KR100279031B1 - 주파수변조수신기 - Google Patents

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KR100279031B1
KR100279031B1 KR1019930010953A KR930010953A KR100279031B1 KR 100279031 B1 KR100279031 B1 KR 100279031B1 KR 1019930010953 A KR1019930010953 A KR 1019930010953A KR 930010953 A KR930010953 A KR 930010953A KR 100279031 B1 KR100279031 B1 KR 100279031B1
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

FM 수신기는 RF섹션, 소정의 RF수신 신호를 평균적으로 제1중간 주파수에 위치한 반송파 주파수를 가지는 제1IF신호로 변환시키는 제1혼합단, 제1IF신호를 선택하는 제1IF섹션, 제1IF신호를 상기 제1중간 주파수보다 낮은 제2중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제2IF신호로 변환시키는 제2혼합단, 상기 소정의 RF 수신 신호의 베이스밴드 변조 신호를 복조하는 FM복조기에 결합되며 제2IF신호를 선택하는 제2IF 섹션, 그뒤에 베이스 밴드 변조 신호를 선택하는 저역 필터를 포함한다.
수퍼헤테로다인 형태의 모든 FM 수신기의 IF섹션과 쉽게 교환가능한 완전 집적가능 IF단을 제공하고 공지의 IF필터의 선택도보다 상당히 큰 선택도를 실현시킬 뿐만 아니라, FM수신기의 신호 처리를 확장하고 완전 집적 형태의 수신기를 실현하기 위해서, 제2IF신호를 제2중간 주파수보다 높은 제3중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제3IF신호로 변환시키는 제3혼합단이 제2IF섹션과 FM 복조기 사이에 배열된다.

Description

주파수 변조( FM) 수신기
제1도는 본 발명에 따른 FM수신기의 제1실시예의 블럭도.
제2도는 본 발명에 따른 FM수신기에 사용하는 위상 분할 디바이스로서 동작하는 제2혼합단의 블럭도.
제3도는 본 발명에 따른 FM 수신기에 사용하는 FM 복조기의 제1실시예의 블럭도.
제4는 본 발명에 따른 FM 수신기에 사용하는 FM 복조기의 제2실시예의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1-3 : 공진 증폭기 4 : 제한기
5 : 제2FM복조기 6 : 루프 증폭기
7 : 루프 필터 8 : 동조 제어 신호 발생 회로
M1, M2 및 M3 : 제1, 제2 및 제3혼합단
본 발명은 RF섹션, 소정의 RF수신 신호를 제1중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제1IF신호를 변환시키는 제1혼합단, 제1IF신호를 선택하는 제1IF섹션, 제1IF섹션, 제1IF신호를 상기 제1중간 주파수보다 낮은 제2중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제2IF신호로 변환시키는 제2혼합단, 제2IF신호를 선택하며 소정의 RF수신 신호의 베이스밴드 변조 신호를 복조시키는 FM복조기에 결합된 제2IF섹션, 이러한 FM 수신기에 사용되며 베이스 밴드 변조 신호를 선택하는 저역 필터가 연속된 IF단을 포함하는 FM수신기에 관한 것이다.
이러한 유형의 FM 수신기는 예로써, 국제 PCT 특허 출원 WO 88/08223 그 자체로서 공지되어 있다.
공지된 FM 수신기에서 제1혼합단은 동조가능하며, RF FM 수신 범위로부터 소정의 RF 수신 신호를 주파수 측면에서 10.7MHz의 고정된 제1중간 주파수로 하향 변환시키는데 사용된다. 이렇게 얻어진 제1의 10.7MHz IF신호는 제1IF섹션에서 선택되며, 계속하여 제2혼합단에 의해 주파수 측면에서 700KHz의 고정된 제2중간 주파수로 다시 하향 변환되어, 상기 제2IF 신호를 발생시킨다. 이 제2의 700KHz IF신호는 필터링 후에 상기 FM 복조기에 의해 복조된다.
주파수 복조에서, 신호의 승산 및 비선형 신호 처리 동작이 실행되어져, 혼합적(mixing products)과 고차 간섭 성분을 피할 수 없게 된다. 이러한 간섭 성분의 효과적인 억제를 위해서는 복잡하고 가격이 비싼 필터가 요구된다. 이러한 필터들은 FM 수신기의 집적화를 방해한다.
본 발명의 주목적은 공지된 FM 수신기의 신호 처리를 향상시키고 고집적형태의 수신기를 실현시키는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 수퍼헤테로다인 형의 실질적으로 모든 기존 FM수신기의 IF 회로와 단순한 방식으로 교환될 수 있는 완전 집적가능한 IF단을 제공하고, 공지의 IF 필터의 선택도보다 더 큰 선택도를 실현시키는 것이다.
