KR100357673B1 - 전자장치내의발진기로부터의간섭을감소시키는방법 - Google Patents

전자장치내의발진기로부터의간섭을감소시키는방법 Download PDF

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Abstract

기준 발진기, 및 수신기 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 기준 신호를 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에 있어서, 기준 발진기는 간섭부에 기준 발진 신호를 공급하여 기준 발진 신호로부터 간섭 신호가 유도되게 하고, 수신기 대역폭내의 간섭 신호의 진폭은 감소된 캐리어 진폭 및 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조기 측파대를 갖는 각 변조 간섭 신호를 발생하기 위해 사인파 신호로 기준 발진 신호를 각 변조함으로써 감소된다. 각 변조 간섭 신호는 양호하게는 식 Jo(β) = 0의 해에 근사한 변조 지수(β)를 갖는데, 여기서 Jo은 제1 형태의 베셀 함수이다.
각 변조는 변조 간섭 신호를 발생하기 위해 사인파 신호로 기준 발진기에 직접 주파수 변조(tc)를 가한 후, 간섭부에 변조 기준 신호를 가하거나, 간섭부에 기준 발진 신호를 인가하기 전에 사인파 신호로 이 기준 발진 신호를 위상 변조함으로써 달성된다. 간섭 신호가 측정 대역폭내에 간섭 스펙트럼 성분을 갖고, 간섭 스펙트럼 성분의 진폭은 간섭 신호가 유도되는 클럭 신호를 각 변조하기 위해 톱니파형 변조 신호와 같은 결정적 비잡음 변조 신호를 사용함으로써 감소된다.

Description

전자 장치내의 발진기로부터의 간섭을 감소시키는 방법
본 발명은 전자 장치내의 발진기 및 클럭에 관한 것이고, 특히 이러한 발진기 및 클럭으로부터의 원하지 않는 전자기 방출을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
현대의 전자 장치는 클럭 및 발진기의 사용에 크게 의존하고 있다. 이러한 장치의 예는 개인용 컴퓨터, 가정용 전자제품 및 장치(현재는 일반적으로 마이크로 프로세서 및 디지탈 회로를 포함함), 전화 교환기, 무선 장치(셀룰러 전화기 포함) 및 간혹 스위칭을 이용하는 전원을 갖는 소정의 장치이다.
발진기 및 클럭의 일 특성은 전자기 에너지의 원하지 않는 방출이 발생하여, 다른 주변 장치에 대해서 뿐만 아니라 발진기 및 클럭과 동일 장치내의 주변 회로에 대해서도 문제를 발생시킬 수 있다는 것이다. 예를 들어, 무선 수신기내에서, 주변 회로내의 발진기는 의도된 수신 채널과 같은 수신기가 간섭에 민감한 주파수 또는 수퍼헤테로다인 수신기내의 중간 주파수에서 원하지 않는 신호를 방출함으로써 무선 수신기내에 간섭을 일으킬 수 있다. [본 명세서에서도 사용되었듯이, "간섭"이라는 용어는 방사된 또는 전도된 간섭임] 많은 무선 설계에서, 모든 내부적으로 사용된 발진기 주파수는 발진기의 기본 주파수, 고조파 및 저조파들에서 간섭을 발생할 수 있는, 단일의 고정밀 기준 발진기로부터 유도된 것이다. 발진기의 주파수 오차가 목적에 대하여 너무 크게 될 것이기 때문에, 이러한 간섭을 피하기 위해 발진기를 이조(detune)하는 것은 실질적이지 않거나 불가능할 것이다. 이러한 문제는 많은 다른 무선 설계뿐 아니라 셀룰라 무선 및 연관된 기지국의 경우에도 종종 나타난다.
무선 수신기내의 클럭 신호에 의해 발생된 고조파 간섭을 감소시키는 문제를 해결하는 한 공지된 방법은 1993년 11월 16일 카힐(Cahill)에게 허여된 미합중국 특허 번호 제5,263,055호에 기술되어 있다. 이 특허는 주파수 확산 신호 발생기 및 신호 변조기의 사용을 보여준다. 주파수 확산 신호는 의사난수 잡음 발생기에 의해 생성되고, 백색 잡음의 특성을 갖는다. 신호 변조기는 클럭 신호를 주파수 확산 신호로 변조하여 변조된 고조파 주파수 성분을 포함하는 변조된 클럭 신호를 발생시킨다. 이 결과는, 필터 신호와 간섭하는 고조파 주파수 성분에 대응하는 변조된 고 조파 주파수 성분의 전력 레벨이 소정의 주파수 대역폭보다 큰 주파수 대역폭에 걸쳐 확산하여 소정의 주파수 대역폭내의 변조된 고조파 성분의 전력 레벨이 감소되게 한다.
