KR930002043B1 - Fm 수신기의 자동 주파수 제어장치 - Google Patents

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Description

FM 수신기의 자동 주파수 제어장치

제1도는 본 발명에 관한 FM 수신기의 자동주파수 제어장치를 나타낸 구성도.

제2도는 본 발명의 동작 개요를 나타낸 공정도.

제3도는 본 발명에 따른 복조 감도의 연산처리를 나타낸 공정도.

제4도는 본 발명에 의한 AFT 제어동작을 나타낸 공정도.

제5도는 본 발명에 의한 과도 모드동작을 나타내는 공정도.

제6도는 본 발명에 의한 AFT 데이터의 기억을 나타낸 공정도.

제7도는 본 발명에 의한 AFT 데이터의 보정을 나타낸 공정도.

제8도는 주파수 옵셋 동작을 포함한 처리 프로그램의 개요를 나타낸 공정도.

제9도는 흡인 주파수의 옵셋 처리를 나타낸 공정도.

제10도는 종래의 자동주파수 제어장치를 나타낸 구성도.

제11도는 종래의 전압 범위 판정회로를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 입력단자 12 : 주파수 변환회로

13 : 국부 발진회로 14 : FM 복조회로

15 : 출력단자 16 : 로우 패스필터

17, 21 : 레벨 시프트/버퍼 앰프 18, 22 : A/D콘버퍼 집적회로

19 : 마이크로 컴퓨터 20 : 기준전압 입력단자

23 : 분주회로 24 : 초기 설정회로

31 : 불휘발성 메모리 32 : 키 스위치 회로

33 : 옵셋 업키 34 : 옵셋 다운키

35 : 옵셋 리셋트키 f_VCO: 국부 발진출력

V_AFT: 복조 오차 전압

본 발명은 복조신호를 귀환해서 국부 발진 출력의 주파수를 안정화 시키는 FM 수신기에 있어서의 자동주파수 제어장치에 관한 것이다.

최근 전자 동조 튜너의 국부 발진 출력을 PLL(위상 록크 루프)로 제어하는 튜닝 시스템이 보급되고, 이것에 마이크로컴퓨터(이하 마이콤 이라함)를 도입해서 리모트컨트롤 튜닝, 수신 채널 표시 기능과의 연계등에 의해 튜닝기능의 충실을 도모하는 경향이 있다.

또 위성 방송이 개시되어 FM신호인 위성에서의 방송신호를 복조하는 경우에서도 국부 발진 출력의 발생제어를 PLL 형태로 구성한 국부 발진 회로에서 행하고, PLL 형태의 국부 발진 회로를 마이콤에서 제어하는 FM 수신기가 제안되어 있다. 제5도는 전술한 것과 같은 위성 방송신호를 수신하는 SHF 수신기를 예로한 종래의 FM 수신장치의 구성을 나타낸다.

제5도에서 단자(51)는 파라볼라 안테나에 부설된 실외 콘버터에서의 FM 제1IF신호(lGHz)를 받는 입력단자이다. 이 단자(51)에서의 제1IF신호는 주파수 변환회로(52)로 입력된다. 이 회로(52)에서는 PLL 회로(53)에 의한 제어하에서 발생하는 국부 발진 출력(f_vco)에 의해 주파수 변환이 행해지고, 그 결과 주파수편차가 제1IF신호와의 비에 비례해서 작게된 FM 제2IF신호로 되어 FM 복조회로(54)로 공급된다. FM 복조회로(54)로 복조출력을 출력단자(58)로 도출한다. 이 출력단자(58)는 텔레비젼 수상기등의 비데오 입력단자, 혹은 오디오 입력단자로 접속되도록 되어 있다.

또 국부 발진 출력(f_vco)은 제1IF신호의 주파수 편차와 제2IF신호의 주파수 편차와의 차에 따라 주파수를 변이하고 있다. 또 FM 복조회로(54)는 복조 출력은 로우패스 필터(55)로 공급되고, 로우 패스필터(55)는입력하는 복조출력에 의해 교류 성분을 제거한다.

이에 따라 로우패스 필터(55)는 제2IF신호의 중심 주파수 변이에 따라 복조 오차 정보를 전압의 형태로 도출한다. 전술한 복조 오차 전압을 범위 판정회로(56)로 공급된다. 이 전압 범위 판정회로(56)는 별도로단자(59)로 부터 소정레벨의 기준전압(V_ref)이 가해지고 있고, 이 기준 전압(V_ref)을 분압해서 얻은 소정의 전압 범위가 설정되어 있다.

전술한 복조 오차 전압은 여기서 그 범위내인가, 그 상한 이상인가, 그 하한 이하인가가 판정된다. 여기서 소정 전압 범위라는 것은 제2IF신호의 중심 주파수에 대응한 전압(V₀)(이하 중심 전압 이라함)에서 "+" 또는 "-"로 어느 레벨 편이한 전압 범위를 말한다.

전술한 판정회로(56)는 복조 오차 전압이 소정 전압 범위내에 들어있을 경우와 같은 전압 범위의 상하의 외측에 있는 2가지 경우의 합계 3개의 상태를 표현하는 판정결과 정보(D_AFT)를 마이콤으로 공급한다.

마이콤(57)은 희망 채널의 튜닝 데이터를 전술한 판정결과 정보(D_AFT)에 입각한 AFT(Automatic Fine Tuning의 약자) 데이터(도시생략)로 보정해서 PLL 형태의 국부 발진회로(53)에 공급한다. 국부 발진회로(53)를 구성하는 PLL은 분주회로(60), 기준신호 발생회로(61), 위상 비교회로(62), 루프필터(63) 및 VCO(64)의 루프로 구성되어 있다.

루프 구성에 따라 VCO(64)의 출력(f_vco)은 제1IF신호의 순간 주파수와 소정의 주파수 차로 정확히 유지할 수 있다. 또 분주 회로(60)은 튜닝 데이터에 의해 분주비가 제어되고 있다.

