KR200383174Y1 - 양방향 부스터 앰프 모듈 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단방향으로만 구성된 하나의 증폭수단을 통해서도 시분할 전송방식에 따라 데이터 전송이 양방향으로 이루어지도록 하여 회로 구성의 간소화를 가능하도록 하는 양방향 부스터 앰프 모듈에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은, CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 해당되는 신호를 인가받아 처리하는 입력신호처리부, 상기 입력신호처리부로부터 인가된 신호중에서 데이터통신 주파수대역 신호만을 증폭처리하는 증폭 및 출력레벨유지부, 및 상기 증폭 및 출력레벨유지부로부터 출력된 신호를 출력하는 출력신호처리부로 구성되며; 상기 입력신호처리부 및 출력신호처리부는 어느 하나의 신호처리부로부터 신호가 입력되면 상기 하나의 증폭 및 출력레벨유지부를 매개하여 다른 하나의 신호처리부를 통해 출력되는 구조로 순방향 및 역방향 신호전송 흐름을 제공하도록 그 회로구성이 동일하게 이루어지는 양방향 부스터 앰프모듈을 제공한다.

Description

양방향 부스터 앰프 모듈{Full-duplex Booster Amplifier moudule}

본 고안은 양방향 부스터 앰프 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시분할방식에 따라 동축 케이블을 이용한 데이터 통신이 행해질 때 단방향으로만 형성된 앰프 모듈구조를 통해 양방향 통신이 가능하도록 하는 양방향 부스터 앰프 모듈에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 고감도의 안테나로 수신한 양질의 방송 텔레비전 신호 등을 동축 케이블 등의 광대역 전송로를 이용하여 전송할 때, 동일 주파수 대역에서 시간적인 분리를 통하여 상하향(양방향) 신호를 각각 분할하여 전달하는 양방향 통신이 이루어지고 있다.

예컨대, 초창기에는 안테나를 통해 수신된 공중파를 동축 케이블과 같은 유선매체를 이용하여 일방향으로 전송되었으나, 이후 상기 동축 케이블의 광대역성을 이용하거나 양방향 전송 기능이 부가됨으로써, 보다 다양한 서비스 제공이 가능하게 되었다.

이는 유선통신을 기반으로 하여 송수신자 사이의 상호작용이 가능하도록 하며, 난시청 지역의 학생들이나 소수의 가입자를 대상으로 하여 원격교육, 원격쇼핑, 원격게임, 원격은행업무, 퀴즈, 양방향 광고 등의 새로운 응용분야로 제공되어 널리 활용되고 있다.

그와 같이 종래기술에 따라 CATV의 신호가 동축케이블을 통해 양방향에서 전송되도록 제공되는 전송모듈 구성도가 도 1에 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 동축케이블을 이용하여 시분할방식에 의해 양방향 데이터 통신이 가능하도록 스위칭부(14, 14')의 절환에 의해 상이하게 제공되는 전송경로(20,20')가 독립적으로 형성되어 서로 다른 방향으로의 신호 전송을 가능하게 한다.

그리고, 동축케이블을 이용한 양방향 통신시에 신호가 입력되는 포트(port)로부터 소정 개소에는 장거리 전송시 신호세기를 증폭해주는 증폭수단이 전송경로(20,20')에 필수적으로 구비되어야 한다.

상기 증폭수단은 각각의 전송경로(20.20')에 대하여, 포트로부터 각각 인가된 신호의 증폭을 위한 제 1증폭기(22,22') 및 제 2증폭기(26,26')와, 상기 제 2증폭기(26,26') 후단에 연결되는 커플러(28,28')로부터 출력신호를 인가받고 신호세기를 검출하는 자동이득제어부(AGC)(30,30'), 상기 자동이득제어부(30,30')의 신호세기 검출에 따라 출력신호의 레벨을 조정하는 감쇠기(24,24')가 제공된다.

또한, 상기 증폭수단에 신호를 인가하는 전단부, 즉 포트를 통해 신호가 입력되는 부분에는 각각 그 포트 단자로부터 입력되는 CATV 방송대역과 데이터 통신 주파수대역에 해당되는 50㎒ ~ 1㎓ 신호중에서 상기 데이터통신 주파수대역(912㎒~967㎒)만을 통과시키는 대역통과여파기(10,10'), 상기 대역통과여파기(10,10')의 출력신호를 커플러(12,12')를 매개하여 인가받고 상기 데이터통신 주파수대역의 입력 레벨을 측정하는 검출기(16,16'), 상기 각각의 전송경로중 어느 하나의 전송경로가 선택되도록 경로 선택용 스위칭부(14,14')가 구비된다. 즉, 상기 대역통과여파기(10,10'), 커플러(12,12'), 스위칭부(14,14'), 검출기(16,16')는 입력단 및 출력단(이는 역방향일때의 입력단이 되는 것임)에 동일하게 구성되는 것이다.

