KR950012956B1 - 주파수 변조 검파회로 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 종래의 탱크 코일을 이용한 주파수 변조 검파회로도,
제 2 도는 이 고안에 따른 주파수 변조 검파회로의 일실시예를 나타낸 회로도,
제 3 도는 제 2 도에 있어서 주파수 위상 변환회로 내의 각 부분의 주파수 특성도,
제 4 도는 제 2 도에 따른 각부의 파형도이고,
제 5 도는 제 2 도에 있어서, 각 블럭들의 주파수 특성도이다.
이 발명은 주파수 변조(Frequency Modulate : 이하 FM이라 약칭한다) 검파회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제 1저역 통과 필터, 제 1 증폭기 및 밴드 패스 필터로 구성되어 주파수 위상 변환 특성을 갖는 주파수 위상 변환회로를 구형함으로써 하나의 집적회로(Integrated Circuit : 이하 IC라 약칭한다)화가 용이한 주파수 변조 검파회로에 관한 것이다.
종래의 주파수 변조 검파회로에는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop : 이하 PLL이라 약칭한다)에 의한 방식과 탱크 코일(Tank coil)에 의한 방식이 있다.
PLL에 의한 방식은 두 입력 신호의 위상차에 대응하는 신호를 발생시키는 위상 검파기와, 상기 위상 검파기에 연결되고 입력되는 신호의 고주파 성분을 제거하는 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터에 연결되고 입력되는 저주파 성분에 따라서 발진 주파수가 변환되는 전압 제어 발진기로 구성된다. 상기 전압 제어 발진기는 그 출력을 위상 검파기에 인가한다. 이와 같이 구성된 PLL 방식에 의한 주파수 변조 검파회로는 위상 검파기에서 입력된 FM 신호와 전압 제어 발진기의 출력신호와의 위상차에 대응하는 신호가 발생되고, 상기 저역 통과 필터에서 고주파 성분을 제거하여 전압 제어 발진기로 보내면 전압 제어 발진기는 주파수를 변화시켜 위상 검파기로 출력한다. 이 과정은 동기 상태, 즉 입력된 주파수 변조 신호와 전압 제어 발진기의 출력신호인 주파수가 같아 질때까지 루프를 계속 반복하게 된다.
또한 탱크 코일을 이용한 FM 검파회로는 제 1 도에 도시한 바와 같이 입력 신호인 FM 신호 제 1 콘덴서, 제 2 콘덴서 및 코일을 구비한 탱크 코일(5)과, 이 탱크코일(5)에 연결되고 입력되는 탱크 코일의 출력신호와 입력신호인 FM 신호와의 위상차를 검파하는 위상 검파기(20)와, 상기 위상 검파기(20)에 연결되는 저역 통과 필터(30)로 구성되어진다. 이와같이 구성된 탱크 코일을 이용한 주파수 검파회로는 FM 신호가 탱크 코일(5)을 거쳐 위상 검파기(20)로 입력이 된다. 이때 탱크 코일(5)의 주파수 위상 특성에 의해 FM 신호는 주파수에 따라 각기 다른 위상을 가지고 입력이 되며, 위상 검파기(20)에서는 입력 신호인 FM 신호와 상기 탱크 코일의 출력신호와의 위상차에 의해 검파된 파형을 출력시키고, 이 파형은 저역 통과 필터(30)를 통해 적분되어 고주파 성분을 제거하여 출력하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기 PLL 방식을 이용한 주파수 검파회로는 IC 내부에 내장할 수는 있으나 회로가 복잠하여 IC 설계상의 어려움이 있다. 그리고 상기 탱크 코일 방식을 이용한 주파수 검파회로는 탱크 코일 등을 접척화할 수 없기 때문에 외부에 탱크 코일을 장착하여 사용해야 하므로 단일 IC내에 집적화된 검파회로를 실현할 수 없는 문제점이 있다.
