KR20090122830A

KR20090122830A - 무선 송수신 회로

Info

Publication number: KR20090122830A
Application number: KR1020080048829A
Authority: KR
Inventors: 김천석; 최재영
Original assignee: 아이블테크놀로지 주식회사
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-12-01

Abstract

LED 가시광을 이용함으로써 다른 전기 장치와의 간섭을 방지할 수 있는 무선 송수신 회로가 개시되어 있다. 상기 무선 송수신 회로는 전기적 고주파 신호를 LED 가시광 신호로 변조하여 무선 전송하는 송신기; 및 상기 송신기로부터의 상기 LED 가시광 신호를 전기 신호로 복조하는 수신기를 포함한다.

무선 송수신, LED

Description

무선 송수신 회로{Wireless transceiver circuit}

본 발명은 무선 송수신 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 가시광을 이용한 무선 송수신 회로에 관한 것이다.

반도체 조명 기술의 급격한 발전으로 낮은 전력 소비량과 긴 수명을 갖는 가시광 LED 제품이 기존 백열 전등과 형광등을 급속하게 대체하고 있다. 기존 LED를 이용한 무선 송신 기술의 대표적인 방법은 적외선을 이용한 송수신 기술이다. 이를 이용한 제품으로는 송신기인 리모콘과 각각의 전자 제품에 달려 있는 수신기인 TV, 오디오, 에어콘, 선풍기, 심지어는 어린이 장난감까지에도 적용되어 있다. 기존 적외선 방식의 기술에는 송신 신호의 주파수가 일반적으로 38kHz 대역의 주파수를 사용하여 송 수신한다. 이 주파수 대역은 삼파장 형광등뿐만 아니라 각종 전자제품의 전원회로(SMPS)의 스위칭 주파수 등의 동작 주파수와 거의 일치하여 상호 간 간섭으로 인하여 혼선 또는 오 동작을 초래하며, 제품의 수명 단축과 때로는 위험을 초래하기도 한다. 또한, 송신부와 수신부 간의 정상 동작을 나타내는 수광 거리는 짧아져 이를 보완하기 위해서는 더 높은 출력을 요구하며, 이를 실현하기 위해 더 많은 소비 전력이 요구되어, 에너지 절감 정책에 위배 되며, 여기서 발생하는 전자 파로 인하여 인체에 영향을 줄 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED 가시광을 이용함으로써 다른 전기 장치와의 간섭없이 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 송수신 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선 송수신 회로는 전기적 고주파 신호를 LED 가시광 신호로 변조하여 무선 전송하는 송신기; 및 상기 송신기로부터의 상기 LED 가시광 신호를 전기 신호로 변조하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 송신기는 상기 전기적 고주파 신호를 발생하는 고주파 발생부; 상기 고주파 발생부로부터의 상기 고주파 신호에 포함된 노이즈를 제거하고 노이즈가 제거된 고주파 신호를 출력하는 필터부; 상기 필터부로부터의 상기 노이즈가 제거된 고주파 신호에 따라 구동 신호를 발생하는 LED 구동부; 상기 LED 구동부로부터의 상기 구동 신호에 따라 동작하여 상기 LED 가시광 신호를 발생하여 무선 송신하는 LED; 및 상기 고주파 발생부 및 상기 LED 구동부를 동작시키기 위해 전원을 공급하는 전원부를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 수신기는 상기 송신기로부터 수신된 LED 가시광 신호를 검출하여 전류 형태로 출력하는 검출부; 상기 검출부를 구동하는 역방향 전원부; 및 상기 검출부로부터의 상기 전류 형태의 광파 신호를 전압으로 변환하여 출력하는 출력 변환부를 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 수신기는 일단이 상기 검출부(210)에 연결되고 타단이 역전압 전원부에 연결되어 상기 검출부와 역전압 전원부 사이에 흐르는 전류를 제한하는 저항기; 및 일단이 상기 역전압 전원부에 병렬 연결되고 타단이 상기 저항기에 병렬 연결되어 상기 광파 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 커패시터를 더 포함한다.

