KR200425362Y1 - 유에이치에프 음성 수신 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 UHF 방송 신호 중, 음성신호만을 수신하여 재생하는 장치에 관한 것으로, UHF 방송 신호를 수신하는 안테나; 상기 수신된 방송 신호에서 특정 채널의 음성 신호만을 추출하는 음성 대역 통과 필터; 상기 추출된 음성 신호를 복조하여 출력하는 음성 신호 처리부; 및 상기 음성 신호 처리부의 음성 신호 복조를 제어하는 제어부를 포함하는 수신 장치를 이용하여 UHF 채널의 방송 신호 중에서 특정 채널의 음성 신호만을 수신하여 복조하도록 하여, 어떤 환경에서도 깨끗한 음질의 음성 청취가 가능하다.

UHF, 음성신호

Description

유에이치에프 음성 수신 장치{UHF audio receiving apparatus}

도 1은 종래의 TV 신호 송출 방법의 동작 순서도이다.

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 UHF 음성 수신 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 UHF 음성 수신 방법의 동작 순서도이다.

본 고안은 특정 방송의 음성 수신을 위한 것으로, 특히 UHF(Ultra High Frequency) 채널의 방송 신호에서 음성만을 수신하여 재생할 수 있도록 하는 UHF 음성 수신 장치에 관한 것이다.

현재 시판되는 TV 방송 수신기는 영상신호를 최우선적으로 관리하여 영상신호의 복원을 주된 목적으로 설계되어 있다.

도 1은 종래의 TV 신호 송출 방법의 동작 순서도이다.

도 1을 참조하면, 영상신호와 음성신호가 결합되어야 하는 TV 영상 신호는 영상신호와 음성신호가 각각 다른 방식으로 변조된 후, 결합되어 송신되는데, 먼저 동영상 신호에서의 영상신호(S101)는 AM(Amplitude Modulation) 변조방식으로 변조하고(S102), 음성 신호(S103)는 FM 방식으로 변조한다(S104).

그리고 변조된 영상신호 대역근처에 FM 방식으로 변조된 음성신호를 실어 이를 합쳐서(S105), 각 방송사별로 지정된 주파수로 변환한 후(S106), 각각 6Mhz의 대역으로 전송한다(S107).

상기한 방식으로 동영상 신호를 전송하는 방송을 수신하는 TV 수신기는 AM 변조된 영상신호를 최적의 조건으로 복원하기 위하여, AM 수신시 필수적으로 필요한 AGC(Automatic Gain Control) 회로가 내장되어 동작된다.

AM 변조는 주반송파의 세기가 영산신호의 세기에 따라 변하는 변조방식임으로 최적의 신호 변화를 검출할 수 있도록 기준레벨을 유지하기 위하여 AGC회로가 동작하여 강전계와 약전계의 신호에 대하여 내부의 고주파 증폭 회로 및 감쇄회로가 수신신호의 세기를 적절히 조절하여 복조회로로 보내어지도록 고안되어 있다.

안정된 신호크기로 조절된 영상 및 음성복합 신호에서 음성부분만을 필터링을 통하여 검출한 후, 이를 FM 복조 회로에서 원래의 음성신호로 환원시킨다.

상기한 방식의 TV 수신기의 경우 고정된 위치에서 동작하므로, 공간상의 기압, 습도, 온도, 먼지 등에 의한 신호세기의 변화를 AGC 회로가 적절히 조절하여 안정된 신호로 변환함으로 음성신호 또한 안정적인 신호원을 받아 깨끗한 음질의 신호로 복원이 가능하다.

그러나 이동체의 사람이 휴대하거나, 차량 등에 장착하여 수신하는 경우에는 무수히 많은 변수에 의하여 자유공간에서 일어나는 전파의 장애보다 훨씬 큰 변화가 수신기에 영향을 미친다.

움직이는 각도, 속도, 장착 및 휴대하는 매질의 유전율, 주변 지형지물에 의한 페이딩 현상 등 여러 가지 요인으로 인하여 수신신호의 세기가 변하며, 심지어 페이딩 현상으로 인하여 원래 수신코자 하는 신호가 아닌 다른 신호원에 AGC 회로가 동작하여 복원된 영상신호의 품질이 급격히 떨어지는 경우가 흔하게 일어나는 문제가 있다.

또한 FM 변조된 음성신호고 급격한 AGC 회로의 동작에 의하여 영상신호의 품질과 같이 아주 악조건으로 복원되어 음성청취를 어렵게 만든다.

이는 최적의 영상신호를 복원을 위하여 제작된 회로가 음성신호가 미쳐서 실제적으로 FM 수신에 문제가 없는 조건임에도 불구하고 FM 수신을 방해하는 역효과를 일으키게 되는 문제가 있다.