전술한 구성의 튜닝 장치에서 판정회로(56)에서 얻어진 판정결과 정보(D_AFT)는 복조 오차 전압 즉 제1IF주파수와 f_VCO의 차인 제2IF신호의 중심 주파수에서의 변이에 따른 3상태를 나타내는 정보로서, 중심 주파수로 부터의 변이가 소정 범위내에서는(1, 1), 그것보다 높은쪽으로 벗어난 때는(1, 0), 낮은 쪽으로 벗어난 때는(0, 1)로 되는 정보를 나타낸다.

제2IF신호가 중심 주파수의 때는 로우 패스 필터(55)의 출력하는 복조 오차 전압을 V₀로 하면 전술한(1, 1)의 판정결과 정보(D_AFT)는 복조 오차 전압이 V₀를 중심으로 하는소정 범위내인 때에 국부 발진회로(53)의 AFT 제어가 행해지지 않는 불감대라고 칭하고 있다. 또 AFT 데이터는 독립으로 분주 회로(60)의 분주비를 제어하는 방식과, 튜닝 데이터에 중첩하는 방식이 있으나 여기서는 후자로 설명한다.

제6도는 전술한 전압 범위 판정 회로의 종래의 구체 회로를 나타낸다. 제6도에서 제5도와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명한다. 단자(59)는 기준전압(Vref)이 가해지고 있다. 단자(59)와 기준전위점간에는 단자(59)로 부터 차례로 3개의 저항(R₁)(R₂)(R₃)으로 직렬 접속되어 있다. 그리고 저항(R₁)(R₂)의 접속점의 전압은 연산 증폭기(OP1)의 반전 입력단자로 공급되고 저항(R₂)(R₃)의 접속점의 전압은 연산증폭기(OP₂)의 반전 입력단자로 공급되고 있다.

또 단자(73)에는 로우 패스 필터(55)에서의 복조 오차 전압이 가해지고 있고 이 단자(73)에서의 복조 오차 전압은 각 연산 증폭기(OP₁)(OP₂)의 비반전 입력단자로 공급되고 있다. 각 연산 증폭기(OP₁)(OP₂)의 출력에 나타나는 전압은 각각 판정 결과 정보(D_AFT)의 출력단자인 단자(71)(72)로 도출해 있다·

이와같은 판정회로는 저항(R₁)(R₂)의 접속점에 V₀를 중심으로 하는 전압범위의 한쪽의 한계값인 V₀+V₁을 설정하고, 저항(R₂)(R₃)의 접속점에 다른쪽의 한계값 V₀-V₁을 설정한다. 따라서 제2IF신호가 중심 주파수 근방의 불감대 지역내의 경우는 각 연산 증폭기(OP₁)(OP₂)에 있어서의 비반전 입력단자의 전위가 각각 반전 입력단자 보다 높아져서 단자(71)(72)에 각각 논리"1"의 신호를 도출한다.

또 제2IF 주파수가 불감대 지역보다 높은 경우는 연산 증폭기(OP₁)의 비반전 입력단자의 전위가 반전 입력단자 보다 높게되어, 논리"O"의 신호를 단자(71)에 도출하고, 연산 증폭기(OP2)는 반전 입력단자의 전위가 비반전 입력단자 보다 높게되어 단자(72)로 논리"1"의 신호를 도출한다. 또 제2IF 주파수가 중심 주파수 범위 보다 낮을 경우는 연산 증폭기(OP₁)의 반전 입력단자의 전위가 비반전 입력단자 보다 높게되어 단자(71)로 논리"1"의 신호를 도출하고 연산증폭기(OP₂)는 비반전 입력단자의 전위가 반전 입력단자 보다 높게되어 단자(72)에 논리"0"의 신호를 도출한다.

그러나 제6도와 같은 판정회로는 불감대의 전압범위가 기준전압(V_ref)이라는 직류 전압에 입각해서 설정되기 때문에 FM 복조회로(54)에 있어서의 복조 감도의 차에 따라 저항(R₁)-(R₃)에 의한 고정의 붙감대폭에 따라 변동해 버린다. 또 FM 복조회로(54)의 특성이 온도 드리프트를 갖기 때문에 복조 오차 전압이 온도 의존성을 갖는다. 이 온도 의존성 때문에 불감대의 전압 범위를 벗어나면 AFT의 오동작을 일으키고 제2IF신호의 중심 주파수가 불필요한 옵셋을 갖게 된다. 또 판정 회로에 있어서의 저항과 연산 증폭기의 수를 증가해서 판정범위 구분을 보다 세분하여 주파수의 변이상태를 보다 세밀하게 판단하는 것이 생각된다.

이 경우 판정결과 정보의 비트수가 증가하여 제2IF신호에 대해서는 중심 주파수에서의 디튜닝도를 세분하고 이 구분에 따라 분주비의 제어를 세분하는 것으로 보다 적절한 제어가 가능하다. 그러나 정도가 회로규모에 비레하는 것만으로 도리어 비경제적이다. 또 이와같이 해도 복조 감도의 차와 온도 드리프트의 영향을 제거할 수 없다. 보통 FM 복조회로는 출력전압에 포함되는 직류성분은 온도 의존성을 가진다. 이 직류성분이 갖는 온도 의존성을 제거하는 것은 대단히 어렵다.

종래 방식에서는 전술한 V_ref에도 온도 의존성을 주어서 서로 상쇄하도록 역 보정을 거는 것이 있다. 이와같은 온도 보정을 행하는 경우는 모든 온도 의존성 회로가 같은 온도성향으로 온도 변화하지 않으면 안된다. 즉 전술한 FM 복조회로와 기준 전압원이 항상 같은 온도 또는 일정의 온도차를 갖는 것이 조건으로 된다. 그러나 실제의 수신기 내에서는 모든 회로가 동등한 온도로 되기는 어렵다.

특히 AFT 회로와 같이 많은 회로 블록을 필요로 하는 시스템에서는 그것들은 1개소에 집중해서 배치할수도 없어서 그 영향은 크다. 또 과도한 온도변화 가운데서도 동등한 온도변화로 억제하는 것은 더욱 곤란하다.

