KR20090045136A - 무선 제어를 위한 적외선 수신기에서의 신호 수신 제어 방법 및 제어 회로와 이 제어 회로를 포함하는 적외선 수신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 제어를 위한 적외선 수신기에 입력되는 신호에 대하여, 제 1 시간 구간 내에, 제 2 시간 구간을 초과하는 휴지기가 N 번 이상 존재하는지 여부를 검사하는 단계 및 상기 검사 결과에 따라, 데이터 신호와 잡음 신호를 구분하는 단계를 포함하여 이루어지는 적외선 무선 수신기에 적용되는 신호 수신 제어 방법 및 상기 신호 수신 제어 방법을 수행하는 신호 수신 제어 회로에 관한 것으로서, 본 발명은 데이터 신호와 잡음 신호의 휴지기 특성을 이용함으로써, 입력 신호로부터 잡음 신호를 명확히 구분하여 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다.

적외선 무선 수신기, 휴지기, 데이터 신호, 잡음 신호

Description

무선 제어를 위한 적외선 수신기에서의 신호 수신 제어 방법 및 제어 회로와 이 제어 회로를 포함하는 적외선 수신기{CONTROL METHOD AND CIRCUIT FOR RECEIVING SIGNALS IN INFRARED RECEIVER FOR REMOTE CONTROL AND INFRARED RECEIVER HAVING THE CONTROL CIRCUIT}

본 발명은 무선 제어(remote control)를 위한 적외선(infrared) 수신기에 수신되는 신호 중에서 잡음 신호를 제거하는 제어 방법 및 제어 회로에 관한 것이다.

현재 많은 전자 제품들에 있어서, 적외선 무선 제어 장치를 이용하여 근거리에서 무선으로 전자 제품의 기능을 제어하도록 하고 있다. 적외선 무선 제어 장치는 적외선 송신기와 적외선 수신기로 이루어진다.

사용자는 적외선 송신기를 이용하여, 여러 가지 작동 명령을 제품 본체에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 송신기는 사용자의 제어 명령 입력에 따라, 적외선(infra-red)을 캐리어(carrier)로 하여 일정한 방식에 의해 코딩된 정보를 본체에 구비된 적외선 무선 수신기에 전송한다. 적외선 무선 수신기는 상기 적외선 송신기로부터 송신된 제어 명령에 따라, 전자 제품 본체의 기능을 제어한다.

적외선 무선 제어 장치에 있어서, 외부의 잡음으로 인한 오작동 등이 문제가 된다. 예를 들어, 적외선 무선 제어 장치가 사용하는 적외선 대역과 유사한 대역의 잡음이 외부로부터 수신되면, 적외선 무선 수신기는 수신된 잡음 신호를 사용자의 명령에 따른 데이터 신호로 인식하여 기기에 오작동 등을 일으킬 수 있다.

잡음을 발생시키는 잡음원의 대표적인 것이 실내에서 쓰는 형광등과 같은 각종 조명기구이다. 최근에 각종 조명기구 등은 적외선 무선 제어 장치와 유사한 대역에서 데이터 신호와 유사한 잡음 신호를 발생시키므로, 적외선 무선 수신기가 이러한 잡음 신호를 적외선 송신기로부터 전송된 데이터 신호로 오인하게 되면 기기를 오작동시킬 수 있다.

종래 기술에 따르면, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, 증폭 이득 제어 방식을 사용해왔다. 상기 증폭 이득 제어 방식을 설명하면 다음과 같다.

*도 1 은 종래 기술에 따라 증폭 이득 조정 방식을 이용한 잡음 제거 방법을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 외부로부터 적외선 무선 수신기에 수신되는 수신 신호(11)를 시간축에서 살펴보면, 데이터 부분(12)과 휴지 부분(13)으로 이루어진다는 것을 알 수 있다. 적외선 송신기로부터 전송된 데이터 신호이든 조명기구 등에 의해 발생된 잡음 신호이든 관계없이 수신된 신호는 데이터 부분과 휴지 부분이 반복되는 특징을 가진다.

적외선 무선 수신기에서는, 상기 수신된 입력 신호(11)의 포락 선(envelop)(14)을 검출하고, 검출된 신호의 진폭과 기준 전압(

)을 비교하여 출력 이득(gain)을 다음과 같이 제어한다.

