KR100202338B1 - 중간 주파수 신호원을 가진 텔레비젼 수상기 - Google Patents
중간 주파수 신호원을 가진 텔레비젼 수상기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 저오디오 버즈 텔레비젼 신호처리 시스템에 관한 것이다. 비디오 IF 신호와 사운드 IF 신호는 IF 사운드처리용 부가 표면탄성파(SAW) 장치가 필요치 않는 분할 SAW 필터(74)로 필터된다. 비디오 신호의 요구되는 나이퀴스크 기울기는 나이퀴스트 기울기 특징을 인가하는 윤곽필터(78)에 의해 제공된다.
Description
제1도 내지 제4도는 텔레비젼 수상기에서 인터캐리어 사운드 신호를 유도하는 종래 기술 구성의 블록도.
제5도는 본 발명의 양상을 포함하는 블록도.
제6도는 제5도의 47.25MHz 윤곽 필터 회로의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
52 : RF 증폭기 및 믹서 54 : 국부발진기
62 : 비디오 신호처리기 74 : SAW 78
47.25MHz : 필터트랩 82 : 사운드 IF 증폭기
88 : 사운드 신호 처리기 94 : 비디오 IF 증폭기
미합중국에서 사용되는 NTSC 시스템에서의 TV화상 전송에 수반하는 사운드 전송은 무선 주파수(RF) 화상 캐리어 이상의 4.5MHz로 전송되는 주파수(KM) 신호이다. 통상의 TV 수상기에 있어서, 화상 및 사운드 신호는 RF단과 믹서(때때로 제1검출기라함)를 경유 함께 처리된다. 통상, 현대 TV 수상기는 상기 수신 주파수 이상으로 동조된 국부발진기 주파수를 사용하는 수퍼헤테로다인 수신기이다. 따라서, 사운드 및 화상 캐리어 신호는 중간(IF)부에서 주파수가 교차되어 나타난다. 즉, 사운드 캐리어 주파수는 화상 캐리어 주파수 이하 4.5MHz에서 나타난다. 미합중국에서 사용되는 IF 주파수는 실제로 표준화되어, 45.75MHz와 41.25MHz인 IF 화상과 IF 사운드 캐리어 신호로 된다.
본 원에서, 텔레비젼 수상기 용어는 표시 장치가 제공되는 여부의 따른 모든 적절한 장치, 즉 텔레비젼 수상기 및 VCR을 포함하는 것으로 의도된다.
또한 여러 대안이 믹서로 제공되는 IF 신호를 처리하기 위하여 채용되어왔다. 단음 텔레비젼 수상기에서 사용되는 종래의 인터캐리어 시스템에서, 공통 IF 채널로 동조한후 화상 및 사운드 캐리어가 처리된다. 화상 정보는 화상 캐리어 상에서 진폭변조되어, 포락선(envelope) 또는 동기 검파기로 검파되며, 그후 비디오 채널에서 처리된다. 주파수 변조된 오디오 정보를 복구하려면, 캐리어 IF 주파수차에 해당하는 주파수를 갖는 인터캐리어 사운드 신호를 형성하기 위하여 두개의 IF 캐리어가 혼합된다. 예를 들면, NTSC 시스템을 위해서 45.75MHz 화상 캐리어가 4.5MHz 인터캐리어 사운드 신호를 발생하는 41.25MHz 사운드 캐리어와 혼합된다. 주파수 변조(FM) 인터캐리어 사운드 신호는 오디오 정보를 발생하도록 FM 검파기에 의해 연속해서 복조된다.
인터캐리어 시스템은 재생 사운드에서의 왜곡 또는 다른 결함을 야기하는 4.5MHz 사운드 캐리어 신호에서의 간섭 및 잡음의 도입이 있게된다. 이러한 간섭의 형태는 시스템이 사운드 캐리어 신호와 혼합될때 화상 캐리어 신호의 변조에 의한 것이다. 예를 들면, TV 수상기의 화상 IF부의 전반적인 주파수 특성은 송신기에서 화상 캐리어의 잔류 측파대변조를 수용하도록 설계된다. 공지된 바와 같이, 표준 수신기의 특성은 저주파 측파대 부분에 비례하여 기울기 6db 아래에 위치한 화상 캐리어 주파수를 갖는 선형 감쇠 기울기(때때로 나이퀴스트 기울기라함)를 나타낸다. 따라서, 고, 저주파 측파대 신호는 나이퀴스트 기울기 특성에 의해 비대칭적으로 감쇠된다. 이러한 측파대 비대치의 공지된 영향은 바람직하지 않은 버즈(buzz)로 초래된 재생 사운드 신호가 된 화상 캐리어 신호에서의 부수적인 캐리어 위상변조(ICPM)로 알려진 바람직하지 않은 현상을 발생하는 것이다.
