KR20010013758A - 비디오 기록/재생장치 - Google Patents

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KR20010013758A
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우이텐보가아르트테우니스에이치.
보에케스타인페터
반데르뷰스트헨드리쿠스엠.
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

비디오 기록/재생장치는, 안테나 입력단자(1)와, 안테나 출력단자(2)와, 안테나 입력단자에 접속된 입력 및 안테나 출력단자에 접속된 출력을 갖는 스플리터 회로(6)와, 안테나 입력단자에 접속된 입력과 기록/재생부에 접속된 출력을 갖는 튜너 회로(튜너)를 구비한다. 기록/재생부의 출력에 접속된 입력과 안테나 출력단자(2)에 접속된 출력을 갖는 변조부가 존재한다. 또한, 적어도 스플리터 회로(6)에 대한 공급 전압을 발생하는 공급전압 발생수단(38)이 존재한다. 본 발명에 따르면, 안테나 입력단자(1)에 접속된 제 1 단자와 안테나 출력단자(2)에 접속된 제 2 단자를 갖는 스위칭 수단(4, 8)이 존재한다. 스위칭 수단은, 공급전압 발생수단(38)이 오프 상태로 전환되는 것에 응답하여 2개의 단자 사이에 내부 접속을 수행하며 공급전압 발생수단이 온 상태로 전환되는 것에 응답하여 그것의 2개의 단자 사이에 개방 접속을 수행한다. 스위칭 수단은, 제 1 및 제 2 단자에 각각 접속된 제 1 및 제 2 주 전극을 갖는 FET(4)를 구비한다.

Description

비디오 기록/재생장치{VIDEO RECORDER/REPRODUCER APPARATUS}
본 발명은,
- 안테나 입력단자와,
- 안테나 출력단자와,
- 안테나 입력단자에 접속된 입력과 안테나 출력단자에 접속된 출력을 갖는 스플리터 회로와,
- 안테나 입력단자에 접속된 입력과, 출력을 갖는 튜너 회로와,
- 튜너 회로의 출력에 접속된 입력과, 출력을 갖는 기록/재생부와,
- 기록/재생부의 출력에 접속된 입력과 안테나 출력단자에 접속된 출력을 갖는 변조부와,
- 적어도 스플리터 회로에 대해 공급 전압을 발생하는 공급전압 발생수단을 구비한 비디오 기록/재생장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 장치에서 사용되는 스위칭 수단에 관한 것이다.
USP 3,824,335에는, 수동 스플리터 회로를 구비한 비디오 기록/재생장치에 대해 개시되어 있다. 그러나, 현재의 비디오 기록/재생장치는, 스플리터 회로가 일반적으로 증폭기능을 갖기 때문에, 공급 전압을 필요로 하는 능동 스플리터 회로를 사용한다.
종래의 비디오 기록/재생(VCR)장치의 개략적인 블록도를 도 1에 나타내었다. 단자 1은 안테나 입력단자이며, 단자 2는 TV 장치에 접속하기 위한 안테나 출력단자이다. VCR 장치가 사용되지 않는 경우에는("대기 상태"), TV 수상기 내부에서 TV 신호의 수신을 할 수 있도록 하기 위해 적어도 광대역 스플리터 증폭기가 항상 온(on) 상태로 전환되어야만 한다. VCR 장치의 공급 전압을 오프(off) 상태로 전환할 수 있다면, 대기 상태에서 전력 소모를 줄일 수 있지만, TV 수상기에서 TV 신호를 수신할 수 있도록 하기 위해서는 특별한 조치를 취해야 한다.
결국, 본 발명의 목적은, 비교적 낮은 전력 소모를 가지면서도, 스플리터 회로에 대한 공급 전압이 오프 상태로 전환되더라도, 안테나 출력단자에 안테나 신호를 공급할 수 있는 비디오 기록/재생장치를 제공함에 있다.
