KR20040051975A - Analog video interface using dc coupling - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아날로그 비디오 인터페이스(Analog Video Interface)에 관한 것으로, 특히 DC 커플링(DC Coupling)을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스에 관한것이다.The present invention relates to an analog video interface, and more particularly, to an analog video interface using DC coupling.
최근, DTV(Digital TV)의 시장 확대로 DVD(Digital Video Disk)와 DTV간, DVD와 STB(Set Top Box)간 또는 STB과 DTV간 아날로그 인터페이스가 많아지고 있다. DTV 시장이 확대되기 이전에도 VCR(Video Cassette Recorder)과 TV간의 인터페이스가 있었지만 컴포지트 비디오 인터페이스(Composite Video Interface)였다는 점에서 컴포넌트 비디오 인터페이스(Component Video Interface)로 중심이 넘어가는 DTV 시장의 확대는 AC Coupling 회로의 한계를 보여주고 있다.Recently, due to the expansion of the digital TV (DTV) market, an analog interface between a DVD (Digital Video Disk) and a DTV, a DVD and a STB (Set Top Box), or an STB and a DTV is increasing. Before the expansion of the DTV market, there was an interface between the VCR (Video Cassette Recorder) and the TV, but in the sense that it was a composite video interface, the expansion of the DTV market, which has moved to the Component Video Interface, was driven by AC Coupling. It shows the limitations of the circuit.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 AC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an analog video interface using AC coupling according to the prior art will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
종래 기술의 AC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스는 도 1에 도시한 바와 같이, 입력되는 아날로그 비디오 신호(Analog Video Signal)의 저역 부분을 통과시키기 위한 LPF(Low Pass Filter: 저역 통과 필터)(1)와, 상기 LPF(1)에서 출력되는 신호의 게인(Gain)을 증폭하기 위한 OP-앰프(2)로 구성되어 수신부(Receiver)(3)와 연결된다.Analog video interface using the AC coupling of the prior art, as shown in Figure 1, LPF (Low Pass Filter) for passing the low pass portion of the analog video signal (Analog Video Signal) (1) And an OP-amplifier 2 for amplifying a gain of the signal output from the LPF 1 and is connected to a receiver 3.
이때, 상기 LPF(1)는 입력되는 아날로그 비디오 신호의 DC 성분을 통과하지 못하게 하고 차단 주파수(fc) 이상의 신호 성분을 감쇄시킨다. 그리고, 상기 LPF(1)의 출력 신호는 상기 OP-앰프(2)로 입력되어 비디오 신호의 출력 게인을 증폭시킨다.At this time, the LPF 1 prevents the DC component of the input analog video signal from passing through and attenuates the signal component having a cutoff frequency fc or higher. The output signal of the LPF 1 is input to the OP amplifier 2 to amplify the output gain of the video signal.
여기서, AC 커플링 회로는 도시한 바와 같이 상기 LPF(1)와 OP-앰프(2) 사이, 상기 OP-앰프(2)와 수신부(3) 사이에 커플링 캐패시터(CouplingCapacitor)(C1, C2)를 연결하여 각 스테이지(Stage)를 넘어갈 때마다 비디오 신호의 DC 성분을 차단한다.Here, the AC coupling circuit is a coupling capacitor (C1, C2) between the LPF (1) and the OP-amp (2), between the OP-amp (2) and the receiver (3) as shown Connect the to block the DC component of the video signal each time beyond the stage (Stage).
그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 AC 커플링 회로는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the AC coupling circuit according to the related art described above has the following problems.
첫째, 종래의 AC 커플링 회로는비디오 신호의 DC 값을 0V로 묶어 둘 수는 있으나 최대값과 최소값이 항상 변하는 회로이다. 때문에 비디오 신호처럼 신호의 최소값이 변하지 말아야 하는 비디오 인터페이스에서는 피할 수 없는 문제가 된다.First, the conventional AC coupling circuit is a circuit in which the DC value of a video signal can be tied to 0V but the maximum value and the minimum value always change. This is an unavoidable problem for video interfaces where the minimum value of the signal must not change, such as a video signal.
