KR20070045828A - 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강전계 입력신호가 수신되는 경우 이를 판단하여 입력신호의 전계를 감쇄시킴으로써 수신성능을 안정적으로 유지하는 튜너에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너는 안테나를 통하여 수신된 RF신호를 증폭시키는 RF증폭부; 상기 RF신호를 발진주파수와 혼합하여 중간신호로 출력하고, 설정된 채널에 해당되는 중간신호를 선택적으로 전달하는 동기처리부; 상기 중간신호를 필터링하고 증폭시키는 중간신호처리부; 상기 증폭된 중간신호를 디지털 신호로 복조하고, 신호 세기를 감지하여 이득제어신호를 송출하는 복조기; 및 상기 이득제어신호에 따라 상기 RF신호의 세기를 차별적으로 감쇄시키는 감쇄기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 수신신호의 세기에 대한 동적 조정 영역이 확대되므로 강전계 신호가 입력되는 경우 회로에서 발생될 수 있는 혼변조 신호와 포화 현상을 방지할 수 있고, 따라서 수신 기능의 열화를 억제하여 안정적인 수신 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너{Tuner having compensation circuit of input signal on strong electric field built-in}
도 1은 종래의 지상파 방송 시스템에 사용되는 튜너의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너에서 처리되는 수신신호의 전력 증폭 수치와 전계 영역 간의 상관 관계를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너의 감쇄기가 핀다이오드를 통하여 구현된 형태를 도시한 회로도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너의 감쇄기에 구비된 핀다이오드의 전류 특성을 도시한 그래프.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100: 안테나 200: 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너
210: RF앰프 220: 감쇄기
221: 핀다이오드 222: 제1커패시터
223: 제1인덕터 224: 제2인덕터
225: 제2커패시터 230: 트래킹필터
240: 믹서 242: 발진기
250: 위상동기회로 260: IF필터
270: IF앰프 280: 복조기
본 발명은 무선주파수신호의 송수신 시스템에 구비되는 튜너에 관한 것이다.
도 1은 종래의 지상파 방송 시스템에 사용되는 튜너(20)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 의하면, 종래의 지상파 방송 시스템에 사용되는 튜너(20)는 안테나(10)와 연결되는 대역통과필터(21), 저잡음증폭기(22), 동기처리부(23), 중간신호처리부(24) 및 복조기(참고로, 튜너의 종류에 따라 복조기는 외부에 설치되는 경우도 있음)(25)를 포함하여 이루어진다.
상기 대역통과필터(21)는 방송 밴드 영역에 해당되는 고주파(RF) 신호만을 선별하여 필터링하고, 저잡음증폭기(22)는 잡음 성분을 억제하여 상기 선별된 RF 신호를 증폭시킨다.
상기 동기처리부(23)는 선택된 채널에 해당되는 RF신호를 튜닝하여 중간 주파수 신호로 생성하고, 중간신호처리부(24)는 중간 주파수 신호를 필터링/증폭시키 는 기능을 수행한다.
상기 복조기(25)는 중간 주파수 신호를 베이스 밴드 신호로서 디코딩하여 오디오/비디오 데이터를 생성하는데, 이때 중간 주파수 신호의 세기를 감지하여 이득제어신호를 상기 중간신호처리부(24)와 동기처리부(23)로 전달한다.
즉, 상기 복조기(25)는 동기처리부(23)로 RF이득제어(RF AGC)신호를 전달하고, 중간신호처리부(24)로는 IF이득제어(IF AGC)신호를 전달하여 각각 신호의 전력을 조정하도록 한다.
이와 같은 종래의 이득제어 방식은 듀얼 방식으로서, 보통 중전계 및 약전계 영역의 신호에 대해서만 이용가능한 방식이며, 강전계 신호가 안테나를 통하여 인입되는 경우 신호 처리에 문제가 발생할 수 있다.
종래의 듀얼 형태의 이득제어 방식에 의하면, 동기처리부(23)와 중간신호처리부(24)가 함께 수신신호의 전력을 제어한다고 하여도 -30dB 내지 -70dB의 영역을 가지는 강전계 신호를 동적으로 처리하기에는 무리가 있다.
