KR100266414B1 - Rf­모듈의 전원 인가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰 밧데리의 사용시간을 증가시키기 위한 RF-모듈의 전원 인가장치에 관한 것으로, 전파의 방사와 흡수를 위해 설치한 안테나와, 효율적인 송수신 전환을 하는 듀플렉서와, 수신되는 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 수신부와, 중간 주파수 신호를 복원하는 FM 검파기와, 위상이 Locking되면 Lock 검출신호를 발생시키는 RX,TX 2단의 PLL과, RX 발진주파수를 생성하는 RX VCO와, TX 발진주파수를 생성하는 TX VCO와, 주파수 신호의 전력을 증폭하여 송신하는 송신부로 구성된 휴대폰의 RF-모듈에 있어서,

RX PLL 스위치와; 수신부 스위치와; TX PLL 스위치와; 송신부 스위치와; 수신대기 상태에서 상기 스위치들을 제어하여 개페하는 마이크로 프로세서;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 RX PLL, 수신부, TX PLL, 송신부의 동작을 세밀히 구분하여 동작하는 소자들에 대해 전원을 인가함으로써 밧데리의 사용시간을 늘릴 수 있다.

Description

ＲＦ­모듈의 전원 인가장치

본 발명은 RF-모듈의 전원 인가장치에 관한 것으로, 휴대폰의 수신대기 상태에서 PLL(Phase Locked Loop: 위상 동기 루프)의 Lock 검출신호를 4개의 반도체소자를 이용한 스위치의 제어신호로 사용하여 동작이 필요하지 않는 소자의 전원을 차단함으로써, 휴대폰 밧데리의 사용시간을 증가시키기 위한 RF-모듈의 전원 인가장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰은 일정한 주파수 간격으로 설정된 많은 채널(Channel)중 하나를 지정하여 통신을 하는데, 이 때 운용 주파수 대역내의 비어있는 채널중에서 송신채널과 수신채널을 각각 할당한다. 그러므로 채널 할당에 따라 일정한 주파수 간격으로 출력주파수를 CPU의 제어하에 가변할 수 있는 PLL 주파수 합성기(Synthesizer)가 채택되고 있다.

PLL 주파수 합성기를 이용하여 단계적으로 채널을 변환하여 수신되는 채널을 찾아서 통신을 하는 휴대폰에서 RF-모듈에 인가되는 DC 전원은 통화상태일 경우, 송신단과 수신단에 DC 전원을 인가하고, 대기상태(즉, 수신단만 동작하는 상태)에서는 송신단에 전원을 공급하지 않는 방법을 사용하고 있는데, 이는 기타 무선전화기에서도 적용된다.

그러나, 종래의 RF-모듈의 전원 공급방법은 PLL(위상 동기 루프)을 이용한 주파수 합성기의 Locking 시간 동안에도 RF-모듈의 다른 소자들에서 불필요하게 전력이 소모되고 있으며, 또한 수신 신호가 없을 때에도 PLL을 이용한 주파수 합성기가 계속 동작하여 전력이 낭비되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 이같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 PLL의 Lock 검출신호를 스위치의 제어신호로 사용하여 불필요소자의 전원공급을 차단함으로써, 휴대폰 밧데리의 사용시간을 증가시키는 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전파의 방사와 흡수를 위해 설치한 안테나와, 상호 간섭하지 않고 효율적인 송수신 전환을 하는 듀플렉서와, 수신되는 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 수신부와, 중간 주파수 신호를 원래의 신호로 복원하는 FM 검파기와, 위상이 Locking되면 Lock 검출신호를 발생시키는 RX,TX 2단의 PLL과, RX 발진주파수를 생성하여 2체배하는 RX VCO와, TX 발진주파수를 생성하여 2체배하는 TX VCO와, 주파수 신호의 전력을 증폭하여 송신하는 송신부로 구성된 휴대폰의 RF-모듈에 있어서,

RX PLL 스위치와; 수신부 스위치와; TX PLL 스위치와; 송신부 스위치와; 수신대기 상태에서 상기 스위치들을 제어하여 개폐하는 마이크로 프로세서;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 RX PLL, 수신부, TX PLL, 송신부의 동작을 세밀히 구분하여 동작하는 소자들에 대해 전원을 인가함으로써 밧데리의 사용시간을 늘릴 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 RF-모듈의 전원 인가장치의 구성도.

