KR950003462B1 - 이중 용도의 가변 q필터 장치 및 이를 이용한 am 스테레오 수신기 - Google Patents

이중 용도의 가변 q필터 장치 및 이를 이용한 am 스테레오 수신기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

이중 용도의 가변 Q필터 장치 및 이를 이용한 AM 스테레오 수신기
제 1 도는 종래 기술의 톤(tone) 제어의 주파수 응답 곡선
제 2 도는 종래 기술의 노치 필터의 주파수 응답 곡선.
제 3 도는 본 발명에 따른 필터의 주파수 응답 곡선.
제 4 도는 본 발명의 실시예를 이용한 수신기의 블럭도.
제 5 도는 본 발명의 실시예를 이용한 또다른 수신기의 블럭도.
제 6 도는 본 발명에 따른 필요의 실시예의 개략선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 안테나 22 : RF/IF/믹서
28 : 포락선 검출기 36 : 국부 발진기
38 : π/2 이상기 41, 42 : 체배기
49 : 제어 회로 50, 52 : 지연 회로
본 발명은 필터 분야에 관한 것으로 특히, AM스테레오 수신기에서 사용되는 이중 용도의 가변 Q필터에 관한 것이다.
본 발명을 이용할 수 있는 글한 AM스테레오 수신기에 있어서, 오디오 출력에서 나타나는 톤(ton)으로 부터 인접 채널 반송파 신호로 인한 간섭 신호를 제거하기 위해 노치 필터를 이용하는 것이 공지되었다. 미국에서는 AM대역이 10KHz채널 간격을 두고 제공되어 있기 때문에, 상기 신호는 10KHz톤이다. 당연히, 다른 채널 간격에서는, 톤 주파수가 다르게 될 것이다. 비록 신호가 저 레벨 톤일지라도 톤은 비교적 일정하고, 상기와 같은 주파수의 프로그램 신호 성분은 통상적으로 아주 낮은 레벨 신호이다. 종래 기술의 노치 필터는 정확하게 동조될 때 "휘파람 소리(swhistle)"를 만족스럽게 제거할 수 있지만, 약간만 잘못 동조시켜도 휘파람 소리가 크게 생기는 아주 좁은 하부형(narrow-bottomed)특성을 갖는다. 그래서 수신기 설계자는 저렴한 부품을 이용하여 10KHz에서의 휘파람 소리 제거 성능감소의 위험을 감수하거나, 또는 값이 비싸지만 정밀한 부품을 사용한다.
또한 상기와 같은 수신기에서, 좌우 각 채널에 사용자 제어의 저역 통과 필터를 부착하여 톤 제어를 하도록 하는 것이 공지되어 있다. 수신기 또는 디코더가 접적 회로칩에 완전히 또는 거의 내장되도록 설계되어 있을 때, 4개의 상기 필터를 위해 너무 많은 패드(pad) 및 핀이 필요하다. 보다 높은 오디오 주파수의 사용자 제어 능력은 2개의 채널 각각의 가변 저항에 의해 제공된다. 수신기의 집적 회로 실시예에서, 이는 다지톤 제어 기능만을 위해 2개의 출력 핀이 필요한다. 4개의 필터와 전위차계의 가격은 수신기 가격의 상당한 부분을 차지한다.
AM모노 또는 스테레오 수신기에 있어서, 디코딩 처리전에 10KHz 차신호를 제거하여 포락선 검출기 또는 스테레오 디코더에서 10KHz에 의해 발생되는 어떤 왜곡을 제거하는 것이 바람직할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인접 채널 간섭에 의해 발생되는 10KHz를 제거하고 만족스런 톤 제어 능력을 제공하는 1개의 신호 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 보다 적은 수의 부품 및/또는 보다 적은 수의 단자로 상기 기능을 제공하는 것이다.
