KR20020014256A

KR20020014256A - 디지털 텔레비전 시스템의 수신장치

Info

Publication number: KR20020014256A
Application number: KR1020000047432A
Authority: KR
Inventors: 배성근
Original assignee: 박종섭; 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2002-02-25

Abstract

본 발명은 PCB 설계를 통해 임피던스 매칭을 수행하여 튜너부에서 변환된 IF신호의 위상 왜곡 및 임피던스 매칭 손실을 최대한 줄이고, 저대역 통과 필터를 구비하여 기저대역 신호에 유입되는 잡음을 방지함으로써 보다 우수한 성능을 보장할 수 있도록 한 디지털 TV 시스템의 수신장치에 관한 것으로, 튜너부, 필터부, 믹서부, A/D 변환부, VSB 복조부, 비디오/오디오 먹스로 구성된 디지털 TV 시스템의 수신장치에 있어서, 상기 필터부가 상기 튜너부에서 변환된 IF신호를 SAW 필터링하는 제1 SAW 필터와, 상기 제1 SAW 필터를 통과한 IF신호를 필요한 이득으로 드라이빙하기 위한 드라이빙부와, 상기 드라이빙부를 통과한 IF신호를 다시 한번 SAW 필터링하는 제2 SAW 필터와, 상기 제2 SAW 필터를 통과한 IF신호에서 발생하는 기울어짐과 리플을 방지하는 매칭부로 구성되고, 상기 믹서부가 상기 필터부내 매칭부를 통과한 IF신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환하는 믹서와, 상기 믹서에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하기 전에 필요한 이득으로 드라이빙하는 제1 드라이빙부와, 상기 제1 드라이빙부를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하는 LPF와, 상기 LPF를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 다시 한번 필요한 이득으로 드라이빙하는 제2 드라이빙부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 텔레비전 시스템의 수신장치 {RECEIVER OF DIGITAL TELEVISION SYSTEM}

본 발명은 디지털 텔레비전(television ; 이하, 'TV'라 칭함) 시스템의 수신장치에 관한 것으로, 특히 PCB(Printed Circuit Board) 설계를 통해 임피던스 매칭을 수행하여 튜너부에서 변환된 IF신호의 위상 왜곡 및 임피던스 매칭 손실을 최대한 줄이고, 저대역 통과 필터(Low Pass Filter ; 이하, 'LPF'라 칭함)를 구비하여 기저대역 신호에 유입되는 잡음을 방지함으로써 보다 우수한 성능을 보장할 수 있도록 한 디지털 TV 시스템의 수신장치에 관한 것이다.

일반적으로, 1954년의 칼라 TV 이후, 사용자의 고기능 및 고품질 서비스에 대한 요구와 관련 기술의 급속한 발전에 힘입어 등장한 디지털 TV의 일종인 고선명 TV(High Definition TV ; 이하, 'HDTV'라 칭함) 시스템은 방송 및 기술적인 측면에만 국한되지 않고 사회 문화적 및 경제적인 측면에서 커다란 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다.

이에 따라, 세계 각 국은 HDTV 시스템 개발에 전력을 다하고 그 주도권을 잡기 위하여 노력하고 있는데, 이렇게 차세대 영상 매체로 지목되어온 HDTV 시스템 연구는 1968년 일본 NHK 방송사의 주도 하에 처음으로 시작되었다.

디지털 기술은 통신, 컴퓨터, 가전 등 여러 분야로 이용 범위가 확대되면서 다양한 기술로서 현재 시장을 점유하고 있으며, HDTV 시스템에서도 마찬가지로 디지털 기술 수요의 폭발적인 증가가 있을 것으로 예상된다.

한편, HDTV 시스템의 수신장치는 NTSC 채널에 실려 전송되는 ATSC 신호를 수신하여 디지털 복조기로 복조하는 장치로서, 발명자의 설계 기술이나 주변 잡음에 따라 현저한 성능의 차이가 있다.

