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KR19980014315A - Catv망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 rf모뎀 - Google Patents

Catv망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 rf모뎀 Download PDF

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KR19980014315A
KR19980014315A KR1019960033245A KR19960033245A KR19980014315A KR 19980014315 A KR19980014315 A KR 19980014315A KR 1019960033245 A KR1019960033245 A KR 1019960033245A KR 19960033245 A KR19960033245 A KR 19960033245A KR 19980014315 A KR19980014315 A KR 19980014315A
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송준화
배현조
이원영
이대운
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이용규
나우정밀 주식회사
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Abstract

본 발명은 기존에 구축되어 있는 CATV망을 이용하여 배전자동화를 이룩하는데 사용되는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 헤드엔드(headend)의 변전소 통신제어장치용 RF모뎀과의 데이터교환을 기존의 전용선사용 모뎀에 비하여 고속으로 수행함으로써 원하는 정보를 신속하고 정확하게 제공할 수 있는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀에 관한 것이다.
본 발명의 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀은, 입력단에 수신된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제1대역필터(1); 상기 제1대역필터(1)를 통과한 미소신호를 충분한 크기의 신호로 증폭시키기 위한 제1증폭기(2); 상기 제1증폭기(2)에서 증폭된 신호중의 특정대역신호만을 통과시키는 제2대역필터(3); 상기 제2대역필터(3)를 통과한 신호와, 국부발진기(X)에서 발진되어 3체배회로(5)에서 발진주파수의 3체배되고 체배된 신호만을 통과시키는 대역필터(6)로부터 출력되는 신호를 혼합하기 위한 믹서(4); 상기 믹서(4)에서 출력되는 것으로서, 두 신호의 차에 해당되는 신호가 입력되며, 소정주파수대역이 필터링되는 제3대역필터(7); 상기 제3대역필터(7)로부터 입력된 신호와, 저역통과필터(8)에 의하여 변환된 전압에 의하여 구동되는 수신전압제어발진기(9)에서 발진된 신호를 혼합하여 차주파수를 출력시키며, 내장된 리미터기에 의하여 리미팅된 후에 수신데이타를 출력하는 IF회로(13); 수신시에 상기 IF회로(13)에서 출력된 신호가 수신하려는 신호가 아니면 출력신호가 기준신호와 일치할 때 까지 반복하여 저역통과필터(8)에 제어신호를 출력하며, 송신시에는 MPU로부터 PLL인에이블신호, PLL데이타, 및 PLL CLOCK신호가 인가되어 송신제어신호를 출력하는 PLL IC(14); 상기 PLL IC(14)로부터 출력된 신호를 입력받아 저역주파수대역신호만을 통과시키는 저역통과필터(10); 상기 저역통과필터(10)로부터 출력되는 신호에 상응하는 전압값을 발생시키기 위한 송신전압제어발진기(11); 상기 송신전압제어발진기(11)로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 제2증폭기(15); 상기 제2증폭기(15)로부터 출력된 신호를 원하는 크기의 신호를 조정하기 위한 전력증폭부(16); 및 상기 전력증폭부(16)로부터 송출된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제4대역필터(17)로 구성된다.

Description

CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀
본 발명은 기존에 구축되어 있는 CATV망을 이용하여 배전자동화를 이룩하는데 사용되는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 헤드엔드(headend)의 변전소 통신제어장치용 RF모뎀과의 데이터교환을 기존의 전용선사용 모뎀에 비하여 고속으로 수행함으로써 원하는 정보를 신속하고 정확하게 제공할 수 있는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀에 관한 것이다.
최근들어 발전소-변전소-가정을 연결하는 배전계통의 자동화의 일환으로, 선진각국에서는 원격지에 설치된 배전장치들을 중앙보선실에서 제어할 수 있도록 전용선으로 연결된 다수의 모뎀을 통하여 배전장치들의 상태를 감지하고, 사고발생시에 적절한 대응을 함으로써 보다 효율적으로 대처하고 있다.
그러나 다수의 모뎀들을 전용선으로 연결함으로써 모뎀설치에 막대한 비용이 소요된다. 또한 모뎀을 통하여 전송되는 데이터가 통신선로에서 발생되는 잡음에 의하여 심한 간섭을 받기 때문에 데이터의 정확성이 떨어지고 있으며, 특히 고밀집지역이나 강전계가 주변에 존재하는 지역에서는 교란상태가 발생되며 심한 경우에는 전송테이타를 알 수 없는 경우가 발생되었다.