더욱 분명해질 상기 및 다른 목적들은 수신기의 좌우 채널 또는 동상 및 직각 채널 중에 삽입된 가변 Q노치 필터를 포하하는 AM스테레오 수신기에 의해 주어진다. 필터의 Q를 변화시키면 곡선 형태가 변화하며, 그래서, 주파수 응답 또는 톤의 소정의 제어를 제공하며, 특히 10KHz제거를 개선시킨다. 필터의 설정에서, 노치는 인접 채널 반송파에 의해 발생된 10KHz톤 또는 휘파람 소리를 감소시키지만, 노치 폭을 넓히면 비록 부품의 임계치가 유동적이라도 제거 능력을 개선시키며, 상호 변조 왜곡을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
제 1 도의 주파수 응답 곡선은 종래 기술에 사용된 바와 같은 톤 제어의 3가지 가능한 설정을 나타낸다. 상기와 같은 제어는 널리 공지되어 있으며, 라디오 수신기와 같은 오디어 장치의 오디오 출력에 존재하는 고주파 정보의 량으로 청취자가 선택하는 어떤 방법이 제공된다. 상기 예에서의 곡선은 3개의 다른 주파수에 있어서 강하(fall-off)특성을 나타내지만, 본질적으로 무한한 수의 설정이 가능하다. 또한 다양한 형태의 응답 곡선이 가능하지만, 하나만 대표적으로 도시되어 있다.
제 2 도는 도시된 바와 같이 전형적으로 높은 Q노치 필터 또는 대역 제거 필터의 주파수 응답 곡선이다. 상기와 같은 필터는 고정된 주파수의 원치 않는 톤이 소정의 신호 주파수 범위에 존재하거나 또는 존재할 가능성이 있을 때 사용되며, 소정의 신호의 불필요한 제거를 피하기 위해 아주 좁은 "무한한(infinite)"제거 대역을 갖는다. 코너(corner)의형태는 필터 회로망에서 극점(pole)의 수에 따라 다르다. 만약 상기 필터가 미소 크기로 잘못 동조되었을 때, 소정의 중심 주파수 제거는 상당한 크기로 감소될 수 있음을 알 수 있다. 정밀한 부품의 가격이 높기 때문에, 오동조는 사실상 통상적이다.
제 3 도는 본 발명에 따른 이중 용도의 가변 필터의 여러가지 가능한 응답 곡선을 도시한 것이다. 곡선(10)은 제 2 도의 곡선과 유사하지만 약간 더 넓으며, 10KHz 휘파람의 강력한 제거 및 노치 중심 주파수 부근의 주파수에서 톤 제어를 위한 차단을 제공한다. 곡선(12)은 10KHz 또는 부근에서 강력한 제거를 제공할 때까지는 다소 평평하게 연장된 응답 곡선이지만, 상기 주파수 이하 및 이상의 주파수의 더 낮은 차단점 및 더 높은 점진적 차단점을 갖는다. 곡선(14)은 10KHz에서 강한 제거를 표시하지만, 훨씬 더 낮은 또는 훨씬 점진적인 차단점을 표시한다. 곡선(10) 내지 (14)상에 도시된 스케일(scale) 및 실제 주파수는 단지 설명을 위한 것이다. 만약 필터 부품이 사용중에 약간 벗어난 값 또는 변화하는 값을 갖는 경우, 10KHz에서 여전히 충분한 제거가 이루어진다. 당연히, 상기는 저렴한 부품의 사용을 가능하게 한다. 노치의 중심 주파수의 선택은 그 응용에서 미국에서는 10KHz인 채널 간격에 의해 선택될 수 있다. 제 3 도의 곡선을 하기 상세히 설명되는 바와 같이 어떤 장점 및 적은 수의 부품을 갖는, 제 1 도 및 2도의 곡선의 조합과 동일한 기능을 제공한다.