다른 ICPM왜곡을 화상 캐리어상에 바람직하지 않은 비디오 주파수 위상 변조를 더해주는 효과를 갖는 다수의 소스에 기인하며, 위상변조는 수신기에서 4.5MHz 인터캐리어 사운드 신호로 연속해서 송신되어 위상변조 주파수용 재생 사운드신호의 버즈 왜곡이 된다.
스테레오 및 2개국어 방송용 멀티채널 오디오는 복합 오디오신호를 형성하는 한개 이상의 오디오 서브캐리어의 사용을 포함한다. 복합 오디오 신호는 텔레비젼 오디오 신호 대역폭이 단음 오디오 프로그램용 15KHz 대역폭과 비교하여 90KHz 또는 그이상까지 증가되는 것이 바람직하다. 따라서, 사운드 신호 처리채널에서 발생된 오디오 버즈는 단음 수신기에서 보다 스테레오 수신기에서 보다 더 요구가 충족된다. 또한, 사운드 검출기는 보다 높은 오디오 주파수에서의 간섭에 민감하다.
대안의 사운드 분리시스템, 즉 분할 캐리어 사운드 및 준병렬 사운드(quasi - parallel sound) 시스템은 나이퀴스트 버즈 문제점을 해결하기 위하여 채용되어 왔다. 분할 캐리어 사운드 시스템에서, 혼합후 화상 캐리어 신호는 비디오 및 오디오 정보를 유도하기 위하여 사운드 캐리어 신호에서 분리처리된다. 사운드 검출을 위해 인터캐리어 방법이 사용된다. 사운드 검출을 위해 인터캐리어 방법이 사용된다. 위상동기루프(PLL)는 IF 사운드캐리어로 혼합하는 화상 캐리어의 동일 주파수 및 위상의 스펙트럼 순수 정현파를 제공한다. 그러나 PLL은 비교적 고가이며, 그 회로는 부가 증폭기 및 동조 회로 뿐만 아니라 고가의 집적회로칩을 필요로 한다. 이러한 시스템에서, 사운드 채널은 결코 변조 화상 캐리어를 혼합하지 않으며, 나이퀴스트 ICPM으로 인한 오디오 버즈 뿐만 아니라 버즈의 다른 영향이 크게 감소된다.
소위 준 병렬 시스템에서 사운드 및 비디오 신호는 분리증폭되어 상이한 채널로 복조된다. 사운드 채널에 있어서, IF 화상 캐리어는 나이퀴스트 기울기 특징이 없이 부가적으로 분리처리되어 4.5MHz 인터캐리어 사운드 신호를 형성하기 위하여 사운드 IF 캐리어 신호와 혼합한다. 이 인터캐리어 사운드신호는 계속해서 오디오 신호를 발생하도록 변조되며, 처리후 최종적으로 사운드 재생 라우드스피커로 전달된다.
특히, 준 병렬 시스템에서, 사운드 채널은 복조전 사운드 및 화상 캐리어를 수신하는 필터부를 포함한다. 이 사운드 채널필터는 각 사운드 및 화상 캐리어 주파수에 대해서 실제로 대칭 대역통과 특성을 가지는 사운드 복조 시스템에 한 입력을 공급하며, 이에 따라 화상 캐리어는 나이퀴스트 기울기 처리(비디오 채널에서 잔류측파대 비디오정보를 적절한 복조를 필요로하는)를 왜곡하는 위상에 있지 않게된다. 증폭기 및 동조회로와 같은 부가회로가 또한 요구된다.
