KR970005651B1 - 2중 주파수 변환튜너 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2중 주파수 변환튜너

제1도는 본 발명의 구성을 나타내는 블록도.

제2도는 본 발명에 따른 밸런의 외형을 설명하기 위한 사시도.

제3도는 본 발명의 밸런에서 위상변화를 설명하기 위한 회로도.

제4도는 종래 기술에 의한 튜너의 구성을 나타내는 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 입력단 200 : 저역통과필터

310,320,330,340 : 밸런(Balun) 400 : 업컨버터

500,700 : 대역통과필터 600 : 다운컨버터

800 : 출력단 410,420,610,620 : 고주파 증폭부

430,440 : 고주파 감쇠부 450,630 : 혼합부

460,640 : 전압제어 발진부 470,480 : 중간주파 증폭부

650 : 저주파 증폭부

본 발명은 텔레비젼, VCR, 유선 텔레비젼, 멀티미디어, 고화질 텔레비젼(HDTV)에 사용되는 2중 주파수 변환튜터에 관한 것으로서, 특히 신호의 왜곡을 줄이고 직선성을 개선시켜 사용 가능한 주파수의 범위를 45MHz 내지 1000MHz의 광대역으로 확장시킨 2중 주파수 변환튜너에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비젼, VCR, 유선 텔레비젼(CATV), 멀티미디어, 고화질 텔레비젼(HDTV)에서는 45MHz 내지 1000MHz의 광범위 대역폭을 사용한다. 이때, 진폭이 큰 저주파신호와 진폭이 작은 고주파신호가 입력되면 고주파신호는 저주파신호에 의해 왜곡과 변조가 발생한다. 즉, 고주파 신호는 진폭변조된 신호파형과 많은 신호가 혼합되어 신호의 왜곡이 발생하였다. 이를 방지하기 위해서는 왜곡이 작고 직선성이 높은 능동소자를 사용하는 것이 필요하다.

제4도는 종래 기술에 의한 튜너의 구성 및 각 부분의 기능을 나타내는 블록 회로도이다.

제4도를 참조하면, 참조번호 10은 안테나(1)을 통해 입력된 신호의 세기를 감쇠시키기 위한 감쇠기이고, 참조번호 21은 VHF 대역의 로우(LOW)부분을 통과시키기 위한 대역통과필터이고, 참조번호는 22는 VHF 대역의 하이(HIGH) 부분을 통과시키기 위한 대역통과필터이고, 참조번호 23은 UHF 대역을 통과시키기 위한 고역통과필터이고, 참조번호 24는 바렉터 필터이다.

참조번호 31은 817 내지 1231MHz의 주파수를 발진하는 UHF용 발진기이고, 32는 401 내지 557MHz의 주파수를 발진하는 VHF용 발진기이다.

참조번호 41은 상기 VHF 대역의 대역통과필터(21,22)의 출력신호중 하나를 선택하여 VHF 대역에서 일부를 입력시키기 위한 제1핀스위치이고, 참조번호 42는 VHF 또는 UHF 대역을 선택하기 위한 제2핀스위치이고, 43은 상기 발진기(31,32) 중 하나를 선택하기 위한 제3핀스위치이다.

참조번호 50은 상기 제2핀스위치(42) 및 제3핀스위치(43)의 출력신호를 입력받아 중간주파수를 출력하는 혼합기이고, 참조번호 61 및 62는 SAW 필터이다. 또한, 참조번호 70은 증폭기이다.

이상에서 설명한 바와 같이 종래의 튜너는 VHF와 UHF의 대역에 따라 별도의 필터가 구성되어 다수의 필터가 필요하게 되고, 스위치 방식에 의해 작동되어 단일회로로서 단일변환을 수행한다.

결국, 단일회로로 구성되기 때문에 부품수가 많아서 회로가 복잡하게 되어 제품의 소형화가 불가능하게 되고, 그에 따라 제조 공정이 길어져 대량생산에 한계성이 나타나는 문제점이 있다.

