KR19990026445A

KR19990026445A - 원격제어용 수신장치

Info

Publication number: KR19990026445A
Application number: KR1019970048558A
Authority: KR
Inventors: 박재호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-15
Also published as: JP3593461B2; JPH11145908A; US6121893A; KR100234418B1

Abstract

본 발명은 원격 제어용 수신장치에 관한 것으로서, 제어신호에 잡음신호가 포함되어 전송된 광 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 변환수단; 상기 변환된 전기적 신호를 제곱하기 위한 신호제곱수단; 상기 제곱신호 중에서 상기 제어신호의 주파수 대역에 있는 신호를 증폭하여 출력하기 위한 필터수단; 및 상기 필터링된 신호에서 제어신호 구간과 잡음신호 구간의 레벨 차이에 따라 제어신호의 포락선만을 추적하기 위한 포락선 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하여, 외부의 광학적 교란 및 전기적 교란을 제거하여 어떠한 환경 하에서도 원격 제어가 가능하게 할 수 있다.

Description

원격 제어용 수신장치

본 발명은 원격 제어용 수신장치에 관한 것으로서, 특히 외부의 광학적 교란 및 전기적 교란을 제거하여 어떠한 환경 하에서도 원격 제어가 가능하도록 하기 위한 원격 제어용 수신장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 원격 제어용 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다. 리모콘으로부터 전송된 적외선 제어신호는 커스텀 코드 및 캐리어 신호로 구성되어, 외부 교란신호와 함께 포토디텍터(photo-detector)(11)에 의하여 전기적 신호로 변환된다. 그 변환된 전기적 신호는 헤드 앰프(head amplifier)(12)로 입력되어 증폭된다. 헤드 앰프(12)를 통과한 적외선 제어신호 및 외부 광학적 잡음 및 전기적 잡음신호는 리미터(limiter)(13)에서 일정한 크기의 레벨로 제한된다. 대역통과필터(Band Pass Filter) 및 대역제거필터(Band Rejection Filter)(14)는 제어신호만을 증폭한 후 통과시키고 외부 잡음신호들의 레벨을 약화시키기 위한 필터이다. 포락선 검출기(15)는 BPF BRF(14)를 통과한 신호에서 제어신호 구간과 무신호 구간(잡음 구간)의 레벨 차이를 이용하여 제어신호의 포락선만을 추적하게 하고, 비교기(16)에 의하여 커스텀 코드(custom code)를 재생한다,

그러나, 외부의 큰 잡음이 입력되면 헤드앰프(12)는 제어신호 뿐만 아니라 잡음도 함께 증폭하여 수신장치가 원격 제어되지 않거나 오동작할 수도 있다. 특정의 시스템에서는 헤드 앰프를 대역통과필터로서 구성하는 경우가 있으나, 적외선 제어신호 캐리어(보통 38KHz)에 가까운 주파수를 갖는 외부 잡음(TV 수평 플라이백 신호의 제2고조파 및 인버터 형광 램프 등)이 있을 때에는 별로 도움이 되지 못한다.

또한 리미터(13)의 동작에 있어서, 만약 잡음신호의 주파수가 필터의 통과 대역 안에 있거나 잡음신호의 크기가 적외선 제어신호보다 상대적으로 클 경우, 리미터를 통과한 신호가 본래의 신호 캐리어가 아니거나 포락선을 구분하기가 어렵게 된다. 따라서 TV 수평 플라이백 신호의 제2고조파 또는 인버터 형광 램프에 의하여 오동작을 일으키거나 원격 제어가 되지 않는 경우가 발생한다. 특정의 시스템에서는 이 리미터 대신에 자동이득제어기(Automatic Gain Controller)를 사용하여 신호와 잡음의 포락선을 재생하는 경우도 있으나, 제어신호에 가까운 주파수 성분을 가진 잡음신호에 대해서는 리미터를 사용한 경우와 마찬가지의 문제점이 있다. 또한 자동이득제어기는 회로 구성이 매우 복잡하기 때문에 실제 집적회로로 구현하였을 때에 그 칩 크기가 매우 커지게 되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 적외선 제어코드와 함께 입력되는 외부의 광학적 교란 및 전기적 잡음신호를 그 주파수 및 레벨에 관계없이 모두 제거하여 적외선 제어코드를 에러없이 재생하기 위한 원격 제어용 수신장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 원격 제어용 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 원격 제어용 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 3a 및 도 3b는 신호를 제곱하기 전 및 그 후의 잡음신호 및 제어신호와 잡음신호가 혼합된 신호의 레벨을 도시한 것이다.

