KR20030029146A - 신호의 주파수를 다운 변환하는 디바이스 - Google Patents

신호의 주파수를 다운 변환하는 디바이스 Download PDF

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KR20030029146A
KR20030029146A KR10-2003-7002651A KR20037002651A KR20030029146A KR 20030029146 A KR20030029146 A KR 20030029146A KR 20037002651 A KR20037002651 A KR 20037002651A KR 20030029146 A KR20030029146 A KR 20030029146A
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브로만스요하네스에스
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 예를 들어 무선 및/또는 텔레비전 신호와 같은 신호의 주파수를 다운 변환시키는 디바이스에 관한 것이다. 상기 디바이스는 신호를 보다 낮은 주파수의 직교 신호로 변환시키는 직교 채널을 갖는 트랜스포머 유닛을 포함한다. 상기 디바이스는 미러 주파수를 억제하는 필터 유닛을 더 포함한다. 필터 유닛은 직교 신호를 보정하기 위한 진폭 및 위상 보정 필터와 필터를 제어하기 위한 보정 제어 유닛을 포함한다. 상기 디바이스는 미러 신호의 주파수 영역 내의 주파수를 갖는 기준 신호를 트랜스포머 유닛의 입력에 공급하는 주파수 생성기를 더 포함한다.

Description

신호의 주파수를 다운 변환하는 디바이스{DEVICE FOR DOWN-TRANSFORMING THE FREQUENCY OF SIGNALS}
그러한 디바이스는 공지되어 있는데, 무선 FM 수신기, 텔레비전 수상기 등에 사용될 수 있다.
증폭 및 위상 시프트에서의 차는 본원 명세서에서 진폭 및 위상 에러라고 지칭되는데, 직교 채널에서 늘 발생하며, 이른 바 미러 주파수가 직교 채널에서 발생한다. 이 현상은 오래전부터 알려져 있었으며 상기 미러 주파수를 억제하기 위한많은 제안들이 만들어지고 실용화되었다. 미러 주파수를 억제하기 위한, 직교 신호의 진폭 및 위상 보정에 필요한 정보는 직교 신호 그 자체로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 직교 신호의 진폭 및 위상 보정을 위한 조정가능한 진폭 및 위상 보정 필터와, 상기 필터로부터의 출력 신호에 응답하여 진폭 및 위상 보정 필터에 대해 조정 신호를 공급하는 보정 제어 유닛에 의해 그렇게 하는 것이 알려져 있다.
그러나, 직교 신호들 사이의 진폭 및 위상 차는 주파수 의존적이며, 따라서 일반적으로 한 주파수에 대한 보정은 다른 주파수에 대한 보정과 동일할 필요가 없다. 따라서, 하나의 특정 주파수에 대한 진폭 및 위상 보정이 항상 충분하지는 않을 것이다. 몇몇 주파수에 대한 보정을 완료하는 것을 가능하게 하기 위해, 보정 제어 유닛은 입력 신호로부터 필요한 정보를 도출할 수 있을 필요가 있다. 사실은 입력 신호가 항상 균일한 스펙트럼 분포를 나타내지는 않는다는 것이다. 예를 들어, TV 신호의 경우에, 화상 캐리어 주파수 주위의 스펙트럼이 지배적이며 그 결과 최적의 미러 주파수 억제가 이 특정 주파수에 대해서만 얻어질 수 있는 반면에, 직교 채널은 다른 주파수에 대해 훨씬 더 큰 "미스매치(mismatch)"를 나타낼 수도 있다. 또한, 어떤 경우에는, 서로에 대한 직교 신호의 보정이 어떤 주파수에 대해 이루어져야 하는지 판정할 수 있는 것이 바람직하며, 가장 큰 에러가 일어나는 주파수 또는 주파수들에 대해서만 보정이 이루어지는 것으로 충분할 수도 있다. 또한, 다양한 주파수에 걸쳐 직교 에러를 판정하여 보정할 수 있어야 한다.
미러 주파수를 억제하기 위한 다른 방법들은 기준 신호 또는 테스트 신호를 이용한다. 그러나, 그러한 신호를 상기 디바이스의 입력에 공급하는 것이 원하는신호를 방해할 수도 있다. 이것을 회피하기 위해, 통상적으로 발생하는 신호 처리가 테스트 신호가 공급될 때 인터럽트될 수도 있지만, 이것은 대부분의 경우에 바람직하지 않다.
