KR20040006449A - 가변 ａｇｃ를 이용한 ｄｔｖ 수신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 AGC를 이용하여 DTV 수신기의 수신성능을 향상시키기 위한 것으로서, 안테나를 통해 수신된 신호를 튜닝하여 원하는 채널의 주파수를 선택하는 튜너와, 상기 튜너를 통해 입력되는 입력신호를 중간 주파수 대역으로 바꿔서 출력하는 중간 주파수 처리부와, 상기 중간 주파수 처리부에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 출력 데이터가 게이트 지연 등에 의해 타이밍 차이가 나는 경우 타이밍을 맞추어 주는 반송파 복구부와, 상기 반송파 복구부의 데이터로부터 송신시 삽입된 DC 성분을 제거하는 DC 제거부와, 반송파의 존재 여부와 크기에 대한 정보를 출력하는 채널 등화기 및 동기화부와, 상기 채널 등화기 및 동기화부를 통해 판단된 반송파의 존재 여부와 크기에 따라 미리 정의된 이득조정 기준값을 가변하고, 상기 A/D 변환기 또는 DC 제거부의 출력 데이터를 튜너 및 중간 주파수 처리부로 피드백하여 이득을 조절하는 AGC를 포함하여 구성되는데 있다.

Description

가변 ＡＧＣ를 이용한 ＤＴＶ 수신기{digital TV receiver using variable Automatic Gain Control}

본 발명은 DTV 수신기에 관한 것으로, 특히 AGC(Automatic Gain Control)를 이용하여 DTV 수신기의 수신성능을 향상시키기 위한 방법에 관한 것이다.

최근에 디지털 압축 기술 및 디지털 변조 및 복조기술의 향상으로 위성 및 케이블 TV를 사용하여 DTV 방송이 제공되고 있으며, 한국과 미국의 규격으로 채택되고 있는 ATSC 방식인 DTV 수신기의 일반적인 블록도를 도 1에서 나타내고 있다.

도 1을 참조하여 설명하면, 안테나를 통해 수신된 신호는 튜너(10)에 의해 수신하고자 하는 방송이 선택되고, SAW 필터(20)는 튜너를 거쳐 입력되는 입력신호의 크기에 따라 신호의 증폭을 달리하여 출력한다. 그리고 이 신호는 중간 주파수 처리부(30)를 통해 중간 주파수 대역으로 바뀌게 된다.

이와 같이, SAW 필터(20)와 중간 주파수 처리부(30)를 거쳐 A/D 변환기(40)에 입력되어 디지털 신호로 변환된다.

이렇게 변환된 디지털 신호는 반송파 복구부(50), DC 제거부(60), 동기화부(70), 채널 등화기(80), 위상 추적기(90) 그리고 FEC(Forward Error Correction)(100)를 통하여 비디오 오디오 신호처리가 가능한 데이터로 바뀌게 된다.

도 2 는 종래 기술에 따른 AGC를 갖는 DTV 수신기를 나타낸 블록도이고, 도3 은 종래 기술에 따른 AGC의 상세 블록도이다.

도 2와 같이, AGC를 갖는 DTV 수신기는 DC 제거부(60) 또는 A/D 변환기(40)의 출력을 미리 정해놓은 이득조정 기준값(AGC reference)과 비교하고 그 크기와 같아질 때까지 튜너(10)와 중간 주파 처리부(30)내에 있는 증폭기(미도시)나 감쇠기(미도시)의 이득을 조정한다.

이때, AGC(200)는 도 3과 같이 구성된다.

도 3을 참조하여 설명하면, AGC 에러 검파기(detector)(220)는 앞단의 A/D 변환기(40)의 출력 또는 DC 제거부(60)의 출력과 AGC 기준부(210)에 저장된 실제 조정하고자 하는 이득조정 기준값을 비교하여 그 차이를 출력한다.

그리고 저역통과필터인 IF 루프 필터(230)를 거쳐 중간주파수 처리부(30)에 있는 증폭기를 제어하게 된다.

또한, IF 루프 필터(230)의 출력은 지연 AGC 제어부(250)를 통해 지연 AGC 기준부(280)에 저장된 지연 AGC 기준값과 비교하게 되는데, 이는 튜너(10)에 있는 증폭기와 중간주파수 처리부(30)에 있는 증폭기에 이득을 적절히 배분하기 위해 이루어진다.

그리고 상기 비교결과, IF 루프 필터(230)의 출력이 지연 AGC 기준값보다 큰 값이 출력될 경우는 에러가 발생되므로, 저역통과필터인 RF 루프 필터(260)에서 튜너(10)의 이득 제어를 하여 원하는 전체 이득을 조정한다.

