KR100281111B1 - 신호발생회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2가지 이상의 주파수 대역을 사용하는 단말기에 모두 적용할 수 있도록 한 신호 발생회로에 관한 것으로서, 코일, 복수개의 버랙터 다이오드, 복수개의 컨덴서, 직렬로 연결되는 제 1, 제 2 저항으로 구성되어 커패시턴스 및 인덕턴스를 출력하는 전압회로와, 상기 전압회로의 제 1, 제 2 저항 사이에 연결되는 외부 PLL 회로와, 상기 전압회로의 커패시턴스 및 인덕턴스를 받아 공진주파수를 발생하여 외부 PLL회로에 인가하는 오실레이터 오실레이터와, 상기 전압회로에서 오실레이터로 인가되는 커패시턴스 및 인덕턴스의 두 라인에 각각 드레인 단자가 연결되는 제 1, 제 2 트랜지스터와, 상기 제 1, 제 2 트랜지스터의 드레인과 접지단자사이에 연결되는 제 1, 제 2 컨덴서와, 그리고 상기 제 1, 제 2 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제어입력 신호를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

신호 발생회로{SINGAL GENERATOR}

본 발명은 신호 발생회로에 관한 것으로, 특히 2가지 이상의 주파수 대역을 사용하는 단말기에 모두 적용할 수 있도록 한 신호 발생회로에 관한 것이다.

일반적으로 전자회로를 구성하는데 있어서 신호 발생회로는 CR 발진회로, LC 발진회로, 수정 발진회로라고 하는 기본적인 것부터 디지탈 회로의 클럭회로나 여러 가지 주파수를 발생할 수 있는 주파수 신시사이저 등 많은 종류가 있다.

수십년 전까지 자동차용 스테레오나 카세트 라디오의 튜너 부분에는 주로 LC 발진회로가 사용되고 있었다. 이 때문에 주파수의 안정성이 나쁘고, 시간이 지나면 변동하기도 하며, 주파수의 설정도 가변 콘덴서를 사용하여 아날로그로 하고 있었다.

그러나 현재는 주파수를 디지털로 설정할 수 있는 것이 대부분을 차지하고 있다. 이것은 주파수의 안정성이 좋고, 주파수의 설정을 쉽게 할 수 있는 PLL 주파수 신시사이저를 사용할 수 있게 되었기 때문이다.

이 외에 트랜시버에서는 수정 발진회로를 다수 사용하여 전환하고 있던 것을 PLL 주파수 수신사이저로 치환함으로써 저가격으로 다채널을 실현하고 있다.

이 PLL이라는 기술이 새로운 기술이라고 생각하지만, 그 역사는 상당히 오래되어 1930년대에는 동기 검파식 라디오 수신기로 이미 연구되고 있었다.

그러나 PLL 회로를 구성하기 위해서는 많은 부품을 필요로 했기 때문에 좀처럼 보급되지 않았다.

현재는 IC 기술의 급속한 진보 덕분으로 PLL용 IC도 저가격으로 입수할 수 있게 되어 TV, 라디오, 스테레오 등의 민수기기, 모터의 속도 제어나 근년에 급속히 보급되고 있는 무선 전화 등에 널리 사용되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 신호 발생회로를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 신호 발생회로를 나타낸 회로도이다.

도 1에 도시한 바와같이 코일(L), 버랙터 다이오드(Varactor Diode)(VD₁, VD₂), 복수개의 컨덴서(C₁, C₂, C₃), 직렬로 연결되는 저항(R₁, R₂)으로 구성되어 커패시턴스 및 인덕턴스를 출력하는 전압회로(11)와, 상기 전압회로(11)의 저항(R₁, R₂)사이에 연결되는 외부 PLL(Phase Locked Loop) 회로(12)와, 상기 전압회로(11)의 커패시턴스와 인덕턴스를 받아 공진주파수를 발생하여 외부 PLL 회로(12)에 인가하는 오실레이터(Oscillator)(13)로 구성된다.

여기서 상기 오실레이터(13)는 반도체 IC(14)의 내부에 구성된다.