본 발명은 신호의 주파수를 다운 변환시키는 디바이스에 관한 것으로서, 신호를 보다 낮은 주파수의 직교 신호로 변환시키는 직교 채널을 갖는 트랜스포머(transformer) 유닛과, 직교 신호 내의 진폭 및 위상 에러로 인해 발생하는 미러 주파수를 억제하기 위해 상기 트랜스포머 유닛에 접속된 필터 유닛을 포함하고, 상기 필터 유닛은 직교 신호의 진폭 및 위상 보정을 위해 제어가능한 진폭 및 위상 보정 필터와, 상기 필터로부터의 출력 신호에 응답하여 진폭 및 위상 보정 필터에 조정 신호를 제공하는 보정 제어 유닛을 포함한다.
도 1은 디지털 방식으로 소망의 미러 신호 억제가 실현되는 제 1 실시예를 도시한 도면,
도 2는 아날로그 방식으로 소망의 미러 신호 억제가 실현되는 제 1 실시예를 도시한 도면,
도 3은 소망의 신호의 주파수 대역과 미러 신호의 주파수 대역을 도시한 도면.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 극복하고 적절한 미러 주파수 억제가 입력 신호의 유형과 실질적으로 독립적으로 될 수 있는 서두에 설명한 바와 같은 디바이스를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디바이스는 주파수 생성기가 미러 신호의 주파수 대역 내에 있는 주파수의 기준 신호를 트랜스포머 유닛의 입력에 제공하는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 처리되는 입력 신호의 간섭이 발생하지 않고, 주파수 생성기에 의해 공급된 기준 신호가 선택될 수 있어, 직교 신호 자체로부터의 정보에 의거하여 진폭 및 위상 보정이 쉽게 이루어지게 된다. 이 경우에 신호의 처리는 인터럽트될 필요가 없다.
본원에서 제공된 해결책은 미러 주파수 대역 내에 있는 고정된 주파수의 기준 신호가 이용될 때 가능하다. 또한, 주파수 생성기가 전압 제어식 발진기 및 시간 기준 전압 생성기로 이루어지는 것도 가능하다. 이 경우에, 기준 신호는 미러 신호의 주파수 대역을 통해 버려질(swept) 수 있다. 또한, 기준 신호로서, 예를 들어 잡음 생성기로부터의 출력 신호와 같은 다른 타입의 와이드-스펙트럼 신호를 취하는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우, 주파수 생성기가 보정 제어 유닛에 접속되는 것이 바람지할 것이다. 기준 신호가 공급되는 동안 신호의 처리가 인터럽트될 필요는 없지만, 직교 채널이 서로에 대해 올바르게 조정되면 주파수 생성기는 보정 제어 유닛에 의해 불활성(inactive)으로 될 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 디바이스는 공급된 신호를 변환시키기 위한 직교 채널을 갖는 트랜스포머 유닛(1)을 포함한다. 상기 트랜스포머 유닛(1)은 예를 들어 FM 수신기의 수신부를 형성할 수도 있다. 트랜스포머 유닛에서, 주파수 ωlo를 갖는 발진기 신호에 의해, 수신되는 무선 주파수 신호는 중간 주파수 직교 신호(i 및 q)로 변환된다. 이 목적을 달성하기 위해, 트랜스포머 유닛은 통상적으로 증폭기(2), 두 개의 혼합 소자(3, 4), 발진기(5), 상기 혼합 소자의 고주파수성분들을 억제하기 위한 필터(6, 7) 및 증폭기(8, 9)를 포함한다. 직교 신호는 A/D 변환기(10, 11)에 의해 디지털화된다. 증폭 및 위상 시프트의 차가 직교 채널에서 실제로 발생하기 때문에, 직교 채널의 "미스매치(mismatch)"라고 하는 상황, 이른 바 미러 주파수가 직교 채널에서 발생한다. 즉, 소망의 신호 주파수 ωc외에 ωc- 2ωif의 주파수를 갖는 미러 신호가 발생한다. 이 현상은 a·cosωlot 와 ·sinωlot 대신에 발진기(5)로부터 신호 cosωlot와 (1+Δa)·sin(ωlot+Δθ)를 갖는 다운 변환으로 감소될 수 있다. 도 3은 발생한 미러 주파수가 소망의 신호와 간섭하는 방법을 도시하고 있다. 소망의 신호(W)가 중간 주파수(ωif)(신호 W')로 다운 변환될 뿐만 아니라, 관련 미러 주파수도 신호(W')의 주파수 대역으로 변환된다. 미러 주파수를 억제하기 위해, 필터 유닛(12)이 제공된다. 이 필터 유닛은 힐버트 필터(13), i-신호를 상기 힐버트 필터에 의해 위상 시프트된 q-신호와 정렬시키는 지연 요소(14), 진폭 및 위상 보정 필터(15), 보정 제어 유닛(16) 및 조합 회로(17)를 포함한다. 