1986년 5월 l4일 공고된 일본 특허 제61-9565l호는 카힐 특허와 매우 유사한 시스템을 기술하고 있다. 무선 수신기에서, 수신기내의 타이밍 신호로서 사용되는 중심 주파수(fo)를 갖는 기준 신호는 변조 소스로부터 출력된 잡음 신호에 의해 각도 변조된다(angle moduated). 수신되는 신호의 중심 주파수가 기준 신호 주파수 (fo) 보다 충분히 큰 경우, 인터럽션을 일으키는 n번째 고조파의 주파수 스펙트럼이 넓게 확산되고 간섭은 현저하게 감소된다.
상술한 카힐 및 일본 특허에 기술된 상기 기술의 문제점은 기준 신호의 고조 파를 확산하기 위해 잡음 신호의 사용하는 것은 수신기 대역폭내의 모든 측대역을 완전히 제거할 수 있는 능력을 제공하지 못한다는 것이다. (여기서, 수신기 대역폭은 수신기가 채널에 동조될 때 간섭 신호가 수신에 장애를 일으킬 수 있는, 할당된 채널 주파수 주변의 주파수 대역을 의미한다.) 기껏해야, 이들 측대역은 얼마간 감쇄될 수 있고, 감쇄량은 확산 대역폭에 대한 수신기 대역폭의 비와 동일하게 된다.
이들 시스템의 다른 결점은 잡음 발생기 자체가 구현하기 복잡하고 회로의 설계 및 구축에 더 많은 비용이 드는 것이다.
유사하게 원하지 않는 방출 문제가 한정된 일정 주파수를 갖는 발진기 및 클럭을 포함하는 전자 장치의 다른 형태에서 발생한다. 이러한 장치에서, 큰 대역폭에 걸치는 선스펙트럼의 형태로 원하지 않는 방출을 일으키는 방식으로 클럭이나 발진기 신호로부터 많은 다른 신호가 나오는 경우가 종종 있다. 방출된 스펙트럼내에 클럭 주파수의 배수 또는 클럭 주파수의 저조파의 배수에 기본 성분이 있는 경우가 종종 있다. 이 성분의 정확한 위치 및 진폭은 장치의 상태에 따라 변할 수 있지만, 기본 선은 여전히 남아있다.
다양한 클럭- 및 발진기- 기초 시스템들 간의 잠재적인 공존 문제 때문에, 이러한 장치는 전자 호환성(Electromagnetic Compatibility; EMC)에 관한 국내 및국제 규격을 만족할 것이 요구된다. 이들 규격은 어떤 하나의 전자 장치가 방사하는 것을 허용하는 전자기 방사의 최대 레벨을 정의한다. 120 kHz의 대역폭을 갖는 준피크 검출기를 사용하여, 기술 규격에 따른 원하지 않는 방출이 종종 측정된다.방출된 스펙트럼내의 선은 그 진폭에 대응하는 검출기로부터의 출력을 제공할 것이다. 몇몇 선들이 검출기의 대역폭내에 있다면, 출력은 그들의 진폭의 합으로 될 것이다.
전자 회로에서, 원하지 않는 방출은 전형적으로 회로 기판의 주의깊은 설계, 디커플링 및 스크리닝, 균형잡힌 선의 사용, 저 전력 레벨 및 다른 공통적으로 공지된 설계 원리에 의해 최대 한계 이하로 유지된다. 그러나, 이런 기술들은 종종 허용가능한 레벨로 원하지 않는 방출을 감소시키는데 적절하지 않다.
그러므로, 다른 주변 회로 및 장치와의 간섭을 피할 수 있는 레벨로 원하지 않는 클럭 및 발진기의 전자 에너지 방출을 감쇄시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공 하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 방출에 관한 다양한 국내 및 국제 규격을 만족하는 레벨로 원하지 않는 클럭 및 발진기의 전자 에너지 방출을 감쇄시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
제1 도는 본 발명의 제1 특징에 따른 제1 실시예를 포함하는 전자 장치의 블 럭도이다.
제2a도 및 제2b도는 본 발명의 제1 특징에 따른 기술을 사용하는 회로에 의해 발생된 방출 레벨과 본 발명의 제1 특징에 따른 기술을 사용하지 않는 회로에 의해 발생된 방출 레벨을 비교한 그래픽도이다.
제3도는 본 발명의 제1 특징에 따른 다른 실시예의 블럭도이다.