둘째, 비디오 신호가 1080i일 경우 비디오 동기신호(Video Sync)는 도 2에 도시한 바와 같이 0V를 기준으로 항상 고정되어 있도록 규격화되어 있으나, AC 커플링 회로를 사용하므로 신호의 DC 값을 증가시키면 커플링 과정을 거쳐 동기신호 팁(Tip)이 0.6V 보다 낮아지고, DC 값을 감소시키면 0.6V 보다 높아지게 된다. 이런 신호의 DC 값이 짧은 시간에 급격히 변하게 되면 수신측에서 동기신호 부분(Sync Slice)을 놓치게 되므로 DC 바운싱(Bouncing) 현상이 발생하는 원인이 되었다.Second, when the video signal is 1080i, the video sync signal is standardized so that it is always fixed based on 0V as shown in FIG. 2, but since the AC coupling circuit is used, if the DC value of the signal is increased, the couple is coupled. Through the ring process, the sync signal tip becomes lower than 0.6V, and when the DC value is decreased, the sync signal tip becomes higher than 0.6V. When the DC value of such a signal changes rapidly in a short time, the receiver loses the sync slice, which causes DC bounce.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 아날로그 비디오 인터페이스에 있어 종래의 AC 커플링 회로의 DC 바운싱 현상을 방지할 수 있도록 한 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide analog video using DC coupling to prevent DC bouncing of a conventional AC coupling circuit. The purpose is to provide an interface.
도 1은 종래 기술에 따른 AC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스 구성을 나타낸 블록도1 is a block diagram showing an analog video interface configuration using the AC coupling according to the prior art
도 2는 비디오 동기신호의 형태를 나타낸 파형도2 is a waveform diagram showing the shape of a video synchronization signal;
도 3은 본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스 개념을 나타낸 블록도3 is a block diagram illustrating an analog video interface concept using DC coupling according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스 구성을 나타낸 상세 회로도4 is a detailed circuit diagram illustrating an analog video interface configuration using DC coupling according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10: LPF(Low Pass Filter)20: OP-앰프10: LPF (Low Pass Filter) 20: OP-Amplifier
30: 수신부30: receiver
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스의 특징은 DC 커플링(Coupling)을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스에서, 아날로그 비디오 신호를 입력받아 차단 주파수(fc) 이상의 신호 성분을 감쇄하기 위한 LPF(Low Pass Filter); 상기 LPF의 출력신호가 (+) 입력단자로 입력되고, 소정 레벨의 DC 전압(Vcc)이 (-) 입력단자로 연결되어 DC 레벨의 시프트(Shift)와 출력 신호의 게인 증폭을 수행하는 OP-앰프; 그리고, 상기 OP-앰프에서 출력되는 비디오 신호를 수신하는 수신부를 포함하여 구성되는데 있다.A feature of the analog video interface using DC coupling according to the present invention for achieving the above object is a signal component of more than a cutoff frequency (fc) by receiving an analog video signal in an analog video interface using DC coupling (Coupling) LPF (Low Pass Filter) to attenuate the; The output signal of the LPF is input to a positive input terminal, and a DC voltage Vcc of a predetermined level is connected to a negative input terminal to perform a shift of the DC level and gain amplification of the output signal. Amplifier; And a receiver for receiving a video signal output from the OP amplifier.
