KR20100128908A

KR20100128908A - Ｒｆ 신호 처리회로

Info

Publication number: KR20100128908A
Application number: KR1020090047584A
Authority: KR
Inventors: 이혜령
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2010-12-08
Also published as: WO2010137922A2; WO2010137922A3

Abstract

본 발명은 RF 증폭기로 출력하는 자동이득제어 신호가 효과적으로 노이즈 성분에 영향을 받지 않는 RF 신호 처리장치를 제공한다. 본 발명은 자동이득제어 동작을 수행하는 RF 신호처리장치에 있어서, 전원공급단을 통해 구동전압을 공급받아, 상기 자동이득제어 동작을 위한 자동이득제어 신호를 신호출력단을 통해 출력하는 자동이득제어 회로; 및 상기 신호출력단과 접지전압 공급단 사이에 배치된 제1 캐패시터; 및 상기 신호출력단과 상기 전원공급단 사이에 배치된 제2 캐패시터를 포함하는 RF 신호처리장치를 제공한다.

안테나, 캐패시터, 커플링, 노이즈, RF 신호

Description

ＲＦ 신호 처리회로{CIRCUIT FOR PROCESSING RF SIGNAL}

본 발명은 RF(Radio Frequency)신호를 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 RF 신호를 처리하는 과정에서 자동이득제어(Auto Gain Control)신호의 출력회로에 관련된 것이다.

무선통신 기술이 발달하면서, 음성신호와 영상신호를 멀리 떨어진 곳으로 전송하고, 이를 수신할 수 있게 되었다. 음성신호와 영상신호를 전송하는 경우에는 RF 신호라고 하는 통신 주파수가 수백Mhz에서 수Ghz의 신호를 이용한다. 송신장비에서 음성신호와 영상신호를 RF 신호와 결합시키고, 수신장비에서는 RF 신호와 음성신호 및 영상신호를 분리시킨다. 이때 결합시키는 것을 변조라고 하고 분리시키는 것을 복조라고 한다.

RF 신호를 처리하는 RF 신호 처리장치에는 자동이득제어 신호를 생성하는 자동이득제어 회로가 구비된다. 안테나를 통해 RF 신호 처리장치에 입력된 RF 신호는 항상 일정한 상태로 입력되는 것이 아니라 전송 경로에 따라 신호의 강약이 계속 변하게 된다. 자동이득제어 회로는 이것을 보상하기 위해서 설치된 회로로서, RF 증폭기의 게인(Gain)을 제어하여 RF 신호 처리장치가 최종 처리한 신호가 항상 일정한 세기를 가질 수 있도록 한다.

따라서, 자동이득제어 회로가 출력하는 자동이득제어 신호가 항상 예정된 상태로 RF 증폭기로 입력되어야 RF 신호 처리장치가 안정적으로 동작할 수 있다. 그러나, 자동이득제어 회로에 입력되는 노이즈로 인해 자동이득제어 회로가 예정된 상태로 자동이득제어 신호를 RF 증폭기로 보내는 것이 어렵다.

본 발명은 자동이득제어 회로가 RF 증폭기로 출력하는 자동이득제어 신호가 효과적으로 노이즈 성분에 영향을 받지 않도록 하는 RF 신호 처리장치를 제공한다.

본 발명은 자동이득제어 동작을 수행하는 RF 신호처리장치에 있어서, 전원공급단을 통해 구동전압을 공급받아, 상기 자동이득 제어 동작을 위한 자동이득제어 신호를 신호출력단을 통해 출력하는 자동이득제어 회로; 및 상기 신호출력단과 접지전압 공급단 사이에 배치된 제1 캐패시터; 및 상기 신호출력단과 상기 전원공급단 사이에 배치된 제2 캐패시터를 포함하는 RF 신호처리장치를 제공한다.

또한, 상기 제1 캐패시터와 상기 제2 캐패시터는 같은 용량을 가진다.

또한, RF 신호처리장치는 상기 제1 캐패시터와 상기 신호출력단 사이에 배치된 저항을 더 포함한다.

또한, RF 신호처리장치는 일측이 상기 전원공급단에 접속되고 상기 제1 캐패시터와 상기 저항의 공통노드가 베이스단에 접속된 트랜지스터를 더 포함한다.

또한, RF 신호처리장치는 상기 제2 캐패시터와 상기 전원공급단의 공통노드와 접지전압 공급단 사이에 배치된 제3 캐패시터를 포함한다.

본 발명에 의해서, RF 신호 처리장치의 자동이득제어 회로에서 RF 증폭기로 출력하는 자동이득제어 신호의 안정성이 확보되어 항상 자동이득제어 동작을 안정적으로 수행할 수 있다. 따라서 안테나를 통해 입력된 RF 신호의 변동에 관계없이 RF 신호 처리장치가 안정적으로 RF 신호를 처리할 수 있어, 출력되는 데이터 신호의 신뢰성이 향상된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도1과 도2는 RF 신호 처리장치의 블럭도이다. 도1에는 안테나를 통해 입력된 신호를 처리하여 중간신호(IF)를 출력하기까지의 블럭도이며, 도2는 중간신호(IF)를 입력받아 음성신호(Audio)와 영상신호(Video)를 출력하기 까지의 블럭도이다.

