KR200329267Y1 - 노이즈와 입력 신호에 대하여 선별적으로 충방전시키는자동 이득 제어 회로를 갖는 적외선 수신기 - Google Patents

노이즈와 입력 신호에 대하여 선별적으로 충방전시키는자동 이득 제어 회로를 갖는 적외선 수신기 Download PDF

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Abstract

노이즈와 입력 신호에 대하여 선별적으로 충방전시키는 자동 이득 제어 회로를 갖는 적외선 수신기가 개시된다. 본 발명의 자동 이득 제어 회로는 수신되는 입력 신호에 대응하여 자동으로 증폭기의 이득을 조정하는 자동 이득 제어 신호를 발생시킨다. 자동 이득 제어 신호는 커패시터에 충방전되는 전압 레벨로 나타나는 데, 입력 신호와 제1 문턱 전압을 비교한 제1 비교 신호에 응답하여 온오프되는 제1 스위치에 의하여 제1 커패시터로 제1 전류원의 전류를 충방전시킨다. 제1 커패시터의 전압과 제2 문턱 전압을 비교한 충방전 제어 신호에 응답하여 온되는 제2 스위치에 의하여 제2 커패시터로 제2 전류원의 전류를 충전시킨다. 충방전 제어 신호에 응답하여 온되는 제3 스위치에 의해 제2 커패시터의 전압을 제3 전류원을 통해 방전시키고, 소정 지연 시간 동안 지연된 충방전 제어 신호에 응답하여 온되는 제4 스위치에 의해 제2 커패시터의 전압을 제4 전류원을 통해 방전시킨다. 제2 커패시터의 전압 레벨이 자동 이득 제어 신호가 되어 증폭기의 이득이 제어한다.

Description

노이즈와 입력 신호에 대하여 선별적으로 충방전시키는 자동 이득 제어 회로를 갖는 적외선 수신기{IR receiver having auto gain control circuit for selectively charging and discharging}
본 고안은 반도체 집적 회로에 관한 것으로, 특히 전원 노이즈와 입력 신호에 대하여 선별적으로 충방전을 조절하는 자동 이득 제어 회로를 포함하는 적외선 수신기에 관한 것이다.
자동 이득 제어 회로는 입력 전압에 대한 출력 전압의 비로 나타내는 전압 이득을 조절하는 회로이다. 특히, 적외선 수신기에 사용되는 자동 이득 제어 회로는 적외선 신호에 의한 입력 전압에 대하여 전압 이득을 조절하여, 자동 이득 제어 회로 내에 흐르는 전류에 의해 커패시터가 충전 또는 방전되는 방식으로 출력 전압을 발생시킨다. 커패시터의 충전 및 방전 비는 적외선 입력 신호와 외부 산란광 또는 노이즈를 구분하는 중요한 요소가 된다.
도 1은 일반적인 적외선 수신기를 설명하는 도면이다. 이를 참조하면, 적외선 수신기(10)는 적외선 신호(IN)를 수신하여 출력 신호(OUT)를 발생한다. 적외선 수신기(10)는 적외선 신호(IN)를 감지하는 포토 다이오드(11), 포토 다이오드(11)에 흐르는 전류에 응답하여 전압으로 변환시키는 전압 변환부(12), 자동 이득 제어 신호(VAGC)에 응답하여 전압 변환부(12)의 출력을 증폭하는 증폭기(13), 소정의 주파수 신호대에 해당하는 신호만을 걸러내는 대역 통과 필터(14), 대역 통과 필터(14) 출력(fout)을 소정의 문턱 전압(VT)과 비교하여 자동 이득 제어 신호(VAGC)를 발생하는 자동 이득 제어 회로(15), 대역 통과 필터(14) 출력과 기준 전압(VREF)을 비교하는 비교부(16), 비교기(16) 출력 신호를 복조하여 캐리어 주파수를 제거하는 복조부(17), 복조부(17) 출력을 정형화된 구형파로 변환하는 슈미터 트리거(18), 그리고 슈미터 트리거(18) 출력에 응답하여 출력 신호(OUT)를 발생하는 출력단(19)으로 구성된다.
