접속된 제 2 커패시터와,
    상기 출력 단자와 제 2 노드 사이에 접속된 제 3의 커패시터와,
    상기 제 2 노드와 상기 기준점 사이에 접속된 제 4의 커패시터와,
    상기 출력 단자와 상기 기준점 사이에 접속된 제 2의 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속된 제 5의 커패시터와,
    상기 제 1 및 제 2 노드 사이에 접속된 제 6의 커패시터를 포함하는데,
    상기 제 1 및 제 3의 커패시터는 조정 가능하고,
    상기 제 4 및 제 5의 커패시터의 값은, 상기 대역 필터가 상기 제 1 및 제 3 커패시터의 조정에 의해 상기 주파수 대역을 가로질러 동조될 때 일반적으로 일정한 결합 계수를 갖도록, 선택되는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  5. 신호 입력 단자와 신호 출력 단자를 구비하고, 주파수 대역에 대해 동조될 수 있는 대역 필터에 있어서,
    상기 입력 단자와 기준점 사이에 접속된 제 1 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 한 노드 사이에 접속된 제 1 커패시터와,
    상기 노드와 상기 기준점 사이에 접속된 제 2 커패시터와,
    상기 출력 단자와 상기 노드 사이에 접속된 제 3의 커패시터와,
    상기 출력 단자와 상기 기준점 사이에 접속된 제 2의 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속된 제 4의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3의 커패시터는 조정 가능한 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 2 커패시터 및 사익 제 4 커패시터의 값은, 상기 대역 필터가 상기 제 1 및 제 3 커패시터의 조정에 의해 상기 주파수 대역을 가로질러 동조될 때 일반적으로 일정한 결합 계수를 갖도록, 선택되는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  8. 신호 입력 단자와 신호 출력 단자를 구비하고, 주파수 대역에 대해 동조될 수 있는 대역 필터에 있어서,
    상기 입력 단자와 기준점 사이에 접속된 제 1 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 커패시터와,
    상기 제 1 노드와 상기 기준점 사이에 접속된 제 2 커패시터와,
    상기 출력 단자와 제 2 노드 사이에 접속된 제 3의 커패시터와,
    상기 제 2 노드와 상기 기준점 사이에 접속된 제 4의 커패시터와,
    상기 출력 단자와 상기 기준점 사이에 접속된 제 2의 인덕턴스와,
    상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 접속된 제 5의 커패시터와,
    상기 제 1 및 제 2 노드 사이에 접속된 제 6의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3의 커패시터는 조정 가능한 것을 특징으로 하는 대역 필터.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제 4 및 제 5의 커패시터의 값은, 상기 대역 필터가 상기 제 1 및 제 3 커패시터의 조정에 의해 상기 주파수 대역을 가로질러 동조될 때 일반적으로 일정한 결합 계수를 갖도록, 선택되는 것을 특징으로 하는 대역 필터.
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