양 대안의 시스템에서(즉, 위상동기 루프 및 준 병렬 시스템), SAW필터가 종종 사용된다. 이 SAW필터는 소규격 및 정렬(alignment)이 필요치 않은 재생 가능한 수행능력의 견지에서 잇점을 제공한다. 그러나, SAW필터는 비교적 고가의 부품이며, 종종 SAW 필터의 삽입손을 보상하기 위하여 추가의 전치증폭기단을 필요로 한다. 각 비디오 및 사운드 IF 채널에서 두개의 SAW 필터 사용은 바람직하지 못하다. SAW 필터는 준 병렬 원리를 채용하는 수신기에서 특히 유용한 이중 채널장치로서 가용하다. 그러나, 이러한 이중채널 SAW 필터는 단일 채널 SAW 필터 가격의 거의 두배이며, 각 비디오 및 사운드 출력용 추가 부품이 필요하게 된다.
따라서, SAW 필터의 최소수로 경제적인 양산이 가능한 버즈가 없는 고질의 광대역 오디오 신호처리부를 제공하는 것이 바람직하다.
요컨대, 본 발명의 일양상에 따르면, 비디오 IF 신호 및 사운드 IF 신호는 IF 사운드 처리용 추가 SAW 장치가 필요치 않는 분할 SAW 필터로서 필터된다. 이 SAW 필터는 다른 ICPM을 발생하는 나이퀴스트 기울기 특성을 갖지 않는 대역통과 주파수 특성을 가진다. 사운드 처리부의 입력은 SAW 필터의 출력에 연결된다. 비디오 신호를 처리하기 위하여 요구되는 나이퀴스트 기울기는 윤곽 필터로서 제공된다. 바람직한 실시예에서, 준동기 검파기에 의해 비디오 신호가 검파된다.
이후, 보다 더 상세한 설명을 위해 첨부된 도면을 첨조하여 기술하기로 한다. 제1도는 사운드 인터캐리어 신호처리부를 포함하는 종래 기술의 단음 시스템을 도시한다. 이러한 단음 시스템에 필요한 한계 주파수 응답 때문에, 버즈는 허용가능하며, 나이퀴스트 기울기 및 다른 ICPM 원인에 기인한 ICPM이 용이하게 제어가능하다. IF 신호는 튜너(10)에서 제공되며 도시한 바와 같은 전형적인 대역통과 특성(13)을 가지는 비디오 SAW(12) 또는 다른 적절한 중간 주파수 대역통과 증폭기에 공급되며, 그후 비디오 검파기(14)에 공급된다. 이 비디오 캐리어는 비디오 복합 신호 및 사운드 인터캐리어 신호를 제공하는 사운드 캐리어와 혼합된다.
제2도는 소위 준 병렬 사운드 시스템의 일실시예를 도시하며, (18)에서 튜너로 부터 IF 신호를 표준 비디오 대역통과 특성(제1도의 (13)으로 표시한)을 갖는 비디오 SAW(20)에 공급되며, 다음 비디오 신호 검파용 비디오 검파기(22)에 공급된다. ICPM을 피하기 위하여 사운드 신호는 각 사운드 캐리어 및 비디오 캐리어 주파수와 관련하여 대칭 대역통과 형상을 가지는 사운드 SAW(24)에 의해 처리된다. 이와 같이 병렬 사운드 채널은 나이퀴스트 기울기 및 다른 문제점들을 예방하기 위하여 사운드 캐리어와 화상캐리어 신호를 별개로 대역 통과 필터한다. 이 두개의 대칭 캐리어는 4.5MHz 인터캐리어 사운드 신호를 유도하기 위하여 사운드 검출기(26)에서 혼합된다.
