KR100246341B1 - 전압 제어 발진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파워 노이즈에 대한 영향을 줄이기 위한 전압 제어 발진기에 관한 것으로, 종래 전압제어 발진기는 링 발진기가 한단으로 구성되었기 때문에 노이즈가 발생하면 그 영향이 출력주파수에 미치게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 발진주파수를 제어하는 발진주파수제어부와; 고정바이어스전압을 이용하여 발진주파수 제어전류가 일정치를 유지하도록 하는 바이어스전류부와; 각기 홀수개의 인버터가 직렬 접속되어 서로의 출력신호를 상대편 입력신호로 궤환시키고, 상기 발진주파수제어부의 제어에 의해 각기 해당되는 제1,제2 발진주파수신호를 출력하는 제1,제2 링발진기로 이루어진 링발진부와; 상기 링발진부로부터 출력된 제1,제2 발진주파수신호를 입력받아 그 차이를 트리거하여 구형파신호로 출력하는 트리거부로 구성하여 노이즈에 영향을 덜 받는 전압제어발진기를 제공하는 데 있다.

Description

전압 제어 발진기{VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR}
본 발명은 전압 제어 발진기에 관한 것으로, 특히 노이즈에 대한 영향을 줄이기 위한 전압 제어 발진기에 관한 것이다.
도1은 종래 전압 제어 발진기의 블록구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 링발진부의 발진주파수를 제어하는 발진주파수제어부(100)와; 상기 발진주파수제어부(100)의 제어에 따라 발진되는 출력주파수를 가변하여 출력하는 링발진기(110)와; 상기 링발진기(110)에서 출력된 주파수신호를 구형파로 변환하여 출력하는 버퍼(120)로 구성된다.
상기 발진주파수제어부(100)는 제어전압(CS)을 발생하는 제어전압발진기(101)와; 상기 제어전압발진기(101)로부터 출력된 제어전압(CS)을 게이트에 바이어스전압으로 인가받아 링발진기(110)에서 발진되는 출력주파수를 제어하는 엔-모스트랜지스터(M11)로 구성된 것으로, 이와같이 구성된 종래장치의 동작은 다음과 같다.
발진주파수제어부(100)의 제어전압발진기(101)는 제어전압(CS)을 발생하여 출력하고, 이 제어전압(CS)은 엔-모스트랜지스터(M11)의 게이트에 바이어스전압으로 인가된다.
이때, 상기 바이어스전압은 상기 엔-모스트랜지스터(M11)에 흐르는 전류의 양을 제어하고, 이에따라 링발진기(110)는 발진되는 주파수를 가변하여 출력한다.
상기 링발진기(110)에서 발진된 출력주파수는 버퍼(120)를 통하여 구형파로 변환되어 출력한다.
그러나, 이와같은 종래의 전압 제어 발진기 장치는 링 발진기가 한단으로 구성되었기 때문에 노이즈가 발생하면 그 영향이 출력주파수에 미치게 되어 출력주파수가 불안정해지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 링발진기를 상호 교차적으로 피이드백하여 하나의 링발진기가 다른 기준 링발진기의 영향을 받아 주위의 환경변화에 관계없이 선형적인 발진신호를 발생하는 전압 제어 발진기를 제공함에 있다.
도1은 종래 전압 제어 발진기 회로도.
도2는 본 발명 전압 제어 발진기 회로도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
200: 발진주파수제어부 210: 링발진부
220: 트리거부 221: 차동증폭기
230: 바이어스전류부
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 발진주파수를 제어하는 발진주파수제어부와; 고정바이어스전압을 이용하여 발진주파수 제어전류가 일정치를 유지하도록 하는 바이어스전류부와; 각기 홀수개의 인버터가 직렬 접속되어 서로의 출력신호를 상대편 입력신호로 궤환시키고, 상기 발진주파수제어부의 제어에 의해 각기 해당되는 제1,제2 발진주파수신호를 출력하는 제1,제2 링발진기로 이루어진 링발진부와; 상기 링발진부로부터 출력된 제1,제2 발진주파수신호를 입력받아 그 차이를 트리거하여 구형파신호로 출력하는 트리거부로 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 전압제어발진기에 대한 일실시예의 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시예시도로서, 이에 도시한 바와같이 발진주파수를 제어하는 발진주파수제어부(200)와; 고정바이어스전압을 이용하여 발진주파수 제어전류가 일정치를 유지하도록 하는 바이어스전류부(230)와; 각기 홀수개의 인버터가 직렬 접속되어 서로의 출력신호를 상대편 입력신호로 궤환시키고, 상기 발진주파수제어부(200)의 제어에 의해 각기 해당되는 제1,제2 발진주파수신호를 출력하는 제1,제2 링발진기로 이루어진 링발진부(210)와; 상기 링발진부(210)로부터 출력된 제1,제2 발진주파수신호를 입력받아 그 차이를 트리거하여 구형파신호로 출력하는 트리거부(220)로 구성한다.