전술한 과도한 온도변화는 특히 수신기의 전원 투입 직후에 발생하여 통전개시 후 수신기내의 각 회로의 온도가 상승해 있는 동안은 AFT의 오동작이 어쨌든 발생해 버린다.

전원 투입시의 과도현상은 수신기내의 온도가 안정화하기까지 계속되나 그 온도가 포화될때까지 변화량은개개의 수신기가 배치되는 외부 환경에 좌우되기 때문에 미리 예상할 수도 없다.

또 FM복조회로의 출력전압에 온도 의존성이 없을 때, 전원 투입후의 과도 변화시에는 적지 않은 변동이있고 AFT의 오동작이 이어지기 쉽다.

또 위성 방송신호를 수신하는 SHF 수신기에는 튜닝기능을 보다 충실하게 하여 또 보다 적절한 AFT제어를 행하기 위해 고도의 제어가 요구되고 있다.

국부발진출력은 PLL형태의 국부발진회로에서 발생해서 주파수 변환을 행하는 종래의 FM수신장치는, 국부발진출력을 제어하는 AFT데이터를 발생하기 위해서의 주파수 변이 상태를 나타내는 판정결과 정보(D_AFT)를 직류의 기준전압(V_ref)에 입각해서 설정된 판정용 전압범위에 관해서 FM복조회로로 들어가는 IF신호의 중심 주파수에서의 오차를 나타내는 복조 오차 전압의 대응상태를 판정함에 의해 AFT제어의 불감대를 정하고 있다.

때문에 복조감도의 차에 따라 불감대 폭이 변하거나, 복조출력전압이 온도 의존성을 갖기 때문에 복조 오차 전압이 불감대폭을 벗어난 경우의 판단이 정확하지 않다.

또 AFT제어의 과도시에 오버런하고 AFT의 오동작을 초래한다는 문제가 있었다. 또 복조 출력 전압 및기준 전압에 온도 의존성이 있으면 수신장치의 각 회로 블록의 온도가 일정하게 변화하는 듯한, 소위 온도드리프트시에는 AFT가 오동작하지 않고 추종할 수 있어도, 전원 투입 직후의 과도 변동시에 일어나는 불균일한 온도 상승에는 추종할 수 없어서 AFT의 제어가 부정확하게 된다.

복조 출력전압과 기준전압에 온도 의존성이 없어도 전원투입시에 과도적인 온도 의존성이 생기면 같은 상태로 되어 버린다. 또 튜닝 기능을 보다 충실화시켜 적절한 AFT제어를 할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 제어하고 복조감도의 차, 복조출력 전압의 온도 의존성 등에 의해 AFT동작이 오동작하지 않도록 한 FM수신기의 자동 주파수 제어장치의 제공을 목적으로 한다. 또 본 발명은 장치의 전원 투입 직후에 발생하는 과도적인 복조 출력전압 및 기준전압의 변동에 기인하는 AFT의 오동작을줄이는 FM수신기의 자동 주파수 제어장치의 제공을 목적으로 한다.

또 본 발명은 보다 적절한 AFT제어를 행하는 FM수신기의 자동 주파수 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 입력 FM신호를 PLL형태의 국부발진회로로부터의 발진출력으로 주파수 변환하는 주파수 변조회로와, 주파수 변환된 IF신호를 FM복조하는 복조회로와, 이 복조회로의 출력에서 고류 성분을 제거하는 로우페스 필터와, 이 필터에서의 출력신호를 디지탈화하는 제1의 A/D콘버터와, 전술한 IF신호의 중심 주파수에 대응하는 중심 전압이 설정된 기준 전압 발생장치와, 이 기준전압 발생장치의 출력을 디지탈화하는제2의 A/D콘버터와, 전술한 튜닝 데이터를 소정 스텝 변화에서 얻는 전술한 제1의 A/D콘버터에서의 출력과, 전술한 제2의 A/D콘버터에서의 출력과의 각각의 차에 입각해서 복조감도를 구하는 복조감도 연산장치와, 전술한 복조감도에 따라 전술한 국부발진회로의 발진출력을 제어하는 튜닝 데이더의 AFT제어에관한 데이터 변화량을 가변하는 AFT데이터 변화량 가변장치를 구비해서 구성되어 있다.

본 발명의 다른 상대는 입력 FM신호를 PLL형태의 국부발진회로에서의 발진출력으로 주파수 변조하는주파수 변환회로와, 주파수 변환된 IF신호를 FM복조하는 복조회로와, 이 복조 회로의 출력에서 교류 성분을 제거하는 로우패스 필터와, 이 필터에서의 출력신호를 디지탈화하는 제1의 A/D콘버터와, 전술한 IF신호의 중심 주파수에 대응하는 중심 압력이 설정된 기준전압 발생장치와, 이 기준전압 발생장치의 출력을 부호화하는 제2의 A/D콘버터와, 전술한 튜닝 데이트를 소정 스텝 변이해서 얻어지는 제1의 A/D콘버터에서의 출력과, 전술한 제2의 A/D콘버터에서의 출력과의 차에 입각해서 복조감도를 구하는 복조강도 연산장치와, 전술한 제2의 A/D콘버터의 출력의 시간적변동을 기억하는 장치와, 전술한 시간적 변동의 기억을개시하는 초기 설정장치를 구비해서 구성되어 있다.