도 2의 자동 이득 제어 회로(15)에서, 대역 통과 필터 출력(fout)은 제1 비교기(20)를 통해 제1 문턱 전압(VT_1)과 비교된다. 제1 비교기(20) 출력에 응답하여 온/오프되는 트랜지스터(22)에 의해 제1 전류원(21)의 전류가 제1 커패시터(23)로 충전 또는 방전된다. 제1 커패시터(23)에 충전 또는 방전되는 전압 레벨이 제2 비교기(24)를 통해 제2 문턱 전압(VT_2)과 비교되어, 차아지 신호(S_CH)와 디스차아지 신호(S_DIS)로 발생된다. 차아지 신호(S_CH)에 응답하여 제2 전류원(25)의 충전 전류(Ich)가 제1 스위치(26)를 통해 제2 커패시터(29)에 충전되어 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 올라간다. 디스차아지 신호(S_DIS)에 응답하여 제2 커패시터(29)에 충전된 전압 레벨이 제2 스위치(27)와 제3 전류원(28)을 통해 방전되어 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 떨어진다.
도 3은 자동 이득 제어 회로(15)의 동작을 설명하는 다이어그램이다. 이를 참조하면, 대역 통과 필터 출력(fout)이 제1 문턱 전압(VT_1)과 비교되는 데, 제1 문턱 전압(VT_1) 이하의 대역 통과 필터 출력(fout)에 응답하여 제1 커패시터 전압(VC1)은 로직 하이레벨로 발생되고, 제1 문턱 전압(VT_1) 이상의 대역 통과 필터 출력(fout)에 응답하여 제1 커패시터 전압(VC1)은 로직 로우레벨로 발생된다. 제1 커패시터 전압(VC1)은 제2 문턱 전압(VT_2)과 비교되어, 제2 문턱 전압(VT_2)이상의 제1 커패시터 전압(VC1)에 응답하여 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 하강하고, 제2 문턱 전압(VT_2) 이하의 제1 커패시터 전압(VC1)에 응답하여 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 상승한다.
자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨 변화는 증폭기(13, 도 1)의 이득(Av)을 변화시키는 데, 도 4에 도시된 바와 같이, 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 높을수록 증폭기(13, 도 1)의 이득(Av)이 낮아지고 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 낮을수록 증폭기(13, 도 1)의 이득(Av)이 높아진다.
이러한 동작을 기반으로 하여 적외선 수신기(10, 도 1)의 전체적인 동작을 살펴보면, 도 5의 동작 다이어그램과 같다.
도 5를 참조하면, 적외선 신호의 데이터 포맷에 따라 대역 통과 필터 출력(fout)이 발생되고, 대역 통과 필터 출력(fout)이 기준 전압(VREF)보다 높은 구간에 응답하여 출력 신호(OUT)는 로직 로우레벨로 발생되고, 대역 통과 필터 출력(fout)이 기준 전압 보다 낮은 구간에서는 출력 신호(OUT)가 로직 하이레벨로 발생된다.
대역 통과 필터 출력(fout)에는 데이터 코드부에 30KHz 내지는 60KHz 사이의 캐리어 주파수를 포함한다. 대역 통과 필터 출력(fout) 중 캐리어가 실리는 구간에서는 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 상승하는 쪽으로 발생되고, 캐리어가 실리지 않는 구간에서는 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 하강하는 쪽으로 발생된다. 하나의 데이터 코드와 다음 데이터 코드 사이에는 휴지기가 존재하는 데, 데이터 코드 영역에서 상승된 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 휴지기 동안 방전되도록 하여, 다음 데이터 코드가 들어오면 안정적으로 출력신호(OUT)를 내보낸다.
한편, 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 높아지면, 증폭기(13, 도 1)의 이득(Av)이 낮아져 입력 신호(IN)의 증폭율이 작아져 대역 통과 필터 출력(fout)이 작아진다. 이에 따라 대역 통과 필터 출력(fout)이 기준 전압(VREF)보다 낮아져서 적외선 수신기의 출력(OUT)은 로직 하이레벨로 발생된다. 이러한 동작을 바탕으로 입력 신호(IN)에 포함된 노이즈 성분을 제거하기 위한 방안이 나타나는 데, 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨을 올리기 위하여 도 2의 제2 커패시터(29)를 차아지시키는 차아지 전류(Ich)를 크게 하거나 또는 제2 커패시터(29)를 디스차아지시키는 전류(Idis)를 작게 하는 방안이 모색된다.