도 2는 수신블록의 상세한 구성도.

도 3은 송신블록의 상세한 구성도.

도 4는 PLL에 대한 상세한 동작과 Lock 검출신호를 설명하기 위한 구성도.

도 5는 RF-모듈의 구성소자에 연결된 스위치의 동작을 보여주는 타이밍 챠트.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10: 안테나 20: 듀플렉서

30: 수신부 40: FM 검파기

50: PLL 60: RX VCO

70: TX VCO 80: 송신부

91: RX PLL 스위치 92: 수신부 스위치

93: TX PLL 스위치 94: 송신부 스위치

100: 마이크로 프로세서

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명한다.

도 1은 휴대폰 RF-모듈의 각 회로 소자들에 DC전원이 인가되는 장치를 도시한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이 RF-모듈의 전원 인가장치는 안테나(10)와, 송수신 전환을 시키는 듀플렉서(20)와, 중간 주파수 신호를 만들어내는 수신부(30)와, 중간 주파수 신호를 원래의 신호로 복원하는 FM 검파기(40)와, Lock 검출신호를 발생시키는 RX,TX 2단의 PLL(50)과, RX 발진주파수를 생성하는 RX VCO(60)와, TX 발진주파수를 생성하는 TX VCO(70)와, 송신주파수 신호의 전력을 증폭하여 송신하는 송신부(80)와, RX PLL 스위치(91)와, 수신부 스위치(92)와, TX PLL 스위치(93)와, 송신부 스위치(94)와, 스위치(91,92,93,94)를 개페하는 마이크로 프로세서(100)를 구비한다.

도 2는 중간 주파수를 만들어내는 상기 수신부(30)를 상세하게 도시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이 수신부(30)는 로우 노이즈를 유발하는 LNA(Low Noise Amplifier)(31)와, 특정대역의 신호만을 통과시켜 노이즈를 제거하는 BPF(Band Pass Filter)(32,34,35)와, 두 신호의 차이만큼의 신호를 발생시키는 믹서(33,37)와, 증폭기(36)와, 기준 발진주파수를 발생시키는 기준 발진기(38)를 구비한다.

상기와 같이 구비된 수신부(30)의 동작을 설명하면, 수신된 캐리어 주파수가 LNA(31)와 BPF(32)를 거쳐 믹서(33)로 들어오고 이 수신 캐리어 주파수보다 제 1차 중간 주파수만큼 높은 제 1차 국부 발진주파수를 BPF(34)를 거쳐 믹서(33)로 입력되면, 믹서(33)는 수신 캐리어 주파수와 제 1차 국부 발진주파수의 차이만큼 차이가 나는 제 1차 중간 주파수를 만들어 이를 BPF(35)와 증폭기(36)를 거쳐 믹서(37)로 기준 발진기(38)의 기준 발진주파수와 함께 입력하여 여기서 제 2차 중간 주파수를 만들어낸다.

도 3은 송신되는 주파수 신호의 전력을 증폭하는 송신부(80)를 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이 송신부(80)는 증폭기(81,82)와, 전력을 증폭하는PA(Power Amplifier)(83)와, BPF(84)를 구비한다.

상기와 같이 구비된 송신부(80)는 TX VCO(70)에서 출력되는 송신 캐리어 주파수를 PA(83)에서 전력을 증폭한 다음 BPF(84)에서 노이즈를 제거한 후 듀플렉서(20)로 출력한다.

도 4는 수신대기 상태에서 채널이 전환되면서 Lock 검출신를 발생하는 PLL(50)을 도시한 것이다.

도 4에 도시한 바와 같이 PLL(50)은 1/M로 분주하는 프리스케일러(Prescaler)(51a,51b)와, 1/N로 분주하는 분주기(Divider)(52a,52b)와, 위상 검출기(53a,53b)와, Lock 검출신호를 발생시키는 Lock 검출기(54a,54b)와, 제어회로(55)를 구비한다.

상기와 같이 구비된 PLL(50)의 동작을 설명한다.

