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KR960013306B1 - 텔레비젼 시스템의 음성신호 처리회로 및 방법 - Google Patents

텔레비젼 시스템의 음성신호 처리회로 및 방법 Download PDF

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KR960013306B1
KR960013306B1 KR1019910001463A KR910001463A KR960013306B1 KR 960013306 B1 KR960013306 B1 KR 960013306B1 KR 1019910001463 A KR1019910001463 A KR 1019910001463A KR 910001463 A KR910001463 A KR 910001463A KR 960013306 B1 KR960013306 B1 KR 960013306B1
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강진구
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Abstract

내용 없음.

Description

텔레비젼 시스템의 음성신호 처리회로 및 방법
제1도는 텔레비젼 시스템에서 음성신호를 처리하는 종래의 회로의 구성을 도시하는 도면.
제2도는 제1도에서 SAW필터의 특성을 도시하는 도면.
제3도는 텔레비젼 시스템에서 음성신호를 처리하는 본 발명의 실시예에 따른 회로의 구성을 도시하는 도면.
제4도는 제3도 중 제1SAW필터 및 샘플앤드홀드회로의 구체적인 실시예를 도시하는 도면.
제5도는 제3도에서 제1SAW필터 및 제2SAW필터의 출력 특성을 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 제1SAW필터 12 : 위상검출기
13 : 저역필터 14 : 샘플앤드홀드회로
15 : 전압제어발진기 16 : 이상기
17 : 제2SAW필터 18 : 동기검출기
본 발명은 텔레비젼 시스템의 음성신호 처리회로 및 방법에 관한 것으로, 특히 텔레비젼의 중간주파수 신호에서 캐리어의 진폭 및 위상 변동을 제거하여 순수 음성 FM신호를 발생할 수 있는 회로 및 방법에 관한것이다.
일반적으로 텔레비젼 시스템의 전송 방법은 잔류측파대(VSB : Vestigal Side Band) 방법을 사용하고 있다. 제1도는 종래의 텔리비젼 시스템에서 중간주파수(Intermediate Frequency : 이하 IF라 칭함)로 부터 음성 FM신호를 검파하는 회로를 도시하는 도면으로, 그 동작은 하기와 같다.
상기 IF신호는 영상신호와 음성신호가 혼합된 중간주파수 신호로서, VIF SAW필터(Surface Acoustic Wave filter) (1)은 상기 IF신호를 입력하여 영상신호의 IF신호 대역의 성분을 추출한다. 상기 VIF SAW필터(1)은 일본국 도시바사에 제조 및 판매하는 F52LM을 사용할 수 있다. 즉, 상기 VIF SAW필터(1)은 영상신호 전송대역을 가지며, 캐리어주파수(fp) 부근에서 경사진 특성을 갖는다.
위상검출기(2), 저역필터(3), 전압제어발진기(Voltage Controlled Oscilltor )(4) 및 이상기(90°phaseshifer) (5)는 위상고정루프(PLL : Phase Lock Loop)의 구성임을 알 수 있다. 상기 위상고정루프의 출력은 상기 캐리어 주파수(fp=45.75MHz)를 발생한다. 그러므로 상기 전압제어발진기(4)의 출력은 캐리어 주파수인 45.75MHz에 동기된 신호가 출력된다.
따라서 상기 VIF SAW필터(1)은 IF신호로 부터 제2도(a)와 같은 캐리어 주파수(fp) 부근에서 경사진 특성을 가지는 영상신호를 출력하고, 위상검출기(2)는 상기 VIF SAW필터(1)의 출력과 전압제어발진기(4)의 출력신호 간의 위상차를 검출하며. 저역필터 (3)은 상기 위상차신호를 직류신호로 변환하여 상기 전압제어발진기(4)로 출력한다. 따라서 상기 전압제어발진기(4)는 상기 캘어신호(fp)에 위상 동기되는 45.75MHz를 발진하게 된다.
이때 제1동기검출기(synchronous detector) (6)은 상기 VIF SAW필터(1)의 출력과 상기 전압제어발진기 (4)의 출력을 곱하여 동기 검파하므로서 IF신호로부터 영상신호를 검출한다. 텔레비젼 시스템의 영상 IF신호는 AM변조된 신호이므로 상기 영상신호를 검파과정은 AM복조에 해당된다.
