KR100382192B1 - 튜너용자동이득제어회로장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 RF AGC 이득 제어 가능한 증폭기 각각이 개별적으로 AGC 제어기에 의해 생성된 개별적인 AGC 제어 신호에 의해 제어되어, RF AGC 이득 가능한 증폭기의 각각으로부터의 출력 신호 레벨이 튜너 성능을 위해 개별적으로 최적화되도록 하는, 튜너가 제공된다.

Description

튜너용 자동 이득 제어 회로 장치{AGC CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A TUNER}
현재의 튜너는 다양한 송신 시스템을 사용하여 수신된 디지털 신호의 처리를 위해서는 충분히 만족스럽게 동작하지 않는다. 디지털 신호는 한 채널의 전체 스펙트럼을 점유하고, 지연 및 주파수 응답 에러는 아날로그 신호보다 디지털 신호에서 보다 더 심각한 영향을 미치기 때문에, 수상기의 RF 및 IF 특성은 모두 개선을 필요로 한다. 더욱이, 디지털 신호의 송신된 파워(power)가 아날로그 송신에 대한 송신 파워보다 상당히 낮기 때문에, 특히 강한 인접 채널 신호가 존재하는 경우 원하는 신호의 만족스러운 수신은 보다 더 어려워질 수 있다. 더욱이, 공중파 송신의 경계 영역에서의 신호 조건도 문제가 된다. 경계 영역에 대해, 신호 대 잡음 비(SNR)의 수십 dB의 손실 또는 중간 변조 왜곡의 증가는 신호 회복이 가능할지라도 이를 매우 어렵게 할 수 있다.
TV 수상기 내의 종래의 자동 이득 제어(AGC) 시스템은 통상적으로 복조된 비디오 신호의 레벨에 응답한다. 복조된 비디오 신호를 기준과 비교 후, 튜너의 IF 증폭기와 RF 스테이지의 이득을 제어하기 위하여, 에러 전압이 생성된다. 입력 레벨의 넓은 범위에 대해 양호한 SNR을 얻기 위하여 상대적으로 높은 신호 레벨이 출현할 때까지, AGC의 튜너로의 인가를 지연시키는 것은 일반적이다. 이것은 강한 인접 신호가 없을 경우 만족스럽게 동작한다. 그러나, 강한 인접 신호가 존재하고 신호 레벨이 낮다면, 믹서 내에서 강한 인접 신호와의 교차 변조가 발생할 수 있고. 복조된 텔레비전 정보의 비트 에러율(EER)은 증가할 것이다.
전형적으로, IF를 위한 단일의 AGC 제어 신호와 RF를 위한 단일의 AGC 제어 신호가 존재하고, 이들은 지연되거나 또는 지연되지 않을 수 있다. 부가적으로 RF 를 위한 AGC 제어 신호는 IF를 위한 AGC 제어 신호로부터 유도된다. AGC 제어 신호의 상대적인 진폭은 분할기의 사용에 의해 다양한 스테이지를 위해 다르게 형성될 수 있지만, 다양한 스테이지 사이의 전체적인 비율은 다양한 신호 레벨에 대해 일정하게 유지된다. 특히, RF를 위한 AGC 제어 신호는 인접 채널 신호와 SNR에 대한 튜너 특성을 최적화하기 위하여, 입력 신호의 특성에 따라 개별적으로 조정될 수 없다.
최종적으로, 디지털 수신의 품질에 대한 궁극적인 표준은 BER이고, 이는 SNR 과 중간변조 왜곡에 의해 영향을 받는다. 최근에, 튜너 내에서는 이러한 문제점을 최소화하기 위한 개선된 장치를 개발하기 위해 많은 연구가 이루어졌다. 그러나, 이러한 새로운 장치가 성공적이라 할지라도, 믹서의 제한은 아직까지 문제점이 된다. 따라서, 튜너의 다양한 스테이지에 접속된 신호의 품질이 다양한 튜너 스테이지에 사용된 장치와는 독립적으로 최적화되는 것이 바람직하다.