즉, 상기와 같은 HDTV 시스템의 수신장치는 전체 시스템의 성능을 좌우하는 것으로서, 구현상의 어려움에 대한 문제가 대두됨에 따라 이러한 문제를 해결하기 위해서 국제 표준화 기구에서는 현재 한국, 미국에서 채택하여 실험 방송중인 VSB(Vestigial Side Band) 방식의 수신장치를 디지털 방송의 규격 안으로 마련하였다.

도 1은 종래 디지털 TV 시스템의 수신장치의 블록 구성도로서, 안테나를 통해 수신되는 NTSC 채널에 실려 있는 RF신호를 입력받아 IF신호로 변환하는 튜너부(10)와, 상기 튜너부(10)에서 변환된 IF신호를 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터링하여 이웃 채널 신호나 NTSC 신호를 걸러주는 필터부(20)와, 상기 필터부(20)를 통과한 IF신호를 순수 데이터인 아날로그 기저대역 신호로 변환하는 믹서부(30)와, 상기 믹서부(30)에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부(40)와, 상기 A/D 변환부(40)에서 변환된 디지털 데이터를 VSB 복조하는 VSB 복조부(50)와, 상기 VSB 복조부(50)에서 VSB 복조된 데이터를 임시 저장하는 버퍼(60)와, 상기 버퍼(60)에 저장된 VSB 복조된 데이터를 다중화하는 비디오/오디오 먹스(70)로 구성된다.

도 2는 상기 필터부(20)의 상세 구성도로서, 상기 튜너부(10)에서 변환된 IF신호를 제1 SAW 필터에 의해 SAW 필터링하기 전에 상기 튜너부(10)와 제1 SAW 필터간의 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 필터부(21a)와, 상기 매칭 필터부(21a)를 통과한 상기 튜너부(10)의 IF신호를 SAW 필터링하는 제1 SAW 필터(22a)와, 상기 제1 SAW 필터(22a)를 통과한 IF신호를 필요한 이득으로 드라이빙하기 위한 드라이빙부(23a)와, 상기 드라이빙부(23a)를 통과한 IF신호를 다시 한번 SAW 필터링하는 제2 SAW 필터(24a)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 디지털 TV 수신장치에 있어서, 상기 필터부(20)는 상기 튜너부(10)로부터 위상이 반대인 두 개의 IF신호가 출력되어 임피던스 미스매칭으로 두 개 IF신호의 위상 왜곡이 발생할 경우 이를 막기 위해 매칭 필터부(21a)를 사용하고 있다.

그러나, 상기 매칭 필터부(21a)는 상기 IF신호로부터 이웃 채널의 간섭신호를 날카롭게 걸러주지 못하여 상기 믹서부(30)에서 출력되는 기저대역 신호에 매우 큰 영향을 주게 될 뿐만 아니라 매칭상에서 오는 손실이 큰 문제점이 있었다.

그리고, 상기 믹서부(30)에서 출력되는 아날로그 기저대역 신호가 상기 A/D 변환부(40)에 의해 디지털 데이터로 변환하기 전에 많은 잡음에 의해 영향을 받아 우수한 성능을 보장하기 못하게 되는 문제점이 있었다.

즉, 상기와 같이 종래 디지털 TV 수신장치는 IF신호에서 발생할 수 있는 이웃 채널의 간섭신호를 날카롭게 걸러주는데 어려움이 있어 IF신호에 맞는 새로운 필터부의 설계가 필요하며, 특히 필터부 사용 대역의 기울어짐이나 치명적인 이득 손실을 줄여 보다 우수한 성능을 가진 수신장치가 필요하다.

그리고, 기저대역 신호에 유입되는 디지털 신호의 잡음을 막기 위해서는 잡음에 강인한 LPF를 보강한 믹서부의 설계가 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 PCB 설계를 통해 임피던스 매칭을 수행하여 튜너부에서 변환된 IF신호의 위상 왜곡 및 임피던스 매칭 손실을 최대한 줄이고, LPF를 구비하여 기저대역 신호에 유입되는 잡음을 방지함으로써 보다 우수한 성능을 보장할 수 있도록 한 디지털 TV 시스템의 수신장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 디지털 텔레비전 시스템의 수신장치의 블록 구성도,