제4도는 본 발명의 제2 특징에 따른 실시예를 포함하는 전자 장치의 블럭도 이다.
제5a도 및 제5b도는 본 발명의 제2 특징에 따른 기술을 사용하는 회로에 의해 생성된 방출 레벨과 본 발명의 제2 특징에 따른 기술을 사용하지 않는 회로에 의해 발생된 방출 레벨을 비교한 그래픽도이다.
제6도는 본 발명의 제2 특징에 따른 다른 실시예의 블럭도이다.
제7도는 본 발명의 한 실시예에 따른 톱니파형에 의해 변조된 클럭 신호의 그래프이다.
제8a도 내지 제8d도는 다양한 새로운 기술이 응용된 시험의 경험적인 결과를 도시하는 그래프이다.
제9도는 종래 기술의 위상 변조기 회로의 도면이다.
본 발명의 한 특징은 간섭부에 기준 발진 신호를 공급하여 기준 신호로부터 간섭 신호가 유도되게 하는 기준 발진기, 및 수신기 대역폭내에 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호를 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치의 응용에서 발견할 수 있다. 본 발명에 따라, 수신기 대역폭내의 간섭 신호의 진폭은 기준 발진 신호를 사인파 변조 신호(sinusoidal nodulating signal)로 각도 변조함으로써 감소되어, 간섭부는 수신기 대역주의 외부에 있는 변조 측대역 및 수신기 대역폭내의 감소된 캐리어 성분을 갖는 각도 변조 간섭 신호를 발생한다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 사인파적으로 변조된 간섭 신호는 식 Jo(β) =0의 해에 근사한 변조 지수(β)를 갖는데, 여기서 Jo은 제1 형태의 베셀 함수이다. β를 충족하는 값은 수신기 간섭의 허용가능한 양을 생성하는 레벨로 변조된 간섭 신호의 캐리어 전압을 충분히 감소시키는 값일 수 있다. 변조 신호 주파수는 변조 측 대역이 수신기 대역폭의 외부에 있도록 선택된다. 수신기 대역폭을 넘어서는 변조 주파수는 간섭 캐리어가 대역폭내의 어디에 있어도 목적에 맞는다. 캐리어가 대역폭의 중심에 정확하게 위치하는 경우는 대역폭의 l/2로도 충분하다.
각도 변조는 기준 발진기에 사인파적 변조 신호로 직접 주파수 변조를 가하여 변조된 기준 신호를 발생하고, 간섭부에 변조된 기준 신호를 가하여 수신기 대역폭의 외부에 있는 스펙트럼 성분을 갖는 각도 변조 간섭 신호를 발생함으로써 달성될 수 있다. 다르게는, 각도 변조는 간섭부에 기준 신호를 인가하기 전에 이 기준 발진 신호를 사인파 변조 신호로 위상 변조하여 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역을 갖는 각도 변조 간섭 신호를 발생함으로써 수행될 수 있다. 후자의 방법이 사용된 경우, 비변조 기준 발진 신호는 전자 장치의 비간섭부에 인가될 수 있다. 이것은 비변조 신호가 비간섭부에 인가되는 것이 바람직할 때 유용하다.
본 발명의 다른 특징은 측정 대역폭내에 간섭 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호를 발생하는 발진기를 포함하는 전자 장치에 대한 응용에서 발견할 수 있다. 본 발명에 따라, 톱니파형 변조 신호와 같은 결정적 비잡음 변조 신호(deterministic non-noise modulation signal)를 사용하여 간섭 신호가 유도되는 클럭 신호를 각도 변조함으로써, 측정 대역폭내의 감소된 스펙트럼 성분을 갖는 각도 변조 간섭 신호가 되어 간섭 신호가 측정 대역폭내의 스펙트럼 성분이 간섭 스펙트럼 성분보다 작아지도록 간섭이 감소된다.
간섭 신호가 유도되는 클럭 신호를 각도 변조하는 단계는 기준 클릭 신호를 발생하는 기준 클럭에 직접 주파수 변조를 가하는 단계, 및 이어서 전자 장치내의 방출 발생 회로에 클릭 신호 대신 주파수 변조된 클럭 신호를 인가하는 단계를 포함하여 방출 발생 회로가 간섭 신호를 발생할 수 있다. 다르게는, 간섭 신호가 유도되는 클럭 신호를 각도 변조하는 단계는 클럭 신호를 위상 변조하는 단계, 및 이어서 전자 장치내의 방출 발생 회로에 클럭 신호 대신 위상 변조된 클릭 신호를 인가하는 단계를 포함하여 방출 발생 회로가 간섭 신호를 발생시킨다.