그와 같이 구성된 종래 구성에 따르면, 소정 포트에 신호가 인가되면 상기 스위칭부(14,14')의 절환동작에 따라 선택된 임의의 전송경로(20 또는 20')를 따라 출력측에게로 전송되도록 작용한다.

그러나, 전술한 바와 같이 시분할 방법에 따라 양방향 데이터 통신을 제공하기 위해서는 신호 전송방향에 따라 증폭수단이 이중으로 구성되는 2Pass 앰프구조로서, 이는 신호 전송방향에 따라 신호증폭을 위한 증폭매체(20,20')가 각각 별도로 구성되기 때문에, 제품의 전체 부피가 증가하고 증폭수단을 제조하는 비용 및 소비전력 등이 이중으로 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CATV 동축케이블을 이용한 시분할 전송방식에 따라 데이터를 전송할 때 단방향으로만 구성된 증폭수단을 통해서도 순방향 뿐만 아니라 역방향 전송이 가능하도록 함으로써, 회로 구성의 간소화에 따른 제조비용과 제품 크기 등을 줄일 수 있도록 하여 제품 경쟁력을 향상하고자 하는 양방향 부스터 앰프 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 양방향 부스터 앰프 모듈은: CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 해당되는 신호를 인가받아 처리하는 입력신호처리부, 상기 입력신호처리부로부터 인가된 신호중에서 데이터통신 주파수대역 신호만을 증폭처리하는 증폭 및 출력레벨유지부, 및 상기 증폭 및 출력레벨유지부로부터 출력된 신호를 출력하는 출력신호처리부로 구성되며; 상기 입력신호처리부 및 출력신호처리부는 어느 하나의 신호처리부로부터 신호가 입력되면 상기 하나의 증폭 및 출력레벨유지부를 매개하여 다른 하나의 신호처리부를 통해 출력되는 구조로 순방향 및 역방향 신호전송 흐름을 제공하도록 그 회로구성이 동일하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 양방향 부스터 앰프 모듈을 보인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 양방향 부스터 앰프 모듈(100)은 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 해당되는 50㎒ ~ 1㎓ 신호를 인가받아 처리하는 입력신호처리부(110), 상기 입력신호처리부(110)로부터 인가된 신호중에서 데이터통신 주파수대역 신호만을 증폭처리하는 증폭 및 출력레벨유지부(120), 및 상기 증폭 및 출력레벨유지부(120)로부터 출력된 신호를 출력하는 출력신호처리부(130)로 구성된다.

여기서, 상기 출력신호처리부(130)는 상기 입력신호처리부(110)로부터 전송된 신호를 출력하는 것 뿐만 아니라, 상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역 신호를 인가받고 상기 증폭 및 출력레벨유지부(120)에게로 전송하는 입력신호처리부의 기능을 수행할 수 있다.

따라서, 상기 입력신호처리부(110) 및 출력신호처리부(130)는 어느 하나의 처리부로부터 신호가 입력되면 다른 하나의 처리부를 통해 출력되는 구조로 순방향 및 역방향 신호전송 흐름을 제공하는 바, 회로 구성은 동일하게 이루어진다.

상기 입력신호처리부(또는 역방향일때의 출력신호처리부)(110, 130)는, 상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 해당되는 50㎒ ~ 1㎓ 신호를 인가받는 제 1입력포트(제 2입력포트)(102,104), 상기 제 1 및 제 2입력포트(102,104)를 통해 입력되는 입력신호를 커플링하여 모니터링하는 제1커플러(제2커플러)(112,132), 상기 제 1 및 제 2커플러(112,132)로 인가되는 신호대역에서 상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역을 분리하고 상기 분리된 CATV 방송대역 신호를 출력하도록 CATV 포트단자(115,135)를 내장하는 제 1다이플렉서(제 2다이플렉서)(114,134), 상기 제 1 및 제 2다이플렉서(114,134)로부터 인가받은 상기 데이터통신 주파수대역 신호를 분할하는 제 1디바이더(제 2디바이더)(116,136), 상기 제 1 및 제 2디바이더(116,136)로부터 분할된 신호중에서 하나의 신호에 대하여 부스터 앰프간 손실을 조정하는 제 1감쇠기(제 2감쇠기)(117,137)와 또 다른 신호에 대한 신호레벨을 검출하는 제 1검출기(제 2검출기)(119,139), 상기 제 1 및 제 2검출기(119,139)에 의해 신호전송경로를 할당하는 제 1스위칭부(제 2스위칭부)(118,138)로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2커플러(112,132)는 상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 입력된 신호를 모니터링(monitoring)할 수 있도록 디스플레이장치를 연결할 수 있는 모니터포트(Monitor port)(113,133)를 갖는다.

