KR20070022490A - 지상파 디지털 멀티미디어 방송용/디지털 오디오 방송용Ｌｏｗ－ＩＦ 수신기. - Google Patents

지상파 디지털 멀티미디어 방송용/디지털 오디오 방송용Ｌｏｗ－ＩＦ 수신기. Download PDF

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Abstract

본 발명은 Low-IF(Low-Intermediate Frequency) 수신기에 관한 것으로 보다 상세하게는 지상파 디지털 멀티미디어 방송용 (Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting; 이하 'T-DMB'라 한다.) 및 디지털 오디오 방송용 (Digital Audio Broadcasting; 이하 'DAB'라 한다.) Low-IF 수신기이다.
본 발명에 따른 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 수신된 RF(Radio Frequency) 신호의 잡음신호를 억제시키며 상기 RF 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭부, 상기 저잡음 증폭부로부터 출력된 신호의 주파수 대역인 상기 RF 신호를 Low-IF(Low-Intermediate Frequency) 대역으로 변환시키고 영상주파수 대역을 제거하는 영상제거 하향변환 혼합부, 상기 영상제거 하향변환 혼합부에서 출력된 신호의 저주파수 대역을 필터링하기 위한 저역통과 필터부, 상기 저역통과 필터부에서 출력된 신호를 증폭시키는 증폭부, 상기 하향변환을 위한 주파수를 발생시켜 상기 영상제거 하향변환 혼합부에 공급하는 국부 발진기, 상기 국부 발진기의 주파수를 일정한 주파수로 이동시켜 고정시키는 위상고정루프 및 상기 저잡음 증폭부와 상기 증폭부의 증폭이득을 제어하는 자동이득 제어부를 포함하고, 상기 저잡음 증폭부, 영상제거 하향변환 혼합부, 저역통과 필터부, 증폭부, 자동이득 제어부, 국부 발진기 및 위상고정루프를 하나의 동일 물질로 구현된 칩 상에 집적되어 원-칩화 되고, 상기 자동이득 제어부는 상기 RF 신호의 크기에 따라 이득 제어신호를 상기 저잡음 증폭부와 상기 증폭부에 인가하고, 상기 이득 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호 에 기초한 널 제어신호에 의해 제어되는 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
본 발명에 따른 T-DMB/DAB Low-IF 수신기에 의해 수신기의 성능 저하 없이 SAW(Surface Acoustic Wave)필터를 제거하여 수신기의 원-칩화가 용이하며 생산비용이 절감되고, 널 구간이 포함된 신호에서도 일정한 신호크기를 유지할 수 있다.
T-DMB, DAB, SAW필터, Low-IF

Description

지상파 디지털 멀티미디어 방송용/디지털 오디오 방송용 Ｌｏｗ－ＩＦ 수신기. {Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting and Digital Audio Broadcasting Low-IF Receiver.}
도 1은 종래의 SAW(Surface Acoustic Wave)필터를 사용한 수신기에 대한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 의한 T-DMB/DAB Low-IF 수신기에 대한 일 실시예를 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 의한 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기에 대한 일 실시예를 도시한 블럭도이다.
도4 는 본 발명에 의한 T-DMB/DAB Low-IF 수신기와 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기에서 널 구간이 포함된 신호에서의 널 제어신호를 도시한 것이다.
본 발명은 지상파-디지털 멀티미디어 방송용 (Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting; 이하 'T-DMB'라 한다.) 및 디지털 오디오 방송용 (Digital Audio Broadcasting; 이하 'DAB'라 한다.) 수신기에 관한 것이다.
종래의 수신기는 수신된 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency; IF)대역으로 변환시킨 후에 다시 기저대역으로 변환하는 슈퍼헤테로다인(Super-Heterodyne)방식을 사용하였다.
이렇게 중간 주파수를 사용하는 것은 특정의 주파수 대역을 효과적으로 필터링하는 필터를 이용하여 수신기의 성능을 향상시키기 위한 것이다. 일반적으로 이때에 사용되는 필터는 SAW(Surface Acoustic Wave)필터이다.
종래의 DAB 수신기의 RF(Radio Frequency) 주파수는 L-Band 인 1450MHz 내지1492MHz의 범위를 사용하고 T-DMB 수신기의 RF 주파수는 Band-Ⅲ 인 174MHz 내지 245MHz의 범위를 사용한다. 이에 사용되었던 중간 주파수(Intermediate Frequency; IF)는 38.912MHz를 사용하며 채널당 사용 대역(Band Width)은 1.536MHz이다.
도 1은 종래의 수신기에 대한 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 수신기는 안테나(101)에 의해 수신된 RF 신호를 저잡음증폭부(Low Noise Amplifier; LNA)(102)에 공급한다. 저잡음증폭부(102)의 출력신호는 혼합부(103)에 전달되며 혼합부(103)에서는 신호를 중간 주파수 대역으로 이동시킨다.
혼합부(103)의 출력신호는 대역통과필터(104)를 경유하여 증폭부(105)에 전달된다. 증폭부(105)의 출력신호는 디모듈레이터(Demodulator)(107)에 입력된다. 국부 발진기(108)는 수신된 RF 신호를 중간 주파수 대역으로 이동할 수 있도록 주파수를 생성시켜 혼합부(103)에 공급한다.
