KR200159745Y1 - Circuit for cancelling noise using op-amp - Google Patents
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Abstract
본 고안은 텔레비젼 또는 비디오 테이프 레코더등과 같은 기기에서 사용하는 아날로그신호를 전달하는 경우에 유입되는 노이즈를 연산증폭기를 이용하여 제거하는 회로에 관한 것이다. 아날로그신호에 프함된 노이즈를 제거하는 본 고안의 회로는 입력단으로 입력되는 노이즈를 포함하는 신호를 분기시키고 임피던스를 정합하는 정합회로부, 상기 정합회로부와 그 다음 회로부간의 부하효과를 방지하면서 과도한 신호의 유입을 방지하는 버퍼회로부, 상기 정합회로부에서 분기된 신호중에 하나의 신호를 반전하고 그 나머지신호를 비반전함과 동시에 상기 각각의 신호를 감쇄하는 감쇄회로부 및 상기 감쇄회로로부터 출력되논 신호는 자동입력으로 하고, 상기 신호에 포함된 노이즈는 동상입력으로 하는 차동 연산증폭기로 구성한 것이다.The present invention relates to a circuit for removing noise introduced by an operational amplifier when transmitting an analog signal used in equipment such as a television or a video tape recorder. The circuit of the present invention for removing the noise immersed in the analog signal is a matching circuit section for branching a signal containing the noise input to the input terminal and matching the impedance, the excessive inflow of the signal while preventing the load effect between the matching circuit section and the next circuit section A buffer circuit unit for preventing a signal, an attenuating circuit unit for inverting one of the signals branched from the matching circuit unit and non-inverting the remaining signals and attenuating the respective signals, and a signal output from the attenuation circuit are automatically input. The noise included in the signal is composed of a differential operational amplifier configured as an in-phase input.
Description
제1도는 본 고안에 따른 노이즈 제거회로를 도시한 상세도이다.1 is a detailed view showing a noise removing circuit according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 입력단 20 : 정합회로부10: input terminal 20: matching circuit
30 : 버퍼회로부 40 : 감쇄회로부30: buffer circuit portion 40: attenuation circuit portion
50 : 차동 연산증폭기 R1∼R2 : 저항50: differential operational amplifier R1 to R2: resistance
VR1∼VR4 : 가변저항 31, 32, 41, 42 : 연산증폭기VR1 to VR4: Variable resistors 31, 32, 41, 42: Operational amplifier
본 고안은 연산증폭기를 이용한 노이즈 제거회로에 관한 것으로, 특히 텔레비젼 또는 비디오 테이프 레코더등과 같은 기기에서 사용하는 아날로그신호를 전달하는 경우에 유입되는 노이즈를 연산증폭기를 이용하여 효율적으로 제거하는 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a noise removing circuit using an operational amplifier, and more particularly to a circuit for efficiently removing noise introduced by using an operational amplifier when transmitting an analog signal used in equipment such as a television or a video tape recorder. will be.
일반적으로, 노이즈는 그 발생윈인에 따라서 크게 두가지로 나눌 수 있다. 첫번째로는 방해신호인 외부노이즈, 두번째는 내부노이즈이다. 또한 노이즈의 특징에 따라서 분류하면, 주기적노이즈, 불규칙노이즈 및 충격적노이즈로 분류할 수 있다.In general, noise can be classified into two types depending on the cause of its occurrence. The first is external noise, the disturbance signal, and the second is internal noise. In addition, when classified according to the characteristics of the noise, it can be classified into periodic noise, irregular noise and shock noise.
상기 외부노이즈에는 번개, 태양흑점 및 우주선등이 의한 자연노이즈와, 고주파 용접기, 자동차점화장치 및 헝광등등에 의한 인공노이즈가 있다. 그리고 상기 내부노이즈에는 소자 특성상의 노이즈, 회로의 동작상의 노이즈가 있다.The external noise includes natural noise caused by lightning, sunspots, spacecraft, and the like, and artificial noise caused by a high frequency welding machine, a car ignition device, and a luminescent lamp. The internal noise includes noise on device characteristics and noise on circuit operation.