검출된 신호의 진폭이 기준 전압(

) 보다 큰 경우에는, 출력 이득을 감소시키고, 기준 전압(

) 보다 작은 경우에는 출력 이득을 증가시키는 방식으로 출력 이득 제어(15)를 수행한다.

적외선 수신 장치 내부에서 발생되는 전 대역에 걸친 백색 잡음(white noise)을 제외하면, 일반적으로, 전원에 의한 잡음이나 외란광에 의한 잡음들은 전원 주기에 따라, 대부분 4ms~10ms의 주기의 신호 형태를 가지며, 적외선 송신기로부터 전송되는 신호 포맷도 일정한 주기를 가진다.

또한, 조명기구 등에 의한 잡음들은, 한 주기를 기준으로 할 때, 적외선 데이터 신호에 비해 적외선 신호가 없는 휴지기가 짧아, 수신 신호의 포락선이 기준 전압(

) 보다 큰 부분이 많게 된다. 따라서, 출력 이득을 감소시키는 구간이 길어지므로, 잡음만이 지속적으로 수신되는 경우에는, 출력 신호의 크기가 지속적으로 작아지게 되고, 최종적으로는 출력 기준치 이하로 낮아져 출력 신호로 검출되지 않는다.

한편, 적외선 송신기로부터 전송되는 데이터 신호는, 한 주기를 기준으로 할 때, 잡음신호에 비해, 적외선 신호가 없는 휴지기가 길다. 따라서, 조명기구 등에 의한 간섭 신호들과 달리 출력 이득을 증가시키는 구간이 길고, 출력 이득을 감소 시키는 구간이 짧으므로, 출력 신호로 검출된다.

이러한 방식은, 구체적으로는 캐패시터의 전류를 충전(혹은 방전)시켜 내부 증폭기의 이득을 높이거나 낮추는 방향으로 조절 전압을 감소(혹은 증가)시켜 수신기 전체의 이득을 조절한다. 이때, 캐패시터에 충전되는 전류량과 방전되는 전류량의 비에 의해 적외선 데이터 신호와 잡음 신호를 구분하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 증폭 이득 조정 방식에 따른 잡음 제거 방식에는 다음과 같은 문제점이 있다.

적외선 무선 제어 장치는 다양한 종류의 데이터 포맷을 이용하여 명령을 전달한다. 따라서, 한 주기 내에 데이터 부분과 휴지 부분의 길이의 비가 서로 다르게 된다. 따라서, 기준 전압(

)과 비교한 결과에 따라 정해진 이득값을 이용하여 출력 신호의 크기를 제어하게 되면, 일정 시간 후에 잡음이 제거된 안정된 출력 신호를 얻기 어려울 뿐 아니라, 출력의 펄스 폭 자체에도 영향을 줄 수 있다.

즉, 사용되는 다양한 종류의 적외선 데이터 포맷들 각각에 있어서 한 주기 내에 적외선 신호가 있는 구간과 없는 구간의 비가 모두 다르므로, 캐패시터에 충전되는 전류량과 방전되는 전류량의 비가 고정된 경우 수신되는 적외선 데이터의 크기가 같더라도 일정 시간 뒤에 안정된 증폭기의 이득이 각각의 적외선 데이터 포맷마다 달라지며 그에 따라 출력의 펄스 폭 자체에도 영향을 주게 된다. 또한, 특정 코드들은 무선 제어 장치로부터 전송되는 신호임에도 이득 제어에 따라 출력 기준치 이하로 낮아져 결국 신호로 검출되지 못할 수도 있다.