입력 신호(IN)에 포함된 노이즈 성분 중 형광등이나 백열등 등에 의해 발생되는 전원 노이즈는 적외선 수신기(10)의 오동작을 유발하는 중요한 원인이 된다. 전자식 형광등에 포함된 전원 노이즈는 도 6과 같이 분석된다. 도 6을 참조하면, 120Hz의 변조된 신호가 연속적으로 들어오게 된다. 전원 노이즈를 입력한 적외선 수신기(10)의 대역 통과 필터 출력(fout)이 제1 문턱 전압(VT_1) 보다 높으면 제1 커패시터 출력(VC1)이 로직 로우레벨로 발생되고, 제1 문턱 전압(VT_1)보다 낮으면 제1 커패시터 출력(VC1)이 로직 하이레벨로 발생된다. 제1 커패시터 출력(VC1)이 제2 문턱 전압(VT_2) 보다 높으면 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨은 낮아지고, 제1 커패시터 출력(VC1)이 제2 문턱 전압(VT_2) 보다 낮으면 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨은 높아진다.
이러한 노이즈가 적외선 수신기(10)의 출력으로 나오지 않게 하려면, 앞서설명한 바와 같이, 도 2의 제2 커패시터(29)를 차아지시키는 차아지 전류(Ich)가 디스차아지 전류(Idis) 보다 최소 2배 이상 커야 한다. 이에 따라, 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 높아져 증폭기(13, 도 1)의 이득(Av)이 감소되므로, 전원 노이즈 성분이 적외선 수신기(10)로 입력되더라도 출력 신호(OUT)로 발생되지 않는다.
그런데, 이러한 방식으로 차아지 전류(Ich)와 디스차아지 전류(Idis)를 설정하게 되면, 적외선 수신기(10)는 전원 노이즈에 대해서는 안정적으로 동작하지 않겠지만, 실제적인 적외선 입력 신호에 대해서더 동작하지 않는 경우가 생길 수 있다, 예를들면, 데이터 구간이 조밀하게 사용되는 포맷의 경우, 처음에는 데이터 포맷에 따라 적외선 수신기(10)의 출력(OUT)이 나오다가, 시간이 지나면 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 높아져 증폭기(13, 도 1)의 이득(Av)이 감소하여 수신 응답 거리가 짧아지거나 출력(OUT)이 아예 나오지 않는 경우를 말한다.
그러므로, 전원 노이즈와 적외선 입력 신호(IN)에 대하여 선별적으로 차아지 전류(Ich)와 디스차아지 전류(Idis)를 제어할 수 있는 자동 이득 제어 회로의 존재가 필요하다.
본 고안의 목적은 전원 노이즈와 적외선 입력 신호에 대하여 선별적으로 차아지 전류와 디스차아지 전류를 제어할 수 있는 자동 이득 제어 회로를 제공하는 데 있다.
본 고안의 다른 목적은 상기 자동 이득 제어 회로를 채용하는 적외선 수신기를 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 적외선 수신기를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 자동 이득 제어 회로를 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2의 자동 이득 제어 회로의 동작 다이어그램을 설명하는 도면이다.
도 4는 자동 이득 제어 신호와 증폭기 이득과의 상관 관계를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1의 적외선 수신기의 동작 다이어그램을 설명하는 도면이다.
도 6은 전원 노이즈를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 고안의 일실시예에 따른 자동 이득 제어 회로를 설명하는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 도 7의 지연 회로를 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 11은 도 7의 자동 이득 제어 회로를 포함하는 적외선 수신기의 동작 다이어그램을 설명하는 도면이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 일예는 충방전 제어 신호에 응답하여 자동 이득 제어 신호를 조정하는 자동 이득 제어 회로에 있어서, 입력 신호와 문턱 전압을 비교하여 충방전 제어 신호를 발생하는 비교기; 전원 전압과 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되는 제1 전류원; 제1 전류원과 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되고 충방전 신호에 응답하는 제1 스위치; 자동 이득 제어 신호와 접지 전압 사이에 연결되는 커패시터; 자동 이득 제어 신호와 연결되고 충방전 제어 신호에 응답하는 제2 스위치; 제2 스위치와 접지 전압 사이에 연결되는 제2 전류원; 충방전 제어 신호를 입력하여 소정 시간 지연시키는 지연 회로부; 자동 이득 제어 신호와 연결되고 지연 회로부의 출력 신호에 응답하는 제3 스위치; 및 제3 스위치와 접지 전압 사이에 연결되는 제4 전류원을 포함한다. 