도 1에 도시된 수신기에서 대역통과필터(104)는 일반적인 슈퍼헤테로다인 방 식에서 사용되는 SAW필터이다.
도 1에 도시된 바와 같이 저잡음 증폭부(102), 혼합부(103), 증폭부(105) 및 국부 발진기(108)는 하나의 수신 칩(106)에 집적되어 원-칩화 되어 있고 대역통과필터(104)인 SAW필터는 수신 칩(106)의 외부에 위치하고 있다.
SAW필터는 표면탄성파필터라고도 하는데 압전기판의 기계적 진동을 이용한 통신용 필터이다. 압전기판 위에 빗살무늬형의 금속판을 양쪽에 두개씩 어긋나게 배치하고, 한쪽 방향에서 전기적 신호를 입력하면 압전기판위에 표면탄성파가 발생하게 된다.
표면탄성파라고 불리우는 기계적인 진동은 반대편에서 다시 전기적인 신호로 변환되게 되는데, 여기서 압전판 자체의 표면탄성파 주파수와 입력된 전기적 신호의 주파수가 다르면 신호가 전달되지 않게 되어 필터자체가 가진 기계-물질적 주파수와 같은 주파수만 통과시키는 대역통과필터의 역할을 하게 된다.
이러한 SAW필터는 일반적인 LC 공진의 원리를 이용한 필터에 비해 통과시키는 대역폭이 굉장히 좁아서, 필요 없는 주파수의 신호를 거의 완벽하게 필터링하여 좁은 대역폭으로 원하는 신호의 주파수만 정확하게 골라내는데에 매우 효과적이다.
그러나, SAW필터는 기계적인 구조로 이루어진 필터라서 부피를 줄이는 데에 한계가 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 SAW필터의 대역통과필터(104)를 이용하는 수신기에서 수신기를 원-칩화 하는 경우 SAW필터를 함께 원-칩화시키지 못하고 수신 칩(106)의 외부에 위치시키게 된다.
또한, SAW필터는 상대적으로 가격이 비싸서 수신기 전체의 생산비용을 상승 시키게 된다.
따라서, SAW필터를 이용한 수신기를 이동통신 단말기에 사용하는 경우에는 수신기의 가격상승의 주요원인이 되고 수신기의 원-칩화가 용이하지 않은 문제점이 있다.
하나의 안테나에 의해 하나의RF 신호를 수신하는 수신기의 경우에는 해당하는 하나의 주파수 대역의 수신만이 가능하다. 따라서, 두 개 이상의 주파수 대역을 수신하기 위해서는 각각의 주파수 대역을 수신하기 위한 수신 칩이 필요하게 되어 통신기기의 부피를 증가시키고, 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
수신기의 안테나에서 수신된 신호는 잡음 신호가 혼합된 신호이고, 신호가 채널을 통하여 전달되는 경로에 따라 신호의 감쇠 정도가 상이하다. 따라서, 수신된 신호가 일정한 신호크기를 유지할 수 있도록 제어하게 되고, 이는 AGC(Automatic gain control)에 의해 이루어진다.
그러나, 일부 주파수 대역을 사용하는 신호에서는 정보가 포함된 신호구간이 연속적이지 않고, 정보가 포함된 정보구간과 정보가 포함되지 않은 널(null) 구간이 공존한다. 널 구간은 정보구간에 비해 신호크기가 작기 때문에 AGC가 널 구간에 동작을 하게 되면 증폭부의 증폭이득을 증가시키게 되고, 널 구간이 끝나고, 정보구간이 된 후에도 큰 증폭이득이 일정기간 유지되게 되어 수신된 정보구간의 신호크기를 일정하게 유지하지 못하는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, SAW필터를 제거하여 수신 기의 제조비용을 감소시키고 수신기의 원-칩화가 용이한 T-DMB/DAB Low-IF 수신기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 두 개 대역의 주파수를 수신함과 동시에 SAW필터를 제거하여 수신기의 제조비용을 감소시키고 수신기의 원-칩화가 용이한 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 수신된 RF 신호의 신호크기가 일정하게 유지되는 T-DMB/DAB Low-IF 수신기와 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 것으로 본 발명의 일 실시예에 의한 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 수신된 RF(Radio Frequency) 신호의 잡음신호를 억제시키며 상기 RF 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭부, 상기 저잡음 증폭부로부터 출력된 신호의 주파수 대역인 상기 RF 신호를 Low-IF(Low-Intermediate Frequency) 대역으로 변환시키고 영상주파수 대역을 제거하는 영상제거 하향변환 혼합부, 상기 영상제거 하향변환 혼합부에서 출력된 신호의 저주파수 대역을 필터링하기 위한 저역통과 필터부, 상기 저역통과 필터부에서 출력된 신호를 증폭시키는 증폭부, 상기 하향변환을 위한 주파수를 발생시켜 상기 영상제거 하향변환 혼합부에 공급하는 국부 발진기, 상기 국부 발진기의 주파수를 일정한 주파수로 이동시켜 고정시키는 위상고정루프 및 상기 저잡음 증폭부와 상기 증폭부의 증폭이득을 제어하는 자동이득 제어부를 포함하고, 상기 저잡음 증폭부, 영상제거 하향변환 혼합부, 저역통과 필 터부, 증폭부, 자동이득 제어부, 국부 발진기 및 위상고정루프를 하나의 동일 물질로 구현된 칩 상에 집적되어 원-칩화 되고, 상기 자동이득 제어부는 상기 RF 신호의 크기에 따라 이득 제어신호를 상기 저잡음 증폭부와 상기 증폭부에 인가하고, 상기 이득 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호에 기초한 널 제어신호에 의해 제어되는 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 널 신호가 포함된 부분에서 상기 이득 제어신호를 제어하는 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호 부분에서 상기 이득 제어신호의 신호레벨을 일정하도록 제어하는 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 신호레벨은 상기 RF 신호에 포함된 널 신호가 수신되기 전의 이득 제어신호의 신호레벨인 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 저잡음 증폭부의 입력 RF 신호는 Band-Ⅲ대역(174MHZ 내지 245MHZ) 또는 L-Band대역(1450MHz 내지 1492MHz)의 주파수 대역신호인 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