따라서, 어떤 환경에서든 튜너(10)와 중간 주파 처리부(30)에 있는 증폭기나 감쇠기의 이득은 상기 AGC 기준부(210)에 정해진 한가지의 기준신호 크기에 맞춰지게 된다.

이때, 상기 기준신호의 크기는 증폭기가 포화되지 않는 범위 내에서 A/D 변환기(40)가 수용할 수 있는 한 큰 신호가 입력되도록 하는데, 그 이유는 튜너(10)와 중간 주파 처리부(30)의 이득이 클수록 신호 대 잡음비가 좋아지고 디지털 신호의 처리에도 유리하기 때문이다.

그러나, A/D 변환기(40)가 수용할 수 있는 입력의 최대로 기준을 정해놓았을 때 수신된 신호에 반송파(ghost)가 존재할 경우나, 또는 수신되는 신호의 크기가 갑자기 변할 경우에는 A/D 변환기(40)의 입력이 허용치를 넘을 수 있으므로 통상적으로 A/D 변환기(40) 입력을 반송파가 존재할 경우를 대비하여 최대 입력 범위의 반 정도에 해당하는 고정된 크기로 맞추어 설계된다.

따라서, 반송파가 존재하지 않는 경우에는 A/D 변환기(40) 입력범위의 상당부분을 활용하지 못하여 신호 대 잡음비의 열화를 가져올 수 있는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 가변 AGC를 이용하여 DTV 수신기의 수신성능을 향상시키는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 ATSC 방식인 DTV 수신기의 블록도

도 2 는 종래 기술에 따른 AGC를 갖는 DTV 수신기를 나타낸 블록도

도 3 은 종래 기술에 따른 AGC의 상세 블록도

도 4 는 본 발명에 따른 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기의 블록도

도 5 는 본 발명에 따른 AGC의 상세 블록도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 튜너20 : SAW 필터

30 : 중간 주파수 처리부40 : A/D 변환기

50 : 반송파 복구부60 : DC 제거부

70 : 동기화부80 : 채널 등화기

90 : 위상 추적기100 : FEC

200 : AGC210 : AGC 기준부

220 : AGC 에러 검파기230 : IF 루프 필터

240 : IF 이득 제어부250 : 지연 AGC 제어부

260 : RF 루프 필터270 : RF 이득 제어부

280 : 지연 AGC 기준부290 : 반송파 파워 추정부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기의 특징은 안테나를 통해 수신된 신호를 튜닝하여 원하는 채널의 주파수를 선택하는 튜너와, 상기 튜너를 통해 입력되는 입력신호를 중간 주파수 대역으로 바꿔서 출력하는 중간 주파수 처리부와, 상기 중간 주파수 처리부에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 출력 데이터가 게이트 지연 등에 의해 타이밍 차이가 나는 경우 타이밍을 맞추어 주는 반송파 복구부와, 상기 반송파 복구부의 데이터로부터 송신시 삽입된 DC 성분을 제거하는 DC 제거부와, 반송파의 존재 여부와 크기에 대한 정보를 출력하는 채널 등화기 및 동기화부와, 상기 채널 등화기 및 동기화부를 통해 판단된 반송파의 존재 여부와 크기에 따라 미리 정의된 이득조정 기준값을 가변하고, 상기 A/D 변환기 또는 DC 제거부의 출력 데이터를 튜너 및 중간 주파수 처리부로 피드백하여 이득을 조절하는 AGC를 포함하여 구성되는데 있다.

이때, 상기 AGC는 입력되는 신호에 반송파가 존재하면, AGC의 이득조정 기준을 낮추고, 반송파가 존재하지 않으면 AGC의 이득조정 기준을 높이는데 다른 특징이 있다.

그리고 상기 AGC는 고정된 이득조정 기준값을 가지고 있는 AGC 기준부와, 상기 동기화부나 채널 등화기로부터의 출력을 이용하여 반송파의 파워를 계산하고 계산된 결과를 상기 AGC 기준부에 저장된 AGC의 이득조정 기준에 더하거나 빼서 AGC 이득조정 기준을 가변하는 반송파 파워 추정부와, 상기 반송파 파워 추정부에서 가변된 AGC 이득조정 기준값과 A/D 변환기 또는 DC 제거부의 출력을 비교하여 그 차이를 출력하는 AGC 에러 검파기와, 상기 AGC 에러 검파기에서 출력되는 신호에 저역통과 필터링을 수행하여 상기 중간주파수 처리부와 튜너에 있는 증폭기나 감쇠기의 이득을 조절하는 이득 제어부를 포함하여 구성되는데 또 다른 특징이 있다.