허용가능한 버즈 사운드 제공에 대한 다른 접근이 비디오 캐리어 변조와 무관하게 안정되고 완전한 신호를 비디오 캐리어 주파수에서 제공하는 위상동기루프(PLL)로 제공된다. 특히, 이 위상동기루프는 나이퀴스트 기울기 또는 비디오 캐리어의 다른 비디오변조에 의한 임의 변조 또는 위상 영향과 무관한 완전한 주파수 안정신호의 혼합을 비디오 캐리어 주파수에서 허용한다. 이점에 대해서, 제3도를 참조하여 설명한다. 비디오 SAW(28)는 비디오 채널을 처리하기 위해 요구되는 종래의 나이퀴스트 기울기 통과대역(30)에서 튜너(29)에서 파생된 IF 신호를 필터하며, 이러한 신호는 혼합을 위해 사용된 비디오 캐리어 주파수에서의 신호가 PLL의 전압 제어발진기로 유도되기 때문에 복합 비디오 신호 및 사운드 인터캐리어 신호가 ICPM 및 비디오 변조와 무관하게 유도된다는 점을 제외하고 제1도에 도시한 시스템과 유사한 방식으로 위상동기루프 동기비디오 검파기(31)에 공급된다.
그러나, PLL을 이용한 종래기술의 또다른 실시예가 제4도에 도시된다. 튜너(32)에서 유도된 IF 신호는 종래 방식의 비디오 SAW(34)에 의해 처리되며 검파된 복합 비디오 신호를 유도하는 화상 비디오 검파기(38)에 공급되는 PLL 전압제어 발진기(VCO) (36)의 출력을 사용하는 동기검파기(38)에 의해 검파된다. VCO(36)의 출력은 사운드 SAW(40)로 부터의 변조 사운드 캐리어와 혼합될 때 사운드 검출기(44)에서 검출되는 4.5MHz 인터캐리어 신호를 발생하는 사운드 검출기(42)에 공급된다.
제2도 내지 4도는 버즈가 없는 광대역 사운드 신호를 합리적으로 제공하기 위하여 필요한 여러 종래 기술의 접근사고를 도시한다. 이러한 시스템에서 PLL이 혼합 신호를 유도하도록 사용되거나 사운드 신호가 SAW 필터를 사용하여 분리 처리된다.
제5도를 참조하여 설명하기로 한다. 텔레비젼 수신기의 튜너, IF 및 검파회로가 도시되며, 안테나(50)로 수신되는 텔레비젼 방송 신호는 국부발진기(54)와 조합하여 RF 증폭기와 믹서(52)를 포함하는 텔레비젼 튜너(51)에 인가된다. 튜너(51)는 선택된 TV 채널의 RF 화상 및 사운드 캐리어 신호를 미합중국에서 사용되는 NTSC 시스템용 중간주파수 (IF) 캐리어 신호로, 즉 45.75MHz와 41.25MHz로 선택적으로 중계한다.
텔레비젼 신호처리 회로는 통상적으로 (58)과 비디오 검출기(60)로 표시된 IF 필터 및 증폭기를 포함한다. (64)에서 발생된 복합 비디오 신호에 응답하는 비디오신호 처리기(62)는 (66)에서의 밝기 신호를 수상관(Kinescope) 또는 CRT (70)에 제공한다. 적절한 편향신호(도시하지 않음)와 함께 적절히 메트릭스된 칼라신호(도시하지 않음) 또한 CRT (70)에 제공된다. 비디오 SAW 필터로 제공된 바와 같이 종래의 인터캐리어 IF 통과대역 응답에 있어서, 화상 캐리어 신호는 고주파 기울기상의 6db 아래 위치하며, IF 사운드 캐리어신호는 잔류 측파대 비디오정보가 IF 사운드 캐리어로부터의 간섭이 없이 검파될 수 있도록 저주파 기울기상의 20db 아래에 위치한다. 이것이 비디오 정보를 적절히 처리하기 위하여 요구되는 나이퀴스트 응답이다. 여기서 사용된 SAW 필터(74)는 나이퀴스트 부수 캐리어 위상변조를 전술한 바와 같이 IF 화상 캐리어의 측파대의 비대칭 감쇄로 인한 단자(75)에서 제공된 IF 화상 캐리어에 도입되지 않도록 응답(72)에서 도시한 바와 같은 비디오 캐리어에 대한 평탄한 응답을 나타낸다. 다음에 설명하는 바와 같이 나이퀴스트 기울기는 비디오 채널로 처리하기 위한 이후 보다 상세히 설명되는 필터(78)에 의해 단자(75)에서 사운드 도약(Sound take off)후 제공된다.