이렇게 함으로써 수신기의 성능 저하 없이 SAW필터를 제거하여 수신기의 제조비용을 감소시키고 수신기의 원-칩화가 용이하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 수신된 제1 RF 신호의 잡음신호를 억제시키며 상기 제1 RF 신호를 증폭시키는 제1 저잡음 증폭부, 수신된 제2 RF 신호의 잡음신호를 억제시키며 상기 제2 RF 신호를 증폭시키는 제2 저잡음 증폭부, 상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부로부터 출력된 신호의 상기 제1 및 제2 RF 신호를 Low-IF 대역으로 변환시키고 영상주파수 대역을 제거시키는 영상제거 하향변환 혼합부, 상기 영상제거 하향변환 혼합부에서 출력된 신호의 저주파수 대역을 필터링하기 위한 저역통과 필터부, 상기 저역통과 필터부에서 출력된 신호를 증폭시키는 증폭부, 상기 하향변환을 위한 주파수를 발생시켜 상기 영상제거 하향변환 혼합부에 공급하는 국부 발진기, 상기 국부 발진기의 주파수를 일정한 주파수로 이동시켜 고정시키는 위상고정루프 및 상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부와 상기 증폭부의 증폭이득을 제어하는 자동이득 제어부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부, 상기 영상제거 하향변환 혼합부, 상기 저역통과 필터부, 상기 증폭부, 상기 자동이득 제어부, 상기 국부 발진기 및 상기 위상고정루프를 하나의 동일물질로 구현된 칩 상에 집적되어 원-칩화 되고, 상기 자동이득 제어부는 상기 RF 신호의 크기에 따라 이득 제어신호를 상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부와 상기 증폭부에 인가하고, 상기 이득 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호에 기초한 널 제어신호에 의해 제어되는 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 널 신호가 포함된 부분에서 상기 이득 제어신호를 제어하는 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호 부분에서 상기 이득 제어신호의 신호레벨을 일정하도록 제어하는 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 신호레벨은 상기 RF 신호에 포함된 널 신호가 수신되기 전의 이득 제어신호의 신호레벨인 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
여기서, 바람직하게는 상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부의 상기 제1 RF 신호는 Band-Ⅲ대역(174MHZ 내지 245MHZ)의 주파수 대역신호이고, 상기 제2 RF 신호는 L-Band대역(1450MHz 내지1492MHz)의 주파수 대역신호인 듀얼 밴드 지상파 디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기이다.
이렇게 함으로써 두 개 대역의 주파수를 수신함과 동시에 수신기의 성능 저하없이 SAW필터를 제거하여 수신기의 제조비용을 감소시키고 수신기의 원-칩화가 용이하게 된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면과 함께 상세히 설명한다.
도 2에서는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에서의 수신기는 저잡음 증폭부(202), 영상제거 하향변환 혼합부(203), 저역통과 필터부(204), 증폭부(205), 국부 발진기(208), 위상고정 루프(209) 및 자동이득 제어부(211)를 포함하고 저잡음 증폭부(202), 영상제거 하향변환 혼합부(203), 저역통과 필터부(204), 증폭부(205), 국부 발진기(208), 위상고정루프(209) 및 자동이득 제어부(211)를 하나의 칩(206)에 원-칩화한, T-DMB/DAB Low-IF 수신기이다.
안테나(201)에서 수신된 RF 신호는 잡음신호를 억제하고 RF 신호를 증폭시키는 저잡음증폭부(202)에 공급된다. 저잡음증폭부(202)의 출력신호는 영상 주파수성분을 제거하고 주파수 대역을 Low-IF로 하향변환 시키는 영상제거 하향변환 혼합부(203)에 공급된다.
영상제거 하향변환 혼합부(203)의 출력신호는 저주파 대역의 신호를 필터링하는 저역통과 필터부(204)에 공급된다. 저역통과 필터부(204)의 출력신호는 증폭부(205)에 전달된다. 증폭부(205)의 출력신호는 디모듈레이터(Demodulator)(207)에 전달된다.
국부 발진기(208)에서는 영상제거 하향변환 혼합부(203)에 의해서 RF 신호가 Low-IF신호로 하향변환이 가능하도록 주파수를 생성하여 영상제거 하향변환 혼합부(203)에 공급한다. 위상고정루프(209)는 국부 발진기(208)에서 발생시킨 주파수를 이동 및 고정시키기 위해 국부 발진기(208)에 신호를 공급한다.
자동이득 제어부(211;AGC)는 저잡음 증폭부(202)와 증폭부(205)의 증폭이득을 제어한다.