이때, 본 발명은 상기 OP-앰프의 (-) 입력단자와 출력단자 사이에 제 1 저항이 연결되고, 상기 (-) 입력단자와 상기 DC 전압(Vcc) 사이에 제 2 저항 및 제 3 저항이 차례로 직렬로 연결되고, 상기 제 2 저항과 제 3 저항의 연결점에 제 4 저항이 연결되는데 다른 특징이 있다.At this time, in the present invention, a first resistor is connected between the (-) input terminal and the output terminal of the OP-amp, and a second resistor and a third resistor are connected between the (-) input terminal and the DC voltage (Vcc). It is connected in series in turn, and the fourth resistor is connected to the connection point of the second resistor and the third resistor.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of an analog video interface using DC coupling according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스 개념을 나타낸 블록도이고, 도 4는 도 3의 상세 회로도로서, 본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스 구성을 나타낸 상세 회로도이다.3 is a block diagram illustrating an analog video interface concept using DC coupling according to the present invention, and FIG. 4 is a detailed circuit diagram of FIG. 3 and shows a detailed circuit diagram showing the configuration of an analog video interface using DC coupling according to the present invention. .
본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스는 도 3에 도시한 바와 같이, DC 커플링(Coupling)을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스에서, 아날로그 비디오 신호를 입력받아 차단 주파수(fc) 이상의 신호 성분을 감쇄하기 위한 LPF(Low Pass Filter)(10); 상기 LPF(10)의 출력신호가 (+) 입력단자로 입력되고, 소정 레벨의 DC 전압(Vcc)이 (-) 입력단자로 연결되어 DC 레벨의 시프트(Shift)와 출력 신호의 게인 증폭을 수행하는 OP-앰프(20); 그리고, 상기 OP-앰프(20)에서 출력되는 비디오 신호를 수신하는 수신부(30)를 포함하여 구성된다.In the analog video interface using DC coupling according to the present invention, as shown in FIG. 3, in an analog video interface using DC coupling, an analog video signal is inputted to attenuate signal components above a cutoff frequency fc. LPF (Low Pass Filter) 10 for; The output signal of the LPF 10 is input to a positive input terminal, and a DC voltage Vcc of a predetermined level is connected to a negative input terminal to perform a shift of the DC level and gain amplification of the output signal. An OP-amplifier 20; The receiver 30 is configured to receive a video signal output from the OP-amplifier 20.
이때, 본 발명은 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 OP-앰프(20)의 (-) 입력단자와 출력단자 사이에 제 1 저항(R1)이 연결되고, 상기 (-) 입력단자와 상기 DC 전압(Vcc) 사이에 제 2 저항(R2) 및 제 3 저항(R3)이 직렬로 연결되고, 상기 제 2 저항(R2)과 제 3 저항(R3)의 연결점에 제 4 저항(R4)이 연결된다.In this case, as shown in FIG. 4, the first resistor R1 is connected between the (−) input terminal and the output terminal of the OP amplifier 20, and the (−) input terminal and the DC are connected to each other. The second resistor R2 and the third resistor R3 are connected in series between the voltage Vcc, and the fourth resistor R4 is connected to the connection point between the second resistor R2 and the third resistor R3. do.
또한, 본 발명은 비디오 인터페이스를 비디오 신호 특성상 LPF(Low Pass Filter)(10)와 OP-앰프(20)로 구성하는데 있어, 커플링 캐패시터(Coupling Capacitor)없이 두 계의 스테이지(Stage)를 거친 후 바로 수신부(30)로 신호 입력이 이루어질 수 있도록 한다.In addition, the present invention is composed of a low pass filter (LPF) (10) and the OP-amplifier (20) due to the characteristics of the video signal, after passing through two stages without a coupling capacitor (Coupling Capacitor) The signal input is made to the receiver 30 directly.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 DC 커플링을 이용한 아날로그 비디오 인터페이스의 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the analog video interface using the DC coupling according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
먼저, DTV 포맷의 영상 출력의 경우 디지털 프로세스(Digital Process) 후 DAC(디지털/아날로그 변환)(도시부호 생략)를 거쳐 아날로그 비디오 신호로 변환된다.First, in the case of an image output in the DTV format, the digital output is converted into an analog video signal through a digital process and then a digital / analog conversion (not shown).