서두에 정의된 장치는, 상기 비디오 기록장치가,
- 상기 안테나 입력단자에 접속된 제 1 단자와 상기 안테나 출력단자에 접속된 제 2 단자를 갖고, 상기 공급전압 발생수단이 오프 상태로 전환되는 것에 응답하여 그것의 2개의 단자 사이에 내부 접속을 수행하며 공급전압 발생수단이 온 상태로 전환되는 것에 응답하여 그것의 2개의 단자 사이에 개방 접속을 수행하도록 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 단자에 접속된 주 전극을 갖는 단일의 FET(4)를 구비한 스위칭 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 착상에 근거를 두고 있다. FET(field effect transistor), 특히 공핍형 실리콘 MOSFET 또는 MESFET가 그것의 선형 영역에서 사용되는 경우에, 이와 같은 FET는 가변 저항으로 사용될 수 있다. 이때, 저항값은 게이트와 소스 사이의 바이어스 전압과 이 FET의 핀치오프 전압(pinch-off voltage)에 의존한다. 이러한 바이어스 전압이 핀치오프 전압보다 낮으면, FET의 저항값은 무한대의 값을 갖는다. 이 바이어스 전압이 핀치오프 전압보다 낮으면, FET의 저항값이 낮아진다. 이로 인해, FET는 스위치로서 사용될 수 있다. 낮은 게이트-소스 전압에서는 FET가 오프 상태로 전환되고, 높은 게이트-소스 전압에서는 FET가 온 상태로 전환된다. FET가 비교적 낮은 정전용량과 함께 사용되는 경우에, 이 FET는 RF(Radio Frequency) 스위치로서 사용가능하다. 이러한 RF 스위치를 사용하여, RF 신호가 오프 상태와 온 상태로 전환될 수 있다. 새롭게 개발된 BF1107은 RF 신호를 스위칭하도록 구성된 3단자(triode) MOSFET이다. 드레인-소스 전압이 0V로 설정되면, 이 MOSFET는 그것의 선형 영역에서 바이어스가 걸린다. 이와 같은 MOSFET는 대략 -3V의 핀치오프 전압을 갖는다. 따라서, 이와 같은 MOSFET는 게이트-소스 전압이 0V인 경우에 온 상태로 전환된다. 0V의 드레인-소스 전압과 함께, 이것은 모든 바이어스 전압이 0V인 경우에 MOSFET가 온 상태로 전환된다는 것을 의미한다. 게이트-소스 전압이 -3V보다 낮은 값으로 설정되면, 이 MOSFET는 오프 상태로 전환된다.
본 발명의 상기한 발명내용과 또 다른 발명내용은 다음의 첨부도면에 대한 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다. 도면에서,
도 1은 종래의 비디오 기록/재생장치를 나타낸 것이고,
도 2는 FET를 구비한 본 발명에 따른 장치를 나타낸 것이며,
도 3은 스위칭 회로의 거동을 측정하는 테스트 회로를 나타낸 것이고,
도 4는 테스트 결과를 나타낸 것이며,
도 5는 스위칭 회로의 변형예에 대한 회로도이고,
도 6은 스위칭 또 다른 실시예를 나타낸 것이며,
도 7은 스위칭 회로의 개량된 회로를 나타낸 것이다.
도 2는, 안테나 단자 1 및 2 사이에 FET(4)의 형태를 갖는 스위치를 구비한 본 발명에 따른 VCR의 개략적인 실시예를 나타낸 것이다. 전력 소모를 줄이기 위해, VCR 공급 전압이 오프 상태로 전환되는 경우에 스위치는 도전 상태에 있어야 하며, VCR 공급 전압이 온 상태로 전환되는 경우에 비도전 상태에 있어야 한다.