단자(75)에서 가용한 IF 신호는 사운드 IF 증촉기(82)에 의해 증폭되며 (86)에서 4.5MHz 인터캐리어 사운드 신호를 발생하는 SAW 필터(74)에서 수신되는 화상과 사운드 캐리어 신호를 혼합하므로써 사운드 검출기(84)에 의해 검출된다. 인터캐리어 사운드 신호는 검출되어, 그 합성 사운드 또는 오디오 정보는 스테레오 사운드 성분을 디코딩하여 라우드스피커(90)에 이들을 공급하는 사운드 신호 처리기(88)에 연결된다.
특히, 비디오와 오디오 정보로 변조된 화상 캐리어와 사운드 캐리어를 갖는 IF 신호는 (56)에 제공되며, SAW 필터의 큰 삽입손을 보상하기 위하여 20에서 26db 증폭율을 제공하는 SAW 전치증폭기(94)에 의해 증폭되며, 삽입손은 통상 20db 정도이다. (76)에서 증폭된 IF 신호는 거의 평탄한 6MHz 대역통과 특성을 갖는 SAW 필터(74)를 거쳐 통과된다.
비디오 신호의 정확한 검파는 (80)에 도시한 응답특성을 요구한다. SAW 필터(74) 출력의 출력신호는 나이퀴스트 기울기를 초래하지 않는 평탄한 응답에 의한 사운드 복조에 아주 적합하나, 비디오에 대해서는 적합치 않다. 비디오에 대해 요구되는 나이퀴스트 기울기는 이후보다 상세히 설명되는 바와 같이 적절한 검파용 비디오 신호를 발생하도록 신호를 윤곽하는 트랩형의 특성을 갖는 필터(78)에 의해 제공된다. 또한 SAW 필터(74)는 39.75MHz에서의 인접 채널간섭 및 감쇄를 줄이기 위하여 47.25MHz에서 바람직한 감쇄를 제공한다.
필터트랩(78)로부터의 출력신호는 AGC 이득제어용 단자(도시하지 않았음)를 가진 종래의 이득제어가능 증폭기인 비디오 IF 증폭기(94)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 송신된 신호는 알맞은 검파를 위한 특정 비디오 형태를 필요로 하며, 특히 재생 사운드에서의 버즈 초래의 문제점이 있는 특정 나이퀴스트 기울기를 필요로 한다. 필터(78)는 필터(78)이전에 중단한 사운드 IF를 실행함이 없이 요구된 기울기를 공급한다. 이처럼, 필터(78)는 비디오 IF의 특징의 윤곽을 나타내며, 나이퀴스트 기울기를 비디오 채널에 제공하나, 나이퀴스트 기울기 사운드 버즈 문제점을 피하기 위하여 사운드용 분리 SAW 필터를 필요로 하지는 않는다. 필터(78)의 통과대역 특성이 (79)에 도시되며, 비디오 캐리어는 45.75MHz에서 6db 아래이다. 또한, 필터(78)는 좀더 인접채널 간섭을 줄이기 위하여 47.25MHz배제의 추가단을 제공한다. 필터(78)의 전형적인 실시예는 이주파수 배제곡선이 배제의 선택주파수에서 얼마나 샤프한가에 따라 통상 불리워지는 트랩, 주파수 배제또는 대역중지(bandstop)필터이다. 필터(78)는 또한 45.75MHz 및 47.25MHz에서 나이퀴스트 기울기 및 감쇄를 제공하는 저역통과 필터이며 본 발명의 장치 범위내이다. 제6도에 도시한 필터(78)장치는 이후 설명될 것이다. 전형적인 실시예에 도시한 검파형태는 준동기 또는 의사동기라 불리워진것이며, 여기서, 화상 캐리어는 캐리어상에 존재하는 임의 포락선 변조를 제거하도록 진폭제한하며(도시하지 않음), 동기검파기용 기준입력 신호로서 이용된다. 비디오 IF 증폭기(94)의 출력신호는 동기비디오 검파기(60)에 연결되며, 여기서 (64)에서 복합비디오 신호를 제공하기 위하여 제거된 변조로 파생 화상캐리어로 혼합된다.
