KR920002699B1

KR920002699B1 - 직접 동기 수신회로

Info

Publication number: KR920002699B1
Application number: KR1019890020089A
Authority: KR
Inventors: 성창열
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1992-03-31
Also published as: KR910013700A

Abstract

내용 없음.

Description

직접 동기 수신회로

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : PLL 회로 B : 동조회로

C : 베이스 밴드신호 출력부 D : 록킹회로

10, 20 : 밴드패스필터 30, 40 : 고주파증폭기

50, 60 : 단간동조기 70 : 전압제어발진기

80, 120, 150 : 믹서 90, 130 : 로우패스필터

100, 140 : 밴드패스증폭기

본 발명은 고주파수기를 수신하는 수신장치에 있어서 동기수신회로에 관한 것으로서 입력 RF 신호로부터 중간주파수로의 변화없이 직접 베이스 밴드로 변환시키는 동기수신회로에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비젼 및 비디오 테이프 레코더등과 같은 고주파신호를 입력하여 처리하는 시스템에서 사용되는 고주파 튜너는 헤테로다인 방식의 DOWN-CONVERSION에 의한 중간주파수(Intermediate Frequency) 변환방식을 사용하고 있다. 이러한 튜너 시스템에서는 가변정전용량 다이오드인 베리어블 캐패시턴스 다이오드 소자를 이용하여 소위 전자식 튜너를 구성하고 있는데, 기계식 튜너(일명 Mecha Tuner)와 달리 접점이 없으며 리모트 콘트롤 등의 기능 향상이 가능하였다.

제1도는 종래의 회로도로서, 안테나(ANT1)로부터 고주파신호를 입력하는 입력동조부(1) PLL 회로(6)에서 발새오딘 주파수에 의해 동조되어 출력한다.

상기 입력동조부(1)에서 동조된 주파수를 입력하는 고주파증폭기(2)는 이득이 조절되어 증폭출력한다. 상기 고주파증폭기(2)의 증폭된 고주파수를 입력하는 단간동조부(3)는 PLL 회로(6)에서 발생된 주파수에 의해 동조되어 안정된 주파수를 출력한다. 또한, PLL 회로(6)에서 발생된 주파수를 입력하는 국부발진주파수(5)를 발생하여 출력한다. 상기 단간동조부(3)에서 출력된 고주파수와 국부발진기(5)의 출력인 국부발진주파수를 입력하는 믹서(4)는 주파수를 혼합하여 출력한다.

상기 믹서(4)에서 혼합된 신호를 입력하는 밴드패스필터(7)는 필터링하여 중간주파수를 출력한다. 상기 밴드패스필터(7)에서 출력된 중간 주파수를 입력하는 중간주파증폭부(8)는 증폭하여 출력한다. 상기 중간주파증폭부(8)에서 증폭출력된 주파수를 입력하는 복조기(9)는 중간 주파수 신호를 복조하여 베이스밴드신호로 출력하게 된다.

