KR20000013185U - 디지털 티브이 송신기의 자동 위상보상회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 디지털 티브이 송신기의 변조기에 있어서 위상보상회로에 관한 것이다. 이와같은 본 고안은 I신호와 Q신호를 각각 발생하여 출력하는 테스트신호발생부와, 상기 테스트신호발생부로부터 입력된 신호를 변조하는 변조부와, 상기 변조부의 위상오차신호를 입력받아 전압값으로 변환하는 변환부와, 상기 변환부의 출력 전압값을 입력받아 위상보상값을 산출해내는 중앙처리부와, 상기 중앙처리부의 출력값을 입력받아 위상을 보상하는 위상보상부로 구성된다. 또한 본 고안에 따르면 변조된 신호의 위상차이에 의한 상호왜곡을 줄임으로서 깨끗한 영상과 음성 신호를 송신할수 있다.

Description

디지털 티브이 송신기의 자동 위상보상회로

본 고안은 디지털 티브이 송신기에서, 특히 디지털 티브이 송신기로 압축되어 수신되는 영상 및 오디오 엠팩-Ⅱ(Moving Picture Experts Group) TS (Transport Stream) 신호를 변조할 경우 발생하는 위상오차를 보상하는데 적당한 위상보상회로에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 티브이 송신기의 변조기는 송신하고자 하는 정보를 가장 효율적이고 능률적으로 전송하고자 반송파를 사용하여 전송 채널의 특성에 정합시키는 역할을 한다.

이러한 변조 방식은 시스템의 서비스 목표와 요구 조건에 의해 다양한 종류가 있을 수 있으나, 본 고안에서 사용되는 브이에스비(Vestigial Side Band, 이하 VSB 라고 약칭함) 방식을 설명하면, 전력 스펙트럼이 저주파 영역까지 퍼져 있는 티브이 영상이나 팩시밀리, 고속 데이터 등의 신호를 변조하여 송신할 경우 측파대를 완만하게 차단하는 필터를 사용하여 필터링되어 출력된 송신 신호의 일부를 남기는 방식이다.

도 1은 일반적인 디지털 티브이 송신기의 블록구성도 이다.

도 1을 참조하면, 디지털 방송을 하기 위하여 중계국으로부터 압축되어 수신된 엠팩-Ⅱ 신호는 변조기(100)에 입력된다.

상기 변조기에서는 입력된 디지털 신호를 VSB 방식으로 변조하여 기저대역신호를 중간주파수의 신호로 만들어 출력한다.

그리고, 변조기(100)에서 출력된 중간주파수 신호는 여과기(110)에 입력되어 송신할 수 있는 공중파로 다시 변환되고, 상기 공중파는 고출력 증폭기(120)에서 전력 증폭된다.

따라서, 상기 고출력 증폭기에서 1 킬로와트 이상으로 증폭된 신호는 안테나(130)를 통해 전송된다.

도 2는 일반적인 디지털 티브이 송신기에 있어서 변조기의 블록구성도 이다.

도 2를 참조하면, 중계국으로부터 압축되어 수신된 엠팩-Ⅱ 신호는 VSB 방식의 변조를 하기 위하여 90도 위상 지연시키는 위상지연기(200)에서 I신호와 Q신호로 만들어진다.

상기 I신호와 Q신호는 각각 디지털/아날로그 변환기(210, 220)에서 아날로그 신호로 변환된 후 직교변조부(230)에 입력된다.

그리고, 직교변조부(230)에서는 입력된 I 및 Q 신호와 변조 하고자하는 대역의 주파수를 갖는 반송파(233)를 90도 위상차가 나도록 각각 믹서(231, 232)에 입력하고, 믹서(231, 232)에서는 입력된 I신호 및 Q신호와 반송파를 곱하여 기저대역신호에서 중간주파수 대역으로 변조한다.

그리고 나서, 상기 중간 주파수 대역으로 변조된 I신호와 Q신호는 다중화(234)되어 출력된다.

그러나, 직교변조부(230)에서 변조되고 다중화(234)되어 출력된 신호는 주위의 화경변화(예를 들면, 온도 및 습도의 변화)로 인한 송신기 부품의 열화 및 각 소자의 특성에 따라 위상오차를 갖는다.

