KR100488954B1 - 신호 감쇄 보상 방법 및 신호 전송 시스템 - Google Patents

Abstract

전송선로의 특성에 상관없이 신호 감쇄를 보상할 수 있는 신호 감쇄 보상 방법 및 신호 전송 시스템이 개시된다. 본 발명에 의한 신호 감쇄의 보상 방법은 전송하려는 신호를 반전시켜서 반전 신호(an inverted signal)를 생성하고, 반전 신호를 전송선로로 출력하는 제1 단계와, 전송선로를 통해 반전 신호를 수신하고, 수신 신호(the received signal)의 기준 레벨을 반전 신호의 기준 레벨만큼 증폭시키고, 증폭 신호(the amplified signal)를 반전시키는 제2 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

신호 감쇄 보상 방법 및 신호 전송 시스템{METHOD FOR COMPENSATING A SIGNAL DECAY AND A SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM}

본 발명은 신호 감쇄 보상 방법 및 신호 전송 시스템에 관한 것으로서, 특히 아날로그 신호를 전송선로를 통해 전송할 때 발생할 수 있는 신호 감쇄를 보상하여 원래 신호를 복원하는 방법 및 이 방법을 구현한 신호 전송 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 전송선로를 이용하여 신호를 전송하는 모든 분야에 적용할 수 있다.

아날로그 신호를 전송선로를 통해 전송할 때, 전송선로의 특성(예를 들어, 임피던스, 선로 길이 등)에 따라 신호의 감쇄 정도가 달라진다. 따라서 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 신호 발생부(102)에서 생성되어 전송선로(104)로 출력되는 원래 신호(S)와 신호 수신부(104)에서 수신된 신호(S') 사이에는 신호의 감쇄가 발생한다.

종래에 이러한 신호 감쇄를 보상하기 위하여 전송선로의 특성(예를 들어, 단위길이당 임피던스 또는 감쇄분)을 계산(측정)하고, 일정 길이마다 신호 증폭기를 사용하여 전송선로에 의한 신호 감쇄를 보상하는 방법을 사용하였다. 그러나 이러한 방법을 사용하더라도 신호 수신부(104) 측에 감쇄 정도를 비교할 수 있는 기준 레벨이 없으므로, 이러한 신호의 감쇄는 결국 신호의 왜곡을 일으키게 된다.

또한 신호의 왜곡을 줄이기 위하여 종단 저항(termination resistor)을 사용하여 전송선로와 임피던스가 매칭되도록 함으로써, 신호 수신부에서 신호의 반사가 최소가 되도록 하는 방법을 사용하였다. 도 2는 종래의 개인용 컴퓨터(personal computer : 이하, "PC"라고 함)와 모니터 사이의 신호 인터페이스를 도시한 도면이다. 통상 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, PC 출력단(202)에서 출력되는 신호의 진폭은 1.4V 이고, 전송선로(204)의 임피던스는 75Ohm 이며, 모니터 입력단(206)의 종단 저항(208)은 75Ohm 인 경우, 모니터측 유효 입력 전압 레벨은 대략 0.7V 이다. 이와 같이 종단 저항을 사용하여 전송선로와 임피던스를 매칭시키더라도 전송선로의 특성에 따라 유효 입력 전압이 결정된다. 그런데 전송선로의 특성 편차는 보상하기 힘들다는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 전송선로의 특성에 상관없이 신호 감쇄를 보상할 수 있는 신호 감쇄 보상 방법 및 신호 전송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 아날로그 신호 전송시 전송선로에서 발생하는 신호 감쇄를 보상하는 방법에 있어서, 전송하려는 신호를 반전시켜서 반전 신호(an inverted signal)를 생성하고, 반전 신호를 전송선로로 출력하는 제1 단계와, 전송선로를 통해 반전 신호를 수신하고, 수신 신호(the received signal)의 기준 레벨을 반전 신호의 기준 레벨만큼 증폭시키고, 증폭 신호(the amplified signal)를 반전시키는 제2 단계를 구비하는 것을 일 특징으로 한다.