제 4 도는 미합중국 특허 제4,371,747호에 공지된 바와 같은 AM스테레오 수신기의 블럭도이다. 안테나(20)에서 (1+L+R)cos(Wct+ψ)형태로 스테레오 신호가 수신되며, L 및 R은 프로그램 신호이고, ψ는 tan-1[(L-R)/(1+L+r)]이다. 수신된 신호는 검출되어 RF/IF/믹서(22)에서 국부 발진기 주파수와 혼합된다. 합성 IF신호는 포락선 검출기(28)에 결합되어, 포락선 신호(1+L+R)이 검출되며 매트릭스(30)에 접속된다. 2개의 동기 검출기 또는 체배기(32, 34)는 IF신호를 수신하고, 이 신호를 π/2 이상기(38)로부터의 위상 변이 발진기 신호 및 국부 발진기(36)로부터의 신호와 체배시켜서 (1+L+R)cosψ 및 (L-R)cosψ인 출력 신호를 각각 제공한다. 이들 2개의 출력 신호는 2개의 부가적인 체배기(40, 42)에 결합되어 1/cosψ에 의해 보정된다. 포락선 검축기(28)로부터의 검출된 포락선 신호와 체배기(40)의 출력 신호를 비교하여 비교기(44)로부터 보정 신호가 나온다. 그래서 비교기의 출력은 체배기(40)의 출력이 포락선과 같아지도록 하는데 필요한 신호이다. 물론, 상기 신호는 또한 체배기(42)의 출력을 보정하기 위해 필요한 신호이다. 체배기(42)의 보정된 출력(L-R)은 매트릭스(30)에 결합되고, 매트릭스 된 출력 신호는 본질적으로 좌우 프로그램 신호 L 및 R이다.
10KHz신호의 간섭을 야기하는 충부한 량의 인접 채널 반송파의 간섭이 없는 판, 매트릭스(30)로부터의 프로그램 신호는 오디오 증폭기 및 확성기(도시하지 않았음)에 만족스럽게 제공될 수 있다. 표준 AM방송대역은 대역 밀도가 아주 높기 때문에 인접 채널 신호를 간섭할 가능성이 크다. 따라서, L 및 R출력 라인에 각각 10KHz 노치 필터(46, 48)를 삽입하는 것이 바람직하다. 그리고 사용자가 조작하는 톤 제어를 제공하는 것이 바람직하기 때문에, 노치 필터(46, 48)는 가변 Q를 가지며 사용자 판단하에서, 제 3 도의 곡선에 따라 10KHz간섭을 제거하면서 톤 제어 기능을 제공하도록 설계된다. 필터(46, 48)의 Q변화는 제어 회로(49)로부터의 신호에 의해 이루어질 수 있다. 제어 회로(49)는 여러가지 방법으로 구성될 수 있으며, 제 6 도에 도시된 바와 같이 1개의 사용자 제어 전위차계로부터 DC신호를 사용한다. 또한, 높은 오디오 주파수의 레벨을 자동적으로 제어하기 원하는 경우, AGC회로(도시하지 않았음) 또는 블렌드(Blend)회로(도시하지 않았음)로부터 제어 신호가 유도된다. 또한, 제어 신호는 필요에 따라 그 수신신호에 존재하는 10KHz량에 응답하여 유도될 수 있다.
제 5 도는 제 4 도의 수신기와 동일한 신호를 사용하는 또다른 형태의 AM스테레오 수신기의 블럭도이다. 상기 수신기는 계류중인 미합중국 출원번호 제761,730호에 공지된 수신기이다. 상기 수신기에서, 안테나(20)는 RF/IF/믹서(22)에 접속된다. 국부 발진기(36) 및 이상기(38)는 또한 한쌍의 직각 위상 반송파 주파수 신호를 체배기 또는 동기 검출기(32, 34)에 각각 인가한다. 상기에서와 같이, 검출기 출력 신호는(1+L+R) cosψ 및 (L-R)cosψ또는, Icosψ 및 Qcosψ이다. 이때, 가변노치 필터(46, 48)를 무시하면, 검출기 출력 신호는 지연 회로(50, 52)를 통해 필요하다면 한쌍의 제산기 회로(54, 56)에 인가되며, 여기서 각 신호는 보정 신호 cosψ에 의해 제산된다. 보정된 제산 출력 신로(1+L+R) 및 (L-R)은 매틀릭스(30)에 인가된다. 상기 수신기에서, 보정 신호는 제 4 도에 도시된 형태와 다른 형태로 유도된다. 지연 회로(50)로부터의 신호 및 동기 검출기(34)에서 발생되는 신호는 제곱/제곱근 회로(58)에 인가된다. 회로(58)에서 각각의 입력 신호는 별도로 제곱되고, 2개의 제곱된 신호는 합산되며, 그 합 신호의 제곱근이 취해진다. 상기 출력 신호는 포락선 신호가 되도록 도시될 수 있다. 그래서, 상기 신호가 비교기(60)에서 제산기(54)의 출력과 비교될 때, 비교기 출력 신호는 동기 검출기(32, 34)의 출력이 보정되는 데 필요한 보정 신호이다. 도시된 수신기에서, 보정 신호는 전압 제어형 증폭기(64)를 제어하는 데 사용되는 이득 제어 회로(62)에 인가된다. 증폭기(64)의 입력 신호는 동기 검출기(34)로부터 나오며, 증폭기의 출력은 아주 큰 보정신호에 응답하여 감쇄된다. K는 증폭기의 이득을 나타내며, 1 또는 1보다 작다. 저역 통과 필터(66)는 전압 제어형 증폭기(64)와 제곱/제곱근 회로(58) 사이의 연결부에 사용될 수 있다.