상기 제1도와 같은 종래의 회로는 가변정전용량 다이오드(일명 Varactor)소자의 특성변화와 인덕턴스값을 이용하여 튜닝하여야 하는 점에 의해 각종 코일등의 사용등으로 디스크리트한 소자의 수가 많게 되어 생산방법과 사이즈등의 문제에서 많은 제약이 있게 된다. 또한 입력 고주파(RF)신호를 45HMZ대의 중간주파수신호(iF 신호)롤 변환하여 출력함에 따라 이미지 주파수 성분과 중간주파수 성분의 입력단 영향등에 따라 이미지 리젝션 및 중간 주파수 리젝션 특성에 문제점이 있으며 또한 중간주파수 신호가 출력됨에 따라 최종적으로 원하는 베이스밴드 신호를 얻기 위해서는 중간주파수 신호 출력을 다시 복조하여야 하는 등 별도의 중간주파수 복조단의 구성이 필연적이다. 이로 인해 고주파(RF) 입력단 및 중간주파수의 오실레이터에 관련된 상호 복조(Intermodu Iation) 및 인접 채널신호에 의한 간섭(Interference) 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 고주파신호를 중간 주파수로 변환하지 않고 입력신호와 전압제어 발진신호의 위상을 정확히 검출하여 전압제어 발진신호를 록킹구동함으로서 필요한 베이스 밴드신호를 얻을 수 있는 회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 PLL 신호를 발행하는 PLL 회로(A)와, 고주파 신호를 다수의 대역으로 분리하여 상기 PLL 회로(A)의 출력신호에 의해 트랙킹함으로서 동조 및 단간동조하여 밴드가 구분된 신호에서 원하는 해당 채널의 신호를 동조하는 동조회로(B)와, 상기 동조회로(B)에서 동조된 신호와 전압제어 발진신호의 동기를 검출하여 로우패스필터(90)을 통해 밴드패스 증폭기(100)에 의해 증폭되어 베이스 밴드신호를 추출하는 베이스 밴드신호 발생부(C1)와, 상기 베이스 밴드신호 발생부(C1)의 전압제어 발진신호를 90°천이하여 쿼어드러취(Quadrature) 발진성분의 발생과 이의 동기검출에 의한 위상에러검출회로(C2)와, 상기 위상에러 검출회로(C2)에서 검출된 신호와 상기 베이스 밴드 신호발생부(C1)에서 출력된 신호를 입력하여 위상을 맞추어 록킹하는 록킹회로(D)로 구성된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. PLL 신호를 발생하는 PLL 회로(A)와, 안테나(ANT1)로부터 고주파신호를 입력하여 원하는 대역의 신호를 상기 PLL 회로(A)의 출력신호에 의해 트랙킹하여 동조하는 동조회로(B)와, 상기 PLL 회로(A)의 출력신호에 의해 소정 대역의 채널신호로 동조된 신호를 입력하여 동기를 검출하여 베이스 밴드신호를 출력하는 호모다인 방식의 베이스 밴드신호 출력부(C)와, 동기를 검출하기 위하여 상기 호모다인 베디스밴드 신호출력부(C)의 전압제어발진기(70)를 제어하여 정확한 록킹을 하기 위한 록킹회로(D)로 구성된다.

상기 동조회로(B)나 안테나(ANT2)로 부터 고주파신호를 입력하여 공진값에 따라 VHF 대역과 UHF 대역을 분리시키는 공진부(B1)와, 상기 공지부(10)의 공진값에 따라 대역이 선택되어 출력된 고주파신호를 PLL 신호에 동조시키는 입력동조부(B2)와, 상기 입력동조부(B2)에서 동조된 신호를 입력하여 이득을 조절하여 증폭출력하는 증폭부(B3)와, 상기 증폭기(B3)의 증폭출력된 신호를 PLL 신호에 의해 동조되어 출력하는 단간동조부(B4)로 구성되고, 베이스밴드 신호출력부(C)는 전압제어발진신호를 발생하는 전압제어발진기(70)와, 상기 전압제어발진기(100)의 발진신호와 상기 동조회로(B)에서 출력된 동조신호를 입력하여 동기를 검출하여 출력하는 제1믹서(80)와, 상기 제1믹서(80)에서 믹싱된 신호를 필터링하는 제1로우패스필터(90)와, 상기 제1로우패스필터(90)에서 필터링된 신호를 증폭출력하는 제1밴드패스증폭기(100)와, 상기 전압제어발진기(70)에서 출력된 신호를 입력하여 90°위상지연된 신호를 출력하는 90°위상이동기(110)와, 상기 위상이동기(110)에서 90°위상 지연된 신호와 사기 동조회로(B)의 출력신호와 동기를 검출하여 출력하는 제2믹서(120)와, 상기 제3믹서(120)에서 믹싱된 신호를 필터링하여 출력하는 제2로우패스필터(130)와, 상기 제2로우패스필터(130)에서 필터링된 신호를 증폭출력하는 제2밴드패스증폭기(140)으로 구성되고, 록킹회로(D)는 상기 제1밴드패스증폭기(140)에서 증폭된 신호와, 상기 제2밴드증폭기(100)의 출력신호를 믹싱하여 출력하는 제3 믹서(150)와, 상기 제3믹서(150)의 믹싱된 신호를 필터링 출력하는 제3로우패스필터(160)로 구성된다.

