KR20060036211A - 이중 대역 튜너 - Google Patents

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KR20060036211A
KR20060036211A KR1020040085262A KR20040085262A KR20060036211A KR 20060036211 A KR20060036211 A KR 20060036211A KR 1020040085262 A KR1020040085262 A KR 1020040085262A KR 20040085262 A KR20040085262 A KR 20040085262A KR 20060036211 A KR20060036211 A KR 20060036211A
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Abstract

본 발명은 공중파 수신기에 관한 것으로, 공중파를 수신하기 위한 이중 대역 수신기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이중 대역 수신기는, 제1 저잡음 증폭기, 제1 가변이득 증폭기 및 제1 혼합부를 포함하며 제1 대역 신호를 수신하는 제1 수신부와, 제2 저잡음 증폭기, 제2 가변이득 증폭기 및 제2 혼합부를 포함하며 제2 대역 신호를 수신하는 제2 수신부와, 상기 제1 및 제2 수신부의 제1 및 제2 혼합부에 국부 발진 신호를 공급하는 국부발진기와, 상기 제1 및 제2 혼합부에서 출력되는 신호를 필터링하기 위한 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터에 의해 필터링된 신호를 중간 주파수로 증폭하는 가변 이득 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
듀얼 밴드 튜너, 이중 대역 수신기, 디지털 튜너, 디지털 수신기, 모바일 튜너

Description

이중 대역 튜너{DUAL BAND TUNER}
도 1는 종래의 다단 동조회로를 이용한 튜너의 구성도 이다.
도 2는 본 발명의 일실시에에 따른 대역별 혼합기가 구비된 이중 대역 수신기의 회로도 이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 대역별 다상필터가 구비된 이중 대역 수신기의 회로도 이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 대역을 위한 각각의 대역 통과 필터를 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)용 이중 대역 수신기와 연결한 회로도 이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 대역을 위한 듀플렉서(duplexer)를 지상파 DMB용 이중 대역 수신기와 연결한 회로도 이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다이버시티(Diversity) 안테나를 지상파 DMB용 이중대역 수신기와 연결한 회로도 이다.
본 발명은 수신기의 튜너에 관한 것이며, 상세하게는 복수의 주파수 대역에 동조 가능한 수신기의 이중 대역 튜너에 관한 것이다.
현재, 사용되고 있는 RF 대역은 다음 표 1과 같다.
Mobile Fixed
Wideband ISDB-T 1-seg(UHF), ISDB-T 3-seg(VHF), DVB-H DVB-T, ISDB-T(full-seg), ATSC, Cable, Analog
Narrowband DMB-T, DAB(Dual Band)
위 표 1에서, ATSC(Advanced Television System Committee)은 미국식, DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial)은 유럽식, ISDB-T(Intergrated Services Digital Broadcasting- Terrestrial)은 일본식 지상파 디지털 TV의 전송 방식이며, 주파수 대역은 대략 48∼860㎒ 이다.
이동통신 RF 대역을 보면, ISDB-T 3-seg(VHF)는 90∼222㎒, ISDB-T 1-seg(UHF)는 470∼770㎒ 이고, DAB는 두 대역이 존재하고 그 중 하나의 밴드는 174∼245㎒, 또 하나의 밴드는 1450∼1492㎒ 이다.
따라서, 이러한 광대역의 RF 밴드를 튜닝 할 수 있는 여러 가지 수신기 튜너들이 개발되고 있으며 상용화 되어 있는 실정이다.
도 1은 종래의 튜너의 구성도의 일례이다.
도시한 바와 같이, 종래 튜너의 구성도는 안테나로부터 수신된 각각의 UHF와 VHF밴드 수신신호를 각각 별도로 필터링하는 필터부(1), 필터부(1)에서 출력된 무선주파수를 해당 밴드로 입력 동조시키는 입력동조부(2), 입력동조부에서 동조된 신호를 증폭하는 증폭부(3), 증폭부에서 증폭된 신호를 해당채널로 알에프 동조시 키는 알에프 동조부(4), 알에프 동조부(4)에서 동조된 신호를 국부 발진부(7)에서 발생된 해당 국부 발진 주파수와 혼합시키는 혼합부(5), 혼합부(5)에서 혼합된 신호를 중간 주파수로 동조시키는 중간 주파동조부(6), 일정한 주파수로 발진하여 상기 혼합부(5)로 국부 발진 주파수를 출력하는 국부 발진부(7)로 구성된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래 튜너는 UHF밴드용과 VHF밴드용으로 각각 별개로 구성되어 튜너 회로의 구성이 복잡할 뿐만 아니라 생산비가 높아지는 문제점이 있다.