즉, AFN과 같은 영어 방송의 경우는 그 영상도 중요하나, 일반적으로 어학을 위하여 음성신호만을 청취하고자 하는 경우가 많은 채널의 경우에도 열악한 음성신호로 복원하기 때문에, 청취가 어려워진다.

이러한 현상은 UHF 대역에서는 더욱 심하게 발생한다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, UHF 대역의 TV 신호 중에서 특정 채널의 음성신호만을 선택적으로 수신하여 복원함으로써 깨끗한 화질의 음 질을 들을 수 있도록 하는 UHF 음성 신호 수신 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 UHF 음성 신호 수신 장치는,

UHF(Ultra High Frequency) 채널 방송의 음성 신호를 수신하여 출력하는 장치에 있어서, UHF 방송 신호를 수신하는 안테나; 상기 수신된 방송 신호에서 특정 채널의 음성 신호만을 추출하는 음성 대역 통과 필터; 상기 추출된 음성 신호를 복조하여 출력하는 음성 신호 처리부; 및 상기 음성 신호 처리부의 음성 신호 복조를 제어하는 제어부를 포함한다.

이때, 상기 음성 신호 처리부는 중간주파수 변환을 위한 주파수를 발생시키는 국부발진부; 상기 국부발진부가 발생하는 주파수와, 상기 추출된 음성신호를 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 혼합기; 상기 변환된 중간주파수 신호 중 선택된 대역신호를 필터링하기 위한 중간주파수 대역필터; 상기 중간주파수 대역필터가 필터링한 중간주파수 신호를 증폭하는 중간 주파수 증폭기; 상기 증폭된 중간주파수 신호에서 특정 강도 이상을 제거하기 위한 제한기부; 상기 제한기부에 의해 특정 강도 이상이 제거된 중간 주파수 신호를 복조 및 디엠파시스 하는 복조 및 디엠파시스부; 및 상기 복조 및 디엠파시스된 신호를 외부로 출력하는 출력부를 더 포함한다.

언급된 바와 같이 본 고안에 따른 UHF 음성 신호 수신 장치는 UHF 채널의 방 송신호에서 특정 주파수의 음성신호만을 수신하여 복원할 수 있도록 하며, 이하에서는 도면을 참조하여 UHF 음성 신호 수신 장치 및 방법에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

다만, 본 고안을 설명함에 있어서 종래에 공지가 되어 알려진 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 UHF 음성 수신 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 특징에 따른 UHF 음성 수신 장치는 UHF 방송신호를 수신하기 위한 안테나(201)와, 수신된 방송신호에서 음성 대역만을 통과시키기 위한 음성대역 통과필터(202)와, 상기 통과된 음성신호만을 증폭하기 위한 LNA(Low Noise Amplifier)(203)와, 증폭된 신호에서 불필요한 고조파 성분을 제거하기 위한 고조파 제거필터부(204)와, 중간주파수로 만들기 위한 국부발진 주파수를 출력하도록 하는 PLL(Phase Locked Loop)(206)와, 상기 고조파 성분을 제거한 음성신호와, PLL(206)에서 출력하는 신호를 혼합하여 중간주파수를 만들어내는 혼합기(205)와, 상기 혼합기(205)가 만들어낸 중간주파수 신호에서 원하는 대역만을 증폭할 수 있도록 필터링을 수행하는 중간주파수 대역필터(207)와, 상기 필터링된 중간주파수 신호를 증폭하는 IF AMP(208)와, 일정강도 이상의 중간주파수에서 필요한 강도만을 취하고 그 이상의 신호강도를 제한하기 위한 제한기부(Limiter)(209)와, 실제 얻고자 하는 음성신호를 생성하고, 생성된 고역부분 보상 부분을 다시 역보상하여 원래의 주파수 특성이 나오도록 하는 복조 및 디엠파시스부(210)와, 음성 신호를 디지털 방식으로 가변하는 음성 가변부(211)와, 가변된 음성신호를 사람이 들을 수 있도록 증폭하는 오디오 AMP(212)와, 증폭된 오디오 신호를 외부로 출력하는 오디오 출력부(213) 및 상기 중간 주파수 대역필터부(207)와, IF AMP(208)와, PLL(206) 및 음성 가변부(211)를 제어하여 음성신호 출력을 제어하는 제어부(214)를 포함하여 구성된다.