바람직하기로, 지연 회로의 지연 시간은 입력 신호에 포함된 주기적인 노이즈 성분의 주기 보다 길도록 설정되고, 제3 전류원은 제1 및 제2 전류원의 전류량 보다 많은 전류량이 흐르도록 설정되는 것이 적합하다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 다른예는 수신되는 입력 신호에 대응하여 자동으로 증폭기의 이득을 조정하는 자동 이득 제어 회로에 있어서, 전원 전압에 연결되는 제1 전류원; 입력 신호와 제1 문턱 전압을 비교하는 제1 비교기; 제1 전류원과 접지 전압 사이에 연결되고, 제1 비교기의 출력 신호에 응답하는 제1 스위치; 제1 전류원과 제1 스위치의 연결점과 접지 전압 사이에 연결되는 제1 커패시터; 제1 커패시터의 전압과 제2 문턱 전압을 비교하여 충방전 제어 신호를 발생하는 제2 비교기; 전원 전압에 연결되는 제2 전류원; 제2 전류원과 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되고 충방전 신호에 응답하는 제2 스위치; 자동 이득 제어 신호와 접지 전압 사이에 연결되는 제2 커패시터; 자동 이득 제어 신호와 연결되고 충방전 제어 신호에 응답하는 제3 스위치; 제3 스위치와 접지 전압 사이에 연결되는 제3 전류원; 충방전 제어 신호를 입력하여 소정 시간 지연시키는 지연 회로부; 자동 이득 제어 신호와 연결되고 지연 회로부의 출력 신호에 응답하는 제4 스위치; 및 제4 스위치와 접지 전압 사이에 연결되는 제4 전류원을 포함한다. 더욱 바람직하기로, 지연 회로의 지연 시간은 입력 신호에 포함된 주기적인 노이즈 성분의 주기 보다 길도록 설정되고, 제4 전류원은 제2 및 제3 전류원의 전류량 보다 많은 전류량이 흐르도록 설정되는 것이 적합하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 적외선 입력 신호를 수신하여 이에 대응되는 출력 신호를 발생하는 적외선 수신기에 있어서, 적외선 입력 신호를 감지하는 포토 다이오드; 포토 다이오드에 흐르는 전류에 응답하여 전압으로 변환시키는 전압 변환부; 자동 이득 제어 신호에 응답하여 전압 변환부의 출력 신호를 증폭하는 증폭기; 증폭기의 출력 신호에서 소정의 주파수 신호대에 해당하는 신호만을 걸러내는 대역 통과 필터; 대역 통과 필터의 출력을 소정의 문턱 전압과 비교하여 자동 이득 제어 신호를 발생하는 자동 이득 제어 회로; 대역 통과 필터의 출력과 기준 전압을 비교하는 비교부; 비교기의 출력 신호를 복조하여 캐리어 주파수를 제거하는 복조부; 복조부의 출력을 정형화된 구형파로 변환하는 슈미터 트리거;및 슈미터 트리거의 출력에 응답하여 상기 적외선 수신기의 출력 신호를 발생하는 출력단을 구비한다.
상기 적외선 수신기에 포함되는 자동 이득 제어 회로는 전원 전압에 연결되는 제1 전류원; 대역 통과 필터의 출력과 제1 문턱 전압을 비교하는 제1 비교기; 제1 전류원과 접지 전압 사이에 연결되고, 제1 비교기의 출력 신호에 응답하는 제1 스위치; 제1 전류원과 제1 스위치의 연결점과 접지 전압 사이에 연결되는 제1 커패시터; 제1 커패시터의 전압과 제2 문턱 전압을 비교하여 충방전 제어 신호를 발생하는 제2 비교기; 전원 전압에 연결되는 제2 전류원; 제2 전류원과 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되고 충방전 신호에 응답하는 제2 스위치; 자동 이득 제어 신호와 접지 전압 사이에 연결되는 제2 커패시터; 자동 이득 제어 신호와 연결되고 충방전 제어 신호에 응답하는 제3 스위치; 제3 스위치와 접지 전압 사이에 연결되는 제3 전류원; 충방전 제어 신호를 입력하여 소정 시간 지연시키는 지연 회로부; 자동 이득 제어 신호와 연결되고 지연 회로부의 출력 신호에 응답하는 제4 스위치; 및 제4 스위치와 접지 전압 사이에 연결되는 제4 전류원을 포함하고, 지연 회로의 지연 시간은 입력 신호에 포함된 주기적인 노이즈 성분의 주기 보다 길도록 설정되고, 제4 전류원은 제2 및 제3 전류원의 전류량 보다 많은 전류량이 흐르도록 설정된다.