따라서 전용선을 사용한 모뎀보다 데이터의 정확성이 높으며, 고밀집지역이나 강전계가 존재하는 지역에서의 한계를 극복할 수 있는 새로운 전송방식이 요구되었던 것이다. 본 발명에서는 새로운 전용선의 증설없이 기존에 설치된 CATV용 케이블을 사용하여 시스템제어에 필요한 데이터를 신뢰할만한 수준으로 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 신뢰성있으며 고속으로 데이터의 송수신이 가능하고 기존에 설치된 케이블TV용의 망을 이용함으로써 케이블의 효율성을 제고할 수 있는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 잡음으로 인한 통신장애가 발생하는 경우에 잡음이 없는 타채널로 변경이 원격으로 용이하게 수행됨으로써 통신선로에의 적용성이 우수한 특성을 가진 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 배전계통의 운영체계를 자동화함으로써 운용인력의 감소, 전문화 및 서비스향상을 도모할 수 있는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀는, 입력단에 수신된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제1대역필터; 상기 제1대역필터를 통과한 미소신호를 충분한 크기의 신호로 증폭시키기 위한 제1증폭기; 상기 제1증폭기에서 증폭된 신호중의 특정대역신호만을 통과시키는 제2대역필터; 상기 제2대역필터를 통과한 신호와, 국부발진기에서 발진되어 3체배회로에서 발진주파수의 3체배되고 체배된 신호만을 통과시키는 대역필터로부터 출력되는 신호를 혼합하기 위한 믹서; 상기 믹서에서 출력되는 것으로서, 두 신호의 차에 해당되는 신호가 입력되며, 소정주파수대역이 필터링되는 제3대역필터; 상기 제3대역필터로부터 입력된 신호와, 저역통과필터에 의하여 변환된 전압에 의하여 구동되는 수신전압제어발진기에서 발진된 신호를 혼합하여 차주파수를 출력시키며, 내장된 리미터기에 의하여 리미팅된 후에 수신데이타를 출력하는 IF회로; 수신시에 상기 IF회로에서 출력된 신호가 수신하려는 신호가 아니면 출력신호가 기준신호와 일치할 때 까지 반복하여 저역통과필터에 제어신호를 출력하며, 송신시에는 MPU로부터 PLL인에이블신호, PLL데이타, 및 PLL CLOCK신호가 인가되어 송신제어신호를 출력하는 PLL IC; 상기 PLL IC로부터 출력된 신호를 입력받아 저역주파수대역신호만을 통과시키는 저역통과필터; 상기 저역통과필터로부터 출력되는 신호에 상응하는 전압값을 발생시키기 위한 송신전압제어발진기; 상기 송신전압제어발진기로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 제2증폭기; 상기 제2증폭기로부터 출력된 신호를 원하는 크기의 신호로 조정하기 위한 전력증폭부; 및 상기 전력증폭부로부터 송출된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제4대역필터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀의 블록도,
도 2는 본 발명에 의한 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀이 설치된 시스템의 구성도이다.
* 도면의 간단한 설명 *
1 : 제1대역필터, 2 : 제1증폭기, 3 : 제2대역필터, 4 : 믹서, 5 : 3체배회로, 6 : 대역필터, 7 : 제3대역필터, 8 : 저역통과필터, 9 : 수신전압제어발진기, 10: 저역통과필터, 11: 송신전압제어발진기, 12: 가변증폭부, 13: IF회로, 14: PLL IC, 15: 제2증폭기, 16: 전력증폭부, 17: 제4대역필터, 18 : 국부발진기.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀은, 변전소 통신제어장치용 RF모뎀으로부터 신호를 수신하여 데이터를 배전제어단말장치로 전송하며, 배전제어단말장치로부터 전송된 신호를 RF신호상태로 CATV망을 이용하여 변전소 통신제어장치용 RF모뎀으로 전송하는 양방향통신을 한다. 즉 본 발명의 RF모뎀은 필요한 데이터를 수신하며, 또한 데이타를 송신할 수 있는 것이다.
