KR19990065520A - Radio Frequency Modulation Device Using Phase-Locked Loop - Google Patents
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Abstract
위상 동기 루프를 이용한 무선 주파수 변조 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 위상 동기 루프를 이용한 무선 주파수 변조 장치는, 재생된 영상 신호의 직류 전위 레벨을 클램핑하고, 클램핑된 신호로부터 일정한 레벨 이상의 백 레벨과 일정한 레벨 이상의 흑레벨을 클리핑하는 클램프/클림핑 수단, 소정의 제어 장치로부터 인가되는 채널 정보를 디코딩하고, 디코딩된 결과를 제1~제3제어 신호로서 출력하는 제어 신호 생성 수단, 내부에서 발진되는 발진 신호를 소정율로 분주하고, 분주된 신호를 소정치 이상의 기준 신호로서 출력하는 기준 신호 생성 수단, 재생된 음성 신호를 증폭 또는 감쇄하고, 증폭 또는 감쇄된 음성 신호를 출력하는 음성 신호 증폭 수단, 기준 신호와 제1비교 신호의 위상 차에 상응하여 일정하게 발진하는 고주파 발진 신호를 생성하고, 고주파 발진 신호를 영상 진폭 변조 반송파 신호로서 출력하는 제1위상 동기 루프, 기준 신호와 제2비교 신호의 위상 차에 상응하여 일정하게 발진하는 발진 주파수 신호를 생성하고, 발진 신호와 증폭 또는 감쇄된 음성 신호를 혼합하여 주파수 변조된 음성 부반송파 신호로서 출력하는 제2위상 동기 루프, 클램핑/클리핑된 영상 신호와 진폭 변조 반송파 신호를 혼합하여 진폭 변조된 영상 신호를 생성하고, 진폭 변조된 영상 신호와 주파수 변조된 음성 부반송파 신호를 혼합하는 혼합 수단, 및 혼합 수단의 출력을 일정하게 증폭하고, 증폭된 신호를 출력하는 고주파 증폭 수단을 구비하는 것을 특징으로한다.Disclosed is a radio frequency modulation apparatus using a phase locked loop. A radio frequency modulation apparatus using a phase locked loop according to the present invention includes clamping / clamping means for clamping a DC potential level of a reproduced video signal and clipping a back level of at least a certain level and a black level of a certain level from a clamped signal. Control signal generating means for decoding the channel information applied from the predetermined control device, outputting the decoded result as the first to third control signals, and dividing the oscillation signal oscillated therein at a predetermined rate and dividing the divided signal. Reference signal generating means for outputting a reference signal of a predetermined value or more, amplifying or attenuating the reproduced speech signal, and amplifying or attenuating speech signal for outputting the amplified or attenuated speech signal, and corresponding to a phase difference between the reference signal and the first comparison signal. Generate a high frequency oscillation signal that oscillates constantly, and convert the high frequency oscillation signal as an image amplitude modulated carrier signal. Generate an oscillation frequency signal that oscillates consistently in response to a phase difference between the first phase synchronization loop, the reference signal, and the second comparison signal, and mix the oscillation signal with the amplified or attenuated speech signal and then modulate the speech subcarrier signal. Mixing means for generating an amplitude modulated video signal by mixing a second phase locked loop, a clamped / clipped video signal and an amplitude modulated carrier signal and outputting an amplitude modulated video signal and a frequency modulated audio subcarrier signal, And high frequency amplifying means for constantly amplifying the output of the mixing means and outputting the amplified signal.
Description
본 발명은 비디오 카세트 레코더, 비디오 테이프 레코더 등에 이용되는 무선 주파수 변조 장치(Radio Frequency Modulator:RF Modulator)에 관한 것으로서, 특히, 위상 동기 루프(Phase Locked Loop:PLL)를 이용한 무선 주파수 변조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radio frequency modulator (RF Modulator) used in a video cassette recorder, a video tape recorder, and the like, and more particularly, to a radio frequency modulator using a phase locked loop (PLL). .
일반적으로 무선 주파수 변조 장치 즉, RF변조 장치는 비디오 카세트 레코더(Video Cassette Recorder:VCR), 비디오 테이프 레코더(Video Tape Recorder:VTR), 위성 방송 수신기(Satellite Video Receiver:SVR), 및 게임 머신에 주로 이용되며, 이러한 기록 재생 장치에서 재생된 영상 신호와 음성 신호를 특정한 RF 채널 주파수로 변환하여 출력하는 장치이다.Radio frequency modulators, or RF modulators, are commonly used in video cassette recorders (VCRs), video tape recorders (VTRs), satellite video receivers (SVRs), and game machines. The apparatus is used to convert a video signal and an audio signal reproduced in such a recording and reproducing apparatus into a specific RF channel frequency and output the same.
상술한 무선 주파수 변조 장치는 주파수 사용 대역에 따라 초단파(Very High Frequency:VHF)와 극초단파(Ultra High Frequency:UHF)로 나눌 수 있다. 즉, VHF 방식은 주로 2개의 특정 채널을 사용하는 방식이고, UHF방식은 12개 이상의 채널을 사용하는 방식이다.The above-described radio frequency modulation apparatus may be divided into ultra high frequency (VHF) and ultra high frequency (UHF) according to a frequency use band. That is, the VHF method mainly uses two specific channels, and the UHF method uses 12 or more channels.