본 발명의 또다른 상태는 입력 FM신호를 PLL회로에서의 발진출력으로 주파수 번조하는 주파수 변환회로와, 주파수 변환된 IF신호를 FM복조하는 복조회로와, 이 복조회로의 출력에서 교류성분을 제거하는 로우패스 필터와, 이 필터에서의 출력신호를 부호화 하는 제1의 A/D콘버터와 전술한 IF신호의 중심 주파수에 대응하는 중심 전압이 설정된 전압 발생장치와, 이 전압 발생장치의 출력을 부호화하는 제2의 A/D콘버터와, 전술한 튜닝 데이터를 소정 스텝변 해서 얻어지는 제1의 A/D콘버터에서의 출력과, 전술한 제 2의 A/D콘버터에서의 출력과의 각각의 차에 입각해서 복조감도를 구하는 복조감도 연산장치와, 전술한 복조감도에 따라 전술한 제2의 A/D 콘버터에서의 출력의 적분량을 증감하는 등에 따라 PLL회로의 발진출력을 제어하는 튜닝 데이터의 AFT제어에 관한 데이터 변화속도를 가변하는 속도 가변 장치와, AFT제어에 따라 제2IF신호의 주파수를 AFT제어의 목적 주파수(통상은 제2IF신호의 중심 주파수)로 끌어들이기까지의 AFT제어분을 기억해 두고, 다음 튜닝시에 전술한 AFT제어분을 미리 보정해서 튜닝을 행하는 튜닝주파수 보정장치와, 전술한 복조감도에 따라 AFT의 흡인 주파수를 전술한 IF신호의 중심 주파수에서 미리설정된 주파수분 만큼 옵셋시킨다.

흡인 주파수의 옵셋장치와, 옵셋량을 설정하기 위해서의 옵셋량 설정장치를 구비해서 구성되어 있다.

전술한 같은 구성에 따르면 고정주파수 스텝에 따라 전압변화량으로부터 복조감도를 구하고 있다. 또 이복조감도에 입각해서 AFT제어에 있어서의 적절한 불감대와, 중심 주파수에서의 디튜닝도를 구할 수 있다.

그리고 디튜닝도가 콜때는 AFT에 의해 중심 주파수 끌어들이는 주파수 스텝폭을 크게하고, 디튜닝도가 작은 경우는 전술한 스텝폭을 작게하는 AFT변화량의 제어를 행한다.

이와 같이 AFT동작은 디튜닝도의 구분, 불감대의 설정 등의 파라메터가 모든 복조강도에 비레해서 복조감도의 차에 따른 AFT가 가능하다. 또한 복조 출력이 갖는 온도계수, 전원 전압 의존성을 중심전압을 정하는 직류 전압에 추가해서 이들을 상대적으로 없애도록 할 수 있다.

전술한 제2의 기능에 따르면 수신기의 교류 전류 통전개시로부터 최초의 전원 투입시에 연동하는 초기설정 후에, 복조 출력전압과 전술한 IF신호의 중심 주파수에 대응하는 중심 전압을 각각 제1, 제2의 A/D콘버터에서 디지탈화해서 전술한 제2의 A/D콘버터의 출력이 소정 기간에서 변화하지 않게될때까지 기억을 계속한다.

이리하여 전술한 초기 설정시로부터 전술한 제2의 A/D콘버터의 디지탈 출력이 안정하기까지의 기간을 과도기간으로 이 기간에 제1과 제2의 A/D콘버터의 출력의 차를 기초로 행한 AFT제어 데이터를 기억해두고 다음에 전원 투입시부터 과도기간중의 AFT제어 데이터를 역보정하는 것으로 다음회부터 전원 투입시의 과도적인 AFT의 오동작을 방지할 수 있다.

전술한 제3의 상태에서 따르면 복조감도를 토대로 중심주파수에서의 디튜닝도를 알 수 있어서, 미리 설정된 주파수 만큼 중심 주파수에서 변이한 주파수로, AFT에 의해 흡인할 수 있게 된다.

따라서 채널마다의 튜닝 특성의 오차를 조정하거나 C밴드 전화 회선 주파수(예를 들면 4GHz)에 의한 TI방해(Territorial Interference) 및 마이크로 회선 주파수에 의한 방해를 피할 수 있기 때문에 중심 주파수에서 적당히 떨어진 주파수로 AFT에 의해 흡인될 수 있다.

약 전계시에 혼입하는 임펄스 노이즈 등에 의한 AFT의 오동작을 피하기 위해 소정기간마다 귀환상태의 적분값을 평균화해서 안정화할 수 있다.

한편 튜닝시에는 제2IF신호의 주파수와 같은 센터주파수와의 차가 큰 경우가 있는데 AFT에 의해 곧 센터주파수로 흡인할 수 있다.

이하 본 발명을 위성 방송 신호를 수신하는 SHF대의 FM수신기에 적용한 실시예로 설명한다.

제1도는 본 발명에 관한 FM수신장치의 한 실시예를 나타낸 구성도이다.

제1도에서 단자(11)는 실의 콘버터로부터의 FM 제1IF신호를 받는 입력단자이다.

이 입력단자(11)로부터의 제1IF신호는 주파수 변환회로(12)로 들어가 PLL형태의 국부발진회로(13)에서 발생하는 국부발진출력(F_VCO)에 의해 주파수 변환되어 FM 제2IF신호로 된다.

이 제2IF신호는 FM복조회로(14)로 공급되어 FM복조되어 단자(15)로 도출된다. FM복조회로(14)는 전술한 FM복조출력과 동등의 복조출력을 로우 패스 틸터(16)에도 공급하고 있다. 그래서 로울 패스 필터(16)의 출력단에 나타나는 복조 오차 전압은 레벨 시프트/버퍼 앰프(17) 및 A/D콘버터 회로(18)를 통해서마이콤(19)으로 입력된다. 또한 단자(20)는 제2IF신호의 중심 주파수에 대응하는 전압(V₀)이 설정된 기준전압 입력단자이다.

이 단자(20)에서의 기준 전압(V₀)은 전술한 복조 오차 전압의 경로와 같은 레벨 시프트/버퍼 앰프(21)및 A/D콘버터 회로(22)를 통해서 마이콤(19)으로 입력된다. 또 전술한 레벨 시프트/버퍼 앰프(17)(21)는 로우 패스 필터(16)에서의 복조 오차 전압이 주파수 변이 제로상태에서의 출력때에 단자(20)에서의 기준 전압과 일치시키기 위해서는 회로이다.

이리하여 마이콤(19)은 전술한 각 A/D콘버터 회로(18)(22)에서의 디지탈 신호(DV_AFT) 및 (DV₀)에 입각해서 복조감도의 연산과, 이 연산 결과에 입각해서 튜닝데이터 발생에 의한 국부발진출력 제어를 행한다.

