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KR870001910B1 - 다중챈널방송수신기의 하이패스/로우패스 절환필터 - Google Patents

다중챈널방송수신기의 하이패스/로우패스 절환필터 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

다중챈널방송수신기의 하이패스/로우패스 절환필터
제1도는 종래의 회로도.
제2도는 제1도의 등가회로도 및 파형도.
제3도는 본 발명의 회로도.
제4도는 제3도의 등가회로 및 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
L1∼L22 : 인덕터 C1∼C18 : 콘덴서
D1∼D16 : 다이오드 VD11,VD12 : 바랙터다이오드
VC21,VC22 : 등가가변콘덴서 IN,OUT : 입, 출력단
본 발명은 다중챈널통신수신기에 사용되는 필터에 관한 것으로, 특히 소거대역의 대역폭을 조정할 수 있는 동안에 상호절환되는 저역통과 필터와 고역통과 필터로 방해되는 신호레벨을 감소시켜 변조왜곡을 줄임으로써 다중통신의 주파수응답특성을 개선시킨 다중챈널통신수신기의 하이패스/로우패스 절환필터에 관한 것이다.
CATV(유선텔레비젼방송)과 같은 다중챈널통신수신기에는 일반적으로 공중방송과는 달리 케이블을 통하여 수많은 챈널로 주파수간격없이 전송되므로 각 챈널간의 변조왜곡 문제를 다루기가 무척 까다롭게 되는바, 즉 한 케이블을 통하여 수많은 챈널로 방송신호를 전송하기 때문에 주파수 대역폭이 넓어지게 되어 단일 컨버젼(single conversion)으로 수신해야만 한다. 이에 따라 입력되는 챈널의 주파수보다 제어신호전압(VCO)이 훨씬 높아지고 수신챈널들의 주파수 대역이 훨씬 넓어지게 되어 이에 따른 대역통과 필터는 몇개의 대역으로 나누어 동조시키게 되고, 이로 말미암아 대역통과 필터를 제어신호전압 VCO와 함께 트래킹(tracking)하는 것이 대단히 어렵고 복잡하게 된다. 또한 이를 실현하기 위해서는 회로구성이 복잡하게 되므로 다중통신의 동조회로를 구성하는 데 있어서 변조왜곡을 만족할 만큼 감소시켜야 하는 것이 문제시되고 있다.
예를들어 CATV에서 수신되는 주파수의 대역폭을 330MHZ나 400MHZ정도로 그다지 넓지 않을 때는 2차상호변조(second order intermodulation)가 3차상호변조, 혹은 크로스모듈레이션(cross modulation)의 변조왜곡에 비해 나쁘지 않지만 500MHZ 혹은 그 이상의 대역을 가지는 주파수의 사용으로 케이블에 의한 손실이 커져서 작아진 입력신호를 고주파증폭기 등을 통하여 신호대잡음비(S/N비)를 향상시키게 될때는 2차상호변조가 더 문제시된다.
그런데 2차상호변조를 발생하는 챈널들은 각 주파수의 합과 차에 의하여 서로 주파수가 멀리 떨어져 존재하므로 저역통과 필터나 고역통과 필터를 사용하면 대부분의 2차상호변조왜곡을 효과있게 감소시킬 수가 있게 되는데, 종래 이를 해결하기 위한 방법으로서 제1도와 같은 필터가 미국공개 특허공보(1983년 10월 30일 출원번호 83-528692)에 공개되어 있기는하다. 그런데 이상과 같은 공개된 필터에 의하면 입력되는 챈널의 주파수에 따라 낮은 주파수의 챈널을 선택할 때는 제어신호전압 VC가 정(. )이 되어 다이오드(D1)를 도통시키고 다이오드(D2)를 차단시키므로써 제2a도와 같은 등가회로가 구성되고, 그때의 주파수 응답파형은 제2b도와 같이 되어 저역통과 필터의 역할을 하는 한편, 입력되는 챈널의 주파수 중에 높은 주파수의 챈널을 선택할 때는 제어신호전압 VC가 부(-)가 되어 다이오드(D1)를 차단시키고 다이오드(D2)를 도통시키므로써 제2도의 제2c도과 같은 등가회로가 구성되도록 되어 있고, 그때의 주파수응답파형이 제2d도와 같이 되어 고역통과 필터의 역할을 하도록 되어 있기 때문에 다중챈널방송수신기에 입력되는 각 챈널의 주파수에 대한 2차상호변조왜곡을 어느정도 감소시키도록 되어 있다. 그러나 위와같은 종래의 회로도를 사용한 필터의 응답을 살펴보면 아직도 주파수의 통과대역이 소거대역보다 넓고, 소거대역의 신호감소가 많지 않게 되어 주파수간섭에 의한 영향을 크게 배제할 수가 없다.