또한 본 발명은 아날로그 신호 전송 시스템에 있어서, 신호를 전송하는 전송선로와, 전송하려는 신호를 반전시켜서 반전 신호(an inverted signal)를 생성하고, 반전 신호를 전송선로로 출력하는 신호 발생부와, 전송선로를 통해 반전 신호를 수신하고, 수신 신호(the received signal)의 기준 레벨을 반전 신호의 기준 레벨만큼 증폭시키고, 증폭 신호(the amplified signal)를 반전시키는 신호 수신부를 구비하는 것을 다른 특징으로 한다.

신호 발생부는 제1 인버터를 포함하며, 제1 인버터는 제1 연산 증폭기와, 전송하려는 신호가 인가되는 제1 입력단자와, 제1 기준전압(Vr1)이 인가되며, 제1 연산 증폭기의 비반전 입력단자에 연결되는 제2 입력단자와, 제1 입력단자에 일단이 연결되고, 제1 연산 증폭기의 반전 입력단자에 타단이 연결되는 제1 저항(R1)과, 제1 연산 증폭기의 반전 입력단자에 일단이 연결되고, 제1 연산 증폭기의 출력단자에 타단이 연결되는 제2 저항(R2)을 구비하여 구성될 수 있다. 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)은 R1/100 ≤ R2 ≤100R1의 관계에 있는 것이 바람직하다. 또한 전송하려는 신호의 최대 진폭이 A인 경우, 제1 기준전압(Vr1)은 -10A ≤ Vr1 ≤10A의 관계에 있는 것이 바람직하다.

신호 수신부는 전송선로를 통해 반전 신호를 수신하고, 수신 신호(the received signal)의 기준 레벨을 반전 신호의 기준 레벨만큼 증폭시키는 자동 이득 조정 증폭기와, 자동 이득 조정 증폭기의 출력 신호를 반전시키는 제2 인버터를 구비하여 구성될 수 있다. 전송하려는 신호의 최대 진폭이 B 인 경우, 자동 이득 조정 증폭기의 출력 신호의 피크 레벨(P)을 B/2 ≤P ≤B 으로 하는 것이 바람직하다.

제2 인버터는 제2 연산 증폭기와, 전송하려는 신호가 인가되는 제1 입력단자와, 제2 기준전압(Vr2)이 인가되며, 제2 연산 증폭기의 비반전 입력단자에 연결되는 제2 입력단자와, 제1 입력단자에 일단이 연결되고, 제2 연산 증폭기의 반전 입력단자에 타단이 연결되는 제3 저항(R3)과, 제2 연산 증폭기의 반전 입력단자에 일단이 연결되고, 제2 연산 증폭기의 출력단자에 타단이 연결되는 제4 저항(R4)을 구비하여 구성될 수 있다. 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4)은 R3/100 ≤ R4 ≤100R3의 관계에 있는 것이 바람직하다. 또한 전송하려는 신호의 최대 진폭이 C인 경우, 제2 기준전압(Vr2)은 -10C ≤ Vr2 ≤10C의 관계에 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 아날로그 신호를 전송선로를 통해 전송할 때 발생할 수 있는 신호의 감쇄를 전송선로의 특성에 상관없이 원래의 신호로 보상하는 것이 가능해진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 설명의 일관성을 위하여 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소 및 신호를 가리키는 것으로 사용한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 전송 시스템을 도시한 블록도이다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 신호 전송 시스템(300)은 신호 발생부(302)와 인버터(304)와 전송선로(306)와 자동 이득 조정 증폭부(308)와 인버터(310)와 신호 수신부(312)를 구비하고 있다. 도 3에서 인버터(304)는 신호 발생부(302)와 별개로 또는 일체로 구성될 수 있으며, 자동 이득 조정 증폭부(308) 및/또는 인버터(310)는 신호 수신부(312)와 별개로 또는 일체로 구성될 수 있다.