또한, 상기 제 1 및 제 2다이플렉서(114,134)는 상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역 신호에서 상기 CATV 방송대역 신호만을 필터링하여 CATV 포트를 통해 출력하는 저역통과필터(LPF)와, 상기 데이터통신 주파수대역 신호만을 필터링하여 출력하는 대역통과필터(BPF)가 구비된다.

한편, 상기 입력신호처리부(또는 역방향의 출력신호처리부)(110,130)로부터 입력된 신호는 상기 증폭 및 출력레벨유지부(120)에게로 인가되며, 이는 상기 제 1 및 제 2스위칭부(118,138)의 절환에 의해 확보된 신호전송경로를 통해 인가받은 신호를 증폭하는 제 1증폭기(122) 및 제 2증폭기(126), 상기 증폭된 신호를 제 3커플러(128)를 통해 인가받는 자동이득제어부(AGC)(129), 상기 자동이득제어부(AGC)(129)에 의해 검출된 신호세기를 기 설정된 레벨과 비교하고 출력레벨을 조정하는 제 3감쇠기(124)로 이루어진다.

상기 제 3감쇠기(124)는 제 1증폭기(122)와 제 2증폭기(126) 사이에 위치된다.

이어, 상기와 같이 구성된 본 고안의 양방향성 부스터 앰프구조의 작용을 설명한다.

본 고안은 입력신호처리부(110)의 제 1입력포트(102) 및 출력신호처리부(130)의 제 2입력포트(104)를 통해 신호가 인가되는 경우로 구분될 수 있으며, 먼저 입력신호처리부(110)의 제 1입력포트(102)를 통해 인가되는 신호처리 과정을 설명하기로 한다.

우선, 상기 제 1입력포트(102)를 통하여 인가된 CATV용 대역신호(50~1㎓) 신호는 제 1커플러(112) 및 제 1다이플렉서(114)에게로 순차적으로 전달된다. 이때, 상기 제 1커플러(112)에 구비된 모니터포트(113)와 연결된 디스플레이장치(예컨대, 모니터)을 통해 상기 인가된 신호레벨 세기를 작업자가 확인할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제 1다이플렉서(114)는 상기 제 1커플러(112)로부터 인가받은 대역신호(50~1㎓)중에서 저역통과필터(LPF)를 통해 필터링된 CATV 방송대역(50~760㎒)은 CATV 포트(115)를 통해 출력시킨 반면, 대역통과필터(BPF)로 필터링된 데이터통신 주파수대역(912~967㎒)신호는 후단에 위치한 제 1디바이더(116)에게로 전송한다.

이후, 상기 제 1디바이더(116)는 상기 데이터통신 주파수대역(912~967㎒) 신호를 두부분으로 분할하여 어느 하나의 신호는 그 입력 신호레벨을 검출하기 위한 제 1검출기(119)에게로 전송되며, 상기 제 1검출기(119)는 기 설정된 신호 세기보다 높은 신호가 검출된 포트단자쪽으로 제 1 및 제 2스위칭부(118,138)의 스위칭소자를 절환시킨다. 즉 제 1전송경로(A:실선)가 선택되어 신호전송이 가능한 상태로 천이된다.

또한, 상기 제 1디바이더(116)에 의해 분할된 신호중 다른 하나의 신호는 제 1감쇠기(117)로 출력되고, 상기 제 1감쇠기(117)에서 일정 레벨이하로 감쇠된 상태로 상기 제 1스위칭부(118)를 매개하여 신호전송경로(A)를 통해 증폭 및 출력레벨유지부(120)에게로 인가된다. 상기 제 1감쇠기(117)는 본 고안의 부스터 앰프간의 선로 손실을 조정하기 위해 제공된다.

한편, 상기 증폭 및 출력레벨유지부(120)는 상기 감쇠된 신호를 제 1증폭기 (122) 및 제 2증폭기(126)에서 2단증폭하도록 한다.

