KR100213251B1 - Apparatus for adjusting frequency of voltage controlled oscillator automatically - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전압 제어 발진 주파수 조정 장치에 관한 것으로서, 특히 외부 환경이 변화하더라도 발진 주파수를 자동적으로 조정하기 위한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage-controlled oscillation frequency adjusting apparatus, and more particularly, to a voltage-controlled oscillation frequency automatic adjusting apparatus for automatically adjusting an oscillation frequency even when an external environment changes.

본 발명은 크리스탈 발진 신호를 입력하여 제어 전류 신호에 의하여 위상을 ±450쉬프트된 신호를 발생시키는 ±450위상 변환부, 상기 ±450위상 변환부에서 출력되는 신호와 상기 크리스탈 발진 신호를 입력하여 양 입력신호의 위상 차를 ±900로 쉬프트시키기 위한 ±900위상 변환부, 상기 크리스탈 발진 신호와 상기 ±900위상 변환부에서 출력되는 쉬프트된 신호의 위상을 비교하고 충/방전 시간의 차이를 이용하여 제1위상차 전압을 발생시키는 제1위상 비교부, 상기 제1위상차 전압을 전류로 변환하여 제어 전류 신호를 발생시키는 전압/전류 변환부, 상기 제어 전류 신호 및 하기 제2위상차 전압에 의하여 발진 주파수를 조정하는 전압 제어 발진부, 상기 전압 제어 발진부의 발진 신호를 수평 동기 신호의 주파수로 카운팅하여 카운팅 신호를 발생시키는 카운팅부 및 상기 카운팅 신호와 수평 동기 신호의 위상을 비교하여 제2위상차 전압을 발생시키는 제2위상 비교부를 포함함을 특징으로 한다.The present invention is a signal with the crystal oscillation signal outputted from ± 45 0 phase shift portion, the ± 45 0 phase shift unit to enter the crystal oscillating signal generates a ± 45 0 shifts the phase signal by the control current signal 90 0 phase shifter for shifting the phase difference between the two input signals to ± 90 ° , a phase comparator for comparing the phases of the crystal oscillation signal and the shifted signal output from the ± 90 ° phase shifter, A first phase comparator for generating a first phase difference voltage using a difference between the first phase difference voltage and the second phase difference voltage, a voltage / current converter for converting the first phase difference voltage into a current to generate a control current signal, A voltage control oscillator for counting the oscillation signal of the voltage control oscillator to the frequency of the horizontal synchronizing signal, The key includes a counting unit and a second phase comparing unit for comparing the phase of the counting signal and the phase of the horizontal synchronizing signal to generate a second phase difference voltage.

본 발명에 의하면 종래의 방식보다 공정이 간단해지고 발진 주파수 특성이 정확해지는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that the process becomes simpler and the oscillation frequency characteristic becomes more accurate than the conventional method.

Description

전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치{Apparatus for adjusting frequency of voltage controlled oscillator automatically}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a voltage-

본 발명은 전압 제어 발진 주파수 조정 장치에 관한 것으로서, 특히 외부 환경이 변화하더라도 발진 주파수를 자동적으로 조정하기 위한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage-controlled oscillation frequency adjusting apparatus, and more particularly, to a voltage-controlled oscillation frequency automatic adjusting apparatus for automatically adjusting an oscillation frequency even when an external environment changes.

일반적으로 VCR에서 사용하는 전압 제어 발진기의 주파수 조정 기술은 연산 트랜스콘덕턴스 증폭기(Operational Transconductance Amplifier)를 이용하여 전압 제어 발진기의 발진 주파수 및 특성을 영상 신호의 수평 동기 신호를 이용한 위상 동기 루프에 의해 발생되는 제어 전류로 전압 제어 발진기의 기본 특성을 제어하고 있다.In general, the frequency adjustment technique of a voltage-controlled oscillator used in a VCR uses an operational transconductance amplifier to generate an oscillation frequency and characteristics of a voltage-controlled oscillator by a phase-locked loop using a horizontal synchronizing signal of a video signal The control current controls the fundamental characteristics of the voltage-controlled oscillator.