따라서, 본 고안을 적용한 적외선 수신기는 전자식 형광등과 같이 연속적인 전원 노이즈 신호에 대해서는 1차적으로 설정된 충방전 시정수와 방전 전류량에 의해 증폭기의 이득을 낮추어 전원 노이즈를 차단하고, 데이터 휴지기 구간에서는 1차적으로 설정된 충방전 시정수와 방전 전류량에다가 2차적으로 더 설정된 충방전시정수와 방전 전류량을 추가하여 증폭기의 이득을 높여서 데이터 코드에 대하여 안정적으로 출력 신호를 발생한다.
본 고안과 본 고안의 동작상의 이점 및 본 고안의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 고안의 예시적인 실시예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 고안을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 7은 본 고안의 제1 실시예에 따른 자동 이득 제어 회로를 설명하는 도면이다. 이를 참조하면, 자동 이득 제어 회로(70)는 도 2의 자동 이득 제어 회로(15)에다가 지연 회로부(72), 제3 스위치(74), 그리고 제4 전류원(76)을 더 포함한다. 지연 회로부(72)는 디스차아지 신호(S_DIS)를 소정 시간(△T) 지연시키고, 지연 회로부(72)의 출력에 응답하는 제3 스위치(74)와 제4 전류원(76)을 통해 제2 커패시터(29)에 충전된 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨을 디스차아지시킨다.
본 실시예에서는 디스차아지 신호(S_DIS)를 지연 회로부(72)의 입력 신호로 사용하는 예에 대하여 기술하고 있으나, 본 고안의 개념은 이에 한정되지 않고 제2 커패시터(29)를 충방전시켜 자동 이득 제어 신호(VAGC)를 발생시키는 하나의 충방전 신호를 지연 회로부(72)의 입력 신호로 사용할 수 있다. 본 실시예에서처럼 제2 커패시터(29)를 충방전시키는 신호가 차아지 신호(S_CH)와 디스차아지 신호(S_DIS)로 구분되는 경우에서는 차아지 신호(S_CH) 또는 디스차아지 신호(S_DIS) 어느 하나를 지연 회로부(72)의 입력 신호로 사용할 수 있음은 물론이다. 이 후, 설명의 편의를 위하여 디스차아지 신호(S_DIS)가 지연 회로부(72)로 입력되는 경우에 대하여 설명된다.
지연 회로부(72)의 지연 시간(△T)는 앞서 도 6에서 설명된 120Hz의 전원 노이즈 성분의 주기, 즉 8.63ms 이상의 시간으로 설정되는 것이 바람직하다. 지연 회로부(72)는 구체적으로, 도 8 내지 도 10에 도시된 회로들로 구현될 수 있다. 도 8을 참조하면, 전원 전압(VCC)에 연결되는 저항(80)과 기준 전류원(82), 저항(80)과 접지 전압(VSS) 사이에 디스차아지 신호(S_DIS)가 베이스 단자로 입력되는 제1 트랜지스터(81), 기준 전류원(82)과 접지 전압(VSS) 사이에 제1 트랜지스터(81)의 출력을 베이스 단자로 입력되는 제2 트랜지스터(83), 제2 트랜지스터(83)와 병렬로 연결되어 제2 트랜지스터(83)의 온/오프 여부에 따라 기준 전류원(82)의 기준 전류(Iref_d)에 의해 충방전되는 커패시터(84), 그리고 커패시터 전압(VD)과 제2 기준 전압(VREF2)을 비교하는 비교기(85)를 포함한다.
지연 회로부(72)는 디스차아지 신호(S_DIS)에 응답하여 제1 트랜지스터(81)가 온되면 제2 트랜지스터(83)가 오프되어 기준 전류원(82)의 기준 전류(Iref_d)가 커패시터(84)에 충전되어 커패시터 전압(VD)이 상승한다. 커패시터 전압(VD) 레벨이 제2 기준 전압(VREF2) 레벨 이상이 되면, 지연 회로 출력(D_OUT)이 활성화되어 제3 스위치(74, 도 7)를 온시킨다. 이 때, 기준 전류(Iref_d)와 커패시터(84)의 시상수에 의해 앞서 설정된 지연 시간(△T)이 결정된다.