상기 발진주파수제어부(200)는 제어전압(CS)을 발생하는 제어전압발진기(201)와; 상기 제어전압발진기(201)로부터 출력된 제어전압(CS)을 게이트에 바이어스전압으로 인가받아 링발진부(210)의 출력주파수를 제어하는 엔-모스트랜지스터(M21)와; 제어전압에 따른 주파수변화 곡선의 리니어러티(Linearity)를 개선하는 저항(R)으로 구성한다.
상기 링발진부(210)는 래치로 연결되어 각각의 출력주파수를 상호 반전하여 출력하는 링 발진기(211),(212)로 구성한다.
상기 트리거부(220)는 상기 링발진기(211),(212)에서 출력된 제1,제2 발진주파수신호를 차동 증폭하여 그에 따른 구형파신호로 변환하여 출력하는 차동증폭기(221)와; 상기 차동증폭기(221)로부터 출력된 구형파신호를 입력받아 이를 버퍼링하여 출력하는 버퍼(222)로 구성한다.
상기 바이어스전류부(230)는 발진주파수제어전류가 일정하게 유지되도록 고정바이어스 전압에 의해 턴온되어 일정한 바이어스전류를 생성하는 제1,제2 엔-모스트랜지스터(M22),(M23)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 일실시예의 동작은 다음과 같다.
먼저, 발진주파수제어부(200)의 제어전압발진기(201)에서 출력된 제어전압(CS)을 게이트에 바이어스전압으로 인가받은 엔-모스트랜지스터(M21)는 자체에 흐르는 전류의 양에 따라 링발진부(210)에서 출력되는 주파수를 제어한다.
이때, 상기 링발진부(210)의 링발진기(211),(212)는 래치로 연결되어 각각의 출력주파수는 각기 상대 링발진기(211),(212)의 입력단에 위치한 인버터에 입력되어, 서로 위상이 반대인 주파수신호를 출력한다.
여기서, 도4는 상기 링발진기(211),(212)의 실시예이다.
이후, 상기 링발진부(210)로부터 도3의 (a),(b)와 같이 같이 출력된 위상이 서로 반대인 주파수는 트리거부(220)의 차동증폭기(221)에서 차동 증폭하여 그에 따라 도3의 (c)와 같은 구형파신호로 출력되며, 이 구형파신호는 버퍼(222)를 통해 도3의 (d)와 같이 출력한다.
이때, 바이어스전류부(230)의 엔-모스트랜지스터(M22),(M23)는 전원전압을 게이트에 바이어스전압으로 인가받아 약간의 직류 바이어스전류를 흐르게 함으로써 제어전압(CS)이 낮을 때에도 전압 제어 발진기가 동작하게 한다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 제1,2 링발진기를 래치로 연결하여 각기 위상이 반전된 주파수를 안정되게 출력하며, 아울러 노이즈가 발생할 때에도 안정된 주파수를 출력한다.
또한, 추가 접속한 저항 및 제2,3 엔-모스트랜지스터는 전압의 변화에 둔감하여 리니어러티(Linerity)를 개선하고, 아울러 직류바이어스전류를 흐르게 함으로써 제어전압이 낮을 때에도 전압 제어 발진기가 동작하도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 발진주파수를 제어하는 발진주파수제어부와; 고정바이어스전압을 이용하여 발진주파수 제어전류가 일정치를 유지하도록 하는 바이어스전류부와; 각기 홀수개의 인버터가 직렬 접속되어 서로의 출력신호를 상대편 입력신호로 궤환시키고, 상기 발진주파수제어부의 제어에 의해 각기 해당되는 제1,제2 발진주파수신호를 출력하는 제1,제2 링발진기로 이루어진 링발진부와; 상기 링발진부로부터 출력된 제1,제2 발진주파수신호를 입력받아 그 차이를 트리거하여 구형파신호로 출력하는 트리거부로 구성한 것을 특징으로 하는 전압 제어 발진기.
  2. 제1항에 있어서, 발진주파수제어부는 제어전압을 발생하는 제어전압발생부와; 상기 제어전압발진부로부터 출력된 제어전압을 게이트에 바이어스전압으로 인가받아 링발진부의 출력주파수를 제어하는 제1 엔-모스트랜지스터와; 제어전압에 따른 주파수변화 곡선의 리니어러티(Linearity)를 개선하는 저항으로 구성하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 발진기.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 트리거부는 제1,2 링발진기에서 출력된 주파수신호를 차동 증폭하여 그에 따른 구형파신호를 출력하는 차동증폭기와; 상기 차동증폭기로부터 출력된 구형파신호를 입력받아 이를 버퍼링하여 출력하는 버퍼로 구성하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 발진기.
  4. 제1 항에 있어서, 바이어스전류부는 발진주파수제어전류가 일정하게 유지되도록 고정바이어스 전압에 의해 턴온되어 일정한 바이어스전류를 생성하는 제1,제2 엔-모스트랜지스터로 구성한 것을 특징으로 하는 전압 제어 발진기.
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