KR960013650B1 - 에이치디티브이(hdtv) 수신기의 자동이득 조절장치 - Google Patents

에이치디티브이(hdtv) 수신기의 자동이득 조절장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

에이치디티브이(HDTV) 수신기의 자동이득 조절장치
제1도는 본 발명에 의한 자동이득 조절장치의 구성도.
제2도는 제1도의 모드선택 신호에 의한 튜너증폭기 및 IF증폭기의 이득특성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 튜너증폭기 2 : IF증폭기
3 : 이득조절 신호제어부 4 : A/D변환기
5 : 데이타 세그먼트 동기신호 검출기 6 : 복조기
31,32 : D/A변환기 33 : 튜너증폭기 이득비교기
34 : IF증폭기 이득비교기 35 : 멀티플렉서
36,37 : 업/다운 카운터 38 : 카운터 인에이블 신호발생기
39 : 모드선택 신호 40 : 인에이블 신호
381,382 : AND게이트 383 : NOT게이트
본 발명은 8VSB(8 Vestigial Side Band)에 의해 신호가 전송되는 HDTV(High Definition Television) 수신기의 자동이득 조절장치에 관한 것으로, 특히 입력신호의 전압크기 조절을 튜너와 IF증폭기(Intermediate Frequency Amplifier)에서 수행하는 자동이득 조절장치에 관한 것이다.
종래의 NTSC(National Televison System Commitee Television)의 자동이득 조절장치는 수평동기 신호의 크기를 일정한 한계레벨(Threshold Level)을 기준으로 검출하고 저역통과 필터링하여 튜너와 IF증폭기의 이득을 조절하는 방식을 채택하였다. 이때 튜너와 IF증폭기의 이득을 조절하는 경우, 동시에 튜너와 IF증폭기의 이득을 조절하는 것이 아니고 튜너는 가능하면 최대이득을 갖도록 하고 IF증폭기의 이득을 조정하여 최적이득점(Optimal Gain Point)을 갖도록 하고, IF증폭기만으로 조절이 안될 경우, 튜너으 증폭이득을 조절하는 지연 AGC(Delayed Auto Gain Control) 방식을 이용한다.
이와 같이 지연 AGC 방식을 채택한 이론적 배경은 다단증폭기(Multi-Stage Amplifier)의 잡음감도(Noise Figure)에 관한 다음 식으로부터 알 수 있다.
다단증폭기의 잡음감도(F)는
여기서 F1은 첫 번째단의 증폭기의 잡음감도이고, F2는 두 번째단의 증폭기의 잡음감도이고, F3는 세 번째단의 증폭기의 잡음감도이고, G1은 첫 번재단의 증폭기의 이득이고, G2는 두 번째단의 증폭기의 이득이다.
위 식에서 알 수 있듯이 두 번째단 이상의 증폭기의 잡음감도(F2,F3, )는 첫 번째단의 증폭기의 이득(G1)에 크게 좌우된다. 따라서 TV튜너와 IF증폭기의 이득조절을 튜너증폭기의 이득을 가능하면 최대로 하는 것이 전체시스템의 잡음특성을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 전체시스템의 잡음특성을 향상시키기 위한 자연 AGC 구동회로를 디지털회로로 구현한 HDTV 수신기의 자동이득 조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 튜너증폭기와 IF증폭기에서 증폭되어 기저대역 신호로 변환된 신호를 A/D(Analog/Digital)변환하는 A/D변환수단, 상기 A/D변환수단에서 A/D변환된 신호로부터 동기신호를 검출하고 동기신호 크기를 일정기준에 따라 판단하여 카운터의 업/다운모드(Up/Down Mode)를 결정하는 모드선택 신호와 이득조절을 제어하는 인에이블 신호를 출력하는 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단, 및 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단으로부터 출력되는 신호에 따라 상기 튜너증폭기와 IF증폭기의 이득을 조절하는 이득조절신호 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 의한 자동이득 조절장치의 구성도이다. 본 발명에 의한 HDTV 수신기의 자동이득 조절장치는 제1도에 도시한 바와 같이 이득이 조절되는 두 개의 증폭기, 즉 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2),A/D변환기(Analog/DigitalConverter) (4), 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(Data Segment Sync Detector) (5), 복조기(6) 및 이득조절 신호제어부(3)로 구성된다.
튜너증폭기(1)는 안테나로 수신된 동조된 신호를 이득조절 신호제어부(3)의 제어에 따라 증폭시키고, IF 증폭기(2)는 튜너증폭기(1)로부터 출력되어 IF 신호로 변환된 신호를 이득조절 신호제어부(3)의 제어에 따라 증폭시킨다.