또한 상기 SIF SAW필터(7)의 특성은 제2도 (b)와 같이 캐리어신호(fp) 부근의 협대역 통과대역 및 캐기어신호(fp) 보다 4.5MHz 낮은 fs신호 부근의 협대역 통과대역을 갖는 필터이다. 상기 SIF SAW필터(7)은 일본국 도시바사 제조 및 판매하는 SAF4lMD70Z를 사용할 수 있다. 따라서 상기 SIF SAW필터(7)과 상기 전압제어발진기(4)의 출력을 입력하는 제2동기검출기(8)은 두 출력을 곱하여 차성분인 4.5MHz의 음성 FM신호를 검파한다. 여기서 상기 제1동기검출기(6) 및 제2동기검출기(8)은 차동증폭기의 일종인 Gilbert multiplier를 사용할 수 있다.
그러나 텔레비젼 시스템의 전송방법이 VSB방법이므로, 캐리어신호(fp) 부근에서 상하가 비대칭 상태가 된다. 따라서 상기 VIF SAW필터(1)을 출력하는 영상 중간주파수(VIF)는 위상 변조를 받게된다. 이로인해 상기 PLL회로의 전압제어발진기(4)는 캐리어신호(fp)에 동기된 출력을 발생하게 되므로, 최종적인 전압제어발진기(4)의 출력도 위상변도를 받게된다. 그러므로 상기 위상변조된 전압제어발진기(4) 출력과 SIF SAW필터(7)을 통과한 음성중간주파수를 곱하여 동기검파하면 검파된 음성 FM신호(4.5MHz)도 위상 변도를 받게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 잔류측파대 전송방법을 사용하는 텔레비젼 시스템에서 캐리어 신호의 진폭이나 위상변화를 제거하여 중간주파수로부터 순수한 음성 FM신호를 검파할 수 있는 회로 및 방법을 제공함에 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 구성도로서, 제1SAW필터(11)은 영상 및 음성신호의 중간주파수신호를 수신하며, 상기 중간주파수 대역에서 영상신호 대역의 캐리어신호(fp)를 대역 여파한다. 여기서 상기 영상신호의 캐리어신호(fp)는 45.75MHz가 된다. 상기 제1SAW필터(11)은 상기 캐리어신호(fp) 대역을 여파하는 대역필터로 구현할 수 있다. 제4도의(4a)는 상기 제1SAW필터(11)의 구현 예를 도시하는 도면이다.
상기 제4도(4a)에 도시된 제1SAW필터11의 구성을 살펴보면. IF신호 입력단에 DC 커플링(DC coupling) 캐패시터(Cl)을 직렬 연결하고, 상기 캐패시터(Cl)의 타단에 트랜지스터 (Q1)의 베이스전극을 연결한다. 그리고 상시 트랜지스터(Q1)의 베이스전극과 전원전압단(Vcc) 및 접지단 사이에 각각 입력 바이어스 조정용 저항(Rl) 및 (R2)를 연결한다. 또한 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터전극과 전원전압단(Vcc) 사이에 캐패시터(C2) 및 코일(Ll)을 병렬 연결하며, 상기 트랜지스터(Q1)의 이미터전극과 접지단사이에 이득조정용 저항(R3)을 연결하며. 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터전극을 통해 출력되는 필터 출력단에는 DC 커플링용 캐패시터(C3)을 연결한다.
상기 제4도의 (4a)에서 대역필터 기능을 캐패시터(C2) 및 코일(Ll)을 통해 이루어진다. 여기서 상기 제4도(4a)와 같은 구성을 갖는 제1SAW필터(11)의 특성은 하기 식으로 표현할 수 있다.
Figure kpo00001
여기서 상기 fo는 상기 제1SAW필터(11)의 출력 주파수로서, 본 발명의 실시예에서는 VIF주파수(fp)인 45.75MHz로 설정하여야 한다. 따라서 상기 식에서 나타난 바와 같이 코일(Ll) 및 캐패시터(C2)의 값을 가변하면. 결국 상기 제1SAW필터(11)에서 출력되는 신호 fo를 VIF주파수(fp)로 설정할 수 있다(fo=fp).