그에 따라, 디지털 티브이 송신기에서 송신되는 신호는 상호왜곡을 일으켜 인접 채널에 간섭 및 잡음을 일으키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 디지털 티브이 송신기로 압축된 엠팩-Ⅱ 신호가 수신될 경우에 있어서, 중간주파수로 변조되는 신호의 위상오차값을 자동으로 산출하여 보상하여 주는 위상보상회로를 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 특징에 따르면, 디지털 티브이 송신기에 있어서 변조기의 위상보상회로는, I신호와 Q신호를 각각 발생하여 출력하는 테스트신호발생부와, 상기 테스트신호발생부로부터 입력된 신호를 변조하는 변조부와, 상기 변조부의 위상오차신호를 입력받아 전압값으로 변환하는 변환부와, 상기 변환부의 출력 전압값을 입력받아 위상보상값을 산출해내는 중앙처리부와, 상기 중앙처리부의 출력값을 입력받아 위상을 보상하는 위상보상부로 구성된다.

도 1은 일반적인 디지털 티브이 송신기의 블록구성도.

도 2는 일반적인 디지털 티브이 송신기에서 변조기의 블록구성도.

도 3은 본 고안에 따른 디지털 티브이 송신기에서 변조기의 블록구성도.

도 4는 본 고안에 따른 위상보상방법을 나타낸 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

300 : 테스트 신호 발생부 310 : 변조부

320 : 종단 출력 증폭부 330 : 협대역증폭부

340 : 변환부 350 : 중앙처리부

360 : 위상보상부

이하 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 디지털 티브이 송신기에서 변조기의 블록구성도 이다.

본 고안에 따른 디지털 티브이 송신기에서 변조기의 위상보상회로는, I신호 및 Q신호로 구성되는 테스트 신호를 발생하는 테스트신호발생부(300)와, 입력된 신호를 변조하는 변조부(310)와, 변조부에서 출력된 신호를 필터링하여 전력 증폭하는 종단 출력 증폭부(320)와, 종단 출력 증폭부(320)에서 발생한 출력신호로부터 위상왜곡된 신호를 감지하고 증폭하여 출력하는 협대역 증폭부(330)와, 협대역 증폭부(330)에서 출력한 아날로그 전력값을 디지털 전압값으로 변환하는 변환부(340)와, 변환부(340)의 출력값을 입력받아 위상보상값을 산출해내는 중앙처리부(350)와, 중앙처리부(350)에서 산출된 위상보상값을 입력받아 위상을 보상하는 위상보상부(360)로 구성된다.

도 3을 참조하면, 일반적인 방송 송신 때에는 스위치가 IF_PWR(331) 쪽으로 연결이 되어 출력을 모니터 하다가 전원을 켜거나 또는 모니터용 컴퓨터의 테스트 모드에서 위상 보상 명령어를 실행시킬 때는 PHASE_PWR(332) 쪽으로 전환되고 중앙처리장치(351)의 CPU가 위상 보상 방법을 실행하여 위상 오차를 처리 할 수 있도록 한다.

즉, 처음 전원을 켰을 때와 명령어 실행시는 먼저 변조기의 출력이 제대로 나오는 있는가를 측정해 보아야 한다. 그 이유는 변조기에 문제가 발생하여 오동작을 하면 그 출력에 이상이 있으므로 이때 위상 보상 방법을 실행하여 위상을 보상하는 것은 아무 의미가 없기 때문이다.

따라서, 변조기의 출력이 제대로 나오고 있다고 판단되면 중앙처리장치(351)에서 제어하는 PHASE_LOOP_SW값을 이용하여 IF_PWR(331)에 설정되어 있는 스위치를 PHASE_PWR(332) 쪽으로 절채하고 이때부터 위상 보상 회로가 구동되기 시작한다.

위상 보상 회로가 구동되면 테스트 신호 발생부(300)에서 I신호(301)와 Q신호(302)로 구성된 일정한 주파수(예를 들면, 2.69㎒)를 발생시킨다.

그리고, I신호(301)와 Q신호(302)는 각각 변조부(310)의 디지털/아날로그 변환기(311,322)로 입력되어 아날로그 신호로 변환된다.

상기 아날로그 신호로 변환된 기저대역의 I신호와 Q신호는 믹서(313, 314)에 입력되어 각각 변조하고자 하는 대역의 주파수(예를 들면, 46.69㎒)를 가지는 반송파가 90도의 위상차(315)를 가지고 곱해져서 중간주파수로 변환된다.

그리고 나서, 상기 중간주파수는 다중화(316)되여 종단 출력 증폭부(320)로 입력되고 안테나에서 송신할 수 있을 정도의 전력인 1 킬로와트 이상으로 증폭된다.

이때, 종단 출력 증폭부(320)는 중간주파수를 증폭한 후 발생될 수 있는 비선형 성분을 보상해 주기 위해서 송신하고자 하는 채널의 2배인 38㎒ ∼ 50㎒ 의 모든 신호를 필터링(321)하고 증폭(322)한다.