A/D변환기(4)는 IF증폭기(2)에서 증폭되어 복조기(6)에서 기저대역 신호로 변환된 신호를 A/D변환하여 디지털신호로 출력한다.
데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)는 A/D변환기(4)로부터 출력되는 신호로부터 동기신호를 검출하고 동기신호 크기를 일정기준에 따라 판단하여 2비트인 이득조절 증폭기의 이득조절 신호 즉, 1비트인 모드선택 신호(39)와 1비트인 인에이블 신호(40)를 발생시킨다.
복조기(6)는 IF증폭기(2)에 증폭되어 출력되는 신호를 기저대역 신호로 복조한다.
이득조절 신호제어부(3)는 D/A변환기(31),(32), 튜너증폭기 이득비교기(33), IF증폭기 이득비교기(34), 멀티플렉서(35), 카운터 인에이블 신호발생기(38), 업/다운 카운터(36),(37)로 구성되어, 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 이득조절 신호를 이용하여 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2)의 이득을 조절한다.
업/다운 카운터(36)는 카운터 인에이블 신호발생기(38)로부터 출력되는 신호에 따라 인에이블되고, 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 업모드(Up Mode)와 다운모드(Down Mode)를 결정하는 1비트의 모드선택 신호(39)에 따라 업/다운모드가 결정되어 입력되는 클럭(clk)에 따라 업/다운 카운팅한다.
업/다운 카운터(37)는 카운터 인에이블 신호발생기(38)로부터 출력되는 신호에 따라 인에이블되고, 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되어 업모드와 다운모드를 결정하는 1비트인 모드선택 신호(39)에 따라 업/다운모드가 결정되어 입력되는 클럭(CLK)에 따라 업/다운 카운팅한다.
카운터 인에이블 신호발생기(38)는 멀티플렉서(35)로부터 출력되는 신호와 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 1비트의 인에이블 신호(40)를 논리곱하여 업/다운 카운터(37)의 인에이블 단자(E)로 출력하는 AND게이트(382), 멀티플렉서(35)로부터 출력되는 신호를 반전시키는 NOT게이트(383), 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되며 이득조절을 제어하는 1비트의 인에이블 신호(40)와 NOT게이트(383)로부터 출력되는 신호를 논리곱하여 업/다운 카운터(36)의 인에이블 단자(E)로 출력하는 AND 게이트(381)로 구성되어, 멀티플렉서(35)의 출력신호와 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)의 인에이블 신호(40)에 따라 업/다운 카운터(36), (37)를 인에이블/디스에이블시킨다.
멀티플렉서(35)는 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 1비트인 모드선택 신호(39)에 따라 튜너증폭기 이득비교기(33) 및 IF증폭기 이득비교기(34)의 출력신호중 하나를 선택하여 카운터 인에이블 신호발생기(38)로 출력한다.
즉, 멀티플렉서(35)는 모드선택 신호(39)가 하이레벨(High Level)이면 IF증폭기 이득비교기(34)의 출력신호를 선택하고 모드선택 신호(39)가 로우레벨(Low Level)이면 튜너증폭기 이득비교기(33)를 선택한다.
튜너증폭기 이득비교기(33)는 튜너증폭기의 최대이득인 최대기준치와 업/다운 카운터(36)로부터 출력되는 신호를 비교하여 그 결과를 멀티플렉서(35)로 출력한다. IF증폭기 이득비교기(34)는 IF증폭기의 최소이득인 최소기준치와 업/다운 카운터(37)로부터 출력되는 신호르 비교하여 그 결과를 멀티플렉서(35)로 출력한다. D/A변환기(31)는 업/다운 카운터(36)로부터 출력되는 신호를 D/A변환하여 튜너증폭기(1)의 이득을 조절하는 이득조절 신호로 출력한다.
D/A변환기(32)는 업/다운 카운터(37)로부터 출력되는 신호를 D/A변환하여 IF증폭기(2)의 이득을 조절하는 이득조절 신호로 출력한다.
이와 같이 구성된 자동이득 조절장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
업/다운 카운터(36),(37)의 출력은 D/A변환기(31),(32)를 통해 아날로그 신호로 변환되어 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2)의 이득을 조절하게 된다. 이때 업/다운 카운터(36),(37)는 초기상태에서 최대출력을 갖도록 하여 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2)가 최대이득을 갖도록 한다.
