KR100195280B1 - 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 구성 소자들의 오차에 관계없이 일정한 위상을 출력하기 위한 위상 변환 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치는 입력 신호의 위상을 에러 전류 신호에 따라서 소정의 각도로 시프트된 위상 변이 신호를 발생시키기 위한 이상부, 상기 입력 신호와 상기 위상 변이 신호를 입력하여 상기 입력 신호와 ±90⁰의 위상 차를 갖는 위상 차 신호를 발생시키기 위한 위상 변환부, 상기 입력 신호와 상기 위상 차 신호를 입력하여 양 신호의 위상 차에 상응하는 에러 전압을 발생시키기 위한 위상 비교부 및 상기 에러 전압을 에러 전류 신호로 변환시키기 위한 전압-전류 변환부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 위상 변환기를 구성하고 있는 저항과 커패시터의 소자 값에 오차가 발생하더라도 이에 무관하게 위상 변환을 실행함으로써, 변환된 신호의 위상을 일정하게 하는 효과가 있다.

Description

소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치{Phase conversion apparatus regardless of element varidation}

본 발명은 위상 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 구성 소자들의 오차에 관계없이 일정한 위상을 출력하기 위한 위상 변환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 아날로그 통신 회로 및 주파수 변환을 하는 시스템에서의 위상 동기 루프 회로는 크리스털 발진 소자를 이용하여 항상 일정한 주파수를 발진시키고 입력 신호를 위상 비교기의 입력으로 받아 크리스털에서 발진되는 신호와 위상을 비교함으로써, 두 신호의 위상 차이를 검파하여 에러 전압을 발생시키며, 이 에러 전압을 이용하여 입력 신호의 위상을 변화시키거나 또는 크리스털 발진 신호의 위상을 변화시키어 항상 크리스털 발진 신호와 입력 신호의 위상을 일정하게 한다.

그런데 실제 회로에서 사용되고 있는 위상 비교기에 입력되는 두 신호는 ±90⁰의 위상 차이를 가지게 되므로, 이들의 위상을 맞추기 위하여 위상 변환기를 사용한다.

종래의 위상 변환기는 저항과 커패시터를 이용하여 입력 신호의 위상을 변환시킨다. 그런데 이러한 수동 소자를 사용하여 집적 회로를 구현할 경우 집적 회로를 구성하고 있는 각 소자의 불일치가 발생함으로써 변환된 신호의 위상이 일정하지 못하고 변화하는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위상 변환기를 구성하고 있는 저항과 커패시터의 소자 값에 오차가 발생하더라도 이에 무관하게 위상 변환을 실행하여 변환된 신호의 위상을 일정하게 하는 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치의 구성도이다.

본 발명에 의한 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치는 입력 신호의 위상을 에러 전류 신호에 따라서 소정의 각도로 시프트된 위상 변이 신호를 발생시키기 위한 이상부, 상기 입력 신호와 상기 위상 변이 신호를 입력하여 상기 입력 신호와 ±90⁰의 위상 차를 갖는 위상 차 신호를 발생시키기 위한 위상 변환부, 상기 입력 신호와 상기 위상 차 신호를 입력하여 양 신호의 위상 차에 상응하는 에러 전압을 발생시키기 위한 위상 비교부 및 상기 에러 전압을 에러 전류 신호로 변환시키기 위한 전압-전류 변환부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 위상 변환부는 차동 증폭기로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 이상부의 상기 소정의 각도는 -45⁰로 함을 특징으로 하는 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치의 구성도이다.

본 발명에 의한 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치는 에러 전류 신호에 따라서 입력 신호의 위상을 기준으로 -45⁰의 위상 차를 갖는 위상 변이 신호를 발생시키는 -45⁰이상부(110), 입력 신호의 위상과 비교하여 ±90⁰의 위상 차를 갖는 위상 차 신호를 발생시키는 위상 변환부(120), 입력되는 양 신호의 위상을 비교하는 위상 비교부(130), 전압 신호를 전류 신호로 변환시키는 전압-전류 변환부(140)로 구성된다.

본 발명은 종래의 ±90⁰위상 변환기에 -45⁰이상부, 위상 비교부 및 전압-전류 변환부를 부가하여 소자의 특성이 변화하더라도 변환된 출력의 위상을 일정하게 제어하게 한다.