본 발명의 RF모뎀은, 도 1을 참고하면, 입력단에 수신된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제1대역필터(1); 상기 제1대역필터(1)를 통과한 미소신호를 충분한 크기의 신호로 증폭시키기 위한 제1증폭기(2); 상기 제1증폭기(2)에서 증폭된 신호중의 특정대역신호만을 통과시키는 제2대역필터(3); 상기 제2대역필터(3)를 통과한 신호와, 국부발진기(18)에서 발진되어 3체배회로(5)에서 발진주파수의 3체배되고 체배된 신호만을 통과시키는 대역필터(6)로부터 출력되는 신호를 혼합하기 위한 믹서(4); 상기 믹서(4)에서 출력되는 것으로서, 두 신호의 차에 해당되는 신호가 입력되며, 소정주파수대역이 필터링되는 제3대역필터(7); 상기 제3대역필터(7)로부터 입력된 신호와, 저역통과필터(8)에 의하여 변환된 전압에 의하여 구동되는 수신전압제어발진기(9)에서 발진된 신호를 혼합하여 차주파수를 출력시키며, 내장된 리미터기에 의하여 리미팅된 후에 수신데이타를 출력하는 IF회로(13); 수신시에 상기 IF회로(13)에서 출력된 수신데이타신호가 수신하려는 신호가 아니면 출력신호가 기준신호와 일치할 때 까지 반복하여 저역통과필터(8)에 제어신호를 출력하며, 송신시에는 MPU로부터 PLL인에이블신호, PLL데이타, 및 PLL CLOCK신호가 인가되어 송신제어신호를 출력하는 PLL IC(14); 상기 PLL IC(14)로부터 출력된 신호를 입력받아 저역주파수대역신호만을 통과시키는 저역통과필터(10); 상기 저역통과필터(10)로부터 출력되는 신호에 상응하는 전압값을 발생시키기 위한 송신전압제어발진기(11); 상기 송신전압제어발진기(11)로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 제2증폭기(15); 상기 제2증폭기(15)로부터 출력된 신호를 원하는 크기의 신호로 조정하기 위한 전력증폭부(16); 및 상기 전력증폭부(16)로부터 송출된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제4대역필터(17)로 구성된다.
본 발명은 크게 송신과 수신모드로 분리할 수 있다. 수신시에는 상기 PLL IC(14)로부터 나오는 출력신호의 전압값에 따라서 가변대역필터(튜너블필터)의 공진주파수가 수신신호에 맞게 조정되어서 수신주파수이외의 신호들은 차단되며, 송신시에는 PLL IC(14)로부터 출력되는 신호의 전압값으로 발진주파수를 결정하여 상기 발진주파수가 기준주파수와 일치하는 경우에는 송신출력신호를 발생시키며,일치하지 않는 경우에는 일치할 때 까지 반복하여 발진주파수를 변조한다. 기준주파수와 발진주파수가 일치하여 발생된 송신출력신호는 최종적으로 증폭된 후에 전송된다.
상기와 같은 본 발명의 RF모뎀의 작동상태를 설명한다. RF모뎀의 입력단에 수신된 신호는 소정의 대역만을 통과시키는 제1대역필터(1)를 통하여 필터링된다. 상기 제1대역필터(1)에 입력되는 신호의 주파수는 126.15∼137.85MHz로 설정되었다. 필터링된 신호는 매우 미세한 신호이기 때문에 필요한 크기의 신호로 제1증폭기(2)를 통하여 증폭된다. 충분한 크기로 증폭된 신호는 다시 소정의 대역을 가진 제2대역필터(3)에 의하여 필터링된다. 필터링된 신호는 두 개의 신호를 혼합하기 위한 믹서(4)에 입력된다. 상기 믹서(4)는 예를 들어서 트랜지스터(Tr)를 사용하여 구성할 수 있다.
한편, 크리스탈(수정발진자)을 이용한 국부발진기(18)에 의하여 발진된 주파수신호가 3체배회로(5)에서 3체배되고 체배된 신호만을 통과시키는 대역필터(6)로부터 출력된 신호가 상기 믹서(4)에 입력된다. 트랜지스터를 사용하는 경우에 있어서는 트랜지스터의 베이스에 상기 제2대역필터(3)를 통과한 신호가 입력되고, 트랜지스터의 베이스에는 상기 대역필터(6)를 통과한 신호가 입력되도록 구성하면, 트랜지스터의 콜렉터에는 두 신호의 차(差)신호가 출력된다.