이렇게 강전계 수신신호가 인입되는 경우, 상기 동기처리부(24) 내에 구비되는 위상동기회로, 믹서 그리고 상기 중간신호처리부(24) 내에 구비되는 중간신호증폭기 등에서 발생되는 혼변조 신호로 인하여 튜너의 수신 성능이 저하되게 된다.
또한, 상기 저잡음증폭기(23), 중간신호증폭기, 믹서 등에서 강전계 신호에 의한 포화(saturation) 현상이 발생될 수 있으며, 이러한 포화현상 역시 튜너의 수신 성능을 저하시키는 요인으로 작용된다.
따라서, 튜너가 처리할 수 있는 수신신호의 동적 조정 영역(input dynamic range)을 보다 넓게 확장할 필요성이 제기되고 있다.
따라서, 본 발명은 강전계 입력신호가 수신되는 경우 이를 판단하여 입력신호의 전계를 감쇄시킴으로써 수신성능을 안정적으로 유지하는 튜너를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너는 안테나를 통하여 수신된 RF신호를 증폭시키는 RF증폭부; 상기 RF신호를 발진주파수와 혼합하여 중간신호로 출력하고, 설정된 채널에 해당되는 중간신호를 선택적으로 전달하는 동기처리부; 상기 중간신호를 필터링하고 증폭시키는 중간신호처리부; 상기 증폭된 중간신호를 디지털 신호로 복조하고, 신호 세기를 감지하여 이득제어신호를 송출하는 복조기; 및 상기 이득제어신호에 따라 상기 RF신호의 세기를 차별적으로 감쇄시키는 감쇄기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너의 상기 감쇄기는 상기 RF증폭부 및 상기 동기처리부 사이에 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너에 구비되는 상기 동기처리부는 상기 복조기로부터 상기 이득제어신호를 전달받고, 상기 이득제어신호에 따라 상기 증폭된 RF신호의 세기를 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너에 구비되는 상기 감쇄기는 핀다이오드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너에 구비되는 상기 감쇄기는 상기 핀다이오드의 입력단과 출력단에 각각 직렬로 연결된 커패시터 및 병렬로 연결된 인덕터를 구비하고, 상기 입력단측 인덕터는 상기 복조기와 연결되어 이득제어신호를 입력받으며, 상기 출력단측 인덕터는 접지단과 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너에 구비되는 상기 중간신호처리부는 상기 복조기로부터 상기 이득제어신호를 전달받고, 상기 이득제어신호에 따라 상기 중간신호의 진폭을 조정하여 증폭시키는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너(이하에서, "본 발명에 의한 튜너"라 한다)(200)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도인데, 이하의 설명에서, 본 발명에 의한 튜너는 지상파 방송(OFDM 방식 또는 VSB 방식으로 디코딩을 수행함) 수신 시스템에 적용된 것으로 한다.
그러나, 본 발명에 의한 튜너가 지상파 방송 수신 시스템 뿐만 아니라 DBS 시스템과 같은 다른 방식의 수신 시스템에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 2에 의하면, 본 발명에 의한 튜너(200)는 안테나(100)와 연결되는 RF앰프(210), 감쇄기(220), 트래킹필터(230), 믹서(240), 위상동기회로(PLL: Phase Locked Loop)(250), IF(Intermediate Frequency)필터(260), IF앰프(270) 및 복조기(280)를 포함하여 이루어지는데, 상기 안테나(100)로는 반사판 안테나 또는 마이크 로스트립 라인을 이용한 평판 안테나가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 반사판 안테나 또는 평판 안테나는 고이득 특성 및 원편파 특성(방송신호가 원편파 특성을 가짐)을 지니며, 각 수신시스템에 구비되어야 하므로 크기가 작고, 저렴하며, 설치가 용이한 장점이 있다.
상기 RF앰프(210)는 안테나(100)를 통하여 수신된 지상파 방송 밴드의 RF신호를 증폭시키는데, 종래에는 최상의 수신 감도를 구현하기 위하여, 10dB 이하로 전력을 증폭하였다.
이는 RF앰프(210)가 가지는 강전계 문제, 즉 신호 왜곡 및 전파 간섭 효과를 배제하기 위한 것이었으나, 본 발명에 의한 튜너에 의하면, 감쇄기(220)가 구비됨으로써 상기 RF앰프(210)는 15dB 내지 20dB 사이의 수치로 전력을 증폭시키는 것이 가능하게 된다.
