KR20000045637A

KR20000045637A - 고화질 텔레비전의 디지털 복조기

Info

Publication number: KR20000045637A
Application number: KR1019980062204A
Authority: KR
Inventors: 박성규
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2000-07-25

Abstract

본 발명은 하나의 복조기를 이용하여 벡터 변조(Vector Modulation) 방법을 이용한 직각 진폭 변조(QAM)신호와 스칼라 변조(Scalar Modulation) 방법을 이용한 잔류측대역(VSB)신호의 복조가 모두 가능토록 한 고화질 텔레비전의 디지털 복조기에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 마이컴에서 튜닝하여 얻어지는 중간주파수를 검색하여 수신신호가 QAM신호인지, 아니면 VSB신호인지를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 I신호 또는 Q신호를 선택적으로 복원토록 하는 제어신호를 발생한다. 그 발생된 스위칭 제어신호에 따라 다수개의 스위치는 I신호 또는 Q신호를 선택적으로 스위칭하고, 그 스위칭이 이루어진 신호만 복조를 함으로써, 하나의 복조기를 이용하여 QAM신호와 VSB신호의 복조가 가능하다.

Description

고화질 텔레비전의 디지털 복조기

본 발명은 고화질 텔레비전(HDTV)의 디지털 복조기에 관한 것으로, 특히 하나의 복조기를 이용하여 벡터 변조(Vector Modulation) 방법을 사용한 직각 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation : 이하, "QAM"이라 약칭함)신호와 스칼라 변조(Scalar Modulation) 방법을 사용한 잔류측대역(Vestigial SideBand : 이하, "VSB"라 약칭함)신호의 복조가 모두 가능토록 한 고화질 텔레비전의 디지털 복조기에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 고화질 텔레비전에 있어서, 케이블 방송은 QAM신호를 사용하고, Terrestrial은 8VSB신호를 사용한다.

상기에서, QAM은 주파수가 같고 위상이 서로 90°차이나는 두 개의 반송파를 유한개의 값을 가질 수 있는 두 개의 이산 신호로 각각 진폭 변조한 후 이를 더하는 디지털 변조 방식을 말하며, VSB는 변조 신호로 반송파를 진폭 변조한 다음 한쪽 측대역 신호를 크게 감쇠 시키고 반송파 주위의 일부분만 남겨 놓는 변조 방식을 말한다.

여기서 QAM신호는 벡터 변조이므로 스칼라 변조인 VSB 신호의 처리보다 조금더 복잡하며, 기저대역 신호(I, Q신호)중 Q신호를 처리하여 복조 하는 반면, VSB신호는 복조가 상대적으로 간단하며 I신호를 처리하여 복조를 한다.

따라서 두 개의 변조 신호는 그 변조 특성이 서로 달라 각각의 특성에 맞는 복조기(QAM 복조기, VSB 복조기)를 개별적으로 사용하여 해당 신호를 복조 한다.

즉, 종래에는 상기 두 개의 변조 신호를 모두 수신하기 위해서는 QAM복조기와 VSB복조기를 모두 구비해야만 두 개의 신호 복조가 가능하므로, 소비자 부담을 가중시키며, 또한 하드웨어의 구성도 매우 복잡한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 변조 방식이 다른 두 개의 신호 복조시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 하나의 복조기를 이용하여 벡터 변조(Vector Modulation) 방법을 사용한 직각 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation : 이하, "QAM"이라 약칭함)신호와 스칼라 변조(Scalar Modulation) 방법을 사용한 잔류측대역(Vestigial SideBand : 이하, "VSB"라 약칭함)신호의 복조가 모두 가능토록 한 고화질 텔레비전의 디지털 복조기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

