KR20020094387A

KR20020094387A - 집적회로를 이용한 케이블 모뎀 튜너모듈

Info

Publication number: KR20020094387A
Application number: KR1020010032518A
Authority: KR
Inventors: 최규환
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-18
Also published as: KR100419612B1

Abstract

본 발명은 케이블 모뎀박스의 케이블 모뎀에 관한 것으로, 본 발명의 집적회로를 이용한 케이블 모뎀 튜너모듈은 고주파 입력단(RF-IN)을 포함하여 복수의 집적회로와 관련 부품 및 회로를 장착하는 싱글 보드(SB); 상기 싱글보드(SB)를 에워싸서 하나의 패키지로 이루어진 패키지 파트(P30)와, 상기 싱글보드(SB)에 접속되어 상기 패키지드 파트(P30)의 외부로 연장된 외부 핀 파트(PIN)와, 그리고 상기 싱글보드(뉴)의 고주파 입력단(RF-IN)을 포함하는 케이블 커넥터(C30)를 포함하는 패키지드 모듈; 을 구비하며, 이와같은 본 발명에 의하면, 케이블 모뎀 튜너에 포함되는 회로를 씨모스 집적회로(CMOS IC)등과 같은 집적회로로 설계하고, 이러한 집적회로와 관련 부품 및 회로를 하나의 싱글보드에 장착하여 이 싱글보드를 포함하여 패키지드 모듈로 구현함으로서, 이에 따라 품질의 균일성을 확보할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

집적회로를 이용한 케이블 모뎀 튜너모듈{CABLE MODEM TUNER MODULE USING IC}

본 발명은 케이블 모뎀 튜너에 관한 것으로, 특히 케이블 모뎀 튜너에 포함되는 회로를 씨모스 집적회로(CMOS IC)등과 같은 집적회로(이하, "IC"라고 함)로 설계하고, 이러한 IC와 관련 부품 및 회로를 하나의 싱글보드에 장착하여 이 싱글보드를 포함하여 패키지드 모듈로 구현한 케이블 모뎀 튜너모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 케이블 모뎀(일명, 케이블 모뎀 박스)은 도 1에 도시된 바와같이, PC에 장착되고 인터넷 접속 케이블에 연결되어 PC에서 사용자가 인터넷에 접속할 수 있도록 하는데, 이러한 케이블 모뎀은 PC에 사용될 수 있고, 또한 TV나 VTR등에과 같은 인터넷 접속을 원하는 시스템 또는 장치에 사용 된다.

도 1을 참조하면, 이러한 케이블 모뎀 박스는 인터넷 접속케이블에 접속하기 위한 케이블 접속부(11)와, 이 케이블 접속부(11)에 접속된 케이블 모뎀 튜너(12)와, PC에 접속하기 위한 PC접속부(16)와, 상기 PC접속부(16)와 케이블 모뎀 튜너(13)에 접속되어 이 케이블 모뎀 튜너를 비롯하여 전체 동작을 제어하는 제어부(13)와, 주 메모리(14) 및 부 메모리(15)를 포함하고 있으며, 상기 케이블 모뎀 튜너는 상기 제어부(13)의 제어에 따라 인터넷상의 임의 사이트에 데이타를 업로드하는 과정인 업스트립(up stream), 또는 인터넷상의 임의 사이트로부터 데이타를 다운로드하는 과정인 다운스트립(down stream)을 수행한다.

도2는 종래의 케이블 모뎀 튜너의 회로구성도로서, 도 2를 참조하면, 종래의 케이블 모뎀 튜너는 중간 허브 또는 서비스 오퍼레이터(SO)등과 같은 케이블 모뎀 터미네이션 시스템(Cable Modem Termination System:CMTS)에서 인터넷 접속케이블을 통해 다운된 수신신호를 통과시키는 고역통과필터(21)와, 이 고역통과필터(21)의 출력신호를 증폭하는 증폭기(22)와, 이 증폭기(22)의 출력신호를 가변동조 및 증폭하는 가변동조 및 증폭부(23)와, 이 가변동조 및 증폭부(23)의 출력신호와 발진주파수를 믹싱하여 IF신호를 제공하는 믹서부(24)와, 이 믹서부(24)의 출력을 증폭하는 IF증폭부(25)와, 이 IF증폭부(25)의 출력을 다운컨버젼하는 다운커버팅 믹서부(26)와, 케이블 모뎀 가입자의 데이타가 변조부(미도시)에서 변조되고, 이 변조된 디지탈신호를 밸란스드입력단으로 입력받아 이 신호에 대한 이득을 조절하는 이득조절부(27)와, 이 이득조절부(28)의 밸란스드출력을 출력단에 임피던스 매칭시키는 발룬트랜스(28)와, 이 발룬트랜스(28)의 출력을 저역통과시키는 저역통과필터(29)를 포함하고 있다.

