KR100286230B1 - 발진기간 출력절체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개 발진기의 출력을 절체할 때 절체용 발진기를 사용하여 하나의 발진기에 오류가 발생하면 위상점프가 발생하지 않도록 주파수를 합성하여 출력시키기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 이중화 시간주파수 공급장치로 주파수를 공급하는 제1 및 제2 메인발진부와, 이중화된 제1 메인발진부 또는 제2 메인발진부의 절체가 요구되면 절체가 요구된 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력한 다음 절체용발진부의 주파수만을 출력시킨 후 절체하고자 하는 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력하는 발진절체부로 구성되어, 정확한 주파수를 발생하는 장치의 이중화시 걸림돌이 되는 위상차이의 극복을 주파수 정확도를 저하시키지 않고 구현할 수 있게 되는 것이다.

Description

발진기간 출력절체 장치

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access, 부호 분할 다원 접속)용 이중화 시간주파수 공급장치의 발진기간 출력절체에 관한 것으로, 특히 두 개 발진기의 출력을 절체할 때 절체용 발진기를 사용하여 하나의 발진기에 오류가 발생하면 위상점프가 발생하지 않도록 주파수를 합성하여 출력시키는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이중화 시간주파수 공급장치는 GPS(Global Positioning System, 전지구 측위 시스템) 위성으로부터 시각정보와 위성정보를 수신하여, 발진기(Oscillator)에서 나오는 신호와 GPS 수신기에서 발생하는 1PPS(Pulse Per Second, 1초에 1회 펄스 발생) 신호를 비교 분석하여, 즉 일종의 PLL(Phase Locked Loop, 위상동기루프)를 수행하여 매우 정밀한 10MHz 신호와 1PPS 신호 및 TOD(Time of Day)를 발생시켜, CDMA 시스템에 기준 클럭을 공급하도록 동작한다. 그리고 사용자가 CDMA 용 이중화 시간주파수 공급장치의 현재 상태를 볼 수 있도록 LCD(Liquid Crystal Display, 액정 디스플레이)를 사용하고 있다. LCD에는 현재의 시각과 시각모드, 현재의 위치 및 출력되는 10MHz의 상대주파수 오차를 디스플레이하게 된다.

도1은 종래 발진기간 출력절체 장치의 블록구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 이중화 시간주파수 공급장치로 주파수를 공급하는 제1 및 제2 메인발진부(1)(2)와; 상기 제1 메인발진부(1) 또는 제2 메인발진부(2)의 오류여부에 따라 절체되어 하나의 메인발진부 출력을 이중화 시간주파수 공급장치로 공급하는 스위치부(3)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래의 발진기간 출력절체 장치의 동작을 도2에 도시된 각 블록의 출력파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1 메인발진부(1)가 정상동작할 때는 스위치부(3)가 제1 메인발진부(1)를 이중화 시간주파수 공급장치와 연결시켜 제1 메인발진부의 출력이 이중화 시간주파수 공급장치로 공급되었다. 그리고 제2 메인발진부(2)에서 이중화 시간주파수 공급장치로 주파수를 공급할 때도 제2 메인발진부(2)가 정상동작하면 스위치부(3)는 제2 메인발진부(2)를 이중화 시간주파수 공급장치와 연결시켜 제2 메인발진부(2)의 주파수를 이중화 시간주파수 공급장치로 공급하였다.

여기서 제2 메인발진부(2)에서 이중화 시간주파수 공급장치로 주파수를 공급할 때, 제2 메인발진부(2)에 오류가 발생하면 스위치부(3)는 즉각적으로 반대편의 제1 메인발진부(1)로 절체하여 제1 메인발진부(1)의 주파수를 이중화 시간주파수 공급장치로 공급하도록 동작되었다.

그러나 종래의 장치는 출력에 문제가 있을 경우 즉각적으로 반대편으로 절체하기 때문에 큰 위상점프가 발생하여, 위상점프를 허용하지 않는 시스템에서는 사용하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 두 개 발진기의 출력을 절체할 때 절체용 발진기를 사용하여 하나의 발진기에 오류가 발생하면 위상점프가 발생하지 않도록 주파수를 합성하여 출력시키는 발진기간 출력절체 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 발진기간 출력절체 장치는,

이중화 시간주파수 공급장치로 주파수를 공급하는 제1 및 제2 메인발진부와; 상기 이중화된 제1 메인발진부 또는 제2 메인발진부의 절체가 요구되면 절체가 요구된 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력한 다음 절체용발진부의 주파수만을 출력시킨 후 절체하고자 하는 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력하는 발진절체부로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

도 1은 종래 발진기간 출력절체 장치의 블록구성도,

도 2는 도1에서 각 블록의 출력을 보인 파형도,

도 3은 본 발명에 의한 발진기간 출력절체 장치의 블록구성도,

도 4는 도3에서 각 블록의 출력을 보인 파형도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10, 20: 제1 및 제2 메인발진부 30: 발진절체부

31, 32: 제1 및 제2 비교부 33: 절체용발진부

34, 35: 제1 및 제2 오류검출부 36: 스위치부

37 - 39: 제1 내지 제3 스위치

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 발진기간 출력절체 장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 의한 발진기간 출력절체 장치의 블록구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 이중화 시간주파수 공급장치로 주파수를 공급하는 제1 및 제2 메인발진부(10)(20)와; 상기 이중화된 제1 메인발진부(10) 또는 제2 메인발진부(20)의 절체가 요구되면 절체가 요구된 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력한 다음 절체용발진부의 주파수만을 출력시킨 후 절체하고자 하는 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력하는 발진절체부(30)로 구성된다.

