KR970000447Y1

KR970000447Y1 - Duty-Adjustable Audio Limiter on FM Modulator

Info

Publication number: KR970000447Y1
Application number: KR2019890018378U
Authority: KR
Inventors: 허영국
Original assignee: 현대전자산업 주식회사; 정몽헌
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1997-01-20
Anticipated expiration: 1999-11-30
Also published as: KR910010082U

Abstract

내용 없슴.No content.

Description

Tuuti Adjustable Audio Limiter on FM Modulator

제1도는 종래의 일반적인 FM 변조기 개략적인 구성 블럭도.1 is a schematic block diagram of a conventional general FM modulator.

제2도는 종래의 일반적인 FM 변조기의 변조특성도.2 is a modulation characteristic diagram of a conventional general FM modulator.

제3도는 종래의 음성신호인가 대역폭 특성도.3 is a diagram illustrating a conventional voice signal application bandwidth characteristic.

제4도는 본 고안에 의한 일실시예 회로도.Figure 4 is an embodiment circuit diagram according to the present invention.

제5도는 본 고안에 의한 듀우티 조정형 오디오 리미터의 출력특성도.5 is an output characteristic diagram of the duty-adjustable audio limiter according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 고역통과필터 회로부 13 : 프리엠퍼시스 회로부10: high pass filter circuit portion 13: pre-emphasis circuit portion

14 : 리미트 회로부 15 : 저역통과필터 회로부14 limit circuit section 15 low pass filter circuit section

16 : FM 변조 회로부 21 : 오디오 증폭부16: FM modulation circuit 21: audio amplifier

22 : 감쇄부 23 : 프리엠퍼시스부22: attenuation portion 23: pre-emphasis portion

24 : 클리핑부 U1, U2 : 연산 증폭기24: clipping unit U1, U2: operational amplifier

D1, D2 : 다이오드 C1, C2, C3 : 캐피시터D1, D2: Diodes C1, C2, C3: Capacitor

R1 내지 R9 : 저항R1 to R9: resistance

본 고안은 음성신호 및 음성신호화한 디지탈 데이타를 FM 변조하는 FM 변조기에 있어서 선형 변조 다이나믹 레인지를 넓혀 주는 오디오 리미터에 관한 것으로, 특히 음성신호의 듀우티(Duty)를 조정할 수 있는 듀우티 조정형 오디오 리미터에 관한 것이다.The present invention relates to an audio limiter that extends a linear modulation dynamic range in an FM modulator for FM modulating a voice signal and digital signal converted into voice signals, and in particular, a duty-adjustable audio capable of adjusting the duty of the voice signal. It is about the limiter.

종래에는 음성정보를 변조하기 위해 일반적으로 제1도에서와 같이 FM 변조기를 구성했다. 이러한 FM 변조기에서는 입력되는 오디오 신호가 고역통과필터 회로부(10)를 통과하면서 저역 주파수가 억압되며 프리엠퍼시스(premphasis) 회로부(13)를 통해 고역 주파수대 성분이 강조된 형태로 변형되어 허용주파수대 이상으로 변조될 수 있는 오디오 신호를 허용주파수대로 제한하는 리미트 회로부(14)를 통과하고, 이중 일정한 음성신호대 성분만이 저역통과필터 회로부(15)를 통과하여, FM 변조 회로부(16)에서 변조된 후에, 다른 채널과의 간섭없이 원하는 채널을 통해 정보를 전달할 수 있도록 하기 위해 사용되어 왔다.In the related art, an FM modulator is generally configured as shown in FIG. 1 to modulate voice information. In this FM modulator, the input audio signal passes through the high pass filter circuit 10 and the low frequency is suppressed, and the high frequency component is deformed to be emphasized through the pre-emphasis circuit 13 and modulated above the allowable frequency band. After passing through the limit circuit section 14 which limits the possible audio signal to the allowable frequency, only the constant audio signal band component passes through the low pass filter circuit section 15 and is modulated by the FM modulation circuit section 16. It has been used to allow information to be transmitted through a desired channel without interference with the channel.