본 발명에 의하여, 서두에서 기술된 유형의 FM수신기는, 제2IF신호를 평균적으로 제3중간 주파수에 위치한 반송파 주파수를 가지는 제3IF 신호로 변환시키는 제3혼합단이 제2IF섹션과 FM복조기 사이에 배열되고, 상기 제3중간 주파수는 상기 제2중간 주파수 위에 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 추가적(여분의) 자유도가, 충분히 큰 동적 범위에서 제2IF섹션의 고집적 형태를 실현하기 위해 제2중간 주파수를 충분히 낮게 선택할 가능성과, 주파수 복조동안 발생하는 고차 간섭 성분이 소정의 베이스 밴드 변조 신호에서 충분히 멀리 떨어져 발생하도록 유발하여 이러한 고차 간섭 성분의 억제가 간단한 집적가능 저역 필터에 의해 가능하도록 하기 위해 충분히 높은 제3중간 주파수를 선택할 가능성을 제공하는 제3혼합단에 의해 얻어진다는 인식에 기초를 둔다.
본 발명에 따른 수단이 사용되면, 충분히 큰 동적 범위를 유지하면서 공지의 FM수신기에 관하여 선택도가 크게 확장되며, 주파수 복조동안의 고차 간섭효과가 크게 감소하여 반면에 고밀도 집적이 가능하다.
본 발명에 따른 그러한 FM 수신기는 제3중간 주파수가 제1중간 주파수와 동일하며, 서로 동일한 제2 및 제3혼합 신호가 제2 및 제3혼합단에 인가된다는 점을 주요 특징으로 한다. 이 특징은 하나의 동일한 고정 로컬 발진기에 의해 제2 및 제3혼합단의 혼합 신호를 발생할 가능성을 제공하며, 이것은 FM 수신기의 간소화를 실현시킨다.
게다가 이러한 FM수신기에서 제2혼합단, 제2IF섹션 그리고 제3혼합단은 구성 요소로서 쉽게 집적될 수 있고 종래의 수퍼헤테로다인 FM 수신기의 제1중간 주파수에 동조된 IF 필터와 교환이 가능한 분리 가능한 IF단내에 통합될 수 있거나 또는 분리 가능한 IF단으로서 실행될 수 있다. 본 발명에 따라 이러한 IF단이 종래 수퍼헤테로다인 FM수신기에서 IF선택도 사용된다면, 마지막에 언급한 본 발명에 따른 FM수신기의 양호한 실시예가 얻어진다.
본 발명에 따라, 서두에서 기술한 유형의 FM 수신기에서 사용될 수 있는 IF단은 제1IF 신호를 IF단에 인가하는 IF입력단자, IF입력 단자에 연속하여 결합된 제2혼합단, 제2IF섹션, 그리고 IF단의 IF 출력 단자에 결합된 제3혼합단을 포함하며, 서로 동일한 제2 및 제3혼합신호가 공통 고정 로컬 발진기에서 상기 제2 및 제3혼합단으로 인가된다는 특징을 가진다.
공지된 FM수신기에 비하여 비선형 왜곡의 감소가 얻어지는 본 발명에 따른 FM수신기, 특히 IF단의 양호한 실시예는 단위상 신호를 한쌍의 위상 직각 신호(phase-quadrature signals)로 변환하는 위상 분할 디바이스와 동조 가능 위상 직각 IF선택도로서 작동하는 공진 증폭기에 의해 특징지어진다. 상기 공진 증폭기는 동위상 및 위상 직각 출력으로부터 제2IF신호의 동위상 성분 및 직각 성분을 상기 제3혼합단에 인가한다. 상기 제3혼합단은 중첩단과 아울러 동위상 및 직각 승산 회로를 포함하며, 제2IF신호의 동위상 성분 및 직각 성분을 제3IF신호의 동위상 성분 및 직각 성분으로 변환시키고, 제3중간 주파수 신호를 직각 위상에서 단위상으로 변환시키기 위해 마지막에 언급한 두개의 동위상 성분 및 직각성분을 상호 중첩시킨다.
이 수단이 사용될 때, 위상 직각 필터로 사용되는 공진 증폭기가 대칭 대역특성과 공진 주파수 주변, 심지어 매우 낮은 공진 주파수 주변에서도 점대칭 위상 특성을 가진다는 성질이 사용된다. 이러한 공진 증폭기는 완전 집적 가능하고 예로써 유럽 특허출원 번호 EP 0 420 974에서 그 차체로서 공지되어 있다.
공진 증폭기는 제2혼합단의 출력 신호를 공진 증폭기의 동위상 및 직각 입력에 공통 인가시킴으로써 위상 분할 수단으로서 사용될 수도 있다. 공진 증폭기의 충분히 높은 품질 인수(Qualith factor : Q)에서, 공진 증폭기의 동위상 출력 신호와 직각 출력 신호간의 정확한 위상 직각 관계가 성립될 것이다.
