KR0136333B1 - 유전체 발진기의 온도 안정화 회로 - Google Patents

유전체 발진기의 온도 안정화 회로

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    • H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
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Abstract

주변온도변화에 따라 공진값이 자동트랙킹되어 일정한 발진 주파수를 유지하기 위한 유전체 발진기의 온도 안정화 회로는, 유전체 공진자(12)를 사이에 두고 공진주파수 조정용 바랙터 다이오드(15)를 가지는 제2마이크로 스트립 라인(11)과 공진주파수신호를 출력하는 제1마이크로 스트립라인(13)이 나란히 배치된 유전체 공진부(10)와, 상기 유전체 공진부(10)의 공진신호를 정궤환 증폭하여 발진 신호를 출력하는 궤환증폭부(20)를 포함하는 유전체 발진기에 있어서, 주변온도변화를 전압 성분으로 변환 출력하는 온도 센서부(40)와, 상기 온도 센서부(40) 검출전압(V1)과 발진제어전압(VC)을 가산증폭하여 상기 바랙터 다이오드(15)에 제공하는 가산부(30)를 포함한다.

Description

유전체 발진기의 온도 안정화 회로
제1도는 일반적인 유전체 발진 회로도.
제2도는 본 발명에 따른 온도 안정화 특성의 유전체 발진 회로도.
제3도는 본 발명의 온도 센서부의 상세회로도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10……유전체 공진부20……궤환 증폭부
30……가산부40……온도 센서부
본 발명은 초고주파 신호 발생을 위한 유전체 공진 발진회로가 온도 변화에 따라 그 발진주파수가 틀어지는 것을 방지하여 항상 일정한 발진주파수 특성을 유지하기 위한 유전체 발진기의 온도 안정화 회로에 관한 것이다.
무선 통신기기나 위성 방송 수신 시스템의 LNB에서와 같이 매우 높은 고주파 신호를 처리하는 장치에서는 유전체 공진자를 이용한 발진 회로가 적용된다.
이러한 유전체 공진 발진회로의 한예를 제1도에서 보이고 있다.
여기에서 참조되는 바와같이, 유전체공진자를 이용한 초고주파 발진회로는 제1마이크로 스트립 라인(13)과 여기에세 인접배치되는 유전체 공진자(12)와 상기 제1마이크로 스트립 라인(13)에 대응하여 유전체 공진자(12)를 사이에 두고 나란히 배치되는 제2마이크로 스트립 라인(11)을 포함하는 유전체 공진부(10)와, 그리고 바이어스 회로(21), 출력 매칭회로(22), 피브백소자(24)를 갖는 궤환 증폭 트랜지스터(23)를 포함하는 궤환 증폭부(20)를 포함한다.
상기 유전체 공진부(10)의 유전체 공진자(12)는 등가적으로 고유의 RLC 병렬공진주파수를 가지며 이를 제1마이크로 스트립 라인(13)과 인덕턴스 유도결합을 통하여 궤환 증폭부(20)의 증폭트랜지스터(23)의 게이트측에 전달하는 것으로, 상기 증폭트랜지스터의 드레인 측에서 발진 출력(OSC out)을 얻고 있다.
이때 상기 유전체 공진부(10)의 제2마이크로스트립 라인은 바랙터 다이오드(15)를 가지고, 또한 상기 바랙터 다이오드(15)는 외부의 발진제어전압(Vc)에 의해 자기의 용량값을 변화하게 되므로 상기 발진 제어전압(Vc)의 가감을 통하여 유전체 공진부(10)의 공진주파수를 변경시킬 수 있게 된다.
그런데 다른 발진 회로에 비하여 비교적 안정된 발진 출력 특성을 갖는 유전체 발진회로에서도 주변온도의 변화에 따라 민감하게 반응한다.
가령 주변 온도가 증가하여 발진주파수가 떨어지고 주변 온도가 떨어지면 발진주파수가 상승한다.
이러한 온도 드리프트 현상은 초고주파 발진신호를 이용하는 통신장비 또는 방송수신 장비의 고주파 특성을 현저히 떨어진다.
본 발명의 목적은 온도 변화에 대하여 안정된 발진 특성을 유지할 수 있는 유전체 발진기의 온도 안정화 회로를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 특징은 유전체 발진단의 발진주파수 조정을 위한 마이크로 스트립에 연결되어 있는 바랙터 다이오드에 인가되는 전압이 온도변화에 따라 자동으로 가감되도록, 온도 센서부의 출력전압과 발진 제어전압을 가산부로 가산한 후, 이 가산부의 출력에 의해 공진부의 공진 주파수 조정용 바랙터 다이오드의 용량이 변화되도록 하는데 있다.
이하 첨부한 도면에 기초하여 본 발명을 설명한다.
제2도는 본 발명의 회로 구성도를 보이고 있다.
