KR20010039057A

KR20010039057A - 디지탈 티 브이의 광대역 스펙트럼 전자기파 수신장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20010039057A
Application number: KR1019990047275A
Authority: KR
Inventors: 배성근; 김남호
Original assignee: 박종섭; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-15

Abstract

본 발명에 따른 DTV의 RF수신장치 및 그 방법은 디지탈 방송의 상용화에 따른 정확한 수신기로 실시간 구현에 적합하도록 하고, 기저대역에서 요구하는 이득을 만족하며 주변잡음에 강인하게 대응할 수 있도록 한 것으로, 채널이 설정되면, 안테나로 부터 수신된 RF신호를 상기 설정된 채널에 상응하는 IF신호로 변환하고, 변환된 IF신호를 SAW필터를 이용하여 대역필터링한 후, 필터링된 IF신호를 기저대역신호로 변환하며, 상기 변환된 기저대역신호를 제공되는 클럭신호에 의해 디지탈 신호로 변환한 후, VSB복조를 수행함과 동시에 에러계수를 카운팅하여 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값보다 작을 경우 복조된 오디오/비디오데이타를 출력하고, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값보다 클 경우에는 상기 과정을 다시 반복수행하는 것이다.

Description

디지탈 티 브이의 광대역 스펙트럼 전자기파 수신장치 및 그 제어방법{Method and apparatus for receiving a radio-frequency in a digital TV}

본 발명은 디지탈 티 브이(Digital Television: 이하 DTV라 칭함)의 광대역 스펙트럼 전자기파(RF : Radio Frequency)의 수신장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 디지탈 방송의 상용화에 따른 정확한 수신기로 실시간 구현에 적합하도록 하고, 기저대역에서 요구하는 이득을 만족하며 주변잡음에 강인한 DTV의 RF수신장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

1954년의 칼라 TV 이후, 사용자의 고기능, 고품질 서비스에 대한 요구와 관련 기술의 급속한 발전에 힘입어 등장하게 되는 HDTV는 방송, 기술적인 측면에만 국한되지 않고, 사회문화적, 경제적인 측면에서 커다란 영향을 미칠것으로 예상되고 있다. 따라서, 세계 각국은 HDTV개발에 전력을 다하거나, 그 주도권을 잡기 위하여 노력하고 있다. 이렇게 차세대 영상 매체로 지목되어온 HDTV 연구는 1968년 일본 NHK방송사의 주도하에 처음으로 시작되었다. 디지탈 신호가 통신, 컴퓨터, 가전 등 여러분야로 이용범위가 확대되면서 RF수신기의 정확도가 전체 시스템의 성능을 좌우한다는 구현상의 어려움에 대한 문제가 등장하게 되었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 국제 표준화 기구에서는 VSB(Vestigial Sideband)방식의 수신기를 채택하여 디지탈 방송의 규격을 마련하였다.

일반적으로, VSB방식의 DTV의 RF수신기는 튜너에서 안테나를 통해 수신된 RF로 부터 중간주파수(IF)를 추출하고, 그 추출된 중간주파수를 기저대역으로 변환하여 송신된 신호를 복원하는 역할을 한다.

이러한 일반적인 VSB 모드 디지탈 TV 수신기의 튜너는 불평형 모드(Unba lanced Mode) 중간주파수 처리회로를 이용하여 수신된 고주파로 부터 중간주파수를 추출한다.

이하, 종래 기술에 따른 DTV의 RF수신장치에 대하여 설명해 보기로 하자.

도 1은 종래 기술에 따른 DTV의 RF수신장치에 대한 블록구성을 나타내 도면으로서, 튜너(1)은 안테나를 통해 수신된 RF신호를 원하는 채널별로 튜닝하여 해당 채널에 상응하는 중간주파수로 변환한 후 감쇠기(2)로 출력한다.

감쇄기(2)는 튜너(1)에서 출력되는 중간주파수를 기 설정된 감쇄값에 따라 감쇄한 후, 제 1 불평형 중간주파 증폭기(3)로 출력된다.

제 1 불평령 중간주파 증폭기(3)는 감쇄기(20)에서 얻어지는 중간주파신호를 이득 제어신호에 따라 설정되는 이득 만큼 증폭하여 출력한다. 이렇게 출력되는 불평형 중간주파 신호는 제 1 SAW필터(4)에서 원하는 신호대역으로 여파되며, 이 여파과정에서 상기 중간주파 신호는 약 20dB정도 손실이 발생한다.