즉, 안테나(201) 및 상기 음성 대역 통과필터부(202)를 제외한 다른 기능 블록은 일반적인 FM 신호를 변조하여 출력하는 음성 신호 처리장치와, 이를 제어하는 제어부를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 안테나(201)는 기본적인 이득이 없으므로, 시험 조정을 통하여 최대한의 수신 주파수에 1/2파장에 맞게 튜닝 하여 이득율을 높일 수 있다.

음성대역 통과필터부(202)는 안테나(201)를 통해 수신된 방송 신호 중에서 음성 신호만을 통과시키는 제작되는 SAW 필터를 사용하여 불요파를 제거한다.

그리고 LNA(203)는 음성대역 통과필터부(202)를 통과한 음성신호가 안테나로부터 수신된 미약전파이므로 최소한의 잡음이 증가하도록 음성신호를 증폭하며, 이때 강전계와 약전계에서 수신이 용이하도록 이득을 조절하며, 고조파 제어 필터부(204)가 신호 증폭 후에 생길 수 있는 고주파 성분을 제거하도록 한다.

고조파 제어필터부(204)를 통과한 음성신호는 중간주파수로 변환되어야 하는데, 이를 위하여 PLL(206)이 출력하는 신호와 혼합기(205)에서 혼합된다.

상기 PLL(206)는 중간 주파수를 만들기 위한 국부발진부로 UHF 신호가 높은 주파수대이므로, 복합한 주파수 체배식 회로가 아닌 정밀하고 간단한 PLL 방식으로 VCO(Voltage Controlled Oscillator)(미도시)를 제어하여 주파수를 발생시킨다.

그리고 혼합기(205)는 음성신호와 PLL(206)가 출력하는 신호를 혼합하여 중간주파수인 10.7MHz 신호로 만들고, 이때 주파수 혼합과정에서 발생하는 상측파대와 하측파대 중에서 원하는 대역만을 증폭할 수 있도록 중간주파수 대역필터부(207)가 필터링을 수행한다.

상기 중간주파수 대역필터부(207)는 세라믹 대역 필터를 사용할 수 있다.

상기의 중간주파수 대역필터부(207)를 통과한 원하는 대역의 중간주파수 신호를 IF AMP(208)가 증폭한다.

상기 IF AMP(208)는 수신하고자 하는 FM 변조 신호가 증폭이 용이하도록 낮은 중간 주파수 형태로 얻어지는데, 이 신호를 복조가 용이하도록 충분히 증폭하는 회로이다.

FM 복조는 실질적으로 신호의 세기보다는 주파수의 변화량이 곧 음성신호이므로, 상기 IF AMP(208)에서 증폭된 중간 주파수 신호는 일정강도 이상의 신호만이 필요하다.

따라서 제한기부(209)는 필요한 전파의 강도만을 취하고, 그 이상의 신호 강도를 잘라낸다.

복조 및 디엠파시스부(210)는 주파수의 변화를 전압크기의 변화량으로 변환하여 실제로 얻고자 하는 음성신호를 뽑아내고, 변조시 감쇄될 수 있는 음성신호의 고역부분 보상부분을 다시 역보상하여 원래의 주파수 특성이 나오도록 역보상한다.

이때, 일반적인 라디오 FM 방송은 75uS, TV용 FM 방송은 50uS의 엠파시스와 디엠파시스회로가 동작되도록 규정되어 있다.

상기 복조 및 디엠파시스부(210)가 출력하는 음성신호는 음성가변부(211)에서 디지털 방식으로 가변되고, 오디오 AMP(212)가 이를 사람이 들을 수 있도록 충분한 음량으로 증폭한다.

상기 증폭된 음성신호는 오디오 출력부(213)를 통해 외부로 출력되어, 사람이 청취할 수 있도록 한다.

또한, 상기 제어부(214)는 PLL(206)과, 중간주파수 대역필터부(207)와, IF AMP(208) 및 음성가변부(211)를 제어하여 음성신호 출력이 제대로 될 수 있도록 하고, 그밖에 상기 UHF 음성신호 송신 장치는 전원을 공급하기 위한 전원부(미도시)를 포함한다.

특히 상기 전원부(미도시)는 휴대하기 편리한 1.5V 소형배터리로 위의 회로를 동작시킬 수 있도록 5V로 승압하는 회로를 사용할 수 있으며, 스위칭 방식을 이용하여 효율이 좋은 전원회로로 구성하는 것이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 UHF 음성신호 수신 장치는 UHF 채널 중에서 특정 채널의 음성신호만을 선택적으로 수신하여 이를 재생하는 장치로, 다음과 같이 동작한다.

도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 UHF 음성 수신 방법의 동작 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 고안의 실시 예에 따르는 UHF 음성 수신 장치는 UHF 방송 신호를 수신하여(S301), 음성 신호만을 필터링을 통해 추출한다(S302).