한편, 최근 조명 기구들의 종류와 기능이 다양해짐에 따라 다양한 특성을 가지는 잡음원들이 증가하고 있다. 또한, 적외선 무선 제어 장치의 종류가 다양해짐에 따라, 여러 가지 데이터 포맷들이 제공되고 있다. 그 결과, 한 주기 내에서 데이터 부분과 휴지 부분의 비를 이용한 증폭이득 조정 방식을 이용하는 경우, 적외선 수신부가 제어 신호를 잡음으로 오인하거나, 잡음을 제어 신호로 오인하는 확률이 높아져 적외선 무선 수신기의 신뢰성을 담보할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 적외선 무선 제어 장치에 있어서, 적외선 수신기에 입력되는 신호 중에서, 데이터 신호와 잡음 신호를 명확하게 구분하는 신뢰성 있는 수신 신호 제어 방법 및 제어 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신호 수신 제어 방법은, 무선 제어를 위한 적외선 수신기에 적용되는 신호 수신 제어 방법에 있어서, 상기 적외선 수신기에 입력되는 신호에 대하여, 제 1 시간 구간 내에, 제 2 시간 구간을 초과하는 휴지기가 N 번 이상 존재하는지 여부를 검사하는 단계; 및 상기 검사 결과에 따라, 데이터 신호와 잡음 신호를 구분하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 신호 수신 제어 방법은, 무선 제어를 위한 적외선 수신기에 적용되는 신호 수신 제어 방법에 있어서, 입력 신호의 외곽신호가 기준 레벨을 초과하는지에 관한 정보를 가지는 제 1 신호를 발생시키는 단계; 상기 제 1 신호를 이용하여 휴지기가 제 2 시간 구간을 초과하는지 여부에 관한 정보를 가지는 제 2 신호를 발생시키는 단계; 상기 제 2 신호를 이용하여 제 1 시간 구간 내에 N 번 이상의 휴지기를 가지는지를 나타내는 제 3 신호를 발생시키는 단계; 및 상기 제 3 신호를 이용하여, 상기 제 1 시간 구간 내에 N 번 이상의 휴지기가 있는 경우, 상기 입력 신호를 데이터 신호로 판단하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 신호 수신 제어 회로는, 무선 제어를 위한 적외선 수신기에 적용되는 신호 수신 제어 회로에 있어서, 상기 적외선 수신기에 입력되는 입력 신호에 대하여, 제 1 시간 구간 내에, 제 2 시간 구간을 초과하는 휴지기가 N 번 이상 존재하는지 여부를 검사하는 신호 검사부; 및 상기 신호 검사부의 검사 결과에 따라, 제 1 시간 구간 내에, 제 2 시간 구간을 초과하는 휴지기가 N 번 이상 존재하는 경우 상기 입력 신호를 출력하고, 그 이외의 경우에는 상기 입력 신호를 차단하는 스퀄치 회로부;를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 적외선 수신기는, 전술한 신호 수신 제어 회로를 포함한다.

본 발명은 데이터 신호와 잡음 신호의 휴지기 특성을 이용함으로써, 입력 신호로부터 잡음 신호를 명확히 구분하여 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한, 데이터 신호의 특징에 따라, 판단 시간 구간 값과 휴지기 기준값을 적절히 제어함으로써, 데이터 신호에 특징에 따라, 잡음 신호 제거의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.

전술한 본 발명은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2 는 조명기구 등에 의해 발생되는 잡음의 형태를 나타낸 설명도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 조명기구 등에 의해 발생되어 적외선 무선 수신기에 수신되는 잡음 신호는 대부분 전원 주기에 따라 4ms ~ 10ms 의 주기를 가지며, 한 주기 내에 잡음 신호의 수신 강도가 기준 전압 이하로 떨어지는 휴지기가 최대 10ms 를 넘지 않는 특징을 가진다.

도 3 은 적외선 송신기에서 전송되는 데이터 신호의 형태를 나타낸 설명도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 적외선 송신기에서 전송되어 적외선 무선 수신기에 수신되는 적외선 데이터 신호는 주로 40ms ~ 200ms 의 주기를 가지며, 한 주기 내에 적외선 신호가 없는 휴지기가 20ms ~ 100ms 에 해당한다.

도 2 및 도 3 의 수신 잡음 신호 및 신호 형태를 살펴보면, 조명기구 등에 의해 발생되는 잡음과 적외선 송신기에서 전송되는 신호는 주기와 휴지기 측면에서 전혀 다른 특성을 가진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 수신 잡음 혹은 신호의 주기 및 휴지기 특성을 이용하여 적외선 무선 수신기에서 신호와 잡음을 구분하는 방법을 제공한다.