또한 상기 이득 제어부는 상기 AGC 에러 검파기에서 출력되는 신호에 저역통과 필터링을 수행하는 IF 루프 필터와, 상기 IF 루프 필터에서 저역통과 필터링되어 출력되는 신호를 통해 중간주파수 처리부에 있는 증폭기를 제어하는 IF 이득 제어부와, 상기 IF 루프 필터에서 저역통과 필터링 되어 출력되는 신호와 상기 AGC 기준부에 저장된 AGC의 이득조정 기준값의 지연된 값과 비교하여 그 차이를 출력하는 지연 AGC 제어부와, 상기 지연 AGC 제어부에서 출력되는 신호에 저역통과 필터링을 수행하는 RF 루프 필터와, 상기 RF 루프 필터에서 저역통과 필터링되어 출력되는 신호를 통해 튜너에 있는 증폭기와 상기 중간 주파수 처리부에 있는 증폭기의 이득을 소정 비율로 배분하기 위한 제어신호를 튜너에 출력하는 RF 이득 제어부를 포함하여 구성되는데 또 다른 특징이 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 따른 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기의 블록도를 나타낸 도면이다,

도 4를 보면, 먼저 튜너(10)는 안테나를 통해 수신된 신호를 튜닝하여 원하는 채널의 주파수를 선택한다.

그리고 SAW 필터(20)는 상기 튜너(10)를 통해 입력되는 입력신호의 크기에 따라 신호의 증폭을 필터링을 통해 변화시켜 출력하고, 이 출력된 신호를 입력으로중간 주파수 처리부(30)는 중간 주파수 대역으로 바꾼다.

이어, 상기 중간 주파수 처리부(30)에서 출력된 아날로그 신호를 A/D 변환기(40)에서 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 이때, 상기 A/D 변환기(40)의 출력 데이터가 게이트 지연 등에 의해 타이밍 차이가 나는 경우 반송파 복구부(50)에서 타이밍을 맞추어 출력한다.

그리고 DC 제거부(60)는 상기 반송파 복구부(50)의 데이터로부터 송신시 삽입된 DC 성분을 제거하고, 상기 DC 제거부(60)에서 DC 성분이 제거된 신호를 입력으로 채널 등화기(80) 및 동기화부(70)에서 반송파의 존재 여부와 크기에 대한 정보를 검색한다.

이와 같이 상기 채널 등화기(80) 및 동기화부(70)를 통해 검색된 반송파의 존재 여부와 크기에 따라 AGC(200)는 미리 정의된 이득조정 기준값을 가변하고, 상기 A/D 변환기(40) 또는 DC 제거부(60)의 출력 데이터를 튜너(10) 및 중간 주파수 처리부(30)로 피드백하여 이득을 조절한다.

그리고 상기 채널 등화기(80)에서 출력된 주파수의 위상을 추적하는 위상 추적기(90)와, 상기 위상 추적기(90)에서 출력된 신호의 오류를 정정하여 비디오 오디오 신호처리가 가능한 데이터로 변화시키는 FEC(Forward Error Correction)(100)로 구성된다.

이때, 튜너(10)에 수신되는 신호의 크기는 송신소에서의 거리나 수신되는 지역의 주변 환경에 따라 상당한 차이가 나게 되는데 이러한 각각 다른 크기의 신호를 처리하기 위하여 수신과정에서 디지털로 변화되기 전 신호의 크기, 즉 A/D 변환기(40) 입력신호의 크기를 AGC(200)를 이용하여 항상 같게 유지할 수 있도록 설계된다.

이러한 AGC(200)는 반송파의 존재 여부와 크기에 대한 정보를 동기화부(70) 또는 채널 등화기(80)로부터 받아서 반송파가 존재할 경우 AGC(200)의 이득조정 기준값(AGC reference)을 낮추어 A/D 변환기(40)의 입력 신호의 크기를 줄이고, 반송파가 존재하지 않을 경우는 AGC(200)의 이득조정 기준을 높이는 방법으로 AGC(200)의 이득조정 기준을 가변한다.

그리고, A/D 변환기(40) 또는 DC 제거부(60)를 통해 디지털 신호의 크기를 감지하여 튜너(10)와 중간 주파수 처리부(30)에 위치하는 증폭기나 감쇠기의 이득을 상기 가변된 AGC(200)의 이득조정 기준값으로 조정되어 이루어진다.