그러나, 꽈다한 오디오 신호가 입력되어 그 점유 주파수대가 리미티 회로부(14)에서 제한되는 경우, 상기 리미트 회로부(14)에서 출력되는 신호의 레벨을 단순히 일정한 기준값 이상이되지 못하도록 진폭만을 제안했기 때문에, 입력신호의 주파수가 낮아질수록 저역통과필터 회로부(15)에서 출력되는 오디오 변조신호의 실효치 (RMS)가 증가하여 FM 변조회로부(16)에서 변조되는 반송파(carrier)의 주파수편이(frequency devi- ation)가 동일 비율로 커지므로, 이에 대한 최대허용 주파수 편이값을 만족시켜 주기 위해 선형 변조 다이나믹 레인지(Liner Modulation Dynamic Range)를 줄여 사용해왔다.However, when a large number of audio signals are input and the occupied frequency band is limited in the limit circuit section 14, since only the amplitude is proposed so that the level of the signal output from the limit circuit section 14 is not more than a predetermined reference value, the input As the frequency of the signal decreases, the RMS value of the audio modulated signal output from the low pass filter circuit unit 15 increases, so that the frequency deviation of the carrier modulated by the FM modulation circuit unit 16 increases. As it increases at the same rate, the linear modulation dynamic range has been reduced to satisfy the maximum allowable frequency shift.

그리고, 이러한 방식의 위상고정루프(PLL)형 주파수 변조기를 채용한 이동통신기기에서는 PLL회로 내의 VCO(전압제어발진기)에만 음성신호를 입력시켜 FM 변조를 시키는 바, 이때의 변조기 특성을 제2도의 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명하면, 동일 크기의 음성신호를 인가하여 음성주파수를 가변시켰을때, 1 KHz를 기준으로하여 1 KHz이하, 특히 100 - 300 Hz 사이에서 변조된 반송파의 주파수 편이값이 2-3배 정도까지 증가되는 특성을 갖고 있다.In a mobile communication device employing a phase locked loop (PLL) type frequency modulator of this type, the FM signal is inputted only to the VCO (voltage controlled oscillator) in the PLL circuit. Referring to the drawings in more detail, when the voice frequency of the same size is applied to vary the voice frequency, the frequency shift value of the carrier modulated below 1 KHz, in particular between 100-300 Hz based on 1 KHz is 2 It has a characteristic of increasing to about 3 times.

따라서, 찌그러짐(왜곡)없이 음성신호를 변조하여 전송하는 음성신호 인가 대역폭(Dynamic Range)이 1 KHz대의 경우와 비교해 볼때, 제3도에 도시된 바와 같이, 저역주파수 대역(100 - 300 Hz)에서 30 - 50% 정도로 감소되는 특성을 지닌다.Accordingly, as compared with the case where the voice signal dynamic range for modulating and transmitting the voice signal without distortion is 1 KHz, as shown in FIG. 3, in the low frequency band (100 to 300 Hz) Reduced to 30-50%.

따라서, 저역 주파수대의 음성신호를 종래의 오디오 리미터를 사용하여 FM 변조시켜 전송하면, 신호왜곡(distortion) 영역이 상대적으로 넓어지므로 신호왜곡으로 인해 다른 음성 주파수대(대략 1 KHz - 8KHz)에서 사용되는 감시용 신호등에 혼신을 유발하여 무선 시스템쪽에서의 정확한 신호 특성 측정을 방해하며, 고도의 선형성이 요구되는 음성정보 전달시스템에서는 음성정보품질을 규정된 규격으로 맞출 수 없어 통화품질에 나쁜 영향을 미치는 문제점이 있다.Therefore, when the FM signal is transmitted by FM modulation using a conventional audio limiter, the signal distortion area becomes relatively wide, so that the signal used in other voice frequency bands (approximately 1 KHz-8KHz) is caused by signal distortion. It interferes with accurate measurement of signal characteristics on the wireless system side by causing interference with traffic lights.In the voice information delivery system that requires high linearity, the voice information quality cannot be met to the prescribed standard. have.