도 4 는 신호 강도의 레벨을 나타낸 일실시예 설명도이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 수신 신호의 강도를 구분하는 기준 레벨은 신호 레벨(Signal Level), 출력 레벨(Output Level), 잡음 레벨(Noise Level)을 포함한다.

도 2 및 도 3 의 수신 잡음 신호 및 데이터 신호 형태와 도 4 의 신호 강도 레벨을 이용하여 잡음 신호와 데이터 신호를 구분하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

적외선 무선 수신기에 수신되어 증폭된 신호가 출력 레벨보다 큰 전압을 가지면, 입력 신호를 일단 데이터 신호로 가정하여 스퀄치(squelch) 회로를 오프(OFF) 시키고 현재 수신되는 신호를 출력한다. 따라서, 잡음 신호이든 데이터 신호이든 출력 레벨보다 높은 강도를 가지는 초기에 입력된 신호는 데이터 신호와 마찬가지로 출력된다.

스퀄치(squelch) 회로가 오프(OFF)된 순간부터 적외선 무선 수신기에 입력되는 적외선 신호를 일정 시간 구간 동안 관찰하여, 이 신호가 잡음 신호인지 데이터 신호인지를 구분한다. 이 시간 동안에 수신되는 신호는 일단 데이터 신호라고 판단하고, 이 신호의 피크(peak) 전압이 출력 레벨 보다 높은 신호 레벨에 맞도록 증폭기의 이득을 조절하면서, 계속 수신되는 적외선 신호를 출력한다.

만약, 현재 수신되는 신호가 실제 적외선 데이터 신호라면, 수신되는 적외선 데이터 신호의 크기와는 관계없이 증폭된 적외선 신호의 강도를 신호 레벨로 유지시키므로, 입력 신호의 크기에 따른 출력 신호의 펄스 폭 변화량을 크게 줄일 수 있다. 일정 시간 후, 현재 수신되고 있는 신호가 잡음 신호라고 판단되면, 스퀄치(squelch) 회로를 켜서 적외선 무선 수신기로부터 잡음 신호가 출력되는 것을 차단하고, 도 2 에 도시된 바와 같이, 잡음 신호의 피크(peak) 전압이 출력 레벨보다 낮은 잡음 레벨에 맞추어지도록 증폭기의 이득을 천천히 감소시킨다.

조명기구 등으로부터 발생하는 잡음 신호와 적외선 송신기로부터 송신된 데이터 신호를 구분하기 위해 잡음 신호와 데이터 신호의 휴지기 특성을 이용한다.

즉, 잡음 신호는 대부분 전원 신호의 주기에 따라 4ms ~ 10ms 의 주기를 가 지므로, 한 주기 내에 신호 강도가 기준값 이하인 휴지기 구간이 최대 10ms 를 넘지 않는 경우가 대부분이다. 적외선 데이터 신호는 많은 종류의 포맷이 있으나, 대부분 한 주기는 40ms ~ 200ms이며, 한 주기 내에 적외선 데이터 신호가 없는 휴지기 구간은 20ms ~ 100ms이다.

따라서, 수신되는 신호에 대해 한 주기 내에서 적외선 신호가 없는 휴지기 구간의 시간을 측정하여 이 시간이 10ms를 넘지 않는 신호가 200ms 이상 계속되면 이를 잡음 신호라 판단할 수 있다. 이 판단을 위해 200ms 이상의 시간 동안을 소요하는 것은 가장 긴 적외선 데이터 신호의 한 주기가 200ms 정도이기 때문이다.

따라서, 일반적으로, 잡음 신호와 데이터 신호가 서로 다른 휴지기 특성을 가진다는 점을 이용하여, 다음과 같은 방법으로 이들을 구분할 수 있다.

즉, 제 1 시간 구간 동안, 제 2 시간 구간 이상의 크기를 가지는 휴지기가 N 번 이상으로 존재하는지 여부를 기준으로 데이터 신호와 잡음 신호를 구분할 수 있다. 이때, 제 1 시간 구간은 200ms, 제 2 시간 구간은 20ms, N 은 1 의 값을 가지는 것이 바람직하다.