상기와 구성된 종래의 신호 발생회로의 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)에 인가되는 역방향 전압에 따라 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)의 커패시턴스(Capacitance) 값이 달라져 오실레이터(13)에 인가되는 커패시턴스와 인덕턴스(Inductance)값의 공진주파수가 생겨 발진이 일어나게 된다.

한편, 공진 주파수 f_0는 다음식으로 계산된다.

(여기서 C는 토탈 커패시턴스, L은 코일의 리액턴스)이다.

그리고 토탈 커패시턴스는 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)의 커패시턴스 Cv는 오실레이터(13)의 공진 주파수 f_0가 외부 PLL 회로(12)에 인가되면, 상기 외부 PLL 회로(12)내부의 프리스칼라(Prescaller)와 위상 디텍터(Phase Detector) 등을 거쳐 출력으로서 DC 전압을 저항(R₁, R₂)을 거쳐 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)에 인가된다.

도 2는 토탈 커패시턴스를 계산하기 위하여 반도체 IC의 기생 커패시턴스까지 고려한 등가회로도이다.

도 2의 등가회로도에 의한 토탈 커패시턴스는

(여기서, Cpp는 핀(Pin)에서 핀(Pin)의 커패시턴스이고, C_PG는 핀(Pin)에서 그라운드(Ground)의 커패시턴스이다).

그러나 상기와 같은 신호 발생회로에 있어서 주파수 대역폭(Band width)이 좁아 공진 주파수가 일정한 주파수 대역에 고정되어 버리는 문제점이 있었다.

즉, 한국형 셀룰러 폰(Cellular Phone)에서 중간 주파수(Intergrated Frequency : IF)는 85.38MHz로서 탱크 오실레이터는 2배의 주파수를 발진시키는데 170.76MHz의 공진 주파수를 갖는다.

따라서 PCS 폰에서는 중간 주파수(IF)가 210.38MHz로서 공진 주파수는 420.76MHz가 필요하므로 두 모드(셀룰러 폰과 PCS 폰) 겸용을 만들 수가 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 이동통신 단말기상에서 2개 이상의 주파수 대역을 사용하는 단말기에 모두 적용할 수 있도록 한 신호 발생회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 신호 발생회로를 나타낸 회로도

도 2는 토탈 커패시턴스를 계산하기 위하여 반도체 IC의 기생 커패시턴스까지 고려한 등가회로도

도 3은 본 발명에 의한 신호 발생회로를 나타낸 회로도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 전압회로 22 : 외부 PLL 회로

23 : 오실레이터 24,25 : 트랜지스터

26,27 : 컨덴서 28 : 반도체 IC

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 신호 발생회로는 코일, 복수개의 버랙터 다이오드, 복수개의 컨덴서, 직렬로 연결되는 제 1, 제 2 저항으로 구성되어 커패시턴스 및 인덕턴스를 출력하는 전압회로와, 상기 전압회로의 제 1, 제 2 저항 사이에 연결되는 외부 PLL 회로와, 상기 전압회로의 커패시턴스 및 인덕턴스를 받아 공진주파수를 발생하여 외부 PLL회로에 인가하는 오실레이터 오실레이터와, 상기 전압회로에서 오실레이터로 인가되는 커패시턴스 및 인덕턴스의 두 라인에 각각 드레인 단자가 연결되는 제 1, 제 2 트랜지스터와, 상기 제 1, 제 2 트랜지스터의 드레인과 접지단자사이에 연결되는 제 1, 제 2 컨덴서와, 그리고 상기 제 1, 제 2 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제어입력 신호를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 신호 발생회로를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 신호 발생회로를 나타낸 회로도이다.

