KR0135995B1

KR0135995B1 - 초고주파용 위상동기루프 회로

Info

Publication number: KR0135995B1
Application number: KR1019950001125A
Authority: KR
Inventors: 강현구
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1998-06-01
Also published as: KR960030562A

Abstract

이 발명은 온도보상 수정 발진기에서 출력된 발진 주파수(fr)가 제2멀티 플렉서에 의해 소정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터에 의해 하모닉 성분이 제거된 발진 주파수(fr)로 샘플링 위상 검출기에 제공되고, 극부 발진기에서 출력된 기준 주파수가 제4앰프로 레벨 증폭된 후, 제1프리 스케일러의 입력단에 인가되어 분주되며, 상기 제1프리 스케일러에 의해 분주된 신호가 제2프리 스케일러를 통하여 재차 분주된 후, 샘플링 위상 검출기로 제공되며, 상기 샘플링 위상 검출기에서 발생된 에러신호에 따라 루프필터에 의해 소정전압으로 변환출력 되고, 상기 루프필터에 의해 변환출력된 전압에 따라 바렉터에서 직접 주파수 변조출력이 발생되며, 상기 바렉터의 주파수 변조 신호에 따라 국부 발진기에서 일정한 기준 주파수(fo)가 출력되고, 상기 기준 주파수(fo)는 제1멀티 플렉서에 의해 일정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터 및 제5앰프에 의해 하모닉 성분이 제거되어 일정한 레벨로 증폭된 신호가 출력되도록 함으로써 미적출 밴드를 완전히 제거할 수 있는 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로에 관한 것이다.

Description

초고주파용 위상동기루프 회로

제1도는 종래 기술에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로의 일실시예를 나타낸 블록도,

제2도는 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로 일실시예를 나타낸 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,30:PLL 회로11,31:국부 발진기

12,13,21,32,41:고주파 전력 증폭기

14,39,44:밴드패스필터15,35:샘플링 위상 검출기

16:로우패스필터17,37:루프필터

18,42:온도보상 수정발진기19:버퍼

22:바룬부33,34:프리 스케일러

38,43:멀티플렉서

이 발명은 인공위상 수신기(Satellite Video Receiver:이하, SVR이라 약칭한다)의 국부 발진기에 적용되는 초고주파용 위상동기루프(pll) 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 국부 발진기의 기준 주파수를 직접 안정화 하는 피드백 제어방법을 이용하지 않고, 국부 발진기의 기준 주파수를 적어도 하나 이상의 프리 스케일러에 의해 분주시킨 후, 샘플링 위상 검출기에 의해 동위상을 검출하여 피드백 제어함으로써 기준 주파수의 인밴드(inband) 대역에서 미적출 밴드(spurious band)가 발생하지 않도록 한 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로에 관한 것이다.

최근들어 급변하는 세계 각국의 정보 및 문화를 수신할 수 있는 위성방송에 대한 관심이 날로 고조되고 있다. 통상적으로 위성방송은 지구상을 선회하는 인공위성으로부터 발사된 극히 미약한 전파를 수신하여야 하므로 위성방송 수신용 안테나는 이득이 높고 잡음이 적어야 하며 넓은 주파수 대역을 수신할 수 있도록 구성되어야 하고, 이러한 주파수 대역을 수신하기 위한 튜너에는 출력 주파수의 안정도가 좋고 밴드설정이 양호한 PLL 주파수 신시사이저(synthesizer)가 적용되고 있다. 상기 주파수 신시사이저는 안정한 기준 신호원의 신호를 합성하여 목적으로 하는 주파수를 만들어내는 것으로 출력되는 주파수의 안정도는 기준 신호원과 동등하게 된다.

제1도는 종래 기술에 따른 초고주파용 위상동기루프(이하, PLL이라 약칭한다) 회로의 일실시예를 나타낸 블록도이다.