또한, 기존의 튜너에서는 interferer를 제거하기 위하여 튜너의 앞에 tracking 필터를 사용한다.
수신 되는 채널의 수가 많기 때문에 원하는 채널 이외의 신호를 제거하기 위해서이다.
그런데, tracking filter가 튜너 앞 단에 위치함으로 인하여, 우리가 원하는 채널을 선택 할 때마다 그 center frequency를 바꾸어 주어야 하는 것이다.
이와 같이 채널을 선택할 때마다 그 중심 주파수를 바꾸어 주게 되면, SAW 필터와 같이 그 주파수가 고정되어 있는 경우보다 그 특성이 떨어질 뿐만 아니라, 각 제품간의 편차가 크기 때문에 양산시에 수동 작업으로 튜닝을 해야 하는 불편함이 있다.
실제로 현재 튜너 생산시에 사람이 수동으로 양산품의 튜닝을 하여 생산을 하고 있고, 이것은 곧 생산비의 증가를 초래하게 된다.
또한, 도시되지는 않았지만, 표 1에서의 이동통신 대역별로 각각 튜너를 구 성하는 것이 일반화 되어 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 소비전력이 적은 수신기 개발에 용이함을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 복잡한 이종 대역 수신기를 단일 칩으로 구현하여 용이하게 사용하도록 편의성을 제공하는데 있다.
본 발명은 수신기에 관한 것으로, 제1 저잡음 증폭기, 제1 가변이득 증폭기 및 제1 혼합부를 포함하며 제1 대역 신호를 수신하는 제1 수신부와, 제2 저잡음 증폭기, 제2 가변이득 증폭기 및 제2 혼합부를 포함하며 제2 대역 신호를 수신하는 제2 수신부와, 상기 제1 및 제2 수신부의 제1 및 제2 혼합부에 국부 발진 신호를 공급하는 국부발진기와, 상기 제1 및 제2 혼합부에서 출력되는 신호를 필터링하기 위한 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터에 의해 필터링된 신호를 중간 주파수로 증폭하는 가변 이득 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 저잡음 증폭기, 제1 가변이득 증폭기 및 제1 다상필터(poly-phase filter)를 포함하며 제1 대역 신호를 수신하는 제1 수신부와, 제2 저잡음 증폭기, 제2 가변이득 증폭기 및 제2 다상필터를 포함하며 제2 대역 신호를 수신하는 제2 수신부와, 혼합부에 국부 발진 신호를 공급하는 국부발진기와, 상기 혼합부에서 출력되는 신호를 필터링하기 위한 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터에 의해 필터링된 신호를 중간 주파수로 증폭하는 가변 이득 증폭기를 포함하는 것을 특징으 로 한다.
이하, 본 발명에 따른 이중 대역 수신기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예로 대역별 혼합기가 구비된 이중 대역 수신기의 회로도 이다.
도시한 바와 같이, 이중 대역 수신기(100)는 제1 수신부(101)와 제2 수신부(102)로 구성된다.
제1 수신부(101)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(103), 프로그래머블 이득 제어기(Programmable Gain Amplifier; PGA)(104) 및 영상 제거 하향 변환 혼합기(Image-Rejection Mixer; IRM)(105)로 구성되며, 상기 제2 수신부(102)는 LNA (106), PGA(107) 및 IRM(108)로 구성된다.
제1 수신부(101)의 LNA(103)는 수신된 신호를 잡음까지 증폭되는 것을 최대한 억제하면서 신호를 증폭되도록 한다.
제1 수신부(101)의 PGA(104)는 LNA(103)에서 증폭된 신호를 다시 한번 일정한 범위 안의 신호로 선형성을 향상시켜 증폭한다.
여기서, 제1 수신부(101)의 LNA(103) 출력단과 PGA(104)의 입력단은 서로 연결가능하며, 필요에 따라 BPF(Band Pass Filter)를 LNA(103)의 출력단과 PGA(104)의 입력단에 연결하여 특정 범위의 대역만 여과 할 수 있다.
제1 수신부(101)의 IRM(105)는 영상 주파수(Image Frequency)를 여과하여 기생 주파수들을 제거한다.
제2 수신부(102)의 LNA(106)는 수신된 신호를 잡음까지 증폭되는 것을 최대한 억제하면서 신호를 증폭되도록 한다.