상기와 같이 소정레벨로 손실된 중간주파 신호는 제 2 불평형 중간주파 증폭기(5)에서 다시 설정된 이득만큼 증폭되어 손실된 이득이 보상되고, 제 2 SAW필터(4)에서 설정대역으로 여파된다. 이렇게 여파된 중간주파 신호는 중간주파 다운 컨버터(9)에서 하향 변환된 중간주파 신호는 저역필터(10)에서 설정대역으로 저역 필터링되어 고주파성분이 제거되고, 버퍼(11)에서 버퍼링된 후, 아날로그/디지탈 변환기(12)에서 디지탈 신호로 변환된 후, 기저대역신호로 출력된다.

상기에서 제 1 불평형 중간주파 증폭기(3), 제 1 SAW필터(4), 제 2 불평형 중간주파 증폭기(5) 및 제 2 SAW필터(6)가 중간주파 처리장치를 구현한다.

그러나, 이와 같이 불평형 모드 중간주파 처리회로를 이용하여 중간주파수를 추출하는 경우, 튜너(1)의 출력신호선의 기준전위는 신호 그라운드가 되기 때문에 그라운드를 통해 신호대역내의 노이즈 성분이 유입된다. 이렇게 유입되는 노이즈 성분은 증폭기와 같은 능동소자에 의해 증폭된 후, 대역내의 신호에 혼입되므로 실제신호에 악영향을 주는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 디지탈 방송의 상용화에 따른 정확한 수신기로 실시간 구현에 적합하도록 하고, 기저대역에서 요구하는 이득을 만족하며 주변잡음에 강인한 DTV의 RF수신장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DTV의 RF수신장치의 특징은 튜너, IF신호를 기저대역신호로 변환하는 IF복조부를 구비한 DTV의 RF수신장치에 있어서, 상기 튜너를 통해 변환된 IF신호의 신호대 잡음비를 최대로 하기 위한 IF신호를 필터링하는 매칭필터와; 상기 매칭필터에서 필터링된 IF신호에 포함된 잡음신호를 정확하게 필터링하기 위한 제 1 SAW필터와; 상기 제 1 SAW필터에서 필터링된 신호를 일정레벨 증폭하는 증폭부와; 상기 증폭부에서 증폭된 신호에 포함된 잡음신호를 정확하게 필터링한 후, 상기 IF복조부로 출력하는 제 2 SAW필터와; 상기 IF복조부에서 변환된 기저대역신호를 제공되는 클럭신호에 따라 디지탈신호로 변환하는 A/D변환부와; 상기 A/D변환부에서 변환된 디지탈신호를 VSB복조하고, 복조된 신호에 따라 상기 IF복조부에 AGC신호와 극성제어신호를 제공하는 BSB복조부와; a) 상기 VSB복조부에서 복조된 신호에서 에러계수를 카운팅하여 카운팅된 에러계수와 기 설정된 기준 에러계수값을 비교하고, b) 상기 비교결과, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값보보다 클 경우에는 상기 과정을 재 수행하고, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값이하인 경우 복조된 오디오/비디오데이타를 출력하는 제어부를 포함하여 구성됨에 있다.

또한, 본 발명에 따른 DTV의 RF수신 제어방법의 특징은 DTV의 RF수신방법에 있어서, 채널이 설정되면, 안테나로 부터 수신된 RF신호를 상기 설정된 채널에 상응하는 IF신호로 변환하는 단계와; 변환된 IF신호를 대역 필터링한 후, 필터링된 IF신호를 기저 대역신호로 변환하는 단계와; 상기 변환된 기저 대역신호를 제공되는 클럭신호에 의해 디지탈 신호로 변환한 후, VSB복조를 수행하는 단계와; 상기 VSB복조된 신호에서 에러계수를 카운팅하여 카운팅된 에러계수값과 기 설정된 기준 에러계수값과 비교하는 단계와; 비교결과, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값보다 작을 경우 복조된 오디오/비디오데이타를 출력하고, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값보다 클 경우에는 상기 과정을 다시 반복 수행하는 단계로 이루어짐에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 디지탈 티 브이의 광대역 스펙트럼 전자기파 수신장치에 대한 블록구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 디지탈 티 브이의 광대역 스펙트럼 전자기파 수신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,

