디지털 텔레비전 수상기의 엔티에스시 신호 제거 장치{NTSC Signal Canceler in Digital TV}

본 발명은 디지털 텔레비전 수상기에 관한 것으로, 특히 디지털 방송 신호에 포함된 아날로그 신호를 제거하는 아날로그 방송 신호 제거 장치에 관한 것이다.

현재 제공되고 있는 공중파 방송 신호는 대부분 아날로그의 NTSC(National Television System Committee) 신호가 주류를 이루고 있으나, 디지털 방송 신호인 ATSC(Advanced Television System Committee) 신호가 일부 시험적으로 제공되고 있다. 향후 수년 내에 완전한 디지털 방송 서비스가 제공될 예정인데, 이 때 까지는 아날로그의 NTSC 신호와 디지털의 ATSC 신호가 모두 제공된다. 이 기간 동안에는 디지털 텔레비전에 수신되는 디지털 방송 신호에 아날로그의 NTSC 신호가 포함되어 수신될 수 있다. 따라서 현재 공급되고 있는 디지털 텔레비전 수상기는 수신된 ATSC 신호에 포함된 NTSC 신호를 제거하는 장치를 갖추고 있다. 이와 같은 종래의 디지털 텔레비전 수상기의 NTSC 제거 장치를 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 복조된 디지털 방송 신호(IN)가 콤 필터(Comb Filter)를 통과하면서 NTSC 신호의 휘도 신호(Luminance)와 색차 신호(Chrominance) 및 오디오 신호가 분리되어 멀티플렉서(112)에 입력된다. 또 이 멀티플렉서(112)에는 콤 필터(102)에 입력된 것과 동일한 디지털 방송 신호(IN)가 직접 입력된다. 멀티플렉서(112)는 이 두 입력 가운데 하나를 선택적으로 출력한다. 또 다른 콤 필터(104)에는 ATSC 기준 신호가 입력된다. 이 ATSC 기준 신호는 디지털 방송 신호(IN)에 ATSC 신호 이외의 다른 신호가 포함되어 있는지를 검출하기 위한 것이다.

혼합기(106)는 디지털 방송 신호(IN)와 ATSC 기준 신호를 입력받아 두 신호의 차를 출력한다. 혼합기(106)에서 검출된 값은 제곱기(108)에서 제곱 연산이 이루어짐으로써 양(+)의 값을 갖게된다. 제곱기(108)의 출력은 적분기(110)에서 적분이 이루어져서 비교기(120)에 입력된다. 또 다른 혼합기(114)는 두 개의 콤 필터(102)(104)의 각각의 출력을 입력받아 두 신호의 차를 출력한다. 혼합기(114)에서 출력된 값은 제곱기(116)에서 제곱 연산이 이루어져서 양(+)의 값을 갖게된다. 제곱기(116)의 출력은 적분기(118)에서 적분이 이루어져서 비교기(120)에 입력된다.

비교기(120)는 각각의 적분기(110)(118)에서 출력되는 값을 비교하여 상술한 멀티플렉서(112)의 선택신호(S)를 발생시킨다. 만약 각각의 적분기(110)(118)에서 출력된 값의 차가 특정 값보다 작으면 논리 1의 선택 신호(S)를 발생시켜서 멀티플렉서(112)에 직접 입력된 디지털 방송 신호(IN)가 출력되도록 하고, 반대로 각각의 적분기(110)(118)에서 출력된 값의 차가 특정 값보다 크면 논리 0의 선택 신호(S)를 발생시켜서 멀티플렉서(112)에서 콤 필터(102)를 통하여 입력된 신호가 출력되도록 한다.

적분기(110)의 출력은 콤 필터(102)(104)를 통과하지 않은 디지털 방송 신호(IN)와 ATSC 기준 신호로부터 얻어진 것이다. 그러나 적분기(118)의 출력은 콤 필터(102)(104)를 통과한 디지털 방송 신호(IN)와 ATSC 기준 신호로부터 얻어진 것이다. 만약 디지털 방송 신호(IN)에 NTSC 신호가 포함되어 있다면 혼합기(106)에서 출력되는 차의 값은 NTSC 신호가 포함되어 있지 않은 경우보다 상대적으로 클 것이다. 이때 비교기(120)에서는 논리 값 0의 선택 신호(S)가 발생하여 콤 필터(102)에서 NTSC 신호가 제거된 신호가 출력되도록 하는 것이다. 반대로 디지털 방송신호(IN)에 NTSC 신호가 포함되어 있지 않다면 두 혼합기(106)의 각각의 출력은 서로 비슷하게 되어 비교기(120)에서는 논리 값 1의 선택신호(S)가 발생하여 멀티플렉서(112)에 직접 입력된 디지털 방송 신호(IN)가 출력되도록 하는 것이다.