상기 출력신호는 소정대역을 필터링하는 제3대역필터(7)에 입력된다. 상기 제3대역필터(7)는 주파수대역의 조정이 가능한 가변대역필터(튜너블필터)이다. 상기 가변대역필터는 IFT(중간주파트랜스포머)와 가변용량다이오드인 바리캡으로 구성된다. 상기 바리캡은 역방향으로 바이어스될 때에 캐패시턴스가 발생되는 소자로서 전압을 변경하여줌으로써 캐패시턴스의 값을 조정할 수 있는 것이다. 상기 제3대역필터(7)에 입력되는 신호는 제3대역필터(7)의 IFT의 인덕턴스값과 바리캡의 리액턴스값에 의하여 결정되는 주파수에 의하여 필터링된다. 필터링된 신호는 IF회로(13)에 입력된다.
IF회로(13)에는 상기 제3대역필터(7)로부터 입력되는 신호와 동시에, PLL IC(14)로부터 출력되어서 저역통과필터(8)를 통과하면서 전압으로 변환된 후에, 이 변환된 전압에 의하여 구동되는 수신전압제어발진기(9)로부터 출력되는 신호를 입력받는다. IF회로(13)는 상기 두 개의 신호를 자체내에서 혼합한 후에 그것의 차주파수를 출력하게 된다. 이 출력된 차주파수는 역시 자체적으로 내장된 필터에 의하여 필터링된 후에 IF회로(13) 내부에 있는 리미터기에 의하여 리미팅된 후 출력핀을 통하여 수신데이타(RX DATA)를 출력한다. 출력되는 수신데이타는 MPU(미도시됨)에 입력된다.
상기의 과정에서 제3대역필터(7)로부터 입력된 신호와 수신전압제어발진기(9)로부터 입력된 신호가 합성되어 출력된 신호가 수신하고자 하는 신호가 아니면 IF회로(13) 내부의 필터(세라믹필터)에 의하여 제거된다. 이러한 경우에는 상기 수신전압제어발진기(9)로부터 출력되어 상기 IF 회로(13)에 입력되는 신호와 본질적으로 동일한 신호가 PLL IC(14)에 입력된다. 상기 PLL IC(14)에서는 자체에 내장된 수신신호용의 각각의 카운터와 위상검출기에 의하여 검출된 신호가 출력되어 저역통과필터(8)을 통과하여 전압으로 변환되고, 이 신호가 다시 제3대역필터(7)에 입력함으로써 수신신호와 기준신호가 일치할 때 까지 반복하여 수신신호가 채널주파수에 따라서 자동적으로 조정되는 것이다. 입력된 수신데이타는 MPU(미도시됨)에서 처리된다.
한편, 송신동작시에는 MPU로부터 출력되는 PLL인에이블신호, PLL데이타, 및 PLL CLOCK신호가 상기 PLL IC(14)에 인가된다. PLL IC(14)에서는 인가된 제어데이터에 따라서 출력신호를 출력하게 된다. 출력된 신호는 저역통과필터(10)에 인가된다. 저역통과필터(10)를 통과하면서 소정대역만이 출력된 신호는 송신전압제어발진기(11)에 의하여 전압으로 변환된 후에 가변증폭부(12)에 입력되어 증폭도를 조정하게 된다. 상기 가변증폭부(12)에는 또한 송신데이타가 입력된다. 상기 가변증폭기(12)로부터 출력된 신호는 바리캡다이오드와 주변소자로 이루어진 변조부에 인가되어 변조된다.
한편, 송신전압제어발진기(11)로부터 출력되는 출력은 증폭기(15)로 입력되어서 증폭된 후에 다시 원하는 크기의 출력으로 조정할 수 있도록 하는 전력증폭부(16)로 입력된다. 상기 전력증폭부(16)는 예를 들어 듀얼게이트 FET를 사용하여 구성할 수 있다. 이 때에는 하이상태의 송신전력인에이블신호가 전원제어회로에 인가되어 상기 증폭기(15)와 가변증폭부(16)에 전원을 공급한다.
상기 가변증폭부(16)로부터 출력된 신호는 제4대역필터(17)를 통과하면서 필터링된 후에 최종출력을 얻게 된다. 상기 제4대역필터(17)로 전송되는 주파수는 17.9∼29.6MHz로 설정되었다.