그리고, 이를 보상하기 위한 종래의 주파수 변조기에서는, 주파수 변조기 회로 자체의 특성을 저역의 주파수에서도 일정하게 되도록 하는 별도의 회로를 부가하거나, 음성신호를 변조기내의 기준주파수 발진기로도 동시에 인가하는 방식으로 회로를 구성하여 상기 특성을 보상하기도 하였으나, 이들 경우에 있어서는 부가적으로 복잡한 특성보상 회로를 더 구비시켜야하는 문제점이 있다.In the conventional frequency modulator for compensating for this, the circuit may be added by adding a separate circuit which makes the characteristics of the frequency modulator circuit itself constant even at a low frequency, or simultaneously applying a voice signal to the reference frequency oscillator in the modulator. Although the above characteristics are compensated for by the configuration, in these cases, there is a problem in that additional complex compensation circuits must be further provided.

따라서, 본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주파수 변조기에 복잡한 별도의 보상회로를 추가하지 않더라도, 과다한 오디오신호 입력시, 그 점유 주파수대를 제한함에 있어서 오디오 신호의 전폭제한과 병행하여 낮은 오디오신호 주파수대에서는 듀우티 사이를(Duty Cycle)도 감소시켜 저역 오디오 실효치를 줄여주므로써, 입력되는 음성신호를 저주파 영역에서만 그 크기를 줄여서 변조회로에 인가하도록 하여 주파수 편이값이 일정하게 유지되도록 하는 듀우티 조정형 오디오 리미터를 제공함에 그 목적을 두고 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and even when an additional complex compensation circuit is not added to the frequency modulator, when the excessive audio signal is input, the full width limit of the audio signal is limited in limiting the occupied frequency band. In parallel, in the low audio signal frequency band, the duty cycle is also reduced to reduce the low-pass audio effective value. Therefore, the frequency shift value is made constant by applying the input audio signal to the modulation circuit by reducing its size only in the low frequency region. Its purpose is to provide a duo-adjustable audio limiter that is maintained.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, FM 변조기에서 선형 변조 다이나믹 레인지를 넓혀 주는 오디오 리미터에 있어서, FM 변조기의 고역통과필터 회로로 부터 인가되는 오디오 입력신호를 충분히 증폭해서, 구형파 형태로 변환하여 출력하는 오디오 증폭수단: 상기 오디오 증폭수단의 출력단에 연결되어 있으며, 입력되는 신호를 일정비로 감쇄시키는 수단: 상기 감쇄 수단에 연결되어 있으며, 고역주파수 성분이 일정비를 강조되도록 하여 원입력신호 보다 듀우티를 감소시켜 출력하는 프리엠퍼시스 수단; 및 상기 프리엠퍼시스 수단에 연결되어 있으며, 저역 주파수대에서 실효치가 감소된 신호를 상기 FM 변조기의 FM 변조회로부로 인가하는 클리핑 수단 (24)을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the audio limiter to widen the linear modulation dynamic range in the FM modulator, amplifies the audio input signal applied from the high pass filter circuit of the FM modulator, and converts it into a square wave form and outputs it. Audio amplifying means: connected to an output terminal of the audio amplifying means and attenuating an input signal at a constant ratio: connected to the attenuating means, and having a higher frequency component emphasizes a constant ratio to provide a duty than the original input signal. Pre-emphasis means for reducing the output; And a clipping means 24, connected to the pre-emphasis means, for applying a signal having a reduced effective value in the low frequency band to the FM modulator circuit portion of the FM modulator.