이와 같은 스위칭 소자로서는 MOSFET 또는 MESFET이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 공핍형 실리콘 MOSFET의 형태를 갖는 스위치가 선택된다. 이와 같은 MOSFET는, MOSFET에서의 모든 공급 전압이 0인 경우에 온 상태로 전환된다. 이 MOSFET는, 게이트-소스 전압이 MOSFET의 핀치오프 전압보다 더 음의 값에 해당하는 음의 값을 갖는 경우에 오프 상태로 전환된다.
VCR 장치의 공급 전압이 온 상태로 전환될 때, MOSFET 스위치가 오프 상태로 전환되어야만 한다. 도 2의 장치에 대한 또 다른 실시예에 있어서, 이것은, MOSFET(4)의 드레인 또는 소스를 저항 R3를 통해 공급 전압에 접속하고, 게이트를 접지에 접속하며, MOSFET(4)와 단자 1 또는 2 중에서 한 개의 사이에 커패시터 C1을 추가하거나, MOSFET와 양 단자 사이에 커패시터를 추가함으로써 달성될 수 있다.
공급 전압 = 0일 때, MOSFET의 드레인, 소스 및 게이트 전압이 0이다. 이와 같은 상태에서는, 안테나 신호가 MOSFET 스위치를 거쳐 TV 수산기로 흐른다. (일례로서) 공급 전압 = 5V일 때, MOSFET의 드레인 및 소스 전압은 5V이다. 커패시터 C1은 드레인 및 소스 전압이 동일한 값을 갖도록 한다. 게이트 전압은 0이며(게이트는 접지된다), 안테나 신호는 보통 VCR을 통해 흐른다. 이때, 이와 같은 회로 구조에서, MOSFET는 양방향 스위치로서 작용한다는 점에 주목하기 바란다.
이와 같은 응용분야에서 특히 유용한 새롭게 개발된 공핍형 실리콘 MOSFET는 BF1107 MOSFET이다. 이 MOSFET는 GaAs MESFET에 비해 더 값이 저렴하다는 특별한 이점을 갖는다. 더구나, 이 MOSFET의 이점은 낮은 손실을 갖는다는 점이다. 손실은 대부분 TV 수상기의 스크린 상에서 볼 수 있는 노이즈의 증가를 좌우하기 때문에, MOSFET의 '온' 상태에서는, 이 손실이 낮아야만 한다. '오프' 상태에서는, 변조기로부터 발생된 발진기 신호가 안테나 입력에서 매우 작은 값으로 유지되어야 하기 때문에, 아이솔레이션(isolation)이 높은 값을 가져야 한다. 수동 루프에 대한 스위치로서 BF1107을 적용하는 주된 이점은, 이 MOSFET가 어떠한 전류도 사용하지 않는다는 것이다. 온 상태에서도 오프 상태에서도 전류를 사용하지 않는다. 스위칭은 전압만을 사용하여 수행된다.
RF 스위치(4) BF1107의 성능을 도 3에 도시된 것과 같은 회로 내부에서 측정하였다. 이 회로에서, 주파수의 함수로써의 아이솔레이션과 손실을 측정하였다. 스위치가 오프 상태로 전환될 때 스위치(4)의 아이솔레이션 특성을 측정하기 위해서는, 본 회로에 있어서는 5 볼트인 전압 Vs를 도 3에 도시된 회로 내부의 단자(10)에 인가하여야 한다. 스위치가 도전 상태에 있을 때, 스위치의 특성을 측정하기 위해서는, 0 볼트와 동일한 전압이 단자(10)로 인가되어야 한다. 또한, 스위치(4)의 게이트를 일정 전위점(12)(접지)에 접속한다. 이들 측정 결과를 도 4에 나타내었는데, 이때 손실을 도 4의 그래프의 좌측을 따라 나타내고, 아이솔레이션을 그래프의 우측을 따라 도시하였다. 도 4의 그래프에 있어서 곡선 22는 손실의 거동을 나타내는 한편, 곡선 20은 주파수의 함수로서의 아이솔레이션을 나타낸다.
