KR0139151Y1 - 진폭 제어기능을 갖는 저 왜율 발진기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일정한 주파수 신호를 선택적으로 얻을 수 있도록 함으로써 고조파 왜곡을 최소화하여 신호대 잡음비(S/N)를 개선시킬 수 있는 진폭 제어기능을 갖는 저 왜율 발진기에 관한 것으로서, 발진기의 발진조건을 만족시키기 위한 일정이득을 출력하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력신호를 피이드백하여 일정위상지연을 발생시키는 피이드백 회로로 구성된 발진회로에 있어서, 상기 증폭기의 출력신호를 반파 정류하는 반파 정류기와, 상기 증폭기의 출력신호레벨에 비례하는 직류전압을 검출하는 직류전압검출회로와, 상기 직류전압검출 회로에 의해 검출된 전류신호에 의거한 바이어스 신호를 상기 증폭기에 인가하는 증폭기 바이어스 회로가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

진폭 제어기능을 갖는 저 왜율 발진기

제1도는 종래의 발진기 블록도.

제2도는 종래의 발진기의 최종출력파형도.

제3도는 본 고안의 구성블록도.

제4도(a)는 본 고안에 의한 발진기를 구성하는 증폭기의 출력 파형도.

제4도(b)는 본 고안에 의한 발진기를 구성하는 반파 정류기의 출력 파형도.

제4도(c)는 본 고안에 의한 발진기를 구성하는 직류전압검출회로에 인가되는 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 반파 정류기 40 : 직류전압검출회로

50 : 증폭기 바이어스 회로

본 고안은 진폭 제어기능을 갖는 저 왜율 발진회로에 관한 것으로서, 특히 일정한 주파수 신호를 선택적으로 얻을 수 있도록 함으로써 고조파 왜곡을 최소화하여 신호대 잡음비(S/N비)를 개선시킬 수 있는 진폭 제어기능을 갖는 저 왜율 발진기에 관한 것이다.

일반적으로 발진기는 전기 진동을 발생하는 장치로서 발생하는 주파수 또는 파형에 따라 여러 가지 방식이 있다.

발진방식에 따라, 자려발진기와 수정발진기가 있고, 출력파형에 따라 정현파발진기, 방형파 발진기, 펄스발진기가 있으며, 발진주파수에 따라 저주파발진기, 가청주파 발진기, 고주파 발진기 등이 있다.

이와 같은 모든 발진기들은 회로적인 관점에서 볼 때 발진조건이 만족되어야 목적하는 발진효과를 얻을 수 있다는 점에서는 동일하다. 상기 발진조건을 만족하기 위한 주파수를 선택하기 위해서는 보통 외부 조절단자를 사용하며 이는, 코일(L), 콘덴서(c), 수정(Crystal)등을 이용한다.

구체적인 종래의 발진기는 제1도에 도시한 바와 같이 입력부와 출력부로 구성되어 발진을 위한 개방루우프 이득을 제공하는 증폭기(10)와, 이 증폭기의 출력값을 입력으로 해서 발진을 위한 위상조건을 만족시키도록 하는 위상 지연기능과, 피이드백 이득을 제공하는 기능을 갖기 위하여 인덕터, 커패시터 또는 크리스탈로 구성되는 피이드백 회로(20)로 이루어진다.

이와 같은 구성 기능을 갖는 종래의 발진기는, 발진조건이 만족되면 증폭기(10)의 출력부를 통해서 일정한 단일주파수가 출력되며, 이때 발진출력의 레벨은 증폭기(10)의 최대스윙폭으로 결정되는바, 이는 증폭기(10)의 바이어스 회로와 부하 저항의 곱으로 표시할 수 있다.

발진이 안정화되면 상기 증폭기(10)를 구성하는 트랜지스터는 온, 오프 동작을 행하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 발진기에 의한 발진방식은 발진시 증폭기(10)를 구성하는 트랜지스터가 온 또는 오프 동작에 의해서 스위칭 동작을 행하므로, 선택된 주파수 이외의 고조파 성분의 주파수도 함께 출력부를 통해 출력되게 된다.

일반적으로 제2도에 도시한 바와 같은 구형파를 후리에 변화하여 스펙트럼 분석을 행할 경우, 기본 주파수 이외에 고조파 성분이 나타나게 되면 이는 원하지 않는 성분임을 알 수 있는 바, 종래에는 신호처리시 상기 고조파 성분이 왜율 및 잡음등으로 나타나게 되므로 결과적으로 신호 검출효율이 저하된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서 본고안의 목적은, 발진기가 순수하게 단일 주파수 성분만을 출력할 수 있도록 함으로써 고조파 성분을 최소화하여 왜율을 감소시킴과 동시에 신호대 잡음비를 개선시킬 수 있는 진폭 제어기능을 갖는 저왜율 발진기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 진폭 제어기능을 갖는 저왜율 발진기는, 발진기의 발진 조건을 만족시키기 위한 일정이득을 출력하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력 신호를 피이드백하여 일정위상지연을 발생시키는 피이드백 회로로 구성된 발진회로에 있어서, 상기 증폭기의 출력신호를 반파 정류하는 반파 정류기와, 상기 증폭기의 출력신호레벨에 비례하는 직류전압을 검출하는 직류전압검출회로와, 상기 진류전압검출회로에 의해 검출된 직류신호에 의거한 바이어스신호를 상기 증폭기에 인가하는 증폭기 바이어스회로가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 고안의 구성블럭도, 제4도(a)는 본 고안에 의한 발진기를 구성하는 증폭기의 출력파형도, 제4도(b)는 본 고안에 의한 발진기를 구성하는 반파 정류기의 출력파형도, 제4도(c)는 본 고안에 의한 발진기를 구성하는 직류전압검출회로에 인가되는 파형도이다.

