KR20000044159A - 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼 신호 수신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치에 관한 것으로 특히 본발명의 수신장치는 안테나를 통해 수신되는 고주파신호를 튜닝하여 중간 주파수신호를 발생하는 튜너부와, 일정 주파수를 가진 샘플링신호를 발생하는 수정발진부와, 상기 샘플링 신호에 응답하여 상기 중간 주파수신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부와, 기설정된 보간계수에 응답하여 상기 디지털신호를 보간하여 동기 샘플값을 발생하기 위한 인터폴레이터와, 상기 보간된 동기 샘플값을 제공받아 신호성분의 제곱 평균값과 잡음성분의 제공평균값과의 비가 최대가 되는 타이밍 보정된 신호를 발생하기 위한 정합필터와, 상기 타이밍 보정된 신호의 에러성분을 검출하기 위한 타이밍 에러제어기와, 상기 에러성분에 응답하여 상기 인터폴레이터의 보간계수를 제어하기 위한 수치제어 발진기를 구비한 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에서는 수정발진부를 사용하므로 저가의 시스템 구성이 가능하고 고속 타이밍 복원이 가능하다.

Description

비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼 신호 수신장치

본 발명은 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세그먼트 동기 데이터 대신에 데이터를 이용하여 비동기적으로 타이밍을 복원함으로써 고속 타이밍 복원이 가능한 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼 신호 수신장치에 관한 것이다.

일반적으로 방송국에서 송신한 디지털 송신신호는 수신단에서 복조가 이루어지기 위해 VSB수신단에서 타이밍 복원기능을 수행해야한다.

보다 상세히는 샘플된 DC IF신호를 베이스 밴드로 복조한 뒤에는 타이밍 복원회로에서는 타이밍 복원를 행한다. 왜냐하면, 아날로그/디지털 변환기의 샘플링 속도가 전송단의 심볼 속도와 동기가 맞지 않기 때문에 기저대역에 위치한 신호는 전송단에서 보낼 때의 신호와 비교할 때 동기가 전혀 맞지 않는다. 이처럼 타이밍 복원의 목적은 전송단에서 만들어진 신호와 수신단의 동작 속도간의 동기가 맞도록 기저대역에 존재하는 신호에서 타이밍에 관련된 정보를 얻어내어 수신단의 동기를 송신단의 동기와 맞추어 정확하게 신호를 복원하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 미국형 디지털 텔레비젼의 타이밍 복원장치를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 타이밍 복원장치를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치는 튜너부(10), 동기식 타이밍 복원부(20)로 구성된다.

상기 튜너부(10)는 제1 IF증폭기(12), 제2 IF증폭기(14) 및 제3 IF증폭기(16)를 구비한다.

상기 제1 IF증폭기(12)는 안테나를 통해 고주파수의 방송신호를 제공받아 제1 주파수 레벨로 변환하여 상기 제2 IF증폭기(14)에 제공하고, 상기 제2 IF증폭기(14)는 상기 제1 주파수 레벨 신호를 제공받아 44㎒ 주파수 레벨로 변환하고, 상기 제3 IF증폭기(16)는 상기 44㎒ 주파수 레벨의 신호를 제공받아 5.38㎒ 주파수 레벨로 변환하여 상기 동기식 타이밍 복원부(20)에 제공한다.

상기 동기식 타이밍 복원부(20)는 아날로그/디지털 변환기(22), 데이터 세그먼트동기판별기(24) 및 PLL(26)로 구성된다.

상기 아날로그/디지털 변환기(22)는 심볼클럭에 응답하여 상기 제3 IF증폭기(16)로부터 제공되는 기저대역신호를 타이밍복원된 디지털신호로 변환하고, 상기 타이밍복원된 디지털신호를 디지털 복조기(도시하지 않음)에 출력하고, 또한 상기 타이밍복원된 디지털신호를 상기 데이터 세그먼트동기판별기(24)에 제공하여 세그먼트동기(segment sync)신호를 감지한 후 감지된 세그먼트동기신호를 상기 PLL(26)에 제공하여 아날로그/디지털 변환기(22)의 심볼클럭의 샘플링타이밍을 제어하도록 한다.