수신기는 채널(Channel)을 통과하면서 감쇠된 신호를 수신하고, 수신환경에 따라 감쇠의 정도에 차이가 발생한다.
자동이득 제어부(211)는 저잡음 증폭부(202)와 증폭부(205)의 증폭이득을 제어함으로써 일정한 크기의 신호강도를 유지하게 된다.
일부 주파수 대역을 사용하는 신호에서는 정보가 포함된 신호구간이 연속적이지 않고, 정보가 포함된 정보구간과 정보가 포함되지 않은 널(null) 구간이 공존한다. 널 구간은 정보구간에 비해 신호크기가 작기 때문에 AGC가 정보구간과 동일하게 널 구간에서 동작을 하게 되면 널 구간에서 저잡음 증폭부(202) 또는 증폭부(205)의 증폭이득을 증가시키게 되고, 널 구간이 끝나고, 정보구간이 된 후에도 큰 증폭이득이 유지되어 적절한 증폭이 이루어지지 않는다.
본 발명에서 자동이득 제어부(211)는 수신기에 입력되는 RF 신호의 크기에 따라 저잡음 증폭부(202) 또는 증폭부(205)의 이득을 일정하게 유지시키는 이득 제어신호를 저잡음 증폭부(202) 또는 증폭부(205)에 인가한다.
이득 제어신호는 수신기에 입력되는 RF 신호의 널 구간에 따라 널 제어신호(CLK)에 의해 제어된다.
즉, 널 제어신호(CLK)는 널 구간에 기초하여 이득 제어신호를 제어하고, 이득 제어신호는 신호의 크기에 따라 저잡음 증폭부(202) 또는 증폭부(205)의 이득을 제어한다.
도 2에서는 널 제어신호(CLK)가 수신기(206)의 외부에서 입력되는 것으로 도시되어 있으나, 널 제어신호(CLK)는 수신기(206)의 내부에서 발생시킬 수 있다.
이러한 이득 제어신호와 널 제어신호(CLK)에 의해 저잡음 증폭부(202b) 또는 증폭부(205b)의 이득을 일정하게 유지하게 된다.
따라서, 널 제어신호(CLK)는 널 신호가 수신되는 동안에 자동이득 제어부(211)에 의한 저잡음 증폭부(202) 또는 증폭부(205)의 증폭 이득제어를 정지시키거나, 일정한 이득 제어신호 또는 널 심볼이 수신되기 직전의 이득 제어신호를 일정하게 유지하는 등 널 구간에서 증폭이득이 비 정상적으로 증가되지 않도록 제어한다.
널 제어신호(CLK)는 널 구간에서만 이득 제어신호에 의한 증폭 이득제어를 정지시키거나, 소정의 이득 제어신호 또는 널 심볼이 수신되기 직전의 이득 제어신호를 일정하게 유지하는 등 널 구간에서 증폭이득이 비 정상적으로 증가되지 않도록 이득 제어신호를 제어할 수 있다.
널 제어신호(CLK)는 도 4에 대한 설명에서 자세히 설명한다.
저잡음 증폭부(202), 영상제거 하향변환 혼합부(203), 저역통과 필터부(204), 증폭부(205), 국부 발진기(208), 위상고정루프(209) 및 자동이득 제어부(211)는 하나의 칩(206)에 원-칩화 된다.
도 2의 점선으로 구획되어진 부분(210)에는 고역통과 필터부(도면에 도시되지 않음)가 포함되어 수신기의 성능을 저하시키지 않고 SAW필터를 제거할 수 있다.
따라서, 고역통과 필터부는 점선내의 어느 부분에도 한 개 이상 위치할 수 있으며, 도 2에서 영상제거 하향변환 혼합부(203)의 다음 단과/또는 저역통과 필터부(204)의 다음 단 등에 한 개 이상이 위치할 수 있다.
고역통과 필터부(도면에 도시되지 않음)는 영상제거 하향변환 혼합부(203), 저역통과 필터부(204) 및 증폭부(205) 의 저주파수 성분을 제거한다.
고역통과 필터부의 차단 주파수(Cutoff frequency)는 0.192MHz이하이다.
주파수 영역에서 각각의 신호를 사용 대역을 분리하기 위해 가드 밴드(Guard band)를 설정하는데, 일반적으로 주파수 자원을 사용하는 국가에 따라 가드 밴드의 최소값이 0.192MHz 또는 0.176MHz이다.
본 발명에서는 고역통과 필터부의 차단 주파수를 0.192MHz 이하로 설정함으로써, DC신호를 제거하면서 원하는 채널의 신호와 인접 채널의 신호를 명확히 필터링하게 된다.
이러한 구성에 의해 수신기의 성능을 저하시키지 않고 SAW필터를 제거함으로써 수신기의 제조비용이 절감되고, 수신기의 원-칩화가 용이하게 된다.
고역통과 필터부는 안테나에 입력된 RF 신호를 증폭하고 혼합하는 등의 과정을 거치면서 발생하는 DC성분을 제거하기 위한 것이다.
전술한 고역통과 필터부의 역할은 DC offset을 교정하는 DC offset 교정(calibration)부로도 가능하다. 이는 DC offset 교정부가 고역 통과 필터의 기능을 가지고 있기 때문이다.