튜닝 데이터는 국부발진회로(13)를 구성하는 PLL의 분주회로(23)의 분주비를 규제하고 있다. 또 마이콤(19)은 전원 투입후의 소정기간 초기 설정 데이터를 출력하는 초기 설정 회로(24)에서의 데이터에 입각해서 과도기간의 판단 및 그 기간의 디지탈 신호(DV_AFT) 및 (DV₀)의 기억, 연산을 행한다.

다음의 전원 투입시에는 앞에서 기억한 DV_AFT및 DV₀에서 구해진 AFT의 오동작분을 없애도록 튜닝데이터의 보정을 행한다.

튜닝 데이터를 국부발진회로(13)내의 분주회로(23)의 분주비를 규제한다. 또 마이콤(19)은 항상 백업(Back up) 전지에 의해 가세되어 전술한 회전전체의 전원 투입 동작 등의 판정에 대응한다.

또 "31"은 불휘발성 메모리로 마이콤(19)은 불휘발성 메모리의 특정 어드레스를 지정해서 필요한 데이터를 기억하거나, 판독할 수 있다. 또 "32"는 키스위치군으로, 이 키스위치군 중에서 튜닝용의 키스위치가 포함되어 있고, 사용자는 특정의 키스위치를 조작함으로서 마이콤(19)에 튜닝의 의지를 전달하고 임의의 채널을 선택할 수 있다. 또 "33-35"는 AFT의 흡인 주파수의 옵셋량을 설정하기 위한 키스위치이다.

제2도의 제1도에 있어서의 마이콤(19)이 행하는AFT프로그램의 개요를 나타내고 있다.

스텝(S41)은 전원 투입 등의 초기 설정 처리로 스텝(S42)에서 채널 선택동작을 인식하면 "에" 측으로 옮겨 스텝(S43)을 실행한다.

스텝(S43)은 복조감도를 산출하는 처리로, 복조감도는 후술하는 것처럼 로우페스 필터(16)에서의 복조오차 전압에 기본한 디지탈 데이터와, 단자(20)에 설정된 중심 전압(V₀)에 입각한 디지탈 데이더와의 두정보에 의해 산출한다.

스텝(S43)에서 얻어진 복조감도는 스텝(S44)을 통해서 AFT변화량 가변처리 (스텝 S45)에 이용된다.

스텝(S45)은 스텝(S43)에서 연산한 복조감도에 맞는 불감대의 실정 및 디튜닝도를 산출하고, 산출한 디튜닝도에 따라서 예를 들면 튜닝 데이터에 중첩하는 AFT데이터의 스텝 폭을 실정하는 것이다.

또 다른 채널의 튜닝 동작이 행해지지 않은 경우는 "아니오"로 이동하여 스텝(S45)으로 점프해서 곧AFT변화량의 제어를 행한다.

스텝(S45)은 채널 선택 동작에 관계없이 반복되어 현재 채널에 있어서의 제2IF신호를 중심 주파수로 끌어들인다. 또한 스텝(S44)의 처리는 후술한다.

제3도는 전술한 복조감도의 연산 프로그램을 나타내는 공정도이다. 복조감도는 튜닝 데이터를 소정 스텝 폭 만큼 시프트하여 그 2개의 튜닝 데이터에 의한 복조 오차 전압간의 치우침을 스텝폭에 대응한 주파수 변화량으로 나눔으로 산출할 수 있다.

즉 스텝(S1)에서 소정의 채널의 튜닝을 행하고 그때의 복조 오차 전압(V_AFTI)을 스텝(S3)에서 입력한다. 이때 스텝(S2)에 의해 AFT제어를 오프 모드로 해놓는다.

AFT제어의 오프 모드는 예를 들면 튜닝 데이터에 AFT데이터를 중첩하지 않도록 하면 좋다. 최초의 튜닝 태널에 입각해서 복조 오차 전압(V_AFT1)이 구해지면 다음에 튜닝 데이터를 최소 분주 스텝 수(N)(N은 정수) 만큼 시프트한다(스텝 S4).

지금 1스텝이 kk(양수) 분주비의 변화에 대응하는 것으로 가정하면, N분주 스텝 이동 후의 튜닝 데이터에 의한 국부발진출력(f_VCO)은 k·N [Hz] 만큼 크거나 작게된다. 그리고 계속해서 스텝(S5)에 의해 N분주 스텝 시프트 후의 복조 오차 전압(V_AFT2)을 입력한다.

스텝(S6)은 스텝(S3), (S5)에서 얻어진 복조 오차 전압(V_AFT1), (V_AFT2)에 의해 복조감도(V_DLT)를 산출하는 처리이다.

이 스텝(S6)의 연산은

으로 나타난다.

다음에 전술한 연산으로 구한 복조감도에 의해 불감대 폭을 정하고 디튜닝도를 산출해서 국부발진출력의 AFT제어를 행하는 처리를 제4도로 설명한다.

제4도의 공정도는 제3도의 연산으로 구한 복조감도에 따라 튜닝 데이터의 AFT제어에 관한 변화량을 2단계의 스피드 모드로 나누어 가변하는 제어를 행하고 있다.

이 경우 1스텝분의 주파수 변화폭이 큰 제어를 행하는 경우를 고속모드, 주파수 변화폭이 작은 제어를 행하는 경우를 통상 모드로 정의하고 있다.

스텝(S11)은 복조감도를 연산하여 끝난 시점의 모드가 고속모드 인가, 통상모드인가 판단하고 있다.

여기서는 제2도에 있어서의 스텝(S44)에서 고속모드로 설정해 있기 때문에 스텝(S11)의 판정은 "예"로되고 스텝(S12)이 실행된다.

스텝(S12)은 현 채널의 제2IF신호에서 얻어지는 V_AFT와 V_O를 입력하는 처리이다.

이후 스텝(S13)을 행한다. 스텝(S13)은 복조감도(V_DLT)와 V_AFT및 V₀와의의 사이에 이하의 식이 성립하는가 아닌가를 판별한다.

