KR940005258B1 - 루프잡음성분을 감소시킨 pll 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

루프잡음성분을 감소시킨 PLL 시스템

제1도는 본 발명의 루프잡음성분을 감소시킨 PLL 시스템의 블럭도.

제2도는 본 발명의 루프잡음성분을 감소시킨 PLL 시스템의 출력위상변동을 나타내기 위한 도면.

본 발명은 텔레비젼 수상기의 편향신호처리시스템에 관한 것으로, 특히 편향신호처리계에 있어서 위상동기 루프시스템내의 잡음비 예측이 가능하도록 잡음신호의 주파수밴드를 미리 설정하여 루프잡음을 최소화시킬 수 있는 루프잡음성분을 감소시킨 PLL 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비젼수상기에서 수평편향 코일을 제어하는 수평기신호는 방송국에서 전송하는 RF신호(Radio Frequency Signal)에 반송되어 텔레비젼 수상기로 입력되면서 여러 단계의 신호처리를 거쳐 순수수평동기신호로 분리된다. 이 과정을 살펴보면, 텔레비젼 수신안테나를 통해 포착된 미약한 전파중에서 한채널의 신호를 선국하여 증폭한후 국부발진신호를 혼합하여 영상 및 음성중간주파신호를 만들고 이를 다시 영상 중간주파증폭부에서 증폭하고 이 중간주파신호로부터 영상신호를 검파한 다음 검파된 신호를 제1영상증폭부에서 증폭하여 제2영상증폭부, 음성신호처리계 및 동기신호처리계로 분배한다.

동기신호계에서는 합성 영상신호(영상신호, 수평, 수직권선소거신호, 수평, 수직동기신호)중에서 수평. 수직동기신호를 분리하고 특히 수평동기와 수직동기를 나누어 수평동기를 수평회로에, 수직동기를 수직회로에 출력하는 것으로, 영상신호에 혼입된 잡음을 제거하는 잡음제거부와 합성영상신호중에서 귀선소거신호를 제거하고, 수평. 수직동기신호를 검출하는 진폭(동기)분리부와 동기분리부에서 끄집어낸 수평.수직동기신호를 증폭하여 이 신호의 진폭을 일정하게 유지시키는 동기증폭부와 수평동기신호를 제거하고 수직동기신호를 끄집어내는 미분회로로 이루어지며 이 동기신호계를 거친 동기신호는 편향신호처리계로 입력된다. 편향계로 입력된 동기신호중 상기 미분회로를 통과한 수평동기신호는 수평발진회로에서 발생한 펄스의 위상과 수평동기신호의 위상을 비교해서 수평발전의 위상을 제어하고 수평편향의 주파수를 일정하게 하는 자동주파수제어(AFC; Automatic Frequency Control)부를 거쳐 15.75KHz 펄스파를 만들어내는 수평발진회로를 통해 펄스를 증폭하고 파형을 정형한후 톱니파를 만들어 편향시킨다.

이러한 편향시스템에서 상기 동기신호계에서 분리된 수평동기신호는 상기 자동주파수 제어부내 위상동기루프(Rhase Lock Loop; 이하 PLL이라 함). 시스템의 기준신호가 된다. 이 기준입력신호가 전단의 여러단계에서 순수동기신호로 분리되지 못하고 노이즈신호가 포함되면 이 노이즈신호에 의해 위상 노이즈를 발생시켜 순간적으로 동기신호의 고정된 상태(락 lock)된 상태)를 무너뜨리게 되므로 편향신호처리시스템의 오동작을 야기시켜 화면이 순간적으로 흔들리게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명의 목적은 편향신호처리단의 위상동기 루프시스템에 입력되는 동기신호에중첩된 잡음신호를 미리 필터수단으로 정의(계산)하여 루프내의 잡음성분을 감소시키기 위한 위상동기 루프시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력되는 동기신호에 중첩된 잡음신호의 주파수밴드를 정의하기 위한 필터수단(1)과 상기 필터수단(1)을 통과한 동기신호의 위상을 검파하는 위상검파수단(2)과 상기 위상검파수단(2)을 통과한 신호를 저역통과필터부(3)을 통해 필터링한후 그 신호를 입력신호로 하여 상기 위상검파수단(2)의 위상검파 기준신호를 발생시키는 전압제어발진수단(4)으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명은 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 위상동기 루프시스템의 블럭도로써, 합성 영상신호로부터 분리된 동기신호(V₁(t))를 입력으로 하여 어떤 정주파수 밴드만을 통과시키는 밴드패스필터(BPF; Band Pass Filter)나 저역을 통과시키고 고역은 커트하는 저역통과필터(LPF; Low Pass Filter)를 이용한 필터수단(1)에 의해 필터링한다. 이것은 주신호(main signal)의 주파수밴드를 미리 설정함으로써 잡음신호(noise signal)의 주파수밴드를 계산할 수 있으므로 루프내의 잡음비(SNR)을 예측할 수 있다. 이에 따른 루프내의 잡음비는 다음에 설명할 수식의 적용으로 증가시킬 수 있다. 이어, 위상검파수단(2)에서 동기신호의 위상과 전압제어발전수단(4)으로 부터의 출력 펄스위상을 비교하여 그 위상차에 대응하는 직류전압을 만들고 저역필터부(3)를 통해 필터링한후 전압제어발진수단(4)에서 일정한 주파수의 펄스파를 발생하여 상기 위상검파수단(2)의 기준신호써 피드백시킨다.