이와같이, 싱글 타입으로 이루어지는 종래의 케이블 모뎀 튜너는 포함하고 있는 각 구성부품 또는 회로들이 각각 서로 독립적인 개별부품(Discrete element) 형태로 이루어져 있다. 이에 따라, 품질의 균일성을 확보하기가 어렵고, 많은 수작업 공정이 포함되므로 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 따라, 이러한 케이블 모뎀 튜너는 제품별 특성 편차를 줄여 품질의 균일성이 확보되어야 하고, 생산라인의 수작업을 줄여 생산성이 향성되도록 개발되어야 할 필요성이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서 본 발명의 목적은 케이블 모뎀 튜너에 포함되는 회로를 CMOS IC등과 같은 IC로 설계하고, 이러한 IC와 관련 부품 및 회로를 하나의 싱글보드에 장착하여 이 싱글보드를 포함하여 패키지드 모듈로 구현함으로서, 이에 따라 품질의 균일성을 확보할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 IC를 이용한 케이블 모뎀 튜너모듈을 제공하는데 있다.

도1은 일반적인 케이블 모뎀 박스의 개략도이다.

도2는 종래의 케이블 모뎀 튜너의 회로 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 케이블 모뎀 튜너모듈의 외형도이다.

도 4는 도 3의 케이블 모뎀 튜너모듈내 싱글보드의 회로 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 케이블 모뎀 튜너모듈P30 : 패키지 파트

C30 : 케이블 커넥터SB : 싱글보드

PIN : 외부 핀 파트31 : 고역통과필터

32 : 저잡음 증폭기 IC(LNA IC)33 : 믹서 IC(MIXER IC)

34 : 제1 쏘필터35 : 제2 쏘필터

36 : 업스트립 증폭기 IC(UPSTREAM AMP IC)

37 : 발룬트랜스38 : 저역통과필터

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 집적회로를 이용한 케이블 모뎀 튜너모듈은 고주파 입력단을 포함하여 복수의 집적회로와 관련 부품 및 회로를 장착하는 싱글 보드; 상기 싱글보드를 에워싸서 하나의 패키지로 이루어진 패키지 파트와, 상기 보드에 접속되어 상기 패키지드 파트의 외부로 연장된 외부 핀 파트와, 그리고 상기 싱글보드의 입력단을 포함하는 케이블 커넥터를 포함하는 패키지드 모듈; 을 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 케이블 모뎀에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용한다.

도 3은 본 발명에 따른 케이블 모뎀 튜너모듈의 외형도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 다른 케이블 모뎀 튜너 모듈은 내부 회로를 CMOS IC등과 같은 IC로 설계하고, 이러한 IC와 관련 부품 및 회로를 하나의 싱글보드에 장착하여 이 싱글보드를 포함하여 패키지드 모듈로 구현한 것으로서, 도 3a는 본 발명에 따른 케이블 모뎀 튜너모듈의 평면도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 케이블 모뎀 튜너모듈의 정면도이며, 그리고, 도 3c는 본 발명에 따른 케이블 모뎀 튜너모듈의 측면도이다. 이와같은 본 발명에 의하면, 생산성 및 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 집적회로를 이용한 케이블 모뎀 튜너모듈은 고주파 입력단(RF-IN)을 포함하여 복수의 집적회로와 관련 부품 및 회로를 장착하는 싱글 보드(single board)(SB)와, 상기 싱글보드(SB)를 에워싸서 하나의 패키지로 이루어진 패키지 파트(packaged part)(P30)와, 상기 싱글보드(SB)에 접속되어 상기 패키지드 파트(P30)의 외부로 연장된 외부 핀 파트(outer lead part)(PIN)와, 그리고 상기 싱글보드의 입력단을 포함하는 케이블 커넥터(C30)를 포함하는 패키지드 모듈(packaged module)로 구성한다.

도 4는 도 3의 케이블 모뎀 튜너모듈내 싱글보드의 회로 구성도로서, 도 4를참조하면, 상기 싱글보드는 IC칩과 개별부품을 장착하고, 회로를 구현할 수 있는 PCB기판으로서, 금속 케이스에 의해 패키지화 된다.