또는, 제2혼합단을 위산 분할 디바이스로서 작동시키고, 그러한 목적을 위해서 동위상 및 직각 승산 회로를 제2혼합단에 제공하는 것이 가능하다. 상기 동위상 및 직각 승산 회로들의 신호 입력부는 제1IF 섹션의 출력부에 공통 결합되고, 상기 동위상 및 직각 승산 회로들의 혼합 신호 입력부는 고정 로컬 위상-직각 발진기의 동위상 및 직각 출력에 결합되고, 상기 동위상 및 직각 승산 회로들의 신호 출력부는 공진 증폭기의 동위상 및 직각 입력부에 결합된다. 고정 로컬 위상 직각 발진기의 동위상 및 직각 출력은 또한 제3혼합단의 동위상 및 직각 승산 회로 각각의 혼합 신호 입력부에 결합된다.
선택도를 강화하기 위해, 마지막에 언급한 본 발명에 따른 FM 수신기는 변조신호에 의해 동조가능한 IF선택도의 동조의 동적 주파수 트랙킹을 위하여 상기 소정의 RF수신 신호의 베이스 밴드 신호가 인가되는 동조 제어 입력부를 가지는 동조가능 IF 선택도를 포함한다는 점에 특징이 있다.
본 발명에 따른 IF단은 종래의 수퍼헤테로다인 FM 수신기에서 IF선택도로 사용되면 본 발명에 따른 FM수신기의 마지막에 언급한 양호한 실시예를 발생시키는 동조 제어에서의 불안정성이 방지되는데, IF단은 제2IF섹션에서의 동조가능 IF선택도가 1보다 작은 오픈 루프 이득을 가지며 동조 가능 IF선택도의 출력에서 동조 제어 입력부호의 동조 제어 루프에 배열된 FM 복조기에 선행한다는 특징이 있다.
본 발명의 상술한 특성에 대한 보다 상세한 설명은 후술한 FM수신기의 보다 양호한 실시예에서 실현된다. 이것은 FM복조기가 제한기(limiter circuit)를 포함한다는 특징이 있는데, 제한기는 제4혼합단을 거쳐 제1입력부에 연결되고 제5혼합단이 연속하여 이어지는 필터 회로를 거쳐 승산 회로의 제2입력부에 연결되며 상호 동일한 혼합 신호가 승산 회로의 두 입력 신호의 주파수의 업-변환을 위해 제4 및 제5혼합단에 인가된다. 이 수단이 사용되면, 복조동안에 발생된 고차 간섭 성분은 소정의 베이스 밴드 변조 신호에 관하여 더욱 주파수 이동하여 FM복조기의 집적이 간소화되며 반면에 FM복조기의 출력부에서의 간단한 저역 필터는 간섭의 효과적인 억제를 충분히 실현시킨다.
제한기와 FM복조기에 관하여 같은 효과를 얻을 수 있는 본 발명의 또다른 양호한 실시예에서는 FM 복조기가 제한기와 제6혼합단을 포함한다는 특징을 가지는데, 상기 제한기는 승산 회로의 제1입력부에 연결되고 또 필터 회로를 거쳐 승산 회로의 제2입력부에 연결되며, 상기 제6혼합단은 제한기에 입력된 신호의 주파수의 업-변환을 위해 제한기에 선행한다.
상대적으로 낮은 주파수에서 필터링이 가능한 본 발명의 또다른 양호한 실시예에서는 상기한 복조기 그리고 부가적 FM복조기가 제한기와 승산 회로와 필터 회로를 포함하는데, 상기 승산 회로가 두개의 입력부와 하나의 출력부를 가지며, 상기 필터 회로는 제한기와 승산 회로의 두 입력부중 하나의 입력부 사이에 배열되고, 상기 필터 회로가 필터 회로의 입력신호 및 출력 신호의 주파수를 각각 다운-변환 및 업-변환하기 위해 제7과 제8혼합단 사이에 배열된다는 특징을 가진다.
본 발명의 이러한 특성 및 다른 특성들은 후에 설명하는 실시예를 참고로 하여 더욱 명료해질 것이다. 대응되는 소자들은 같은 참고 표시로 표시되어 있다.
제1도는 본 발명에 따른 FM수신기를 도시하는데, FM수신기를 도시하는데, FM 수신기는 안테나(ANT)를 수신기에 연결하는 라디오 주파수(RF) 안테나 입력부를 가진다. 그리고 안테나 입력부에는 연속하여 RF입력 섹션(RF)과, RF 증폭과 소정의 RF FM수신 신호선택을 위한 동조 가능 RF 입력 필터(RFF), 제1혼합단(M1), 제1F선택을 위한 제1IF섹션(IF1), 제2IF 선택을 위한 제2IF단(IFS), 제3IF선택을 위한 제3IF섹션(IF3), 제1FM복조기(DEM), 저역 필터 및 오디오 신호 처리기(ASP)가 차례로 결합되어 있다. 상기 제1혼합단(M1)에는 소정의 RF FM수신 신호를 제1중간 주파수(f1)에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제1중간 주파수(IF)신호로 주파수 변환하기 위해 동조 발진기(T0)로부터 동조 가능 발진 신호가 인가된다. 상기 제2IF단(IFS)은 아래에서 설명될 것이다. 그리고 상기 제1FM복조기는 제3IF 섹션(IF3)에 의해 선택된 제3IF신호를 복조시킨다. 그리고 상기 저역 필터 및 오디오 신호 처리기(ASP)는 각각 상기 소정의 RF FM 수신 신호의 복조된 베이스 밴드 변조 신호의 저역 선택과 오디오 신호 처리 및 재생을 위해 음향 재생 디바이스(L)에 선행한다.