도 5 는 본 발명에 따른 AGC의 내부 블록도를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 상기 AGC(200)는 고정된 이득조정 기준값을 가지고 있는 AGC 기준부(210)와, 소정시간 지연시킨 고정된 이득조정 기준값을 가지고 있는 지연 AGC 기준부(280)를 구성하고 있다.

그리고 반송파 파워 추정부(290)는 상기 동기화부(70)나 채널 등화기(80)로 부터의 출력을 이용하여 반송파의 파워를 계산하고 계산된 결과를 상기 AGC 기준부(210)에 저장된 AGC의 이득조정 기준값에 더하거나 빼서 AGC 이득조정 기준값을 가변한다.

이어, AGC 에러 검파기(220)는 상기 반송파 파워 추정부(290)에서 가변된 AGC 이득조정 기준값과 A/D 변환기(40) 또는 DC 제거부(60)의 출력을 비교하여 그차이를 출력하고, 상기 AGC 에러 검파기(220)에서 출력되는 신호를 IF 루프 필터(230)는 저역통과 필터링을 수행한다.

이와 같이 상기 IF 루프 필터(230)에서 저역통과 필터링되어 출력되는 신호를 통해 IF 이득 제어부(240)에서 중간주파수 처리부에 있는 증폭기를 제어한다.

그리고 지연 AGC 제어부(250)는 상기 IF 루프 필터(230)에서 저역통과 필터링 되어 출력되는 신호와 상기 지연 AGC 기준부(280)에 저장된 지연 이득조정 기준값과 비교하여 그 차이를 출력한다.

이어 상기 지연 AGC 제어부(250)에서 출력되는 신호에 저역통과 필터링을 수행하는 RF 루프 필터(260)와, 상기 RF 루프 필터(260)에서 저역통과 필터링되어 출력되는 신호를 통해 튜너(10)에 있는 증폭기(미도시)와 상기 중간 주파수 처리부(30)에 있는 증폭기(미도시)의 이득을 적절히 배분하기 위한 제어신호를 튜너(10)에 출력하는 RF 이득 제어부(270)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 튜너에서 안테나를 통해 수신된 신호를 튜닝하여 원하는 채널의 주파수를 선택한 후, SAW 필터(20)를 통해 입력신호의 크기에 따라 신호의 증폭을 필터링하고, 중간 주파수 처리부(30)를 통해 중간 주파수 대역으로 변환한다.

이어, A/D 변환기에서 중간 주파수 대역으로 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하고, 게이트 지연 등에 의해 발생되는 타이밍 차이를 반송파 복구부(50)에서 복구한다.

그리고 DC 제거부(60)는 상기 반송파 복구부(50)에서 복구된 데이터로부터 송신시 삽입된 DC 성분을 제거하고, 상기 DC 제거부(60)에서 DC 성분이 제거된 신호를 입력으로 채널 등화기(80) 및 동기화부(70)에서 반송파의 존재 여부와 크기에 대한 정보를 검색한다.

이어, 상기 채널 등화기(80) 및 동기화부(70)를 통해 검색된 반송파의 존재 여부와 크기를 반송파 파워 추정부(290)로 출력한다.

그리고 상기 반송파 파워 추정부(290)는 상기 동기화부(70)나 채널 등화기(80)로 부터의 출력을 이용하여 반송파의 파워를 계산하고 계산된 결과를 상기 AGC 기준부(210)에 저장된 AGC(200)의 이득조정 기준값에 더하거나 빼서 AGC(200)의 이득조정 기준값을 가변한다.

이어, 상기 반송파 파워 추정부(290)에서 가변된 AGC 이득조정 기준값과 A/D 변환기(40) 또는 DC 제거부(60)의 출력을 비교하여 그 차이를 출력하고, 상기 AGC 에러 검파기(220)에서 출력되는 신호를 IF 루프 필터(230)에서 저역통과 필터링을 수행한다.

이와 같이 상기 IF 루프 필터(230)에서 저역통과 필터링되어 출력되는 신호를 통해 IF 이득 제어부(240)에서 중간주파수 처리부(30)에 있는 증폭기를 제어한다.

그리고 상기 IF 루프 필터(230)에서 저역통과 필터링 되어 출력되는 신호와 상기 지연 AGC 기준부(280)에 기 저장된 지연된 이득조정 기준값과 비교하여 그 차이를 출력한다.