도 2는 일반적인 디지털 텔레비젼의 전송포맷을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 각 데이터 프레임은 2개의 데이터 필드를 갖고, 각 데이터필드는 313 데이터 세그먼트를 갖는다. 각 데이터 필드의 첫 번째 데이터 세그먼트는 필드 동기 세그먼트이다. 각 세그먼트는 4심볼의 세그먼트 동기를 갖는다.

이와 같은 디지털 타이밍 복원동작이 이루어지는 경우에는 세그먼트 동기신호가 1 프레임당 626회 수신되므로 상기 세그먼트 동기 판별기가 정확하게 세그먼트 동기신호를 감지하기 위해서는 수 프레임 이상의 초기 복원 시간이 필요하게 되므로 타이밍 복원에 많은 시간이 소요된다.

또한 아날로그/디지털 변환기의 샘플링 클럭제어를 위해 PLL을 사용하므로 아날로그/디지털 변환기를 복조기 외부에 채용시에는 부가 회로 증가에 따른 시스템 비용이 상승되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 아날로그/디지털 변환기의 샘플링 제어에 대한 부가회로의 구성 비용 증가 및 타이밍 복원 속도 지연의 문제점을 해결할 수 있는 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 미국형 디지털 텔레비젼의 동기식 타이밍 복원장치를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치를 설명하기 위한 블록도.

도 2는 디지털 텔레비젼 신호의 데이터 프레임 구조를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼 신호 수신장치의 바람직한 일 실시예의 블록도.

도 4는 본 발명의 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼 신호 수신장치의 바람직한 다른 실시예의 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 100 : 튜너부 12, 110 : 제1 IF증폭기

14, 120 : 제2 IF증폭기 16, 130 : 제3 IF증폭기

20 : 동기식 타이밍 복원부 22 : 아날로그 디지털 변환기

24 : 데이터 세그먼트 동기 판별기 26 : PLL

200 : 아나로그 디지털 변한부 300 : 수정 발진부

310 : 수정발진기 400 : 비동기식 타이밍 복원부

410 : 인터폴레이터 420 : 정합필터

430 : 타이밍에러제어부 440 : 수치제어발진부

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 제 1 장치는 안테나를 통해 수신되는 고주파신호를 튜닝하여 중간 주파수신호를 발생하는 튜너부와, 일정 주파수를 가진 샘플링신호를 발생하는 수정발진부와, 상기 샘플링 신호에 응답하여 상기 중간 주파수신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부와, 기설정된 보간계수에 응답하여 상기 디지털신호를 보간하여 동기 샘플값을 발생하기 위한 인터폴레이터와, 보간된 동기 샘플값을 제공받아 신호성분의 제곱 평균값과 잡음성분의 제공평균값과의 비가 최대가 되는 타이밍 보정된 신호를 발생하기 위한 정합필터와, 타이밍 보정된 신호의 에러성분을 검출하기 위한 타이밍 에러제어기와, 상기 에러성분에 응답하여 상기 인터폴레이터의 보간계수를 제어하기 위한 수치제어 발진기를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 장치는 안테나를 통해 수신되는 고주파신호를 튜닝하여 복합 베이스 밴드신호를 발생하는 튜너부와, 일정 주파수를 가진 샘플링신호를 발생하는 수정발진부와 상기 샘플링 신호에 응답하여 상기 복합 베이스 밴드신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환부와, 기설정된 보간계수에 응답하여 상기 디지털신호를 보간하여 동기 샘플값을 발생하기 위한 인터폴레이터와, 상기 보간된 동기 샘플값을 제공받아 신호성분의 제곱 평균값과 잡음성분의 제공평균값과의 비가 최대가 되는 타이밍 보정된 신호를 발생하기 위한 정합필터와, 상기 타이밍 보정된 신호의 에러성분을 검출하기 위한 타이밍 에러제어기와, 상기 에러성분에 응답하여 상기 인터폴레이터의 보간계수를 제어하기 위한 수치제어 발진기를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 텔레비젼신호 수신장치의 블록도이다.