동기 검출기(32, 34)의 출력 신호를 참조하면, 가변 노치 필터(46, 48)는 존재가능한 10KHz신호를 제거한다. 상기 회로 위치는 바람직하다. 상술된 바와 같이, 통상적인 프로그램 신호는 상기와 같은 주파수에서 신호의 주요 레벨을 포함하지 않기 때문에, 존재하는 10KHz신호는 인접 채널 간섭에 의해 보통 발생된다. 이때 디코딩 과정에서 10KHz "휘파람 소리"의 제거는 상기 간섭을 방지할 수 없지만, 다음 단에서 왜곡 성분의 계속적인 발생을 방지한다. 동시에, 필터(46, 48)의 Q를 변화시키는 능력은 수신기의 오디오 출력의 고주파 내용의 사용자제어를 제공한다. 그러나, 제 4 도에서와 같이, Q제어 신호는 수동 및 자동으로 원하는 소스로부터 유도될 수 있다.
제 6 도는 제어 회로(49)를 갖는 필터(46, 48) 중의 하나의 양호한 실시예로서, 제 4 도 또는 제 5 도의 어느한 수신기에 사용될 수 있다. 입력 단자(70)는 제 4 도에서와 같이 매트릭스(30)의 출력일 수도 있으며 또는 제 5 도에서와 같이 동기 검출기(32, 34) 중의 하나의 출력일 수도 있다. 단자(72)는 제어 신호가 되는 DC전압을 제공한다. 점선내의 부품은 2중 "T"회로망을 구비한다. 상기 필터 회로망의 Q는 필터 출력의 한 부분을 단자(74)에 다시 인가함으로써 상승될 수 있으며, 다른 부분은 접지에 접속된다. 궤환의 량은 통상적으로 출력으로부터 궤환된 전위차계상의 탭을 통해 제어될 수 있다. 상기 실시예에서, 필터 회로망 출력은 4상한 체배기 회로(76)를 통해 출력 단자(78)에 인가되고, 버퍼단(80)을 통해 다시 인가된다. 2개의 노치필터용 회로(76)는 1개의 가변 저항(82)에 의해 제어되어, 1개의 전위차계의 경비를 절약할 수 있다. 궤환은 아주 낮은 임피던스 출력을 갖는 회로를 통해 인가되기 때문에, 노치의 깊이 및 중심 주파수는 Q변화와 동일한 값으로 유지될 수 있다. 상기 실시예에서, 궤환은 양의 값에서부터 음의 값까지 연속적으로 변화할 수 있으며, Q는 1 이하의 값으로부터 50까지 상승될 수 있다. 제 3 도의 곡선(14)은 궤환 음극성값을 이용하는 톤 제어의 실시예이다. 회로(76)에 인가되는 DC는 AGC회로 또는 블렌드 회로(둘다 도시하지 않았음)와 같은 다른 회로 소스로부터 나올 수 있다.
따라서 인접 채널 간섭으로 인한 10KHz 휘파람 소리를 제거하고 사용자 및 자동 수단에 의해 요구되는 광범위의 톤 제어 기능을 제공하기 위해 Q를 제어하며, 가변 Q를 갖는 10KHz 노치 필터를 사용하여 AM스테레오 수신기에서 부품의 수 및 비용을 감소시키는 수단이 도시 및 기술되었다. 또한 상호 변조 왜곡이 본 발명에 의해 감소되어 제공될 수 있다.