일반적으로, DC offset 교정부는 수신기의 출력단에서 DC offset 을 검출하고, 검출된 DC offset 에 기초하여 DC offset 교정신호를 생성하고, DC offset 교정신호를DC offset 교정부 내의 DC offset 보상 증폭부에 인가함으로써 DC offset을 제거하게 된다.
DC offset 교정부에 의해 DC offset 을 제거하는 것은 고역통과 필터부에서 저주파수 대역의 주파수 성분을 제거하는 것과 동일한 효과를 가진다.
DC offset 교정부는 수신기내에서 루프(loop)를 형성할 수 있고, 루프로 형성된 DC offset 교정부는 고역통과 필터부와 같이 저주파수 대역의 주파수 성분을 제거하게 된다.
전술한 형태의 DC offset 교정부는 DC offset을 교정하기 위한 일 형태일 뿐이며, 수신기 내에서 다양한 형태로 구성될 수 있다.
DC offset 교정부에서 DC offset 교정 루프(loop)의 차단주파수(cutoff frequency)는 0.192MHz이하 이다.
저잡음 증폭부(202)와 증폭부(205)는 프로그래머블 이득 증폭부 또는 가변 이득 증폭부를 포함한다.
본 발명의 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 Band-Ⅲ 대역(174MHz 내지 245MHz)의 주파수 또는 L-Band 대역(1450MHz 내지 1492MHz)의 주파수를 수신하여 중심주파수로써0.768MHz내지 0.960MHz범위내의 주파수를 수신기의 출력단으로 공급한다.
본 발명의 실시예에서 수신기의 출력단에서의 주파수의 대역 폭은 대략 1.536MHz이다. 본 발명에서 수신기의 출력단으로 768kHz이상의 주파수로 한정한 것은 출력단에서의 주파수의 대역 폭이 1.536MHz인 경우 중심 주파수가 768kHz이하이면 수신기의 출력단에서의 주파수 성분 중에 일부가 음의 주파수 영역으로 진입하기 때문이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 수신기의 출력단으로 중심주파수를0.960MHz의 상한주파수로 한정한 것은 가드밴드(Guard band)가 0.192MHz 또는 0.176MHz이기 때문에 중심주파수가 0.960MHz 이상인 경우 인접 신호가 포함될 가능성이 있기 때문이다.
더욱 바람직하게는 수신기(206)의 출력단의 중심 주파수는 대략 850kHz이다.
디모듈레이터(207)는 수신기의 출력단의 신호를 공급받는다.
도 3은 본 발명의 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기에 대한 실시예를 도시한 것이다.
본 발명에 의한 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 제1 저잡음 증폭부(302), 제2 저잡음 증폭부(312), 영상제거 하향변환 혼합부(303), 저역통과 필터부(304), 증폭부(305), 국부 발진기(308), 위상고정루프(309) 및 자동이득 제어부를 포함하고 제1 및 제2 저잡음 증폭부(302,312), 영상제거 하향변환 혼합부(303), 저역통과 필터부(304), 증폭부(305), 국부 발진기(308), 위상고정루프(309) 및 자동이득 제어부(313)를 하나의 칩(303)에 원-칩화 한, 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기이다.
제1 안테나(301)에서 수신된 제1 RF 신호는 잡음신호를 억제하고 RF 신호를 증폭시켜 제1 저잡음증폭부(302)에 공급되고, 제2 안테나(311)에서 수신된 제2 RF 신호는 잡음신호를 억제하고 RF 신호를 증폭시켜 제2 저잡음증폭부(312)에 공급된다.
제1 저잡음증폭부(302)의 출력신호와 제2 저잡음증폭부(312)의 출력신호는 영상 주파수성분을 제거하고 주파수 대역을 Low-IF로 하향변환 시키는 영상제거 하향변환 혼합부(303)에 공급된다.
영상제거 하향변환 혼합부(303)의 출력신호는 저주파 대역의 신호를 필터링하는 저역통과 필터부(304)에 공급된다. 저역통과 필터부(304)의 출력신호는 증폭부(305)에 전달된다. 증폭부(305)의 출력신호는 디모듈레이터(407)에 전달된다.
국부 발진기(308)에서는 영상제거 하향변환 혼합부(303)에 의해서 RF 신호가 Low-IF신호로 하향변환이 가능하도록 주파수를 생성하여 영상제거 하향변환 혼합부(303)에 공급한다. 위상고정루프(309)는 국부 발진기(308)에서 발생시킨 주파수를 이동 및 고정시키기 위해 국부 발진기(308)에 신호를 공급한다.
자동이득 제어부(313;AGC)는 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312)와 증폭부(305)의 증폭이득을 제어한다.
수신기는 채널(Channel)을 통과하면서 감쇠된 신호를 수신하고, 수신환경에 따라 감쇠의 정도에 차이가 발생한다.
자동이득 제어부(313)는 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312)와 증폭부(305)의 증폭이득을 제어함으로써 일정한 크기의 신호강도를 유지하게 된다.
일부 주파수 대역을 사용하는 신호에서는 정보가 포함된 신호구간이 연속적이지 않고, 정보가 포함된 정보구간과 정보가 포함되지 않은 널(null) 구간이 공존한다. 널 구간은 정보구간에 비해 신호크기가 작기 때문에 AGC가 정보구간과 동일하게 널 구간에서 동작을 하게 되면 널 구간에서 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312) 또는 증폭부(305)의 증폭이득을 증가시키게 되고, 널 구간이 끝나고, 정보구간이 된 후에도 큰 증폭이득이 유지되어 적절한 증폭이 이루어지지 않는다.