제1도를 참조하면, 먼저, PLL 회로(10)는 위성방송 주파수 밴드에 따른 기준 주파수(fo)를 출력하는 국부발진기(10)와, 상기 국부발진기(10)의 기준 주파수(fo)를 일정 레벨까지 증폭하는 제1 및 제2앰프(12),(13)와, 상기 증폭된 기준 주파수(fo)의 고조파 성분을 제거하는 밴드패스필터(14)와, 상기 기준 주파수(fo)와 온도보상 수정발진기(18)의 발진 주파수(fr)의 동위상차를 검출하여 에러신호를 발생하는 샘플링 위상 검출기(15)와, 상기 샘플링 위상 검출기(15)의 에러신호에 따라 소정전압으로 변환된 출력을 발생하는 루프 필터(17)와, 상기 루프 필터(17)에서 출력되는 소정전압의 고주파성분을 제거하는 로우패스필터(16)와, 상기 로우패스필터(16)의 출력전압에 따라 직접 주파수 변환된 출력을 국부 발진기(11)로 제공하는 바렉터(V1)로 구성된다.

또한, 상기 PLL 회로(10)의 샘플링 위상 검출기(15)의 일측단에는 일정한 발진 주파수(fr)를 출력하는 온도보상 수정발진기(18)와, 상기 온도보상 수정발진기(18)의 발진 주파수(fr)를 버퍼링한 후, 전력 증폭하기 위한 제1버퍼(19) 및 제3앰프(21)와, 상기 제3앰프(21)를 통하여 일정 레벨로 증폭된 발진 주파수(fr)의 임피던스를 매칭하여 주는 바른부(22)가 각각 접속되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 종래의 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로는, 위성통신으로부터 11.7GHz~12.2GHz의 주파수가 튜너에 입력되면, 튜너에 내장된 국부 발진기(11)가 950MHz~1450MHz로 다운 컨버팅(down converting)을 수행하게 되는데 이때, 다운 컨버팅에 필요한 기준 주파수(10.75GHz)를 안정화시켜 주는 것이 반드시 필요하다.

이러한 과정은 먼저, 온도보상 수정발진기(18)로부터 발진 주파수(fr)가 출력되고, 상기 발진 주파수(fr)는 제1버퍼(19), 제3앰프(AMP3) 및 바룬부(22)를 통하여 일정 레벨로 전력 증폭한 후, 임피던스 메칭되어 PLL 회로(10)의 샘플링 위상 검출기(15)에 입력된다. 이어서, 국부 발전기(11)에서 출력되는 기준 주파수(RF 신호)는 제1 및 제2앰프(12),(13)와 밴드패스필터(14)를 통하여 소정 레벨로 증폭되어 고조파 성분이 제거된 후, 샘플링 위상 검출기(15)에 입력된다.

다음, 상기 샘플링 위상 검출기(15)에서는 발진 주파수(fr)와 기준 주파수(fo)의 두신호를 인가받아서 단차 체배 및 위상 검출에 의해 에러신호를 발생한다. 이때, 상기 에러신호는 루프필터(17)에 의해 소정전압으로 변환 출력된 후, 로우패스필터(16)를 통과함으로써 고조파 성분이 제거된다.

따라서, 상기 샘플링 위상 검출기(15)의 에러신호에 의해 변환 출력된 소정전압이 바렉터(V1)인가되고, 상기 바렉터(V1)는 직접 주파수 변환된 출력을 국부 발진기(11)에 제공함으로써, 상기 국부 발진기(11)에서 일정한 기준 주파수(fo)가 출력되도록 한다.

그러나, 이와 같이 구성되어 동작되는 종래의 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로는 샘플링 위상 검출기(15) 내에서 동위상 검출시 발생된 에러신호가 인밴드 대역까지 영향을 주어서 미적출 밴드(spurious)가 발생되는 심각한 문제점이 있다.

따라서 이 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위한 것으로서, 이 발명의 목적은 샘플링 위상 검출기에서 에러신호 발생시 국부 발진기의 기준 주파수를 고속으로 분주하여 샘플링 위상 검출기에 제공하여 줌으로써 인밴드 대역내에서 미적출 밴드가 발생되지 않도록 한 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로의 특징은, 온도보상 수정 발진기에서 출력된 발진 주파수(fr)가 제2멀티 플렉서에 의해 소정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터에 의해 하모닉 성분이 제거된 발진 주파수(fr)로 샘플링 위상 검출기에 제공되고, 국부 발진기에서 출력된 기준 주파수가 제4앰프로 레벨 증폭된 후, 제1프리 스케일러의 입력단에 인가되어 분주되며, 상기 제1프리 스케일러에 의해 분주된 신호가 제2프리스케일러를 통하여 재차 분주된 후, 샘플링 위상 검출기로 제공되며, 상기 샘플링 위상 검출기에서 발생된 에러신호에 따라 루프필터에 의해 소정전압으로 변환출력 되고, 상기 루프필터에 의해 변환출력된 전압에 따라 바렉터에서 직접 주파수 변조출력이 발생되며, 상기 바렉터의 주파수 변조 신호에 따라 국부 발진기에서 일정한 기준 주파수(fo)가 출력되고, 상기 기준 주파수(fo)는 제1멀티 플렉서에 의해 일정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터 및 제5앰프에 의해 하모닉 성분이 제거되어 일정한 레벨로 증폭된 신호가 출력되는 점에 있다.