이 발명의 목적은 탱크 코일의 위상 주파수 특성을 위상 주파수 변환기로 대체하여 집적화가 곤란한 탱크코일을 배재시킴으로써 IC 내부에 내장할 수 있는 주파수 변조 검파 회로를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 특징은 입력신호인 주파수 변환신호를 주파수 및 위상이 변환되도록 하는 주파수 위상 변환회로와, 상기 주파수 위상 변환회로의 출력신호와 입력 신호인 주파수 변조신호와의 위상차에 의해 검파된 파형을 출력하는 위상 검파기와, 상기 위상 검파기의 출력 파형을 적분하여 음성신호로 출력하는 저역 통과 필터로 이루어진 주파수 검파회로에 있어서, 상기 주파수 위상 변환회로는입력되는 주파수 변조 신호를 90°쉬프트시키는 제 1 저역 통과 필터와, 상기 제 1 저역 통과 필터에 의해 감쇄된 신호를 입력으로 받아 그 신호를 증폭시키는 제 1 증폭기와, 상기 제 1 증폭기에 연결되는 밴드 패스 필더는 제 2 증폭기와 피드백으로 연결된 밴드 리젝트 필터로 이루어져 있다.
이하, 이 발명에 따른 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 2 도는 이 발명의 일실시예에 따른 주파수 변조 검파 회로에 관한 것이다. 제 2 도에 나타낸 바와 같이이 발명의 주파수 변조 검파회로는, 입력 신호인 FM 신호의 주파수 및 위상을 변화사키는 주파수 위상 변환회로(10)와, 상기 주파수 위상 변환회로(10)에 연결되고 입력 FM 신호와 주파수 위상 변환회로(10)이 출력 신호와의 위상차에 의해 검파된 파형을 출력하는 위상 검파기(20)와, 상기 위상 검파기(20)에 연결되고 그 출력 파형을 적분하여 음성신호를 출력하는 저역 통과 필터(30)로 구성된다.
여기서, 상기 주파수 위상 변환회로(10)는 종래의 탱크 코일부와 대응하는 구성으로서 이 발명의 목적 달성과 관련한 핵심 기술 내용이다. 이 주파수 위상 변환 회로(10)의 구체적인 구성은, 입력된 FM파를 중심주파수에서 위상이 90° 쉬프트 되게하는 제 1 저역 통과필터(1)와, 상기 제 1 저역 통과 필터에 연결되고 감쇄된 신호를 증폭시키는 제 1 증폭기(2)와, 상기 제 1 증폭기(2)에 연결되고 최종 주파수 위상 변환 특성을 갖도록 조절되는 제 2 증폭기(3)와 밴드 리젝트 필터(4)로 구현되는 밴드 패스 필터(6)로 이루어진다.
이와 같이 구성된 이 발명에 따른 주파수 변조 검파회로의 동작을 설명한다.
제 3 도는 주파수 위상 변환기내 각 부분의 주파수 특성도이고, 제 4 도는 제 2 도에 대한 각 부의 파형도를 나타낸다.
먼저, 제 2 도를 참조하면, 입력 단자로 제4(a)도와 같은 FM 파형이 수신되면, 이 입력 신호는 위상검파기(20)와 주파수 위상 변환회로(10)로 각각 입력된다. 상기 주파수 위상 변환회로(10)로 입력된 FM신호는 제 1저역 통과 필터(1)를 통해 중심 주파수에서 위상이 90°쉬프트된다(제 3a 도). 이때, 제 1저역 통과 필터(1)에 의해 감쇄된 신호는 제 1 증폭기(2)에 의해 증폭되고, 상기 제 1 증폭기(2)에 의해 증폭된 신호는 제 3b 도와 같은 주파수 위상 특성을 가지는 밴드 패스 필터(6)에 입력된다.
상기 주파수 위상 변환회로(10)의 최종 주파수 위상 변환 특성은 제 3c 도와 같다. 여기서 중심 주파수는 위상이 90°쉬프트되고, 중심 주파수보다 작은 값일 경우는 위상이 90°보다 큰값으로 쉬프트 되고, 중심 주파수보다 큰 값일 경우에는 위상이 90° 보다 작은 값으로 쉬프트된다.
상기 주파수 위상 변환회로(10)로 입력된 FM 신호는 제 3c 도와 같은 특성에 의해 제 4b 도와 같은 파형이 된다. 즉 입력 신호인 FM 신호의 첫번째 펄스를 기준으로 했을때 첫번째 펄스의 위상은 90°쉬프트되어 펄스를 만들고, 두번째 입력된 펄스도 마찬가지로 90°쉬프트되고, 세번째 입력된 파형은 주파수가 중심 주파수보다 작으므로 90° 보다 큰 위상만큼 쉬프트되어 나타난다.