도 9의 지연 회로부(72')는 전원 전압(VCC)에 연결되는 기준 전류원(90), 기준 전류원(90)과 접지 전압(VSS) 사이에 디스차아지 신호(S_DIS)에 응답하는 스위치(91), 스위치(91)와 병렬로 연결되는 커패시터(92), 그리고 커패시터 전압(VD)과 제2 기준 전압(VREF2)을 비교하는 비교기(93)로 구성된다. 디스차아지 신호(S_DIS)에 응답하여 스위치(91)가 오프되면 기준 전류원(90)의 기준 전류(Iref_d)가 커패시터(92)에 충전되어 커패시터 전압(VD)이 상승한다. 커패시터 전압(VD) 레벨이 제2 기준 전압(VREF2) 레벨 이상이 되면, 지연 회로 출력(D_OUT)이 활성화되어 제3 스위치(74, 도 7)를 온시킨다.
도 10의 지연 회로부(72'')는 적외선 수신기를 CMOS 공정으로 구현하는 경우에 적용된다. 지연 회로부(72'')는 디스차아지 신호(S_DIS)를 지연시키는 지연부(100)와 지연부(100) 출력과 디스차아지 신호(S_DIS)를 입력하는 로직 게이트(101)로 구성된다. 지연부(100)는 다수개의 인버터 체인 또는 플립플롭 체인으로 구현되고 로직 게이트(101)는 앤드 게이트인 것이 바람직하다. 지연 회로부(72'')는 디스차아지 신호(S_DIS)의 활성화 시점으로부터 지연부(100)의 지연시간(△T) 후에 지연 회로 출력(D_OUT)이 활성화되어 제3 스위치(74, 도 7)를 온시킨다.
다시, 도 7의 자동 이득 제어 회로(70)로 돌아가서, 그 동작을 살펴보면 다음과 같다. 대역 통과 필터 출력(fout)과 제1 문턱 전압(VT_1)을 비교하는 제1 비교기(20) 출력에 응답하여 트랜지스터(22)가 온/오프되어 제1 전류원(21)의 전류가 제1 커패시터(23)로 충전 또는 방전된다. 즉, 제1 문턱 전압(VT_1) 이하의 대역 통과 필터 출력(fout)에 응답하여 트랜지스터(22)가 오프되고 제1 전류원(21) 전류가 제1 커패시터(23)로 충전되어 제1 커패시터 전압(VC1)은 상승하고, 제1 문턱전압(VT_1) 이상의 대역 통과 필터 출력(fout)에 응답하여 온되는 트랜지스터(22)를 통해 제1 커패시터 전압(VC1)이 방전되어 제1 커패시터 전압(VC1)이 떨어진다.
제1 커패시터 전압(VC1)을 제2 문턱 전압(VT_2)과 비교하는 제2 비교기(24)에 의해 차아지 신호(S_CH)와 디스차아지 신호(S_DIS)가 발생된다. 제1 커패시터 전압(VC1)이 제2 문턱 전압(VT_2) 보다 낮으면 차아지 신호(S_CH)가 활성화되어 제1 스위치(26)가 온되고, 제2 전류원(25)의 충전 전류(Ich)가 제1 스위치(26)를 통해 제2 커패시터(29)에 충전되어 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 올라간다. 제1 커패시터 전압(VC1)이 제2 문턱 전압(VT_2) 보다 높으면 디스차아지 신호(S_DIS)가 활성화되어 제2 스위치(27)가 온되고, 제2 커패시터 전압, 즉 자동 이득 제어 신호(VAGC) 전압이 제2 스위치(27)와 제3 전류원(28)을 통해 방전되어 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 떨어진다.
그리고, 디스차아지 신호(S_DIS)의 활성화 시점으로부터 지연 회로부(72)의 지연 시간(△T) 후 지연 회로 출력(D_OUT)이 활성화된다. 지연 회로 출력(D_OUT)의 활성화에 응답하여 제3 스위치(74)가 온된다. 이 후, 자동 이득 제어 신호(VAGC) 전압은 제3 스위치(74)와 제4 전류원(76)을 통해 방전되어 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 더욱 떨어진다.
이러한 자동 이득 제어 회로(70)의 동작을 도 1의 적외선 수신기(10)에 채용하여 전체적인 동작을 살펴보면, 도 11과 같다. 도 11을 참조하면, 입력 신호(IN)의 데이터 코드(또는 포맷)에 따라 발생되는 대역 통과 필터 출력(fout)에 대하여, 캐리어가 실리는 구간에서는 차아지 신호(S_CH)에 응답하여 제2 커패시터(29)가 충전되어 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 상승하고, 캐리어가 실리지 않는 구간에서는 디스차아지 신호(S_DIS)에 응답하여 제2 커패시터(29)가 방전되어 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 하강한다.