이어 상기 출력되는 신호에 저역통과 필터링을 수행하고, 이 필터링된 신호를 이용하여 RF 이득 제어부(270)는 튜너(10)에 있는 증폭기와 상기 중간 주파수 처리부(30)에 있는 증폭기의 이득을 적절히 배분하기 위한 제어신호를 튜너(10)에 출력한다.

이때, IF 루프 필터(230)의 출력은 지연 AGC 제어부(250)를 통해 지연 AGC 기준부(280)에 저장된 지연 AGC 기준값과 비교하게 되는데, 이는 튜너(10)에 있는 증폭기와 중간주파수 처리부(30)에 있는 증폭기에 이득을 적절히 배분하기 위해 이루어진다.

그리고 상기 비교결과, 지연 AGC 기준값보다 큰 값이 출력될 경우, 즉 반송파가 존재하는 경우 저역통과필터인 RF 루프 필터(260)에서 튜너(10)의 이득 제어를 수행하여 원하는 전체 이득을 조정하게 된다.

이와 같은 방법으로, 상기 A/D 변환기(40) 또는 DC 제거부(60)의 출력 데이터를 튜너(10) 및 중간 주파수 처리부(30)로 피드백하여 이득을 조절한다.

그리고 상기 튜너(10) 및 중간 주파수 처리부(30)에서 이득이 조절되어 출력되는 신호의 위상을 추적하고, 신호의 오류를 정정하여 비디오 오디오 신호처리가 가능한 데이터로 변화시킨다.

이와 같이, AGC(200)는 반송파의 존재 여부와 크기에 대한 정보를 동기화부(70) 또는 채널 등화기(80)로부터 받아서 반송파가 존재할 경우 AGC(200)의 이득조정 기준(AGC reference)을 낮추어 A/D 변환기의 입력 신호의 크기를 줄이고, 반송파가 존재하지 않을 경우는 AGC(200)의 이득조정 기준을 높이는 방법으로AGC(200)의 이득조정 기준값을 가변한다.

그리고, A/D 변환기(40) 또는 DC 제거부(60)를 통해 디지털 신호의 크기를 감지하여 튜너(10)와 중간 주파수 처리부(30)에 위치하는 증폭기나 감쇠기의 이득을 상기 가변된 AGC(200)의 이득조정 기준값으로 조정되어 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기는 DTV 수신기에서 AGC의 이득조정기준을 가변적으로 사용하여 반송파가 존재하는 지역에서 DTV 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (3)

1. 안테나를 통해 수신된 신호를 튜닝하여 원하는 채널의 주파수를 선택하는 튜너와,

   상기 튜너를 통해 입력되는 입력신호를 중간 주파수 대역으로 바꿔서 출력하는 중간 주파수 처리부와,

   상기 중간 주파수 처리부에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와,

   상기 A/D 변환기의 출력 데이터가 게이트 지연 등에 의해 타이밍 차이가 나는 경우 타이밍을 맞추어 주는 반송파 복구부와,

   상기 반송파 복구부의 데이터로부터 송신시 삽입된 DC 성분을 제거하는 DC 제거부와,

   반송파의 존재 여부와 크기에 대한 정보를 출력하는 채널 등화기 및 동기화부와,

   상기 채널 등화기 및 동기화부를 통해 판단된 반송파의 존재 여부와 크기에 따라 미리 정의된 이득조정 기준값을 가변하고, 상기 A/D 변환기 또는 DC 제거부의 출력 데이터를 튜너 및 중간 주파수 처리부로 피드백하여 이득을 조절하는 AGC를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 AGC는 입력되는 신호에 반송파가 존재하면, AGC의 이득조정 기준을 낮추고, 반송파가 존재하지 않으면 AGC의 이득조정 기준을 높이는 것을 특징으로 하는 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 AGC는

   고정된 이득조정 기준값을 가지고 있는 AGC 기준부와,

   상기 동기화부나 채널 등화기로부터의 출력을 이용하여 반송파의 파워를 계산하고 계산된 결과를 상기 AGC 기준부에 저장된 AGC의 이득조정 기준에 더하거나 빼서 AGC 이득조정 기준을 가변하는 반송파 파워 추정부와,

   상기 반송파 파워 추정부에서 가변된 AGC 이득조정 기준값과 A/D 변환기 또는 DC 제거부의 출력을 비교하여 그 차이를 출력하는 AGC 에러 검파기와,

   상기 AGC 에러 검파기에서 출력되는 신호에 저역통과 필터링을 수행하여 상기 중간주파수 처리부와 튜너에 있는 증폭기나 감쇠기의 이득을 조절하는 이득 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 AGC를 이용한 DTV 수신기.