이때, 상기 제 2증폭기(126)의 출력신호는 상기 제 2증폭기(126)의 후단에 위치한 제 3커플러(128)를 통해 자동이득제어부(129)에게로 인가되고, 상기 자동이득제어부(129)는 상기 출력신호의 신호세기를 검출하여 상기 제 1증폭기(122)와 제 2증폭기(126) 중간에 위치하는 제 3감쇠기(124)에게로 인가한다. 상기 제 3감쇠기(124)는 상기 자동이득제어부(129)에 의해 기 설정된 기준레벨과의 비교동작에 따라 상기 검출된 신호레벨이 기준레벨보다 높거나 낮은지를 전달받고, 상기 신호세기레벨을 설정레벨만큼 조정하여 제 2스위칭부(138)를 통해 출력신호처리부(130)에게로 전달하도록 한다.

즉, 제 1감쇠기(117)로부터 감쇠되어 제 1증폭기(122)에 입력되는 신호는 매우 미약하게 되어 상기 제 2증폭기(126)를 통해 증폭이 되더라도 경우에 따라서 신호전송에 필요한 설정레벨을 달성하지 못하는 경우가 있기 때문에, 상기 미약해진 출력신호를 자동이득제어부(129)에서 적절한 범위로 조절할 수 있도록 하는 것이다.

계속해서, 상기 제 2증폭기(126)의 출력신호는 상기 출력신호처리부(130)의 제 2감쇠기(137), 제 2디바이더(136), 및 제 2다이플렉서(134)에게로 순차적으로 전달되고, 상기 제 2다이플렉서(134)의 대역통과필터에 의하여 필터링 된 후 제 2커플러(132)와 제 2입력포트(즉, 출력포트)(104)를 통해 출력된다.

한편, 제 2입력포트(104)에 전술한 CATV 방송대역(50~760㎒)과 데이터통신 주파수대역(912~967㎒) 신호가 인가되면 다른 신호전송경로(B)를 통해 전달되고 제 1입력포트(즉, 출력포트)(102)로 출력되는 바, 이는 전술한 제 1입력포트(102)를 통해 입력된 신호가 제 2입력포트(104)로 출력되는 과정과 동일하게 동작된다.

이를 간략하게 설명하면, 상기 제 2입력포트(104)에 CATV 방송대역(50~760㎒)과 데이터통신 주파수대역(912~967㎒) 신호가 인가되면, 제 2다이플렉서(134)에서 상기 CATV 방송대역(50~760㎒) 신호는 CATV 포트(135)를 통해 출력시킴과 아울러 데이터 주파수대역(912~967㎒) 신호는 대역통과필터(BPF)에 의해 필터링되어 제 2디바이더(136)에게로 전송된다.

상기 제 2디바이더(136)는 상기 전송된 데이터 주파수대역(912~967㎒) 신호에 대해 분할된 신호중에서 하나의 신호를 제 2검출기(139)에 의해 검출한 후 신호전송경로(B)를 통해 신호전송이 가능하도록 제 2스위칭부(138) 및 제 1스위칭부(118)를 절환시키고, 상기 신호전송경로(B:점선)를 통해 상기 제 2디바이더(136)의 또 다른 신호가 제 2감쇠기(137)를 통해 증폭 및 출력레벨유지부(120)에게로 전달되도록 한다.

그러면, 상기 증폭 및 출력레벨유지부(120)는 제 1증폭기(122) 및 제 2증폭기(126)에 의해 2단 증폭시킴과 아울러 제 2증폭기(126)의 출력신호 레벨이 설정된 기준 레벨과 다른경우 제 3감쇠기(124)에서 조정하여 출력되도록 한다.

상기 출력된 신호는 입력신호처리부(110)의 제 1스위칭부(118)를 통해 전달되고, 그 입력신호처리부(110)의 제 1감쇠기(117), 제 1디바이더(116), 및 제 1다이플렉서(114)를 통해 상기 필터링된 데이터 주파수대역(912~967㎒) 신호를 제 1입력포트(102)로 출력시키게 된다.

즉, 전술한 바와 같이 제 1입력포트(102) 또는 제 2입력포트(104)를 통해 CATV 방송대역(50~760㎒)과 데이터통신 주파수대역(912~967㎒) 신호가 인가되면, 그 중에서 CATV 방송대역(50~760㎒) 신호는 입력신호처리부(110, 출력신호처리부-130)의 제 1 및 제 2다이플렉서(114,134)에 구비된 CATV 포트(115,135)를 통해 출력되고, 나머지 데이터통신 주파수대역(912~967㎒) 신호는 'A'전송경로와 'B'전송경로로 전달되면서 일련의 신호처리를 통해 제 2입력포트(104) 또는 제 1입력포트(102)로 출력되는 것이다.