도 4a, 4b 및 4c는 신호 제곱 전후의 포락선의 차이를 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다.

상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 원격 제어용 수신장치는, 제어신호에 잡음신호가 포함되어 전송된 광 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 변환수단; 상기 변환된 전기적 신호를 제곱하기 위한 신호제곱수단; 상기 제곱신호 중에서 상기 제어신호의 주파수 대역에 있는 신호를 증폭하여 출력하기 위한 필터수단; 및 상기 필터링된 신호에서 제어신호 구간과 잡음신호 구간의 레벨 차이에 따라 제어신호의 포락선만을 추적하기 위한 포락선 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 원격 제어용 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다. 본 발명에 따른 원격 제어용 수신장치는 종래의 시스템에서 리미터를 제거하고 그 대신에 제곱회로 및 궤환 증폭기를 도입한다.

리모콘과 같은 외부 송신장치로부터 커스텀 코드 및 캐리어 신호로 구성된 적외선 제어신호가 외부 교란신호와 함께 입력되면, 포토디텍터(21)와 같은 광변환기는 입력된 신호를 전기적 신호로 변환한다. 포토디텍터는 일반적으로 PN 다이오드나 PIN 다이오드가 사용된다. 그 변환된 전기적 신호는 헤드 앰프(head amplifier)(22)로 입력되어 증폭된다. 헤드 앰프(22)는 고이득의 전달 임피던스 (보통 40-50 dB) 특성을 가지며, 매우 미약한 광학신호를 검출하기 위하여 필히 저잡음 앰프로 설계되어야 한다.

제곱회로(23)는 헤드 앰프(22)의 출력신호를 제곱하여 출력하고, BPF BRF(24)는 제곱된 신호 중에서 제어신호의 주파수 대역에 있는 신호를 증폭하여 출력하는 밴드패스필터 및 제곱된 신호 중에서 잡음신호의 주파수 대역에 있는 신호를 제거하기 위한 밴드제거필터를 포함한다. 특히 밴드제거필터는 제어신호 캐리어에 가까운 주파수를 갖는 외부 잡음인 인버터 형광 램프의 캐리어 주파수를 제거하기 위한 필터로 구성될 수 있다.

궤환증폭기(25)는 필터(24)의 출력신호의 레벨을 증폭한다. 이것은 신호 제곱 후에 줄어든 신호 레벨을 크게 하기 위해 사용된다. 그리고 포락선 검출기(26)는 필터링되고 증폭된 신호에서 제어신호 구간과 잡음신호 구간(무신호 구간)의 레벨 차이에 따라 제어신호의 포락선만을 추적하며, 비교기(16)에 의하여 커스텀 코드를 재생한다,

이하에서는 도 2에 도시된 제곱회로(23)의 동작 및 그 효과를 설명한다. 여기서, 입력 제어신호의 레벨을 다음의 수학식 1과 같이 표현되고, 또한 입력 잡음신호의 레벨이 수학식 2와 같이 표현된다고 가정하자.

제어신호 또는 잡음신호만 있는 부분을 제곱한 후에 있어서의 출력 레벨은 다음과 같다. 즉, 제어신호를 제곱한 신호는 수학식 3과 같이 표현되고, 이 신호를 2ω₁대역통과필터를 통과시키면 수학식 4와 같이 표현된다. 따라서 제어신호의 최대 출력 레벨은 A²/2가 된다. 마찬가지로, 잡음신호를 제곱한 신호는 수학식 5과 같이 표현되고, 이 신호를 2ω₂대역통과필터를 통과시키면 수학식 6와 같이 표현된다. 따라서 잡음신호의 최대 출력 레벨은 B²/2가 된다.

한편, 제어신호 및 잡음신호가 함께 입력되는 구간에서의 출력 레벨은 다음과 같이 된다. 즉, 입력신호는 수학식 7과 같이 표현되고, 이 입력신호를 제곱한 신호는 수학식 8과 같이 표현되고, 이 제곱신호를 2ω₁대역통과필터를 통과시키면 수학식 9와 같이 표현된다. 만일 A = B, 즉 제어신호와 잡음신호의 크기가 같고, 또한 ω₁= ω₂즉, 제어신호와 잡음신호의 주파수가 같다면, 신호는 수학식 10과 같이 표현된다. 따라서 신호의 최대 출력 레벨은 2A²이 된다.