먼저 신호 발생부(302)는 전송하려는 신호(S)를 인버터(304)를 통해 반전시켜서 반전 신호(-S)를 생성하고, 이 반전 신호(-S)를 전송선로(306)로 출력한다. 전송하려는 신호(S)는 진폭(A)을 가지고 있다. 전송선로(306)는 인버터(304)에 의해 출력된 신호(-S)를 신호 수신부(312)측으로 전달한다. 반전 신호(-S)는 전송선로(306)를 통해 전송되는 동안 진폭(B)만큼 감쇄되어 신호(-S')로 된다. 자동 이득 조정 증폭부(308)는 감쇄된 반전 신호(-S')를 수신하여 증폭한다. 전송하려는 신호의 최대 진폭이 A 인 경우, 자동 이득 조정 증폭부(308)의 출력 신호의 피크 레벨(P)은 B/2 ≤P ≤B 의 관계에 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 자동 이득 조정 증폭부(308)의 출력 신호가 진폭(A)을 갖도록 증폭한다. 즉, 자동 이득 조정 증폭부(308)는 수신 신호(-S')의 기준 레벨이 반전 신호(-S)의 기준 레벨과 같도록 증폭시키는 것이 바람직하다. 인버터(310)는 자동 이득 조정 증폭부(308)의 출력 신호를 다시 반전 시켜서 신호 수신부(312)로 제공한다.

도 4는 도 3의 전송 시스템의 신호 발생부 인버터(304)의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 인버터(304)는 피드백 루프를 갖는 연산 증폭기(402)로 구성될 수 있다. 입력단자(404)는 저항(R1)을 경유하여 연산 증폭기(402)의 반전 입력단자로 연결되며, 입력단자(406)는 바로 연산 증폭기(402)의 비반전 입력단자로 연결된다. 그리고 연산 증폭기(402)의 반전 입력단자와 출력단자는 저항(R2)을 통해 연결된다. 신호 발생부(302)에서 생성된 신호(S)는 입력단자(404)로 입력되며, 입력단자(406)에는 기준전압(Vr1)이 인가된다. 저항(R1)과 저항(R2)은 R1/100 ≤ R2 ≤100R1의 관계에 있는 것이 바람직하다. 또한 전송하려는 신호(S)의 최대 진폭이 A인 경우, 기준전압(Vr1)은 -10A ≤ Vr1 ≤10A의 관계에 있는 것이 바람직하다.

도 5는 도 3의 전송 시스템의 신호 수신부 인버터(310)의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 인버터(310)는 피드백 루프를 갖는 연산 증폭기(502)로 구성될 수 있다. 입력단자(504)는 저항(R3)을 경유하여 연산 증폭기(502)의 반전 입력단자로 연결되며, 입력단자(506)는 바로 연산 증폭기(502)의 비반전 입력단자로 연결된다. 그리고 연산 증폭기(502)의 반전 입력단자와 출력단자는 저항(R4)을 통해 연결된다. 자동 이득 조정 증폭부(308)에서 생성된 신호(-S)는 입력단자(504)로 입력되며, 입력단자(506)에는 기준전압(Vr2)이 인가된다. 저항(R3)과 저항(R4)은 R3/100 ≤ R4 ≤100R3의 관계에 있는 것이 바람직하다. 또한 전송하려는 신호(S)의 최대 진폭이 A인 경우, 기준전압(Vr2)은 -10A ≤ Vr2 ≤10A의 관계에 있는 것이 바람직하다.

여기서 설명된 실시예들은 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아니다. 따라서 당업자들은 본 발명의 범위 안에서 다양한 변형이나 변경이 가능함을 주목하여야 한다. 본 발명의 범위는 원칙적으로 후술하는 특허청구범위에 의하여 정하여진다.

이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 아날로그 신호를 전송선로를 통해 전송할 때 발생할 수 있는 신호의 감쇄를 전송선로의 특성에 상관없이 원래의 신호로 보상하는 것이 가능해진다.

도 1은 종래의 신호 전송 시스템을 도시한 블록도.

도 2는 종래의 개인용 컴퓨터와 모니터 사이의 신호 인터페이스를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 전송 시스템을 도시한 블록도.