본 발명을 종래의 발명에서 추가되는 블록을 중심으로 설명하고자 한다.

-45⁰이상부(110)는 입력 신호의 위상을 -45⁰만큼 변환시키는 역할을 실행한다. 전압-전류 변환부(140)의 에러 전류 신호(Igm)로 위상의 변환을 제어하며, 구체적 회로는 저역 통과 필터에 의하여 구성될 수 있다.

위상 변환부(120)는 입력 신호와 입력 신호를 -45⁰변환시킨 신호를 입력하여, 입력 신호의 위상을 기준으로 하여 +90⁰위상 변환된 신호와 -90⁰위상 변환된 신호를 발생시킨다. 위상 변환부(120)는 종래의 기술로 당업자에게는 주지의 블록이며, 이에 대한 구체적 회로는 차동 증폭기로 구성할 수 있다.

위상 비교부(130)는 입력 신호와 입력 신호의 위상을 기준으로 하여 -90⁰위상 변환된 신호를 입력받아 양 신호의 위상을 비교하여 위상 차이를 검파하고 에러 전압으로 변환하여 출력한다. 그리고 커패시터 Cext는 출력되는 에러 전압의 노이즈 및 리플 전압을 줄이기 위함이다.

전압-전류 변환부(140)는 위상 비교부(130)의 에러 전압을 입력하여 전류 신호로 변환하여 에러 전류 신호(Igm)를 발생시킨다. 그리고 이 에러 전류 신호는 -45⁰이상부(110)의 위상의 변이를 제어한다.

이상에서 -45⁰이상부(110)의 출력이 집적회로 내의 각 소자의 변화에 따라서 위상이 변화하였을 경우 그 결과는 위상 변환부(120)로 전달되어, 그 결과 위상 변환부(120)의 위상이 변하게 된다. 이로 인하여 위상 비교부(130)에서 검파된 에러 전압은 결과적으로 집적회로 내의 각 소자의 변화에 따른 신호의 위상 변화를 포함하여 전압-전류 변환부(140)를 통하여 전류로 변환되어 -45⁰이상부(110)로 귀환된다. 따라서 -45⁰이상부(110)의 출력 위상은 집적회로 내의 각 소자의 변화에 무관하게 입력 신호를 기준으로 하여 항상 -45⁰를 유지하고, 위상 변환부(120)의 출력 위상 또한 항상 ±90⁰로 제어된다.

그리고 본 발명을 위상 동기 루프(PLL)에 적용하면 기존의 시스템보다 더욱 안정된 출력을 얻을 수 있다.

본 발명을 집적회로화하는 경우에 -45⁰이상부(110) 및 위상 변환부(120)의 트랜지스터 배치 구조 및 기타 소자 배치 구조를 동일하게 하면 위상의 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명에 의하면 위상 변환기를 구성하고 있는 저항과 커패시터의 소자 값에 오차가 발생하더라도 이에 무관하게 위상 변환을 실행함으로써, 변환된 신호의 위상을 일정하게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 입력 신호의 위상을 피드백되는 하기 에러 전류 신호에 따라서 소정의 각도로 시프트된 위상 변이 신호를 발생시키기 위한 이상부(110);

   상기 입력 신호와 상기 이상부(110)의 출력신호를 입력하여, 상기 입력 신호와 ±900의 위상 차를 갖는 위상 차 신호를 발생시키기 위한 위상 변환부(120);

   상기 입력 신호와 상기 위상 변환부(120)의 위상 차 신호를 입력하고, 양 신호의 위상을 비교하여 검출된 위상 차에 상응하는 에러 전압을 발생시키기 위한 위상 비교부(130); 및

   상기 비교부(130)의 에러 전압을 입력하여, 전류 신호로 변환시킨 에러 전류 신호를 상기 이상부(110)로 피드백시키기 위한 전압-전류 변환부(140)를 포함함을 특징으로 하는 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 위상 변환부(120)는 차동 증폭기로 구성됨을 특징으로 하는 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 이상부(110)의 상기 소정의 각도는 -450로 함을 특징으로 하는 소자의 변화에 무관한 위상 변환 장치.