도 3a는 신호를 제곱하기 전의 잡음신호 및 제어신호와 잡음신호가 혼합된 신호의 레벨을 도시한 것이며, 도 3b는 신호를 제곱한 후의 잡음신호 및 제어신호와 잡음신호가 혼합된 신호의 레벨을 도시한 것이다. 도 3a 및 3b는 신호 제곱 전의 신호구간과 무신호구간(잡음구간)의 포락선 차이가 2배인 경우를 예로서 설명한다. 즉 A = B, ω₁= ω₂로서, 제어신호 및 잡음신호의 레벨이 동일하고 그 주파수도 동일한 경우를 설명한다.

도 3을 참조하면, 신호 제곱 후의 포락선에서 잡음신호의 레벨이 A²/2, 그리고 제어신호와 잡음신호가 혼합된 신호의 레벨이 2A²이 되어, 그 차이가 4배가 되어 최대 6dB가 개선됨을 알 수 있다.

한편 가장 열악한 조건으로 잡음신호 B sin ω₂t 가 입력되는 경우는 제곱 전후에 포락선의 차이가 발생되지 않는다. 그러나 잡음의 위상은 랜덤하므로 제어신호와 동일한 주파수이면서 위상차가 180도 되는 경우는 거의 일어나는 않는다고 할 수 있다.

이러한 제곱회로는 잡음신호의 레벨 및 주파수와 관계없이 동일한 포락선 확대 기능을 수행하여 신호구간과 무신호구간을 명확히 구분할 수 있기 때문에 리모콘 수신장치 뿐만 아니라 포락선을 이용하여 전송 캐리어에 숨어있는 코드를 재생하는 시스템에서 매우 효과적이다.

도 4a, 4b 및 4c는 신호 제곱 전후의 포락선의 차이를 Hspice를 이용하여 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다. 여기서, 도 4a는 동일한 크기 및 동일한 주파수를 가지는 제어신호 (0.4Vpp, fs=38KHz)와 잡음신호 (0.4Vpp, fr=38KHz)가 혼합된 신호를 도시한 것으로서, 도 4b는 제곱회로를 통과한 신호 파형을 도시한 것이며, 그리고 도 4c는 필터를 통하여 검출된 신호파형을 도시한 것이다.

도 4a를 참조하면, 제어신호는 0초에서 2ms까지만 입력되고(이 구간은 제어신호+잡음신호 구간임), 잡음신호는 지속적으로 계속 입력되어 2ms 이후는 무신호구간(즉, 잡음구간)인 것으로 가정한다. 이 때의 S/N비는 1이며, 제어신호+잡음신호 구간에서의 신호 크기는 0.8Vpp이고 잡음구간에서의 신호 크기는 0.4Vpp로서, 그 차이가 2배이다. 도 4b를 참조하면, 제어신호 구간과 잡음신호 구간과의 포락선 차이가 더욱 명확해짐을 알 수 있다. 즉 제어신호+잡음신호 구간에서의 신호 크기는 0.24Vpp이고 잡음구간에서의 신호 크기는 0.064Vpp로서, 그 차이가 4배로 증가되었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 원격 제어용 수신장치는 잡음신호와 함께 입력된 제어신호를 제곱회로를 통한 후 필터링함으로써, 광 잡음 및 EMI 교란 등의 외부 잡음의 주파수나 그 레벨에 무관하게 정확하게 제어코드를 재생할 수 있다.

Claims

제어신호에 잡음신호가 포함되어 전송된 광 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 변환수단;

상기 변환된 전기적 신호를 제곱하기 위한 신호제곱수단;

상기 제곱신호 중에서 상기 제어신호의 주파수 대역에 있는 신호를 증폭하여 출력하기 위한 필터수단; 및

상기 필터링된 신호에서 제어신호 구간과 잡음신호 구간의 레벨 차이에 따라 제어신호의 포락선만을 추적하기 위한 포락선 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 제어용 수신장치.
제1항에 있어서,

상기 필터수단의 출력신호의 레벨을 증폭하기 위한 증폭수단을 더 포함함을 특징으로 하는 원격 제어용 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 필터수단은

상기 제곱신호 중에서 상기 잡음신호의 주파수 대역에 있는 신호를 제거하기 위한 밴드제거필터를 더 포함함을 특징으로 하는 원격 제어용 수신장치.
제3항에 있어서, 상기 대역제거필터는

인버터 형광 램프의 캐리어 주파수를 제거하기 위한 필터임을 특징으로 하는 원격 제어용 수신장치.