도 5 는 데이터 신호와 잡음 신호를 구분하는 방법을 나타낸 일실시예 흐름도이다. 도 5 를 참조하면, 먼저, 타이머를 초기화 하고(S51), 현재의 타이머 시각과 제 1 시간 구간 값을 비교한다(S52). 타이머 시각이 제 1 시간 구간 값보다 작은 경우에는, 입력신호가 제 2 시간 구간 이상의 크기를 가지는 휴지기를 N 번 이상 가지는지 여부를 검사한다(S53). 입력신호가 제 2 시간 구간 이상의 크기를 가지는 휴지기를 N 번 이상 가지는 경우에는, 입력신호를 데이터 신호로 판단한 다(S54). 한편, 제 2 시간 구간 이상의 크기를 가지는 휴지기를 N 번 미만 가지는 경우에는, 다시 현재의 타이머 시각과 제 2 시간 구간 값을 비교한다(S52). 타이머 시각이 제 1 시간 구간 값보다 큰 경우에는, 입력 신호를 잡음으로 판단한다(S55).

도 5의 데이터 신호와 잡음 신호를 구분하는 회로는 다양한 방법으로 구현할 수 있다. 예를 들어, 다음과 같은 방법으로 구현할 수 있다.

입력 신호의 외곽신호가 기준 레벨을 초과하는지를 나타내는 제 1 신호를 발생시킨다. 여기서 기준레벨은 잡음 레벨이 될 수 있으며, 이를 초과하지 않는 구간이 휴지기가 된다. 이러한 휴지기가 제 2 시간 구간을 초과하는지를 나타내는 제 2 신호를 발생시킨다. 또한, 제 2 신호가 제 1 시간 구간 내에서 N 번 이상의 휴지기를 가지는지를 나타내는 제 3 신호를 발생시킨다. 그리고, 제 3 신호에 따라 잡음 신호로 판단되는 경우에는 스퀄치 신호를 온(ON) 시키고, 데이터 신호로 판단되는 경우에는 스퀄치 회로를 오프(OFF) 시켜서 데이터 신호만을 출력하도록 한다.

도 6 은 적외선 무선 수신기의 신호 판단 모듈을 나타낸 일실시예 구성도이다. 도 6 을 참조하면, 적외선 수신기에 수신된 신호가 증폭기를 거쳐 신호 검사부(61)에 입력되면, 신호 검사부(61)는 입력된 신호가 데이터 신호인지 잡음 신호인지를 검사한다.

즉, 신호 판단 모듈(60)에 입력 신호에 대하여, 제 1 시간 구간 내에, 제 2 시간 구간을 초과하는 휴지기가 N 번 이상 존재하는지 여부를 검사한다. 상기 검사 결과에 따라, 스퀄치 회로부(62)는 제 1 시간 구간 내에, 제 2 시간 구간을 초과하는 휴지기가 N 번 이상 존재하는 경우 상기 입력 신호를 출력하고, 그 이외의 경우 에는 상기 입력 신호를 차단한다.

이때, 제 1 시간 구간은 200ms, 제 2 시간 구간은 20ms, N 은 1 의 값을 가지는 것이 바람직하다.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 현재 가전제품의 리모트 콘트롤 수신 장치로 널리 사용되고 있는 적외선 수신기에 적용될 수 있으며, 그 외 노이즈를 제거하기 위한 기타의 수신 제어 방법에 이용될 수 있을 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따라 증폭 이득 조정 방식을 이용한 잡음 제거 방법을 나타낸 일실시예 설명도.

도 2 는 조명기구 등에 의해 발생되는 잡음의 형태를 나타낸 설명도.

도 3 은 적외선 송신기에서 전송되는 데이터 신호의 형태를 나타낸 설명도.

도 4 는 신호 강도의 레벨을 나타낸 일실시예 설명도.

도 5 는 데이터 신호와 잡음 신호를 구분하는 방법을 나타낸 일실시예 흐름도.

도 6 은 적외선 무선 수신기의 신호 판단 모듈을 나타낸 일실시예 구성도.

Claims (1)

1. 무선 제어를 위한 적외선 수신기에 적용되는 신호 수신 제어 방법에 있어서,

   데이터 신호와 잡음 신호의 휴지기 특성을 이용하여 입력 신호로부터 잡음 신호를 구분하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 제어 방법.

Images