본 발명에서 자동이득 제어부(313)는 수신기에 입력되는 RF 신호의 크기에 따라 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312) 또는 증폭부(305)의 이득을 일정하게 유지시키는 이득 제어신호를 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312) 또는 증폭부(305)에 인가한다.
이득 제어신호는 수신기에 입력되는 RF 신호의 널 구간에 따라 널 제어신호(CLK)에 의해 제어된다.
즉, 널 제어신호(CLK)는 널 구간에 기초하여 이득 제어신호를 제어하고, 이득 제어신호는 신호의 크기에 따라 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312) 또는 증폭부(305)의 이득을 제어한다.
도 3에서는 널 제어신호(CLK)가 수신기(306)의 외부에서 입력되는 것으로 도시되어 있으나, 널 제어신호(CLK)는 수신기(306)의 내부에서 발생시킬 수 있다.
이러한 이득 제어신호와 널 제어신호(CLK)에 의해 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312) 또는 증폭부(305)의 이득을 일정하게 유지하게 된다
따라서, 널 제어신호(CLK)는 널 신호가 수신되는 동안에 자동이득 제어부(313)에 의한 제1, 제2 저잡음 증폭부(302,312) 또는 증폭부(305)의 증폭 이득제어를 정지시키거나, 일정한 이득 제어신호 또는 널 심볼이 수신되기 직전의 이득 제어신호를 일정하게 유지하는 등 널 구간에서 증폭이득이 비 정상적으로 증가되지 않도록 제어한다.
널 제어신호(CLK)는 널 구간에서만 이득 제어신호에 의한 증폭 이득제어를 정지시키거나, 소정의 이득 제어신호 또는 널 심볼이 수신되기 직전의 이득 제어신호를 일정하게 유지하는 등 널 구간에서 증폭이득이 비 정상적으로 증가되지 않 도록 이득 제어신호를 제어할 수 있다.
널 제어신호(CLK)는 도 4에 대한 설명에서 자세히 설명한다.
제1 및 제2 저잡음 증폭부(302,312), 영상제거 하향변환 혼합부(303), 저역통과 필터부(304), 증폭부(305), 국부 발진기(308), 위상고정루프(309), 자동이득 제어부(303)는 하나의 칩(706)에 원-칩화 된다.
도 3의 점선으로 구획되어진 부분(310)에는 고역통과 필터(도면에 도시되지 않음)가 포함되어 수신기의 성능을 저하시키지 않고 SAW필터를 제거할 수 있다.
따라서, 고역통과 필터부는 점선내의 어느 부분에도 한 개 이상 위치할 수 있으며, 도 3에서 영상제거 하향변환 혼합부(303)의 다음 단과/또는 저역통과 필터부(304)의 다음 단 등에 한 개 이상이 위치할 수 있다.
점선으로 구획되어진 부분(310)에 위치한 고역통과 필터부(도면에 도시되지 않음)는 영상제거 하향변환 혼합부(303), 저역통과 필터부(304) 및 증폭부(305) 의 저주파수 성분을 제거한다. 이러한 구성에 의해 수신기의 성능을 저하시키지 않고 SAW필터를 제거함으로써 수신기의 제조비용이 절감되고, 수신기의 원-칩화가 용이하게 된다.
고역통과 필터부는 제1 , 제2안테나(301,311)에 입력된 RF 신호를 증폭하고 혼합하는 등의 과정을 거치면서 발생하는 DC성분을 제거하기 위한 것이다.
이렇게 구성함으로써 수신기의 성능 저하 없이 SAW필터를 제거하여 수신기의 제조비용을 감소시키고 수신기의 원-칩화가 용이하게 된다.
고역통과 필터(211b)의 차단 주파수(Cutoff frequency)는 0.192MHz이하이다.
주파수 영역에서 각각의 신호를 사용 대역을 분리하기 위해 가드 밴드(Guard band)를 설정하는데, 일반적으로 주파수 자원을 사용하는 국가에 따라 가드 밴드의 최소값이 0.192MHz 또는 0.176MHz이다.
본 발명에서는 고역통과 필터(211b)의 차단 주파수를 0.192MHz 이하로 설정함으로써, DC신호를 제거하면서 원하는 채널의 신호와 인접 채널의 신호를 명확히 필터링하게 된다.
전술한 고역통과 필터부는 DC offset 교정(calibration)부로도 그 역할을 할 수 있다. 이는 DC offset 교정부가 고역 통과 필터의 역할을 하기 때문이다.
전술한 고역통과 필터부의 역할은 DC offset을 교정하는 DC offset 교정(calibration)부로도 가능하다. 이는 DC offset 교정부가 고역 통과 필터의 기능을 가지고 있기 때문이다.
일반적으로, DC offset 교정부는 수신기의 출력단에서 DC offset 을 검출하고, 검출된 DC offset 에 기초하여 DC offset 교정신호를 생성하고, DC offset 교정신호를DC offset 교정부 내의 DC offset 보상 증폭부에 인가함으로써 DC offset을 제거하게 된다.
DC offset 교정부에 의해 DC offset 을 제거하는 것은 고역통과 필터부에서 저주파수 대역의 주파수 성분을 제거하는 것과 동일한 효과를 가진다.