도 3은 도 2에 도시된 필터링부에 대한 상세 블록구성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 디지탈 티 브이의 광대역 스펙트럼 전자기파 수신장치 제어방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

20 : 튜너부 30 : 필터링부

31 : 매칭필터 32, 34 : SAW필터

33 : 증폭부 40 : IF복조부

50 : A/D변환부 60 : VSB복조부

70 : 클럭제어부 80 : 제어부

90 : 버퍼 100 : 선택출력부

이하, 본 발명에 따른 DTV의 RF수신장치 및 그 제어방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 DTV의 RF 수신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 필터링부에 대한 상세 블록구성을 나타낸 도면으로서, 도 2 및 도 3을 참조하여 그 구성을 살펴보면, 안테나를 통해 수신된 RF신호를 사용자가 정의하는 채널신호를 받아 디지탈 TV에서 사용하는 IF신호로 변환하는 튜너부(20)와, 튜너부(20)에서 변환된 IF신호를 대역외의 노이즈신호를 필터링하는 대역필터링부(30), 대역필터링부(30)에서 필터링된 IF신호를 기저대역신호로 변환하는 IF복조부(40)와, IF복조부(40)에서 변환된 기저대역신호를 제공되는 클럭신호에 따라 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환부(50)와, A/D변환부(50)에서 변환된 디지탈 신호를 제공되는 클럭 및 제어신호에 따라 VSB복조한 후, IF복조부(40)에 극성제어 및 AGC제어신호를 출력하는 VSB복조부(60)와, 클럭을 발생하여 상기 A/D변환부(50) 및 VSB복조부(60)로 제공하는 클럭제어부(70)와, 튜너부(20)에 초기화신호, 채널변경신호를 제공하고, VSB복조를 위한 제어신호 및 VSB복조부(60)로 부터 채널변경 및 VSB복조부(60)에서 복조된 신호의 에러계수를 카운팅하는 제어부(80)와, VSB복조부(60)에서 복조된 신호를 일시 저장하였다가 출력 타이밍에 맞추어 출력하는 버퍼(90)와, 버퍼(90)에서 출력되는 신호에서 오디오신호와 비디오신호를 각각 분리하여 각각 선택 출력하는 선택출력부(100)로 구성된다. 여기서, A/D변환부(50)에서 는 10Bits의 디지탈신호로 변환하고, 선택출력부(100)는 디멀티플렉서(Demultip lexer)이다. 또한, 제어부(80)는 사용자로 부터 리셋 또는 채널변경신호가 입력되거나, VSB복조부(60)의 에러계수 카운트 결과 카운트값이 25이상인 경우에는 튜너부(20), IF복조부(40) 및 VSB복조부(60)를 초기화하고, 그렇지 않은 경우에는 VSB복조부(60)를 제어하여 복조된 오디오/비디오데이타를 버퍼(90)를 통해 선택출력부 (100)로 출력되도록 하는 것이다.

또한, 도 2에 도시된 필터링부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 튜너부(20)에서 출력되는 IF신호의 신호대 잡음비를 최대로 하기 위한 매칭필터(31)와, 매칭필터(31)에서 필터링된 IF신호에 포함된 잡음신호를 정확하게 필터링하기 위한 제 1 SAW필터(32)와, 제 1 SAW필터(32)에서 필터링된 신호를 일정레벨 증폭하는 증폭부(33)와, 증폭부(33)에서 증폭된 신호에 포함된 잡음신호를 정확하게 필터링한 후, IF복조부(40)로 출력하는 제 2 SAW필터(34)로 구성된 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 DTV의 RF수신장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, 방송국에서 RF신호로 변조된 신호는 각 채널(2 - 69 채널 : 55 - 800MHz)에 신호를 가지고 있으며, 이러한 신호를 사용자가 정한 채널의 신호를 수신하기 위해서 튜너부(20)에서 특정 RF신호를 IF신호로 변환하게 된다.

이렇게 튜너부(20)에서 변환된 IF신호는 필터링부(30)로 입력되어 주변잡음과 신호의 선별이 이루어지게 된다. 즉, 튜너부(20)에서 출력되는 IF신호는 주변잡음에 노출되어 실질적으로 아주 미약한 신호상태이기 때문에 선별력이 좋은 필터를 사용하여 주변 잡음으로 부터 IF신호를 설별하게 되는 것이다.