도 3을 참조하면, 디지털 텔레비젼신호 수신장치는 튜너부(100), 수정발진부(200), 아날로그/디지털 변환부(300), 비동기식 타이밍 복원부(400)로 구성된다.

상기 튜너부(100)는 안테나를 통해 고주파수의 방송신호를 제공받아 소정의 주파수로 변환한다.

보다 상세히는 상기 튜너부(100)는 제1 IF증폭기(110), 제2 IF증폭기(120)로 구성된다.

상기 제1 IF증폭기(110)는 안테나를 통해 고주파수의 방송신호를 제공받아 제1 주파수 레벨로 변환하여 상기 제2 IF증폭기(120)에 제공한다.

상기 제2 IF증폭기(120)는 상기 제1 IF증폭기(110)로부터 제1 주파수 레벨의 신호를 제공받아 44㎒ 주파수 레벨의 신호를 상기 아날로그/디지털 변환부(200)에 제공한다.

상기 수정발진부(300)는 수정발진기(310)로 구성되며 일정 주파수를 발진시켜 상기 아날로그/디지털 변환부(200)에 제공한다.

보다 상세히는 상기 수정발진기(310)는 일반적으로 고유의 진동주파수를 갖고서 발진하며, 직렬공진주파수와 병렬공진주파수 사이에서는 인덕터와 등가가 되며, 또한 직렬공진주파수와 병렬공진주파수는 그 차이가 매우 작기 때문에 발진주파수가 대단히 안정되고 정확하다는 특성이 있다.

상기 아날로그/디지털 변환부(200)는 상기 수정발진부(300)의 발진동작에 응답하여 상기 튜너부(100)의 제2 IF증폭기(120)로부터 제공되는 소정의 주파수신호를 샘플링하여 디지털신호로 변환한 후 디지털화된 신호를 상기 비동기식 타이밍 복원부(400)에 제공한다.

상기 비동기식 타이밍 복원부(400)는 상기 아날로그/디지털 변환기(200)로부터 출력되는 디지털변환신호의 샘플링 동작속도를 맞춘다.

보다 상세히는 상기 비동기식 타이밍 복원부(400)는 인터폴레이터(410), 정합필터(420), 타이밍에러제어부(430), 그리고 수치제어발진부(440)로 구성된다.

상기 인터폴레이터(410)는 보간계수값에 응답하여 비동기 샘플값인 상기 디지털변환신호를 보간하고 상기 보간된 동기 샘플값을 상기 정합필터(420)에 제공한다.

상기 정합필터(420)는 원하는 신호성분에 부가적인 잡음에 중첩된 입력에 대하여 출력의 어느 시점에서의 신호성분의 제곱 평균값과 잡음성분의 제곱평균값과의 비가 최대가 되는 타이밍 복원신호를 발생하여 일단을 통해 이퀄라이져(도시하지 않음)에 제공하고, 타단을 통해 상기 타이밍 에러제어부(430)에 제공한다.

보다 상세히는 일반적으로 디지털 수신기는 신호의 유무만 판단하면 되므로 신호의 파형복원에는 관심이 없으며, 표본 순간을 제외한 신호의 어떠한 순간에서의 신호 대 잡음비(SNR)를 희생시킬지라도 오직 표본순간, 즉 부호판단 순간에서의 신호 대 잡음비만을 최대로 할 수 있다면 디지털 수신기는 디지털 신호의 파형을 임의대로 왜곡시킬 수 있다. 이때 신호의 왜곡에 사용되는 필터를 정합필터라 한다.

상기 타이밍 에러제어기(430)는 상기 정합필터(420)로부터 타이밍 보정된 신호를 제공받아 에러성분을 검출한 후 검출된 타이밍 제어성분신호를 상기 수치제어발진기(440)에 제공한다.

상기 수치제어발진기(440)는 상기 타이밍 에러제어기(430)로부터 타이밍 에러성분신호에 응답하여 상기 인터폴레이터(410)의 보간계수를 제어한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 디지털 텔레비젼신호 수신장치의 블록도이다.