하나의 데이터 코드와 다음 데이터 코드 사이에는 다소 긴 휴지기가 존재하는 데, 휴지기 동안 데이터 코드 영역에서 상승된 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨은 디스차아지 신호(S_DIS)에 응답하여 온되는 제2 스위치(27)와 제3 전류원(28)을 통해 1차적으로 방전되고, 지연 회로(72)의 지연 시간(△T) 후 지연 회로 출력(D_OUT)에 응답하여 온되는 제3 스위치(74)와 제4 전류원(76)을 통해 2차적으로 방전되어, 충분히 떨어진다. 이 후, 다음 데이터 코드가 들어오면 자동 이득 제어 신호(VAGC)는 제2 커패시터(29)의 충방전 동작을 통해 상승 또는 하강한다. 이에 따라, 입력 신호(IN)의 데이터 코드 및 휴지기에 대응하여 안정적으로 출력 신호(OUT)가 발생된다.
본 고안의 자동 이득 제어 회로(70)를 채용한 적외선 수신기(70)는 보통 120Hz의 주기(8.63ms)를 갖는 전자식 형광등과 같은 외부 산란광의 전원 노이즈에 대하여 제2 전류원(25)과 제3 전류원(28)을 이용하여 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨을 제어하고, 전원 노이즈의 주기 이상의 휴지기 구간에서는 제2 전류원(25)과 제3 및 제4 전류원(28, 74)을 이용하여 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨을 제어한다.
그리하여, 전원 노이즈에 대해서는 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨이 상승하여 증폭기(23, 도 1) 이득을 감쇄시키고 입력 신호(IN)에 포함된 전원 노이즈를 억제시켜 출력 신호(OUT)로 발생되지 않도록 한다. 그리고 데이터 코드 사이의 휴지기 구간에 대해서는 자동 이득 제어 신호(VAGC)의 전압 레벨을 충분히 떨어뜨려 증폭기(23, 도 1) 이득을 키워서 적외선 입력 신호(IN)를 증폭하여 이에 대응되는 출력 신호(OUT)를 발생시킨다.
따라서, 본 고안의 적외선 수신기는 전자식 형광등과 같이 연속적인 전원 노이즈 신호에 대해서는 1차적으로 설정된 충방전 시정수와 방전 전류량에 의해 증폭기(23, 도 1) 이득을 낮추어 전원 노이즈를 차단하고, 데이터 휴지기 구간에서는 1차적으로 설정된 충방전 시정수와 방전 전류량에다가 2차적으로 더 설정된 충방전 시정수와 방전 전류량을 추가하여 증폭기(23, 도 1) 이득을 높여서 데이터 코드에 대하여 안정적으로 출력 신호(OUT)를 발생한다.
본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 본 고안의 적외선 수신기에 의하면, 전자식 형광등과 같이 연속적인 전원 노이즈 신호에 대해서는 1차적으로 설정된 충방전 시정수와 방전 전류량에 의해 증폭기의 이득을 낮추어 전원 노이즈를 차단하고, 데이터 휴지기 구간에서는 1차적으로 설정된 충방전 시정수와 방전 전류량에다가 2차적으로 더 설정된 충방전시정수와 방전 전류량을 추가하여 증폭기의 이득을 높여서 데이터 코드에 대하여 안정적으로 출력 신호를 발생한다.

Claims (8)

  1. 충방전 제어 신호에 응답하여 자동 이득 제어 신호를 조정하는 회로에 있어서,
    입력 신호와 문턱 전압을 비교하여 상기 충방전 제어 신호를 발생하는 비교기;
    상기 전원 전압과 상기 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되는 제1 전류원;
    상기 제1 전류원과 상기 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되고 상기 충방전 신호에 응답하는 제1 스위치;
    상기 자동 이득 제어 신호와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 커패시터;
    상기 자동 이득 제어 신호와 연결되고 상기 충방전 제어 신호에 응답하는 제 2 스위치;
    상기 제2 스위치와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제2 전류원;
    상기 충방전 제어 신호를 입력하여 소정 시간 지연시키는 지연 회로부;
    상기 자동 이득 제어 신호와 연결되고 상기 지연 회로부의 출력 신호에 응답하는 제3 스위치; 및
    상기 제3 스위치와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제4 전류원을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어 회로.