이와같이 전기적 노이즈의 발생원은 전기기기의 외부일 수도 있고 내부일 수도 있는데, 실제적으로는 외부노이즈의 유입이 기기자체에서 발생하는 노이즈보다 더 심각한 문제이다. 상기 외부노이즈가 신호에 결합되는 경로로는 고압선로상 기타 노이즈로부터의 정전결합, 대전류회로로부터의 자기결합, 복사된 전자파의 결합, 전원선을 통한 도전결합, 입, 출력신호선을 통한 도전결합 및 공통임피던스를 통한 결합등이 있다.As such, the source of electrical noise may be external or internal to the electric device. In reality, the inflow of external noise is more serious than the noise generated from the device itself. Paths to which the external noise is coupled to a signal include electrostatic coupling from other noise on a high voltage line, magnetic coupling from a large current circuit, coupling of radiated electromagnetic waves, conductive coupling through power lines, conductive coupling through input and output signal lines, and Such as coupling through common impedance.
상기 노이즈에 대안 대책으로는 발생원에서 원천적으로 노이즈발생을 봉쇄함과 동시에 방해를 받는쪽에서는 방어장치를 부가하고, 그래도 유입하는 방해신호는 적절한 회로설계와 신호처리에 의하여 그 노이즈의 효과를 감소시킨다. 또한 노이즈의 영향을 줄이기 위해서 신호윈에서 신호를 증폭하거나, 증폭한후 변조 또는 디지탈부호로 변환시켜 전송하는 방법이 있다.An alternative countermeasure to the noise is to block the occurrence of noise at the source and to add a defensive device on the side of the disturbance. However, the incoming disturbance signal reduces the effect of the noise by proper circuit design and signal processing. . In addition, in order to reduce the influence of noise, there is a method of amplifying a signal in a signal win, or amplifying and converting the signal into a modulation or digital code and transmitting the same.
상기 방해를 받는쪽에서는 방어장치를 부가하는 기존의 방식으로는 필터를 주로 사용하고 있다. 이 필터를 기능적으로 분류하면, 저역만을 통과시키는 로우패스필터, 고역만을 통과시키는 하이패스필터, 임의의 특정대역만을 통과시키는 밴드패스필터 및 임의의 특정대역만을 제거하는 밴드억제필터등으로 나누어진다.On the other side of the disturbance, a filter is mainly used as a conventional method of adding a defense device. Functionally, this filter is classified into a low pass filter for passing only a low pass, a high pass filter for passing only a high pass, a band pass filter for passing only a specific band, and a band suppression filter for removing only a specific band.
또한 그 구성소자에 따라 분류하면, 수동소자인 인덕턴스, 용량 및 저항을 조합하여 이루어지는 수동필터와 상기 인덕턴스를 사용하지 않고 능동소자인 트랜지스터와 수동소자인 용량 및 저항을 사용하여 이루어지는 능동필터로 나누어진다.In addition, according to the components, it is divided into passive filter which combines inductance, capacitance and resistance which are passive elements, and active filter which uses transistor and passive element which are active elements without using the inductance. .
기존에는 노이즈를 제거하는 회로는 수동소자인 저항, 코일 및 콘덴서를 조합하여 수동 필터회로를 구성하였는데, 이는 노이즈를 효율적으로 제거하지 못하고, 신호의 왜곡현상이 심하게 나타나며, 또한 사용 주파수에 제한을 받는등과 같은 문제점이 있었던 것이다.Conventionally, a circuit for removing noise is composed of passive filter circuits by combining passive elements such as resistors, coils and condensers, which do not remove noise efficiently, exhibit severe signal distortion, and are limited by the frequency of use. There was such a problem.