특히, 초단파 위상 동기 루프(Phase Locked Loop:PLL)를 이용한 종래의 RF변조 장치에서는 음성 신호를 위한 PLL과 영상 신호를 위한 PLL에서 위상 검출을 위한 기준 분주 신호로 15.625KHz의 발진 신호를 이용한다. 즉, 4MHz의 기준 발진 신호를 N분주하여 15.625KHz의 주파수를 갖는 기준 신호를 생성하고, 이러한 기준 신호를 음성 PLL과 영상 PLL의 위상 검출기에 인가하여 위상 비교함으로써 출력되는 주파수를 일정하게 제어한다. 그러나, 종래의 RF변조 장치에 이용되는 이러한 15.625KHz의 기준 주파수 신호는 음성 정보와 비슷한 대역을 갖기 때문에 버즈 비트(BUZZ BEAT)성의 음성 노이즈를 발생시키는 경우가 있다.In particular, a conventional RF modulator using a phase locked loop (PLL) uses an oscillation signal of 15.625 KHz as a reference division signal for phase detection in a PLL for an audio signal and a PLL for an image signal. In other words, a reference signal having a frequency of 15.625 KHz is generated by N-dividing the reference oscillation signal of 4 MHz, and applied to the phase detectors of the audio PLL and the image PLL to compare the phases so that the output frequency is constantly controlled. However, since the 15.625KHz reference frequency signal used in the conventional RF modulator has a band similar to the voice information, there is a case where BUZZ BEAT voice noise is generated.
즉, VHF RF변조 장치에서 음성 반송파는 영상 반송파보다 4.5MHz (NTSC방식 기준), 5.5MHz 또는 6.0MHz(PAL:Phase Alternating by Lins System 방식 기준) 높은 주파수를 중심으로 음성 신호의 크기에 따라 각각 ±25KHz(NTSC 방식), ±50KHz(PAL방식)의 주파수 편이를 갖고, 프리엠퍼시스 시상수 75us(NTSC 방식), 50us(PAL방식)로 FM변조하여 송신한다. 일반적으로 버즈(BUZZ)는 영상 신호 (PICTURE)와 수평 동기 신호 등에 의해 음성 성분에 나타나는 위상 변조된 성분을 나타내지만, 상술한 경우처럼 기준 분주기에서 출력된 15.625KHz의 주파수는 수평 동기 신호와 같은 주파수이기 때문에 상기와 동일한 방식으로 음성 정보에 손상을 주게 된다. 즉, 음성 및 영상 반송파 신호를 일정하게 하기 위한 PLL의 기준 신호가 동일한 주파수 편이를 갖는 음성 신호와 합해짐으로 인해 수신기에서 복조하면 원래의 음성 정보를 복원하는 것은 어렵고 결과적으로 음성 버즈 비트 노이즈가 발생한다는 문제점이 있다.In other words, in the VHF RF modulator, the voice carrier is ± ± MHz or 4.5 MHz (based on NTSC), 5.5 MHz or 6.0 MHz (PAL: Phase Alternating by Lins System) based on the size of the audio signal. It has a frequency shift of 25KHz (NTSC method) and ± 50KHz (PAL method), and transmits FM modulation with a pre-emphasis time constant of 75us (NTSC method) and 50us (PAL method). Generally, BUZZ represents a phase modulated component appearing in an audio component by a video signal and a horizontal synchronization signal, but as described above, a frequency of 15.625 KHz output from a reference divider is equal to a horizontal synchronization signal. Because of the frequency, the voice information is damaged in the same manner as described above. That is, since the reference signal of the PLL for keeping the audio and video carrier signals constant is combined with the audio signal having the same frequency shift, it is difficult to recover the original audio information when demodulating at the receiver, resulting in voice buzz bit noise. There is a problem.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 기준 신호의 출력 주파수를 음성 신호의 최대 주파수 편이보다 높은 주파수로 설정함으로써 음성 정보의 손상을 방지하는 위상 동기 루프를 이용한 무선 주파수 변조 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a radio frequency modulation apparatus using a phase locked loop which prevents corruption of speech information by setting an output frequency of a reference signal to a frequency higher than the maximum frequency shift of the speech signal.
도 1은 본 발명에 따른 위상 동기 루프를 이용한 무선 주파수 변조 장치를 설명하기 위한 개략적인 블럭도이다.1 is a schematic block diagram illustrating a radio frequency modulation apparatus using a phase locked loop according to the present invention.
도 2는 일반적인 NTSC(National Television System Committee)방식의 베이스 밴드 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for describing a baseband frequency band of a general NTSC system.
도 3은 일반적인 주파수 변조된 음성 신호의 주파수 스펙트럼을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing a frequency spectrum of a general frequency modulated voice signal.