여기에서 참고되는 바와같이 본 발명은 주변온도변화를 전압 성분으로 변환출력하는 온도 센서부(40)와, 상기 온도 센서부(40)의 검출출력전압(V1) 및 발진제어전압(Vc)을 가산하는 가산부(30)와, 상기 가산부(30)의 출력전압에 따라 용량값이 변화하는 바랙터 다이오드(15)와, 상기 바랙터 다이오드(15)의 용량값에 따라 고유의 공진값을 달리하는 유전체 공진부(10)와, 상기 유전체 공진부(10)의 공진신호를 받아 궤환 증폭하여 발진 주파수를 출력하는 궤환 증폭부(20)를 포함한다.
상기 온도센서부(40)는 제3도에서 보이고 있는 바와같이 온도 센싱 IC(41)와, 이 온도센싱 IC(41)의 그라운딩 전위를 일정전압을 높여주기 위한 복수의 직렬 다이오드(42, 43)와, 출력저항(44)을 포함한다.
상기 온도 센싱 IC(41)는 실시예에서 LM35를 이용할 수 있다.
상기 유전체 공진부(10)는 유전체 공진자(12)를 사이에 두고 평행하게 배치되며 각각 궤환 증폭부(20)의 입력 측과 바랙터 다이오드(15)의 캐소드측에 연결되어 있는 제1, 2마이크로스트립라인(13, 11)을 포함한다.
상기 궤환 증폭부(20)는 유전체 공진부(10)의 제1마이크로스트립 라인(13)으로부터의 공진 신호를 게이트 측으로 입력하며, 그의 드레인 측에는 바이어스 회로(21)와 출력매칭회로(22)가 연결되고 그의 소오스 측에는 피드백 소자(24)가 연결된 정궤환 증폭용 트랜지스터(23)를 포함한다.
상기 가산부(30)는 저항(32, 33)에 의해 인버팅 증폭회로로 구성된 연산증폭기(31)를 포함한다.
이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
통상 온도 변화에 따른 발진 출력주파수 드리프트 현상은 제2도에서 유전체 공진부(10)와 궤환증폭부(20) 만을 해석할 때, 주변 온도가 올라가면 그의 발진주파수는 떨어지게 된다.
이를 위해서는 공진주파수를 인위적으로 올려주면 되며, 이 경우 바랙터 다이오드(15)의 용량값을 낮추어야 한다.
상기 바랙터 다이오드(15)의 용량값을 낮추기 위해서는 그의 캐소드측에 인가되는 전압을 올려야 한다.
따라서 바랙터 다이오드(15)에 튜닝전압을 공급하는 가산부(30)의 출력이 높아지도록 이 가산부(30)의 압력 전압은 증가되어야 한다.
이상을 토대로 할때 온도센서부(40)의 검출 출력전압(V1) 성분은 주변온도가 올라감에 따라 비례적으로 증가되도록 설계되어야 하는데, 이러한 특성은 제3도에 나타낸 LM35의 온도 센싱 IC(41)와 다이오드(42, 43)과 출력저항(44)으로 구성되는 온도센서부(40)로써 만족시킬 수 있게 된다.
그러므로 주변온도 변화에 따른 검출전압(V1) 성분은 발진제어전압(Vc)과 가산부(30)에서 가산되어 출력된다.
이때 필요로 하는 가산부(30)의 튜닝 출력 전압 기울기 특성은 저항(32, 33)의 배율조정으로부터 쉽게 구할 수 있게 될 것이다.
따라서, 온도변화의 증분에 따라 바랙터 다이오드(15)의 용량이 변화하게 되고, 이는 결국 유전체 공진부(10)의 공진주파수를 이동시켜 최종적으로 궤환발진부(20)에서 출력되는 발진출력(OSC out)은 항상 온도보상된 일정한 주파수를 유지하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 주변의 온도가 변화하더라도 그 온도변화에 비례하여 유전체 공진값이 일정한 주파수를 가지도록 자동 트랙킹하게 되므로, 유전체 공진발진 출력을 안정화 시키게 된다.

Claims (1)

  1. 유전체 공진자(12)를 사이에 두고
    공진주파수 조정용 바랙터 다이오드(15)를 가지는 제2마이크로 스트립 라인(11)과 공진주파수신호를 출력하는 제1마이크로 스트립라인(13)이 나란히 배치된 유전체 공진부(10)와,
    상기 유전체 공진부(10)의 공진신호를 정궤환 증폭하여 발진 신호를 출력하는 궤환증폭부(20)를 포함하는 유전체 발진기에 있어서,
    주변온도변화를 그 온도가 올라감에 따라 비례적으로 증가하는 전압 성분으로 변환출력하는 온도 센서부(40)와,
    상기 온도 센서부(40)의 검출전압(V1)과 발진제어전압(Vc)을 가산증폭하여 상기 바랙터 다이오드(15)에 제공하는 가산부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 발진기의 온도 안정화 회로.
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