즉, 도 2에서 설명한 바와 같이, 안테나(201)를 통해 수신한 특정 채널의 방 송 신호를 음성 대역 통과필터부(202)를 통과시켜 음성신호만을 추출하는 것이다.

이후에 추출한 음성 신호는 중간 주파수로 만들어지는데(S303), 먼저 추출된 음성 신호를 LNA(203)에서 증폭하고, 고조파 제어 필터부(204)를 통과시켜 고조파를 제거한 후, PLL(206)이 발생하는 신호와 혼합기(205)가 혼합하여 중간 주파수 신호를 만드는 것이다.

단계 S303에서 만들어진 중간 주파수 신호는 필요한 신호만을 필터링하여 추출한다(S304).

자세하게, 혼합기(205)가 만들어 출력하는 중간 주파수 신호를 중간주파수 대역필터부(207)를 통과시켜 필요한 중간주파수 신호만을 추출하고, IF AMP(208)가 증폭하도록 한다.

상기 증폭된 신호는 제한기부(209)를 통과하여 필요한 크기 이상의 신호는 잘라내도록 한다.

이후에는 복조 및 디엠파시스부(210)가 신호의 복조와 디엠파시스를 수행하도록 하고(S305), 제어부(214)의 제어 신호에 의해 음성 가변부(211)가 사람이 들을 수 있는 음성 신호로 디지털 가변하도록 한 후, 증폭한다(S306).

증폭된 음성신호는 사람이 들을 수 있도록 적절한 크기의 음량으로 오디오 출력부(213)를 통해 외부로 출력된다.

상기의 과정을 통해 사용자는 원하는 방송의 음성만을 깨끗한 음질로 들을 수 있으며, 이를 위하여 특정 UHF 채널의 음성 신호를 필터링 할 수 있는 음성 대역 통과필터부(202)를 구비하여 가능하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 이외에 본 고안의 신규한 개념의 범주 또는 정신으로부터 벗어남이 없이 본 기술상 숙련된 자에 의해 많은 수정 및 변형이 이루어질 수 있음이 명백하다.

상기된 바와 같은 본 고안에 따른 UHF 음성 신호 수신 장치는 UHF 채널의 방송 신호 중에서 특정 채널의 음성 신호만을 수신하여 복조하도록 하여, 어떤 환경에서도 깨끗한 음질의 음성 청취가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. UHF(Ultra High Frequency) 채널 방송의 음성 신호를 수신하여 출력하는 장치에 있어서,

   UHF 방송 신호를 수신하는 안테나;

   상기 수신된 방송 신호에서 특정 채널의 음성 신호만을 추출하는 음성 대역 통과 필터;

   상기 추출된 음성 신호를 복조하여 출력하는 음성 신호 처리부; 및

   상기 음성 신호 처리부의 음성 신호 복조를 제어하는 제어부

   를 포함하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 안테나는,

   상기 수신되는 UHF 방송 주파수의 1/2 파장에 맞는 길이인 것을 특징으로 하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 음성 대역 통과 필터는,

   특정 방송 신호의 음성신호를 추출할 수 있는 SAW 필터인 것을 특징으로 하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 음성 신호 처리부는,

   상기 추출된 음성신호를 증폭하기 위한 LNA(Low Noise Amplifier); 및

   상기 LNA가 증폭한 음성신호의 고조파 신호 필터링을 위한 고조파 제어필터부

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 고조파 제어필터는 SAW 필터인 것을 특징으로 하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 음성 신호 처리부는

   중간주파수 변환을 위한 주파수를 발생시키는 국부발진부;

   상기 국부발진부가 발생하는 주파수와, 상기 추출된 음성신호를 혼합하여 중 간 주파수 신호로 변환하기 위한 혼합기;

   상기 변환된 중간주파수 신호 중 선택된 대역신호를 필터링하기 위한 중간주파수 대역필터;

   상기 중간주파수 대역필터가 필터링한 중간주파수 신호를 증폭하는 중간 주파수 증폭기;

   상기 증폭된 중간주파수 신호에서 특정 강도 이상을 제거하기 위한 제한기부;

   상기 제한기부에 의해 특정 강도 이상이 제거된 중간 주파수 신호를 복조 및 디엠파시스하는 복조 및 디엠파시스부; 및

   상기 복조 및 디엠파시스된 신호를 외부로 출력하는 출력부

   를 더 포함하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 국부발진부는,

   PLL 방식으로 전압제어 주파수발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징을 하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 중간주파수 대역필터는 세라믹 대역 필터인 것을 특징으로 하는 유에이치에프 음성 신호 수신 장치.

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