공통 동조 전압은 동조 제어 단자(Vt)에서 RFF의 동조 제어 입력부 및 동조발진기(T0)로 인가된다. 따라서, 동조 동기는 한편으로는 신호 동조와 또 한편으로는 RFF 사이에서 얻어져서, RFF가 상대적으로 협대역을 가지도록 선택될 수 있고 결국 효과적인 미러 억제를 얻을 수 있다.
제2IF단(IFS)에서의 신호 처리를 제외하고는, 지금까지 설명된 FM수신기에서의 신호 처리는 종래의 수퍼헤테로다인 FM 수신기의 신호 처리에 대응된다.
예로써, 제1혼합단(M1)은 100MHz 크기의 RF반송파 주파수에서의 RF FM 수신 신호를 제1중간 주파수(f1), 예로서 10.7MHz로 주파수 변환시킬 수 있다. 이러한 종래 수퍼헤테로다인 FM수신기에서의 IF신호 처리에 반해, 본 발명에 따른 FM수신기의 제1IF섹션(IF1)의 제1IF신호는 제2IF단(IFS)의 입력단자(IF1)를 거쳐 제2IF단(IFS)에 배열된 제2혼합단(M2)으로 인가된다. 상기 제2혼합단(M2)은 제1IF 신호를 제2중간 주파수(f2)에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제2IF신호로 주파수 변환할 수 있다.
제2중간 주파수(f2)는 제1중간 주파수(f1)보다 상대적으로 낮게 선택될 수 있는데, 그래서 제2IF 선택도로서 비교적 단순한 대역 필터회로를 사용하여 충분히 넓은 동적 범위에서 높은 선택도를 얻을 수 있다. 이러한 대역 필터 회로에 동조가능 구조를 주거나 복조된 베이스 밴드 변조 신호로 동조를 변화시킴으로써 선택도를 더욱 개선시킬 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 예로써, 제1FM복조기(DEM)의 출력부가 상기 대역 필터의 동조 제어 입력부에 결합될 수 있다(도시안됨). 동조 제어에서 충분한 안정도를 얻기 위해서는, 상기 대역 필터 회로의 출력부에서 제1FM복조기(DEM)를 거쳐 상기 대역 필터 회로의 동조 제어 입력부에 결합되는 동조 제어 루프의 오픈 루프 이득이 1보다 작아야 한다. 그래서 대역 필터회로의 동조가 제2IF신호의 순간적인 주파수 변조를 동적으로 트랙킹하여, 대역 필터의 폭이 제2IF신호의 대역 폭보다 상당히 작게 선택될 수 있다.
도시된 실시예에서, 대역 필터로서 작동하는 세개의 동조가능한 공진 증폭기(1-3)의 캐스캐이드 회로가 선택되었는데, 그 공진 증폭기들은 제2IF 신호의 순간 주파수 변조를 트랙킹하며 제2중간 주파수(f2)와 평균적으로 동일한 공진 주파수에서 각각 있으며 그 공진 주파수에서 제2IF섹션(IF2)의 동조가능 제2IF선택도를 실현시킨다. 이러한 목적을 위해서, 상기 캐스캐이드 회로의 출력은 제한기(4), 추가적 또는 제2FM복조기(5), 루프 증폭기(6), 루프 필터(7)와 동조 제어 신호 발생회로(8)를 차례로 거쳐 각각의 동조 증폭기(1-3)의 동조 제어 입력부(9,10 및 11)로 귀환된다. 동조 제어 신호 발생 회로(8)는 공진 증폭기(1-3)의 동조 제어 입력부(9-11) 각각에 결합되는 세개의 출력부를 가지는데, 제1, 제2 및 제3동조 제어 루프는 이렇게 하여 형성된다. 제1, 제2 및 제3동조 제어 루프 각각의 오픈 루프 이득은 루프에서의 비안정도를 방지하기 위해서 1보다 작아야 한다. 요소(1-11)는 제2IF단(IFS)의 제2IF 섹션(IF2)을 구성한다. 공진 증폭기(1-3)는 쉽게 집적될 수 있고 매우 높은 선택도를 가능하게 한다. 공진 증폭기는 유럽 특허 출원 EU 0 420 974에서 그 자체가 알려져 있으므로 본 발명의 이해를 위한 더 상세한 설명은 필요치 않다. f2의 상당히 낮은 값에서 왜곡이 적은 선택이 가능하도록 공진 증폭기(1-3)는 위상-직각 형의 다상 필터로서 사용된다. 이러한 목적을 위해서, 단상 신호를 한쌍의 위상-직각 신호로 변환시키는 위상 분할 장치가 IF 신호 경로에 배열된다.