제2 수신부(102)의 PGA(107)는 LNA(106)에서 증폭된 신호를 다시 한번 일정한 범위 안의 신호로 선형성을 향상시켜 증폭한다.
여기서, 제2 수신부(102)의 LNA(106) 출력단과 PGA(107)의 입력단은 서로 연결가능하며, 필요에 따라 BPF를 LNA(106)의 출력단과 PGA(107)의 입력단에 연결하여 특정 범위의 대역만 여과 할 수 있다.
제2 수신부(102)의 IRM(108)는 영상 주파수를 여과하여 기생 주파수들을 제거한다.
즉, IRM(105 및 108)는 RF단과 IF단을 분리하므로 제1 수신부(101) 및 제2 수신부(102)의 안정성을 확보하게 된다.
국부발진기(109)는 IRM(105 및 108)에서 주파수 합성을 위한 주파수를 공급하기 위해 전압제어발진기(Voltage Control Oscillator; VCO)로 구성되며 정밀하게 주파수를 조정하여 IRM(105 및 108)에 주파수를 공급한다.
저역 통과 필터(Low Pass Filter; LPF)(110)는 특정한 저역 대역만을 적절하게 여과 할 수 있도록 제어 가능하도록 구성된다.
이렇게 여과 된 신호는 다시 중간 주파수 가변이득제어기(Intermediate Frequency Variable Gain Amplifier; IF VGA)(111)로 증폭을 하게 된다.
여기서, RF단의 LNA(103 및 106)만으로는 미약한 수신 신호를 충분히 증폭시킬 수 없기에 정교한 전력 조절을 위하여 IF VGA(111)를 사용하여 임의의 이득으로 조절하여 증폭할 수 있도록 회로를 구성한다.
모든 과정을 거친 신호는 영상 주파수가 제거되고 증폭되어 중간 주파수로 출력된다.
여기서, 제1 수신부(101)의 수신 주파수는 90~222MHz 대역인 VHF(Very High Frequency)이고, 제2 수신부(102)의 수신 주파수는 470~770MHz 대역인 UHF(Ultra High Frequency)이다.
또한, 제1 수신부(101)의 수신 주파수는 174~245MHz 대역인 BAND-III이고, 제2 수신부(102)의 수신 주파수는 1450~1492MHz 대역인 L-BAND이다.
또한, 제1 수신부(101)의 수신 주파수는 180~186MHz 대역인 DMB Ch. 8이고, 제2 수신부(102)의 수신 주파수는 204~210MHz 대역인 DMB Ch. 12이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 일실시예로 대역별 다상필터가 구비된 이중 대역 수신기의 회로도 이다.
도시한 바와 같이, 이중 대역 수신기(200)는 제1 수신부(201)와 제2 수신부(202)로 구성된다.
제1 수신부(201)는 LNA(203), PGA(204) 및 다상필터(Poly Phase Filter; PPF)(205)로 구성되며, 상기 제2 수신부(202)는 LNA(206), PGA(207) 및 PPF(208)로 구성된다.
제1 수신부(201)의 LNA(203)는 수신된 신호를 잡음까지 증폭되는 것을 최대한 억제하면서 신호를 증폭되도록 한다.
제1 수신부(201)의 PGA(204)는 LNA(203)에서 증폭된 신호를 다시 한번 일정 한 범위 안의 신호로 선형성을 향상시켜 증폭한다.
여기서, 제1 수신부(201)의 LNA(203) 출력단과 PGA(204)의 입력단은 서로 연결가능하며, 필요에 따라 BPF(Band Pass Filter)를 LNA(203)의 출력단과 PGA(204)의 입력단에 연결하여 특정 범위의 대역만 여과 할 수 있다.
제1 수신부(201)의 PPF(205)는 주파수 샘플링을 수행한다.
제2 수신부(202)의 LNA(206)는 수신된 신호를 잡음까지 증폭되는 것을 최대한 억제하면서 신호를 증폭되도록 한다.
제2 수신부(202)의 PGA(207)는 LNA(206)에서 증폭된 신호를 다시 한번 일정한 범위 안의 신호로 선형성을 향상시켜 증폭한다.
여기서, 제2 수신부(202)의 LNA(206) 출력단과 PGA(207)의 입력단은 서로 연결가능하며, 필요에 따라 BPF를 LNA(206)의 출력단과 PGA(207)의 입력단에 연결하여 특정 범위의 대역만 여과 할 수 있다.
제2 수신부(202)의 PPF(208)는 주파수 샘플링을 수행한다.