상기한 테스트 회로 내부의 아이솔레이션(MOSFET는 오프 상태로 전환된다)은, 공통 게이트 구조에서의 MOSFET의 피드백과 드레인 및 소스 사이에 있는 테스트 회로의 기생 용량을 더한 값에 의해 주로 결정된다. 이와 같은 기생 용량은 매우 작은 값을 가져야만 한다. 이 테스트 회로에서의 손실(MOSFET는 온 상태로 전환된다)은 저주파수에서는 MOSFET의 RDSon에 의해 결정되고, 고주파수에서는 RDSon과 MOSFET의 드레인-게이트 및 소스-게이트 용량에 의해 결정된다. 이때, 회로의 기생 용량은 MOSFET의 정전 용량보다 훨씬 낮은 값으로 유지되어야 한다.
도 2에서는, VCR 장치에의 스위치의 응용 회로에 대한 원리만을 제시하였다. VCR 내부의 스위칭 회로의 실제 실시예에 있어서는, 광대역 스플리터 증폭기의 입력 및 출력이 스위칭 회로의 입력 및 출력에 접속된다. 전술한 것과 같이, 스위치의 '온' 상태에서의 손실은 스위치의 입력 및 출력에 있는 정전 용량에 의해 결정된다. 도 2의 회로에 있어서 MOSFET이 온 상태로 전환되면, 광대역 스플리터 증폭기가 여전히 RF 스위치에 접속된다. 이것은 더 높은 손실을 일으킨다. 따라서, 손실에 대한 증폭기의 존재가 미치는 영향을 줄이기 위한 특별한 조치가 필요하다. 이론적으로, 이것은 스위치로부터 증폭기의 입력 뿐만 아니라 출력을 단절시킴으로써 구현될 수 있다. 실용적으로, 이와 같은 단절은 다이오드의 형태를 갖는 스위치를 사용하여 수행될 수 있다. 이 회로의 원리는 도 5에 도시된 것과 같다. 도 5에는, 스위치로서의 기능을 수행하며 스위칭 회로(8)와 스플리터 회로(6) 사이에 접속된 추가적인 다이오드 30 및 32가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 2개의 다이오드는, 스위칭 회로(8)가 온 상태에 있는 경우에 낮은 저항값을 가져야 하며, 스위칭 회로(8)의 온 및 오프 위치에서 낮은 정전용량을 가져야만 한다. 이것은 다이오드 30 및 32를 사용하여 구현될 수 있다. 다이오드 30 및 32를 정확히 선택하면, 다이오드가 순방향으로 바이오스가 걸린 경우에 저항값이 낮아지며, 다이오드의 바이어스 전압이 0V인 경우에 정전용량이 낮아진다. 적용가능한 다이오드로는 대역스위칭(bandswitching) 다이오드(예를 들면, BA792 또는 BA277)를 들 수 있다. 대역폭 스플리터 회로(6)의 2개의 증폭단 34 및 36이 다이오드 스위치 30 및 32를 통해 각각 접속되면, 공급 전압 Vs가 0V일 때 스플리터 회로(6)가 스위칭 회로(8)로부터 "단절"되고, 공급 전압 Vs가 5V일 때 스플리터 회로가 "접속"된다.
상기한 BF1107 스위치(7)는 RF 스위치로서 적용하기 위해 특별히 개발된 3단자 MOSFET이다. 스위치의 온 상태 뿐만 아니라 오프 상태에서, 어떠한 DC 전류도 MOSFET를 통해 흐르지 않는다. VCR 장치에 대한 스위칭 회로(8) 내부의 FET의 적용에 대한 요구조건은 다음과 같다:
손실: 일반적으로 2dB, 최대 4dB.
아이솔레이션: ＞30dB.