상기 싱글보드(SB)에는, 고주파 입력단(RF-IN)에 접속한 고역통과필터(31)와, 상기 고역통과필터(31)의 출력에 접속하고, 밸란스드출력을 갖는 저잡음 증폭기 IC(32)와, 기준주파수를 제공하는 수정진동자(X-tal)와, 상기 저잡음 증폭기IC(32)의 밸란스드출력에 접속하여 이 저잡음 증폭기IC(32)의 출력신호를 상기 수정진동자(X-tal)의 기준주파수를 이용하여 동조 제어데이타(SDA2)에 따라 1차 업컨버젼 및 2차 다운컨버젼하여 IF신호를 제공하는 믹서IC(33)와, 밸란스드 송신단(TX+,TX-)에 접속하여, 이 송신단을 통해 입력되는 송신 신호에 대한 이득을 이득 제어데이타(SDA1)에 따라 조절하는 업스트립 증폭기IC(36)와, 상기 업스트립 증폭기IC(36)의 밸란스드출력에 접속하여 단간 임피던스를 매칭시키는 발룬트랜스(37)와, 상기 발룬트랜스(37)의 출력과 상기 고주파 입력단(RF-IN) 사이에 접속한 저역통과필터(38)가 장착되어 있다.

이와같이, 본 발명에 따른 케이블 모뎀 튜너 모듈은 CMOS IC등의 IC로 구현된 저잡음 증폭기 IC(32), 믹서IC(33), 업스트립 증폭기IC(36)를 포함하고 있으며, 이러한 IC에 접속된 주변 부품 및 회로들을 포함하고 있다.

상기 업스트립 증폭기IC(36)의 밸란스드출력에 접속하여 단간 임피던스를 매칭시키는 발룬트랜스(37)와, 상기 발룬트랜스(37)의 출력과 상기 고주파 입력단(RF-IN) 사이에 접속한 저역통과필터(38)가 장착되어 있다.

상기 믹서IC(33)는 일반 PLL에서 주지된 바와같은 PLL주소정보, 채널주파수정보, 루프제어정보, VCO 제어정보를 포함하는 동조 제어데이타(SDA2)의 해당 데이타에 따라 제1 발진주파수를 락시키는 제1 PLL(33a)와, 상기 제1 PLL(33a)에 의해 락된 발진주파수와 상기 저잡음 증폭기 IC(32)의 출력신호를 믹싱하는 제1 믹서(33b)와, 동조 제어데이타(SDA2)의 해당 데이타에 따라 제2 발진주파수를 락시키는 제2 PLL(33c)와, 상기 제2 PLL(33b)에 의해 락된 발진주파수와 상기 제1 믹서(33b)의 출력신호를 믹싱하는 제2 믹서(33d)와, 상기 제2 믹서(33d)의 출력신호의 이득을 증폭하는 IF 증폭기(33e)를 포함한다.

상기 케이블 모뎀 튜너모듈은 상기 믹서IC(33)의 제1 믹서(33b)의 출력신호를 상기 제2 믹서(33e)로 대역통과시키는 제1 쏘필터(34)와, 상기 믹서IC(33)의 IF 증폭기(33e)의 출력신호를 대역통과시키는 제2 쏘필터(35)를 포함한다.

상기 믹서IC(33)는 상기 제2 쏘필터(35)의 출력에 접속하여 이 제2 쏘필터(35)의 출력신호에 대한 이득을 자동이득 제어전압(V-IFAGC)에 따라 자동제어하는 AGC 증폭기(33f)를 포함한다.

상기 패키지드 모듈은 상기한 싱글보드(SB)를 패키지드 파트(P30)의 금속케이스로 에워싸서 패키지화하는 모듈로서, 상기 외부 핀 파트(PIN)가 형성되어 있는 상기 패키지드 파트(P30)에는 에폭시 수지등의 절연성 수지로 충진하여, 상기 외부 핀 파트(PIN)를 상기 패키지드 파트(P30)에 단단하게 고정시킬 수 있다.

도 4를 참조하여, 먼저, 본 발명의 케이블 모뎀 튜너의 다운스트립 동작과정을 설명하면, 케이블 모뎀 터미네이션 시스템(Cable Modem Termination System:CMTS)등으로부터 인터넷 접속 케이블을 통해 다운된 수신신호가 케이블 커넥터(C30)의 고주파 입력단(RF-IN)을 통해 입력되면, 이 입력신호중 수신대역(80-860MHz)이 고역통과필터(31)에 의해 고역통과되고, 이 고역통과된 신호는 저잡음 증폭기 IC(32)에 의해 저잡음으로 증폭된후 믹서IC(33)로 제공되며, 이 믹서IC(33)는 입력받은 신호를 수정진동자(X-tal)의 기준주파수(예,10MHz)를 이용하여 1차 업컨버젼 한후, 2차 다운커버젼 하여 미도시된 복조부로 제공되는데, 이러한 더블 컨버젼을 통해서 이미지 리젝션이 보장된 IF신호를 제공한다.