제1도의 실시예에서, 위상 분할은 예로서 제2혼합단(M2)의 도움을 받아서 실행되는데, 상기 제2혼합단(M2)은 제1IF섹션(IF1)에서 나오는 제1IF신호와 로컬 발진기 디바이스(L0)에서 나오는 동위상 및 직각 혼합 신호가 함께 인가되는 동위상 및 직각 승산 회로(M2i 및 M2q)를 포함한다. 로컬 발진기 디바이스(L0)는 고정된 발진 주파수(flo)를 인가하는 고정된 발진기(F0)와 그 뒤에 주파수 분할 회로(FD)를 포함한다. 주파수 분할 회로(FD)는 2n의 분할 인수로 발진 주파수(flo)를 나눔으로써 발진 주파수(flo)에서 동위상 및 직각 혼합 신호를 유도한다. fl=10.7MHz를 가지는 상기한 예에서 시작하면, 예로 22MHz의 발진 주파수(flo)에서 주파수 분할 회로(FD)에서 2(n=1)로 주파수 분할되고 결국 1/2flo에서의 동위상 및 직각 혼합 신호는 11MHz가 되어, 제2중간 주파수(f2)는 300KHz가 된다.
제2혼합단(M2)은 다운-변환을 실행할 뿐만 아니라 위상 분할 디바이스로서도 작동하는데, 여기서 제2IF신호의 동위상 및 직각 성분(I와 Q)이 단위상 제1중간 주파수 신호로부터 f2에서 얻어진다. 상술한 대로 상기 제2위상-직각 IF신호는 공진 증폭기(1-3)의 캐스캐이드 회로에서 상대적으로 높은 선택도에서 필터링된다. 따라서, 제2IF신호의 동위상 및 직각 성분(I와 Q)은 제한기(4)에서 진폭이 제한된 후 제2FM복조기(5)에서 복조된다. 상기 제2FM복조기(5)는 공지된 방식으로 구성될 수 있고, 예로서 제2IF신호의 동위상 및 직각 성분(I와 Q )중 하나에 대해 동작하는 주파수 의존 위상 이동기(shifter)를 가지는 승산 회로(도시안됨)를 포함할 수 있다. 베이스밴드 변조 신호는 제2FM복조기(5)의 출력부에서 루프 증폭기(6)와 루프 필터(7)를 거쳐 동조 제어 신호 발생 회로(8)로 인가되는데, 상기 동조 제어 신호 발생회로(8)는 루프 증폭기(6)(1보다 작은 이득 인수에서)에서 증폭된 베이스 밴드 변조 신호가 동조 제어 입력부(9-11)에 공통으로 인가될 때 거치는 접합 포인(도시안됨)를 가지거나 또는 두개의 증폭 회로(도시안됨)의 캐스캐이드 배열을 가질 수 있다. 상기 캐스캐이드 배열은 입력부는 동조 제어 단자(9)에 결합된 입력부와 동조 제어 단자(11)에 결합된 출력부를 가지며, 상기 두 증폭 회로의 공통 접합 포인트는 동조 제어 단자(10)에 연결된다. 이 증폭 회로들의 이득 인수는 불안정성이 공진 증폭기(1-3)의 동조 제어에서 발생되지 않도록 선택된다. 이것은 공진 증폭기(1-3)각각의 동조 제어 루프의 오픈 루프 이득이 1보다 작을 때 실현된다. 동조 제어에 대한 더 이상의 설명은 필요치 않다.
캐스캐이드 회로(1-3)의 출력부는 제3혼합단(M3)의 동위상 승산 회로(M3i)와 직각 승산 회로(M3q)에도 결합되어 있다. flo에서의 로컬 발진기 디바이스(L0)의 동위상 및 직각 혼합 신호는 또한 동위상 승산 회로(M3i)와 직각 승산 회로(M3q)에 인가된다. 제3혼합단(M3)의 동위상 승산 회로(M3i)와 직각 승산 회로(M3q)는 결국 제3IF신호의 동위상 및 직각 성분을 발생하는데, 상기 제3IF신호의 반송파 주파수는 제3중간 주파수(f3)에 평균적으로 위치하며, 상기 제3중간 주파수(f3)는 제2중간 주파수(f2)보다 상위이며 로컬 발진기 디바이스(L0)를 함께 사용하기 때문에 제1중간 주파수(f1)와 동일하다. 동위상 승산 회로(M3i)와 직각 승산 회로(M3q)의 출력부는 중첩단(SS)의 입력부에 결합된다. 중첩단(SS)은 동위상 승산 회로(M3i)와 직각 승산 회로(M3q)에서 얻어진 혼합적의 중첩을 실현시켜, f3에서 발생하는 혼합적이 서로 서로 더해져 flo에 관해 반영되는(mirrored) 바람직하지 못한 혼합적이 서로를 보상하도록 한다. 이렇게 얻어진 제3IF신호는 제2IF단(IFS)의 출력 단자(IFO)에서 이용가능하다.
f3=f1인 제3IF신호는 제2IF단(IFS)의 출력 단자(IFO)를 거쳐, 제3IF선택을 위한 제3IF섹션(IF3), 복조를 위한 복조기(DEM), 저역 필터링을 위한 저역 필터, 오디오 신호 처리를 위한 오디오 신호 처리기(ASP), 그리고 재생을 위한 음향 재생 디바이스(L)에 연속적으로 인가된다.