이하, 첨부된 제4도 및 제5도를 참조하여 본 고안의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

제4도는 본 고안에 의한 일실시예 회로도로서, 21은 오디오 증폭부를, 22는 감쇄부를, 23은 프리엠퍼시스부를, 24는 클리핑부를, R1 내지 R9은 저항을, C1 내지 C3는 캐패시터를, D1 및 D2는 다이오드를, U1 및 U2는 연산증폭기를 각각 나타낸 것이다.4 is an embodiment circuit diagram according to the present invention, in which 21 is an audio amplification unit, 22 is an attenuation unit, 23 is a pre-emphasis unit, 24 is a clipping unit, R1 to R9 are resistors, and C1 to C3 are capacitors. D1 and D2 represent diodes, and U1 and U2 represent operational amplifiers, respectively.

고역통과 필터회로부(제1도의 10에 해당함)를 통해 인가되는 오디오 신호는 도면에 도시된 바와 같이 저항 R1 및 R2와, 연산 증폭기 U1으로 구성된 오디오 증폭부(21)에서 R2/R1로 결정되는 전압 증폭율에 의해 충분히 증폭되어, 구형파 변환되고, 저항 R3 및 R4로 구성된 감쇄부(22)에서 일정크기 R4/(R3+R4)로 감쇄된다. 그리고 나서, 도면에 도시된 바와 같이 캐패시터 C1, 증폭기 U2, 저항 R5 및 R6로 구성된 프리엠퍼시스부(23)에서 고역의 주파수 성분이 증폭되도록 하고, 캐패시터 C2, 다이오드 D1, D2, 저항 R7, R8, R9로 구성된 클리핑부(24)를 통해, 저역 주파수대에서 실효치(RMS)가 감쇄된 신호로 변환되어, 후단의 FM 변조회로부(제1도의 16에 해당함)에 입력되도록 구성한다.The audio signal applied through the high pass filter circuit portion (corresponding to 10 in FIG. 1) is a voltage determined as R2 / R1 in the audio amplifier 21 composed of resistors R1 and R2 and an operational amplifier U1, as shown in the figure. It is sufficiently amplified by the amplification factor, square wave-converted, and attenuated to a constant size R4 / (R3 + R4) in the attenuation section 22 composed of the resistors R3 and R4. Then, as shown in the figure, the high frequency component is amplified in the pre-emphasis section 23 composed of the capacitor C1, the amplifier U2, the resistors R5 and R6, and the capacitor C2, the diodes D1, D2, the resistors R7, R8. Through the clipping unit 24 composed of R9, the RMS value is converted into a signal attenuated in the low frequency band, and input to the FM modulation circuit unit (corresponding to 16 in FIG. 1) of the rear stage.

이제, 본 고안회로의 작용에 대하여 살펴보기로 한다.Now, the operation of the subject innovation circuit will be described.

고역통과필터 회로부(제1도의 10에 해당)로 부터 입력되는 사인파 형태의 오디오신호가 허용 주파수대 이상의 레벨로 인가되면, 상기 오디오 증폭부(21) 출력은 상기 연산증폭기(U1)에 의해 충분히 증폭되고, 전원전압 크기 이하로 포화되는 연산증폭기 자체의 특성에 의해 클리핑 되면서 기수차 고조파를 포함하는 구형파 형태로 변환된다. 그리고, 이 구형파 형태의 신호는 후단의 프레임퍼시스부(23)에 인가되어 일정 비율(본 고안의 일실시예에서는 옥타브당 6dB 비율로 설정하였음)로 강조되어 출력되는데, 상기 캐패시터 C2의 (+)단자에서는 원래의 입력신호보다 듀우티가 감소된 형태의 신호가 출력된다.When the sine wave type audio signal input from the high pass filter circuit part (corresponding to 10 in FIG. 1) is applied at a level higher than the allowable frequency band, the output of the audio amplifier 21 is sufficiently amplified by the operational amplifier U1. As a result, it is clipped by the characteristics of the operational amplifier itself that saturates below the magnitude of the supply voltage, and is converted into a square wave form including a harmonic harmonic. In addition, the square wave signal is applied to the frame frame unit 23 at the rear end and is emphasized at a predetermined ratio (which is set to 6 dB per octave in one embodiment of the present invention). The terminal outputs a signal having a reduced duty than the original input signal.