상기에서 발진절체부(30)는, 상기 제1 및 제2 메인발진부(10)(20)에서 입력되는 주파수를 각각 비교하는 제1 및 제2 비교부(31)(32)와; 상기 제1 및 제2 비교부(31)(32)의 발진주파수 제어신호에 따라 내부의 발진주파수를 출력시키는 절체용발진부(33)와; 상기 제1 및 제2 메인발진부(10)(20)에서 입력되는 주파수에서 오류를 검출력하여 스위치부 절체제어 신호를 출력하는 제1 및 제2 오류검출부(34)(35)와; 복수개의 스위치(37 - 39)를 구비하여 상기 제1 및 제2 오류검출부(34)(35)의 스위치부(36) 절체제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 메인발진부(10)(20)와 절체용발진부(33)의 주파수를 출력시키는 스위치부(36)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 발진기간 출력절체 장치의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 절체 중에도 매우 높은 주파수 안정도/정확도를 유지하고 제1 메인발진부(10)와 제2 메인발진부(20)가 동일 주파수를 발생하며 정확도가 매우 높을 경우 절체 중에도 메인발진부와 동일하거나 나은 사양의 출력정확도를 유지하기 위한 것이다.

그래서 제1 메인발진부(10)의 출력이 정상일 때 제1 및 제3 스위치(37)(39)에 의해 제1 메인발진부(10)의 출력이 발진절체부(30)의 최종출력이 된다. 그리고 절체용발진부(33)는 제1 비교부(31)에 의해 제1 메인발진부(10)와 동기되어 있다.

이러한 정상적인 동작상태에서 제1 메인발진부(10)의 출력이, 도4에서와 같이, 중간에 사라져 제1 메인발진부(10)에 오류가 발생하면, 제1 오류검출부(34)는 제1 메인발진부(10)의 출력이 즉각적으로 사라짐을 검출하여 스위치부(36)로 스위치부 절체제어신호를 출력한다. 그러면 제1 내지 제3 스위치(36)의 스위칭동작에 의해 절체용발진부(33)의 주파수가 발진절체부(30)의 최종출력으로 출력되게 된다.

그리고 이 순간부터 절체용발진부(33)는 제2 메인발진부(20)의 출력과 동기되기 위해 제2 비교부(32)의 발진주파수 제어에 따라 움직이며, 이 동작은 주파수 오류를 최소화하기 위해 오랫동안 계속 되어진다.

이에 따라 제2 비교부(32)에서 비교하여 절체용발진부(33)의 출력이 제2 메인발진부(20)의 출력과 일치되면, 제2 및 제3 스위치(38)(39)가 절체되어 제2 메인발진부(20)의 출력이 발진절체부(30)의 최종출력으로 출력되게 한다.

만일 2개의 입력(제1 및 제2 메인발진부(10)(20))이 2E-11 보다 작은 주파수오류를 가지고 있으며, 2개의 위상차가 160°이고 주파수가 10MHz라면 2개의 출력 펄스 중 상승 시점의 차이는,

360°: 10^-7sec = 160°: x

가 된다. 그리고 절체용발진부(33)가 이 시간동안 2E-11 이내의 오차를 가지고 제1 메인발진부(10)에서 제2 메인발진부(20)로 위상을 일치시키고자 한다면 최대 2E-11 만큼 주파수가 느려져야 하는데, 이 때의 절체용발진부(33)의 주파수는,

,

절체용발진부의 주파수 = 10⁷-2×10^-4Hz

가 된다. 또한 절체용발진부(33)가 10MHz보다 44.4nsec 위상이 앞서서 출발할 때 위상이 일치하는 시점은,

x=2.22×10¹⁰주기

가 된다. 그래서 1 주기가 100nsec이므로 2.22×10¹⁰에 1E-7을 곱하면,

이 됨을 알 수 있다.

즉, 절체용발진부(33)가 제2 메인발진부(20)(정확히 10MHz라고 가정) 보다 44.4nsec 위상이 앞서서 출발할 때 37분이 경과되어야 두 발진기의 위상이 일치하게 되는 것이다.

이처럼 본 발명은 두 개 발진기의 출력을 절체할 때 절체용 발진기를 사용하여 하나의 발진기에 오류가 발생하면 위상점프가 발생하지 않도록 주파수를 합성하여 출력시키게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 발진기간 출력절체 장치는 정확한 주파수를 발생하는 장치의 이중화시 걸림돌이 되는 위상차이의 극복을 주파수 정확도를 저하시키지 않고 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 이중화 시간주파수 공급장치로 주파수를 공급하는 제1 및 제2 메인발진부와;

   상기 이중화된 제1 메인발진부 또는 제2 메인발진부의 절체가 요구되면 절체가 요구된 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력한 다음 절체용발진부의 주파수만을 출력시킨 후 절체하고자 하는 메인발진부와 위상동기된 주파수를 출력하는 발진절체부로 구성된 것을 특징으로 하는 발진기간 출력절체 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발진절체부는,

   상기 제1 및 제2 메인발진부에서 입력되는 주파수를 각각 비교하는 제1 및 제2 비교부와;

   상기 제1 및 제2 비교부의 발진주파수 제어신호에 따라 내부의 발진주파수를 출력시키는 절체용발진부와;

   상기 제1 및 제2 메인발진부에서 입력되는 주파수에서 오류를 검출력하여 스위치부 절체제어 신호를 출력하는 제1 및 제2 오류검출부와;

   복수개의 스위치를 구비하여 상기 제1 및 제2 오류검출부의 스위치부 절체제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 메인발진부와 절체용발진부의 주파수를 출력시키는 스위치부로 구성된 것을 특징으로 하는 발진기간 출력절체 장치.

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