도 4는 도 3의 전송 시스템의 신호 발생부 인버터의 일 예를 도시한 회로도.

도 5는 도 3의 전송 시스템의 신호 수신부 인버터의 일 예를 도시한 회로도.

Claims (10)

1. 아날로그 신호 전송시 전송선로에서 발생하는 신호 감쇄를 보상하는 방법에 있어서,

   전송하려는 신호를 반전시켜서 반전 신호(an inverted signal)를 생성하고, 상기 반전 신호를 상기 전송선로로 출력하는 제1 단계와,

   상기 전송선로를 통해 상기 반전 신호를 수신하고, 상기 수신 신호(the received signal)의 기준 레벨을 상기 반전 신호의 기준 레벨만큼 증폭시키고, 상기 증폭 신호(the amplified signal)를 반전시키는 제2 단계를

   구비하는 것을 특징으로 하는 신호 감쇄 보상 방법.
2. 아날로그 신호 전송 시스템에 있어서,

   신호를 전송하는 전송선로와,

   전송하려는 신호를 반전시켜서 반전 신호(an inverted signal)를 생성하고, 상기 반전 신호를 상기 전송선로로 출력하는 신호 발생부와,

   상기 전송선로를 통해 상기 반전 신호를 수신하고, 상기 수신 신호(the received signal)의 기준 레벨을 상기 반전 신호의 기준 레벨만큼 증폭시키고, 상기 증폭 신호(the amplified signal)를 반전시키는 신호 수신부를

   구비하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 신호 발생부는 제1 인버터를 포함하며,

   상기 제1 인버터는

   제1 연산 증폭기와,

   상기 전송하려는 신호가 인가되는 제1 입력단자와,

   제1 기준전압(Vr1)이 인가되며, 상기 제1 연산 증폭기의 비반전 입력단자에 연결되는 제2 입력단자와,

   상기 제1 입력단자에 일단이 연결되고, 상기 제1 연산 증폭기의 반전 입력단자에 타단이 연결되는 제1 저항(R1)과,

   상기 제1 연산 증폭기의 반전 입력단자에 일단이 연결되고, 상기 제1 연산 증폭기의 출력단자에 타단이 연결되는 제2 저항(R2)을

   구비하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 저항(R1)과 상기 제2 저항(R2)은 R1/100 ≤ R2 ≤100R1의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 전송하려는 신호의 최대 진폭이 A인 경우, 상기 제1 기준전압(Vr1)은 -10A ≤ Vr1 ≤10A의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 신호 수신부는

   상기 전송선로를 통해 상기 반전 신호를 수신하고, 상기 수신 신호(the received signal)의 기준 레벨을 상기 반전 신호의 기준 레벨만큼 증폭시키는 자동 이득 조정 증폭기와,

   상기 자동 이득 조정 증폭기의 출력 신호를 반전시키는 제2 인버터를

   구비하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 전송하려는 신호의 최대 진폭이 B 인 경우, 상기 자동 이득 조정 증폭기의 출력 신호의 피크 레벨(P)을 B/2 ≤P ≤B 으로 하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 제2 인버터는

   제2 연산 증폭기와,

   상기 전송하려는 신호가 인가되는 제1 입력단자와,

   제2 기준전압(Vr2)이 인가되며, 상기 제2 연산 증폭기의 비반전 입력단자에 연결되는 제2 입력단자와,

   상기 제1 입력단자에 일단이 연결되고, 상기 제2 연산 증폭기의 반전 입력단자에 타단이 연결되는 제3 저항(R3)과,

   상기 제2 연산 증폭기의 반전 입력단자에 일단이 연결되고, 상기 제2 연산 증폭기의 출력단자에 타단이 연결되는 제4 저항(R4)을

   구비하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제3 저항(R3)과 상기 제4 저항(R4)은 R3/100 ≤ R4 ≤100R3의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 전송하려는 신호의 최대 진폭이 C인 경우, 상기 제2 기준전압(Vr2)은 -10C ≤ Vr2 ≤10C의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 신호 전송 시스템.