이와 같은 종래의 기술은 전압 제어 발진기의 발진 주파수 변동에 따른 변화가 또 다른 필터 등에 직접적으로 반영됨은 물론 전압 제어 발진기의 기본 특성 또한 위상 동기 루프 회로의 특성에 민감하여 초기 상태 전압 제어 발진 주파수가 설계 목표 주파수 근처로 발진을 해야만 전압 제어 발진기 특성을 조정 가능하게 되기 때문에 전압 제어 발진기의 발진 주파수를 설계 목표 주파수 근처로 조정해야 하는 문제점이 있었다.Such a conventional technique is not only that the change due to the oscillation frequency variation of the voltage-controlled oscillator is directly reflected on another filter, but also the basic characteristics of the voltage-controlled oscillator are sensitive to the characteristics of the phase- There is a problem that the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator needs to be adjusted to be close to the design target frequency because the characteristics of the voltage-controlled oscillator can be adjusted only by oscillation near the target frequency.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 기술에 비하여 정확한 전압 제어 발진기의 특성을 얻기 위하여 크리스탈 발진 주파수와 수평 동기 신호를 병행하여 전압 제어 발진기의 발진 주파수를 자동으로 조정하는 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances and provides a voltage controlled oscillation frequency automatic adjustment device .

도 1은 본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an automatic voltage-controlled oscillation frequency adjusting apparatus according to the present invention.

본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치는 크리스탈 발진 신호를 입력하여 제어 전류 신호에 의하여 위상을 ±450쉬프트된 신호를 발생시키는 ±450위상 변환부, 상기 ±450위상 변환부에서 출력되는 신호와 상기 크리스탈 발진 신호를 입력하여 양 입력신호의 위상 차를 ±900로 쉬프트시키기 위한 ±900위상 변환부, 상기 크리스탈 발진 신호와 상기 ±900위상 변환부에서 출력되는 쉬프트된 신호의 위상을 비교하고 충/방전 시간의 차이를 이용하여 제1위상차 전압을 발생시키는 제1위상 비교부, 상기 제1위상차 전압을 전류로 변환하여 제어 전류 신호를 발생시키는 전압/전류 변환부, 상기 제어 전류 신호 및 하기 제2위상차 전압에 의하여 발진 주파수를 조정하는 전압 제어 발진부, 상기 전압 제어 발진부의 발진 신호를 수평 동기 신호의 주파수로 카운팅하여 카운팅 신호를 발생시키는 카운팅부 및 상기 카운팅 신호와 수평 동기 신호의 위상을 비교하여 제2위상차 전압을 발생시키는 제2위상 비교부를 포함함을 특징으로 한다.Automatic voltage control oscillation frequency according to the present invention adjustment device by entering the crystal oscillating signal output from ± 45 0 phase shift portion, the ± 45 0 phase conversion unit for generating a ± 45 0 shifts the phase signal by the control current signal 90 0 phase shifter for inputting the crystal oscillation signal and the crystal oscillation signal to shift the phase difference between the two input signals to ± 90 ° and a ± 90 ° phase shifter for shifting the crystal oscillation signal and the shifted signal output from the ± 90 ° phase shifter A first phase comparator for comparing the phases and generating a first phase difference voltage using a difference between charge / discharge times, a voltage / current converter for converting the first phase difference voltage into a current to generate a control current signal, A voltage control oscillation section for adjusting an oscillation frequency by a current signal and a second phase difference voltage, And a second phase comparator for comparing the phase of the counting signal with the phase of the horizontal synchronizing signal to generate a second phase difference voltage.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an automatic voltage-controlled oscillation frequency adjusting apparatus according to the present invention.