다시말해, 신호 입력단과 출력단에는 동일한 구성의 신호처리부가 구비되며 상기 신호처리부를 통해 인가된 신호를 증폭하는 증폭회로부가 하나만 구비된 상태에서, 서로 상이하게 제공되는 신호전송경로를 통해 양방향 전송이 가능하다는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 양방향 부스터 앰프 모듈은, 단방향의 앰프구조만으로도 데이터통신의 양방향 전송이 가능하기 때문에 신호 증폭용 앰프 및 자동이득제어소자 등의 절감과 함께 사용전력을 전반적으로 절감할 수 있고, 또한 회로의 간소화로 제품크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 양방향 앰프 구조에서 입출력포트에 별도로 장착하였던 디바이더(Divider)를 다이플렉서가 그 기능을 제공함으로써 설치요인을 제거하였으며, 뿐만 아니라 디지털 감쇠기를 내장하여 선로 손실을 확인할 수 있어 종래 부스터 앰프의 송수신 선로가 각각 달라 고정된 감쇠기를 장착하였던 번거로운 작업을 하지 않는 기대가 있다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

도 1은 종래기술에 따라 CATV의 신호가 동축케이블을 통해 양방향에서 전송되도록 제공되는 전송모듈 구성도,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 양방향 부스터 앰프 모듈을 보인 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 입력신호처리부, 130 : 출력신호처리부,

112,128, 132 : 커플러, 114,134 : 다이플렉서,

116,136 : 디바이더, 117,124,137 : 감쇠기,

118,138 : 스위칭부, 119,139 : 검출기,

120 : 증폭 및 출력레벨유지부, 122 : 제 1증폭기,

126 : 제 2증폭기, 129 : 자동이득제어부.

Claims (4)

1. CATV 동축케이블을 이용하여 시분할방식에 따라 데이터통신의 양방향전송이 가능하도록 구성되는 양방향 부스터 앰프모듈에 있어서,

   CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 해당되는 신호를 인가받아 처리하는 입력신호처리부, 상기 입력신호처리부로부터 인가된 신호중에서 데이터통신 주파수대역 신호만을 증폭처리하는 증폭 및 출력레벨유지부, 및 상기 증폭 및 출력레벨유지부로부터 출력된 신호를 출력하는 출력신호처리부로 구성되며;

   상기 입력신호처리부 및 출력신호처리부 각각에는;

   상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 해당되는 신호를 인가받는 포트단자,

   상기 포트단자를 통해 입력되는 입력신호를 커플링하여 모니터링하는 커플러(Coupler),

   상기 커플러로 인가되는 신호대역에서 상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역을 분리하고 상기 분리된 CATV 방송대역 신호를 출력하도록 CATV 포트단자를 내장하는 다이플렉서(Diplexer),

   상기 다이플렉서로부터 인가받은 상기 데이터통신 주파수대역 신호를 분할하는 디바이더(Divider),

   상기 디바이더로부터 분할된 신호중에서 하나의 신호에 대하여 부스터 앰프간 손실을 조정하는 감쇠기와 또 다른 신호에 대한 신호레벨을 검출하는 검출기(Detector), 및

   상기 검출기에 의해 신호전송경로를 선택하는 스위칭부가 동일하게 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 부스터 앰프 모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 증폭 및 출력레벨유지부는,

   상기 스위칭부의 절환에 의해 선택된 신호전송경로를 통해 전송되는 신호를 증폭하는 제 1증폭기 및 제 2증폭기, 상기 증폭된 신호를 제 3커플러를 통해 인가받는 자동이득제어부(AGC), 상기 자동이득제어부(AGC)에 의해 검출된 신호세기를 기 설정된 레벨과 비교하고 출력레벨을 조정하는 제 3감쇠기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방향 부스터 앰프 모듈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 커플러는,

   상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역에 입력된 신호를 모니터링(monitoring)할 수 있도록 디스플레이장치를 연결할 수 있는 모니터포트(Monitor port)가 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 부스터 앰프 모듈.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 다이플렉서는,

   상기 CATV 방송대역과 데이터통신 주파수대역 신호에서 상기 CATV 방송대역 신호만을 필터링하여 CATV 포트를 통해 출력하는 저역통과필터(LPF)와, 상기 데이터통신 주파수대역 신호만을 필터링하여 출력하는 대역통과필터(BPF)가 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 부스터 앰프 모듈.