도1에 도시된 바와 같이, RF 신호 처리장치는 안테나(10)에서 입력된 신호(VHF 대역의 VHF신호 또는 UHF 대역의 UHF 신호)를 입력받아 필터회로(11,21)와 동조회로(12,22)에 의해 일차적으로 원하는 대역의 신호로 분리시킨다. 이어서 변환된 신호는 RF 증폭회로(13,23)에 의해 증폭되고, RF 동조회로(14,24)에 의해 다시 원하는 주파수 대역의 신호만 남겨진다. RF 증폭회로(13,23)는 자동이득제어 신호(RF AGC)에 의해 증폭동작을 제어 받는다. 국부발진회로/혼합회로(30)는 RF 동조회로(14,24)로 부터 전달된 신호와 국부발진회로/혼합회로(30)의 내부에 있는 발진 회로에 의해 발진된 신호를 혼합회로(15,25)에 의해 혼합시켜 출력한다. 이어서 중간신호 동조회로(31)와 증폭회로(32)에 의해 처리되어 중간신호인 IF 신호(IF)로서 출력된다.

안테나에 유기되는 전파에 강약이 있으면, 최종 추줄된 영상신호도 똑같이 변하여 화면에 보여지는 영상이 변하게 된다. 자동이득제어란 이것을 보상하기 위한 것으로, 안테나를 통해 입력되는 RF 신호가 튜너부를 거치면서 IF 신호로 변화되는데, IF 신호의 레벨이 항상 일정하게 되도록 RF 증폭회로의 증폭도를 제어하는 것을 말한다. 즉, RF 신호의 레벨이 어느 정도 변화하더라도 IF 신호의 레벨을 일정하게 가져감으로서, 최종 추출되는 영상신호와 음성신호가 일정한 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다. 자동이득제어 신호(RF AGC)는 DC 형태의 전압으로 IF 신호의 레벨에 따라 조절된다.

계속해서 도2를 참고하여 살펴보면, IF 신호는 SAW 필터(33)에 의해, 예정된 주파수 대역으로 필터링되어, VIF 증폭기(41)과 영상신호 디텍터(43), SIF 트랩회로(44), SIF 필터(45), 이퀄라이저 증폭기(46), 소리 디모듈레이터(47) 블럭을 거쳐서 최종적으로 음성신호와 영상신호로 추출된다. 자동이득 제어회로(42)는 VIF 증폭기(41)에서 출력되는 신호의 레벨을 감지하고, 그에 대응하여 자동이득제어신호(RF ACG)를 생성하여 RF 증폭회로(13)로 출력한다.

도3은 도1에 도시된 RF 증폭회로의 내부회로도이다.

RF 증폭회로는 자동이득제어 신호(ACG)를 전달받는 저항(R3)과 입력신호를 입력받는 캐패시터(C1)와, 저항(R1,R2)과, 전계효과 트랜지스터(FET)와, 전계효과 트랜지스터(FET)의 드레인단(D)에 연결된 캐패시터(C2), 저항(RD), 인덕터(L1)를 포함한다. 인덕터(L1)는 구동전압(+B)을 전달하는 역할을 한다.

RF 증폭회로(13,23)는 안테나를 통해 입력된 미약한 신호를 이용하여 영상 또는 음성신호를 추출하기 위해서 입력단에 입력되는 신호를 증폭하는 회로이다. RF 증폭회로(13,23)는 전계효과 트랜지스터로 구현되었으며, 2개의 게이트를 구비하고 있다. 제1 게이트(G1)는 입력신호를 입력받고, 제2 게이트(G2)는 자동이득제어 신호를 입력받아, 드레인단(D)으로 증폭된 신호를 출력한다.

도4는 자동이득제어 회로에 부착된 바이패스 캐패시터를 나타내는 회로도이다.

도4에는 도2의 자동이득 제어회로(42)에서 출력되는 자동이득제어신호(RF AGC)가 출력되는 출력부의 회로를 도시한 것이다. 전원공급단(Vcc)에는 캐패시터(C3)가 연결되어 있으며, 자동이득 제어회로(42)의 출력단신호(AGC)는 저항(R4)과 바이폴라 트랜지스터(T1)에 의해 자동이득제어신호(RF AGC)로 출력된다. 바이패스 캐패시터(C4,C5)는 바이폴라 트랜지스터(T1)의 게이트단에 연결되어 자동이득제어신호(RF AGC)의 리플(ripple)을 줄이는 역할을 한다. 바이패스 캐패시터(C4,C5)가 자동이득제어신호(RF AGC)의 리플을 줄이기 위해서는 그 용량을 상대적으로 큰 값으로 하여야 한다. 예를 들어 2.2uF ~ 22uF 범위로 바이패스 캐패시터(C4,C5)를 구성하여야, 리플을 줄이는 역할을 할 수 있다. 그러나, 바이패스 캐패시터(C4,C5)를 고용량으로 하게 되면, 자동이득제어신호(RF AGC)의 출력 스피드가 매우 느려지는 부작용이 생기게 된다.