상기 과제를 이루기위해, 본 발명에 따른 위상 동기 루프를 이용한 무선 주파수 변조 장치는, 재생된 영상 신호의 직류 전위 레벨을 클램핑하고, 클램핑된 신호로부터 일정한 레벨 이상의 백 레벨과 일정한 레벨 이상의 흑레벨을 클리핑하는 클램프/클림핑 수단, 소정의 제어 장치로부터 인가되는 채널 정보를 디코딩하고, 디코딩된 결과를 제1~제3제어 신호로서 출력하는 제어 신호 생성 수단, 내부에서 발진되는 발진 신호를 소정율로 분주하고, 분주된 신호를 소정치 이상의 기준 신호로서 출력하는 기준 신호 생성 수단, 재생된 음성 신호를 증폭 또는 감쇄하고, 증폭 또는 감쇄된 음성 신호를 출력하는 음성 신호 증폭 수단, 기준 신호와 제1비교 신호의 위상 차에 상응하여 일정하게 발진하는 고주파 발진 신호를 생성하고, 고주파 발진 신호를 영상 진폭 변조 반송파 신호로서 출력하는 제1위상 동기 루프, 기준 신호와 제2비교 신호의 위상 차에 상응하여 일정하게 발진하는 발진 주파수 신호를 생성하고, 발진 신호와 증폭 또는 감쇄된 음성 신호를 혼합하여 주파수 변조된 음성 부반송파 신호로서 출력하는 제2위상 동기 루프, 클램핑/클리핑된 영상 신호와 진폭 변조 반송파 신호를 혼합하여 진폭 변조된 영상 신호를 생성하고, 진폭 변조된 영상 신호와 주파수 변조된 음성 부반송파 신호를 혼합하는 혼합 수단, 및 혼합 수단의 출력을 일정하게 증폭하고, 증폭된 신호를 출력하는 고주파 증폭 수단으로 구성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the radio frequency modulation device using a phase locked loop according to the present invention, clamping the DC potential level of the reproduced video signal, and clipping a back level of at least a certain level and a black level of a certain level from the clamped signal Clamp / clamping means to decode channel information applied from a predetermined control device, and control signal generating means for outputting the decoded result as first to third control signals, and distributing an internal oscillation signal at a predetermined rate. And a reference signal generating means for outputting the divided signal as a reference signal of a predetermined value or more, amplifying or attenuating the reproduced speech signal, and outputting an amplified or attenuated speech signal, and a reference signal and a first comparison signal. Generates a high frequency oscillation signal that oscillates constantly according to the phase difference of A first phase locked loop output as a modulated carrier signal, and an oscillation frequency signal which oscillates in correspondence with the phase difference between the reference signal and the second comparison signal are generated, and frequency modulation is performed by mixing the oscillation signal and the amplified or attenuated speech signal. A second phase-locked loop, a clamped / clipped video signal and an amplitude modulated carrier signal, which are output as a speech subcarrier signal, to generate an amplitude modulated video signal, and then mix the amplitude modulated video signal with a frequency modulated audio subcarrier signal And a high frequency amplifying means for constantly amplifying the output of the mixing means and outputting the amplified signal.
이하, 본 발명에 따른 위상 동기 루프를 이용한 무선 주파수 변조 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a radio frequency modulation apparatus using a phase locked loop according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 PLL을 이용한 무선 주파수 변조 장치를 설명하기 위한 개략적인 블럭도로서, 클램핑/클리핑부(100), 제1위상 동기 루프(110), 제2위상 동기 루프(120), 기준 신호 생성부(130), 음성 신호 증폭부(170), 제어 신호 생성부(180), 믹서(150) 및 고주파 증폭부(160)로 구성된다. 여기에서, 제1위상 동기 루프(110)는 제1위상 검출부(112), 제1전하 펌프(114), 제1전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator:VCO)(116), 프리스케일러(117) 및 고주파 카운터(118)로 이루어지고, 제2위상 동기 루프(120)는 제2위상 검출부(122), 제2전하 펌프(124), 가산기(126), 주파수 스테퍼(127), 제2전압 제어 발진기(128) 및 프로그래머블 카운터(129)로 이루어지고, 기준 신호 생성부(130)는 기준 발진기(132)와 기준 분주기(134)로 이루어지고, 제어 신호 생성부(180)는 제어부(182), 음성 디코더(184) 및 영상 디코더(186)로 이루어진다.1 is a schematic block diagram for explaining a radio frequency modulation apparatus using a PLL according to the present invention, the clamping / clipping unit 100, the first phase synchronization loop 110, the second phase synchronization loop 120, The reference signal generator 130, the voice signal amplifier 170, the control signal generator 180, the mixer 150 and the high frequency amplifier 160. Here, the first phase synchronization loop 110 includes a first phase detector 112, a first charge pump 114, a voltage controlled oscillator (VCO) 116, a prescaler 117, and a high frequency wave. The second phase synchronous loop 120 includes a second phase detector 122, a second charge pump 124, an adder 126, a frequency stepper 127, and a second voltage controlled oscillator ( 128) and a programmable counter 129. The reference signal generator 130 includes a reference oscillator 132 and a reference divider 134. The control signal generator 180 includes a controller 182 and a voice. It consists of a decoder 184 and an image decoder 186.
즉, 도 1에 도시된 PLL을 이용한 무선 주파수 변조 장치는 크게 영상 신호 처리부와 음성 신호 처리부 및 제어 신호 생성부로 구분할 수 있다. 고주파 발진 신호를 생성하는 제1전압 제어 발진기(116)에서는 해당하는 채널 주파수 즉, 영상 AM(Amplitude Modalation)반송파 신호를 생성하고, 클램핑 및 클리핑된 영상 신호와 믹서(150)에서 혼합되어 진폭 변조된 영상 신호를 생성한다. 또한, 제2전압 제어 발진기(128)에서는 주파수 변조된 음성 부반송파 신호를 생성하여 믹서(150)에서 진폭 변조된 영상 신호와 혼합된다. 믹서(150)에서 혼합된 신호는 고주파 증폭부(160)를 통하여 증폭되고, 증폭된 신호는 출력 단자 OUT를 통하여 출력된다. 여기에서, 제1PLL(110)는 제1VCO(116)의 발진 주파수를 일정하게 하고, 제2PLL(120)은 제2VCO(128)의 발진 주파수를 일정하게 하기 위해 이용한다.That is, the radio frequency modulation apparatus using the PLL illustrated in FIG. 1 may be largely classified into an image signal processor, an audio signal processor, and a control signal generator. The first voltage controlled oscillator 116 generating a high frequency oscillation signal generates a corresponding channel frequency, that is, an image amplitude modulation (AM) carrier signal, and is amplitude-modulated by mixing the clamped and clipped image signal with the mixer 150. Generates a video signal. In addition, the second voltage controlled oscillator 128 generates a frequency modulated voice subcarrier signal and mixes the amplitude modulated video signal in the mixer 150. The mixed signal from the mixer 150 is amplified by the high frequency amplifier 160, and the amplified signal is output through the output terminal OUT. Here, the first PLL 110 uses a constant oscillation frequency of the first VCO 116 and the second PLL 120 uses a constant oscillation frequency of the second VCO 128.