또한, 노이즈를 제거하는 회로는 능동소자인 트랜지스터, 저항 및 콘덴서를 조합하여 능동 필터회로를 구성할 수도 있는데, 이 또한 노이즈를 효율적으로 제거하지 못하고, 사용 주파수에 제한을 받는등과 같은 문제점이 있었던 것이다.In addition, a circuit for removing noise may form an active filter circuit by combining transistors, resistors, and capacitors, which are active elements, which also have problems such as being unable to efficiently remove noise and being limited in frequency of use. will be.
본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 아날로그신호를 전달하는 경우에 유입되는 노이즈를 제거하도록한 연산증폭기를 이용한 노이즈 제거회로를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a noise removing circuit using an operational amplifier to remove the noise introduced when transmitting an analog signal in order to solve the above problems.
본 고안의 다른목적은 아날로그신호를 전달하는 경우에 유입되는 노이즈를 제거하도록한 연산증폭기를 이용한 노이즈 제거회로를 제공함에 의해서, 서지전압등과 같은 과도한 신호로부터 기기를 보호함과 동시에 간단한 회로구성으로써 전기기기에 유입되는 노이즈를 효율적으로 제거함에 있다.Another object of the present invention is to provide a noise removing circuit using an operational amplifier to remove the noise introduced when transmitting an analog signal, to protect the device from excessive signals such as surge voltage, etc. It effectively removes the noise flowing into the electric equipment.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 회로는 입력단으로 입력되는 노이즈를 포함하는 신호를 분기시키고 임피던스를 정합하는 정합회로부, 상기 정합회로부와 그 다음 회로부간의 부하효과를 방지하면서 과도한 신호의 유입을 방지하는 버퍼회로부, 상기 정합회로부에서 분기된 신호중에 하나의 신호를 반전하고 그 나머지신호를 비반전함과 동시에 상기 각각의 신호를 감쇄하는 감쇄회로부 및 상기 감쇄회로로부터 출력되는 신호는 차동입력으로 하고, 상기 신호에 포함된 노이즈는 동상입력으로 하는 차동 연산증폭기를 마련함에 의한다.The circuit of the present invention for achieving the above object is a matching circuit portion for branching a signal containing noise input to the input terminal and matching the impedance, while preventing the influx of excessive signals while preventing the load effect between the matching circuit portion and the next circuit portion A buffer circuit section for preventing, attenuating circuit section for inverting one of the signals branched from the matching circuit section and non-inverting the remaining signals, and attenuating the respective signals, and a signal output from the attenuation circuit are differential inputs; The noise included in the signal is provided by providing a differential operational amplifier configured as an in-phase input.
이하 본 고안을 제1도를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG.
제1도는 본 고안에 따른 노이즈 제거회로를 도시한 상세도이다.1 is a detailed view showing a noise removing circuit according to the present invention.
본 고안의 회로는 입력단(10)으로 입력되고 노이즈를 포함하는 신호를 분기하고 임피던스를 정합시키도록 가변저항(VR1, VR2)으로 정합회로부(20)를 구성하고, 상기 정합회로부(20)와 그 다음 회로부간의 부하효과를 방지하고, 또한 과도한 신호 유입을 방지하도록 연산증폭기(31, 32)로 버퍼회로부(30)를 구성한다.The circuit of the present invention configures the matching circuit section 20 with the variable resistors VR1 and VR2 to branch the signal including the noise input to the input terminal 10 and match the impedance, and the matching circuit section 20 and its The buffer circuit section 30 is constituted by the operational amplifiers 31 and 32 to prevent the load effect between the following circuit sections and to prevent excessive signal inflow.
상기 두 연산증폭기(31, 32)는 비반전단자를 입력단자로 구성하며 반전단자는 접지 시킨다.The two operational amplifiers 31 and 32 constitute a non-inverting terminal as an input terminal and ground the inverting terminal.
상기 버퍼회로부(30)로부터의 출력신호중에 하나의 신호는 반전되고 그 나머지신호는 비반전되도록 접속함과 동시에 상기 각각의 신호를 감쇄하도록 하기 위해서, 비반전 연산증폭기(41)와 반전 연산증폭기(42)로 감쇄회로부(40)를 구성한다.A non-inverting operational amplifier 41 and an inverting operational amplifier (in order to attenuate each signal while simultaneously connecting one signal among the output signals from the buffer circuit unit 30 and inverting the remaining signals) 42, the attenuation circuit section 40 is formed.