이와같은 업컨버젼과 다운컨버젼으로 이루어지는 더블 컨버젼에 의해서, 불필요한 이미지(image)에 대한 리젝션(image rejection)이 효과적으로 이루어진다.

상기 믹서IC(33)에 대해서 자세히 설명하면, 상기 믹서IC(32)의 제1PLL(33a)와 제2 PLL(33c)는 클럭신호(SCL2)에 따라 제어데이타(SDA2)에 포함된 제1 PLL 관련 데이터 및 제2 PLL 관련 데이타에 기초해 각 발진주파수를 락(lock)시키고, 상기 믹서IC(32)의 제1 믹서(33b)는 상기 제1 PLL(33a)에 의해 락된 발진주파수(대략,1300-2080MHz)와 상기 저잡음 증폭기 IC(32)의 출력신호를 믹싱하여 업컨버젼(1220MHz) 하고, 이 제1 믹서(33b)에 의해 업컨버젼된 대략 1220MHz의 신호는 제1 쏘필터(34)를 통한후 상기 제2 믹서(33d)로 제공되고, 이 제2 믹서(33d)는 상기 제2 PLL(33b)에 의해 락된 발진주파수(대략,1176MHz)와 상기 제1 쏘필터(34)의 출력신호를 믹싱하여 다운 컨버젼(예,43.75MHz) 하고, 이 제2 믹서(33e)에 의해 다운컨버젼된 대략 43.75MHz의 신호는 IF 증폭기(33e)에서 증폭되고, 제2 쏘필터(35)를 통해 인접신호의 방해가 제거된후 상기 AGC 증폭기(33f)에서 그 이득이 자동 제어되어, 결국, 1Vp-p의 신호레벨의 발랜스드 출력신호(IF+,IF-)가 미도시된 복조부로 제공된다.

또한, 상기 업스트립 증폭기IC(36)는 밸란스드 송신단(TX+,TX-)을 통해 미도시된 변조부로부터 제공되는 송신신호를 증폭하는 제1 송신 증폭기(36a)와, 상기 제1 증폭기(36a)의 출력신호에 대한 이득을 이득 제어데이타(SDA1)에 따라 감쇄시키는 이득감쇄기(36b)와, 상기 이득감쇄기(36b)의 출력신호를 송신인에이블신호(TXIN)에 따라 증폭하는 제2 송신 증폭기(36c)를 포함한다.

도 4를 참조하여 본 발명의 케이블 모뎀 튜너의 업스트립 동작과정을 설명하면, 송신 신호에 대한 이득을 업스트립 증폭기IC(36)가 주소데이타(AS1), 클럭데이타(SCL1) 및 이득 제어데이타(SDA1)에 따라 조절하고, 이 조절된 송신신호는 발룬트랜스(37)에 의해 임피던스 매칭된후, 대략, 5-65MHz의 저역통과필터(38)를 통해서 상기 고주파 입력단(RF-IN)으로 제공되어 인터넷 접속케이블을 통해 상기 케이블 모뎀 터미네이션 시스템으로 제공된다.

상기 업스트립 증폭기IC(36)의 동작에 대해서 구체적으로 설명하면, 밸란스드 송신단(TX+,TX-)을 통한 송신신호는 제1 송신 증폭기(36a)에 의해 증폭된후, 이득감쇄기(36b)에서 클럭신호(SCL1)에 동기되어 이득 제어데이타(SDA1)에 따라 감쇄되며, 이후 제2 송신 증폭기(36c)에서 증폭되어 상기 저역통과필터(38)로 제공된다. 여기서, 상기 제2 송신 증폭기(36c)는 송신인에이블신호(TXIN)에 따라 동작한다.

전술한 바와같은 본 발명의 케이블 모뎀 튜너모듈은 다운 스트림과 업스트림을 효율적으로 수행하는데, 이러한 케이블 모뎀 튜너모듈에 의하면, 성능의 향성은 물론 제작성을 향상시킬 수 있으며, 이와같은 케이블 모뎀 튜너모듈은 케이블 모뎀에 적용되며, 또한, 디지털 위성 수신기, 케이블 셋탑박스, TV 및 VTR등을 비롯하여 인터넷 접속 케이블을 통해 인터넷 접속을 필요로 하는 시스템 또는 장치에 적용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 케이블 모뎀 튜너에 포함되는 회로를 CMOS IC등과 같은 IC로 설계하고, 이러한 집적회로와 관련 부품 및 회로를 하나의 싱글보드에 장착하여 이 싱글보드를 포함하여 패키지드 모듈로 구현함으로서, 이에따라 제품별 특성이 편차를 줄여 품질의 균일성을 확보할 수 있고, 생산라인의 수작업을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 특별한 효과가 잇다.