Claims (10)

  1. AM 스테레오 수신기용으로서의 이중 용도 가변 Q노치 필터 장치에 있어서, 수신된 스테레오 신호에 관련한 제 1 입력 신호(매트릭스(30)의 출력 전압) 및 제 2 입력 신호(매트릭스(30)의 출력 전압)를 각각 공급하는 제 1 입력 수단 및 제 2 입력수단(안테나(20)와 매트릭스(30)간의 모든 회로)과, 상기 각각의 입력신호를 수신하도록 결합되어 고정 중심 주파수를 가진 소정의 협대역 주파수를 제거하는 제 1 노치 필터 회로망 수단(46) 및 제 2 노치 필터 회로망 수단(48)과, 상기 제 1 노치 필터 회로망 수단 및 상기 제 2 노치 필터 회로망 수단에 응답하여 상기 중심 주파수에 영향을 주지 않은 채 상기 각각의 회로망 수단의 Q에 영향을 주는 신호들을 공급하도록 결합된 제 1 피드백 회로(76) 및 제 2 피드백 회로(80)와, 상기 제 1 피드백 회로 및 상기 제 2 피드백 회로에 의해 각각 공급된 신호를 제어하도록 결합되어, 상기 수신기에 톤 제어 기능을 제공하는 제어 수단(82)을 구비하며, 이로써, 상기 주파수 대역 이하의 상기 필터 장치 주파수 응답은 가변적인 것을 특징으로 하는 이중 용도의 가변 Q노치 필터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은 수동 작동(manual operation)수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 용도의 가변 Q노치 필터 장치.
  3. 호환성 AM신호를 수신하는 AM스테레오 수신기에 있어서, 상기 호환성 신호를 선택적으로 수신하는 제 1 회로수단(22)과, 상기 제 1 회로 수단에 결합되어, 상기 수신 신호의 변조 신호의 합과 차에 관련된 제 1 신호 및 제 2 신호를 공급하는 복조 수단(32, 34)과, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 각각 수신하도록 결합되어, 고정 중심 주파수를 갖는 각각의 신호내의 소정의 협대역 주파수를 제거하는 제 1 필터 회로망 수단(46) 및 제 2 필터 회로망 수단(48)과, 상기 제 1 필터 회로망 수단의 출력 및 상기 제 1 필터 회로망 수단의 출력에 각각 응답하여, 상기 각각의 회로망 수단의 Q에 영향을 주는 신호를 공급하도록 결합된 제 1 피드백 회로(76) 및 제 2 피드백 회로(80)와, 상기 각각의 피드백 회로에 의해 공급된 신호를 제어하도록 결합된 제어 수단(82) 및, 상기 변조 신호에 관련된 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 공급하도록 결합된 매트릭스 수단(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 AM스테레오 수신기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 복조 수단은 제 1 동기 검출기(32) 및 제 2 동기검출기(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 AM스테레오수신기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 필터 회로망 수단에 결합되어, 상기 출력 신호를 공급하는데 사용되는 보정수단(50, 62, 64, 66, 52, 54, 56, 60, 58)을 더 구비하며, 상기 매트릭스 수단은 그 보정된 신호를 수신하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 AM스테레오 수신기.
  6. 제 1 항에 있어서, 제 1 동기 검출기(32) 및 제 2 동기 검출기(34)를 구비하는 수신기를 또한 포함하며, 상기 입력 수단들은 상기 동기 검출기들의 출력을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 용도의 가변 Q노치 필터 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 매트릭스 수단(30)을 구비하는 수신기를 또한 포함하며, 상기 입력 수단들은 상기 매트릭스 수단의 출력을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 용도의 가변 Q노치 필터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 회로망 수단은 각각 이중 "T"회로망을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 용도의 가변 Q노치 필터 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 소정의 주파수 대역은 간섭 주파수에 집중되는 것을 특징으로 하는 이중 용도의 가변 Q노치 필터 장치.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 필터 회로망 수단은 상기 복조 수단의 상기 동기 검출기의 출력에 결합되는 것을 특징으로 하는 AM스테레오 수신기.
KR1019860011118A 1985-12-23 1986-12-23 이중 용도의 가변 q필터 장치 및 이를 이용한 am 스테레오 수신기 KR950003462B1 (ko)

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