도 2는 종래의 NTSC 제거 장치의 주파수 특성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 약 6㎒의 ATSC 주파수 대역으로부터 0.895㎒의 휘도 신호 반송 주파수(Carrier Frequency)와 4.475㎒의 색차 신호 반송 주파수 및 5.395㎒의 오디오 신호 반송 주파수를 제거하기 위하여 콤 필터를 거치게 되면 도면에 나타낸 것과 같은 빗(Comb) 모양의 콤 필터 주파수 응답 특성이 얻어진다.

그러나 도 2에서 휘도 신호의 반송 주파수(0.895㎒)와 색차 신호의 반송 주파수(4.475㎒) 사이에 불필요한 감쇄가 발생하는데, 이 때문에 신호 대 잡음 비(Signal/Noise Ratio)에 있어서 약 3㏈ 정도의 손실이 발생한다. 또 NTSC 신호가 아닌 단순한 잡음을 NTSC 신호로 잘못 판단하는 오류가 발생할 가능성이 매우 높다.

따라서 본 발명은 콤 필터를 사용하지 않고도 NTSC 신호를 제거하도록 하고, 또 승산부와 누산부를 이용하여 ATSC 신호에 포함된 NTSC 신호와 단순 잡음을 구분할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 NTSC 제거 장치는 대역 통과 필터와 주파수 혼합기, 멀티플렉서, 아날로그 방송 신호 검출부를 포함하여 이루어진다.

대역 통과 필터는 복조된 수신 디지털 방송 신호에서 아날로그 방송 신호의 오디오신호 반송파 대역과 아날로그 방송 신호의 휘도 신호 반송파 대역만을 통과시켜서 출력한다.

주파수 혼합기는 오디오 신호 반송파 대역과 휘도 신호 반송파 대역 및 수신 디지털 방송 신호를 입력받아 수신 디지털 방송 신호의 대역에서 오디오 신호 반송파 대역과 휘도 신호 반송파 대역을 제거하여 출력한다.

멀티플렉서는 주파수 혼합기의 출력과 수신 디지털 방송 신호를 입력받아 선택 신호의 논리 값이 0일 때 주파수 혼합기의 출력을 출력하고 선택 신호의 논리 값이 1일 때 수신 디지털 방송 신호를 출력한다.

아날로그 방송 신호 검출부는 현재의 휘도 신호 반송파 대역과 소정 시간 이전의 휘도 신호 반송파 대역을 승산한 승산 결과를 발생시키고 현재의 휘도 신호 반송파 대역에 이전에 발생한 승산 결과를 누산한 누산 결과를 발생시켜서 누산 결과와 기 설정된 기준 값을 비교하여 누산 결과가 기준 값보다 크면 논리 값 0의 선택 신호를 출력하고, 누산 결과가 기준 값보다 작으면 논리 값 1의 선택 신호를 출력한다.

도 1은 종래의 디지털 텔레비전 수상기의 NTSC 제거 장치를 나타낸 도면.

도 2는 종래의 NTSC 제거 장치의 주파수 특성을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 텔레비전 수상기의 NTSC 제거 장치를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 NTSC 제거 장치의 주파수 특성을 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

102, 104 : 콤 필터 106, 114, 306, 320 : 혼합기

108, 116 : 제곱기 110, 118 : 적분기

112, 308 : 멀티플렉서 120, 326 : 비교기

300 : 대역 통과 필터 302 : 오디오 신호 반송파 대역 통과 필터

304 : 휘도 신호 반송파 대역 통과 필터 310 : NTSC 검출부

312 : 승산부 314 : 누산부

316, 324 : 지연부 318 : 곱셈기

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3과 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 디지털 텔레비전 수상기의 NTSC 제거 장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 NTSC 제거 장치의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.

먼저 도 3에 나타낸 바와 같이, 대역 통과 필터(300)는 오디오 신호 반송파 대역 통과 필터(302)와 휘도 신호 반송파 대역 통과 필터(304)로 구성된다. 수신된 디지털 방송 신호가 복조되어 입력되는 디지털 방송 신호(IN)에서 오디오 신호(Audio)의 대역과 휘도 신호(Luminance)의 대역만을 통과시켜서 출력을 얻는다. 오디오 신호 반송파 대역 통과 필터(302)의 출력과 휘도 신호 반송파 대역 통과 필터(302)의 출력은 모두 주파수 혼합기(306)에 입력된다.

주파수 혼합기(306)는 오디오 신호 반송파 대역과 휘도 신호 반송파 대역 및 디지털 방송 신호(IN)를 입력받아 디지털 방송 신호(IN)의 대역에서 오디오 신호 반송파 대역과 휘도 신호 반송파 대역을 제외한 나머지 대역의 주파수 신호(입력신호-오디오신호-휘도신호)만을 출력한다. 즉, 주파수 혼합기(306)에서는 디지털 방송 신호(IN)의 대역에서 오디오 신호 반송파 대역과 휘도 신호 반송파 대역이 제거된 나머지 대역의 주파수 신호만이 출력된다. 주파수 혼합기(306)의 출력은 멀티플렉서(308)의 데이터 신호(0)로 입력된다.