진폭 및 위상 보정 필터(15)는 진폭 보정을 i 채널에 도입하는 진폭 보정 필터(18)와 위상 보정을 q 채널로 도입하는 위상 보정 필터(19)를 포함한다. 진폭 및 위상 보정은 상기 조합 회로(17)의 입력에서 i' 및 q' 신호로부터 유도된다. 이를 위해, 상기 신호는 조합 회로(17) 및 보정 제어 유닛(16)으로 공급되며, 상기 보정 제어 유닛에서 진폭 보정 필터(18)를 위한 진폭 보정 신호와, 위상 보정 필터(19)를 위한 위상 보정 신호가 계산된다. 보정 후에, i' 및 q'이 소망의 신호에 대해서는 동일하게 되고, i' 및 q'이 미러 주파수의 신호에 대해서는 동일하지만 위상이 반대로 되며, 따라서 조합 회로(17)는 소망의 신호만을 통과시킬 것이다. 제 2 조합 회로(도시되어 있지 않음)에서, 만약 원한다면, 서로로부터 신호 i' 및 q'를 공제함으로써, 미러 주파수의 신호만이 통과될 수도 있다.
실제로는 i' 및 q'으로부터 진폭 및 위상 보정을 결정하는 것이 항상 가능한 것은 아님이 분명하므로, 주파수 생성기(20)가 제공된다. 간단한 실시예에서, 상기 주파수 생성기는 도 3에서 미러 대역 U 내에 있는 고정된 주파수 ω-2ωif를 생성한다. 주파수 대역 W를 갖는 소망의 신호는 이로부터 어떠한 간섭도 받지 않는다. 중간 주파수로의 변환 후, 이 고정 주파수를 갖는 신호는 미러 주파수를 억제하는데 필요한 진폭 및 위상 보정을 결정하는 미러 신호를 발생시킨다. 보정의 결정을 위해, 대역폭에 대해 평균된 i' 및 q'의 값이 사용된다.
주파수 생성기(20)가 전압 제어식 발진기(VCO)(21) 및 예를 들어 톱니 전압 생성기의 시간 기준 전압 생성기(22)로 구성되면 보다 정밀한 미러 억제가 얻어진다. 이 경우, U 대역 내의 모든 주파수 또는 일부 주파수는 기준 신호로서 연속적으로 공급된다. U 대역 내의 모든 주파수는 소망의 신호의 주파수 대역 W 내에서 관련된 대응하는 주파수를 갖는다. 이것은 모든 소망의 주파수에 대하여, 대응하는 미러 주파수를 억제하는데 필요한 보정을 결정하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 그렇게 하기 위해, 보정 제어 유닛(16)은 전압 생성기(22)로부터 문제의 주파수 정보를 필요로 한다. 전압 생성기로부터의 정보, 즉, 생성 패턴이 보정 제어 유닛(16)으로 진행한다고 가정하면, 톱니 전압 생성기 대신에, 다양한 다른 전압생성기, 심지어 (의사) 랜덤 전압 생성기(노이즈 생성기)가 사용될 수도 있다.
주파수 생성기(20)로부터의 기준 신호는 트랜스포머 유닛(1)으로 연속적으로 공급될 수 있으며, 어쨌든 그 동작은 기준 신호의 주파수를 선택하기 위해 인터럽트될 필요가 없다. 그러나 두 개의 채널이 매칭될 때 트랜스포머 유닛에 기준 신호를 공급하는 것을 중지할 가능성이 있다. 이것은 보정 제어 유닛으로부터 주파수 생성기 또는 생성기와 트랜스포머 유닛 사이의 스위치로의 신호에 의해 이루어질 수 있다.
본 실시예에서, 진폭 및 위상 보정은 디지털 방식으로 이루어지며, 이 경우에 직교 채널에 A/D 변환기가 필요하다. 그러나, 아날로그 방식으로 진폭 및 위상 보정을 수행하는 것도 가능하다. 이 상황은 도 2에 도시되어 있다. 이 경우에 디지털 형태로 소망의 신호를 획득하기 위해 단지 하나의 A/D 변환기(23)가 요구된다. 이 실시예에서, 필터 유닛(12) 대신에 필터 유닛(24)이 트랜스포머 유닛(1) 뒤에 배치되어 있다. 상기 필터 유닛(24)은 다상 필터(25)를 포함하며, 또한 도 1에서와 같은 진폭 및 위상 보정 수단이 제공된다. 또한 이 실시예에서, 소망의 미러 억제를 실현하기 위해, 정상적으로는 진폭 및 위상 보정을 하기 어려운 상황에서도, U' 대역 내에서 신호를 획득하기 위해, 미러 대역 U 내에 있는 주파수를 갖는 기준 신호는, 도 1을 참조하여 기술한 바와 동일한 방식으로, 주파수 생성기(20)에 의해 트랜스포머 유닛으로 공급될 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 본원에서 설명한 실시예에 한정되지 않으며, 이로부터의 모든 유형의 변형이 첨부한 청구범위 내에 포함되는 한 이들을 모두 포함한다.