도 4를 참조하면, 튜너부만이 상이할 뿐 도 3에 언급한 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 텔레비젼신호 수신장치와 동일하므로 본 발명의 다른 실시예에서 튜너부만을 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 튜너부(100')는 제1 IF증폭기(110), 제2 IF증폭기(120), 그리고 제3 IF증폭기(130)로 구성된다.

상기 제1 IF증폭기(110)는 안테나를 통해 고주파수의 방송신호를 제공받아 제1 주파수 레벨로 변환하여 상기 제2 IF증폭기(120)에 제공한다.

상기 제2 IF증폭기(120)는 상기 제1 IF증폭기(110)로부터 제1 주파수 레벨의 신호를 제공받아 IF대역, 보다 상세히는 44㎒ 주파수 레벨로 레벨다운시킨 후 상기 레벨다운된 44㎒ 주파수 레벨 신호를 상기 제3 IF증폭기(130)에 제공한다.

상기 제3 IF증폭기(130)는 상기 제2 IF증폭기(120)로부터 44㎒ 주파수 레벨의 신호를 제공받아 기저대역, 보다 상세히는 5.38㎒ 주파수 레벨로 레벨다운시킨 후 상기 레벨다운된 5.38㎒ 주파수 레벨신호를 상기 아날로그/디지털 변환기(200)에 제공한다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 따라 비동기식 타이밍 복원방식을 채용하여 44㎒의 IF대역 주파수를 복조할 수 있고, 또한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 5.38㎒의 기저대역 주파수를 복조할 수 있어 튜너의 구성시 비용을 절감할 수 있다.

또한, 아날로그/디지털 변환기의 샘플링 클럭으로 수정발진기를 사용하므로써 종래의 PLL를 사용할 때보다 저렴한 가격으로 타이밍 복원 시스템을 구성할 수 있다.

또한, 종래 기술에 사용된 세그먼트 동기(Segment sync.)신호 대신에 데이터 자체를 이용하여 타이밍 복원을 수행하므로 고속으로 타이밍 복원 동작을 수행할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 안테나를 통해 수신되는 고주파신호를 튜닝하여 중간 주파수신호를 발생하는 튜너수단;

   일정 주파수를 가진 샘플링신호를 발생하는 수정발진수단;

   상기 샘플링 신호에 응답하여 상기 중간 주파수신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환수단;

   기설정된 보간계수에 응답하여 상기 디지털신호를 보간하여 동기 샘플값을 발생하기 위한 인터폴레이터;

   상기 보간된 동기 샘플값을 제공받아 신호성분의 제곱 평균값과 잡음성분의 제공평균값과의 비가 최대가 되는 타이밍 보정된 신호를 발생하기 위한 정합필터;

   상기 타이밍 보정된 신호의 에러성분을 검출하기 위한 타이밍 에러제어기;

   상기 에러성분에 응답하여 상기 인터폴레이터의 보간계수를 제어하기 위한 수치제어 발진기를 구비한 것을 특징으로 하는 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치.
2. 안테나를 통해 수신되는 고주파신호를 튜닝하여 복합 베이스 밴드신호를 발생하는 튜너수단;

   일정 주파수를 가진 샘플링신호를 발생하는 수정발진수단;

   상기 샘플링 신호에 응답하여 상기 복합 베이스 밴드신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환수단;

   기설정된 보간계수에 응답하여 상기 디지털신호를 보간하여 동기 샘플값을 발생하기 위한 인터폴레이터;

   상기 보간된 동기 샘플값을 제공받아 신호성분의 제곱 평균값과 잡음성분의 제공평균값과의 비가 최대가 되는 타이밍 보정된 신호를 발생하기 위한 정합필터;

   상기 타이밍 보정된 신호의 에러성분을 검출하기 위한 타이밍 에러제어기;

   상기 에러성분에 응답하여 상기 인터폴레이터의 보간계수를 제어하기 위한 수치제어 발진기를 구비한 것을 특징으로 하는 비동기식 타이밍 복원회로를 갖는 디지털 텔레비젼신호 수신장치.