IFI와 IFO에서의 제2IF단의 입력 및 출력 신호는 일치하며 같은 중간 주파수, 이 경우에는 10.7MHz이다. 따라서, 제2IF단(IFS)은 종래의 수퍼헤테로다인 FM수신기의 컴포넨트로써 쉽게 실행될 수 있으며, 결국 상당히 높은 IF선택도를 가지는 본 발명에 따른 FM수신기를 발생시킨다. 더욱이, 공진 증폭기를 위상-직각 필터로써 사용함에 기인해, 제2중간 주파수(f2)가 처음 언급한 FM수신기의 700KHz의 제2중간 주파수보다 상당히 작게 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 FM수신기의 실질적 실시예에서 제2중간 주파수(f2)는 300KHz이다. 이 낮은 제2중간 주파수(f2)에 기인해서, 동적 범위를 결정짓는 제2IF단(IFS)의 품질 인수 Q에 관한 필요 조건은 더욱 감소하고 더 나아가 제2IF단(IFS)의 집적을 간소화시킨다. 제2IF단(IFS)이 주파수가 상대적으로 높은 제3IF신호를 FM복조기(DEM)에 인가하기 때문에, 복조동안에 발생하는 간섭 성분은 베이스밴드 변조 신호에서 상당히 멀리 떨어져 있으며 간단한 집적 가능한 저역 필터에 의해 효과적으로 억제될 수 있다.
다운-변환과 위상 분할의 또다른 방법이 제2도에 도시된다. 제2도에서, 주파수 변환은 승산기(M2')에서 실행되고, 단위상에서 위상 직각으로의 변환은 승산기(M2')의 출력부에 결합된 공진 증폭기(RA)에서 실행된다. 이 경우에서 11MHz의 고정된 로컬 로크 발진기 주파수는 고정 발진기(F0)에서 승산기(M2')로 인가된다. 공진 증폭기(RA)는 동위상 및 직각 출력으로부터 제2중간 주파수(f2)에서 제2IF신호의 동위상 및 직각 성분을 인가한다.
제한기(4)와 제2FM복조기를 제거하고 대신 절선으로 표시된 제3FM복조기(12)를 사용함으로써 다른 방법의 동조 제어가 가능하다. 제3FM복조기(12)의 입력부는 중첩단(SS)의 출력부에 연결되고, 출력부는 루프 증폭기(6)에 연결된다. 제3FM 복조기(12)에서, 제3IF신호가 복조되어, 제1FM복조기(DEM)에서와 유사하게 복조 동안에 발생된 고차 간섭 성분이 원하는 베이스밴드 변조 신호에서 상당히 멀리 떨어지고, 간단한 집적 가능한 저역 필터에 의해 억제될 수 있다.
예로서 공진 증폭기(1-3)에 의해 선택된 제2IF신호와 동위상 성분 또는 직각 성분만을 사용함으로써 제한기(4)와 제2FM복조기를 단위상으로 실행하는 것 또한 가능하다. 이러한 응용에서는 넓은 의미의 창조적 아이디어-상대적으로 낮은 주파수에서 필터링하고 상대적으로 높은 주파수에서 복조-를 활용할 수 있다. 예로써 제3도 및 제4도에서 FM 복조기가 도시된다. 이것들은 제한기(4)와 제2FM복조기(5) 대신으로 사용할 수 있다.
제3도는 본 발명에 따른 FM 수신기에서 사용되는 추가적 FM복조기의 제1실시예를 도시한다. 상기 추가적 FM 복조기는 예로서 공진 증폭기(1-3)로 선택된 제2IF신호의 동위상 성분이 인가되는 제한기(4')를 포함한다. 제한기(4')는 제4혼합단(M4)을 거쳐 승산 회로(M)의 제1입력부에 연결되고, 주파수 의존 위상이동기로써 동작하는 필터 회로(PS)와 그 뒤의 제5혼합단(M5)을 거쳐 승산 회로(M)의 제2입력부에 연결된다. 상기 제4 및 제5혼합단(M4 및 M5)은 승산 회로(M)의 두 입력 신호의 주파수 업-변환을 위해 상호 동일한 혼합 신호를 수신한다. 제4 및 제5혼합단(M4 및 M5)을 위한 두 혼합 신호는 고정 발진기(F0)에서 인가되고 예로서 11MHz의 주파수를 가진다. 원래의 제2FM복조기(5)와 다르게, f2보다 상당히 높은 f3에서의 주파수 복조는 제3도의 승산 회로(M)에서 실행된다.