도5는 도4의 회로의 동작을 보여주는 오실로스코프 파형도이다.

도5에 도시된 회로의 동작시, 음성신호를 분리하여 처리하는 과정에서 음성신호를 사용자가 최대폭으로 증가시키면, 증폭된 음성신호에 의해 스피커에 진동파가 생기고 이는 전원공급단으로 그대로 유입되어 노이즈를 발생시킨다. 이에 대해서 도5의 오실로스코프 파형도에서 보여주고 있다. 이를 해결하기 위해 바이패스 캐패시터(C4,C5)를 부착하여 전원공급단(Vcc)를 통해 제공되는 노이즈를 해결하고 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 바이패스 캐패시터(C4,C5)의 용량이 2.2uF ~ 22uF 범위로 너무 크기 때문에, 자동이득제어신호(RF AGC)의 출력 스피드가 느려지는 문제점이 있다.

도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동이득제어 회로에 부착된 바이패스 캐패시터를 나타내는 회로도이다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 RF 신호처리회로는 자동이득제어 회로에 부착된 하나의 바이패스 캐패시터(Ca)를 전원단에 연결하고, 그 캐패시터(Ca)를 접지전압 공급단에 연결된 바이패스 캐패시터(Cb)와 같은 용량으로 한다. 이렇게 구현하면, 전원전압 공급단(Vcc)에 인가되는 노이즈가 자동이득제어신호(RF AGC)가 출력되는 경로, 즉 저항(R5)과 캐패시터(Cb)가 연결된 라인과 커플링이 되어 자동이득제어신호(RF AGC)가 생성될 때에 노이즈 성분에 영향을 받지 않게 된다. 이렇게 커플링되도록 바이패스 캐패시터(Ca)를 구성하고, 이웃한 캐패시터(Cb)와 같은 크기의 용량으로 하게 되면, 작은 용량의 캐패시터(예를 들어 100nF ~ 1uF)를 이용하여 노이즈 성분의 영향을 받지 않고, 자동이득제어신호(RF AGC)를 출 력시킬 수 있다.

도7은 도6에 있는 회로의 동작을 보여주는 오실로스코프 파형도이다.

도7에 도시된 바와 같이,전술한 바와 같이 음성신호의 최대치가 스피커를 통해 출력되고, 그로 인해 노이즈가 발생하더라도, 자동이득제어신호(RF AGC)는 안정적으로 생성되어 출력되고, 그로 인해 RF 신호처리회로에서 출력하는 신호는 안정적으로 유지될 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도1과 도2는 RF 신호 처리장치의 블럭도.

도3은 도1에 도시된 RF 증폭회로의 내부회로도.

도4는 자동이득제어 회로에 부착된 바이패스 캐패시터를 나타내는 회로도.

도5는 도4의 회로의 동작을 보여주는 오실로스코프 파형도.

도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동이득제어 회로에 부착된 바이패스 캐패시터를 나타내는 회로도.

도7은 도6에 있는 회로의 동작을 보여주는 오실로스코프 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

C1 ~ C6, Ca,Cb: 캐패시터 R1 ~ R5: 저항

T1,T2: 바이폴라 트랜지스터

Claims

자동이득제어 동작을 수행하는 RF 신호처리장치에 있어서,

전원공급단을 통해 구동전압을 공급받아, 상기 자동이득 제어 동작을 위한 자동이득제어 신호를 신호출력단을 통해 출력하는 자동이득제어 회로; 및

상기 신호출력단과 접지전압 공급단 사이에 배치된 제1 캐패시터; 및

상기 신호출력단과 상기 전원공급단 사이에 배치된 제2 캐패시터

를 포함하는 RF 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 캐패시터와 상기 제2 캐패시터는 같은 용량을 가지는 RF 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 캐패시터와 상기 신호출력단 사이에 배치된 저항이 포함된 RF 신호처리 장치.
제 3 항에 있어서,

일측이 상기 전원공급단에 접속되고 상기 제1 캐패시터와 상기 저항의 공통노드가 베이스단에 접속된 트랜지스터를 포함하는 RF 신호처리 장치.
제 1 항에 있어서

상기 제2 캐패시터과 상기 전원공급단의 공통노드와 접지전압 공급단 사이에 배치된 제3 캐패시터를 포함하는 RF 신호처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 캐패시터는 100nF ~ 1uF 범위인 RF 신호처리 장치.