본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치는 입력 신호의 위상을 ±450쉬프트시키기 위한 ±-450위상 변환부(110), 양 입력 신호의 위상을 ±900쉬프트시키기 위한 ±900위상 변환부(120), 입력되는 신호들의 위상을 비교하는 제1위상 비교부(130), 입력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부(140), 입력되는 전압 신호를 전류 신호로 변환하기 위한 전압/전류 변환부(150), 전압에 의해 발진 주파수가 조정되는 전압 제어 발진부(160), 입력되는 발진 주파수를 분주하기 위한 카운팅부(170), 입력되는 신호들의 위상을 비교하는 제2위상 비교부(180)로 구성된다.The voltage controlled oscillator frequency automatic adjustment according to the present invention apparatus for ± ± shift a phase of -45 ± 0 phase converter 110, the positive input signal to ± 0 45 shift the phase of the input signal 90 0 90 0 Phase A first phase comparing unit 130 for comparing phases of input signals, an amplifying unit 140 for amplifying an input signal, a voltage / current converter (not shown) for converting an input voltage signal into a current signal, A second phase comparator 180 for comparing the phase of the input signals, a second phase comparator 180 for comparing the phase of the input signals, a second phase comparator 180 for comparing phases of the input signals, ).

도 1에는 도시되어 있으나, 위의 구성에서 언급되지 않은 커패시터 C1, C2는 위상 동기 루프(PLL:Phase Locked Loop)의 위상차에 연동하여 충/방전시키기 위한 캐패시터 소자이다. 그리고 트랜지스터 Q1∼Q3, R1∼R3은 출력 회로로부터 입력 회로의 영향을 줄이기 위한 버퍼용 회로 구성이다.Although not shown in FIG. 1, the capacitors C1 and C2 are capacitive elements for charging / discharging in conjunction with the phase difference of a phase locked loop (PLL). The transistors Q1 to Q3 and R1 to R3 are buffer circuits for reducing the influence of the input circuit from the output circuit.

±450위상 변환부(110)는 기본 연산 트랜스콘덕턴스 증폭기(OTA:Operational Transconductance Amplifier) 회로로 구성되며, 크리스탈 발진 신호를 입력받아 ±450위상을 쉬프트시켜 출력한다.± 45 0 phase converter 110 are basic operations trans-conductance amplifier: consists of (OTA Operational Transconductance Amplifier) circuit, receives the crystal oscillator signal and outputs to the shift ± 45 0 phase.

±900위상 변환부(120)는 ±450쉬프트된 발진 신호와 00의 발진 신호를 입력받아 양 입력신호의 이상 차가 ±900되도록 위상 변환시킨다. 즉, 일 예로 ±450쉬프트된 발진 신호를 재차 ±450쉬프트시켜 00의 발진 신호를 기준으로 ±900쉬프트된 발진 신호를 출력시킨다.90 0 The phase converter 120 receives the oscillation signal shifted by ± 45 ° and the oscillation signal of 0 ° and converts the phase difference so that the difference between the two input signals is ± 90 ° . That is, the one output as an example ± 45 0-shifted oscillation signal of the re-shift by ± 45 0 based on the oscillation signal of the 0 0 ± 90 0 shifted oscillation signal.

제1위상 비교부(130)는 ±900위상 변환된 발진 신호와 00의 발진 신호를 입력하여 양 입력 신호의 위상차에 상응하는 제1위상차 전압을 발생시킨다. 제1위상차 전압은 위상차가 ±900인 경우에 V0로 설정한 경우에, 비교 출력되는 위상차가 ±900에서 벗어나는 경우에는 출력단에 있는 커패시터 C1의 충/방전 시간이 변화하게 되어 이에 따라서 제1위상차 전압은 V0보다 크거나 작아지게 된다.The first phase comparator 130 receives the oscillation signal of ± 90 ° phase-shifted and the oscillation signal of 0 ° to generate a first phase difference voltage corresponding to the phase difference between the two input signals. A first phase difference voltage is to include changes in the charging / discharging time of the capacitor C1 in the output stage when the phase difference is in case one set to ± 90 when 0 V 0, which compares the output phase difference deviates from ± 90 0 accordingly the 1 phase difference voltage becomes larger or smaller than V 0 .

증폭부(140)는 제1위상차 전압을 회로에서 처리하기 용이한 레벨로 증폭하여 출력한다.The amplifying unit 140 amplifies and outputs the first phase difference voltage to a level easy to process in the circuit.