우선, 도 1을 참조하여 무선 주파수 변조 장치의 영상 처리 관련 블럭의 구성에 관하여 간략히 설명한다.First, a configuration of an image processing related block of a radio frequency modulation apparatus will be briefly described with reference to FIG. 1.
도 1에 도시된 클램핑/클리핑부(100)는 VTR, VCR 또는 SVR과 같은 소정의 기록 재생 장치에서 재생된 베이스밴드의 영상 신호(VIDEO)를 입력하고, 입력된 영상 신호(VIDEO)의 직류적인 전위 레벨을 고정 즉, 클램프하고, 클램프된 신호로부터 일정한 레벨 이상의 백 레벨과 일정한 레벨 이상의 흑레벨을 클리핑한다. 클램핑/클리핑부(100)에서 출력된 영상 신호(VIDEO)는 믹서(150)의 입력으로 인가된다.The clamping / clipping unit 100 shown in FIG. 1 inputs a video signal VIDEO of a baseband reproduced by a predetermined recording and reproducing apparatus such as a VTR, VCR, or SVR, and directly inputs a DC signal of the input video signal VIDEO. The potential level is fixed, i.e., clamped, and the clamped signal is clipped at least a certain level of the back level and a certain level of the black level. The video signal VIDEO output from the clamping / clipping unit 100 is applied to the input of the mixer 150.
또한, 고주파 VCO 주파수를 일정하게 하기위한 제1위상 동기 루프(110)의 기준 신호 생성부(130)는 기준 발진기(130)에서 발진된 소정의 발진 주파수 신호를 기준 분주기(134)에서 소정율로 분주하고, 분주된 신호를 기준 신호로 이용한다. 이 때 기준 신호의 주파수는 FM변조된 음성 주파수 신호의 최대 주파수 편이(±125KHz)를 초과하는 주파수로 설정한다. 즉, 제1위상 검출부(112)는 기준 분주기(134)에서 소정율로 분주된 신호를 기준 신호로서 입력하고, 내부의 고주파 카운터(118)로부터 출력된 신호를 비교 신호로서 입력하여 위상 비교하고, 위상 차에 상응하는 신호를 생성한다. 제1위상 검출부(112)의 출력은 제1전하 펌프(114)에 입력되고, 제1전하 펌프(114)는 위상 차에 상응하여 전류를 공급(sourcing)하거나, 전류를 싱킹(sinking) 함으로써 위상 차에 상응하는 전류를 조절한다. 즉, 전류 조절된 결과는 전하 펌프(114) 내부의 커패시터(미도시)에서 저역 성분이 필터링되어 검출된 위상 차에 상응하는 직류 성분의 제어 전압으로서 생성된다. 제1VCO(Voltage Controlled Oscillator:VCO)는 인가된 제어 전압에 상응하여 고주파 채널 주파수를 나타내는 발진 신호 즉, 영상 FM반송파 신호를 생성하여 믹서(150)와 프리스케일러(117)로 출력한다. 프리스케일러(117)는 입력되는 제1VCO(116)의 출력을 8분주하여 고주파 카운터(118)로 출력하고, 고주파 카운터(118)는 제어 신호 생성부(180)의 영상 디코더(186)에서 출력되는 제어 신호(C3)에 응답하여 8분주된 신호를 카운팅한다. 즉, 고주파 카운터(118)는 제어 신호(C3)에 응답하여 8분주된 신호를 카운팅함으로써 N분주하고, N분주된 신호를 제1비교 신호로서 출력한다. 고주파 카운터(118)에서 N분주된 신호는 제1위상 검출부(112)의 비교 신호로서 인가되고, 기준 신호(REF)와 위상 비교된다. 상술한 바와 같이, 제1전압 제어 발진기(116)에서 출력된 신호는 고주파 채널 주파수 즉, 영상 AM반송파 신호를 나타낸다.In addition, the reference signal generator 130 of the first phase synchronization loop 110 to make the high frequency VCO frequency constant has a predetermined rate at the reference frequency divider 134 for the predetermined oscillation frequency signal oscillated by the reference oscillator 130. The divided signal is used as the reference signal. At this time, the frequency of the reference signal is set to a frequency exceeding the maximum frequency shift (± 125KHz) of the FM modulated voice frequency signal. That is, the first phase detector 112 inputs a signal divided by the reference divider 134 at a predetermined rate as a reference signal, inputs a signal output from the internal high frequency counter 118 as a comparison signal, and compares the phase. We generate a signal corresponding to the phase difference. The output of the first phase detector 112 is input to the first charge pump 114, and the first charge pump 114 supplies a current in accordance with the phase difference or sinks the current by sinking the current. Adjust the current corresponding to the difference. That is, the result of the current regulation is generated as a control voltage of the direct current component corresponding to the detected phase difference by filtering the low pass component in a capacitor (not shown) inside the charge pump 114. The first voltage controlled oscillator (VCO) generates an oscillation signal representing a high frequency channel frequency, that is, an image FM carrier signal, and outputs the oscillation signal corresponding to the applied control voltage to the mixer 150 and the prescaler 117. The prescaler 117 divides the output of the input first VCO 116 into eight high frequency counters 118, and the high frequency counter 118 controls the outputs from the image decoder 186 of the control signal generator 180. In response to signal C3, the eight divided signals are counted. That is, the high frequency counter 118 divides N by counting the eight divided signals in response to the control signal C3, and outputs the N divided signals as a first comparison signal. The signal N divided by the high frequency counter 118 is applied as a comparison signal of the first phase detection unit 112 and is phase compared with the reference signal REF. As described above, the signal output from the first voltage controlled oscillator 116 represents a high frequency channel frequency, that is, an image AM carrier signal.