상기 감쇄기(220)의 기능에 대해서는 이하에서 자세히 언급하기로 한다.
상기 트래킹필터(230)는 지상파 방송 밴드의 RF신호(고주파 신호로서)에 포함된 노이즈 성분을 제거하고, 해당 RF신호만을 필터링한다.
또한, 상기 믹서(240)는 트래킹필터(230)를 통과한 RF신호를 발진기(oscillator)(242)로부터 입력되는 발진 주파수와 혼합하여 중간 주파수 신호(이하에서, "IF신호"라 함)로 출력하며, 발진기(242)는 채널 선국시 외부의 제어 전압에 따라 소정의 발진 주파수를 생성하여 믹서(240)로 전달한다.
상기 위상동기회로(250)는 사용자가 입력한 채널을 해당 주파수 신호로 동기화하여 변환하고, 이에 따른 제어전압을 상기 발진기로 전달한다.
상기 IF필터(260)는 IF신호의 노이즈 성분을 제거하여 해당 IF신호 성분만을 필터링하고, IF앰프(270)는 상기 복조기(280)에서 처리가능한 크기로 IF신호를 증폭시킨다.
상기 복조기(280)는 동기화처리된 위성신호를 OFDM(Orthogonal Frequency DeModulation) 방식 혹은 VSB(Vestigial Side Band) 방식으로 복조시켜 트랜스포트 스트림(TS; Transport Stream) 데이터를 생성한다.
또한, 상기 복조기(280)는 위성신호를 복조시킴에 있어서, IF신호의 세기를 감지하여 이득제어신호를 생성하고, 이득제어신호를 IF앰프(270)와 위상동기회로(250) 측으로 전달함으로써 신호 세기를 조정하도록 한다.
이때, IF앰프(270)로는 IF이득제어신호(IF AGC)가 전달되고, 상기 위상동기회로(250) 측으로는 RF이득제어신호(RF AGC)가 전달되며, 위상동기회로(250)는 RF이득제어신호를 다시 트래킹필터(230)로 전달한다.
이와 같은 기능을 통하여, 복조기(280)로 인가되는 고주파 입력신호의 전계 강도에 따라 이득이 자동제어되며, 따라서 복조기(280)는 일정한 레벨의 IF신호를 입력받게 된다.
이상과 같은 이중 자동이득제어(Dual AGC) 방식은 증폭단의 전계 강도와 상관성이 있으므로 중전계 및 약전계 영역에서 사용되는데, 본 발명에서는 감쇄기(220)가 더 구비되어 삼중 자동이득제어 방식으로 운용되므로 강전계 영역에서도 튜너가 무리없이 작동할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너(200) 에서 처리되는 수신신호의 전력 증폭 수치와 전계 영역 간의 상관 관계를 도시한 그래프이다.
도 3에 의하면, 전술한 바와 같이, 종래에는 중전계(-30 dBm 내지 -70 dBm) 혹은 약전계(-70 dBm 이하) 영역에서 수신신호를 처리하기 위하여 10dB이하로 증폭처리되었으나, 본 발명에 의하면, 상기 감쇄기(220)가 "A" 영역만큼을 보상하게 되므로, 신호가 최대 20dB까지 증폭된다고 하여도 중전계 영역을 초과하지 않게 된다.
따라서, 증폭단에서의 강전계 문제가 발생하지 않는다.
상기 감쇄기(220)는 RF앰프(210)의 출력단 및 트래킹필터(230)의 입력단에 연결되고, 복조기(280)로부터 RF이득제어신호를 수신하여 RF앰프(210)에서 증폭된 RF신호의 세기를 차별적으로 감쇄시키는 기능을 수행한다.
전술한 대로, 본 발명에 의하면, 감쇄기(220) 단, 위상동기회로(250) 단, IF앰프(270) 단의 3단 신호 조정 체계를 형성함으로써 신호 세기의 동적 조정 영역이 보다 확장될 수 있게 된다.