상기 비반전 연산증폭기(41)는 입력단 저항(R1)과 피이드백 가변저항(VR3)으로 구성하고, 또한 상기 반전 연산증폭기(42)는 입력단 저항(R2)과 피이드백 가변저항(VR4)으로 구성한다.The non-inverting operational amplifier 41 is composed of an input stage resistor R1 and a feedback variable resistor VR3, and the inverting operational amplifier 42 is composed of an input stage resistor R2 and a feedback variable resistor VR4. do.
상기 감쇄회로부(40)의 비반전 연산증폭기(41)로부터 출력신호를 비반전단자로 입력되게 접속하고, 상기 감쇄회로부(40)의 반전 연산증폭기(42)로부터 출력신호를 반전단자로 입력되게 접속한 자동 연산증폭기(50)를 구성한다.Connect the output signal from the non-inverting operational amplifier 41 of the attenuation circuit part 40 to be input to the non-inverting terminal, and the output signal from the inverting operational amplifier 42 of the attenuation circuit part 40 to be input to the inverting terminal. One automatic operational amplifier 50 is constructed.
이하 본 고안에 따른 작용 및 효과를 설명한다.Hereinafter will be described the action and effect according to the present invention.
제1도에 있어서, 본 고안의 회로는 입력단(10)으로 입려되고 노이즈가 포함된 신호는 정합회로부(20)에서 먼저 분기된 후 상기 분기된 신호는 상기 정합회로부(20)의 가변저항(VR1, VR2)을 각각 통과하여 버퍼회로부(30)로 출력된다. 이때 상기 가변저항(VR1,VR2)을 각각 적절히 가변함으로써 임피던스를 정합시키면 된다.In FIG. 1, the circuit of the present invention is applied to the input terminal 10, and a signal containing noise is first branched at the matching circuit unit 20, and then the branched signal is a variable resistor VR1 of the matching circuit unit 20. And VR2 are respectively outputted to the buffer circuit unit 30. At this time, the impedance may be matched by appropriately varying the variable resistors VR1 and VR2.
상기 정합회로부(20)의 가변저항(VR1)을 통과한 신호는 버퍼회로부(30)내의 연산증폭기(31)의 비반전단자로 입력되고, 또한 상기 정합회로부(20)의 가변저항(VR2)을 통과한 신호는 연산증폭기(32)의 비반전단자로 입력된다. 상기 연산 증폭기(31, 32)를 각각 통과한 신호는 그 다음단의 감쇄회로부(40)로 입력된다.The signal passing through the variable resistor VR1 of the matching circuit section 20 is input to the non-inverting terminal of the operational amplifier 31 in the buffer circuit section 30, and also receives the variable resistor VR2 of the matching circuit section 20. The passed signal is input to the non-inverting terminal of the operational amplifier 32. The signal passing through the operational amplifiers 31 and 32, respectively, is input to the attenuation circuit section 40 of the next stage.
상기 연산 증폭기(31)로 부터 출력되는 신호는 감쇄회로부(40)의 비반전 연산증폭기(41)에 입력되어 비반전되고, 또한 상기 신호는 저항(R1)과 가변저항(VR3)의 비율을 적절히 조정함으로씨 감쇄되어서 그 다음단의 차동 연산증폭기(50)의 비반전단자로 입력된다.The signal output from the operational amplifier 31 is inputted to the non-inverting operational amplifier 41 of the attenuation circuit unit 40 to be non-inverted, and the signal appropriately adjusts the ratio of the resistor R1 and the variable resistor VR3. It is attenuated by the adjustment and input to the non-inverting terminal of the next stage differential operational amplifier 50.