한편, 음성 신호 처리 블럭의 구성에 관하여 설명하면 다음과 같다. 즉, 소정 기록 재생 장치에서 재생된 음성 신호(AUDIO)는 약 50Hz~20KHz의 주파수를 갖게 되며, 음성 신호 증폭부(170)는 이러한 음성 신호(AUDIO)를 일정한 양으로 증폭 또는 감쇄시킨다. 증폭 또는 감쇄된 음성 신호는 가산기(126)로 입력되고, 가산기(126)는 제2전하 펌프(124)에서 소싱 또는 싱킹된 전류와, 주파수 스테퍼(127)에서 출력된 전류 및 음성 신호 증폭부(170)에서 증폭 또는 감쇄된 신호를 가산하여 제어 전류를 생성한다. 생성된 제어 전류는 제2VCO(128)로 인가되어 제2VCO(128)에서 출력되는 음성 FM부반송파 신호의 주파수를 일정하게 제어한다. 즉, 제2위상 동기 루프(120)의 제2위상 검출부(122)는 기준 분주기 (134)에서 출력되는 분주 신호를 기준 신호(REF)로서 입력하고, 프로그래머블 카운터(129)에서 출력되는 신호를 비교 신호로서 입력하여 두 신호의 위상을 비교함으로써 위상 차를 검출한다. 위상 비교된 결과는 제2전하 펌프(124)로 출력되고, 위상 차에 상응하여 전류를 소싱하거나 싱킹한다. 또한, 제2전하 펌프(124)내부의 커패시터는 전류 소싱 또는 싱킹된 출력으로부터 고주파 성분을 제거하여 일정한 전류를 생성하고, 생성된 전류는 가산기(126)에 인가되어 증폭 또는 감쇄된 음성 신호 및 주파수 스테퍼(127)의 출력 전류와 가산된다. 여기에서, 주파수 스테퍼(127)는 제어 신호 생성부(180)의 음성 디코더(184)에서 출력된 제1제어 신호(C1)에 응답하여 음성 방송 방식을 선택하는 역할을 한다. 즉, 음성 방송 방식은 크게 4가지로 구분할 수 있고, 우선, NTSC 방식에서는 주파수 변조(Frequency Moduation)되는 반송파 주파수가 4.5MHz가 되고, PAL방식에서는 국가별로 5.5MHz, 6.0MHz 또는 6.5MHz의 주파수가 될 수 있다. 따라서, 가산기(126)에서 출력되는 전류는 전류 제어 발진기의 역할을 하는 제2VCO(128)의 제어 전류로서 입력되고 제2VCO(128)는 인가된 제어 전류에 응답하여 소정의 주파수로 발진하는 발진 주파수 신호 즉, FM변조된 부반송파 신호를 생성한다. 프로그래머블 카운터(129)는 제어 신호 생성부(180)의 음성 디코더(184)에서 출력된 제2제어 신호(C2)에 응답하여 분주비가 선택되고, 선택된 분주비에 응답하여 제2VCO(128)의 발진 주파수 신호를 소정율로 분주하여 제2비교 신호를 생성한다. 제2비교 신호는 제2위상 검출부(122)의 비교 입력으로 인가되고, 제2위상 검출부(122)는 기준 신호(REF)와 제2비교 신호의 위상을 비교하여 위상 차에 상응하는 출력을 생성한다. 즉, 제2VCO(128)에서 출력된 발진 주파수 신호 즉, FM변조된 음성 반송파 신호는 제2위상 동기 루프(120)에 의해 일정하게 조정된다.On the other hand, the configuration of the audio signal processing block is as follows. That is, the audio signal AUDIO reproduced by the predetermined recording and reproducing apparatus has a frequency of about 50 Hz to 20 KHz, and the audio signal amplifier 170 amplifies or attenuates the audio signal AUDIO by a predetermined amount. The amplified or attenuated voice signal is input to the adder 126, and the adder 126 is a current sourced or sinked by the second charge pump 124, and a current and voice signal amplifying unit output from the frequency stepper 127 ( In 170, the amplified or attenuated signal is added to generate a control current. The generated control current is applied to the second VCO 128 to constantly control the frequency of the voice FM subcarrier signal output from the second VCO 128. That is, the second phase detector 122 of the second phase synchronization loop 120 inputs the divided signal output from the reference divider 134 as the reference signal REF and receives the signal output from the programmable counter 129. The phase difference is detected by inputting as a comparison signal and comparing the phases of the two signals. The result of the phase comparison is output to the second charge pump 124, sourcing or sinking current in accordance with the phase difference. In addition, a capacitor inside the second charge pump 124 removes high frequency components from the current source or sinked output to generate a constant current, and the generated current is applied to the adder 126 to amplify or attenuate the voice signal and frequency. It is added with the output current of the stepper 127. Here, the frequency stepper 127 selects a voice broadcasting method in response to the first control signal C1 output from the voice decoder 184 of the control signal generator 180. That is, the voice broadcasting method can be classified into four types.In the NTSC method, the carrier frequency of frequency modulation is 4.5MHz, and in the PAL method, the frequency of 5.5MHz, 6.0MHz, or 6.5MHz is determined for each country. Can be. Accordingly, the current output from the adder 126 is input as the control current of the second VCO 128 serving as the current controlled oscillator and the second VCO 128 oscillates at a predetermined frequency in response to the applied control current. Signal, that is, an FM modulated subcarrier signal. The programmable counter 129 selects the division ratio in response to the second control signal C2 output from the voice decoder 184 of the control signal generator 180, and oscillates the second VCO 128 in response to the selected division ratio. The frequency signal is divided at a predetermined rate to generate a second comparison signal. The second comparison signal is applied to the comparison input of the second phase detector 122, and the second phase detector 122 compares the phases of the reference signal REF and the second comparison signal to generate an output corresponding to the phase difference. do. That is, the oscillation frequency signal output from the second VCO 128, that is, the FM modulated voice carrier signal, is constantly adjusted by the second phase synchronization loop 120.