제4도는 본 발명에 따른 FM 수신기에서 사용되는 추가적 FM복조기의 제2실시예를 도시하는데, 공진 증폭기(1-3)로 선택된 제2IF신호의 동위상 성분이 인가되는 제6혼합단(M6)과 제6혼합단 뒤에 연결된 제한기(4')를 사용한다. 11MHz혼합 신호는 제한기에 인가된 신호의 주파수 업-변환을 위해 로컬 발진기 디바이스(L0)에서 제6혼합단(M6)으로 인가되어, 고차 간섭 성분이 승산 회로(M)의 뒤에 있는 간단한 필터에 의해 억제될 수 있다. 제한기(4')와 승산 히로(M)의 두 입력중 하나의 입력부 사이에 배열된 필터 회로(PS)는 제7혼합단과 제8혼합단(M7 및 M8) 사이에 배열되는데, 제7혼합단은 필터 회로의 입력 신호의 주파수를 다운-변환시키고 제8혼합단은 필터 회로의 출력 신호의 주파수를 업-변환시킨다. 상기의 11MHz 혼합 신호는 로컬 발진기 디바이스(L0)에서 제7혼합단(M7) 및 제8혼합단(M8)으로도 인가된다. 따라서, 필터링은 상당히 낮은 주파수(f2)에서 일어나고 복조는 상당히 높은 주파수(f3)에서 일어난다.
본 발명은 제1도에서 도시된 실시예에 한정되지는 않는다는 것이 명백해질 것이다. 예로써, 공진 주파수와 다른 형의 필터를 가지는 제2IF 섹션에서 선택을 위한 단단식 또는 다단식 및 단위상 대역 필터를 위해, 루프 필터(7)를 루프 증폭기(6)를 위한 동조 제어 루프에서 신호 방향으로 배열하거나 루프 필터를 완전히 제거하거나 심지어 공진 증폭기(1-3)의 동적 주파수 트랙킹을 완전 그만두는 창조적 아이디어를 사용할 수 있다. 후자의 경우에서는 제2IF 신호의 대역 폭을 포함하기 위해서 대역 폭이 충분히 크게 선택되어야 한다. 또한 제3IF섹션(IF3)을 제거하거나 제3도 및 제4도에서 도시된 FM 복조기를 약간의 적응 후에 제1, 제2 및 제3FM복조기(DEM, 5 및 12)로서 사용할 수도 있다. 만약 제2IF단(IFS)의 교환 가능성에 부과되는 필요조건이 덜 엄격하다면, 제1FM복조기의 출력 신호는 적당한 증폭을 거친 후 제2IF단(IFS)에서 대역 필터의 동조를 변환시키는데 사용될 수 있다. 그러면, 또한 제3중간 주파수(f3)를 제2중간 주파수(f2)보다 높지만 제1중간 주파수(f1)와 다른 값으로 선택할 수도 있다.

Claims (12)

  1. RF섹션, 소정의 RF수신 신호를 제1중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제1IF신호를 변환시키는 제1혼합단, 제1IF신호를 선택하는 제1IF섹션, 제1IF신호를 상기 제1중간 주파수보다 낮은 제2중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제2IF신호로 변환시키는 제2혼합단, 상기 소정의 RF수신 신호의 베이스밴드 변조 신호를 복조시키는 FM복조기에 결합되며 제2IF신호를 선택하는 제2IF섹션, 그리고 베이스밴드 변조 신호를 선택하는 저역 필터를 포함하는 FM 수신기에 있어서,
    제2IF신호를 제2중간 주파수보다 높은 제3중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제3IF신호로 변환시키는 제3혼합단이 제2IF섹션과 FM복조기 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 FM 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    제3중간 주파수가 제1중간 주파수와 동일하며, 상호 동일한 제2 및 제3혼합 신호가 제2 및 제3혼합단에 인가되는 것을 특징으로 하는 FM수신기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단위상 신호를 한쌍의 위상-직각 신호들로 변환시키는 위상 분할 디바이스와,
    동조가능한 위상-직각 IF선택도로써 작동하는 공진 증폭기를 포함하며,
    상기 공진 증폭기는, 제2IF 신호의 동위상 및 직각 성분을 동위상 및 직각 출력부로부터 상기 제3혼합단으로 인가하며,
    상기 제3혼합단은, 제2IF신호의 동위상 및 직각 성분을 제3IF신호의 동위상 및 직각 성분으로 변환시키고, 제3중간 주파수를 위상 직각에서 단위상으로 변환시키기 위해 마지막에 언급한 두개의 동위상 및 직각 성분들을 상호 중첩시키기 위한 중첩단과 아울러 동위상 및 직각 승산 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 FM 수신기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공진 증폭기는 위상 분할 디바이스로써 작동하고 제2혼합단의 출력부에 공통으로 상호 접속된 동위상 및 직각 입력부들을 가지는 것을 특징으로 하는 FM수신기.