지상파 방송을 수신하기 위한 안테나 또는 케이블을 통해 수신된 신호로부터 중간주파수를 검출하는 튜너와; 상기 중간주파수를 소정 레벨로 증폭하는 중간주파 증폭기와; 상기 중간주파 증폭기에서 얻어지는 신호를 발진기에서 생성된 발진 주파수와 혼합하여 두 개의 기저 대역(base band)신호로 변환하는 기저대역신호 복조기와; 상기 복조한 두 개의 아날로그 기저대역 신호의 고주파 성분을 제거하는 제1 및 제2 저역필터와; 제1 및 제2 저역필터에서 각각 출력되는 아날로그 신호를 샘플링 주파수에 따라 샘플링하고 그 샘플링된 신호를 양자화 하여 디지털 I, Q신호로 출력하는 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기와; 상기 중간주파수를 검색하여 수신 신호의 변조 방식을 판별하고, 그 판별한 변조 방식에 대응하여 수신 신호의 복조가 이루어지도록 스위칭 제어신호를 발생하는 마이컴과; 제1아날로그/디지털 변환기의 출력으로부터 수신신호의 세기를 검출하고 그 검출한 수신 신호의 레벨에 따라 증폭이득 제어신호를 발생하는 자동이득 제어기와; 상기 스위칭 제어신호에 따라 제1아날로그/디지털 변환기에서 출력되는 I신호의 경로를 제어하는 제1스위치와; 제1스위치를 통해 전달되는 I신호의 주파수 및 위상을 보정 하는 디지털 주파수-위상 고정루프부와; 제1스위치를 통한 신호 또는 디지털 주파수-위상 고정루프부를 통한 신호중 하나를 스위칭 하여 출력하는 제2스위치와; 제2 스위치 및 제2아날로그/디지털 변환기에서 각각 출력되는 디지털 I, Q신호를 적정한 레벨로 조절하는 제1 및 제2 매칭 필터와; 제1매칭 필터를 통한 I신호로부터 심볼 타이밍을 복원하는 심볼 타이밍 복원기와; 제1매칭 필터를 통한 I신호로부터 세그먼트 동기 및 필드 동기를 검출하는 VSB동기 검출기와; 스위칭 제어신호에 따라 제2매칭 필터의 출력 경로를 설정해주는 제3스위치와; 제1매칭 필터 및 제3스위치를 각각 통해 출력되는 기저대역 I, Q신호를 발진주파수와 선택적으로 곱셈하는 복소 승산부와; 복소 승산부에서 출력되는 I신호를 힐버트 필터링 하는 힐버트 필터와; 마이컴의 스위칭 제어신호에 따라 복소 승산부에서 출력되는 Q 신호 또는 힐버트 필터에서 출력되는 신호를 스위칭 하여 출력하는 제4스위치와; 복소 승산부에서 출력되는 I신호 및 제4스위치에서 출력되는 Q신호에서 반송파를 복원하는 반송파 복원부와; 스위칭 제어신호에 따라 반송파 복원부에서 출력되는 Q반송파 신호의 출력을 제어하는 제5스위치로 구성됨을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 의한 고화질 텔레비전의 디지털 복조기 구성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

103 : 튜너 104 : 중간주파 증폭기

106 : 기저대역신호 복조기

109,110 : 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기

117 : 마이컴

112, 114, 121, 124, 126, 127 : 제1, 2, 3, 4, 5, 6 스위치

122 : 복소 승산부 125 : 반송파 복원부

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도1은 본 발명에 의한 고화질 텔레비전의 디지털 복조기 구성도이다.

여기서, 참조부호 103은 지상파 방송을 수신하기 위한 안테나(101) 또는 케이블 방송을 수신하기 위한 케이블(102)을 통해 수신된 신호로부터 중간주파수를 검출하는 튜너이고, 104는 상기 튜너(103)로부터 얻어지는 중간주파수를 소정 레벨로 증폭하는 중간주파 증폭기이며, 106은 상기 중간주파 증폭기(104)에서 얻어지는 신호를 발진기(105)에서 생성된 발진 주파수 또는 상기 발진 주파수의 위상이 90°천이된 주파수와 각각 혼합하여 두 개의 기저 대역(base band)신호로 변환하는 기저대역신호 복조기이다.

또한 참조부호 107,108은 상기 기저대역신호 복조기(106)에서 복조된 두 개의 아날로그 기저대역 신호의 고주파 성분을 제거하는 제1 및 제2 저역 필터이고, 109,110은 상기 제1 및 제2 저역 필터(107)(108)에서 각각 출력되는 아날로그 신호를 샘플링 주파수에 따라 샘플링하고 그 샘플링된 신호를 양자화 하여 디지털 I, Q신호로 출력하는 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기이며, 117은 상기 튜너(103)로부터 얻어지는 중간주파수를 검색하여 수신 신호의 변조 방식을 판별하고, 그 판별한 변조 방식에 대응하여 수신 신호의 복조가 이루어지도록 스위칭 제어신호를 발생하는 마이컴이다.