이것은 현 채널 튜닝시의 디튜닝도를 판정한다.

위의 식 ②에서 "a"는 복조강도를 보정하는 계수이고 어떤 값으로 정해져 있다.

결국 스텝(S13)은 복조감도에 계수(a)를 곱해서 "a"가 "1"보다 큰 값이면 복조감도를 확대해서 복조 오차 전압과 비교한다. 이것은 불감대폭의 전압범위를 외관상 확대하고 있는 것으로 된다.

스텝(S13)에서 계수(a)에 의해 정한 복조감도 보다 복조 오차 전압이 큰 경우 (②식이 성립하여 판정이 "예" )는 디튜닝도가 큰 것을 나타낸다. 디튜닝도가 큰 경우는 스텝(S16)으로 옮겨간다.

스텝(S16)은 현 채널의 V_AFT가 불감대의 전압범위 보다 높은가 어떤가를 판단한다.

스텝(S16)에서 V_AFT가 불감대의 전압범위보다 높아서, 판정이 "예"의 경우는 스텝(S18)으로 옮겨가고 튜닝데이터를 Q단위분 스텝 앰프한다.

또 V_AFT가 불감대의 전압 범위 보다 낮은 경우는 판정이 "아니오"로 되어 스텝(S17)으로 옮겨가서 튜닝데이터를 Q만위분 스텝 다운한다. 그래서 이것에 의해 튜닝 데이터로 국부발진회로(13)내의 분주회로(23)의 분주비를 설정한다(스텝 S19).

다음에 디튜닝도가 작은 경우를 설명한다. 스텝(S13)에서 디튜닝도가 작다고 판정된 경우 판정이 "아니오"로 스텝(S15)에 의해 통상 모드가 설정되어 스텝(S11)의 처리로 돌아간다.

스텝(S11)의 판정에서 "아니오"쪽으로 옮겨가서 스텝(S12')→(S13')을 실행한다.

S12'→S13'의 처리는 고속모드때에 있어서의 디튜닝도의 판단스텝(S12)→(S13)과 대응하고 있다.

그런데 스텝(S13)에서 "아니오"의 판정의 경우는 스텝(S13')에서도 "아니오"의 판정으로 되어, 디튜닝도가 작다고 판정된다.

이 "아니오"측의 서택에 이어 스텝(S14')는

가 성립하는가 어떤가 판정한다.

여기서 계수(b)는 b＜1로 되는 관계가 있다.

이것은 ②식의 경우와 비교하여, 복조감도를 축소해서 현 채널의 복조 오차 전압(V_AFT)과 비교한다.

이것은 불감대폭을 디튜닝도에 맞추어 외관상 축소해 있는 것으로 된다.

불감대는 고정으로, 계수(a)(b)는 불감대를 외관상 확대 또는 축소하기 위한 것이다.

③식이 성립하면(판정이"예") 스텝(S16')으로 이동한다.

스텝(S16')은 고속 모드시의 스텝(S16)과 대응한다.

여기서 판정이 "예"의 경우는 스텝(S18')으로 이동하여 튜닝 데이터를 P 단위 만큼 스텝 업하고, 판정이"아니오"의 경우는 스텝(S17')으로 이동하여 P 단위 만큼 스텝 다운한다.

여기서 P와 Q는 P＜Q로 되는 관계가 있다.

결국 고속 모드의 경우와 달라서 튜닝데이터를 Q보다 작은 P단위 스텝 만큼 시프트 하기 때문이다.

이리하여, 설정된 튜닝 데이터는 스텝(S19')에 의해 분주 회로(23)의 분주비를 제어한다.

스텝(S13')에서 판정이 "예"의 경우는 스텝(S15')에서 고속모드가 설정되고, 스텝(S16)으로 이동한다.

이후 전술한 스텝(S16)→(S18) 또는 (S17)→(S19)의 처리가 행해진다.

이와같이 본 실시예는 AFT의 제어 주파수폭을 디튜닝도에 따라 2단계의 스피드 모드로 나누어 설정한다.

이때 모든 기준은 복조 감도(V_DLT)에 의해 결정되고, 디튜닝도 한계값(a)＞불감대의 한계값(b) … ④ 및통상 모드의 이동 스텝수(p)＞고속모드의 이동 스텝수(q) … ⑤의 조건을 이용해서 모든 파라메터를 V_DLT에 비례한 정확한 수치로 설정하고 있다. 이리하여 복조 감도의 차에 따른 오동작이 작은 AFT가 가능하게된다.

또한 전술한 실시예에서 단자(20)에 설정하는 중심 전압(V₀)에 온도 의존성을 부여함으로서 복조출력의 온도 드리프트를 상쇄하고 높은 정밀도의 온도 보상이 가능하게 된다.

제5도는 제1도에서 마이콤(19)이 행하는 과도 모드 프로그램의 개요를 나타내고 있다.

스텝(S30)은 최초의 전원 투입에 수반하는 교류전류의 소거를 판단하고 스텝(S31)은 교류 통전 개시초에 데이터의 소거 과도 모드 설정 등 이른바 초기설정을 행한다.

스텝(S32)은 채널 튜닝 동작의 유무를 판정하여 "예"이면 스텝(S33)에서 V_AFT, V₀가 이미 기억되어 있는가 어떤가를 판단하고, "예"라면 스텝(S34)에서 그것을 기억 데이터에서 소거한다. 또 "예", "아니오"의 어떤 경우도 스텝(S35)에서 과도 모드를 종료하고, AFT 제어모드로 이동한다.

한편 스텝(S32)에서 "아니오"라면 스텝(S36)에서 V_AFT, V₀의 데이터의 유효성을 판단한다. 여기서 데이터가 무효라면 스텝(S39)에서 과도모드가 아닌 것을 확인한다.

"예"라면 스텝(S40)에서 V_AFT, V_O의 기억처리를 행하고, "아니오"라면 스텝(S41)에서 튜닝 데이터를 발생하여 통상의 AFT 제어를 행한다.