먼저 초기상태에서 업/다운 카운터(36),(37)가 최대값이 되므로, 튜너증폭기 이득비교기(33)는 최대이득인 최대기준치와 업/다운 카운터(36)의 최대값을 비교하여 로우레벨(Low Level) 신호를 출력하고, IF증폭기 이득비교기(34)는 최소이득인 최소기준치와 업/다운 카운터(37)의 최대값을 비교하여 하이레벨(High Level) 신호를 출력한다.
또한 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)는 A/D변환기(4)로부터 출력되는 신호를 이용하여 1비트의 모드선택 신호(39)를 다운모드를 나타내는 하이레벨로 출력한다. 멀티플렉서(35)는 하이레벨의 모드선택 신호(39)에 따라 IF증폭기 이득비교기(34)의 출력신호를 선택하여 카운터 인에이블 신호발생기(38)로 출력한다. 즉 멀티플렉서(35)는 IF증폭기 이득비교기(34)로부터 출력되는 하이레벨 신호를 카운터 인에이블 신호 발생기(38)로 출력한다.
멀티플렉서(35)로부터 출력되는 하이레벨 신호는 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 하이레벨의 인에이블 신호(40)와 AND게이트(382)에서 논리곱되어 업/다운 카운터(37)를 인에이블시키고, 업/다운 카운터(36)를 디스에이블시킨다.
인에이블된 업/다운 카운터(37)는 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 하이레벨의 모드선택 신호(39)에 따라 다운모드로 동작하여 다운카운팅되므로써, 출력이 감소되어 D/A변환기(31)로부터 튜너증폭기(1)로 출력되는 튜너증폭기 이득은 최대값으로 최대이득 상태가 되고, D/A변환기(32)로부터 출력되는 IF증폭기 이득은 감소상태로 들어간다.
최적 이득점이 나타나지 않아, 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)에서 계속해서 하이레벨 상태의 모드선택 신호(39)를 출력하면 업/다운 카운터(37)로부터 출력되고 D/A변환기(32)에서 변환되어 출력되는 IF증폭기 이득이 계속 감소되어 IF증폭기 이득이 최소치가 되면 IF증폭기 이득비교기(34)의 출력신호가 로우레벨이 되므로 멀티플렉서(35)는 IF증폭기 이득비교기(34)로부터 출력되는 로우레벨 신호를 선택하여 카운터 인에이블 신호발생기(38)로 출력한다.
멀티플렉서(35)로부터 출력되는 로우레벨 신호는 NOT게이트(383)에서 반전된 후 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 하이레벨의 인에이블 신호(40)와 AND게이트(381)에서 논리곱되어 업/다운 카운터(36)를 인에이블시키고 업/다운 카운터(37)를 디스에이블시킨다.
인에이블된 업/다운 카운터(36)는 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 하이레벨의 모드선택 신호(39)에 따라 다운모드로 동작하여 다운카운팅되므로써 출력이 감소된다.
따라서 업/다운 카운터(37)는 디스에이블되어 D/A변환기(32)로부터 출력되는 IF증폭기 이득은 최소값으로 최소이득 상태로 계속 유지하고, 반면에 업/다운 카운터(36)는 인에이블되므로 튜너증폭기(1)의 이득조절이 시작되어 D/A변환기(31)로부터 출력되는 튜너증폭기 이득은 감소상태로 들어간다.
이와 같이 튜너증폭기의 이득조절이 계속되어 동기신호의 레벨이 적당한 상태가 되면 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)의 인에이블 신호(40)가 로우레벨 상태가 된다.
로우레벨 상태가 된 인에이블 신호(40)에 의해 카운터 인에이블 신호발생기(38)는 로우레벨 신호를 업/다운 카운터(36), (37)로 각각 출력하므로, 업/다운 카운터(36),(37)는 모두 디스에이블되어 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2)는 일정한 이득을 갖게 된다.
만약 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)에서 모드선택 신호(39)와 인에이블 신호(40)를 각각 로우레벨과 하이레벨로 출력하면 멀티플렉서(35)는 튜너증폭기 이득비교기(33)의 출력을 선택하고 업/다운 카운터(36)는 계속해서 업모드로 동작하여 업카운팅하여 튜너증폭기 이득은 최대가 되며 이때 튜너증폭기 이득비교기(33)의 출력은 로우레벨에서 하이레벨 상태로 바뀌게 된다.
튜너증폭기 이득비교기(33)의 출력이 하이레벨 상태로 바뀌면 업/다운 카운터(36)는 디스에이블되고 업/다운 카운터(37)가 인에이블되어 IF증폭기의 이득을 조절하여 적정한 신호레벨을 유지하는 동작을 하게 된다.