IRM(210)는 영상 주파수(Image Frequency)를 여과하여 기생 주파수들을 제거한다.
즉, IRM(210)는 RF단과 IF단을 분리하므로 제1 수신부(201) 및 제2 수신부(202)의 안정성을 확보하게 된다.
국부발진기(209)는 IRM(210)에서 주파수 합성을 위한 주파수를 공급하기 위해 전압제어발진기(Voltage Control Oscillator; VCO)로 구성되며 정밀하게 주파수를 조정하여 IRM(210)에 주파수를 공급한다.
저역 통과 필터(Low Pass Filter; LPF)(211)는 특정한 저역 대역만을 적절하 게 여과 할 수 있도록 제어 가능하도록 구성된다.
여과 된 신호는 다시 중간 주파수 가변이득제어기(Intermediate Frequency Variable Gain Amplifier; IF VGA)(212)로 증폭을 하게 된다.
여기서, RF단의 LNA(203 및 206)만으로는 미약한 수신 신호를 충분히 증폭시킬 수 없기에 정교한 전력 조절을 위하여 IF VGA(212)를 사용하여 임의의 이득으로 조절하여 증폭할 수 있도록 회로를 구성한다.
모든 과정을 거친 신호는 영상 주파수가 제거되고 증폭되어 중간 주파수로 출력된다.
여기서, 제1 수신부(201)의 수신 주파수는 90~222MHz 대역인 VHF이고, 제2 수신부(202)의 수신 주파수는 470~770MHz 대역인 UHF이다.
또한, 제1 수신부(201)의 수신 주파수는 174~245MHz 대역인 BAND-III이고, 제2 수신부(202)의 수신 주파수는 1450~1492MHz 대역인 L-BAND이다.
여기서, 지상파 DMB인 경우 제1 수신부(201)의 수신 주파수는 180~186MHz 대역인 DMB Ch. 8이고, 제2 수신부(202)의 수신 주파수는 204~210MHz 대역인 DMB Ch. 12이다.
따라서, 지상파 DMB인 경우 한쪽 path는 8번 채널용으로, 다른 한쪽은 12번 채널용으로만 사용 가능하도록 구성한 것으로 지상파 DMB의 두 개 채널을 각각의 path로 할당하고, 튜너 의 앞 단에 튜닝이 필요 없는 고정 주파수 필터를 사용하여 기존의 tracking filter 이상의 특성을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 일실시예로 이중 대역을 위한 각각의 대역 통과 필터를 지상파 DMB용 이중 대역 수신기와 연결한 회로도 이다.
도시한 바와 같이, 도 2에 따라 구현된 수신기의 수신 일단에 지상파 DMB Ch. 8용 대역 통과 필터(401a)를 다른 수신 타단에 지상파 DMB Ch. 12용 대역 통과 필터(401b)를 함께 구성한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 일실시예로 이중 대역을 위한 듀플렉서를 지상파 DMB용 이중 대역 수신기와 연결한 회로도 이다.
도시한 바와 같이, 도 2에 따라 구현된 수신기의 수신 단에 지상파 DMB Ch. 8과 Ch. 12이 구분되어 출력되는 듀플렉서를 구성한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 일실시예로 다이버시티(Diversity) 안테나를 지상파 DMB용 이중대역 수신기와 연결한 회로도 이다.
도시한 바와 같이, 도 2에 따라 구현된 수신기의 수신 일단에 제1 다이버시티 안테나와 연결하여 구성하고, 수신기의 수신 타단에 제2 다이버시티 안테나를 연결하여 구성한 것이다.
여기서, 제1 수신부와 제2 수신부의 대역은 같은 대역으로 구성되어 다이버시티 기능을 구현한다.
다이버시티 안테나(제1 및 제2)를 구성하여 제1 다이버시티 안테나 수신이 불안정 할 경우 제2 다이버시티 안테나를 검사하여 수신률이 가장 좋은 성능을 보이는 수신부의 신호를 선택하여 튜너의 수신성능을 향상 시킨다.
이렇게 구현된 이종 대역 수신기는 단일 칩으로 구성되고, 초저전력으로 구동되고, 단일 구동전압으로 인가되고, 저위상잡음과 광범위한 주파수 범위를 보이 고, 적절한 범위로 제어가 가능한 저역 통과 필터링을 할 수 있다.
본 발명은 소비전력이 적은 수신기 개발에 용이하다.
또한, 본 발명은 복잡한 이종 대역 수신기를 단일 칩으로 구현하는데 용이하다.