또한, 참조부호 111은 상기 제1아날로그/디지털 변환기(109)의 출력으로부터 수신신호의 세기를 검출하고 그 검출한 수신 신호의 레벨에 따라 증폭이득 제어신호를 발생하여 상기 중간주파 증폭기(104)에 전달해주는 자동이득 제어기이고, 112는 상기 마이컴(117)에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 상기 제1아날로그/디지털 변환기(109)에서 출력되는 I신호의 경로를 제어하는 제1스위치이고, 113은 상기 제1스위치(112)를 통해 전달되는 I신호의 주파수 및 위상을 보정 하는 디지털 주파수-위상 고정루프부이며, 114는 상기 마이컴(117)의 제어에 따라 상기 제1스위치(112)를 통한 신호 또는 상기 디지털 주파수-위상 고정루프부(113)를 통한 신호중 하나를 스위칭 하여 출력하는 제2스위치이다.

또한, 참조부호 115, 116은 상기 제2 스위치(114) 및 상기 제2아날로그/디지털 변환기(116)에서 각각 출력되는 디지털 I, Q신호를 적정한 레벨로 조절하는 제1 및 제2 매칭 필터이고, 118은 상기 제1매칭 필터(115)를 통한 I신호로부터 심볼 타이밍을 복원하여 샘플링 주파수로 상기 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기(109)(110)에 전달해주는 심볼 타이밍 복원기이며, 119는 상기 제1매칭 필터(115)를 통한 I신호로부터 동기신호를 검출하는 동기 검출기이고, 120은 상기 제1매칭 필터(115)를 통한 I신호로부터 세그먼트 동기 및 필드 동기를 검출하는 VSB동기 검출기이다.

또한, 참조부호 121은 상기 마이컴(117)의 스위칭 제어신호에 따라 상기 제2매칭 필터(116)의 출력 경로를 설정해주는 제3스위치이고, 122는 상기 제1매칭 필터(115) 및 제3스위치(121)를 각각 통해 출력되는 기저대역 I, Q신호를 발진주파수와 선택적으로 곱셈하는 복소 승산부이며, 123은 상기 복소 승산부(122)에서 출력되는 I신호를 힐버트 필터링 하는 힐버트 필터이고, 124는 상기 마이컴(117)의 스위칭 제어신호에 따라 상기 복소 승산부(122)에서 출력되는 Q신호 또는 상기 힐버트 필터(123)에서 출력되는 I신호를 스위칭 하여 출력하는 제4스위치이다.

또한, 참조부호 125는 상기 복소 승산부(122)에서 출력되는 I신호 및 상기 제4스위치(124)에서 출력되는 Q신호에서 반송파를 복원하는 반송파 복원부이고, 126은 상기 마이컴(117)의 스위칭 제어신호에 따라 상기 반송파 복원부(125)에서 출력되는 Q반송파 신호의 출력을 제어하는 제5스위치이며, 127은 상기 마이컴(117)의 제어에 따라 상기 동기검출기(119) 및 VSB 동기 검출기(120)의 출력중 하나를 선택하여 출력하는 제6스위치이다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 디지털 복조기는, 먼저 튜너(103)에서 안테나(101)로 수신된 지상파 방송신호 또는 케이블(102)을 통해 전송되는 케이블 방송 신호중 하나를 튜닝하고 중간주파수를 검출하여 출력한다. 그러면 중간주파 증폭기(104)는 자동이득 제어기(111)에서 출력되는 이득 제어신호에 따라 상기 튜너(103)에서 출력되는 중간주파수의 이득을 달리하여 증폭한다. 이와 같이 증폭된 중간주파 신호는 기저대역신호 복조기(106)에 전달된다.