전압/전류 변환부(150)는 증폭된 제1위상차 전압을 전류로 변환하여 제어 전류 신호(Igm)를 발생시킨다. 제어 전류 신호는 트랜지스터 Q2의 베이스에 인가되어 ±450위상 변환부(110)의 위상의 변환을 제어하는 콜렉터 전류를 제어한다.The voltage / current converter 150 converts the amplified first phase difference voltage into a current to generate a control current signal Igm. The control current signal is applied to the base of the transistor Q2 to control the collector current controlling the conversion of the phase of the 45 0 phase shifter 110.

그리고 이 제어 전류 신호는 Q3을 통하여 전압 제어 발진부(160)로 피드백 되어 발진 신호의 주파수를 제어한다.The control current signal is fed back to the voltage control oscillator 160 via Q3 to control the frequency of the oscillation signal.

만일 ±450위상 변환부(110)의 출력이 어떠한 원인에 의하여 지연이 되면 ±900위상 변환부(120)의 출력도 영향을 받아 지연이 된다. 이로 인하여 제1위상 비교부(130)의 제1위상차 전압은 캐패시터 C1의 방전 시간이 길어지게 됨에 따라서 낮아지게 된다.If the output of the ± 45 ° phase shifter 110 is delayed for some reason, the output of the ± 90 ° phase shifter 120 is also affected and is delayed. Accordingly, the first phase difference voltage of the first phase comparing unit 130 becomes lower as the discharge time of the capacitor C1 becomes longer.

제1위상차 전압이 낮아지게 되면 전압/전류 변환부(150)의 제어 전류 신호는 트랜스 컨덕턴스(gm)의 특성을 이용하여 입력되는 전압에 반비례하게 설계하면 증가하게 된다. 이로 인하여 ±450위상 변환부(110)는 제어 전류 신호가 증가함에 따라서 출력 신호의 위상을 앞서게 해준다.When the first phase difference voltage becomes low, the control current signal of the voltage / current converter 150 increases when it is designed in inverse proportion to the input voltage using the characteristic of the transconductance gm. Therefore, the ± 45 ° phase shifter 110 leads the phase of the output signal as the control current signal increases.

따라서 이와 같은 제어 동작에 의하여 각 부의 출력 신호의 위상을 일정하게 제어하며, 만일 ±450위상 변환부(110)의 출력 위상이 변화하지 않고 일정한 상태를 유지하면 제어 전류도 일정하게 된다.Therefore, the phase of each output signal is constantly controlled by the control operation. If the output phase of the < 45 > 0 phase shifter 110 does not change and maintains a constant state, the control current becomes constant.

그러므로 제어 전류 신호는 ±450위상 변환부(110)는 물론 전압 제어 발진부(160)로 피드백되어 발진 주파수를 제어하기 때문에 칩(CHIP)의 저항이나 공정 상의 작은 변화에도 위상을 일정하게 유지시킨다.Therefore, since the control current signal is fed back to the voltage controlled oscillator 160 as well as the ± 45 ° phase shifter 110 to control the oscillation frequency, the phase of the control current signal is kept constant even with a small change in the resistance of the chip CHIP.

이와 같이 ±450위상 변환부(110)의 출력 위상이 일정하게 되면 제어 전류 신호도 일정하게 되어 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수도 일정하게 유지된다.When the output phase of the ± 45 ° phase shifter 110 becomes constant, the control current signal becomes constant and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 160 is maintained constant.

위와 같은 동작에 의하여 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수를 일정하게 제어하는 것과 동시에 영상 신호 처리의 기준 신호인 수평 동기 신호(fH)에 의하여 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수를 제어한다.The oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 160 is controlled by the above operation and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 160 is controlled by the horizontal synchronous signal fH which is the reference signal of the video signal processing.

카운팅부(170)는 전압 제어 발진부(160)의 출력인 발진 신호를 입력하고, 발진 신호를 카운팅하여 수평 동기 신호와 동일한 동일한 주파수로 분주하여 출력한다.The counting unit 170 receives the oscillation signal, which is the output of the voltage control oscillator 160, and counts the oscillation signal to divide the frequency of the oscillation signal to the same frequency as the horizontal synchronization signal.