Claims (14)

  1. 제1 저잡음 증폭기, 제1 가변이득 증폭기 및 제1 혼합부를 포함하며 제1 대역 신호를 수신하는 제1 수신부와,
    제2 저잡음 증폭기, 제2 가변이득 증폭기 및 제2 혼합부를 포함하며 제2 대역 신호를 수신하는 제2 수신부와,
    상기 제1 및 제2 수신부의 제1 및 제2 혼합부에 국부 발진 신호를 공급하는 국부발진기와,
    상기 제1 및 제2 혼합부에서 출력되는 신호를 필터링하기 위한 저역 통과 필터와,
    상기 저역 통과 필터에 의해 필터링된 신호를 중간 주파수로 증폭하는 가변 이득 증폭기를 포함하는, 이중 대역 튜너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합부는 영상 제거 하향 변환 혼합기(Image Rejection Down-Conversion Mixer)인, 이중 대역 튜너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 대역 신호는 VHF 대역의 ISDB-T 신호이고, 상기 제2 대역 신호는 UHF 대역의 ISDB-T 신호인, 이중 대역 튜너.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 대역 신호는 DAB의 Band III 신호이고, 상기 제2 대역 신호는 DAB의 L-Band 신호인, 이중 대역 튜너.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 대역 신호는 지상파 DMB 채널 8 신호이고, 상기 제2 대역 신호는 지상파 DMB 채널 12 신호인, 이중 대역 튜너.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 대역 신호는 동일 신호 대역이고,
    상기 제1 신호부의 제1 저잡음 증폭기와 제1 가변이득 증폭기 사이에는 제1 대역 통과 필터가 연결되며, 상기 제2 신호부의 제2 저잡음 증폭기와 제2 가변이득 증폭기 사이에는 제2 대역 통과 필터가 연결되고,
    상기 제1 대역 통과 필터의 입력단에는 제1 다이버시티 안테나가 연결되고, 상기 제2 대역 통과 필터의 입력단에는 제2 다이버시티 안테나가 연결되는 이중 대역 튜너.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호부의 제1 저잡음 증폭기와 제1 가변이득 증폭기 사이에는 제1 대역 통과 필터가 연결되며,
    상기 제2 신호부의 제2 저잡음 증폭기와 제2 가변이득 증폭기 사이에는 제2 대역 통과 필터가 연결되는, 이중 대역 튜너.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신부의 제1 저잡음 증폭기의 입력단에는 지상파 DMB 채널 8의 신호를 필터링하는 제1 대역통과 필터가 연결되고,
    상기 제2 수신부의 제1 저잡음 증폭기의 입력단에는 지상파 DMB 채널 12의 신호를 필터링하는 제2 대역통과 필터가 연결되는, 이중 대역 튜너.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신부의 제1 저잡음 증폭기 및 제2 수신부의 제2 저잡음 증폭기 입력단에는 지상파 DMB 채널 8과 채널 12의 신호를 아이솔레이션 하기 위한 듀플렉서가 연결되는, 이중 대역 튜너.
  10. 제1 저잡음 증폭기, 제1 가변이득 증폭기 및 제1 다상필터(poly-phase filter)를 포함하며 제1 대역 신호를 수신하는 제1 수신부와,
    제2 저잡음 증폭기, 제2 가변이득 증폭기 및 제2 다상필터를 포함하며 제2 대역 신호를 수신하는 제2 수신부와,
    혼합부에 국부 발진 신호를 공급하는 국부발진기와,
    상기 혼합부에서 출력되는 신호를 필터링하기 위한 저역 통과 필터와,
    상기 저역 통과 필터에 의해 필터링된 신호를 중간 주파수로 증폭하는 가변 이득 증폭기를 포함하는, 이중 대역 튜너.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 혼합기는 영상 제거 하향 변환 혼합기(Image Rejection Down-Conversion Mixer)인 이중 대역 튜너.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 대역 신호는 VHF 대역의 ISDB-T 신호이고, 상기 제2 대역 신호는 UHF 대역의 ISDB-T 신호인, 이중 대역 튜너.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 대역 신호는 DAB의 Band III 신호이고, 상기 제2 대역 신호는 DAB의 L-Band 신호인, 이중 대역 튜너.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 신호부의 제1 저잡음 증폭기와 제1 가변이득 증폭기 사이에는 제1 대역 통과 필터가 연결되며,
    상기 제2 신호부의 제2 저잡음 증폭기와 제2 가변이득 증폭기 사이에는 제2 대역 통과 필터가 연결되는, 이중 대역 튜너.
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