영상신호제거 믹서 (Image Rejection Mixer)
쉽게 풀면
수퍼헤테로다인 수신기에서 신호를 섞어 중간주파수로 낮출 때, 원하는 신호뿐 아니라 국부발진 주파수를 사이에 두고 반대편에 있는 또 다른 주파수 신호도 똑같은 중간주파수로 함께 내려올 수 있습니다. 이 원치 않는 신호를 영상 주파수(image frequency)라 부르는데, 마치 라디오 채널을 맞췄는데 엉뚱한 옆 채널 방송이 섞여 들어오는 것과 비슷합니다. 영상신호제거 믹서는 위상 관계를 이용해 이 원치 않는 신호를 상쇄시켜 걸러내는 회로입니다.
왜 중요한가
영상 주파수 간섭을 충분히 걸러내지 못하면 원하는 신호와 함께 잡음성 간섭이 수신되어 통신 품질이 떨어지기 때문에, 특히 별도의 고성능 필터를 달기 어려운 집적회로 수신기에서 영상신호제거 믹서 구조는 중요한 설계 요소로 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
대표적인 영상신호제거 구조 중 하나인 하틀리 방식이 위상차를 이용해 원치 않는 신호를 제거하는 원리를 설명합니다.
영상신호제거 성능을 수치(영상신호제거비)로 나타내고, 별도 필터 없이도 목표 성능을 달성했음을 보여주는 예문입니다.
조금 더 깊게 보면
영상신호제거 믹서는 대표적으로 하틀리(Hartley) 구조와 위버(Weaver) 구조가 알려져 있으며, 두 경로의 신호에 90도의 위상차를 주고 이를 합성하는 과정에서 원하는 신호는 보강되고 영상 주파수 성분은 상쇄되도록 설계됩니다. 이 구조의 성능은 두 경로 사이의 진폭 및 위상 정합 정확도에 크게 좌우되며, 이 값을 영상신호제거비(image rejection ratio)로 나타냅니다.
주의할 점
실제 회로에서는 두 경로의 이득과 위상을 완벽하게 일치시키기 어렵기 때문에, 소자 편차나 공정 오차로 인해 이론적인 영상신호제거 성능에 미치지 못하는 경우가 흔합니다.