본 발명은 튜너 내에서 유용한 자동 이득 제어(AGC : Automatic Gain Control) 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 수상기의 RF 부, IF 부 및 AGC 부를 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 양상에 따른 수상기의 RF 부, IF 부 및 AGC 부를 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명의 양상에 따른, 도 2의 AGC 장치의 변형을 도시하는 도면.
비 AGC 이득 제어 가능 스테이지에 의해 양호하게 분리된 두 개의 독립된 RF AGC 이득 제어 가능 증폭기 스테이지를 갖는 튜너가 제공된다. 각 RF AGC 스테이지는, 각 RF AGC 이득 제어 가능한 증폭기로부터 출력 신호의 레벨이 튜너 성능을 위해 개별적으로 최적화되도록, AGC 제어기에 의해 생성된 각 개별 AGC 제어 신호에 의해 개별적으로 제어된다.
도 1은 종래 기술에 따른 RF, IF 및 AGC 회로 장치를 도시한다. 신호 소스는 입력 단자(10)에 접속되고 입력 필터(12)에 의해 필터링된다. 입력 필터(12)로 부터의 신호는 증폭기(14)에 접속되며, 이 증폭기의 이득은 AGC 제어 가능하다. 증폭기(14)로부터의 증폭된 신호는 인터스테이지 필터(16)와 믹서(18)에 접속되고, 여기에서 도선(21)에서의 IF 신호를 생성하기 위해 로컬 발진기(20)에 의해 생성된 신호와 혼합된다. IF 신호는, 이득 제어 가능한 AGC 증폭기와 비디오 검출기를 포함하는 IF 부(22)에 의해 처리되고 증폭된다. 검출된 비디오 출력 신호는 응답 AGC 제어 신호를 제공하기 위하여 도선(23)에서 AGC 생성기(24)에 접속된다.
AGC 제어 신호의 변형(Version)이 도선(25)에서 IF 부에 접속되어, RF 입력단자(10)에서의 소스 신호 레벨의 변동에 대해 도선(23)에서의 비디오 신호를 알맞게 일정한 레벨로 유지하도륵 IF 부의 이득을 조정한다. 단자(10)에서의 신호 레벨이 매우 높으면, 지연된 AGC 제어 신호가 도선(26)을 통해 RF AGC 이득 제어 가능 증폭기(14)에 접속된다. 이러한 지연된 AGC 제어 신호는 높은 임계 신호 레벨에 도달할 때 인가되는 것을 제외하고는, IF AGC 제어 신호로부터 유도된다. 이러한 지연이 제공됨으로써, 증폭기(14)에서의 최대 이득이 가능한 한 오래 유지되어 양호한 SNR이 유지되게 된다.