상기와 같은 구성적 특성을 갖는 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로는 국부 발진기의 기준 주파수 출력이 제4앰프에 의해 레벨 증폭된 후, 제1프리 스케일러의 입력단에 인가되도록 함으로써 달성될 수 있다.

이하, 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로의 일실시예를 나타낸 블록도이다.

제2도를 참조하면, 상기 초고주파용 위상동기루프(PLL)는 먼저, 온도보상 수정 발진기(42)에서 출력된 발진 주파수(fr)가 제2멀티 플렉서(43)에 의해 소정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터(44)에 의해 하모닉 성분이 제거된 발진 주파수(fr)로 샘플링 위상 검출기(35)에 제공되고, 국부 발진기(31)에서 출력된 기준 주파수(fo)가 제4앰프(32)에 레벨 증폭된 후, 제1프리스케일러(33)의 입력단에 인가되어 분주되며, 상기 제1프리스케일러(33)에 의해 분주된 신호가 제2프리 스케일러(34)를 통하여 재차 분주된 후, 샘플링 위상 검출기(35)로 제공되며, 상기 샘플링 위상 검출기(35)에서 발생된 에러신호에 따라 루프필터(16)에 의해 소정전압으로 변환출력 되고, 상기 루프필터(16)에 의해 변환 출력된 전압에 따라 바렉터(V1)에서 직접 주파수 변조출력이 발생되며, 상기 바렉터(V1)의 주파수 변조 신호에 따라 국부 발진기(11)에서 일정한 기준 주파수(fo)가 출력되도록 한 PLL 회로(30)로 구성되어 있다.

또한, 상기 PLL 회로(30)에서 출력된 기준 주파수(fo)는 제1멀티플렉서(38)에 의해 일정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터(39) 및 제5앰프(41)에 의해 하모닉 성분이 제거되고 일정한 레벨로 증폭되어 출력단(OUT)으로 출력되도록 한다.

이와 같이 구성되어 있는 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

PLL 회로(30)의 샘플링 위상 검출기(35)에는 발진 주파수(fr)와 기준 주파수(fo)가 각각 입력되는데, 상기 발진 주파수(fr)는 온도보상 수정 발진기(42)에 의해 50MHz로 발생되고, 이어서 제2멀티플렉서(43)를 통하여 ×5(2.15MHz)로 체배된 후, 밴드패스필터(44)에 하모닉 성분이 제거된 상태에서 샘플링 위상 검출기(35)로 제공된다.

또한, 상기 기준 주파수(fo)는 국부 발진기(31)에서 출력된 주파수 신호로서, 제4앰프(32)에 의해 레벨 증폭된 후, 제1프리스케일러(33) 및 제2프리 스케일러(34)를 통하여 일정한 분주비에 따라 고속으로 분주된 상태에서 샘플링 위상 검출기(35)로 제공된다.

한편, 상기 PLL 회로(30)를 구성하는 국부 발전기(31)의 기준 주파수(fo)는 제4앰프(32)에 의해 레벨 증폭된 후, 제1프리 스케일러(33)의 입력단에 인가되며, 상기 제1프리 스케일러(33)는 제4앰프(32)와 샘플링 위상 검출기(35)에서 발생되는 신호간섭에 의한 영향을 최소화 한다.

상기 샘프링 위상 검출기(35)에 각각 제공된 신호(fr),(fo)들은 입력된 주파수에 대한 동위상차로 비교 검출되어 에러신호로 출력되는데 이때, 이 에러신호는 루프필터(37)에 인가되어 가변전압으로 변환 출력된다.