DC offset 교정부는 수신기내에서 루프(loop)를 형성할 수 있고, 루프로 형성된 DC offset 교정부는 고역통과 필터부와 같이 저주파수 대역의 주파수 성분을 제거하게 된다.
전술한 형태의 DC offset 교정부는 DC offset을 교정하기 위한 일 형태일 뿐이며, 수신기 내에서 다양한 형태로 구성될 수 있다.
DC offset 교정부에서 DC offset 교정 루프(loop)의 차단주파수(cutoff frequency)는 0.192MHz이하 이다.
제1 및 제2 저잡음 증폭부(302,312) 및 증폭부(305)는 프로그래머블 이득 증폭부 또는 가변 이득 증폭부를 포함한다.
본 발명의 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 바람직하게는 제1 안테나(701)에서 Band-Ⅲ 대역의 주파수를 수신하고 제2 안테나(311)에서 L-Band 대역의 주파수를 수신하여 0.768MHz내지 0.960MHz범위내의 중심 주파수로 하향변환 시켜 수신기의 출력단으로 공급한다.
본 발명의 다른 실시예에서 수신기의 출력단에서의 주파수의 대역 폭은 대략 1.536MHz이다. 본 발명에서 수신기의 출력단으로 768kHz이상의 주파수로 한정한 것은 출력단에서의 주파수의 대역 폭이 1.536MHz인 경우 중심 주파수가 768kHz이하이면 수신기의 출력단에서의 주파수 성분 중에 일부가 음의 주파수 영역으로 진입하기 때문이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 수신기의 출력단으로 중심주파수를0.960MHz의 상한주파수로 한정한 것은 주파수자원을 사용하는 국가에 따라 가드밴드(Guard band)의 최소값이 0.192MHz 또는 0.176MHz이기 때문에 중심주파수가 0.960MHz 이상인 경우 인접 신호가 포함될 가능성이 있기 때문이다.
위상고정루프(309)는 수신된 Band-Ⅲ 대역 또는 L-Band 대역의 주파수를 0.768MHz내지 0.960MHz범위내의 중심 주파수로 하향변환이 되어 수신기의 출력단으로 공급되도록 국부 발진기(308)에 신호를 전달한다.
따라서, 본 발명의 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 Band-Ⅲ 대역과 L-Band 대역의 두 대역의 신호를 수신하게 된다.
Band-Ⅲ 대역의 신호를 수신하는 경우에는 제1 안테나(301), 제1 저잡음 증폭부(302), 영상제거 하향변환 혼합부(303), 저역통과 필터부(304), 증폭부(305)를 경유하고, L-Band 대역의 신호를 수신하는 경우에는 제2 안테나(311), 제2 저잡음 증폭부(312), 영상제거 하향변환 혼합부(303), 저역통과 필터부(304), 증폭부(305)를 경유한다.
바람직하게는 수신기(306)의 출력단에서의 중심 주파수는 대략 850kHz이다.
디모듈레이터(307)는 수신기의 출력단의 신호를 공급받는다.
도4 는 본 발명에 의한 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기에서 널 구간이 포함된 RF신호(Recevied signal)와 널 제어신호(Control signal)를 함께 도시한 것이다.
도 4는 도2 와 도 3에 도시된 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것으로 도 2와 도 3에 공통적으로 적용되며, Control signal는 널 제어신호이다.
이하에서는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예를 기준으로 설명한다.
도 4 에서 수신된 RF신호에는 정보 구간(401a,401b)과 널 구간(402)이 함께 포함되어 있다.
수신된 RF 신호의 강도에 따라 제1 , 제2 저잡음 증폭부(302,312)와 증폭부(305)의 증폭이득을 제어하는 이득 제어신호가 제1 , 제2 저잡음 증폭부(302,312)와 증폭부(305)에 인가된다.
수신된 RF 신호에 포함된 널 신호에 기초하여 널 제어신호(Control signal)가 이득 제어신호를 제어하고, 이득 제어신호는 제1 , 제2 저잡음 증폭부(302,312)와 증폭부(305)에 인가된다.
널 제어신호(Control signal)는 수신기(306)의 내부 또는 외부에서 인가될 수 있다.
도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에서는 널 제어신호(Control signal)는 널 구간(401a)이 시작되기 전과 후의 범위에서 턴-온(turn-on)되고, 끝나기 전과 후의 범위에서 턴-오프(turn-off)된다.
이득 제어신호를 제어하는 널 제어신호(Control signal)는 턴-온/오프(turn-on/off)의 방법 이외의 방법에 의해서 제어될 수 있음은 자명하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정보구간(402)이 끝나기 바로 전에 널 제어신호(Control signal)가 턴-온되면, 널 제어신호(Control signal)는 이득 제어신호가 소정의 이득 제어신호가 되도록 제어한다.
바람직하게는 널 제어신호(Control signal)에 의해 이득 제어신호가 소정의 일정한 신호레벨로 유지되도록 한다.
소정의 일정한 신호레벨이란 정보구간(401a,401b)이 끝나기 바로 전의 이득 제어신호의 신호 레벨 또는 증폭이득이 1이 되도록(즉, 수신된 RF 신호가 증폭되지 아니하도록) 만드는 이득 제어신호의 신호레벨 등이 될 수 있다.
이렇게, 널 제어신호(Control signal)가 이득 제어신호를 제어함으로써 널 구간(402)에서 증폭이득이 비 정상적으로 증가하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 구성에 따른 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 종래의 SAW필터를 제거하여 수신기의 제조비용을 낮추고 수신기의 원-칩화를 용이하게 한다.