제3도에 있어서, 도면부호 10은 본 고안에 의한 발진기의 발진조건을 만족시키기 위해서 일정한 이득을 제공하는 증폭기이고, 20은 위상 조건을 만족시키도록 일정한 위상지연을 발생시키는 피이드백 회로이며, 30은 상기 증폭기(10)의 출력신호를 입력받아서 반파정류하는 반파정류기이다.

40은 상기 증폭기(10)의 출력신호레벨에 비례하는 직류전압을 발생시키는 기능을 수행하는 직류전압검출회로이고, 50은 상기 직류전압검출회로(40)의 출력 신호를 입력받아서 발진출력레벨을 조정하기 위한 역할을 수행하는 증폭기 바이어스 회로이다.

상기 직류전압검출회로(40)에 연결되어 있는 조정 단자는 발진출력레벨(진폭레벨)을 조정하기 위한 단자로서, 집적회로(IC)화 하였을 때 외부조정단자로 구성할 수도 있다.

상기 반파정류기(30)와 직류전압검출회로(40), 증폭기 바이어스 회로(50)는 발진 출력에 대해서 부궤한 특성으로 설계되어 질 때 증폭기(10)가 선형적으로 동작하게 된다.

따라서, 발진출력신호(VO)는 최종적으로 단일 주파수 성분을 가지는 저 왜율 신호로 볼 수 있다.

한편, 본 고안의 발진기는 제4도(a)에 도시한 바와 같은 발진기 출력레벨이 큰 경우에는 제4도(c)에 도시한 바와 같은 직류전압이 커지게 되고, 증폭기 바이어스 회로(50)는 증폭기(10)의 바이어스 전류치가 작아지도록 설계되어 상술한 바와 같이 부궤한 특성을 갖는 발진기를 구성한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 진폭제어기능을 갖는 저 왜율 발진기의 전체적인 동작을 설명한다.

증폭기(10)에 입력신호(Vi)가 인가되면, 이 신호(Vi)를 소정레벨의 신호값을 갖도록 증폭하여 출력신호(VO)를 출력하게 되는데, 이때 이 출력신호(VO)가 피이드백 회로(20)에 의해 가합부(GI)로 피이드백 되어 상기 입력신호(VI)와 가합된 후 증폭기(10)에 인가되는 발진 동작을 수행토록 하는 한편, 상기 증폭기(10)의 출력 신호(Vo)가 반파 정류기(30)에 입력된다.

그러면, 상기 반파 정류기(30)에서는 증폭기(10)의 출력신호(Vo)를 제4도(b)에 도시한 바와 같이 발파 정류한 후, 이를 다시 직류전압검출회로(40)에 인가한다.

이에 따라 상기 직류전압검출회로(40)에서는 제4도(c)에 도시한 바와 같이 증폭기 출력 신호레벨에 비례하는 직류신호를 증폭기 바이어스 회로(50)에 인가하는데, 이 직류신호(직류전압)가 증폭기 바이어스 회로(50)에 의해 발진출력레벨을 조정하는 역할에 이용된다.

상기 증폭기 바이어스 회로(50)에 인가되는 직류신호를 입력받은 증폭기(10)는 상기 증폭기 바이어스 회로(50)에서 인가되는 직류신호를 바이어스 전압으로 하여, 상기 가합부(GI)를 통해서 인가되는 입력신호를 증폭하여 출력한다.

이때, 상기 반파정류기(30)와 직류전압검출회로(40), 증폭기 바이어스 회로(50)는 발진 출력에 대해서 부궤한 특성으로 설계되어 졌으므로 증폭기(10)가 선형적으로 동작하게 된다.

따라서, 발진출력신호(VO)는 최종적으로 단일 주파수 성분을 가지는 저 왜율 신호로 볼 수 있다.

그러면, 최종적으로 증폭기(10)의 출력단(Vo)에는 제4도(a)에 도시한 바와 같은 고조파 왜곡이 포함되지 않은 일정한 정현파 신호가 출력된다.

여기서 직류전압검출회로(40)에 연결되어 있는 조정 단자를 조정함으로써 발진출력레벨(진폭레벨)을 조정한다.

이와 같이, 본 고안의 진폭 제어기능을 갖는 저 왜율발진기를 의하면, 증폭기를 선형 동작시켜서 고조파 성분을 제거시킨 상태의 일정주파수 성분의 신호를 출력하게 되므로, 동작성능을 향상시키는 커다란 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 발진기의 발진조건을 만족시키기 위한 일정이득을 출력하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력신호를 피이드백하여 일정위상지연을 발생시키는 피이드백 회로로 구성된 발진회로에 있어서, 상기 증폭기의 출력신호를 반파 정류하는 반파 정류기와, 상기 증폭기의 출력신호 레벨에 비례하는 직류전압을, 검출하는 직류전압검출회로와, 상기 직류전압검출 회로에 의해 검출된 직류신호에 의거한 바이어스 신호를 상기 증폭기에 인가하는 증폭기 바이어스회로를 구비하며, 상기 직류전압검출 회로에서 증폭기 바이어스 회로에 인가되는 직류신호는 부궤환 특성을 갖는 직류전압인 것을 특징으로 하는 진폭 제어기능을 갖는 저 왜율 발진기.
2. 제1항에 있어서, 상기 직류전압검출회로에는 발진회로의 출력레벨을 가변시키는 조정단자가 연결된 것을 특징으로 하는 진폭제어기능을 갖는 저 왜율 발진기.
3. 제1항에 있어서, 상기 증폭기에 의해 최종적으로 출력되는 출력신호(Vo)는 단일주파수 성분을 갖는 저 왜율 신호인 것을 특징으로 하는 진폭제어기능을 갖는 저 왜율 발진기.