스텝(S36)에서 V_AFT, V_O의 데이터가 유효 "예"라면 스텝(S37)에서 과도모드가 아닌 것을 확인한다.

"예"라면 스텝(S38)에서 V_AFT의 보정을 행하고 "아니오"라면 스킵(Skip)해서 스텝(S41)의 튜닝 데이터를 발생한다.

즉 처음 전원이 투입된때는 V_AFT, V_O의 데이터는 무효이고 또 먼저 과도모드가 설정되어 스텝(S36)에서 "아니오" 스텝(S39)에서 "예"의 판단을 거쳐 스텝(S40)에서 V_AFT, V_O의 기억처리를 행한다.

스텝(S40)의 처리에 대해서는 후술하지만 기억처리를 과도모드를 종료해 두고 이하 스텝(S36)에서 "예"스텝(S37)에서 "아니오"로 판단되어 스텝(S41)의 통상 튜닝동작을 행한다.

2번째 이후의 전원 투입에서는 스텝(S31)의 이내 설정된 V_AFT, V₀데이터는 그대로 하고 과도모드의 실행으로 옮겨간다.

그러면 스텝(S36)에서 "예", 스텝(S37)에서 "예"로 되어 스텝(S38)에서 제1회째에 기억한 V_AFT의 변동을 보정하는 처리를 행한다.

또, V_O의 데이터의 변동기간에 상당하는 과도모드의 확인을 행한 후에 스텝(S41)에서 튜닝 데이터를 발생시킨다.

전술한 기억중에 채널 튜닝되면 스텝(S34)에서 기억 데이터를 무효로 해서 다음의 전원 투입시에 기억되게 되고 V_AFT를 보정중에 채널 튜닝되면 과도모드를 해제해서 통상의 AFT 동작을 시킨다.

여기서 스텝(S41a)은 V_AFT와 V_O를 비교해서 양자가 동등하게 되도록 튜닝 데이터를 발생하는 기본적인AFT 동작을 포함하고 있다.

제6도(a), (b)도는 각각 제5도의 스텝(S40)에 해당하는 V_AFT, V_O의 기억 공정도의 예이다.

데이터의 기억은 마이콤(19)이 개개의 데이터를 입력, 그때의 값이 변화하는 중인가, 안정해 있는가를 판단해서, 변동하고 있는 중에만 행하고, 따라서 과도모드 인가 아닌가의 판정도 제어시킨다.

즉 제6도(a)에서는 스텝(S61a)에서 데이터의 기억을 행하고, 스텝(S2)에서 V_O에 대해서 한발 앞서 기억한 데이터와의 비교를 행한다.

스텝(S62a)에서 "아니오"로 판단되면 다음의 데이터를 기억해야 할 스텝(S65a)에서 카운트업 하고 "예"라고 판단되면 스텝(S63a)에서 과도모드를 해제하고 또 그때의 데이터수를 가지고 과도모드 기간의 종료를정해야 할 스텝(S64a)에서 최대값(m)을 작성한다.

제6도(b)도 제6도(a)와 거의 같은 처리를 행하나 스텝(S62b)에서의 판단에 복조 오차 전압의 데이터(DV_AFT)와 중심 전압 데이터(DV_O)의 양방을 이용하고 또다른 처리예이다.

다음에 제7(a), (b)도는 각각 제5도의 스텝(S38)에 해당하는 V_AFT의 보정 처리 공정도의 예이다.

보정 데이터의 작성은 데이터의 기억중에는 행해지지 않고 제6도에서 설정한 처리에 의해 모든 데이터가 유효하고 과도 기간도 설명된 상태에서만 행해진다.

제7a 도에서는 스텝(S71a) 보정 데이터의 작성을 행한다.

전원의 투입에서 마이콤(19)이 AFT의 제어를 1회 행할때마다 k로 카운트하고, n에 상당하는 데이터DV_AFT(n), DV_O(n)를 이용하므로서 기억시와 보정시의 전원 투입후의 시각을 일치시켜서 보정한다.

여기서는 같은 시간에 해당하는 DV_AFT(n)와 DV_o(n)의 차를 구해 일차 계수(a)에 의해 치우침을 주어 현 데이터(V_AFT)에 더해서 보정 데이터(V_AFT)로 하는 예를 나타냈다.

이 스텝(S71a)의 연산은

으로 표시된다.

제7도(b)는 제7도(a)와 대략 같은 처리이나 스텝(S71b)에서의 연산을 단순하게 전원 투입후에 안정한때의 DV_AFT(n), DV_O(m)으로 치환하는 예이다.

즉 제7도(b)는 전원 투입후의 불안정한 때에는 항상 DV_AFT(n), DV_O(m)의 고정값으로 되는데 AFT 제어를 행하지 않는것과 같다.

그러나 일반의 FM 라디오 방송 시스템에서는 위성방송 시스템과 같은 제1의 주파수 변환을 행하는 실외유니트를 갖지 않아서 수신 주파수는 그대로 송신 주파수와 동등하다.

따라서 이와같은 단순한 처리에서도 그 효과가 기대될 수 있다. 스텝(S71)의 연산은

로 표시된다.

V_AFT의 보정처리는 같은 시각의 DV_AFT(n), DV_O(n)을 이용하면 전술한 이외에도 개개의 수신기에 적절한 연산처리를 행할 수 있다.

제8도는 제1도에 있어서의 마이콤(19)의 행하는 주파수 옵셋 동작을 포함한 처리 프로그램의 개요를 나타내고 있다.

스텝(S81)은 전원 투입시의 초기설정 처리이고, 스텝(S82)은 키 스위치 회로(32) 및 스위치(33)-(35)의상태를 검출하는 채터링의 제거, 키의 중복 누름 체크등을 행하고 스텝(S83) 이하의 처리 스텝에의 키 입력의 상태 변화를 알린다.

스텝(S83)은 사용자에 의한 튜닝키의 입력에 따라 지정된 채널을 튜닝한다.

이 처리의 상세는 제3도에 후술한다.

스텝(S84)은 AFT의 흡인 주파수의 중심 주파수로 부터의 옵셋량을 가변하는 처리로 이 처리의 상세는 제 4도에 후술다.