한편, 위상 검파기(20)에서는 입력 FM 신호인 제 4a 도와 주파수 위상 변환회로(10)의 출력파형인 제 4b 도와의 위상차이를 나타내는 제 4c 도와 같은 파형을 출력한다.
저역 통과 필터(30)에서는 상기 위상 검파기(20)의 출력파형을 적분하여 제 4d 도와 같은 최종 검파신호를 출력한다.
제 5 도는 제 2 도의 각 블럭들의 주파수 특성도이다. 제 5 도에서는 텔레비젼의 음성 중간 주파수단의 FM검파 회로에 이 발명을 적용한 것으로, 입력단에는 중심 주파수가 4.5MHz이고 디비에이션(Deviation)이 ±25KHz인 FM파를 입력하였다.
각 부분들의 주파수 특성을 살펴보면, 제 5a 도는 주파수 위상 변환 특성을 종래의 탱크 코일(5)과 맞추기 위해 제 1저역 통과 필터(1)를 사용하여 중심 주파수 4.5MHz에서 위상이 90°쉬프트된 것을 보여주고, 제 5b 도는 상기의 제 1저역 통과 필터를 통과해서 주파수의 이득이 감소된 것을 보여주며, 제 5c 도는 제 1증폭기(2)를 거쳐 이득을 증폭시킨 것이다. 제 5d 도는 제 2증폭기(3)와 밴드 리젝트 필터(4)로 구성된 밴드 패스 필터(6)의 주파수 위상 변환 특성을 나타낸 것이고, 제 2증폭기(3)의 이득에 의해 주파수 위상 변환 특성을 조절할 수 있다. 또한, 제 5e 도는 각 블럭을 통과한 최종 주파수 위상 변환 특성을 나타낸 것으로서, 이것은 탱크 코일(5)을 이용한 주파수 위상 변환기의 주파수 위상 특성과 비슷한 특성을 갖고 있다.
제 5f 도 및 제 5g 도는 밴드 패스 필터(6)내의 제 2증폭기(3)의 이득을 각각 0dB와 10dB로 하였을 때의 검파 출력으로서 제 2증폭기(3)의 이득을 조절함으로써 주파수 위상 변환 특성을 조절할 수 있음을 보인 것이다.
이상에서와 같이 이 발명에 다른 주파수 변조 검파회로에 의하면, 저역 통과 필터, 제 1 증폭기, 제 2 증폭기 및 밴드 리젝트 필터로 구성되는 밴드 패스 필터를 구비한 주파수 위상 변환기를 이용함으로써 주변회로인 탱크 코일을 배제시키고, 주파수 변조 검파회로를 접적회로내에 내장할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 입력신호인 주파수 변환신호를 주파수 및 위상 변환하는 주파수 위상 변환회로(10)와, 상기 주파수 위상 변환회로(10)의 출력신호와 입력 신호인 주파수 변조 신호와의 위상차에 의해 검파된 파형을 출력하는 위상 검파기(20)와, 상기 위상 검파기(20)의 출력 파형을 적분하여 음성신호로 출력하는 저역 통과 필터(30)로 이루어진 주파수 변조 검파회로에 있어서, 상기 주파수 위상 변환회로(10)는 입력되는 주파수 변조신호를 90°쉬프트시키는 제 1 저역 통과 필터(1)와, 상기 제 1 저역 통과 필터(1)에 의해 감쇄된 신호를 입력으로 받아 그 신호를 증폭시키는 제 1 증폭기(2)와, 상기 제 2 증폭기(2)에 연결되는 앤드 패스 필터(6)로 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 변조 검파회로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 위상 변환회로(10)의 밴드 패스 필터(6)는 상기 제 1 증폭기(2)에 연결되는 제 2 증폭기(3)와, 상기 제 2 증폭기(3)에 피드백으로 연결되는 밴드 리젝트 필터(4)로 이루어지는 것을특징으로 하는 주파수 변조 검파회로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 위상 변환회로(10)의 제 1 증폭기(2)에서 출력하는 신호를 제 2 증폭기(3)의 이득을 조절함으로써 주파수 위상 변환 특성을 조절하는 회로인 것을 특징으로 하는 주파수 변조 검파회로.
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