상기 연산 증폭기(32)로 부터 출력되는 신호는 감쇄회로부(40)의 반전 연산증폭기(42)에 입력되어 반전되고, 또한 상기 신호는 저항(R2)과 가변저항(VR4)의 비율을 적절히 조정함으로써 감쇄되어서 그 다음단의 자동 연산증폭기(50)의 반전단자로 입력된다.The signal output from the operational amplifier 32 is input to the inverting operational amplifier 42 of the attenuation circuit section 40 and inverted, and the signal is adjusted by appropriately adjusting the ratio of the resistor R2 and the variable resistor VR4. It is attenuated and input to the inverting terminal of the automatic operational amplifier 50 of the next stage.
상기와 같이, 자동 연산증폭기(50)는 상기 반전단자와 비반전단사로 두신호를 입력받아서 차신호를 증폭하게 되는데, 상기 두 신호에 포함된 노이즈는 동상이므로 상기 자동 연산증폭기(50)의 특성에 의해서 제거되고, 그 반면에 신호는 차동신호이므로 증폭되는 것이다. 이때 차동 연산 증폭기(50)의 동상모드제거비(CMRR)가 양호한 연산 증폭기를 사용하면 상기 노이즈를 대단히 효과적으로 제거하게 된다.As described above, the automatic operational amplifier 50 receives the two signals through the inverting terminal and the non-inverting terminal and amplifies the difference signal. Since the noise included in the two signals is in phase, the automatic operational amplifier 50 has a characteristic of the automatic operational amplifier 50. The signal is a differential signal and therefore amplified. At this time, when the operational amplifier having a good in-phase mode rejection ratio (CMRR) of the differential operational amplifier 50 is used, the noise is effectively removed.
상기 차동 연산증폭기(50)는 상기 감쇄회로부(40)에서 감쇄된 신호 레벨을 입력단(10)으로 입력되는 원 신호레벨로 증폭하도록 한다. 예를들면, 입력단(10)으로 입력되는 신호가 감쇄회로부(40)에서 반으로 감쇄되는 경우에 상기 차동 연산증폭기(50)에서 2배로 증폭하면 상기 입력단(10)으로 입력되는 신호와 같은 크기를 가지게 된다.The differential operational amplifier 50 amplifies the signal level attenuated by the attenuation circuit unit 40 to the original signal level input to the input terminal 10. For example, when a signal input to the input terminal 10 is attenuated in half by the attenuation circuit unit 40 and amplified twice in the differential operational amplifier 50, the same size as the signal input to the input terminal 10 is obtained. Have.
상기한 바와같이 본 고안의 회로에 의해서 입력되는 신호를 분기하여 하나의 신호는 그대로 차동 연산증폭기의 일단에 입력하고, 다른하나의 신호는 반전하여 상기 자동 연산증폭기의 타단에 입력함으로써, 자동신호는 증폭되고 상동신호인 노이즈는 제거된다. 이와같이 본 고안에 의하면 최종적으로 출력되는 신호는 원래의 입력신호에서 노이즈성분만 제거된 신호가 되는 것이다.As described above, by branching the signal input by the circuit of the present invention, one signal is input to one end of the differential operational amplifier as it is, and the other signal is inverted and input to the other end of the automatic operational amplifier. Noise that is amplified and homologous is removed. Thus, according to the present invention, the final output signal is a signal in which only noise components are removed from the original input signal.
상술한 바와같은 본 고안은 텔레비젼 또는 비디오 티이프 레코더등과 같은 기기에서 사용하는 아날로그신호를 전달하는 경우에 유입되는 노이즈를 제거하는 간단한 회로를 제공하고, 과도한 신호로부터 기기를 보호함과 동시에 광대역에 걸쳐서 주파수를 사용가능하고, 또안 유입되는 노이즈를 효율적으로 제거하는 우수한 효과가 있는 것이다As described above, the present invention provides a simple circuit that removes noise introduced when transmitting an analog signal used in a device such as a television or a video tape recorder, and protects the device from excessive signals while simultaneously Frequency can be used over and has an excellent effect of efficiently removing the incoming noise.
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