또한, 수신주파수를 직접 TV 영상 중간주파수 대역으로 변환시키기 때문에 이미지 주파수의 방해문제가 발생되고, 직선성이 낮아서 일반적인 튜너에서 발생되는 신호의 왜곡을 개선하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 신호의 분배 및 결합 기능을 갖는 밸런을 업컨버터 및 다운컨버터의 전단 및 후단에 연결하여 증폭 및 혼합으로 인한 신호의 왜곡을 상쇄시키는 동시에 화합물 반도체 마이크로웨이브 직접회로(MMIC)를 이용하여 직선성을 개선시킬 수 있는 2중 주파수 변환튜터를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력단에 연결된 저역통과필터의 출력신호를 크기는 1/2로 되고 위상은 90도 차가 발생하는 2개의 신호로 분배하는 제1밸런과, 상기 제1밸런의 출력신호와 제1발진주파수를 혼합하여 고주파의 중간주파수 신호를 출력하는 업컨버터와, 상기 업컨버터에서 출력되는 2개의 중간주파수 신호를 입력받아 결합하는 동시에 상기 제1밸런에서 발생되는 왜곡과 반대의 왜곡이 발생하여 서로 상쇄되도록 하는 제2밸런과, 상기 제2밸런의 출력단에 연결된 제1대역통과필터와, 상기 제1대역통과필터의 출력신호를 크기는 1/2로 되고 위상은 90도 차가 발생하는 2개의 신호로 분배하는 제3밸런과, 상기 제3밸런의 출력신호와 제2발진주파수를 혼합하여 저주파의 중간주파수 신호를 출력단으로 출력하는 다운컨버터와, 상기 다운컨버터의 혼합부에서 출력하는 2개의 중간주파수 신호를 입력받아 결합하는 동시에 상기 제3밸런에서 발생되는 왜곡과 반대의 왜곡이 발생하여 서로 상쇄되도록 하는 제4밸런과, 상기 제4밸런의 출력신호를 입력받아 소정 대역의 주파수를 상기 다운컨버터의 증폭부로 출력하는 제2대역통과필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 주파수 변환튜너를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 업컨버터 및 다운컨버터는 화합물 반도체 마이크로웨이브 직접회로(MMIC : microwave monolitics integrated circuits)를 이용하여 구성됨으로써 전체적인 제품의 크기를 소형화할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 2중 주파수 변화튜터의 구성을 나타내는 회로도이고, 제2도는 밸런의 외관을 나타내는 사시도이고, 제3도는 밸런에서의 위상변화를 설명하기 위한 회로도이다.

제1도를 참조하면, 본 발명에 의한 2중 주파수 변환튜터는 입력단(100)에 연결되어 45MHz 내지 1000MHz의 광대역 입력신호를 통과시키는 저역통과필터(200)와, 상기 저역통과필터(200)의 출력신호를 입력받는 제1밸런(310)과, 상기 제1밸런(310)의 출력신호를 입력받아 2000MHz의 중간주파수 신호를 출력하는 업컨버터(400)와, 상기 업컨버터(400)에서 출력되는 중간주파수 신호를 입력받는 제2밸런(320)과, 상기 제2밸런(320)의 출력신호를 입력받는 제1대역통과필터(500)와, 상기 제1대역통과필터(500)의 출력신호를 입력받는 제3밸런(330)과, 상기 제3밸런(330)의 출력신호를 입력받아 증폭 및 혼합을 수행하여 출력단(800)으로 50MHz의 중간주파수 신호를 출력하는 다운컨버터(600)와, 상기 다운컨버터(600)의 혼합부(630)에서 출력하는 중간주파수 신호를 입력받는 제4밸런(340)과, 상기 제4밸런(340)의 출력신호를 입력받아 소정 대역의 주파수를 상기 다운컨버터(600)의 증폭부(650)로 출력하는 제2대역통과필터(700)로 구성된다.

상기 업컨버터(400)는 상기 제1밸런(310)의 출력신호를 입력받는 제1고주파 증폭부(410) 및 제2고주파 증폭부(420)와, 상기 제1고주파 증폭부(410)의 출력신호를 입력받는 제1고주파 감쇠부(430)와, 상기 제2고주파 증폭부(420)의 출력신호를 입력받는 제2고주파 감쇠부(440)와, 상기 제1고주파 감쇠부(430) 및 제2고주파 감쇠부(440)의 출력신호를 입력받아 혼합하여 중간주파수를 출력하는 제1 2중대칭 혼합부(450)와, 상기 제1 2중대칭 혼합부(450)에 소정의 발진주파수를 출력하는 제1전압제어 발진부(460)와, 상기 제1 2중대칭 혼합부(450)에서 출력되는 중간주파수를 입력받아 증폭하는 제1 중간주파 증폭부(470) 및 제2 중간주파 증폭부(480)로 구성된다.