여기에서, 상술한 제어 신호 생성부(180)의 음성 디코더(184)와 영상 디코더(186)는 마이컴과 같은 내부의 제어 블럭 또는 스위치를 이용한 소정의 제어 블럭을 나타내는 제어부(182)로부터 출력되는 채널 정보를 분석하고, 입력된 채널 정보 중에서 음성 및 영상 신호에 필요한 부분을 디코딩함으로써 필요한 제어 신호들을 생성한다. 즉, 상술한 바와 같이, 음성 디코더(184)에서 출력되는 제1제어 신호(C1)는 주파수 스테퍼(127)로 입력되어 음성 방송 방식을 선택하는데 이용되고, 제2제어 신호(C2)는 프로그래머블 카운터(129)에 인가되어 제2 VCO주파수의 분주비를 조정하는데 이용되고, 영상 디코더(186)에서 출력되는 제3제어 신호(C3)는 제1위상 동기 루프(110)의 고주파 카운터(C3)로 입력되어 고주파 카운터(118)의 분주비를 결정하는데 이용된다.Here, the audio decoder 184 and the image decoder 186 of the control signal generator 180 described above are output from the control unit 182 indicating an internal control block such as a microcomputer or a predetermined control block using a switch. The necessary control signals are generated by analyzing the information and decoding the required portion of the input channel information for the audio and video signals. That is, as described above, the first control signal C1 output from the voice decoder 184 is input to the frequency stepper 127 and used to select a voice broadcasting method, and the second control signal C2 is a programmable counter. The third control signal C3, which is applied to the 129 and used to adjust the division ratio of the second VCO frequency, is output from the image decoder 186 to the high frequency counter C3 of the first phase synchronization loop 110. It is input and used to determine the division ratio of the high frequency counter 118.
도 2는 일반적인 NTSC방식의 베이스밴드 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a baseband frequency band of the general NTSC system.
도 2를 참조하면, fcolor는 영상 신호의 색 부반송파 신호를 나타내고, fsound는 음성 FM부반송파 신호를 나타내고, fvideo는 영상 AM반송파 신호를 나타 낸다.2, fcolor represents a color subcarrier signal of an image signal, fsound represents an audio FM subcarrier signal, and fvideo represents an image AM carrier signal.
도 3은 일반적인 음성 FM신호의 주파수 스펙트럼을 설명하기 위한 도면 으로서, fc는 음성 FM 부반송파 신호를 나타내고, △f는 최대 주파수 편이를 나타낸다.3 is a diagram for explaining a frequency spectrum of a general voice FM signal, fc denotes a voice FM subcarrier signal, and Δf denotes a maximum frequency shift.
이하, 본 발명에 따른 PLL을 이용한 무선 주파수 변조 장치의 동작에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the radio frequency modulation apparatus using the PLL according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 영상 신호 처리 블럭의 클램핑/클리핑부(100)에 입력된 영상 신호는 클램핑 및 클리핑되어 믹서(150)의 입력으로 그대로 인가된다. 따라서, 믹서(150) 에서는 클램핑 및 클리핑된 영상 신호와 제1VCO(116)에서 출력된 영상 AM 부반송파 신호를 더함으로써 영상 신호를 진폭 변조한다.First, the image signal input to the clamping / clipping unit 100 of the image signal processing block is clamped and clipped and applied as it is to the input of the mixer 150. Therefore, the mixer 150 amplitude modulates the video signal by adding the clamped and clipped video signal and the video AM subcarrier signal output from the first VCO 116.
표 1은 일반적인 칼라 텔레비젼 방송 방식에 따른 영상 AM반송파 신호와 음성 FM부반송파 신호를 나타낸다.Table 1 shows a video AM carrier signal and an audio FM subcarrier signal according to a general color television broadcasting system.
표 1에 나타난 바와 같이, 제1PLL(110)의 제1VCO(116)에서 출력되는 영상 AM 반송파 신호의 주파수는 칼라 텔레비젼 방식, 국가, 및 채널 별로 다르다는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the frequency of the video AM carrier signal output from the first VCO 116 of the first PLL 110 is different for each color television system, country, and channel.