제2위상 비교부(180)는 수평 동기 신호와 카운팅부(160)의 출력을 입력하여, 양 신호의 위상을 비교하여 제2위상차 전압을 발생시킨다.The second phase comparing unit 180 receives the horizontal synchronizing signal and the output of the counting unit 160, and compares the phases of both signals to generate a second phase difference voltage.

커패시터 C2의 충/방전 시간에 따라서 위상차에 상응하는 전압을 유지하는 제2위상차 전압은 전압 제어 발진부(160)에 피드백되어 수평 동기 신호에 의하여 발진 주파수를 제어한다.The second phase difference voltage, which maintains the voltage corresponding to the phase difference according to the charge / discharge time of the capacitor C2, is fed back to the voltage control oscillation unit 160 to control the oscillation frequency by the horizontal synchronization signal.

이상과 같이 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수는 크리스탈을 이용하여 제어되기도 하고, 별도로 수평 동기 신호에 의하여 제어되기 때문에 정확한 주파수를 유지할 수 있다. 이로 인하여 발진 주파수 조정 개수를 줄일 수 있다.As described above, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillation unit 160 is controlled using a crystal and separately controlled by a horizontal synchronizing signal, so that an accurate frequency can be maintained. This can reduce the number of oscillation frequency adjustments.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 전압 제어 발진 주파수를 수평 동기 신호뿐만 아니라 크리스탈 발진 신호를 이용하여 발진 주파수를 제어함으로써, 전압 제어 전압 제어 발진기의 발진주파수가 설계 목표 주파수 근처에서 발진하도록 조정할 필요가 없어져서 공정이 단순화되고 발진 주파수 특성이 정확해지는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is not necessary to adjust the oscillation frequency of the voltage control voltage controlled oscillator to oscillate near the design target frequency by controlling the oscillation frequency using the crystal oscillation signal as well as the horizontal synchronization signal as the voltage control oscillation frequency The process is simplified and the oscillation frequency characteristic is corrected.

Claims (1)

크리스탈 발진 신호를 입력하여 제어 전류 신호에 의하여 위상을 ±450쉬프트된 신호를 발생시키는 ±450위상 변환부;A ± 45 ° phase shifter for inputting a crystal oscillation signal and generating a ± 45 ° shifted signal by a control current signal; 상기 ±450위상 변환부에서 출력되는 신호와 상기 크리스탈 발진 신호를 입력하여 양 입력신호의 위상 차를 ±900로 쉬프트시키기 위한 ±900위상 변환부;A ± 90 ° phase shifter for inputting the signal output from the ± 45 ° phase shifter and the crystal oscillation signal to shift the phase difference between the input signals to ± 90 ° ; 상기 크리스탈 발진 신호와 상기 ±900위상 변환부에서 출력되는 쉬프트된 신호의 위상을 비교하고 충/방전 시간의 차이를 이용하여 제1위상차 전압을 발생시키는 제1위상 비교부;A first phase comparator for comparing the phase of the crystal oscillation signal with the phase of the shifted signal output from the ± 90 ° phase shifter and generating a first phase difference voltage using a difference between the charge / discharge time; 상기 제1위상차 전압을 전류로 변환하여 제어 전류 신호를 발생시키는 전압/전류 변환부;A voltage / current converter converting the first phase difference voltage into a current to generate a control current signal; 상기 제어 전류 신호 및 하기 제2위상차 전압에 의하여 발진 주파수를 조정하는 전압 제어 발진부;A voltage control oscillator for adjusting the oscillation frequency by the control current signal and the second phase difference voltage; 상기 전압 제어 발진부의 발진 신호를 수평 동기 신호의 주파수로 카운팅하여 카운팅 신호를 발생시키는 카운팅부; 및A counting unit counting an oscillation signal of the voltage control oscillation unit to a frequency of a horizontal synchronization signal to generate a counting signal; And 상기 카운팅 신호와 수평 동기 신호의 위상을 비교하여 제2위상차 전압을 발생시키는 제2위상 비교부를 포함함을 특징으로 하는 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치.And a second phase comparator for comparing a phase of the counting signal with a phase of a horizontal synchronizing signal to generate a second phase difference voltage.
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