도 3에 도시한 바와같이 코일(L), 버랙터 다이오드(Varactor Diode)(VD₁, VD₂), 복수개의 컨덴서(C₁, C₂, C₃), 직렬로 연결되는 저항(R₁, R₂)으로 구성되어 커패시턴스 및 인덕턴스를 출력하는 전압회로(21)와, 상기 전압회로(21)의 저항(R₁, R₂) 사이에 연결되는 외부 PLL(Phase Locked Loop) 회로(22)와, 상기 전압회로(21)의 커패시턴스 및 인덕턴스를 받아 공진주파수를 발생하여 외부 PLL 회로(22)에 인가하는 오실레이터(Oscillator)(23)와, 상기 전압회로(21)에서 오실레이터(23)로 인가되는 커패시턴스 및 인덕턴스의 두 라인에 각각 드레인 단자가 연결되는 제 1, 제 2 트랜지스터(24,25)와, 상기 제 1, 제 2 트랜지스터(24,25)의 드레인과 접지단자사이에 연결되는 제 1, 제 2 컨덴서(26,27)와, 상기 제 1, 제 2 트랜지스터(24,25)의 게이트 단자에 인가되는 제어입력 신호(PCS)(28)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 오실레이터(23) 및 제 1, 제 2 트랜지스터(24,25) 그리고 제 1,제 2 컨덴서(26,27)는 반도체 IC(28)의 내부에 구성된다.

상기와 같이 구성된 신호 발생회로는 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)에 인가되는 역방향 전압에 따라 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)의 커패시턴스(Capacitance) 값이 달라져 오실레이터(23)에 인가되는 커패시턴스와 인덕턴스(Inductance)값의 공진주파수가 생겨 발진이 일어나게 된다.

한편, 공진 주파수

(여기서 C는 토탈 커패시턴스, L은 코일)로서 높은 공진 주파수는 높은 공진 주파수를 갖도록 L과 C를 정한다.

그리고 토탈 커패시턴스는 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)의 커패시턴스 Cv는 오실레이터(23)의 공진 주파수 f_0가 외부 PLL 회로(22)에 인가되면, 상기 외부 PLL 회로(22)내부의 프리스칼라(Prescaller)와 위상 디텍터(Phase Detector) 등을 거쳐 출력으로서 DC 전압을 저항(R₁, R₂)을 거쳐 버랙터 다이오드(VD₁, VD₂)에 인가된다.

한편, 반도체 IC(28) 내부의 제 1, 제 2 컨덴서(26,27)는 낮은 공진 주파수에 맞도록 커패시턴스의 값을 미리 세팅(Setting)된다.

그리고 제어 입력신호 PCS는 로직 레벨(Logic Level)이 하이(High)일 때 낮은 대역의 주파수를 선택하고, 로직 레벨이 로우(Low)일 때 높은 대역의 주파수를 선택한다.

예를 들면, 공진 주파수

이면,

먼저, 제어 입력신호 PCS가 High일 때 토탈 커패시턴스 C는

이고,

그리고 제어 입력신호 PCS가 Low일 때 토탈 커패시턴스 C는

이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 신호 발생회로에 있어서 하나의 LC 시정수 값으로 2가지 이상의 중간 주파수(IF) 선택이 가능하기 때문에 셀룰러 폰과 PCS 폰등의 겸용 이동통신 단말기를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 코일, 복수개의 버랙터 다이오드, 복수개의 컨덴서, 직렬로 연결되는 제 1, 제 2 저항으로 구성되어 커패시턴스 및 인덕턴스 값을 조정하여 출력하는 조정회로와,

   상기 조정회로의 제 1, 제 2 저항 사이에 연결되는 외부 PLL 회로와,

   상기 조정회로의 커패시턴스 및 인덕턴스 값을 받아 공진주파수를 발생하여 외부 PLL회로에 인가하는 오실레이터와,

   상기 조정회로에서 오실레이터로 인가되는 커패시턴스 및 인덕턴스의 두 라인에 각각 드레인 단자가 연결되는 제 1, 제 2 트랜지스터와,

   상기 제 1, 제 2 트랜지스터의 드레인과 접지단자사이에 연결되는 제 1, 제 2 컨덴서와, 그리고

   상기 제 1, 제 2 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제어입력 신호를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 신호 발생회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1, 제 2 컨덴서는 낮은 공진 주파수에 맞도록 커패시턴스의 값을 미리 세팅됨을 특징으로 하는 신호 발생회로.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오실레이터 및 제 1, 제 2 트랜지스터 그리고 제 1, 제 2 컨덴서는 반도체 IC의 내부에 구성함을 특징으로 하는 신호 발생회로.

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