상기 다운컨버터(600)는 상기 제3 밸런(330)의 출력신호를 입력받은 제3 고주파 증폭부(610) 및 제4 고주파 증폭부(620)와, 상기 제3 고주파 증폭부(610) 및 제4 고주파 증폭부(620)의 출력신호를 입력받아 혼합하여 중간주파수를 출력하는 제2 2중대칭 혼합부(630)와, 상기 제2 2중대칭 혼합부(630)에 소정의 발진주파수를 출력하는 제2 전압제어 발진부(640)와, 상기 제2 대역통과필터(700)에서 출력되는 신호를 입력받아 증폭하는 저주파 증폭부(650)로 구성된다.

상기와 같은 업컨버터(400) 및 다운컨버터(600)는 화합물 반도체 마이크로웨이브 집적회로(MMIC : microwave monolitics integrated circuits)로 구성된다.

상기 각각의 밸런(310,320,330,340)은 제2도에 도시된 바와 같이 타원형의 페라이트 코아에 형성된 구멍을 통과하도록 같은 길이 및 같은 두께의 코일을 주파수 대역에 따라 1 내지 5회로 감아 구성되고, 입력신호의 분배기능 또는 결합기능을 수행하고, 전단의 회로와 후단의 회로를 정합하는 기능을 갖는다.

상기 각 밸런(310,320,330,340)은 4개의 포트(port)를 갖는데, 상기 제1밸런(310) 및 제3밸런(330)에서는 port1은 입력포트이고, port2는 접지포트이고, port3 및 port4는 출력포트이다. 한편, 제2밸런(320) 및 제4밸런(340)에서는 port1 및 port2는 입력포트이고, port3은 접지포트이고, port4는 출력포트이다.

제3도를 참조하여 상기 각 밸런의 기능 및 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 제1밸런(310) 및 제3밸런(330)의 동작은, port1에 입력된 신호는 그 크기가 1/2로 반감되어 port3에서 출력되고, port4에는 유도방법에 의해 신호가 유지되는데 port3의 출력신호와 위상이 90도 차이가 있는 동시에 크기는 입력신호의 1/2인 신호가 출력된다.

상기 제2밸런(320) 및 제4밸런(340)의 동작은, port1 및 port2의 입력신호는 결합되는데, port3은 접지되어 상기 제1밸런(310) 및 제3밸런(330)에서 발생되는 왜곡과 반대의 왜곡이 발생되도록 하여 그 왜곡 성분을 상쇄시키고, port4는 같은 위상의 신호가 더해져 입력신호보다 2배의 크기를 갖는 신호가 출력된다.

결국, 상기 제1밸런(310) 및 제3밸런(330)은 port1의 입력신호를 분배하여 port3 및 port4로 출력하는 분배기능을 수행하고, 상기 제2밸런(320) 및 제4밸런(340)은 port1 및 port2의 입력신호를 결합하여 port4로 출력하는 결합 기능을 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 상기 저역통과필터(200)에서 입력단(100)을 통해 들어오는 입력신호중 45MHz 내지 1000MHz의 성분만을 통과시키고, 상기 저역통과필터(200)의 출력신호는 상기 제1밸런(310)에서 크기가 1/2이고 위상이 90도 차이가 생기는 2개의 신호로 분배된다.

상기 제1고주파 증폭부(410) 및 제2고주파 증폭부(420)에서는 각각 상기 제1밸런(310)에서 출력되는 신호를 10배 이상 증폭하고, 상기 제1고주파 감쇠부(430) 및 제2고주파 감쇠부(440)는 전압조정에 따라 신호를 감쇠시킨다.

그후, 상기 제1 2중대칭 혼합부(450)에서 상기 제1 고주파 감쇠부(430), 제2 고주파 감쇠부(440)의 출력신호 및 제1 전압제어 발진부(46)의 발진주파수를 입력받아 혼합하여 중간주파수를 출력한다. 이때, 상기 제1 2중대칭 혼합부(450)에서는 -6dB 내지 -10dB의 손실이 발생된다. 상기 제1중간주파 증폭부(470) 및 제2중간주파 증폭부(480)는 중간주파수를 입력받아 증폭함으로서 상기 제1 2중대칭 혼합부(450)에서 손실되는 신호를 보상한다.