본발명은 위와같은 결점을 개선한 것으로서, 수신되는 방송신호에 따라 저역통과 필터와 고역통과 필터를 절환시켰을 때 각 필터의 주파수응답 특성을 개선하면서 제어신호전압(VCO)에 사용되는 가변전압을 이용하여 저역통과 대역폭과 고역통과 대역폭을 조정하므로써 2차상호변조에 의한 왜곡을 충분히 감소시킬 수 있도록 스위칭용 다이오드와 바랙터다이오드(varactor diode), 인덕터 및 캐패시터 등으로 간단하게 구성된 다중챈널통신수신기의 하이패스/로우패스 절환필터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
이하 본 발명의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본발명은 입력단(IN)에 인덕터(L11)와 콘덴서(C11)를 병렬로 연결하고, 인덕터(L11)의 출력단에는 바랙터다이오드(VD11)와 콘덴서(C12) 및 인덕터(L12)(L13)를 차례로 매개하여 콘덴서(C11)의 출력단을 연결하는 한편 다이오드(D11)를 매개하여 콘덴서(C11)의 출력단을 접지시키며, 인덕터(L11)와 콘덴서(C11)의 각 출력단에는 인덕터(L14)와 콘덴서(C13)를 각각 연결하고, 인덕터(L14)와 콘덴서(C13)의 출력단에는 바랙터다이오드(VD12)와 콘덴서(C14) 및 인덕터(L15)(L16)를 차례로 매개하여 상호 연결하는 한편 다이오드(D12)를 매개하여 콘덴서(D13)의 출력단을 접지시키며, 인덕터(L14)와 콘덴서(C13)의 출력단에는 인덕터(L17)와 콘덴서(C15)를 각각 매개하여 출력단(OUT)을 연결시키고, 인덕터(L14)의 양단을 다이오드(D13)(D14)와 저항(R11) 및 바이패스(BYPASS) 콘덴서(C16)를 매개하여 상호연결하며, 바랙터다이오드(VD11)(VD12)의 캐소우드는 저항(R12)(R13)과 바이패스콘덴서(C17)를 매개하여 상호 연결하고, 인덕터(L12)(L13),(L15)(L16)의 각 접속점은 다이오드(D15)(D16)와 저항(R14) 및 바이패스콘덴서(C18)를 매개하여 상호연결시킨 구조로 되어 있다.
미설명부호 VT는 입력챈널에 대한 바이어스전압, SH,SL은 고역 및 저역동작신호, VC21,VC22는 등가가변콘덴서, Li는 바랙터다이오드(VD11)(VD12)와 다이오드(D13)(D14)를 바이어스하는 DC리턴쵸오크 코일이다.
제3도는 위와같은 구조로 되어 있는 본발명의 회로도를 나타낸 것으로, 바랙터다이오드(VD11)(VD12)는 역방향 전압이 커질수록 정전용량 값이 적어지는 특성이 있다. 여기에서 다중챈널방송수신기에 낮은 챈널의 주파수가 입력되면 고역동작신호(SH)는 부(-)의 바이어스 전압으로 가해지고 저역동작신호(LH)는 정(+)의 바이어스 전압으로 가해지게 되어 다이오드(D13)(D14)는 차단(OFF)되고 다이오드(D11)(D12)(D15)(D16)는 도통(ON)상태로 된다.
아에따라 제3도의 회로도는 제4도의 제4a도와 같은 회로와 등가로 되어 저역통과 필터를 구성하게 되는 것이다.
즉 다이오드(D11)(D12)가 도통되므로 콘덴서(C11)(C15)는 접지되어 입출력단의 평활콘덴서로서 작용을 하게 되고, 바랙터다이오드(VD11)(VD12)는 가변콘덴서(VC21)(VC22)의 작용을 하게 된다. 따라서 이 저역통과 필터는 제4도의 제4b도와 같은 주파수응답 특성을 갖게 되어 주파수 왜곡이 훨씬 감소된 보다 양호한 저역통과 필터로서 동작을 하게 되는 것이다. 여기서 입력되는 챈널의 주파수가 높아짐에 따라 바이어스 전압(VT)이 높아지게 되고, 바이어스전압(VT)의 상승에 따라 바랙터다이오드(VD11)(VD12)의 용량이 작아지게 되어 그때의 주파수응답은 제4도의 제4b도에 점선으로 도시된 파형으로 된다. 따라서 낮은 챈널의 주파수 일때 그 응답특성을 양호하게 하는 한편 챈널이 높아져서 주파수가 높아지더라도 가변용량에 의하여 저역의 주파수응답을 얻을 수 있게 되는 것이다.