상기와 같은 본 발명의 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀은, 도 2를 참고하면, CATV전용의 동축케이블을 이용하여 원격지에 있는 다회로개폐기, 가스개폐기등과 같은 배전기기류의 상태를 지역별(예를 들면 강동 S/S)에서 인식하고 보선사령실의 중앙제어장치로 데이터를 전송한다. 또한 강동S/S에서 제어명령을 각 배전기기류로 전송할 수 있는 것이다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 신뢰성있으며 고속으로 데이터의 송수신이 가능하고 기존에 설치된 케이블TV용의 망을 이용함으로써 케이블의 효율성을 제고할 수 있는 이점이 있는 것이다. 또한 잡음으로 인한 통신장애가 발생하는 경우에 잡음이 없는 타채널로 변경이 원격으로 용이하게 수행됨으로써 통신선로에의 적용성이 우수한 이점이 있는 것이다. 더욱이 배전계통의 운영체계를 자동화함으로써 운용인력의 감소, 전문화 및 서비스향상을 도모할 수 있는 것이다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (4)

  1. 입력단에 수신된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제1대역필터(1); 상기 제1대역필터(1)를 통과한 미소신호를 충분한 크기의 신호로 증폭시키기 위한 제1증폭기(2); 상기 제1증폭기(2)에서 증폭된 신호중의 특정대역신호만을 통과시키는 제2대역필터(3); 상기 제2대역필터(3)를 통과한 신호와, 국부발진기(18)에서 발진되어 3체배회로(5)에서 발진주파수의 3체배되고 체배된 신호만을 통과시키는 대역필터(6)로부터 출력되는 신호를 혼합하기 위한 믹서(4); 상기 믹서(4)에서 출력되는 것으로서, 두 신호의 차에 해당되는 신호가 입력되며, 소정주파수대역이 필터링되는 제3대역필터(7); 상기 제3대역필터(7)로부터 입력된 신호와, 저역통과필터(8)에 의하여 변환된 전압에 의하여 구동되는 수신전압제어발진기(9)에서 발진된 신호를 혼합하여 차주파수를 출력시키며, 내장된 리미터기에 의하여 리미팅된 후에 수신데이타를 출력하는 IF회로(13); 수신시에 상기 IF회로(13)에서 출력된 신호가 수신하려는 신호가 아니면 출력신호가 기준신호와 일치할 때 까지 반복하여 저역통과필터(8)에 제어신호를 출력하며, 송신시에는 MPU로부터 PLL인에이블신호, PLL데이타, 및 PLL CLOCK신호가 인가되어 송신제어신호를 출력하는 PLL IC(14); 상기 PLL IC(14)로부터 출력된 신호를 입력받아 저역주파수대역신호만을 통과시키는 저역통과필터(10); 상기 저역통과필터(10)로부터 출력되는 신호에 상응하는 전압값을 발생시키기 위한 송신전압제어발진기(11); 상기 송신전압제어발진기(11)로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 제2증폭기(15); 상기 제2증폭기(15)로부터 출력된 신호를 원하는 크기의 신호로 조정하기 위한 전력증폭부(16); 및 상기 전력증폭부(16)로부터 송출된 신호중에서 특정대역신호만을 통과시키기 위한 제2대역필터(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2, 및 제3대역필터(1,3,7)가 가변대역이며, 필터의 공진주파수를 결정하기 위하여 LC필터의 리액턴스(L)값을 고정하고, 캐패시턴스(C)의 값을 변화시켜 해당채널의 공진주파수를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1대역필터(1)에 입력되는 입력주파수가 126.15∼137.85MHz인 것을 특징으로 하는 CATV망을 이용한 복수채널방식의 배전제어장치용 RF모뎀.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제4대역필터(17)로부터 출력되는 출력주파수가 17.9∼29.6MHz인 것을 특징으로 하는 CATV망을 이용한 변전소 통신제어장치용 RF모뎀.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100678089B1 (ko) * 2001-10-25 2007-02-01 삼성전자주식회사 이중 대역 수신기의 고주파신호 수신회로

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KR100678089B1 (ko) * 2001-10-25 2007-02-01 삼성전자주식회사 이중 대역 수신기의 고주파신호 수신회로

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