도 2는 본 발명의 양상에 따른 회로 장치를 도시하며, 여기에서 도 1과의 공통 요소는 동일 기호로 표시된다. 제 2의 AGC 이득 제어 가능 증폭기(28)가 믹서에 선행한 RF 부에 포함된다. 증폭기(28)는, 본 발명의 실시예에 있어서. 비 AGC 제어가능 인터스테이지 필터(16) 또는 비 AGC 제어 가능 증폭기(미도시)에 의해 제 1 AGC 제어 가능 증폭기(14)로부터 분리된다. 이러한 장치에 있어서, 증폭기(14)로부터의 출력 신호는 인터스테이지 필터(16)를 위해 최적화되고, 제 2의 AGC 이득 제어 가능 증폭기(28)로부터의 출력 신호는 믹서(18)를 위해 최적화된다. AGC 제어기(30)는 입력 신호, 즉 변환된 IF 출력 신호를 믹서(18)로부터 직접 접속시키는 도선(21)으로부터의 신호, 도선(23)에서의 검출된 비디오 신호, 및 디지털 디코더(미도시)로부터의 BER 표시 신호를 갖는다. 이들 입력 신호에 따라. AGC 제어기(30)는, 각 AGC 1, 2 및 3 이득 제어 가능 증폭기(14, 28 및 22)에 접속된 개별적으로 조정 가능한 AGC 1, 2, 및 3 제어 신호를 제공한다. AGC 제어기(30)는,위에서 논의된 다양한 입력 신호의 특성을 분석하고, EPROM(미도시)에 프로그램된 조건에 따라 최적의 튜너 특성을 제공하기 위해 AGC 제어 신호 각각을 조정하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
도 3은, AGC 1 제어 신호에 부가하여, AGC 변형 제어 신호가 AGC 제어기(30)로부터 AGC 1 증폭기(14)에 접속되는, 도 2의 AGC 장치의 변형을 도시한다. AGC 변형 제어 신호는 AGC 제어기에 의해 생성되고 AGC 1 증폭기에 접속된다. 이러한 AGC 변형 제어 신호는, 1) AGC 1 제어 신호에 대한 AGC 1 증폭기의 응답 동작을 변경시키거나, 또는 2) AGC 1 제어 신호와는 다른 방법으로 AGC 1 증폭기의 이득을 변화시킬 수 있다. 더욱이, 보장된다면 제 3의 대안적인 변형예로서. 입력 신호가 매우 강하다면, AGC 변형 신호에 반응하여, 스위치 예컨대 다이오드를 작동시킴으로써 AGC 1 증폭기 스테이지는 우회(bypass)될 수 있다. 제 1 AGC 증폭기 스테이지 상의 AGC 동작의 변형(1) 및 (2)은, 약한 디지털 신호가 수신되고 또한 SNR의 추가적인 개선이 요구될 때에만, 마이크로 컨트롤러에 의해 작동된다. 상기 제 3의 변형은, 입력 신호가 강하여 제 1 AGC 증폭기가 과부하로 될 때, 적용될 수 있다.
BER 신호 또는 이와 동등한, 즉 BER을 나타내는 신호를 제공하기 위한 적합한 디지털 디코더는, 미국 캘리포니아 써니베일 소재의 Stanford Telecommunication 사로부터 취득 가능한 STEL-2030B 디코더 또는 미국 워싱톤 풀맨 소재의 Advanced Hardware Architecture 사로부터 취득 가능한 AHA 4210 디코더이다. BER을 나타내는 이러한 신호는, 수행되는 에러 정정의 양을 나타내는 신호, 또는 비터비(Viterbi) 디코더로부터 유도된 심벌 에러 신호일 수 있다.
본 발명의 양상에 따라, 믹서에 선행하여 복수의 AGC 조정 가능한 증폭기 스테이지 각각에 개별적으로 조정 가능한 AGC 제어 신호를 제공하는 것은, 튜너의 성능을 개선시킨다. 예컨대, 튜너의 제 1 증폭기 이후에 3 dB의 신호 감소는, SNR의 악화가 거의 없이, 믹서로부터의 출력 신호에서 2차 왜곡을 6dB만큼 감소시키고, 3차 왜곡을 9dB만큼 감소시킨다. AGC 응답 이득 감소를 믹서 이전의 튜너 내의 두개의 AGC 스테이지와, 믹서 이후의 IF 부내의 하나의 AGC 부에 분산시킴으로써, 시스템의 왜곡과 BER은 최적화될 수 있다.