  5. 제3항에 있어서,
    제2혼합단은 또한 위상 분할 디바이스로서 작동하고 동위상 및 직각 승산 회로들을 포함하며, 상기 동위상 및 직각 승산 회로들의 신호 입력부들은 제1IF섹션의 출력부에 공통으로 결합되고, 상기 동위상 및 직각 승산 회로들의 혼합 신호 입력들은 고정 로컬 위상-직각 발진기의 동위상 및 직각 출력부에 결합되고, 상기 동위상 및 직각 승산 회로들의 신호 출력부들이 공진 증폭기의 동위상 및 직각 입력부들에 결합되고, 상기 고정 로컬 위상-직각 발진기의 동위상 및 직각 출력부들은 또한 제3혼합단의 동위상 및 직각 승산 회로들의 각각의 혼합 신호 입력부들에 결합된 것을 특징으로 하는 FM수신기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2IF섹션은, 상기 소정의 RF 수신 신호의 베이스 밴드 변조 신호가 인가되는 동조 제어 입력부를 가지며 변조 신호에 의해 동조가능한 IF선택도의 동조의 동적 주파수 트랙킹을 하는 동조가능한 IF선택도를 포함하는 것을 특징으로 하는 FM수신기.
  7. 제6항에 있어서,
    제2IF섹션의 동조가능한 IF 선택도가 동조 가능한 IF 선택도의 출력부에서 동조 제어 입력부로의 동조 제어 루프에 배열된 추가적 FM 복조기에 선행하고, 상기 동조 제어 루프가 1보다 작은 오븐 루프 이득을 가지는 것을 특징으로 하는 FM 수신기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추가적 FM 복조기가 제한기를 포함하며, 제한기가 제4혼합단을 거쳐 승산회로의 제1입력부에 연결되고 필터 회로와 그 뒤의 제5혼합단을 거쳐 승산회로의 제2입력부에 연결되며, 승산 회로의 두 입력 신호들의 주파수의 업-변환을 위해 상호 동일한 혼합 신호들이 상기 제4 및 제5혼합단들에 인가되는 것을 특징으로 하는 FM수신기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 추가적 FM복조기는, 승산 회로의 제1입력부에 연결되고 필터 회로를 거쳐 승산 회로의 제2입력부에 연결되는 제한기와, 제한기에 인가된 신호의 주파수의 업-변환을 위한 제한기에 선행하는 제6혼합단을 포함하는 것을 특징으로 하는 FM수신기.
  10. 제7항에 있어서,
    처음 언급한 FM 복조기와 추가적 FM 복조기중 최소한 하나의 복조기가 제한기와, 두개의 입력부들 및 하나의 출력부를 가지는 승산 회로와, 제한기와 승산 회로의 두 입력부중 하나의 입력부 사이에 배열된 필터 회로를 포함하며,
    상기 필터 회로는 필터 회로의 입력 신호의 주파수 다운-변환을 위한 제7혼합단과 필터 회로 출력 신호의 주파수 업-변환을 위한 제8혼합단 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 FM수신기.
  11. RF섹션, 소정의 RF수신 신호를 제1중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제1IF신호로 변환시키는 제1혼합단, 제1IF신호를 선택하는 제1IF섹션, 제1IF신호를 제1중간 주파수보다 낮은 제2중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제2IF신호로 변환시키는 제2혼합단, 상기 소정의 RF수신 신호의 베이스밴드 변조 신호를 복조하는 FM복조기에 결합되며 제2IF신호를 선택하는 제2IF섹션, 그리고 베이스밴드 변조신호를 선택하는 지역 필터를 포함하는 IF수신기에서, 제2IF신호를 제2중간 주파수보다 높은 제3중간 주파수에 평균적으로 위치한 반송파 주파수를 가지는 제3IF 신호로 변환시키는 제3혼합단이 제2IF섹션과 FM복조기 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 FM수신기에 사용하기 위한 IF단에 있어서,
    제1IF신호를 인가받는 IF입력 단자를 구비하며, 상기 입력 단자에는 제2혼합단, 제2IF 선택도를 가진 제2IF섹션과 IF단의 IF 출력 단자에 결합된 제3혼합단이 연속하여 결합되고, 상호 동일한 제2 및 제3혼합 신호들이 공통 고정 로컬 발진기기에서 상기 제2 및 제3혼합단들에 인가되는 것을 특징으로 하는 FM 수신기에 사용하기 위한 IF단.
  12. 제11항에 있어서,
    제2IF섹션의 제2IF선택도가 동조 가능하며, 동조 가능한 IF 선택도의 출력부에서 동조 제어 입력부까지의 동조 제어 루프에 배열된 추가적 FM 복조기에 선행하며,
    상기 동조 제어 루프는 1보다 작은 오픈 루프 이득을 가진 것을 특징으로 하는, FM 수신기에 사용하기 위한 IF 단.
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