상기 기저대역신호 복조기(106)는 제2혼합기(106a)로 상기 중간주파 증폭기(104)에서 출력되는 중간주파수와 발진기(105)에서 출력되는 발진 주파수를 혼합하여 아날로그 Q신호를 복조 하게 되고, 제1혼합기(106c)로 상기 중간주파수와 위상 천이기(106b)를 통해 위상이 90°천이된 발진 주파수를 혼합하여 아날로그 I신호를 복조 하게 된다. 이렇게 복조된 아날로그 I, Q 신호는 제1 및 제2 저역 필터(107)(108)에서 각각 10.76Mhz대역으로 저역필터링되어 고주파 성분이 제거되고, 저역 필터링된 아날로그 I, Q신호는 각각 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기(109)(110)에 전달된다.

상기 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기(109)(110)는 심볼 타이밍 복원기(118)에서 얻어지는 21.52Mhz의 샘플링 주파수로 입력되는 아날로그 I, Q신호를 샘플링하고, 그 샘플링된 신호를 양자화 하여 디지털 I, Q신호를 출력하게 된다. 그리고 자동이득 제어기(111)는 상기 제1아날로그/디지털 변환기(109)에서 출력되는 디지털 I신호의 세기를 검출하고 그 검출한 수신신호 세기에 따라 증폭 이득을 제어하기 위한 이득 제어신호를 발생하여 상기 중간주파 증폭기(104)에 전달해준다.

한편, 마이컴(117)은 상기 튜너(103)로부터 출력되는 중간주파수를 검색하여 지상파 방송신호가 수신되는지, 아니면 케이블 방송신호가 수신되는지를 판별한다. 그리고 그 판별 결과에 따라 스위칭 제어신호, 즉, 수신된 신호가 QAM신호이면 Q신호를 복조 하도록 스위칭 제어신호를 발생하며, 이와는 달리 수신되는 신호가 VSB신호이면 I신호를 복조 하도록 스위칭 제어신호를 발생한다. 여기서 본 발명의 다른 실시예로, 상기 튜너(103)로부터 출력되는 중간주파수를 검색하지 않고, 사용자의 키 패널 조작 또는 리모컨의 조작에 의해 QAM, VSB 수신 모드를 선택할 수 있으며, 이때 해당 모드 선택신호는 마이컴(117)에 전달된다.

아울러 제1스위치(112)는 마이컴(117)의 스위칭 제어신호에 따라 VSB수신모드일 경우에만 제1아날로그/디지털 변환기(109)에서 출력되는 I신호를 스위칭 하여 후단에 전달해주게 되고, 제1 및 제2 매칭 필터(115)(116)는 각각 입력되는 기저대역 신호를 적절한 레벨로 조절하여 출력한다.

한편, 심볼 타이밍 복원기(118)는 상기 제1매칭 필터(115)에서 출력되는 I신호로부터 심볼 타이밍을 복원하여 상기 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기(109)(110)에 샘플링 주파수로 전달해주며, VSB동기 검출기(120)는 제1매칭 필터(115)로부터 출력되는 I신호로부터 세그먼트 동기 및 필드 동기 신호를 검출하여 출력한다.

그리고 제3스위치(121)는 상기 마이컴(117)에서 출력되는 스위칭 제어신호, 즉 수신 모드가 QAM신호일 경우 발생되는 스위칭 제어신호에 따라 상기 제2매칭 필터(116)에서 출력되는 신호를 스위칭 하여 후단의 복소 승산부(122)에 전달해주게 되며, 상기 복소 승산부(122)는 입력되는 I, Q신호와 발진 주파수를 선택적으로 곱셈하여 I, Q 신호를 출력한다. 아울러 힐버트 필터(123)는 상기 복소 승산부(122)에서 출력되는 신호중 I신호를 힐버트 필터링 하게 되고, 제4스위치(124)는 상기 마이컴(117)에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 상기 복소 승산부(122)에서 출력되는 Q신호 또는 상기 힐버트 필터(123)에서 출력되는 힐버트 필터링된 I신호중 하나를 스위칭 하여 출력한다.

한편, 반송파 복원부(125)는 상기 복소 승산부(122)에서 얻어지는 I신호, 또는 제4스위치(124)를 통해 출력되는 Q신호 또는 힐버트 필터링된 I신호로부터 반송파 복원 알고리즘을 이용하여 반송파를 복원하게 된다.