본 발명의 구성에 따른 듀얼 밴드 T-DMB/DAB Low-IF 수신기는 두 개 대역의 주파수를 수신함과 동시에 종래의 SAW필터를 제거하여 수신기의 제조비용을 낮추고 수신기의 원-칩화를 용이하게 한다.
본 발명의 구성에 따른 Low-IF 지상파-디지털 멀티미디어 방송용 및 Low-IF DAB 수신기는 수신된 신호의 신호크기를 일정하게 유지시킨다.

Claims (10)

  1. 수신된 RF(Radio Frequency) 신호의 잡음신호를 억제시키며 상기 RF 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭부;
    상기 저잡음 증폭부로부터 출력된 신호의 주파수 대역인 상기 RF 신호를 Low-IF(Low-Intermediate Frequency) 대역으로 변환시키고 영상주파수 대역을 제거하는 영상제거 하향변환 혼합부;
    상기 영상제거 하향변환 혼합부에서 출력된 신호의 저주파수 대역을 필터링하기 위한 저역통과 필터부;
    상기 저역통과 필터부에서 출력된 신호를 증폭시키는 증폭부;
    상기 하향변환을 위한 주파수를 발생시켜 상기 영상제거 하향변환 혼합부에 공급하는 국부 발진기;
    상기 국부 발진기의 주파수를 일정한 주파수로 이동시켜 고정시키는 위상고정루프; 및
    상기 저잡음 증폭부와 상기 증폭부의 증폭이득을 제어하는 자동이득 제어부를 포함하고,
    상기 저잡음 증폭부, 영상제거 하향변환 혼합부, 저역통과 필터부, 증폭부, 자동이득 제어부, 국부 발진기 및 위상고정루프를 하나의 동일 물질로 구현된 칩 상에 집적되어 원-칩화 되고,
    상기 자동이득 제어부는 상기 RF 신호의 크기에 따라 이득 제어신호를 상기 저잡음 증폭부와 상기 증폭부에 인가하고, 상기 이득 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호에 기초한 널 제어신호에 의해 제어되는, 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 널 신호가 포함된 부분에서 상기 이득 제어신호를 제어하는, 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호 부분에서 상기 이득 제어신호의 신호레벨을 일정하도록 제어하는, 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 신호레벨은 상기 RF 신호에 포함된 널 신호가 수신되기 전의 이득 제어신호의 신호레벨인, 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/디지털 비디오 방송용 Low-IF 수신기.
  5. 제1 항 내지 제4 항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭부의 입력 RF 신호는 Band-Ⅲ대역(174MHZ 내지 245MHZ) 또는 L-Band대역(1450MHz 내지 1492MHz)의 주파수 대역신호인, 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기.
  6. 수신된 제1 RF 신호의 잡음신호를 억제시키며 상기 제1 RF 신호를 증폭시키는 제1 저잡음 증폭부;
    수신된 제2 RF 신호의 잡음신호를 억제시키며 상기 제2 RF 신호를 증폭시키는 제2 저잡음 증폭부;
    상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부로부터 출력된 신호의 상기 제1 및 제2 RF 신호를 Low-IF 대역으로 변환시키고 영상주파수 대역을 제거시키는 영상제거 하향변환 혼합부;
    상기 영상제거 하향변환 혼합부에서 출력된 신호의 저주파수 대역을 필터링하기 위한 저역통과 필터부;
    상기 저역통과 필터부에서 출력된 신호를 증폭시키는 증폭부;
    상기 하향변환을 위한 주파수를 발생시켜 상기 영상제거 하향변환 혼합부에 공급하는 국부 발진기;
    상기 국부 발진기의 주파수를 일정한 주파수로 이동시켜 고정시키는 위상고정루프; 및
    상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부와 상기 증폭부의 증폭이득을 제어하는 자동이득 제어부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부, 상기 영상제거 하향변환 혼합부, 상기 저역통과 필터부, 상기 증폭부, 상기 자동이득 제어부, 상기 국부 발진기 및 상기 위상고정루프를 하나의 동일물질로 구현된 칩 상에 집적되어 원-칩화 되고,
    상기 자동이득 제어부는 상기 RF 신호의 크기에 따라 이득 제어신호를 상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부와 상기 증폭부에 인가하고, 상기 이득 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호에 기초한 널 제어신호에 의해 제어되는, 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 널 신호가 포함된 부분에서 상기 이득 제어신호를 제어하는, 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 널 제어신호는 상기 RF 신호에 포함된 널 신호 부분에서 상기 이득 제어신호의 신호레벨을 일정하도록 제어하는, 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 신호레벨은 상기 RF 신호에 포함된 널 신호가 수신되기 전의 이득 제어 신호의 신호레벨인, 듀얼 밴드 지상파-디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기.
  10. 제6 항 내지 제9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 저잡음 증폭부의 상기 제1 RF 신호는 Band-Ⅲ대역(174MHZ 내지 245MHZ)의 주파수 대역신호이고, 상기 제2 RF 신호는 L-Band대역(1450MHz 내지1492MHz)의 주파수 대역신호인, 듀얼 밴드 지상파 디지털 멀티미디어 방송용/ 디지털 오디오 방송용 Low-IF 수신기.
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