도 2는 종래 필터부의 상세 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 디지털 텔레비전 시스템의 수신장치내 필터부의 상세 구성도,

도 4는 본 발명에 의한 디지털 텔레비전 시스템의 수신장치내 믹서부의 상세 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 튜너부 20 : 필터부

21b : 제1 SAW 필터 22b : 드라이빙부

23b : 제2 SAW 필터 24b : 매칭부

30 : 믹서부 31 : 믹서

32 : 제1 드라이빙부 33 : LPF

34 : 제2 드라이빙부 40 : A/D 변환부

50 : VSB 복조부 60 : 버퍼

70 : 비디오/오디오 먹스

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 TV 시스템의 수신장치는, RF신호를 IF신호로 변환하는 튜너부와, 상기 튜너부에서 변환된 IF신호를 필터링하는 필터부와, 상기 필터부를 통과한 IF신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환하는 믹서부와, 상기 믹서부에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 데이터를 VSB 복조하는 VSB 복조부와, 상기 VSB 복조부에서 VSB 복조된 데이터를 버퍼에 임시 저장하였다가 다중화하는 비디오/오디오 먹스로 구성된 디지털 TV 시스템의 수신장치에 있어서, 상기 필터부가, 상기 튜너부에서 변환된 IF신호를 SAW 필터링하는 제1 SAW 필터와, 상기 제1 SAW 필터를 통과한 IF신호를 필요한 이득으로 드라이빙하기 위한 드라이빙부와, 상기 드라이빙부를 통과한 IF신호를 다시 한번 SAW 필터링하는 제2 SAW 필터와, 상기 제2 SAW 필터를 통과한 IF신호에서 발생하는 기울어짐과 리플을 방지하는 매칭부로 구성되고, 상기 믹서부가, 상기 필터부내 매칭부를 통과한 IF신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환하는 믹서와, 상기 믹서에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하기 전에 필요한 이득으로 드라이빙하는 제1 드라이빙부와, 상기 제1 드라이빙부를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하는 LPF와, 상기 LPF를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 다시 한번 필요한 이득으로 드라이빙하는 제2 드라이빙부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

여기서, 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치내 전체적인 구성은 도 1에 도시된 종래 디지털 TV 시스템의 수신장치와 동일하므로 도 1의 각 구성을 참고하여 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치의 상세 구성 및 동작을 설명하고자 한다.

이때, 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치는 종래 디지털 TV 시스템의 수신장치와 비교할 때 수신장치내 필터부(20)와 믹서부(30)의 내부 구성이 서로 다르다는 것을 볼 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치내 필터부(20)의 상세 구성도로서, 도 1에 도시된 디지털 TV 시스템의 수신장치내 튜너부(10)에서 변환된 IF신호를 SAW 필터링하는 제1 SAW 필터(21a)와, 상기 제1 SAW 필터(21a)를 통과한 IF신호를 필요한 이득으로 드라이빙하기 위한 드라이빙부(22b)와, 상기 드라이빙부(22b)를 통과한 IF신호를 다시 한번 SAW 필터링하는 제2 SAW 필터(23b)와, 상기 제2 SAW 필터(23b)를 통과한 IF신호에서 발생하는 기울어짐과리플(Ripple)을 방지하는 매칭부(24b)로 구성된다.

도 4는 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치내 믹서부(30)의 상세 구성도로서, 상기 필터부(20)내 매칭부(24b)를 통과한 IF신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환하는 믹서(31)와, 상기 믹서(31)에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하기 전에 필요한 이득으로 드라이빙하는 제1 드라이빙부(32)와, 상기 제1 드라이빙부(32)를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하는 LPF(33)와, 상기 LPF(33)를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 다시 한번 필요한 이득으로 드라이빙하는 제2 드라이빙부(34)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 방송국에서 RF신호로 변조된 신호는 각 채널(2∼69채널 : 55∼800MHz)에 할당되게 되는데, 이러한 신호를 사용자가 정한 채널로 수신하기 위해 튜너부(10)는 안테나를 통해 수신되는 NTSC 채널에 실려 있는 특정 RF신호를 입력받아 IF신호로 변환한다.