PLL(50)이 RX단은 RX VCO(60)에서 만들어지는 발진주파수가 피드백되어 프리스케일러(51a)로 들어오면 프리스케일러(51a)에서 발진주파수가 1/M로 분주되고 분주기(52a)에서는 1/N로 분주된 발진주파수와 기준 발진기(38)의 기준 발진주파수가 함께 위상 검출기(53b)로 인가되어 두신호의 위상이 맞추어진 후 RX VCO(60)로 출력되는데, 이 때 Lock 검출기(54a)는 제어회로(55)의 제어하에 위상 검출기(53a)가 위상 Lock된 상태를 검출하여 Lock 검출신호(Detection Signal)를 발생시킨다. 상기 분주기(52a)는 제어회로(55)에 의해 분주계수 N이 가변되어 단계적으로 채널을 변화시킨다.

한편, PLL(50)의 TX단은 제어회로(55)에 의해 분주기(52b)의 분주계수가 RX단과 같은 값으로 제어되어 위상 검출기(53b)에서 기준 발진주파수와 동위상의 분주된 발진주파수를 출력하여 TX VCO(70)에서 송신부(80)로 변화된 발진주파수를 출력하면서, Lock 검출기(54b)에서 Lock 검출신호를 발생시킨다.

도 1에 도시한 RF-모듈의 전원 인가장치의 동작을 도 2내지 도 4를 참조하여 설명한다.

RX PLL 스위치(91)가 마이크로 프로세서(100)의 제어하에 일정 간격으로 온오프되면 스위치(91) 온 상태에서 PLL(50)의 RX단은 RX VCO(60)의 발진주파수를 분주한 후 위상 검출기(53a)에서 기준 발진주파수와 동위상의 분주된 발진주파수를 RX VCO(60)로 출력하여 수신부(30)로 변화된 VCO 발진주파수를 출력하고, Lock 검출기(54a)에서 Lock 검출신호를 마이크로 프로세서(100)로 출력한다. 이 때 Lock 검출기(54a)가 하이레벨로 마크된 검출신호를 내보내면 마이크로 프로세서(100)는 수신부 스위치(92)를 온시키어 수신부(30)를 구동한다.

안테나(10)로 수신되는 신호가 듀플렉서(20)를 거쳐 들어오면 수신부(30)는 이 신호와 VCO 발진주파수를 믹서(33)에서 두신호의 차이만큼의 제 1차 중간 주파수로 변환하여 측파대 신호를 제거한 다음 믹서(37)에서 기준 발진주파수와 합하여 제 2차 중간 주파수를 만들어낸 다음 FM 검파기(40)로 출력하면, FM 검파기(40)는 제 2차 중간 주파수에서 캐리어 신호를 제거하여 원래의 정보를 가지는 신호를 복원하는 한편 C/S신호와 수신전계세기신호(RSSI)를 발생시켜 마이크로 프로세서(100)로 입력한다.

상기 수신전계세기신호(RSSI)가 기준세기 이상으로 마크되어 입력되면 마이크로 프로세서(100)는 TX PLL 스위치(93)를 온 시키어 PLL(50)의 TX단과 TX VCO를 구동하여 PLL(50)의 RX과 같은 채널을 사용할 수 있는 VCO 발진주파수를 발생시킨 다음, Lock 검출기(54b)에서 하이레벨로 마크된 Lock 검출신호가 입력되면 송신부 스위치(94)를 온 시키어 송신부(80)를 구동한다. 이 때 송신부(80)는 입력되는 변조신호를 증폭시킨 다음 PA(83)에서 전력을 증폭하여 듀플렉서(20)를 거쳐 안테나(10)에서 송신을 한다.

도 5는 수신신호에 따른 RF-모듈에 연결된 각 스위치의 동작과 PLL로 입력되는 파형을 타이밍 챠트로 도시한 것이다.

㉧은 휴대폰의 안테나로 흡수되는 수신신호의 파형을 보여주는 것이고, ①은 RX PLL 스위치(91)가 온 상태일 때 PLL의 제어회로(55)로 입력되는 클락신호와 데이타신호와 CE(Clock Enable)신호의 파형을 보여준 것이고, ②는 RX PLL의 Lock 검출신호(즉, 수신부 스위치신호)의 파형을 보여준 것이고, ③은 TX PLL 스위치(93)가 온 상태일 때 PLL의 제어회로(55)로 입력되는 클락신호와 데이타신호와 CE(Clock Enable)신호의 파형을 보여준 것이고, ④는 TX PLL의 Lock 검출신호(즉, 송신부 스위치신호)의 파형을 보여준 것이다.

도 1에 도시한 RF-모듈의 전원 인가장치의 일 실시예를 도 5를 참조하여 설명한다.