본 발명에 따른 무선 송수신 회로는 백열등과 같은 기존 조명 장치가 LED 조명으로 교체되는 인프라를 이용하여 통신하는 것으로 조명 장치에 통신 기술을 부가한 복합 기술을 이용하는 가시광 무선 통신 장치이다. 이와 같은 본 발명의 무선 송수신 회로는 LED 가시광을 이용하여 무선 통신을 수행함으로써, 가시광 주파수를 이용하기 때문에 법적 규제가 없을 뿐만 아니라 기존 RF 주파수를 이용하는 기존의 통신과 혼선을 일으킬 우려도 없고 인체에 미치는 영향도 없이 가능한 효과가 있다.

이하, 첨부된 예시 도면에 의거하여 본 발명의 실시예에 따른 LED 가시광을이용한 무선 송수신 회로를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 가시광을 이용한 무선 송수신 회로의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 무선 송수신 회로의 상세 회로도이다.

본 발명에 따른 무선 송수신 회로는 송신기(100) 및 수신기(200)를 포함한다.

송신기(100)는 전기적 고주파 신호를 LED 가시광 신호로 변조하여 무선 전송 한다. 상기 송신기(100)는 고주파 발생부(110), 필터부(120), LED 구동부(130), LED(140), 및 전원부(150)를 포함한다.

고주파 발생부(110)는 고주파 신호를 발생한다.

필터부(120)는 상기 고주파 발생부(110)로부터의 상기 고주파 신호에 포함된 노이즈를 제거하고 노이즈가 제거된 고주파 신호를 출력한다. 상기 필터부(120)는 상기 고주파 발생부(110)와 상기 LED 구동부(130) 사이에 상호 병렬 연결된 저항기 (R11) 및 커패시터(C11)로 이루어진다.

LED 구동부(130)는 상기 필터부(120)로부터의 상기 노이즈가 제거된 고주파 신호에 따라 구동 신호를 발생한다. 상기 LED 구동부(130)는 베이스로 상기 필터부(120)의 출력인 제1 입력 전압을 입력받아 이미터로 제1 이미터 전류를 제공하고 컬렉터로 제1 컬렉터 전류를 출력하는 제1 트랜지스터(Q1); 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터에 연결되는 컬렉터 저항(R13); 상기 제1 트랜지스터(Q1)와 대칭적으로 구성하고 베이스로 상기 전원부(150)로부터의 전원에 기초한 입력 전압을 입력받아 이미터로 제2 이미터 전류를 제공하고 컬렉터로 상기 구동 신호로서의 제2 컬렉터 전류를 출력하는 제2 트랜지스터(Q2); 및 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 제1 이미터 및 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터에 공통 연결되는 이미터 저항(R12)을 포함하는 차동 증폭기이다.

LED(140)는 상기 LED 구동부(130)로부터의 상기 구동 신호에 따라 동작하여 LED 가시광 신호를 발생하여 무선 송신한다. 전원부(150)는 상기 고주파 발생부(110) 및 상기 LED 구동부(130)를 동작시키기 위해 전원을 공급한다. 인버 터(160)은 고주파 발생부(110)로부터의 상기 고주파 신호의 극성을 반전한다.

수신기(200)는 상기 송신기(100)로부터의 상기 LED 광파 신호를 전기 신호로 변조한다. 상기 수신기(200)는 검출부(210), 역방향 전원부(220), 및 출력 변환부(230)를 포함한다.

검출부(210)는 상기 송신기(100)로부터 수신된 광파 신호 x(t)를 검출하여 전류 형태, 즉 전류의 크기 y(t)로 출력한다. 상기 광전류 y(t)는 다음 수학식 1로 표현될 수 있다.

y(t) = x(t) ÷ h(t) + n(t)

여기서, h(t)는 채널 임펄스 응답이고, n(t)는 잡음 지수이다. 상기 검출부(210)는 광 다이오드인 것이 바람직하다.

역방향 전원부(220)부는 상기 검출부(210)인 상기 광 다이오드를 구동한다. 출력 변환부(230)는 상기 검출부(210)인 광 다이오드로부터의 상기 전류 형태의 광파 신호, 즉 전류의 크기 y(t)를 전압으로 변환하여 출력한다. 상기 출력 변환부(230)는 상기 검출부(210)와 접지 사이에 연결되는 저항기(R22)인 것이 바람직하다.