상기 LPF(10)는 입력되는 아날로그 비디오 신호의 DC 성분을 통과하지 못하게 하고 차단 주파수(fc) 이상의 신호 성분을 감쇄시킨다.The LPF 10 prevents the DC component of the input analog video signal from passing through and attenuates the signal component above the cutoff frequency fc.
이때, 상기 DAC가 음(Negative)전원을 사용하지 않는 한 최소 전압은 0V보다 크게 된다.At this time, unless the DAC uses a negative power supply, the minimum voltage is greater than 0V.
일반적인 영상 인터페이스 규격에 의하면 통상, 휘도 신호의 경우 동기신호 팁(Sync Tip)이 0V보다 낮고 색차신호의 경우 0V에 바이어스(bias)되는 경향이 있다.According to the general video interface standard, the sync signal tip is generally lower than 0V for the luminance signal and biased to 0V for the color difference signal.
또한, 상기 DAC를 거친 아날로그 비디오 신호는 영상신호의 특성상 수신부(30)의 에일리어싱(Aliasing)에 의한 잡음 발생을 억제하기 위하여 후처리 필터 즉, LPF(10)를 거쳐야 하는데, 상기 LPF(10)는 아날로그 비디오 신호에 포함되는 표본화 주파수의 절반을 넘는 주파수를 가진 성분을 차단하므로 상기 LPF(10)를 거친 신호의 게인(Gain)은 상기 DAC의 출력보다 작아지게 된다.In addition, the analog video signal passing through the DAC must pass through a post-processing filter, that is, the LPF 10 in order to suppress the generation of noise due to the aliasing of the receiver 30 due to the characteristics of the image signal. Since a component having a frequency exceeding half of the sampling frequency included in the analog video signal is blocked, the gain of the signal passing through the LPF 10 becomes smaller than the output of the DAC.
이러한, 문제를 해결하기 위해 상기 아날로그 비디오 신호를 상기 수신부(30)로 출력하기 바로 직전에 상기 OP-앰프(20)로 입력한다. 그리고, 상기 OP-앰프(20)를 거쳐 상기 LPF(10)의 출력 신호 즉, 상기 아날로그 비디오 신호의 출력 게인 증폭 및 DC 레벨 시프트를 동시에 구현할 수 있다.In order to solve this problem, the analog video signal is input to the OP-amplifier 20 just before outputting the signal to the receiver 30. The output signal of the LPF 10, that is, the output gain amplification and the DC level shift of the analog video signal may be simultaneously implemented through the OP-amplifier 20.
상세히 설명하면, 상기 OP-앰프(20)는 소정 레벨의 DC 전압(Vcc)을 (-) 입력단자를 통해 인가 받는 비반전 증폭기(Non-inverting Amp.)로 구성된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 OP-앰프(20)의 (-) 입력단자와 출력단자 사이에 연결된 제 1 저항(R1)과 상기 (-) 입력단자에 연결된 제 2 저항(2)의 저항 값에 따라 상기 아날로그 비디오 신호의 출력 게인이 결정된다. 이때, 상기 아날로그 비디오 신호의 출력 게인은 하기 수학식 1과 같다.In detail, the OP amplifier 20 includes a non-inverting amplifier receiving a DC voltage Vcc of a predetermined level through a negative input terminal. As shown in FIG. 4, a resistance of the first resistor R1 connected between the negative (−) input terminal and the output terminal of the OP-amp 20 and the second resistor 2 connected to the (−) input terminal. The output gain of the analog video signal is determined according to the value. In this case, the output gain of the analog video signal is expressed by Equation 1 below.
또한, 상기 OP-앰프(20)는 상기 (-) 입력단자를 통해 상기 DC 전압(Vcc)을 입력받아 상기 입력된 DC 전압(Vcc) 레벨만큼의 DC 레벨을 시프트 시킴으로서 감산기의 역할을 수행한다.In addition, the OP-amplifier 20 receives the DC voltage Vcc through the (−) input terminal and shifts the DC level by the input DC voltage Vcc level, thereby serving as a subtractor.