휴대폰의 수신대기 상태에서 RX PLL 스위치(91)는 ①과 같은 온오프 동작을 일정시간 간격으로 반복하여 채널을 전환하는데, 스위치 온 상태에서 PLL(50)의 RX단은 ②와 같은 파형의 Lock 검출신호를 내보내고, 수신부 스위치(92)는 Lock 검출신호가 하이레벨로 마크된 부분에서는 구동하여 수신부(30)에 전원을 인가하는 동작을 RX PLL 스위치(91)와 같이 반복한다.

상기 동작중에 ㉧과 같은 수신신호가 수신부(30)에 들어오면 FM 검파기(40)에서 수신전계세기신호(RSSI)를 발생하는데, 이 신호가 기준세기 이상이라면 마이크로 프로세서(100)는 ③과 같이 TX PLL 스위치(93)를 온 시키고, 이 때 PLL(50)의 TX단은 ④와 같은 Lock 검출신호를 내보내고, 송신부 스위치(94)도 Lock 검출신호가 하이레벨로 마크된 부분에서 구동하여 송신부(80)에 전원을 인가하여 통신이 이루어진다.

본 발명은 RX PLL, 수신부, TX PLL, 송신부의 동작을 세밀히 구분하여 동작하지 않는 소자들에 대한 전원 공급을 차단함으로써, 휴대폰 밧데리의 사용시간을 증가시킬 수 있다. 또한, PLL의 Lock 검출신호를 스위치의 제어신호로 사용함으로 지연시간의 영향을 거의 받지않게 스위치를 개페할 수 있다.

Claims (3)

1. 주파수 신호의 방사와 흡수를 위해 공중에 설치한 도체인 안테나(10)와, 상기 안테나(10)와 연결되어 주파수 신호가 상호 간섭하지 않게 효율적으로 송수신 전환을 시키는 듀플렉서(20)와, 수신된 주파수 신호와 VCO주파수 신호를 합쳐 그 차이만큼의 신호를 발생시킨 다음 이 신호를 국부 발진주파수에 동조시켜 중간 주파수 신호로 변환하는 수신부(30)와, 상기 수신부(30)에서 중간 주파수 신호가 입력되면 이 중간 주파수 신호를 원래의 신호로 복원하며, C/S신호와 수신전계세기신호를 발생시키는 FM 검파기(40)와, 외부의 제어신호에 따라 VCO주파수를 분주한 뒤 위상을 디텍트하여 임의의 주파수를 발생시키기 위한 신호와, 디텍트된 위상이 Locking되면 Lock 검출신호를 발생시키는 RX,TX 2단의 PLL(50)과, 상기 PLL(50)과 연결되어 RX 발진주파수를 생성하여 2체배하는 RX VCO(60)와, 상기 PLL(50)과 연결되어 TX 발진주파수를 생성하여 2체배하는 TX VCO(70)와, 상기 TX VCO(70)에서 생성된 주파수 신호의 전력을 증폭하여 송신하는 송신부(80)로 구성된 휴대폰의 RF-모듈에 있어서,

   PLL(50)의 RX단과 RX VCO(60)로 인가되는 DC전압을 개폐하는 RX PLL 스위치(91)와; 수신부(30)와 FM 검파기(40)로 인가되는 DC전압을 개폐하는 수신부 스위치(92)와; PLL(50)의 TX단과 TX VCO(70)로 인가되는 DC전압을 개폐하는 TX PLL 스위치(93)와; 송신부(80)로 인가되는 DC전압을 개폐하는 송신부 스위치(94)와; 수신대기 상태에서 상기 RX PLL 스위치(91)를 일정 간격으로 개폐를 반복하고, PLL(50)의 Lock 검출신호에 따라 상기 수신부 스위치(92)를 개폐하며, FM 검파기(40)의 수신전계세기신호의 세기에 따라 상기 TX PLL 스위치(93)와 송신부 스위치(94)를 개페하는 마이크로 프로세서(100);를 구비하는 RF-모듈의 전원 인가장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 수신부 스위치(92)와 상기 송신부 스위치(94)는 상기 PLL(50)의 RX와 TX의 Lock 검출신호를 제어신호로 사용하는 것을 특징으로 하는 RF-모듈의 전원 인가장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치(91,92,93,94)는 반도체소자를 이용하여 지연시간이 거의 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 RF-모듈의 전원 인가장치.