이어, 필터부(20)는 상기 튜너부(10)에서 변환된 IF신호를 SAW 필터링하여 상기 IF신호로부터 이웃 채널 신호나 NTSC 신호를 걸러준다.

즉, 먼저 필터부(20)내 제1 SAW 필터(21a)에 의해 상기 튜너부(10)에서 변환된 IF신호를 SAW 필터링한다.

이때, 본 발명에 의한 디지털 TV 시스템의 수신장치는 종래 튜너부(10) 다음의 필터부(20)내 매칭 필터부(21a)를 없애고 PCB 전체를 임피던스 75Ω에 맞추어설계하게 된다.

그리고, 상기 제1 SAW 필터(21a)에 IF신호가 입력되기 전에 두 IF신호의 위상 왜곡을 막기 위해서 출력의 물리적인 신호 길이가 같도록 주의하여 설계하게 된다.

이는 두 IF신호의 위상 왜곡을 막고 신호의 귀환 잡음을 최대한 짧게 유지하여 잡음에 강인하도록 하기 위함이다.

상기와 같이 위상 왜곡을 막은 IF신호를 상기 제1 SAW 필터(21a)에 의해 걸러내어 드라이빙부(22b)에 입력하면, 드라이빙부(22b)는 상기 제1 SAW 필터(21a)를 통과한 IF신호를 필요한 이득으로 드라이빙한다.

이때, 상기 제1 SAW 필터(21a)는 두 IF신호의 위상 왜곡을 막기 위해 신호의 길이가 동일하도록 설계해야 하고, 입력되는 신호와 출력되는 신호 사이의 물리적인 위치가 90°를 유지하도록 해야 한다.

이는 입력신호가 제1 SAW 필터(21a)에 의해 걸러진 출력신호로 혼입되는 것을 방지하기 위함이다.

그리고, 상기 드라이빙부(22b)에서도 주파수상의 신호는 직교한다는 원칙을 적용하여 입력되는 신호와 출력되는 신호 사이의 물리적인 위치가 90°를 유지하도록 해야 한다.

그리고 나서, 제2 SAW 필터(23b)는 상기 드라이빙부(22b)를 통과한 IF신호를 다시 한번 SAW 필터링을 수행하는데, 이와 같이 두 번에 걸쳐 SAW 필터링을 수행하는 것은 NTSC 이웃 채널 신호와 RF신호의 지연으로 발생하는 고스트(Gost)를 막기위함이다.

이때, 상기 제2 SAW 필터(23b)도 두 IF신호의 위상 왜곡을 막기 위해 신호의 길이가 동일하도록 설계해야 하고, 상기 제1 SAW 필터(21b)와 같이 입력되는 신호와 출력되는 신호 사이의 물리적인 위치가 90°를 유지하도록 해야 한다.

한편, 상기 제2 SAW 필터(23b)를 통과한 IF신호에서는 신호의 지연이나 왜곡이 발생하여 기울어짐과 리플이 발생하게 된다.

이에 따라, 필터부(20)내 매칭부(24b)를 통해 상기 제2 SAW 필터(23b)를 통과한 IF신호에서 발생하는 기울어짐과 리플을 방지하도록 한다.

상기와 같이 필터부(20)를 통과한 IF신호는 믹서부(30)로 출력되어 아날로그 기저대역 신호로 변환하게 되는데, 여기서 얻게 되는 아날로그 기저대역 신호는 매우 우수한 신호로서 일반적으로 30dBm 이상을 유지하던 것을 본 발명에서는 40dBm으로 약 10dBm이 향상되게 된다.

상기 믹서부(30)내 믹서(31)는 상기 필터부(20)내 매칭부(24b)를 통과한 IF신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환하고, 제1 드라이빙부(32)는 상기 믹서(31)에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하기 전에 필요한 이득으로 드라이빙한다.

이어, LPF(33)는 상기 제1 드라이빙부(32)를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하고, 제2 드라이빙부(34)는 상기 LPF(33)를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 다시 한번 필요한 이득으로 드라이빙하여 A/D 변환부(30)로 출력한다.