상기 수신기(200)는 일단에 상기 검출부(210)에 연결되고 타단이 역전압 전원부(220)에 연결되어 상기 검출부(210)와 상기 역전압 전원부(220) 사이에 흐르는 전류를 제한하는 저항기(R21); 및 일단이 상기 역전압 전원부(220)에 병렬 연결되고 타단이 상기 저항기(R21)에 병렬 연결되어 상기 광파 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 커패시터(C21)를 더 포함한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

본 발명에 따른 무선 송수신 회로는 모든 무선 송수신 분야에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 송수신 회로의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 무선 송수신 회로의 상세 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 송신기

110: 고주파 발생부

120: 필터부

130: 구동부

140: LED

150: 전원부

160: 인버터

200: 수신기

210: 검출부

220: 역 전압 전원부

230: 출력 변환부

C11, C12, 21: 커패시터

R11, R21, R22: 저항기

R12: 이미터 저항

R13: 컬렉터 저항

Q1, Q2: 트랜지스터

Claims

전기적 고주파 신호를 LED 가시광 신호로 변조하여 무선 전송하는 송신기; 및

상기 송신기로부터의 상기 LED 가시광 신호를 전기 신호로 변조하는 수신기를 포함하는 무선 송수신 회로.
제1 항에 있어서, 상기 송신기는

상기 전기적 고주파 신호를 발생하는 고주파 발생부;

상기 고주파 발생부로부터의 상기 고주파 신호에 포함된 노이즈를 제거하고 노이즈가 제거된 고주파 신호를 출력하는 필터부;

상기 필터부로부터의 상기 노이즈가 제거된 고주파 신호에 따라 구동 신호를 발생하는 LED 구동부;

상기 LED 구동부로부터의 상기 구동 신호에 따라 동작하여 상기 LED 가시광 신호를 발생하여 무선 송신하는 LED; 및

상기 고주파 발생부 및 상기 LED 구동부를 동작시키기 위해 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 무선 송수신 회로.
제1 항에 있어서, 상기 필터부는 상기 고주파 발생부와 상기 LED 구동부 사이에 상호 병렬 연결된 저항기 및 커패시터로 이루어지는 무선 송수신 회로.
제1 항에 있어서, 상기 LED 구동부는 베이스로 상기 필터부의 출력인 제1 입력 전압을 입력받아 이미터로 제1 이미터 전류를 제공하고 컬렉터로 제1 컬렉터 전류를 출력하는 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 컬렉터에 연결되는 컬렉터 저항; 상기 제1 트랜지스터와 대칭적으로 구성하고 베이스로 상기 전원부로부터의 전원에 기초한 입력 전압을 입력받아 이미터로 제2 이미터 전류를 제공하고 제2 컬렉터로 상기 구동 신호로서의 제2 컬렉터 전류를 출력하는 제2 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터의 이미터 및 상기 제2 트랜지스터의 이미터에 공통 연결되는 이미터 저항을 포함하는 차동 증폭기인 무선 송수신 회로.
제1 항에 있어서, 상기 수신기는

상기 송신기로부터 수신된 LED 가시광 신호를 검출하여 전류 형태로 출력하는 검출부;

상기 검출부를 구동하는 역방향 전원부; 및

상기 검출부로부터의 상기 전류 형태의 광파 신호를 전압으로 변환하여 출력하는 출력 변환부를 포함하는 무선 송수신 회로.
제5 항에 있어서, 상기 검출부는 광 다이오드인 무선 송수신 회로.
제5 항에 있어서, 상기 출력 변환부는 상기 검출부와 접지 사이에 연결되는 저항기인 무선 송수신 회로.
제5 항에 있어서, 상기 수신기는 일단이 상기 검출부(210)에 연결되고 타단이 역전압 전원부에 연결되어 상기 검출부와 역전압 전원부 사이에 흐르는 전류를 제한하는 저항기; 및 일단이 상기 역전압 전원부에 병렬 연결되고 타단이 상기 저항기에 병렬 연결되어 상기 광파 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 커패시터를 더 포함하는 무선 송수신 회로.