이와 같이, 요약하면, 오직 화상채널용 나이퀴스트 기울기를 제공하도록 필터트랩(78)의 엄정한 설계 및 배치에 따라 화상 IF 및 사운드 IF용 단일 SAW 필터만을 사용하여 IF 신호처리가 실행될 수 있음이 도시된다.
제6도를 참조하여 설명하기로 한다. 제6도에는 필터(78)의 개략도가 도시된다. 저항(92)(50)은 입력단자(91)와 출력단자(98) 사이에의 캐패시터(94) (56 pF)와 가변 인덕턴스 (96) (공칭적으로 0.2H)의 병렬회로와 직렬로 연결된다. 캐패시터(100) (4.7 pF)와 저항 (102) (1000)은 출력단자(98)를 접지로 분로한다. 이 회로는 SAW 필터와 필터(78) 자체에서 허용오차를 보상하기 위하여 조정가능하게 만들어진다. 트랩(78)과 SAW필터 (74)의 주파수 응답은 서로 상보이다. 즉 트랩(78)은 고주파수 롤오프(roll-off)와 같은 SAW 필터의 주파수 응답에서의 결함을 보상하도록 조정될 수 있다. 필터(78)는 45.75MHz에서 6db 감쇄 및 나이퀴스트 기울기의 충실도를 개선하기 위한 약 44MHz에서의 피크가 조정된다. 이 트랩은 47.25MHz로 동조된다.
이와 같이, 종래의 기술에서 채용된 것보다 보다 경제적인 회로를 사용하는 수용가능한 저레벨 버즈가 없는 스테레오신호를 만드는 것이 가능하다. 본원에서 설명된 장치는 오직 하나의 SAW 필터(관련회로와 더불어)만을 허용하며 비교적 고가의 집적회로칩 및 확장한 확장회로를 필요로하는 위상동기루프(PLL) 동기검파기를 필요로 하지 않는다. 그러나, 원한다면 PLL이 사용될 수 있다. 이중 SAW 필터의 가격이 절약된다. 종래의 나이퀴스트 기울기 제공에 더하여, 종래 필터와 비교하여 양호한 47.25MHz배제가 있다.
Claims (5)
- 비디오 및 오디오 정보로 제각기 변조된 화상캐리어 및 사운드캐리어를 포함하는 중간주파수(IF)신호원(51)을 구비하는 텔레비젼 수상기에서, 상기 화상캐리어 및 사운드캐리어는 이들 사이에서 소정의 주파수 분리를 하며, 상기 신호를 처리하는 장치는 상기 변조 화상캐리어 및 변조 사운드캐리어의 제1필터 버전을 발생시키도록 상기 IF 신호를 필터링하는 제1 IF 대역통과 필터 수단(74)을 포함하는 텔레비젼 수상기에 있어서, 제2 IF 필터수단(78)은 제1필터버전의 변조화상 캐리어의 제2필터 버전을 제공하며, 비디오 처리수단(94, 60, 62)은 IF신호의 제2필터버전으로부터 검파된 비디오신호를 공급하는 제2 IF필터수단(78)의 출력에 연결된 입력을 가진 사운드 검출기 수단(60)을 포함하며, 그리고 사운드 처리 수단(82, 84, 88)은 IF 신호의 제1필터 버전으로부터 검출된 사운드 인터캐리어 신호를 공급하는 제1 IF 대역통과 필터수단(74)의 출력에 연결된 입력을 가진 사운드 검출기수단(84)을 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 IF 대역통과 필터수단(74)을 상기 화상캐리어 주파수의 상하 인접주파수에서 진폭이 실제로 동일한 특성을 가지며, 상기 제2 IF 필터수단(78)은 상기 화상 캐리어 주파수 상하 인접주파수의 진폭이 실제로 동일하지 않은 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 IF 필터(78)은 상기 제1 IF 대역통과 필터수단의 대역통과 기울기를 따라서 선택주파수의 트랩 감쇄를 제공하는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 IF 대역통과 필터수단(74)은 SAW 필터를 포함하며, 상기 제2 IF 필터수단(78)은 트랩을 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 IF 필터수단(78) 주파수는 상기 제1 IF 필터수단에 의해 제공되지 않는 나이퀴스트 기울기를 제공하는 비디오 IF 신호의 윤곽을 그리는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기.
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