NTSC방식을 예를 들어 설명하면, 도 2에 도시된 베이스밴드 주파수 대역에서 나타난 바와 같이, 변조된 음성 및 영상 신호의 전체 점유 대역폭은 6MHz이고, 음성 신호의 점유 대역폭은 0,5MHz이다. 만약, 영상 AM반송파가 일본 1채널에서의 주파수인 91.25MHz라 할 때 색 부반송파 신호는 이러한 영상 AM반송파 신호보다 3.58MHz증가한 주파수를 갖게 되고, 음성 FM 부반송파 신호는 영상 AM반송파보다 4.5MHz높은 주파수를 갖게 된다. 즉, 제1VCO(116)에서 출력된 발진 주파수 신호 즉, 영상 AM반송파 주파수를 일정하게 하기위한 제1PLL(110)은 기준 신호 생성부(130)의 기준 발진기(132)에서 생성된 소정 발진 신호의 분주된 신호를 기준 신호로 이용한다. 즉, 기준 발진기(132)는 종래의 경우처럼 4MHz의 발진기를 이용하는 것이 아니라, 적절한 출력 주파수를 갖는 발진기를 이용하여 발진 주파수 신호를 생성하고, 생성된 발진 신호를 기준 분주기(134)에서 N분주하여 기준 신호로 이용한다.Referring to the NTSC scheme as an example, as shown in the baseband frequency band shown in FIG. 2, the total occupied bandwidth of the modulated audio and video signal is 6 MHz, and the occupied bandwidth of the audio signal is 0,5 MHz. If the video AM carrier is 91.25MHz, which is the frequency of one channel in Japan, the color subcarrier signal has a frequency 3.58MHz higher than the video AM carrier signal, and the audio FM subcarrier signal is 4.5MHz higher than the video AM carrier. Will have That is, the first PLL 110 for the constant oscillation frequency signal output from the first VCO 116, that is, the image AM carrier frequency, may be used to generate a predetermined oscillation signal generated by the reference oscillator 132 of the reference signal generator 130. The divided signal is used as a reference signal. That is, the reference oscillator 132 does not use a 4 MHz oscillator as in the conventional case, but generates an oscillation frequency signal using an oscillator having an appropriate output frequency, and divides the generated oscillation signal from the reference divider 134 by N divisions. As a reference signal.
즉, 도 3을 참조하면, fc는 음성 FM 부반송파 신호의 주파수를 나타내고, △f는 음성 FM부반송파 신호의 최대 주파수 편이를 나타내기 때문에, 이러한 최대 주파수 편이를 넘어서는 주파수를 기준 신호로 설정하는 것이 바람직하다. 음성 FM부반송파 신호의 최대 주파수 편이는 음성 신호(AUDIO)가 500% FM변조되었을 때의 주파수 편이를 나타내며, NTSC방식에서는 최대 주파수 편이가 ±125KHz가 되고, PAL방식에서는 ±250KHz가 된다. 따라서, 표 1에 나타난 바와 같이, 전세계에서 사용하는 각 방식 별 영상 AM 반송파 신호들을 참조할 때, 모든 영상 AM반송파 신호는 0.25MHz로 나눌 수 있기 때문에, 기준 신호의 주파수를 250KHz로 설정하는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 기준 신호의 주파수는 250KHz로 한정되는 것이 아니며, 설계자의 설계 방식에 따라 그 이상의 다른 주파수를 이용하는 것이 가능하다.That is, referring to FIG. 3, since fc represents the frequency of the voice FM subcarrier signal, and Δf represents the maximum frequency shift of the voice FM subcarrier signal, it is preferable to set a frequency exceeding this maximum frequency shift as a reference signal. Do. The maximum frequency shift of the audio FM subcarrier signal indicates the frequency shift when the audio signal (AUDIO) is 500% FM modulated. The maximum frequency shift is ± 125 KHz in the NTSC method and ± 250 KHz in the PAL method. Therefore, as shown in Table 1, when referring to the video AM carrier signals for each system used in the world, it is best to set the frequency of the reference signal to 250KHz because all video AM carrier signals can be divided into 0.25MHz. desirable. However, the frequency of the reference signal is not limited to 250KHz, and it is possible to use other frequencies higher than the designer's design method.
따라서, 기준 발진기(132)에서 발진된 신호를 N분주하여 250KHz의 기준 신호가 생성되면, 이러한 기준 신호는 각각 제1PLL(110)의 제1위상 검출부(112)와 제2PLL(120)의 제2위상 검출부(122)로 인가된다. 제1위상 검출부(112)는 제어 신호 생성부(180)의 영상 디코더(186)에서 출력된 제3제어 신호(C3)에 응답하여 소정 분주비로 분주되는 고주파 카운터(118)의 출력 주파수 즉, 250KHz를 갖는 주파수 신호와 기준 신호의 위상을 비교하고, 위상 차에 상응하는 출력 신호를 생성한다. 따라서, 제1전하 펌프(114)는 두 신호의 위상 차에 상응하여 만약, 고주파 카운터(118)에서 출력된 제1비교 신호의 위상이 기준 신호(REF)보다 앞서면, 위상 차에 상응하는 전류를 싱킹하여 제1VCO(116)의 출력 주파수의 위상을 늦게함으로써 출력 주파수를 일정하게 한다. 또한, 제1전하 펌프(114)는 고주파 카운터(118)에서 출력되는 250KHz의 제1비교 신호가 기준 신호(REF)보다 위상이 늦으면, 위상 차에 상응하는 전류를 소싱하여 제1VCO(116)의 출력 위상을 앞서게 한다. 따라서, 제1VCO(116)에서 출력되는 발진 주파수 신호 즉, 영상 AM 반송파 신호는 일정하게 조정되어 믹서(150)로 인가된다. 또한, 제1VCO(116)의 출력 주파수 신호는 프리스케일러(117)와 고주파 카운터(118)를 통하여 소정률로 분주되어 250KHz의 제1비교 신호를 생성하게 된다.Therefore, when the reference signal of 250 KHz is generated by N-dividing the signal oscillated by the reference oscillator 132, these reference signals are respectively the first phase detection unit 112 and the second PLL 120 of the first PLL 110. It is applied to the phase detector 122. The first phase detector 112 outputs an output frequency of the high frequency counter 118 that is divided at a predetermined division ratio in response to the third control signal C3 output from the image decoder 186 of the control signal generator 180, that is, 250 KHz. Comparing the phase of the frequency signal with the reference signal and generates an output signal corresponding to the phase difference. Accordingly, the first charge pump 114 corresponds to the phase difference between the two signals. If the phase of the first comparison signal output from the high frequency counter 118 is ahead of the reference signal REF, the first charge pump 114 generates a current corresponding to the phase difference. By sinking, the output frequency of the first VCO 116 is delayed to make the output frequency constant. In addition, when the first comparison signal of 250 KHz output from the high frequency counter 118 is later than the reference signal REF, the first charge pump 114 sources the current corresponding to the phase difference to supply the first VCO 116. Advance the output phase. Therefore, the oscillation frequency signal output from the first VCO 116, that is, the video AM carrier signal, is constantly adjusted and applied to the mixer 150. In addition, the output frequency signal of the first VCO 116 is divided at a predetermined rate through the prescaler 117 and the high frequency counter 118 to generate a first comparison signal of 250 KHz.