위상검출기(phase detector) 12는 상기 제1SAW필터(11)에서 여파된 캐리어신호(fp)와 이상기(16)에서 출력되는 신호의 위상을 비교하여 두 입력신호의 위상차신호를 발생한다. 저역필터(Low pass Filter)(13)은 상기 위상 검출기(12)에서 출력되는 위상차신호를 직류전압으로 변환한다. 샘플앤드홀드회로(sample and hold circuit) 14는 상기 저역필터(13)의 출력 및 수평동기신호(horizontal synchronization signal )를 입력하며, 상기 수평동기신호 주기에서 상기 저역필터(13)에서 출력되는 위상차 전압을 샘플링하며, 영상신호 구간에서 상기 샘플링된 위상차 전압을 홀딩하여 출력한다. 전압 제어발진기(Volatage Controlled Oscillator)(15)는 상기 샘플앤드홀드회로(14)에서 출력되는 전압을 발진제어전압으로 입력하며, 상기 발진 제어전압에 의해 상기 캐리어신호(fp)와 동일한 발진주파수를 발생한다. 상기 이상기(90°phase shifter)(16)은 상기 전압제어발진기 (15)에서 발생하는 발진 주파수를 90°위상 쉬프트시켜 상기 위상검출기(12)에 출력한다.
상기 구성에서 위상검출기 (12), 저역필터(13), 전압제어발진기(15) 및 이상기(16)은 위상고정루프(Phase Lock Loop)의 구성으로서, 상기 영상캐리어신호(fp)와 동일한 주파수를 발생한다. 그리고 상기 샘플앤드 홀드회로(14)는 수평동기신호 구간에서 위상차 전압을 샘플링하고. 영상신호의 구간에서 홀딩하고 있는 위상차 전압을 상기 위상고정루프의 발진제어전압으로 공급하는 기능을 수행한다.
상기 제4도의 (4b)에 도시된 샘플앤드홀드회로(14)의 구성을 살펴보면, 버퍼(BFll)은 입력단이 상기 저역필터(13)의 출력단에 연결되고 제어단이 상기 수평동기신호에 연결된다. 상기 버퍼(BFll)은 상기 수평 동기신호에 의해 제어되어 수평동기신호 구간에서 상기 저역필터 13에서 출력되는 위상차 전압을 출력하고 영상신호 구간에서 상기 저역필터 13에서 출력되는 위상차 전압의 통로를 차단한다. 캐패시터(Cll)은 상기 버퍼(BFll)의 출력단과 접지단 사이에 연결되며, 상기 버퍼(BFll)에서 출력되는 위상차 전압을 저장한다.
버퍼(BF12)는 상기 버퍼(BFll)의 출력단과 상기 전압제어발진기(15)의 사이에 연결되며, 상기 캐패시터(Cll)에 홀딩하고 있는 위상차 전압을 상기 전압제어발진기(15)에 전달한다. 따라서, 상기 샘플앤드홀드회로(14)는 수평동기신호 구간에서 상기 저역필터(13)에서 출력되는 위상차 전압을 샘플링하여 내부에 홀딩하며, 영상신호 구간에서 상기 홀딩중인 위상차 전압을 상기 전압제어발진기(15)의 발진제어전압으로 전달하는 기능을 수행한다.
제2SAW필터(17)은 영상신호 및 음성신호가 포함된 상기 중간주파수를 수신하며. 상기 중간주파수에서 영상 캐리어주파수(fp)와 음성 중간주파수 대역의 신호(fs)를 여파한다. 상기 제2SAW필터 (17)은 일본국 도시바사에서 제조 및 판매하는 SAF41MD70Z를 사용할 수 있다.
동기검출기(synchronous detector) 18은 상기 제2SAW필터(17)의 출력과 상기 이상기 (16)에서 출력되는 위상고정루프의 발진주파수를 입력하며. 두 입력신호의 차신호를 검출하여 음성 FM신호를 검파 출력한다.
상기 동기검출기 18은 차동중폭기의 일종인 Gilbert multiplier를 사용할 수 있다.
제5도의 (5a)는 제1SAW필터(11)의 출력 특성을 도시하는 도면이고, 제5도(5b)는 제2SAW필터(17)의 출력 특성을 도시하는 도면이다.