본 발명의 이러한 특징의 한 실시예에 따라, 각도 변조 간섭 신호의 변조 대역폭은 측정 대역폭을 초과한다.
클럭 회로 자체가 원하는 클럭 신호 이외에 간섭 신호를 포함하는 합성 신호를 발생하는 본 발명의 다른 특징에서, 간섭은 상술한 바와 같이, 합성 신호를 각도 변조함으로써 감소될 수 있다.
상세한 설명
본 발명의 몇몇 특징이 여러 실시예에 관해 기술될 것이다. 먼저, 발진기로 부터 무선 수신기 간섭을 감소시킬 수 있는 몇몇 실시예가 설명될 것이다. 다음으로, 본 발명의 몇몇 실시예가 방출에 관한 국내 및 국제 표준을 만족하는 레벨로 클럭 또는 발진기로부터의 원하지 않는 방출을 감쇄시킬 수 있는 것으로 기술될 것이다. 모든 경우에, 각도 변조가 원하지 않는 방출의 감소를 실행하기 위해 발진기 신호에 적응된다.
이제, 제1도를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예를 포함하는 전자 장치의 블럭도가 도시된다. 예를 들어, 전자 장치는 수신기(101)을 포함하는 무선 장치일 수 있다. 이 예에서, 제어 논리 회로일 수 있는 간섭부(103)가 수신기(101)의 수신 주파수에서 강한 간섭 신호(109)를 발생하는 것을 방지하는 것이 요구된다. 이 예의 목적을 위해, 수신 주파수는 422.4 MHz이고, 간섭부(103)은 12.8 MHz의 주파수에서 발진하는 기준 발진기(105)로부터 유도된 6.4 MHz의 클럭 신호를 사용한다고 가정한다. 결과적으로, 간섭부(103)가 클럭 주파수의 66번째 고조파를 포함하는 간섭 신호를 발생할 가능성이 있다. 기준 발진기(105) 및 간섭부(103)가 설명한 바와 같이 별도의 부분들이지만, 다르게는 하나의 동일한 부분일 수 있다는 것을 본 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 자들은 인식할 수 있다. 즉, 기준 발진기가 또한 수신기 대역폭내의 간섭을 일으키는 원하지 않는 고조파를 발생하는 것이 가능하다. 그러나, 본 발명의 다양한 특징을 설명하기 위해서, 다음의 논의에서는 기준 발진기 (105)와 간섭부(103)을 별도의 존재물로서 취급한다. 이러한 취급에도 불구하고,여기서 논의된 원리 및 기술은 기준 발진기 자체가 원하지 않는 간섭 신호를 발생하는 경우에도 동일하게 적용가능하다.
본 발명에 따라, 간섭 신호는 기준 발진기(105)에 각도 변조를 제공함으로써 급격하게 감쇄된다. 제1도에 도시된 바와 같이, 각도 변조는 기준 발진기(105)의 직접 주파수 변조에 의해 실행된다. 이 기술은 기준 발진기(105) 및 간섭부(103)가 상술한 바와 같이, 하나의 동일한 부분인 경우에도 똑같이 적용가능하다. 발진기를 주파수 변조하기 위한 기술은 본 기술 분야에 공지되어 있고, 더 상세히 후술되지 않는다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 동일한 각도 변조가 기준 발진기(105)의 출력에 위상 변조를 제공함으로써 선택적으로 달성될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 어느 경우에든, 변조 신호는 (백색 잡음의 특성을 갖는 난수 또는 의사 난수 신호에 반대되는) 결정적 비잡음 신호, 바람직하게는 수신 주파수에서 캐리어 주파수 신호가 작아지게 하는 변조 지수를 갖는 변조된 신호를 생성하는 사인파로서 선택된다. 백색 잡음 특성을 갖는 파형 대신 사인파형과 같은 결정적 비잡음 변조 신호의 선택은 본 발명이 간섭하는 고조파 주파수 주위에 중심을 둔 특정 대역폭내에서 보다 큰 감쇄를 달성할 수 있게 한다. 이것은 사인파 변조가 모든 측대역이 소정의 대역폭의 외부에 있게 할 수 있기 때문이다. 이에 비교하여, 변조 신호로서 백색 잡음의 사용은 수신기 대역폭 대 확산 대역폭의 비와 동일한 감쇄만을 허용한다. 따라서, 본 발명은 정확하게 선택된 변조 신호가 선택될 때, 실제적인 감쇄가 상당히 작은 변조로 달성될 수 있게 한다.