스텝(S85)은 튜닝 데이터에 중첩 해야될 AFT 제어분 데이터(Dp)를 산출한다.

이 처리의 상세는 제4도와 대략 같다. 스텝(S86)은 복조감도의 산출을 행한다. 이 처리는 제3도와 대략 동등하다. 제7도는 흡입 주파수를 임의로 옵셋하는 처리(제8도, S84)의 상세를 나타낸다. 스텝(S91)은 AFT 동작 스피드의 고저를 판단하고, 저속 모드라면 이하의 처리를 행한다.

저속모드라는 것은 후술한 같이 AFT에 의한 흡인동작이 대략 종료한 상태이다.

AFT의 흡인 동작중에 옵셋 데이터의 변경을 금지하고 있는 것은 AFT의 흡인 변경과 흡인 해야할 목적의 주파수의 변경의 속도등의 관계로 AFT의 오동작이 생겨저 옵셋 값을 기억해 버릴 가능성을 피하기 위해서이다.

이들을 충분히 관리할 수 있으면 금지할 필요는 없다.

스텝(S92)-(S94)는 각각 키 스위치(33)-(35)의 입력상태의 판정을 행하고 각각의 키 입력에 대응한 처리를 하도록 나누어져 있다.

즉 옵셋 업키(33)가 조작된 경우 스텝(S97)에서 중심주파수에서의 옵셋값(Doff)을 스텝업 한다.

이 새로운 옵셋 값(Doff)은 튜닝 데이터의 옵셋분으로서 기억해 둔다.

여기서 말하는 ①스텝이라는 것은 튜닝 데이터의 1스텝이다.

역으로 옵셋다운 키(34)가 조작된 경우 스텝(S98)에서 옵셋값(Doff)을 1스텝 다운한다.

스텝(S95)(S96)은 옵셋의 크기의 상한(Doff max)과 하한(Doffmin)을 정해두고, 그 결과 Doff는 Doff(min)에서 Doff(max)까지 가변할 수 있다.

여기서 옵셋값(Doff)은 센터 주파수에 대응하는 값을 0으로 해서 "+" 및 "-"로 한 것이다.

따라서 Doff(min)는 "-", Doff(max)는 "+"값으로 한다.

또 옵셋 리셋트키(35)가 입력되면 스텝(Sgg)에서 Doff=0으로 하고 옵셋이 없는 통상의 AFT 동작으로 리셋트 한다.

이처리는 본 실시예에서는 이미 설정되어 있는 옵셋량을 해제해서 옵셋이 없는 통상의 센터 주파수로 돌아가거나, 앞에서 설정된 옵셋량이 불분명한 경우 일단 리셋트해서 새로운 옵셋 설정을 하기 위해 사용된다.

따라서 설정된 옵셋 값의 표시기능이 있으면 스텝업키(33)와 스텝 다운키(34)만으로 임의로 옵셋 값을 설정할 수 있다.

또 다른 실시예로서 디튜닝도의 한계값을 2개 이상 둠으로서 각각의 한계값 간에 변화 스텝폭을 설정할수 있고 보다 고차원의 AFT 제어가 가능하게 된다.

이상 설명한 것처럼 본 발명에 따르면 회로규모를 증가하지 않고 복조감도의 차, 혹은 복조회로의 온도의존성에 관계없이 더욱 높은 정밀도의 AFT 제어가 가능하게 된다.

본 발명의 제2상태에 따르면 각각의 수신기가 먼저 전원의 투입에서 안정하기 까지의 과도기간을 학습하고 다음의 동작시에는 다시 전원 투입시에 발생하는 AFT 동작의 과도변동을 없게한 안정한 AFT 제어가가능하게 된다.

본 발명의 제3상태에 따르면 회로 규모를 증가하지 않고 AFT에 의한 흡인 주파수의 옵셋이 가능하게된다.

때문에 채널마다 다른 튜닝 차이 및 방해파에 대해서 적절한 주파수로 변조할 수 있다.

또 디튜닝도에 따라 적분량을 가감함에 따라 흡인 스피드를 디튜닝도에 따라 설정할 수 있어서 AFT에의한 제어분을 미리 소거해서 튜닝 할 수 있음으로 튜닝시의 흡인등을 스므스하게 행할 수 있다.

Claims (4)

1. 입력 FM 신호에 따라 주파수가 제어된 발진출력을 발생하는 장치(13)와, 입력 FM 신호를 전술한 발진장치(13)에서의 발진 출력에 따라 IF 신호로 변환하는 주파수 변환장치(12)와, IF 신호를 AC 성분 및 DC 성분을 갖는 복조출력으로 복조하는 복조장치(14)를 갖는 FM 수신기의 자동 주파수 변조장치에 있어서, 복조 출력에서 AC성분을 제거하는 로우패스필터 장치(16)와, 로우 필터 장치(16)에서 얻어진 복조출력의 DC 성분을 디지탈 복조신호로 변환하는 제1A/D 콘버터 장치(18)와, IF 신호의 중심 주파수에 대응하는 중심 전압을 발생하는 중심 전압 발생장치(20)와, 이 중심 전압 발생 장치(20)에서 발생된 중심 전압을디지탈 중심 전압 신호로 변환하는 제2A/D 콘버터장치(22)와, 디지탈 복조신호와 디지탈 중심 전압 신호에서 복조 감도를 산출하고 복조감도에 따른 AFT 신호를 발생해서 이 AFT 신호에 의해 발진장치(13)의발진 출력을 제어하는 제어장치(13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 FM 수신기의 자동 주파수 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 제1(18) 및 제2(22)의 A/D 콘버터 장치에 각각 레벨 시프트 장치(17)(21)가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 FM 수신기의 자동 주파수 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 발진 장치(13)와 분주 장치(23)를 갖는 것을 특징으로 하는 FM 수신기의 자동 주파수 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 제어장치(13)는 마이크로 컴퓨터 장치(19)를 갖는 것을 특징으로 하는 FM 수신기의 자동 주파수 제어장치.

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