상술한 제3도 및 제4도의 구성에 의거 본 발명의 실시에를 상기 제5도(5a) 및 (5H)의 SAW필터(11) 및 (17)의 출력 특성을 참조하여 살펴본다.
먼저 상기 제lSAW필터(11)은 상기 IF신호로 부터 캐리어신호 성분인 45.75MHz를 통과시킨다. 따라서 상기 제1SAW필터(11)은 텔레비젼 시스템의 VSB전송에 의한 상하 비대칭이 일어나지 않는 순수 캐리어 성분만을 추출한다. 이때 상기 IF신호는 상기한 바와 같이 AM신호이기 때문에 45.75MHz의 캐리어 성분에 영상신호가 더해져 있다. 그러므로 영상신호의 동기 구간에서는 캐리어신호(fp)의 진폭이 일정하지만 영상정보가 실린 영상신호 구간에서는 영상신호의 변동에 따라 캐리어신호(fp)의 진폭 변동이 발생된다.
이때 캐리어신호의 진폭 크기에 따라서 캐리어의 위상 지연도 달라지기 때문에, 음성 중간주파수 SIF신호를 처리하는 경우에는 캐리어의 진폭 변동이 없는 구간에서 처리하는 것이 이상적이다. 따라서 영상 IF신호는 동기신호 구간에서는 캐리어의 진폭이 일정하므로, PLL 회로의 전압제어발진기 (15)의 동작을 동기신호 구간에서 제어하면 위상검출기(12)에서 입력신호들의 위상을 비교할 시 진폭 변동에 의한 위상 왜곡은 발생하지 않는다.
상기와 같은 동작 과정을 구체적으로 살펴본다.
먼저 상기 제1SAW필터(11)은 중간주파수신호 IF를 입력하며, 상기 IF신호에서 영상신호의 캐리어주파수(fp)를 여파하여 출력한다. 즉, 상기 제1SAW필터(11)은 대역여파기로서, 차단주파수 대역이 상기 제5도의 (5a)와 같이 영상신호의 캐리어주파수(fp)를 통과할 수 있는 대역으로 설정한다.
상기 위상검출기 (12)는 제1SAW필터(11)에서 출력하는 캐리어신호(fp)와 90°위상 지연된 전압제어발진기(15)의 출력을 입력한 후. 두 신호의 위상을 비교하여 위상차 신호를 발생한다. 상기 위상검출기(12)를 출력하는 위상차 신호는 저역필터(13)에 의해 직류전압으로 변환되어 샘플앤드홀드회로(14)로 인가된다. 이때 상기 샘플앤드홀드회로(14)는 제4도의(4b)에 도시된 바와 같이 수평동기신호 구간에서 상기 저역필터(13)을 출력하는 위상차 전압을 샘플링 및 홀딩한다. 상기 샘플앤드홀드회로(14)는 수평동기신호 구간에서 상기 저역필터(13)을 출력하는 위상차 전압을 샘플링한 후 홀딩하고. 영상신호 구간에서 상기 홀딩한 위상차 전압을 상기 전압제어발진기(15)에 발진제어전압으로 공급하는 것이다. 따라서 상기 전압제어발진기(15)는 수평동기신호 구간에서 샘플링되는 위상차 전압을 발진제어전압으로 입력하여 영상신호의 캐리어주파수(fp)와 동일한 45.75MHz를 발생하게 된다.
이후, 상기 전압제어발진기 (15)의 출력은 이상기(16)을 통해 90°위상지연되어 위상검출기(12)로 인가되, 상기 위상검출기(12)는 수평동기신호 구간에서 샘플링된 위상차 전압에 의해 제어되는 전압제어발진기(15)의 출력과 상기 제1SAW필터(11)에서 출력되는 영상신호의 캐리어주파수(fp)의 위상을 비교한다. 따라서 상기 위상검출기 (12)에서 출력되는 위상차신호는 캐리어의 진폭 변화에 의한 위상 왜곡이 발생되지 않는다. 즉, 영상신호의 수평동기구간에서는 캐리어주파수(fp)의 진폭이 일정하므로, 이때의 위상차전압을 검출하여 전압제어발진기(15)를 제어하면 진폭에 의한 위상 왜곡은 발생되지 않는다. 따라서 결국 전압제어발진기(15)의 출력은 VSB 방법에 의한 위상 왜곡이나 영상 IF신호의 진폭 변화에 의한 위상 왜곡 등을 받지않게 되며, 따라서 입력 IF신호의 캐리어신호에 동기된 순수한 45.75MHz를 발생할 수 있게 된다.