Claims (4)

  1. 신호들의 주파수를 다운 변환하는 디바이스에 있어서,
    상기 신호들을 더 낮은 주파수의 직교 신호로 변환시키는 직교 채널을 갖는 트랜스포머(transformer) 유닛과, 상기 트랜스포머 유닛에 접속되어, 상기 직교 신호들에서의 진폭 및 위상 에러의 결과로 발생하는 미러 주파수(mirror frequency)를 억제하는 필터 유닛을 포함하고, 상기 필터 유닛은 직교 신호의 진폭 및 위상 보정을 위한 제어가능한 진폭 및 위상 보정 필터와, 상기 필터로부터의 출력 신호에 응답하여 조정 신호를 상기 진폭 및 위상 보정 필터에 제공하는 보정 제어 유닛을 포함하며,
    상기 미러 신호의 주파수 대역 내에 있는 주파수를 갖는 기준 신호를 상기 트랜스포머 유닛의 입력에 공급하는 주파수 생성기가 추가로 제공되는 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 생성기는 전압 제어식 발진기 및 시간 기준 전압 생성기로 이루어지는 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 생성기는 상기 보정 제어 유닛에 접속되는 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정 제어 유닛은 상기 트랜스포머 유닛으로의 기준 신호의 공급을 차단하는 신호를 생성할 수 있는 디바이스.
KR10-2003-7002651A 2001-06-25 2002-06-21 신호의 주파수를 다운 변환하는 디바이스 KR20030029146A (ko)

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