믹서의 피크 신호 레벨은 믹서 왜곡에 대한 합리적인 표준들을 제공하고, 이러한 레벨은 믹서에서 필터링되지 않은 IF 출력 신호로부터 측정될 수 있다. 부가적으로, 종래의 시스템에서와 같이, 비디오 검출기에서의 출력 신호 레벨이 또한 중요하다. 이들 두 신호, 즉 믹서에서의 필터링되지 않은 IF 출력 신호와 비디오 검출기에서의 출력 신호의 크기는 수신된 신호의 특성에 대한 정보를 제공한다. 예컨대, 강한 인접 채널 신호가 수반된 낮은 레벨 신호를 갖는 채널의 선택은 비디오 검출기에서의 낮은 레벨 출력 신호와 믹서에서의 높은 레벨의 출력 신호를 생성한다. 한편, 인접 채널 신호가 없이 선택된 약한 신호는 레벨이 모두 낮은 출력 신호를 생성한다.
측정된 신호 레밸로부터, 정보 처리 기능을 가진(intelligent) 제어기는 실질적으로 왜곡을 감소시키기 위하여, 세 개의 AGC 제어 신호를 계산하고 조정할 수 있다. 예컨대, 만일 튜너 내에서 제 2의 AGC내의 감쇠가 줄어들지만, IF내의 제 3의 AGC의 감쇠가 동일한 신호 레벨을 유지하기 위해 증가하면, SNR은 개선되지만보다 큰 중간변조 왜곡이 생성된다. 일단 이러한 동작이 이루어지면, BER 또는 유사한 에러 표시 신호{이들 모두는 종종 디지털 디코더(미도시)로부터 쉽게 이용할수 있다}는 AGC 스테이지의 미세 조정을 위한, 즉 동작이 유익한지의 여부를 확인하기 위한 최종 표준으로 사용될 수 있다. 예컨대. BER 이나 다른 에러 표시 신호가 임계값 이상이라면. 마이크로프로세서 제어기는, BER이 최소값으로 되거나 또는 임계값 이하로 떨어질 때까지, 상기 세 개의 AGC 제어 신호 전압을 변경시킨다.
이러한 장치는 표준 아날로그 수신 신호에도 적용할 수 있음을 주목해야 한다. 표준 아날로그 수신을 위한 SNR의 변화에 대한 영향은 별로 중요하지 않다. 그러나, SNR에서의 약간의 감소라 할지라도, 이는 임계값에서 또는 이에 근접하게 수신된 디지털 신호에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 이러한 경우를 위해, 제 1 AGC 스테이지에 접속된 AGC 제어 신호의 값은, AGC 스테이지의 이득이 감소되지 않더록, 선택될 수 있다.

Claims (2)

  1. 신호 처리 시스템에 있어서,
    제 1 AGC(자동 이득 제어 : Automatic Gain Control) 제어 신호에 따라 제 1 신호의 진폭을 조정하고, 제 1 조정된 출력 신호를 제공하기 위한 제 1 AGC 수단과,
    상기 제 1 AGC 수단으로부터 상기 제 1 조정된 출력 신호를 수신하고 제 1 출력 신호를 제공하기 위한 제 1 신호 처리 수단과,
    제 2 AGC 제어 신호에 따라 상기 제 1 출력 신호의 진폭을 조정하고, 제 2 조정된 출력 신호를 제공하기 위한 제 2 AGC 수단과,
    상기 제 2 조정된 출력 신호의 주파수를 이동시키고 IF 신호를 제공하기 위한 믹서(mixer) 수단과,
    상기 IF 신호를 각각 처리하고, 제 3의 AGC 제어 신호에 따라 상기 IF 신호의 진폭을 각각 조정하여. 제 3의 조정된 출력 신호를 제공하기 위한, IF 신호 처리 수단 및 IF AGC 수단과,
    상기 믹서의 출력에 따라, 상기 제 1, 제 2 및 제 3의 AGC 제어 신호를 생성하기 위한 수단을 포함하여 구성되며,
    여기서. 상기 제 1, 제 2 및 제 3의 AGC 제어 신호를 생성하는 수단은 상기 제 3 조정된 출력 신호의 제 2 특성에 또한 반응하는 마이크로프로세서를
    포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2의 특성은 비트 에러율(bit error rate)인 것을 특징으로 하는 신호 처리 시스템.
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