그 결과, 종단 출력 증폭부(320)에는 직교변조부(310)에서 위상오차에 의해 발생되는(예를 들면, 49.38㎒) 위상오차신호도 함께 증폭되어 출력된다.

따라서, 직교변조부(310)의 위상차로 발생한 위상오차신호는 변조부(310)의 출력부에 연결되어있는 협대역 증폭부(330)에 의해 감지되고, 감지된 위상오차신호는 협대역 증푹부(330)의 필터(333)에서 필터링되어 출력된다.

그리고, 협대역 필터(333)의 출력 신호는 협대역 증폭기(334)에서 전력 증폭된 후 변환부(340)로 입력되고, 변환부(340)의 변환기(341)에서 전력값이 전압값으로 바뀌고 아날로그/디지털 변환기(342)로 입력되어 디지털 전압값으로 다시 변환된다.

그러면, 변환된 디지털 신호는 중앙처리부(350)로 입력되고 중앙처리장치(351)에서는 받아들인 값을 이용하여 위상보상방법을 수행하여 위상보상값을 산출한다.

이와 같이, 중앙처리부(350)에서 산출된 위상보상값은 위상보상부(360)로 핵사값의 형태로 입력되고, 위상보상부(360)는 중앙처리부(350)에서 산출된 위상보상값과 원래 송신하고자 하는 신호인 I신호를 믹서(362)로 입력하여 곱하고, 믹서(362)에서 출력된 신호는 덧셈기(361)로 입력되어 송신하고자 하는 Q신호와 더하여 진다.

그 결과, 변조기에서는 송신하고자 하는 Q신호를 중앙처리부(350)에서 산출된 위상보상값 만큼 전치 왜곡시켜 위상을 보상하므로서 위상차로 생기는 상호왜곡현상을 줄여 최적의 변조기가 될 수 있도록 한다.

이와 같은 위상 보상 회로의 동작이 완료되면 다시 중앙처리장치(351)는 PHASE_LOOP_SW값을 이용하여 PHASE_PWR(332)쪽에 있는 스위치를 다시 IF_PWR(331) 쪽으로 돌려 변조기의 출력을 감시하게 된다.

도 4는 본 고안에 따른 위상보상방법을 나타낸 흐름도 이다.

도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 위상보상방법은 디지털 티브이 송신기의 변조기에 전원을 공급하거나 로컬 모드에서 위상 보상 명령어를 입력시 실행된다,

먼저 변조기가 정상동작하고 있는지 중간주파수의 출력을 판단한다(S400). 이때 중앙처리장치에서 제어하는 PHASE_LOOP_SW 값은 1로 설정되어 있기 때문에 스위치는 IF_PWR 쪽으로 되어있다.

판단 결과 변조기가 정상동작하고 있지 않으면 위상 보상 방법을 종료하고(S401), 변조기가 정상동작 하고 있으며 또한 직교 변조부의 출력인 중간중파수에서 위상 오차 성분이 감지되면 위상 보상 회로의 테스트 신호 발생부에서는 테스트 신호를 발생함과 동시에 중앙처리장치에서 제어되는 PHASE_LOOP_SW 값에서 1을 제하여 스위치를 PHASE_PWR 쪽으로 절채한다(S402).

즉, 변조기의 중간 주파수 출력 감시 모드에서 위상 보상 방법을 처리 할 잔류측파대 웨이브 형태의 위상 오차 신호를 감지할 수 있도록 한다.

그리고, 위상 보상값을 00(핵사)으로 초기화하고(S403), 설정된 초기치에 대한 위상보상 값을 감지하고, 상기 감지된 위상보상 값을 V_OLD에 대입하여 위상 보상값의 초기치에 대한 위상 오차값이 얼마인가 기억하게 된다(S404).

즉, V_OLD에는 과거 위상 보상 값이 적용된 위상 오차 값이 저장되는 것이다.

이어, 위상 보상 값을 16단계 증가시키고(0 + 16 = 16)(S405), 다시 이에 대한 위상 오차 값이 얼마인지 감지하여(S406) V_NEW에 대입한다(S407).

그러므로, V_NEW에는 증가된 위상 보상값이 적용된 이후의 위상 오차 값이 저장되는 것이다.

이와 같이 측정된 V_OLD(초기치 위상 보상 값에 대한 위상 오차값)과 V_NEW(위상 보상 값이 16단계 증가된 위상 오차값)을 서로 비교하고(S408), 그 결과 V_OLD 가 더 크면 16단계 증가된 위상 보상 값이 더 좋은 변조기 출력을 갖는다는 의미이므로 V_OLD에 V_NEW 값을 대입시킨다(S409),

그리고, 다시 위상 보상 값으로는 16단계 증가된 위상 보상값을 선택하게 되고(S410), 이렇게 얻어진 위상 오차값(즉, 더 작아진 값)을 V_OLD로 새롭게 기억하게 된다.