상기 구성에 의거 본 발명의 일실시예를 제2도에서 참조하여 설명한다. 입력동조부(B2) 및 단간동조부(B4)는 500MHZ-900MHZ대의 텔레비젼 고주파신호 전대역을 처리하기 위하여 2개의 밴드 VHF 대역과 UHF 대역으로 구성된다.

안테나(ANT2)로부터 입력된 고주파신호는 밴드패스필터(10)에 입력되어 PLL 회로(A)에서 발생된 PLL 신호에 의해 동조되어 출력하게 된다. 상기 밴드패스필터(10)에서 동조된 신호를 입력하는 고주파증폭기(30)는 자동이득조절기(E)에 의해 이득이 조절된 신호를 증폭출력하게 된다. 상기 고주파증폭기(30)에서 증폭된 신호를 입력하는 단간동조기(50)는 상기 PLL 회로(A)에 출력된 PLL 신호에 트랙킹되어 선택된 채널의 주파수를 출력하게 된다. 또한 밴드패스필터(20), 고주파증폭기(40), 단간동조기(60)의 동작도 전술한 동작과 동일하며 공진부(B1)의 공진값에 따라 선택된 VHF 대역이나 UHF 대역에 해당하는 주파수를 각각 트랙킹하여 동조하게 된다. 그러므로 상기 단간동조부(B4)에서 출력고주파 신호와 전압제어발진기(70)에서 출력된 전압제어발진신호를 제1믹서(80)에서 혼합되어 동기를 검출하여 출력한다. 상기 제1믹서(80)에서 혼합된 신호는 로우패스필터(90)에서 필터링되어 밴드패스증폭기(1200)에 의해 증폭되어 베이스밴드신호를 출력하게 된다.

상기 밴드패스증폭기(100)에서 출력된 베이스밴드 신호는 자동이득조절회로(E) 회로를 거쳐 고주파 입력동조단의 각 대역처리의 증폭부(B3)에 이득조절신호를 작용하여 자동이득조절을 취하게 된다.

또한 전압제어발진기(70)에서 출력신호는 위상이동기(110)에 의하여 위상이 90°전이된 출력신호가 또 하나의 제2믹서(120)에서 입력고주파신호와 혼합되어 동기를 검출한다.

상기 제2믹서(120)의 출력신호는 로우패스필터(130)를 통해 제3믹서(150)에서 혼합되어 로우패스필터(160)를 거쳐 제1밴드패스증폭기(100) 출력신호와의 위상에러를 뽑아내어 전압제어발진기(70)로 피드백 되어진다. 상기 위상에러를 나타내는 신호에 의하여 상기 전압제어발진기(70)가 록킹이 되도록 정확한 동기가 이루어짐으로써 위상에러가 없어지며 입력신호와 정확한 동기가 되어 베이스밴드의 출력신호가 나오게 된다.

상기 과정을 식으로 전개하면 입력단과 동조단에서 선택된 입력고주파신호를 AM 변조된 신호라 하면 입력신호 V(t) = [Vc+kVm(t)]cos(wct+ψ1)이라 표시할 수 있다. 상기 전압제어발진기(70)에서 출력된 발진신호를 Vo(t)=cos(wct+ψ2)이다.

따라서 제1믹서(70)의 출력을 VI(t)라면 VI(t)=V(t)Vo(t)=[Vc+kVm(t)]cos(wct+ψ1)cos(wct+ψ2)=

[Vc+kVm(t)]{cos(2wct+ψ1+ψ2)+cos(ψ1-ψ2)} 상기 제1믹서(70)의 출력이 제1로우패스필터(90)을 통과하여 고주파 성분 2wc 주파수는 제거되므로 출력을 VI'(t)라면 VI'(t)=

[Vc+kVm(t)]cos(ψ1-ψ2)가 된다.

단간동조부(B4)의 출력신호와 전압제어발진기(70) 출력신호가 정확히 동기가 맞게 되었다면 ψ1=ψ2가 되므로 제1밴드패스증폭기(100)의 이득에 의하여 조정된 최종출력은 [Vc+kVm(t)]인 베이스밴드 성분이 남게 되어 원하는 출력이 출력되게 된다.