제2도는 제1도의 모드선택 신호(39)와 인에이블 신호(40)에 의한 튜너증폭기(1) 및 IF증폭기(2)의 이득특성도이다.
즉, 튜너증폭기(1) 및 IF증폭기(2)의 이득은 데이터 세그먼트 동기신호 검출기(5)로부터 출력되는 모드선택 신호(39)에 따라 제2도에 도시한 바와 같은 특성을 나타낸다.
상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 튜너증폭기의 이득을 가능하면 최대가 되도록 하여 전체시스템의 잡음특성을 향상시킬 수 있는 지연 AGC 방식의 조절전압 구동회로를 디지털회로로 구현하여, 지연AGC 방식을 적용하는 동기디지탈 통신시스템(Synchronous Digital Communication System)에 적용가능하며, 특히 데이터 세그먼트 동기신호로 이득을 조절하는 8VBS HDTV 전송시스템의 지연 AGC 구동회로에 효과적으로 적용시킬 수 있고 ASIC(Application Spefcific Integrated Cirunits)화가 가능하여 실제 구현이 용이한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2)에서 증폭되어 기저대역 신호로 변환된 신호를 A/D(Analog/Digital)변환하는 A/D변환수단(4), 상기 A/D변환수단(4)에서 A/D변환된 신호로부터 동기신호를 검출하고 동기신호 크기를 일정기준에 따라 판단하여 업/다운모드(Up/Down Mode)를 결정하는 모드선택 신호(39)와 이득조절을 제어하는 인에이블 신호(40)를 출력하는 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5), 및 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5)으로부터 출력되는 신호에 따라 상기 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2)의 이득을 조절하는 이득조절신호 제어수단(3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV 수신기의 자동이득 조절장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이득조절신호 제어수단(3)은 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5)으로부터 출력되는 모드선택 신호(39)에 따라 업/다운 카운팅하는 제1 및 제2업/다운 카운터(36),(37), 상기 제1 및 제2업/다운 카운터(36),(37)로부터 출력되는 신호를 D/A(Digital/Analog)변환하여 상기 튜너증폭기(1)와 IF증폭기(2)의 이득을 조절하는 제1 및 제2 D/A변환수단(31),(32), 상기 제1업/다운 카운터(36)로부터 출력되는 신호를 상기 튜너증폭기(1)의 최대이득과 비교하는 튜너증폭기 이득비교수단(33), 상기 제2업/다운 카운터(37)로부터 출력되는 신호를 상기 IF증폭기(2)의 최소이득과 비교하는 IF증폭기 이득비교수단(34), 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5)으로부터 출력되는 모드선택 신호(39)에 따라 상기 튜너증폭기 이득비교수단(33)과 IF증폭기 이득비교수단(34)의 출력신호중 하나를 선택하는 멀티플렉서(35), 및 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5)으로부터 출력되는 인에이블 신호(40)와 멀티플렉서(35)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 제1 및 제2업/다운 카운터(36),(37)를 인에이블/디스에이블시키는 카운터 인에이블 신호발생수단(38)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV 수신기의 자동이득 조절장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 카운터 인에이블 신호발생수단(38)은 상기 멀티플렉서(35)로부터 출력되는 신호를 반전시키는 반전수단(383), 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5)으로부터 출력되는 인에이블 신호(40)와 상기 반전수단(383)으로부터 출력되는 신호를 논리곱하여 상기 제1업/다운 카운터(36)의 인에이블 단자로 출력하는 제1논리곱수단(381), 및 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5)으로부터 출력되는 인에이블 신호(40)와 상기 멀티플렉서(35)로부터 출력되는 신호를 논리곱하여 상기 제2업/다운 카운터(37)의 인에이블 단자로 출력하는 제2논리곱수단(382)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 HDTV 수신기의 자동이득 조절장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 멀티플렉서(35)는 상기 데이터 세그먼트 동기신호 검출수단(5)으로부터 출력되는 모드선택 신호(39)가 하이레벨(High Level)이면 상기 IF증폭기 이득비교수단(34)의 출력신호를 선택하고, 상기 모드선택 신호(39)가 로우레벨(Low Level)이면 상기 튜너증폭기 이득비교수단(33)의 출력신호를 선택하여 상기 카운터 인에이블 신호발생수단(38)으로 출력하는 것을 특징으로 하는 HDTV 수신기의 자동 이득 조절장치.
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