그리고, 16단계 증가된 위상 보상값이 적용된 이후의 위상 오차값을 얼마인지 감지하고 서로 비교하는 루프를 돌린다.

이와 같은 루프를 계속 적용하는 이유는 초기치의 위상 보상값이 더 커질 때는 증가된 위상 보상값이 더 좋은 출력을 가짐으로 위상 보상값이 커질수록 더 좋은 출력값을 가진다는 결과를 얻으므로 위상 보상값을 16단계 증가 시켜 봄으로서 더 좋은 출력을 갖는지 판단하는 것이다.

그러므로, 또다시 16단계가 증가된 값이 더 작은 위상 오차값을 갖는다면 다시 증가된 위상 보상값을 선택하고, 이때의 위상 오차값을 V_OLD에 대입하여 루프를 반복한다.

이와 같은 과정은 더 좋은 위상 오차 값을 갖는 위상 보상 값을 찾을 때까지 계속되고, 위상 오차값은 00(초기치 핵사값)에서 최고 FF까지 처리 할 수 있다.

따라서, 루프를 실행 중에 16단계 증가된 위상 보상값에 대한 위상 오차 값이 더 커지면 16단계 증가시키기 전의 위상 보상값이 더 좋은 출력을 갖는다는 의미이므로 루프를 빠져 나와 위상 보상값에서 16단계를 감소시켜 전의 위상 보상값으로 되돌린다(S411).

그리고, 이번에는 16단계씩 증가시키면서 찾았던 위상 보상값을 다시 세밀하게 1단계씩 증가시키면서 최저의 위상 보상값을 찾아나가는 과정의 루프를 실행하게 된다(S412).

즉, 1 단계가 증가된 위상 보상값이 적용된 이후 위상 오차값을 V_NEW로 대입하여 저장하고(S413), V_NEW 값과 1 단계가 증가되기 전의 위상 보상값이 적용된 위상 오차값인 V_OLD값의 크기를 판단한다(S414),

이어, 상기 판단결과에 따라 V_OLD에는 V_NEW값을 저장시키고(S415), 다시 위상 보상값을 1단계씩 증가 시켜 나가면서 최적의 위상 보상값을 찾는다(S416).

그리고, 루프를 실행 중에 V_NEW 값이 V_OLD 값보다 더 커지면 그때의 V_NEW 값을 위상 보상값으로 기억한 후, 최종적인 위상 보상값은 V_NEW 값에서 1을 제한 값으로 결정하고(S417), 위상 보상 방법은 종료하게 된다(S418).

이렇게 함으로서 정확하고 빠르게 변조기에서 최적의 위상 보상값을 찾을 수 있다.

이상의 설명에서와 같은 본 고안은 디지털 티브이 송신기의 변조기에서 발생되는 위상차를 위상보상회로를 통하여 산출한 위상오차값 만큼 송신 신호를 미리 전치왜곡 시켜 위상을 보상하므로서 깨끗한 영상과 음성을 송신할 수 있다.

또한, 본 고안은 변조기의 운용 후 모니터용 컴퓨터를 사용하여 명령어를 입력시켰을 경우에도 송신신호의 위상차를 줄일 수 있어서 전국에 흩어져 있는 수천개의 디지털 TV 송신기의 변조기를 위상조정하는 수동작 작업이 필요치 않아 많은 시간 및 인력낭비를 줄이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. I신호와 Q신호를 각각 발생하여 출력하는 테스트 신호 발생부와,

   상기 테스트 신호 발생부로부터 입력된 신호를 변조하는 변조부와,

   상기 변조부의 위상오차신호를 입력받아 전압값으로 변환하는 변환부와,

   상기 변환부의 출력 전압값을 입력받아 위상 보상값을 산출해내는 중앙처리부와,

   상기 중앙처리부의 출력값을 입력받아 위상을 보상하는 위상 보상부로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상보상회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 변조부와 변환부 사이에는 상기 변조부에서 출력된 위상오차신호를 필터링하는 협대역 필터가 추가적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상보상회로.
3. 제 1 항에 있어서, 위상을 보상하는 위상보상부는 상기 중앙처리장치의 위상보상값을 상기 테스트 신호 발생기에서 발생한 I신호와 곱하는 곱셈기와,

   상기 곱셈기를 통하여 출력된 신호와 Q신호를 더하는 덧셈기로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상보상회로.