수신되는 챈널의 주파수가 계속 높아져서 어떤 정해진 중간챈널의 주파수가 수신되게 되면 고역동작신호(SH)와 저역동작신호(SL)의 바이어스가 바뀌게 되어 이번에는 다이오드(D13)(D14)가 도통상태로 되고, 다이오드(D11)(D12)(D15)(D16)는 차단상태로 된다. 이에따라 제3도의 회로도는 제4도의 제4c도와 같은 회로와 등가로 되어 고역통과 필터를 구성하게 된다. 즉 다이오드(D13)(D14)가 도통상태가 되므로 인덕터(L11)(L17)는 접지되어 입출력단의 평활용인덕터로서 작용을 하게 되고, 바랙터다이오드(VD11)(VD12)는 전술한 바와같이 가변콘덴서(VC21)(VC22)의 작용을 하게 된다. 따라서 이 고역통과 필터는 제4도의 제4d도에 도시된 주파수응답 특성을 갖게 되어 주파수왜곡이 훨씬 감소된 양호한 고역통과 필터로 동작을 하게 되는 것이다. 그런데, 여기서 인덕터(L21)(L22)는 제3도의 회로도에서 인덕터(L12)(L13),(L15)(L16)의 합이 되는데, 이것은 저역통과 필터에서 고역통과필터로 변경할 시에 수신주파수의 통과대역이 낮은 주파수로 내려져야 함에도 바랙터다이오드(VD11)(VD12)의 용량은 변경되지 않으므로 통과대역을 결정하는 인덕턴스를 늘려서 수신되는 챈널의 주파수를 통과대역내에 존재하도록 하기 위함이다.
입력되는 챈널의 주파수가 높아감에 따라 전술한 바와 마찬가지로 바이어스전압(VT)이 상승하게 되어 바랙터다이오드(VD11)(VD12)는 용량값이 변화되어 그때의 주파수 응답은 제4도의 제4d도에 점선으로 도시된 파형으로 된다.
따라서 입력되는 챈널이 주파수가 높아짐에 따라 대역소거영역이 증가하게 되어 저주파폭의 입력신호를 감소시키게 되어 보다 양호한 주파수응답을 얻을 수 있게 되는 것이다.
상기한 바와같이 본발명은 저역통과 필터 혹은 고역통과 필터로 구성될 시에 인덕터와 콘덴서의 상호결합에 의하여 개선된 주파수응답을 구할 수가 있고, 바랙터다이오드에 의하여 용량을 가변시켜서 수신되는 주파수의 통과대역폭을 조정하여 신호대잡음비(S/N비)를 향상시키므로서 다중챈널방송수신시보다 양호한 특성의 주파수응답을 얻게 되는 장점이 있다.

Claims (1)

  1. 바이어스전압(VT)에 따라 용량값이 변화되는 바랙터다이오드(VD11)(VD12)를 포함하여 인덕터(L11∼L17)와 콘덴서(C11∼C15)로 구성되는 하이패스/로우패스필터와, 직병렬의 다이오드(D13)(D14)와 저항(R11) 및 콘덴서(C16)로 구성되어 고역동작신호(SH)에 따라 상기 하이패스/로우패스필터를 하이패스필터로 절환시키는 하이패스필터제어부, 직병렬의 다이오드(D11)(D12)(D15)(D16)와 저항(R14) 및 콘덴서(C18)로 구성되어 저역동작신호에 따라 상기 하이패스/로우패스필터를 로우패스필터로 절환시키면서 인덕터의 용량을 제어하는 로우패스필터제어부, 저항(R12)(R13)과 콘덴서(C17)로 구성되어 입력되는 챈널의 주파수에 따라 변화되는 바이어스전압(VT)으로 상기 바랙터다이오드(VD11)(VD12)의 정전용량을 가변시켜서 대역폭을 조정시키는 통과대역조정부 등을 구비하여 구성된 다중챈널방송수신기의 하이패스/로우패스절환필터.
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