한편 상기 전압제어발진기(70)에서 출력되어 위상이동기(110)를 통과한 출력 발진신호를 Vo'(t)라면 Vo'(t)= sin[wct + ψ2]가 된다. 따라서 쿼어드러취 위상측의 제2믹서(120)의 출력을 Vo(t)라면 Vo(t)=[Vc+kVm(t)]cos(wct+ψ1)sin(wct+ψ2) =

[Vc+kVm(t)]{sin(2wct+ψ1+ψ2)+sin(ψ1-ψ2)}가 된다.

상기 Vo(t)신호가 제2로우패스필터(130)를 통과하면 출력 Vo'(t)는 Vo'(t)=

[Vc+kVm(t)]sin(ψ1-ψ2)가 된다. 상기 전압제어발진기(70)를 동기록킹하기 위하여 제3믹서(150)에 의하여 미싱된 신호가 로우패스필터(160)를 거친 위상 에러를 검출하는 출력을 Vc(t)라면 Vc(t)= VI'(t)Vo'(t)=

[Vc+kVm(t)]²cos(ψ1-ψ2)sin(ψ1-ψ2)=

[Vc+kVm(t)]²sin{2(ψ1-ψ2)}=

[Vc+kVm(t)]²sin 2θ, 여기서 θ=ψ1-ψ2가 된다.

상기 전압제어발진기(70)로 피드백 루프의 대역특성이 원하는 베이스 밴드 신호의 대역특성을 충분히 처리하여 위상변화의 성분을 0로 할 수 있다면 즉 정확히 입력신호와 전압제어발진기(70)의 출력 Vo(t)와 비디어 캐리어신호 V(t)사이의 위치는 정확히 동기되어진다. 이러한 입출력사이의 위상은 동기시켜 전압제어발진기를 정확히 록킹하여 입력 고주파신호로부터 출력 베이스밴드신호를 정확히 추출할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 고주파신호를 중간주파수로 변환하지 않고 동조된 신호와 전압제어 발진신호의 위상을 정확히 동기검출하여 전압제어발진기를 록킹시켜 베이스밴드 신호를 얻음으로서 오실레이터에 의한 상호변조와 이미지 성분 및 중간주파수의 간섭에 의한 성능저하를 방지할 수 있으며 중간주파수 신호를 검파하기 위한 복조기의 구성이 없으므로 GaAs 소자 등을 이용하여 직접회로(IC)화 할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

고주파신호를 수신하는 수신장치의 직접동기 수신회로에 있어서, BANA 설정 및 수신 CH를 동조하기 위하여 PLL 신호를 발생하는 PLL 회로(A)와, 안테나(ANT1)로부터 고주파신호를 입력하여 원하는 대역의 신호를 상기 PLL 회로(B)의 출력신호에 의해 트랙킹하여 동조하는 동조회로(B)와, 상기 PLL 회로(A)의 출력신호에 의해 소정 대역의 채널신호로 동조된 신호를 입력하여 동기를 검출하여 베이스 밴드신호를 출력하는 호모다인 방식의 베이스 밴드신호 출력부(C)와, 동기를 검출하기 위하여 상기 베이스밴드신호출력부(C)의 전압제어발진기(70)를 제어하여 정확히 록킹을 하기 위한 록킹회로(D)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 동조회로(B)가 안테나(ANT2)로부터 고주파신호를 입력하여 PLL 회로(A)의 출력에 의하여 대역선택과 해당 CH로 동조시키기 위하여 공진값에 따라 VHF 대역과 UHF 대역을 분리시키는 공진부(B1)와, 상기 공진부(10)의 공진값에 따라 대역이 선택되어 출력된 고주파신호를 PLL 신호에 의해 동조시키는 입력동조부(B2)와, 상기 입력동조부(B2)에서 동조된 신호를 입력하여 이득을 조절하여 증폭출력하는 증폭부(B3)와, 상기 증폭부(B3)의 증폭출력된 신호를 PLL 신호에 의해 동조되어 추력하는 단간동조부(B4)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
제1항에 있어서, 록킹회로(D)는 상기 제1밴드패스증폭기(140)에서 증폭된 신호와, 상기 제2밴드패스증폭기(100)의 출력신호를 믹싱되어 출력하는 제3믹서(150)와 상기 제3믹서(150)의 믹싱된 신호를 필터링 출력하는 제3로우패스필터(160)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.