상기와 같이 본 발명에 의한 믹서부(30)는 저대역의 잡음을 막기 위해 LPF(33)를 추가하여 디지털 TV 시스템의 수신장치의 성능을 개선시키게 된다.

즉, 상기 LPF(33)는 상기 믹서(31)에서 변환된 저대역의 기저대역 신호를 다시 증폭하여 주변에서 발생하는 저주파 잡음을 막아 필터링 이후의 이득 감소를 막기 위한 것으로, 표본화 이론에 근거하여 A/D 변환전에 사용 대역의 2배 대역을 걸러주게 되며, 이 LPF(33)의 사용으로 상대적인 이득이 약 5dBm 향상되게 된다.

이후, A/D 변환부(40)는 상기 믹서부(30)내 제2 드라이빙부(34)를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 디지털 데이터로 변환하고, VSB 복조부(50)는 상기 A/D 변환부(40)에서 변환된 디지털 데이터를 VSB 복조한다.

그리고 나서, 버퍼(60)가 상기 VSB 복조부(50)에서 VSB 복조된 데이터를 임시 저장한 후 비디오/오디오 먹스(70)로 출력하면, 비디오/오디오 먹스(70)는 버퍼(60)에 저장된 VSB 복조된 데이터를 다중화하여 출력한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 디지털 TV 시스템의 수신장치는 PCB 설계를 통해 임피던스 매칭을 수행하여 튜너부에서 변환된 IF신호의 위상 왜곡 및 임피던스 매칭 손실을 최대한 줄이고, LPF를 구비하여 기저대역 신호에 유입되는 잡음을 방지함으로써 보다 우수한 성능을 보장할 수 있게 되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 디지털 TV 시스템의 수신장치는 셋탑 박스(Settop Box)에 구현 가능할 뿐만 아니라 가정용 PC에 접속하여 사용할 수 있도록 구현할 경우 일반 가정에서도 PC 모니터를 통해 고화질의 디지털 TV 방송을 수신할 수 있다.

즉, PC 카드형태로 구현시 고가의 TV 모니터 구매없이 PC 모니터를 사용하여 시청이 가능하다.

또한, 향후에 일방적인 방송 수신에서 그치지 않고 네트워크를 이용한 양방향 TV 시스템에서도 기본적인 기술로 적용될 수 있다.

Claims

RF신호를 IF신호로 변환하는 튜너부와, 상기 튜너부에서 변환된 IF신호를 필터링하는 필터부와, 상기 필터부를 통과한 IF신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환하는 믹서부와, 상기 믹서부에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 데이터를 VSB 복조하는 VSB 복조부와, 상기 VSB 복조부에서 VSB 복조된 데이터를 버퍼에 임시 저장하였다가 다중화하는 비디오/오디오 먹스로 구성된 디지털 TV 시스템의 수신장치에 있어서,

상기 필터부가, 상기 튜너부에서 변환된 IF신호를 SAW 필터링하는 제1 SAW 필터와, 상기 제1 SAW 필터를 통과한 IF신호를 필요한 이득으로 드라이빙하기 위한 드라이빙부와, 상기 드라이빙부를 통과한 IF신호를 다시 한번 SAW 필터링하는 제2 SAW 필터와, 상기 제2 SAW 필터를 통과한 IF신호에서 발생하는 기울어짐과 리플을 방지하는 매칭부로 구성되고,

상기 믹서부가, 상기 필터부내 매칭부를 통과한 IF신호를 아날로그 기저대역 신호로 변환하는 믹서와, 상기 믹서에서 변환된 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하기 전에 필요한 이득으로 드라이빙하는 제1 드라이빙부와, 상기 제1 드라이빙부를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 저대역 필터링하는 LPF와, 상기 LPF를 통과한 아날로그 기저대역 신호를 다시 한번 필요한 이득으로 드라이빙하는 제2 드라이빙부로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전 시스템의 수신장치.
제1항에 있어서, 상기 디지털 TV 시스템의 수신장치의 PCB 설계시 PCB 전체를 임피던스 75Ω에 맞추어 설계한 것을 특징으로 하는 디지털 텔레비전 시스템의 수신장치.