이렇게 반송파가 복원된 I신호는 후단으로 바로 출력되고, Q신호는 방송신호 수신모드에 따라 제5스위치(126)에 스위칭 동작에 의해 후단으로 출력되거나, 그렇지 않고 접지로 그대로 바이패스 된다.

즉, 본 발명은 마이컴에서 튜닝하여 얻어지는 중간주파수를 검색하여 수신신호가 QAM신호인지, 아니면 VSB신호인지를 판별하고, 그 판별 결과에 따라 I신호 또는 Q신호를 선택적으로 복원토록 하는 제어신호를 발생함으로써, 하나의 복조기를 이용하여 QAM신호 및 VSB신호의 선택적인 복조가 가능하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 하나의 디지털 복조기를 이용하여 QAM신호와 VSB신호의 복조가 모두 가능하므로, 기존과 같이 두 개의 수신기를 구비해야하는 데 따르는 사용자의 부담을 저감시킬 수 있으며, 또한 두 가지 신호를 모두 복조할 수 있는 QAM/VSB 겸용 복조기를 하나의 시스템으로 구현할 수 있어 하드웨어의 구성도 간략화 시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

지상파 방송 및 케이블 방송을 복조하기 위한 디지털 복조기에 있어서,

상기 지상파 방송을 수신하기 위한 안테나 또는 케이블 방송을 수신하기 위한 케이블을 통해 수신된 신호로부터 중간주파수를 검출하는 튜너와; 상기 중간주파수를 증폭하는 중간주파 증폭기를 통한 신호와 발진기에서 생성된 발진 주파수 또는 상기 발진 주파수의 위상이 90°천이된 주파수와 각각 혼합하여 두 개의 기저 대역(base band)신호로 변환하는 기저대역신호 복조기와; 상기 기저대역신호 복조기에서 복조된 아날로그 기저대역 신호의 고주파 성분을 제거하는 제1 및 제2 저역 필터를 통한 아날로그 신호를 디지털 I, Q신호로 변환하는 제1 및 제2 아날로그/디지털 변환기와; 상기 튜너로부터 얻어지는 중간주파수를 검색하여 수신 신호의 변조 방식을 판별하고, 그 판별한 변조 방식에 대응하여 수신 신호의 복조가 이루어지도록 스위칭 제어신호를 발생하는 마이컴과; 상기 마이컴에서 출력되는 스위칭 제어신호에 따라 상기 제1아날로그/디지털 변환기에서 출력되는 I신호의 경로를 제어하는 제1스위치와; 상기 제1스위치를 통해 전달되는 I신호의 주파수 및 위상을 보정 하는 디지털 주파수-위상 고정루프부와; 상기 마이컴의 제어에 따라 상기 제1스위치를 통한 신호 또는 상기 디지털 주파수-위상 고정루프부를 통한 신호중 하나를 스위칭 하여 출력하는 제2스위치와; 상기 제2스위치 및 상기 제2아날로그/디지털 변환기에서 각각 출력되는 디지털 I, Q신호를 적정한 레벨로 조절하는 제1 및 제2 매칭 필터와; 상기 제1매칭 필터를 통한 I신호로부터 세그먼트 동기 및 필드 동기를 검출하는 VSB동기 검출기와; 상기 마이컴의 스위칭 제어신호에 따라 상기 제2매칭 필터의 출력 경로를 설정해주는 제3스위치와; 상기 제1매칭 필터 및 제3스위치를 각각 통해 출력되는 기저대역 I, Q신호를 발진주파수와 선택적으로 곱셈하는 복소 승산부와; 상기 복소 승산부에서 출력되는 I신호를 힐버트 필터링 하는 힐버트 필터와; 상기 마이컴의 스위칭 제어신호에 따라 상기 복소 승산부에서 출력되는 Q신호 또는 상기 힐버트 필터에서 출력되는 I신호를 스위칭 하여 출력하는 제4스위치와; 상기 복소 승산부에서 출력되는 I신호 및 상기 제4스위치에서 출력되는 Q신호에서 반송파를 복원하는 반송파 복원부와; 상기 마이컴의 스위칭 제어신호에 따라 상기 반송파 복원부에서 출력되는 Q반송파 신호의 출력을 제어하는 제5스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고화질 텔레비전의 디지털 복조기.