또한 상기 제2SAW필터(17)은 입력되는 IF신호에서 상기 제5도의 (5b)에 도시된 바와 같이 캐리어신호(fp) 및 캐리어신호(fp)와 4.5MHz 차를 갖는 음성 중간주파수(SIF=fs)만을 통과시킨다. 따라서 상기 제2 SAW필터(17)의 출력과 상기 전압제어발진기 (15)의 출력을 입력하는 동기검출기(18)은 상기 두 신호를 곱하여 상기 두 입력신호의 차신호를 발생한다. 즉, 상기 동기검출기 (18)은 상기 제5도의 (5b)와 같은 제2 SAW필터(17)의 출력과 상기 이상기 (16)에서 90°쉬프트되어 출력되는 전압제어발진기(15)의 출력을 입력하며, 이들 두 입력신호를 동기 검출하며, 이때 상기 동기검출기(18)에서 출력되는 신호는 위상 왜곡이 없는 4.5MHz의 순수 음성 FM 신호가 된다.
상술한 바와 같이 텔레비젼 시스템에서는 음성 FM신호 검파시 위상차에 의한 위상차 전압을 수평동기신호 구간에서 샘플링한 후 홀딩하며. 영상신호 구간에서 이를 전압제어발진기의 제어전압으로 인가한다. 이때 상기 전압제어발진기는 위상 왜곡이나 진폭 변화에 영향을 받지 않고 캐리어신호에 동기된 순수한 45.75MHz를 발생하며, 상기 전압제어발진기 출력과 음성 중간주파수신호를 동기 검파하므로서 음성 및 영상신호가 혼합된 중간주파수 신호로부터 4.5Mllz의 순수 음성 FM신호를 분리 추출할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 영상 및 음성신호가 혼합된 중간주파수로 부터 음성신호를 처리하는 회로에 있어서, 상기 중간주파수 신호를 수신하여 캐리어신호 성분만을 추출하는 제1SAW필터와, 상기 제1SAW필터의 출력 및 내부 발진 신호를 입력하며, 두 입력신호의 위상차신호를 발생하는 위상검출기와, 상기 위상검출기의 출력을 위상차 전압으로 발생하는 저역필터와, 상기 저역필터의 출력을 입력하고 수평동기신호를 제어신호로 입력하며, 상기 수평동기신호 구간에서 상기 위상차전압을 샘플링하고 영상신호 구간에서 홀딩한 위상차전압을 출력하는 샘플앤드홀드회로와, 상기 샘플앤드흘드회로에서 출력하는 위상차전압을 발진제어전압으로 입력하여 상기 캐리어신호와 동일한 주파수의 발진신호를 발생하는 전압제어발진기와, 상기 전압제어발진기의 출력을 쉬프트하여 상기 위상검출기에 인가하는 이상기와, 상기 중간주파수를 입력하여 상기 캐리어신호와 음성 중간주파수 신호를 여파하는 제2SAW필터와, 상기 제2SAW필터의 출력과 상기 이상기의 출력을 입력하며, 두 입력 신호의 차를 검출하여 순수 음성신호를 검출하는 동기검출기로 구성된 것을 특징으로 하는 텔레비젼의 음성 신호 처리회로.
  2. 음성 및 영상신호가 혼합된 중간주파수로부터 음성신호를 처리하는 방법에 있어서, 상기 중간주파수로부터 각각 영상 대역의 캐리어신호를 여파하여 제1필터신호를 발생하고, 영상 대역의 캐리어신호 및 음성 대역의 중간주파수를 여파하는 제2필터신호를 발생하는 과정과, 상기 제1괼터신호와 이전의 위상 고정된 제1필터신호의 위상차를 발생하는 과정과, 상기 위상차 전압을 수평동기신호의 구간에시 발진제어전압으로 공급하여 상기 위상 고정된 제1필터신호를 출력하는 과정과, 상기 제2필터신호와 위상 고정된 상기 제1필터신호의 차를 검출하여 음성신호를 발생하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 텔레비젼의 음성신호 처리방법.
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