여기서, 도 2에 도시된 필터링부(30)의 상세 동작에 대하여 살펴보기로 하자.

먼저, 튜너부(20)에서 출력되는 IF신호는 신호대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)를 최대가 되도록 매칭필터(31)를 통해 필터링되고, 이렇게 필터링된 신호는 제 1 SAW필터(32)로 출력되어 주변 잡음신호를 정확하게 필터링하는 것이다.

제 1 SAW필터(32)를 통한 신호는 그 전력값이 일정 레벨이하로 저하되었기 때문에 증폭기(33)를 통해 일정 레벨의 전력값으로 증폭한 후, 제 2 SAW필터(34)를 통해 다시 주변잡음을 정확하게 선별한 후, IF복조부(40)로 출력하는 것이다.

결국, 튜너부(20)에서 출력되는 IF신호는 대역필터(30)를 사용하여 주변잡음과 신호의 선별을 거치게 되는데, 여기서, 사용되는 필터는 주변잡음과 신호의 선별이 우수한 SAW필터(32, 34)를 사용하는 것이다.

필터링부(30)에서 출력되는 IF신호는 IF복조부(40)로 입력되어 기저대역신호로 변환된 후, A/D변환부(50)로 출력된다. 여기서, IF복조부(40)는 VSB복조부(60)에서 이득(AGC)과 PLL제어신호(극성제어신호)를 받아서 IF신호를 기저대역신호로 변환하는 것이다.

A/D변환부(50)는 상기 IF복조부(40)에서 변환된 기저대역신호를 클럭제어부 (70)에서 제공되는 클럭신호에 따라 10비트의 디지탈신호로 변환한 후, VSB복조부 (60)로 출력한다. 여기서, A/D변환부(50)는 단일 5V전원을 사용하여 처리하기 때문에 전원에 대한 불필요한 회로를 가질 필요가 없는 것이다. 또한, A/D변환부(50)의 제어는 클럭제어부(70)의 클럭으로 정의되며, 이 클럭은 VSB복조부(60)에서 자동적으로 보상해주는 VCXO를 사용하여 제어해 나가는 것이다.

VSB복조부(60)는 A/D변환부(50)에서 변환된 디지탈신호를 제어부(80)에서 제공되는 제어신호에 따라 VSB복조를 수행한 후, 복조된 오디오 비디오데이타를 버퍼(90)로 출력한다. 이때, 제어부(80)는 VSB복조부(60)에서 복조된 신호에서 에러계수를 카운팅하게 되는데, 카운팅된 에러계수가 기설정된 기준값이상인 경우에는 튜너부(20), IF복조부(40), VSB복조부(60)를 초기화시킨 후, 상기한 과정을 다시 수행할 수 있도록 하고, 카운팅된 에러계수가 기설정된 기준값 이하인 경우에는 정상적으로 오디오/비디오 데이타가 복조된 것으로 판단하여 복조된 오디오/비디오데이타를 버퍼(90)로 출력하는 것이다.

한편, VSB복조부(60)에서 오디오/비디오 데이타 복조 수행중 사용자에 의해 리셋신호 및 채널변경신호가 입력되는 경우에도 마찬가지로 제어부(80)는 튜너부(20)에 초기화 및 채널변경신호를 제공하고, IF복조부(40)에 초기화신호 및 상태 제어신호를 제공하며, VSB복조부(60)를 초기화시키기위하 제어신호를 각각 제공하여 변경된 채널에 대하여 RF수신 및 IF복조동작을 재 수행하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 DTV의 RF수신장치의 동작과 상응하는 RF수신방법에 대하여 첨부한 도 4를 참조하여 단계적으로 살펴보기로 하자.

도 4는 본 발명에 따른 DTV의 RF수신방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.

먼저, 제어부(80)에서 튜너부(20), IF복조기(40), VSB복조기(60)를 초기화한다(S101).

이어, 사용자에 의해 채널설정이 이루어졌는지를 판단하여(S102), 채널설정이 있으면, 안테나를 통해 RF신호를 수신한 후, 수신된 RF신호를 상기 설정된 채널에 상응하는 IF신호로 변환한다(S103).

이어, 상기 변환된 IF신호를 대역필터링하여 대역외의 신호를 제거한 후, IF신호를 선별한다(S104).