Claims

케이블 모뎀 튜너모듈에 있어서,

고주파 입력단(RF-IN)을 포함하여 복수의 집적회로와 관련 부품 및 회로를 장착하는 싱글 보드(SB)로서,

이 싱글보드(SB)에는 고주파 입력단(RF-IN)에 접속된 고역통과필터(31)와, 상기 고역통과필터(31)의 출력에 접속하고, 밸란스드출력을 갖는 저잡음 증폭기 IC(32)와, 기준주파수를 제공하는 수정진동자(X-tal)와, 상기 저잡음 증폭기IC(32)의 밸란스드출력에 접속하여 이 저잡음 증폭기IC(32)의 출력신호를 상기 수정진동자(X-tal)의 기준주파수를 이용하여 동조 제어데이타(SDA2)에 따라 1차 업컨버젼 및 2차 다운컨버젼하여 IF신호를 제공하는 믹서IC(33)와, 밸란스드 송신단(TX+,TX-)에 접속하여, 이 송신단을 통해 입력되는 송신 신호에 대한 이득을 이득 제어데이타(SDA1)에 따라 조절하는 업스트립 증폭기IC(36)와, 상기 업스트립 증폭기IC(36)의 밸란스드출력에 접속하여 단간 임피던스를 매칭시키는 발룬트랜스(37)와, 상기 발룬트랜스(37)의 출력과 상기 고주파 입력단(RF-IN) 사이에 접속한 저역통과필터(38)를 포함하고;

상기 싱글보드(SB)를 에워싸서 하나의 패키지로 이루어진 패키지 파트(P30)와, 상기 싱글보드(SB)에 접속되어 상기 패키지드 파트의 외부로 연장된 외부 핀 파트(PIN)와, 그리고 상기 싱글보드의 입력단을 포함하는 케이블 커넥터(C30)를 포함하는 패키지드 모듈; 을 구비한 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 튜너모듈.
제1항에 있어서, 상기 보드의 믹서IC(33)는

동조 제어데이타(SDA2)의 해당 데이타에 따라 제1 발진주파수를 락시키는 제1 PLL(33a);

상기 제1 PLL(33a)에 의해 락된 발진주파수와 상기 저잡음 증폭기 IC(32)의 출력신호를 믹싱하는 제1 믹서(33b);

동조 제어데이타(SDA2)의 해당 데이타에 따라 제2 발진주파수를 락시키는 제2 PLL(33c);

상기 제2 PLL(33b)에 의해 락된 발진주파수와 상기 제1 믹서(33b)의 출력신호를 믹싱하는 제2 믹서(33d);

상기 제2 믹서(33d)의 출력신호의 이득을 증폭하는 IF 증폭기(33e); 를 포함함을 특징으로 하는 케이블 모뎀 튜너모듈.
제2항에 있어서, 상기 케이블 모뎀 튜너모듈은

상기 믹서IC(33)의 제1 믹서(33b)의 출력신호를 상기 제2 믹서(33e)로 대역통과시키는 제1 쏘필터(34);

상기 믹서IC(33)의 IF 증폭기(33e)의 출력신호를 대역통과시키는 제2 쏘필터(35); 를 추가로 포함함을 특징으로 하는 케이블 모뎀 튜너모듈.
제3항에 있어서, 상기 보드의 믹서IC(33)는

상기 제2 쏘필터(35)의 출력에 접속하여 이 제2 쏘필터(35)의 출력신호에 대한 이득을 자동이득 제어전압(V-IFAGC)에 따라 자동제어하는 AGC 증폭기(33f)를 추가로 포함함을 특징으로 하는 케이블 모뎀 튜너모듈.
제4항에 있어서, 상기 업스트립 증폭기IC(36)는

밸란스드 송신단(TX+,TX-)을 통한 송신신호를 증폭하는 제1 송신 증폭기(36a);

상기 제1 증폭기(36a)의 출력신호에 대한 이득을 이득 제어데이타(SDA1)에 따라 감쇄시키는 이득감쇄기(36b);

상기 이득감쇄기(36b)의 출력신호를 송신인에이블신호(TXIN)에 따라 증폭하는 제2 송신 증폭기(36c)를 포함함을 특징으로 하는 케이블 모뎀 튜너모듈.