상기 제1 중간주파 증폭부(470) 및 제2 중간주파 증폭부(480)의 출력신호는 상기 제2밸런(320)에서 결합되어 그 크기가 2배로 된다.

상기 제1대역 통과필터(500)는 상기 제2밸런(320)의 출력신호를 입력받아 필요한 대역의 주파수신호만을 통과시키는데 발진주파수에 대한 고조파를 제거함으로서 중간주파수만을 남도록 한다.

상기 제1대역통과필터(500)의 출력신호를 입력받은 제3밸런(330)에서는 상기 제1밸런(310)과 동일하게 동작하여 2개의 신호를 출력하되 그 크기는 입력의 1/2이 되도록 하고, 위상은 서로 90도의 차이가 나도록 한다.

그후, 상기 제3 고주파 증폭부(610) 및 제4 고주파 증폭부(620)는 상기 제1 대역통과필터(500)에서 손실된 신호를 보상하기 위하여 각각 상기 제3밸런(330)의 증폭하고, 상기 제2 2중대칭 혼합부(630)는 상기 제3고주파 증폭부(610)와 제4 고주파 증폭부(620)의 출력신호 및 제2 전압제어 발진부(640)의 발진주파수를 입력받아 혼합하여 중간주파수를 출력한다.

상기 제4 밸런(340)에서는 상기 제2 2중대칭 혼합부(630)에서 출력되는 2개의 중간주파수 신호를 입력받아 신호의 왜곡된 부분을 서로 상쇄시키고 결합하여 크기를 2배로 한다.

그후, 상기 제2 대역통과필터(700)에서는 상기 제4 밸런(340)의 출력신호를 입력받아 소정 대역의 주파수를 통과시키고, 상기 저주파 증폭부(650)에서는 상기 제2 대역통과필터(700)에서 출력되는 신호를 입력받아 100배 이상 증폭하여 출력단(800)으로 출력한다.

상기와 같이 구성되고 동작하는 본 발명의 2중 주파수 변환튜터는 밸런을 서로 대칭적으로 구성하여 분배 및 결합의 기능을 수행하기 때문에 신호의 왜곡이 반대로 발생하여 서로 상쇄되고, 결합시 2배의 출력이 발생되어 직선성을 향상시킴으로서 신호의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 업컨버터(400) 및 다운컨버터(600)를 직접회로화할 수 있기 때문에 대량생산이 용이하게 되는 동시에 제품을 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 입력단(100)에 연결된 저역통과필터(200)와, 상기 저역통과필터(200)의 출력신호를 크기는 1/2로 되고 위상은 90도 차가 발생하는 2개 신호로 분배하는 제1밸런(310)와, 상기 제1밸런(310)의 출력신호와 제1발진 주파수를 혼합하여 고주파의 중간주파수 신호를 출력하는 업컨버터(400)와, 상기 업컨버터(400)에서 출력되는 2개의 중간주파수 신호를 입력받아 결합하는 동시에 상기 제1밸런(310)에서 발생되는 왜곡과 반대의 왜곡이 발생하여 서로 상쇄되도록 하는 제2밸런(320)과, 상기 제2밸런(320)의 출력단에 연결된 제1대역통과필터(500)와, 상기 제1대역통과필터(500)의 출력신호를 크기는 1/2로 위상은 90도 차가 발생하는 2개의 신호로 분배하는 제3밸런(330)과, 상기 제3밸런(330)의 출력신호와 제2발진주파수를 혼합하여 저주파의 중간주파수 신호를 출력단(800)으로 출력하는 다운컨버터(600)와, 상기 다운컨버터(600)의 혼합부(630)에서 출력하는 2개의 중간주파수 신호를 입력받아 결합하는 동시에 상기 제3밸런(330)에서 발생되는 왜곡과 반대의 왜곡이 발생하여 서로 상쇄되도록 하는 제4밸런(340)과, 상기 제4밸런(340)의 출력신호를 입력받아 소정 대역의 주파수를 상기 다운컨버터(600)의 증폭부로 출력하는 제2대역통과필터(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 주파수 변환 튜터.
2. 제1항에 있어서, 상기 업컨버터(400) 및 다운컨버터(600)는 화합물 반도체 마이크로웨이브 집적회로(MMIC : microwave monolitics integrated circuits)로 구성되는 것을 특징으로 하는 2중 주파수 변환 튜터.