또한, 상기 가변전압(V1)의 제어전압으로 인가되고, 상기 바렉터(V1)는 가변전압(Vt)에 따라 직접 주파수 변조된 출력신호를 국부 발진기(31)에 인가되도록 함으로써, 상기 국부 발진기(31)에서는 항상 안정된 기준 주파수(fo)(≒2GHz)가 출력된다. 따라서, PLL 회로(30)를 통과한 기준 주파수(fo)는 멀티 플렉서(38)에 의해 일정 배수로 체배되어 원래의 기준 주파수(≒10GHz)로 증폭된 후, 밴드패스필터(39) 및 제5앰프(41)에 의해 하모닉 성분이 제거되고 일정한 레벨로 증폭되어 출력단(OUT)으로 출력된다.

이와 같이 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로는 샘플링 위상 검출기 내에서 동위상 검출시 발생된 에러신호가 인밴드 대역까지 영향을 주지 않도록 세분할하여 에러신호를 발생토록 함으로써 미적출 밴드(spurious)가 전혀 발생되지 않고, 기준 주파수의 안종도를 최대한으로 안정화할 수 있다.

이와 같이 구성되어 동작되는 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로에 의하면, 온도보상 수정 발진기에서 출력된 발진 주파수(fr)가 제2멀티 플렉서에 의해 소정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터에 의해 하모닉 성분이 제거된 발진 주파수(fr)로 샘플링 위상 검출기에 제공되고, 국부 발진기에서 출력된 기준 주파수가 제4앰프로 레벨 증폭된 후, 제1프리 스케일러의 입력단에 인가되어 분주되며, 상기 제1프리 스케일러에 의해 분주된 신호가 제2프리 스케일러를 통하여 재차 분주된 후, 샘플링 위상 검출기로 제공되며, 상기 샘플링 위상 검출기에서 발생된 에러신호에 따라 루프필터에 의해 소정전압으로 변환 출력되고, 상기 루프필터에 의해 변환출력된 전압에 따라 바렉터에서 직접 주파수 변조출력이 발생되며, 상기 바렉터의 주파수 변조 신호에 따라 국부 발진기에서 일정한 기준 주파수(fo)가 출력되고, 상기 기준 주파수(fo)는 제1멀티 플렉서에 의해 일정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터 및 제5앰프에 의해 하모닉 성분이 제거되고 일정한 레벨로 증폭된 신호가 출력되도록 함으로써 PLL 회로에서 미적출 밴드가 완전히 제거된 초고주파가 출력된다.

따라서 이 발명에 따른 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로는, 샘플링 위상 검출기에서 에러신호 발생시 국부 발전기의 기준 주파수를 고속으로 분주하여 샘플링 위상 검출기에 제공하여 줌으로써 인밴드 대역내에서 미적출 밴드가 발생되지 않도록 함으로써 수KHz의 베이스 밴드의 데이타를 용이하게 송/수신할 수 있는 이점이 있다.

Claims

온도보상 수정 발진기에서 출력된 발진 주파수(fr)가 제2멀티 플렉서에 의해 소정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터에 의해 하모닉 성분이 제거된 발진 주파수(fr)로 샘플링 위상 검출기에 제공되고, 국부 발진기에서 출력된 기준 주파수가 제4앰프로 레벨 증폭된 후, 제1프리 스케일러의 입력단에 인가되어 분주되며, 상기 제1프리 스케일러에 의해 분주된 신호가 제2프리 스케일러를 통하여 재추 분주된 후, 샘플링 위상 검출기로 제공되며, 상기 샘플링 위상 검출기에서 발생된 에러신호에 따라 루프필터에 의해 소정전압으로 변환출력 되고, 상기 루프필터에 의해 변환출력된 전압에 따라 바렉터에서 직접 주파수 변조출력이 발생되며, 상기 바렉터의 주파수 변조 신호에 따라 국부 발진기에서 일정한 기준 주파수(fo)가 출력되고, 상기 기준 주파수(fo)는 제1멀티 플렉서에 의해 일정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터 및 제5앰프에 의해 일정 배수로 체배된 후, 밴드패스필터 및 제5앰프에 의해 하모닉 성분이 제거되어 일정한 레벨로 증폭된 신호가 출력되는 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로.
제1항에 있어서, 상기 국부 발진기에서 기준 주파수 출력이 제4앰프에 의해 레벨 증폭된 후, 제1프리 스케일러의 입력단에 인가됨을 특징으로 하는 초고주파용 위상동기루프(PLL) 회로.