멀티플렉서(308)는 0과 1로 표시된 두 개의 입력단에 주파수 혼합기(306)의 출력과 디지털 방송 신호(IN)를 각각 입력받아 선택 신호(S)의 논리 값에 따라 입력된 두 신호 가운데 하나를 선택적으로 출력한다. 이 멀티플렉서(308)의 출력 신호(OUT)는 NTSC 신호를 거의 포함하지 않는다.

NTSC 검출부(310)는 승산부(312)와 누산부(314), 비교기(326)로 구성된다.

승산부(312)는 다시 지연부(316)와 곱셈기(318)로 구성된다. 승산부(312)는 휘도 신호 반송파 대역 통과 필터(304)에서 현재 출력되는 휘도 신호 반송파 대역과 휘도 신호 반송파 대역 통과 필터(304)에서 12 심볼 타임 이전에 출력된 휘도 신호 반송파 대역을 승산하여 그 결과를 출력한다.

누산부(314)는 혼합기(320)와 지연부(324)로 구성된다. 누산부(314)는 현재 승산부(312)에서 출력되는 신호와 1 심볼 타임 전에 발생한 누산 결과(지연부 324의 출력)를 더해서 새로운 누산 결과를 발생시킨다.

비교기(326)는 누산부(314)의 출력과 기준 값(REF)을 비교하여, 그 결과에 따라 논리 값이 결정되는 선택 신호(S)를 출력한다. 비교기(326)의 비교 결과에 따른 선택 신호(S)의 논리 값은 다음과 같이 결정된다. 만약 누산부(314)의 출력이 기준 값(REF)보다 크면 논리 값 0의 선택 신호(S)를 발생시키고, 반대로 누산부(314)의 출력이 기준 값(REF)보다 작으면 논리 값 1의 선택 신호(S)를 발생시킨다.

비교기(326)에 입력되는 기준 값은 실험적으로 얻어진 값을 사용한다. NTSC 신호가 포함된 ATSC 신호와 순수한 ATSC 신호, 약간의 잡음(NTSC 신호가 아닌)이 포함된 ATSC 신호를 휘도 신호 반송파 대역 통과 필터에 통과시켰을 때의 적분한 다음 이를 일정 회수 누산하여 각각의 신호에 대한 누산 결과를 얻는다. 이 각각의 누산 결과를 참고하여 기준 값(REF)을 설정하면, 비교기(326)에 입력되는 신호의 값을 통해 현재 수신된 디지털 방송 신호(IN)가 순수한 ATSC 신호인지 아니면 잡음이 포함된 신호인지 구분할 수 있을 뿐만 아니라, 그 잡음이 단순한 잡음인지 NTSC 신호인지도 구분할 수 있다.

승산부(312)의 지연부(316)가 12 심볼 타임의 지연 시간을 갖는 것은 휘도 신호의 반송파가 12 심볼 타임을 주기로 나타나기 때문이다. 만약 수신된 디지털 방송 신호(IN)가 순수한 ATSC 신호라면 휘도 신호 반송파 대역이 검출되지 않으므로 승산부(312)의 출력은 이론적으로 0이다. 그러나 모든 신호가 어느 정도의 잡음을 포함하게 되는 것이 일반적이므로, 이 경우에는 미약하나마 승산부(312)의 출력이 발생한다. 만약 디지털 방송 신호(IN)에 NTSC 신호가 포함된 경우라면 승산부(312)의 출력은 커질 것이고, 누산부(314)의 출력은 더욱 커질 것이다. 이와 같은 차이를 비교 검출함으로써 수신된 디지털 방송 신호의 상태를 알 수 있다.

종래의 NTSC 신호 제거 장치에서는 콤 필터를 이용하여 NTSC 신호의 휘도 신호 반송파 대역과 색차 신호 반송파 대역, 오디오 신호 반송파 대역을 모두 제거하였으나, 본 발명에 따른 NTSC 제거 장치에서는 오디오 신호 반송파 대역과 휘도 신호 반송파 대역만을 제거하도록 구성한다. 그 이유는 색차 신호 반송파 대역을 제거하기 위하여 색차 신호 반송파 대역 통과 필터를 사용하게 되면 그 과정에서 손실이 발생하는데, 이와 같은 손실을 감수하는 것보다는 색차 신호 반송파 대역을 잔류시키는 것이 더 낫기 때문이다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 NTSC 제거 장치의 특성을 살펴보면, ATSC 신호의 대역에서 휘도 신호 반송파 대역(0.895㎒)과 오디오 신호 반송파 대역(5.395㎒) 근처에서만 손실이 발생하는 것을 알 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 디지털 텔레비전의 NTSC 제거 장치는 콤 필터를 사용하지 않기 때문에 NTSC 신호 제거 과정에서 발생하는 손실을 최소화하고, 또 디지털 방송 신호에 포함된 NTSC 신호와 단순 잡음을 구분함으로써 단순한 잡음을 NTSC 신호로 잘못 판단하는 오류를 일으키지 않는 효과를 제공한다.