이것은 도 6에 도시된 회로 내부의 BF1107을 사용하여 달성될 수 있다. 도 6에 도시된 스위칭 회로는, 단자 Vs와 "접지" 사이에 삽입된 감결합 커패시터(decoupling capacitor) C3를 더 구비한다. 이와 같은 스위칭 회로에 전압이 인가되면, VCR의 공급 전압은 VCR의 "대기 상태" 상태에서 오프 상태로 전환될 수 있다. 이에 따라, TN 수상기에 대한 RF 신호 경로는, 스위치를 거치며, (전력을 소모하는) 대역폭 스플리터 증폭기를 거치지 않게 된다. 본 발명에 따른 스위칭 회로는, 종래의 스위칭 회로에 비해, 더 적은 부품을 필요로 하여 비교적 값이 저렴하다는 이점을 갖는다.
도 7은 도 6에 도시된 회로에 대한 개량된 회로를 나타낸 것이다. 다이오드 D1이 MOSFET(4)의 게이트와 일정 전위점(접지) 사이에 접속되고, 더구나, 저항 Rd가 MOSFET(4)의 게이트와 전력 공급 단자 Vs사이에 접속된다. 도 7에 도시된 회로는, MOSFET의 도전 모드에서의 손실이 줄어든다는 향상된 특성을 나타낸다.
비록, 본 발명을 그것의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 자명하다. 따라서, 청구범위에 기재된 것과 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
더구나, 본 발명은 이러한 모든 특징부 및 이들 특징부의 조합을 포괄한다.

Claims (10)

  1. - 안테나 입력단자와,
    - 안테나 출력단자와,
    - 안테나 입력단자에 접속된 입력과 안테나 출력단자에 접속된 출력을 갖는 스플리터 회로와,
    - 안테나 입력단자에 접속된 입력과, 출력을 갖는 튜너 회로와,
    - 튜너 회로의 출력에 접속된 입력과, 출력을 갖는 기록/재생부와,
    - 기록/재생부의 출력에 접속된 입력과 안테나 출력단자에 접속된 출력을 갖는 변조부와,
    - 적어도 스플리터 회로에 대해 공급 전압을 발생하는 공급전압 발생수단을 구비한 비디오 기록/재생장치에 있어서,
    상기 비디오 기록장치가,
    - 상기 안테나 입력단자에 접속된 제 1 단자와 상기 안테나 출력단자에 접속된 제 2 단자를 갖고, 상기 공급전압 발생수단이 오프 상태로 전환되는 것에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 단자 사이에 내부 접속을 수행하며 공급전압 발생수단이 온 상태로 전환되는 것에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 단자 사이에 개방 접속을 수행하도록 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 단자에 접속된 주 전극을 갖는 단일의 FET(4)를 구비한 스위칭 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 FET는, 그것의 제어 전극(게이트)이 공급 전압이 아닌, 일정 전위점(접지)에 접속된 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은, 상기 공급 전압(Vs)을 수신하는 점과 FET의 주 전극 사이에 접속된 임피던스(R3)를 구비한 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 임피던스는, 상기 공급 전압을 수신하는 상기 점과 FET의 상기 주 전극들 중 한 개의 주 전극 사이에 접속된 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은, 상기 공급 전압을 수신하는 상기 점과 상기 일정 전위점 사이에 접속된 커패시터(C3)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  6. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 커패시터(C2)가 FET의 상기 주 전극들 중 한 개의 주 전극과 상기 스위칭 수단의 제 1 단자 사이에 접속되고, 제 3 커패시터(C1)가 FET의 상기 주 전극들 중 다른 전극과 상기 스위칭 수단의 제 2 단자 사이에 접속된 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 전극과 상기 일정 전위점 사이에 다이오드(D1)가 접속된 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어 전극과 공급 전압을 수신하는 상기 점 사이에 또 다른 임피던스(Rd)가 접속된 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  9. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    FET는 공핍형 실리콘 MOSFET인 것을 특징으로 하는 비디오 기록/재생장치.
  10. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 비디오 기록/재생장치에 사용되는 스위칭 수단.
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