상술한 바와 같이, 본 발명은 OP-앰프(20)를 활용하여 비반전 증폭기와 감산기(Subtracter)를 동시에 구현하므로 상기 DAC에서 출력된 아날로그 비디오 신호를 자유롭게 DC 레벨 시프트할 수 있고 출력에 적합한 게인으로 증폭할 수 있다.As described above, the present invention implements a non-inverting amplifier and a subtractor at the same time by utilizing the OP-amp 20, so that the analog video signal output from the DAC can be freely DC-level shifted to a gain suitable for output. Can be amplified.
다시 말해, DC 커플링은 상기 커플링 캐패시터 구성 연결 없이 회로를 구성하는 것으로, 비디오 신호 특성상 음(Negative)전원을 이용하여 증폭하는 것이 필요하고, 거의 모든 신호가 SMPTE(정지영상이나 동영상 데이터를 처리하고 저장하는 기술로 데이터의 불필요한 부분을 제거하거나 중복된 부분을 하나의 신호로 일반적인 동기화의 표준으로 사용)에 의하여 규격화되어 있으므로 신호의 DC 레벨 시프트(Shift)도 요구된다. 이러한 신호 규격을 충족하기 위해 양(Positive/Negative)전원으로 OP-앰프(20) 증폭을 수행한다.In other words, DC coupling constitutes a circuit without connecting the coupling capacitor configuration. It is necessary to amplify using a negative power supply because of the characteristics of the video signal, and almost all signals process SMPTE (still image or video data). In order to eliminate unnecessary parts of data or to use redundant parts as a standard for general synchronization, a DC level shift of a signal is also required. In order to satisfy this signal specification, the OP-amplifier 20 is amplified by positive / negative power supplies.
따라서, 본 발명은 종래의 AC 커플링이 가지고 있는 DC 바운싱 문제를 해결하기 위한 회로이며 가능한 한 OP-앰프(20)의 활용도를 높여 출력 게인의 증폭과 DC 레벨 시프트를 동시에 구현하도록 설계된 회로이다.Accordingly, the present invention is a circuit for solving the DC bouncing problem of the conventional AC coupling and designed to simultaneously implement the output gain amplification and DC level shift by increasing the utilization of the OP-amp 20 as much as possible.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 DC 커플링은 이용한 아날로그 비디오 인터페이스는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the analog video interface using the DC coupling according to the present invention has the following effects.
첫째, 아날로그 비디오 인터페이스에 DC 커플링을 이용함으로서 AC 커플링으로 구현된 회로에서 발생되는 DC 바운싱 문제를 해결할 수 있으므로 제품 신뢰성이 향상되어 범용적으로 사용될 수 있다.First, the use of DC coupling in analog video interfaces can solve DC bounce problems in circuits implemented with AC coupling, which improves product reliability and can therefore be used universally.
둘째, 아날로그 비디오 인터페이스를 구현하는데 있어 커플링 캐패시터를 필요로 하지 않고 DC 레벨 시프트를 위해 별도의 트랜지스터를 사용하지 않는다는 측면에서 보다 심플한 회로 구성이 가능하고 제조 단가의 절감을 실현할 수 있다.Secondly, in terms of implementing an analog video interface, a coupling capacitor is not required and a separate transistor is not used for DC level shifting. Therefore, a simpler circuit configuration can be realized and manufacturing cost can be reduced.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020079687A KR20040051975A (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Analog video interface using dc coupling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020079687A KR20040051975A (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Analog video interface using dc coupling |
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ID=37345757
Family Applications (1)
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| KR1020020079687A KR20040051975A (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Analog video interface using dc coupling |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR20040051975A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11283449B2 (en) | 2020-03-03 | 2022-03-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Interface system and display device including the same |
-
2002
- 2002-12-13 KR KR1020020079687A patent/KR20040051975A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11283449B2 (en) | 2020-03-03 | 2022-03-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Interface system and display device including the same |
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