이어, 상기 대역필터링되어 선별된 IF신호를 디지탈 신호로 변환한 후(S105), 변환된 디지탈신호를 VSB복조하는 것이다(S106).

이어, VSB복조된 오디오/비디오데이타에서 에러계수를 카운팅하고(S107), 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준값보다 크거나 또는 상기 VSB복조 도중 사용자의 리셋신호 또는 채널변경신호가 입력되었는지를 판단하게 된다(S108).

판단결과, 상기 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준값 이상인 경우에는 상기 S101단계로 피드백되어 변경된 채널에 대하여 상기 과정을 반복적으로 재 수행하고, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준값 이하인 경우에는 복조된 오디오/비디오 데이타가 정상이라고 판단하여 복조된 오디오/비디오 데이타를 출력하는 것이다.

또한, 상기 S108단계에서 VSB복조 또는 에러카운팅 도중 사용자 리셋신호 또는 채널변경신호가 입력되면, 상기 S101단계로 피드백되어 변경된 채널에 대하여 상기 과정을 반복적으로 수행한다.

또한, 상기 리셋신호 또는 채널변경신호가 입력되지 않고 상기 카운팅된 에러계수가 기준값 이하인 경우에는 복조된 오디오/비디오데이타가 정상이라고 판단하여 복조된 오디오/비디오데이타를 도 2에 도시된 버퍼(90)로 출력하는 것이다(S109).

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 DTV의 RF수신장치 및 그 방법은 디지탈 방송의 상용화에 따른 정확한 수신기로 실시간 구현에 적합하도록 하고, 기저대역에서 요구하는 이득을 만족하며 주변잡음에 강인하게 대응할 수 있도록 한 이점이 있다.

Claims

튜너, IF신호를 기저대역신호로 변환하는 IF복조부를 구비한 DTV의 RF수신장치에 있어서,

상기 튜너를 통해 변환된 IF신호의 신호대 잡음비를 최대로 하기 위한 IF신호를 필터링하는 매칭필터와;

상기 매칭필터에서 필터링된 IF신호에 포함된 잡음신호를 정확하게 필터링하기 위한 제 1 SAW필터와;

상기 제 1 SAW필터에서 필터링된 신호를 일정레벨 증폭하는 증폭부와;

상기 증폭부에서 증폭된 신호에 포함된 잡음신호를 정확하게 필터링한 후, 상기 IF복조부로 출력하는 제 2 SAW필터와;

상기 IF복조부에서 변환된 기저대역신호를 제공되는 클럭신호에 따라 디지탈신호로 변환하는 A/D변환부와;

상기 A/D변환부에서 변환된 디지탈신호를 VSB복조하고, 복조된 신호에 따라

상기 IF복조부에 AGC신호와 극성제어신호를 제공하는 BSB복조부와;

a) 상기 VSB복조부에서 복조된 신호에서 에러계수를 카운팅하여 카운팅된 에러계수와 기 설정된 기준 에러계수값을 비교하고,

b) 상기 비교결과, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값 보다 클 경우에는 상기 과정을 재 수행하고, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값 이하인 경우 복조된 오디오/비디오데이타를 출력하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 DTV의 RF수신장치.
제 1 항에 있어서,

상기 A/D변환부는 단일 5V전원을 사용하는 것을 특징으로 하는 DTV의 RF수신장치.
DTV의 RF수신방법에 있어서,

채널이 설정되면, 안테나로 부터 수신된 RF신호를 상기 설정된 채널에 상응하는 IF신호로 변환하는 단계와;

변환된 IF신호를 대역필터링한 후, 필터링된 IF신호를 기저대역신호로 변환하는 단계와;

상기 변환된 기저대역신호를 제공되는 클럭신호에 의해 디지탈 신호로 변환한 후, VSB복조를 수행하는 단계와;

상기 VSB복조된 신호에서 에러계수를 카운팅하여 카운팅된 에러계수값과 기 설정된 기준 에러계수값과 비교하는 단계와;

비교결과, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값 보다 작을 경우 복조된 오디오/비디오데이타를 출력하고, 카운팅된 에러계수가 기 설정된 기준 에러계수값 보다 클 경우에는 상기 과정을 다시 반복수행하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 DTV의 RF수신방법.
제 3 항에 있어서,

상기 대역필터링하는 단계는 SAW필터를 이용하는 것을 특징으로 하는 DTV의 RF수신방법.