  2. 수신되는 입력 신호에 대응하여 자동으로 증폭기의 이득을 조정하는 자동 이득 제어 회로에 있어서,
    전원 전압에 연결되는 제1 전류원;
    상기 입력 신호와 제1 문턱 전압을 비교하는 제1 비교기;
    상기 제1 전류원과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 제1 비교기의 출력 신호에 응답하는 제1 스위치;
    상기 제1 전류원과 상기 제1 스위치의 연결점과 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제1 커패시터;
    상기 제1 커패시터의 전압과 제2 문턱 전압을 비교하여 충방전 제어 신호를 발생하는 제2 비교기;
    상기 전원 전압에 연결되는 제2 전류원;
    상기 제2 전류원과 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되고 상기 충방전 신호에 응답하는 제2 스위치;
    상기 자동 이득 제어 신호와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제2 커패시터;
    상기 자동 이득 제어 신호와 연결되고 상기 충방전 제어 신호에 응답하는 제3 스위치;
    상기 제3 스위치와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제3 전류원;
    상기 충방전 제어 신호를 입력하여 소정 시간 지연시키는 지연 회로부;
    상기 자동 이득 제어 신호와 연결되고 상기 지연 회로부의 출력 신호에 응답하는 제4 스위치; 및
    상기 제4 스위치와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제4 전류원을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지연 회로의 지연 시간은
    상기 입력 신호에 포함된 주기적인 노이즈 성분의 주기 보다 길도록 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3 전류원은
    상기 제1 및 제2 전류원의 전류량 보다 많은 전류량이 흐르도록 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어 회로.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제4 전류원은
    상기 제2 및 제3 전류원의 전류량 보다 많은 전류량이 흐르도록 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 이득 제어 회로.
  6. 적외선 입력 신호를 수신하여 이에 대응되는 출력 신호를 발생하는 적외선 수신기에 있어서,
    상기 적외선 입력 신호를 감지하는 포토 다이오드;
    상기 포토 다이오드에 흐르는 전류에 응답하여 전압으로 변환시키는 전압 변환부;
    자동 이득 제어 신호에 응답하여 상기 전압 변환부의 출력 신호를 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기의 출력 신호에서 소정의 주파수 신호대에 해당하는 신호만을 걸러내는 대역 통과 필터;
    상기 대역 통과 필터의 출력을 소정의 문턱 전압과 비교하여 상기 자동 이득 제어 신호를 발생하는 자동 이득 제어 회로;
    상기 대역 통과 필터의 출력과 기준 전압을 비교하는 비교부;
    상기 비교기의 출력 신호를 복조하여 캐리어 주파수를 제거하는 복조부;
    상기 복조부의 출력을 정형화된 구형파로 변환하는 슈미터 트리거; 및
    상기 슈미터 트리거의 출력에 응답하여 상기 적외선 수신기의 출력 신호를 발생하는 출력단을 구비하고,
    상기 자동 이득 제어 회로는
    전원 전압에 연결되는 제1 전류원;
    상기 대역 통과 필터의 출력과 제1 문턱 전압을 비교하는 제1 비교기;
    상기 제1 전류원과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 제1 비교기의 출력 신호에 응답하는 제1 스위치;
    상기 제1 전류원과 상기 제1 스위치의 연결점과 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제1 커패시터;
    상기 제1 커패시터의 전압과 제2 문턱 전압을 비교하여 충방전 제어 신호를발생하는 제2 비교기;
    상기 전원 전압에 연결되는 제2 전류원;
    상기 제2 전류원과 자동 이득 제어 신호 사이에 연결되고 상기 충방전 신호에 응답하는 제2 스위치;
    상기 자동 이득 제어 신호와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제2 커패시터;
    상기 자동 이득 제어 신호와 연결되고 상기 충방전 제어 신호에 응답하는 제3 스위치;
    상기 제3 스위치와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제3 전류원;
    상기 충방전 제어 신호를 입력하여 소정 시간 지연시키는 지연 회로부;
    상기 자동 이득 제어 신호와 연결되고 상기 지연 회로부의 출력 신호에 응답하는 제4 스위치; 및
    상기 제4 스위치와 상기 접지 전압 사이에 연결되는 제4 전류원 것을 특징으로 하는 적외선 수신기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 지연 회로의 지연 시간은
    상기 입력 신호에 포함된 주기적인 노이즈 성분의 주기 보다 길도록 설정되는 것을 특징으로 하는 적외선 수신기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제4 전류원은
    상기 제2 및 제3 전류원의 전류량 보다 많은 전류량이 흐르도록 설정되는 것을 특징으로 하는 적외선 수신기.
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