이와 같은 위상동기 루프시스템에서는 상기 필터수단(1)에 의해 위상동기 루프내의 잡음비(SNR)을 증가시키게 되어 결과적으로 위상동기 루프내의 잡음을 최소화시킬 수 있다. 그 과정을 첨부된 도면 제2도를 참조로하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 잡음신호의 스펙트럼밀도(Ns)는 제2a도에 도시된 바와 같이, 아래의 식(1)으로 표현된다.

여기서 Pn은 기준입력신호의 노이즈전력이고, B_W는 필터수단(1)의 밴드폭을 나타낸다. 입력신호에 노이즈신호가 중첩되면 PLL의 입력에서 위상지터(phase jitter)가 발생되는데 위상지터(phase jitter;)는 다음과 같이 나타난다.

PLL의 입력에서 잡음비(SNR; Signal-to-Ratio)는 아래식 (3)과 같이 표시된다.

Ps는 기준입력신호전력을 의미한다.

상기 식(3)을 식(2)에 대입하면

PLL의 입력 위상지터(input phase jitter)를 주파수 스펙트럼으로 표현하면 θ_n1(jw)로 나타난다.

로 제2b도에 표현된다.

또한, 입력위상노이즈의 주파수 스펙트럼을 알고 있으므로 PLL의 출력에서 위상지터를 구할 수 있다. PLL출력 위상지터를로 정의하고 주파수 스텍트럼으로 표현하면 θ_n1(jw)이다. PLL의 입출력 위상노이즈를 관계식으로 나타내면

제2c도에의 보드선도(Bode Diagram)가 나타나며 제2b도와 2c도의 곱에 의해 이루어지는 PLL출력-위상노이즈스펙트럼이다.

PLL출력에서 위상노이즈치을 구하면

식(6)을 식(7)에 대입하면

여기에서는 노이즈 밴드폭(Bn)으로 정의하면

여기에서 Wn은 PLL의 자연주파수, 9는 댐핑펙터(damping factor)를 나타낸다.

상기 식(9)에서 노이즈밴드폭(Bn)은 PLL의 자연주파수(Wn)에 비례하고 댐핑펙터(damping factor; 9)에 의존한다. 식(9)에서 최소노이즈밴드폭(Bn)은 구해보면 9=0.5일 때,이 된다.

Bn = Bn min = Wn/2

PLL출력 위상지터는

식 (4),(5)를 식(10)에 대입하면

PLL의 입력위상지터가(SNR)i에 역비례하듯 출력위상지터를 (SNR)_L로 표현하면

식(11)을 식(12)에 대입하면

식(13)에서 알 수 있듯이 PLL의 출력 루프 잡음비(SNR_L)는

만큼의 입력신호(V₁(t))의 잡음비(SNR₁)을 향상시키고 노이즈밴드폭이 더욱 감소되면 루프 잡음비(SNR)는 더욱 증가됨을 알 수 있다. 즉, 필터수단에 의해 밴드폭이 한정되면 루프 잡음비를 종래보다 증가시킬 수 있다.

이와 같은 과정에 의해 PLL 시스템내의 잡음을 최소화시킬 수 있음을 알 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 텔레비젼수상기에서 편향신호를 처리해주는 IC 내부의 PLL 시스템에 순수동기신호만을 입력시켜 노이즈에 의해 동기신호의 고정상태(LOCK)가 무너지거나 흐뜨러지는 것을 방지할 수 있어서 시스템의 오동작을 방지할 수 있으며, 이에따라 아주 미세하고 정확한 PLL 시스템을 구현할 수 있어 고급화되어가는 텔레비젼 수상기에 쉽게 적용할 수 있다.

Claims (1)

1. 입력동기신호에 중첩된 잡음신호의 주파수밴드를 정의하기 위한 필터수단(1)과 상기 필터수단(1)을 통과한 동기신호의 위상을 검파하는 위상검파수단(2)와 상기 위상검파수단(2)를 통과한 신호를 저역통과필터부(3)를 통해 필터링하여 그 신호를 입력신호로 하여 상기 위상검파수단(2)의 위상검파기준신호를 발생시켜는 전압제어발진수단(3)으로 구성된 루프잡음성분을 감소시킨 PLL 시스템.