이하에서, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 감쇄기(220)에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너(200)의 감쇄기(220)가 핀다이오드를 통하여 구현된 형태를 도시한 회로도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너(200)의 감쇄기(220)에 구비된 핀다이오드의 전류 특성을 도시한 그래프이다.
도 4에 의하면, 상기 감쇄기(220)는 핀다이오드(221), 제1커패시터(222), 제2커패시터(225), 제1인덕터(223) 및 제2인덕터(224)를 포함하여 이루어지는데, 제1커패시터(222)는 RF앰프(210)의 출력단과 연결되고, 핀다이오드(221)의 입력단과 연결된다.
상기 제1인덕터(223)는 일측이 제1커패시터(222)와 핀다이오드(221)의 연결단에 병렬로 연결되고, 타측은 복조기(280)와 연결되어 이득제어신호를 전달받는다.
상기 제2커패시터(225)는 핀다이오드(221)의 출력단과 트래킹필터(230)의 입력단과 연결되고, 상기 제2커패시터(225)와 핀다이오드(221)의 연결단에는 제2인덕터(224)가 병렬로 연결된다.
상기 제2인덕터(224)의 타측은 접지단과 연결된다.
상기 제1커패시터(222)는 DC성분의 신호를 차단하여 위성신호를 핀다이오드(221)로 전달하고, 제1인덕터(223)는 복조기(280)로부터 전달되는 이득제어신호를 한쪽 방향으로만 흐르게 하여 핀다이오드(221)로 전달한다.
상기 제2인덕터(224)는 역반사되는 신호 성분을 접지단으로 흐르게 하여 감쇄기(220)가 안정적으로 동작되도록 하고, 상기 제2커패시터(225)는 신호 세기가 조절된 고주파 성분의 위성신호를 통과시켜 트래킹필터(230)로 흐르도록 한다.
도 5를 참조하면, 상기 핀다이오드(221)의 전류 특성이 도시되어 있는데, 이득제어신호에 따른 바이어스 전류 레벨이 변화함에 따라(X축) 핀다이오드(221)의 고주파 저항값도 변화됨(Y축)을 확인할 수 있다.
따라서, 강전계 신호가 인입됨을 감지한 복조기(280)가 이득제어신호를 송출하고, 이득제어신호를 입력받은 감쇄기(220)를 통하여 트래킹필터(230)로 흐르는 신호의 세기가 조절될 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너에 의하면, 수신신호의 세기에 대한 동적 조정 영역이 확대되므로 강전계 신호가 입력되는 경우 회로에서 발생될 수 있는 혼변조 신호와 포화 현상을 방지할 수 있고, 따라서 수신 기능의 열화를 억제하여 안정적인 수신 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 안테나를 통하여 수신된 RF신호를 증폭시키는 RF증폭부;
    상기 RF신호를 발진주파수와 혼합하여 중간신호로 출력하고, 설정된 채널에 해당되는 중간신호를 선택적으로 전달하는 동기처리부;
    상기 중간신호를 필터링하고 증폭시키는 중간신호처리부;
    상기 증폭된 중간신호를 디지털 신호로 복조하고, 신호 세기를 감지하여 이득제어신호를 송출하는 복조기; 및
    상기 이득제어신호에 따라 상기 RF신호의 세기를 차별적으로 감쇄시키는 감쇄기를 포함하는 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 감쇄기는
    상기 RF증폭부 및 상기 동기처리부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 동기처리부는
    상기 복조기로부터 상기 이득제어신호를 전달받고, 상기 이득제어신호에 따라 상기 증폭된 RF신호의 세기를 조정하는 것을 특징으로 하는 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 감쇄기는
    핀다이오드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 감쇄기는
    상기 핀다이오드의 입력단과 출력단에 각각 직렬로 연결된 커패시터 및 병렬로 연결된 인덕터를 구비하고, 상기 입력단측 인덕터는 상기 복조기와 연결되어 이득제어신호를 입력받으며, 상기 출력단측 인덕터는 접지단과 연결되는 것을 특징으로 하는 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 중간신호처리부는
    상기 복조기로부터 상기 이득제어신호를 전달받고, 상기 이득제어신호에 따라 상기 중간신호의 진폭을 조정하여 증폭시키는 것을 특징으로 하는 강전계 입력 보상회로를 내장한 튜너.
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