따라서 상기 클리핑부(24)를 통해 FM 변조회로부(제1도의 16에 해당)로 인가되는 출력신호는 저역주파수대에서 실효치(RMS)가 감소되어, 저역주파수대에서 주파수 편이가 증가되는 현상이 없어지는 것이다. 즉, 본 고안에서는 제5도에 도시한 바와 같이, 입력되는 음성신호를 저주파영역에서만 크기를 줄여 후단의 변조회로에 인가하도록 작용하는 듀우티 조정형 오디오 리미터를 구성하여, 별도의 보상회로 없이 주파수편이 값이 일정하게 유지되도록 하므로서, 변조 다이나믹 레인지가 상대적으로 늘어나게 하여 변조시키고자 하는 오디오신호를 낮은 왜율로 처리할 수 있는 영역이 최대 허용주파수 범위까지 충분히 넓어지도록 하는 것이다.Accordingly, the output signal applied to the FM modulation circuit unit (corresponding to 16 in FIG. 1) through the clipping unit 24 is reduced in the RMS in the low frequency band, thereby eliminating the phenomenon of increasing the frequency shift in the low frequency band. . That is, in the present invention, as shown in FIG. 5, the duo-adjustable audio limiter is configured to reduce the size of the input voice signal only in the low frequency region and apply it to the modulation circuit of the rear stage. By keeping the value constant, the modulation dynamic range is increased relatively so that the region capable of processing the audio signal to be modulated with low distortion is sufficiently widened to the maximum allowable frequency range.

따라서, 상술한 바와 같은 본 고안은, 저역주파수 최대허용범위를 맞추기 위해 변조 다이나믹 레인지를 감소키는 보상이 필요없어져 변조 다이나믹 레인지가 상대적으로 늘어나며 변조시키고자 하는 오디오신호를 낮은 왜율로 처리할 수 있는 영역이 최대 허용주파수 범위까지 충분히 넓어지므로, 결국 FM 변조회로부를 통해 전송되는 오디오신호의 품질을 향상시켜 주고, 종래에는 주파수 편이 값이 일정하게 유지되도록 하기 위하여 필수적으로 요구되었던 별도의 복잡한 보상회로를 생략할 수 있도록 하여, 간단하게 특성 개선 효과를 얻을 수 있도록 하는 효과를 갖는다.Therefore, the present invention as described above does not require compensation to reduce the modulation dynamic range in order to meet the maximum allowable range of the low frequency so that the modulation dynamic range is relatively increased and the audio signal to be modulated can be processed at low distortion. Since the area is wide enough to the maximum allowable frequency range, it improves the quality of the audio signal transmitted through the FM modulating circuit part, and a separate complicated compensation circuit, which is conventionally required to keep the frequency shift value constant, is required. Since it can omit, it has an effect which can acquire a characteristic improvement effect simply.

Claims

In an audio limiter for widening a linear modulation dynamic range in an FM modulator, an audio amplifying means (21) for sufficiently amplifying an audio input signal applied from the high pass filter circuit (10) of the FM modulator, converting it into a square wave form, and outputting the square wave form. ; A means 22 connected to an output end of the audio amplifying means 21 for attenuating an input signal at a predetermined ratio; A pre-emphasis means (23) connected to the attenuation means, for outputting a reduced duty than the original input signal by allowing a high frequency component to emphasize a constant ratio; And a clipping means 24, connected to said pre-emphasis means, for applying a signal having a reduced effective value in a low frequency band to the FM modulator circuit portion 16 of said FM modulator. DUTYTI Adjustable Audio Limiter.