한편, 250KHz의 기준 신호(REF)는 음성 FM 부반송파 신호의 주파수를 일정하게 하기 위한 제2PLL(120)의 제2위상 검출부(122)에 인가되어 프로그래머블 카운터 (129)에서 출력된 250KHz의 제2비교 신호와 위상 비교된다. 즉, 상술한 제1PLL (110)의 경우와 마찬가지로 전류 소스 또는 싱킹이 이루어져 일정한 전류로 조정된다. 따라서, 제2전하 펌프(124)에서 출력된 전류와, 제어 신호(C1)에 응답 하여 주파수 스테퍼(127)에서 선택된 음성 방식에 상응하는 전류가 출력되면, 가산기(126)는 음성 신호 증폭부(17)에서 증폭 또는 감쇄된 음성 신호와 제2전하 펌프(124)의 출력 전류 및 주파수 스테퍼(127)의 출력 전류를 가산하여 일정한 제어 전류를 생성한다. 즉, 제2VCO(128)는 가산기(126)에서 출력되는 제어 전류에 상응하여 발진하며, FM변조된 음성 부반송파 신호를 생성한다. 이러한 FM변조된 음성 부반송파 신호는 믹서(15)로 인가되어 진폭 변조된 영상 신호와 혼합된다. 즉, 믹서(150)에서는 입력된 영상 신호(VIDEO)와 영상 AM 반송파 신호를 더하여 AM변조를 실행하고, 제2VCO(128)에서 출력된 FM변조된 음성 부반송파 신호와 혼합되어 고주파 증폭부(160)로 인가된다. 고주파 증폭부(160)는 믹서(150)에서 출력된 신호를 일정한 양으로 증폭함으로써 특정 RF채널 주파수로 변환된 고주파 신호를 출력 단자 OUT를 통하여 출력한다.On the other hand, the 250KHz reference signal REF is applied to the second phase detection unit 122 of the second PLL 120 to make the frequency of the voice FM subcarrier signal constant, and the second comparison of 250KHz output from the programmable counter 129. The signal and phase are compared. That is, as in the case of the first PLL 110 described above, a current source or sinking is performed to adjust to a constant current. Therefore, when the current output from the second charge pump 124 and the current corresponding to the voice method selected by the frequency stepper 127 are output in response to the control signal C1, the adder 126 is a voice signal amplifier (126). A constant control current is generated by adding the voice signal amplified or attenuated in 17) with the output current of the second charge pump 124 and the output current of the frequency stepper 127. That is, the second VCO 128 oscillates corresponding to the control current output from the adder 126 and generates an FM modulated voice subcarrier signal. The FM modulated voice subcarrier signal is applied to the mixer 15 and mixed with the amplitude modulated video signal. That is, the mixer 150 performs AM modulation by adding the input video signal VIDEO and the video AM carrier signal, and mixes the FM modulated voice subcarrier signal output from the second VCO 128 to induce high frequency amplification unit 160. Is applied. The high frequency amplifier 160 amplifies a signal output from the mixer 150 by a predetermined amount and outputs a high frequency signal converted to a specific RF channel frequency through an output terminal OUT.
도 1에 도시된 블럭도에서 기준 신호의 주파수는 250KHz로 설정되었으나, 시스템의 설계 방식에 따라 음성 FM신호의 최대 주파수 편이를 넘는 다른 주파수 대역으로 설정하는 것이 가능하다. 즉, 기준 신호의 주파수를 선택함에 따라 프리스케일러(117), 고주파 카운터(118) 및 프로그래머블 카운터(129)의 분주비를 적절히 조정함으로써 음성 신호의 손상을 막을 수 있다. 또한, 이로 인해 출력 신호에 나타나는 스퓨리어스(SPURIOUS) 성분 즉, 고조파 또는 저조파의 방해 성분들을 줄일 수 있다.Although the frequency of the reference signal is set to 250 KHz in the block diagram shown in FIG. 1, it is possible to set the frequency of the reference signal to another frequency band exceeding the maximum frequency shift of the voice FM signal. That is, the frequency division of the prescaler 117, the high frequency counter 118, and the programmable counter 129 may be appropriately adjusted according to the frequency of the reference signal to prevent damage to the voice signal. This also reduces the spurious components of the output signal, i.e. harmonics or low harmonics.
본 발명에 따르면, 기준 신호의 주파수를 음성 변조 신호의 최대 주파수 편이보다 큰 주파수로 설정함으로써 종래에 발생했던 음성 버즈 비트 노이즈를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 기준 신호의 주파수에 따른 스퓨리어스 및 비트 노이즈를 제거함으로써 RF 변조 장치 내부의 전력 소모를 줄일 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, by setting the frequency of the reference signal to a frequency larger than the maximum frequency shift of the voice modulated signal, not only the conventional voice buzz bit noise can be removed but also the spurious and bit noise according to the frequency of the reference signal. By eliminating this, the power consumption inside the RF modulation device can be reduced.
Claims (6)
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| KR1019980000847A KR100459692B1 (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Radio Frequency Modulation Device Using Phase-Locked Loop |
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