사인파 변조 신호는 변조 신호의 변조 지수가 식 Jo(β) = 0의 해(solution) [여기서, β는 변조 지수이고, Jo은 제1 형태의 베셀 함수이다]에 근사하게 되도록 선택된다. 예를 들어, 양호한 실시예에서, 변조 지수 β는 Jo(9) ≤R(여기서, R은 변조 신호의 감소된 캐리어 전압 레벨 대 비변조 신호의 캐리어 전압 레벨의 원하는 비)의 관계를 만족하도록(예를 들면, 베셀 함수의 표에서) 선택된다. 예를 들자면, R = 0.1 인 경우(20 dB 감소와 동일한 경우), β의 값은 간섭 주파수에서 2.2와 2.4 사이에서 만족한다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 R의 허용가능한 값은 간섭에 대한 특정 수신기의 자화율에 의존한다는 것을 알 수 있을 것이다. 더우기, 변조 주파수는 수신기 주파수 대역폭의 변조 측대역 외부에서 발생하도록 선택된다. 제1도에 도시된 바와 예에서, 422.4 MHz에서 2.4의 변조 지수 및 60 KHz의 변조 주파수를 갖는 변조 신호를 인가함으로써 기준 발진기(105)의 출력을 변조하는 변조 발생기(107)을 사용하여 8 KHz의 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역을 제공하여 간섭 신호(109)가 감소될 것이다. 이러한 감쇄는 특정 변조 지수(예를 들어, 2.4 부근)에서, 비변조 캐리어 주파수의 변조 신호의 스펙트럼 성분이 사라지는 사실에 기인한다. 6.4 MHz에서의 변조 지수는 겨우 2.4/66 = 0.0364인데, 이것은 제어 논리 회로[예를 들어, 간섭부(103)]에서의 오동작을 초래하기에는 너무 작다.
상기 예에서, 변조 주파수로서 60 KHz의 선택이 임의적이라는 것을 알 수 있다. 수신기 대역폭 이상의 임의의 주파수가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 예에서, 8 KHz 변조 주파수가 허용가능할 수도 있다.
제2a도는 발진기의 변조가 없는 결과로 된 간섭 신호(109)를 도시하는 그래프이고, 제2b도는 간섭 신호(109)에 대한 새로운 변조 기술의 효과를 도시하는 그래프이다. 수신 주파수에서 간섭 신호의 강도가 크게 감소된다는 것을 쉽게 알 수 있다.
상술한 발명의 다른 실시예가 제3도에 도시된다. 여기서, 여전히 간섭 생성 부(103)가 수신기(101)의 수신 주파수에서 간섭 신호(109)를 발생한다는 것이 고려된다. 그러나, 전자 장치는 또한 발진기(105)로부터 직접 비변조된 신호를 공급하는 것이 유구되는 경우, 비간섭부(301)을 포함한다. 결과적으로, 기준 발진기(105)에 주파수 변조를 직접 제공하는 것이 가능하지 않다. 이 상황을 수용하기 인해, 발진기(105)의 출력은 변조 발생기(107)로부터 변조 신호를 수신하는 위상 변조기 (303)에 공급된다. 종래의 위상 변조기 회로의 예는 제9도에 도시된다. 신호를 위상 변조하는 기술은 본 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자들에게는 잘 알려진 것이므로, 더 상세히 설명하지 않겠다. 변조 신호는 제1도에 관해 상술한 바와 같이 결정된다. 이어서, 위상 변조기(303)의 출력은 간섭부(103)에 공급된다. 이 구성에 있어서, 변조 클럭 신호는 간섭 신호를 발생하는 부분에만 공급될 필요가 있다. 간섭을 생성하지 않거나 변조 신호를 받을 수 없는 다른 부분들은 도면에서 도시된 바와 같이 비변조된 클럭 신호를 수신할 수 있다.
제3도에 도시된 바와 같이, 위상 변조의 사용은 또한 발진기(105) 자체가 간섭 신호 발생에 책임이 있는 경우에도 적용가능하다. 위상 변조된 클럭 신호는 일반적으로 장치의 다른 부분에 분배될 수 있다. 이 경우에, 발진기(105)과 위상 변조기(303) 사이에 발산될 수 있는 간섭을 감소시키기 위해 일반적으로 알려진 설계 원리를 부가적으로 사용할 필요가 있을 것이다.
상술한 실시예는 변조 신호로서 사인파형의 사용에 관하여 이루어질 수 있다. 그러나, 실시예는 또한 여기서 나타난 기술에 기초하여 구형파(square wave)와 같은 다른 결정적 비잡음 파형을 사용하여 회로를 설계할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참고된, 피. 에프. 팬더(P.F. Panther)의 "변조 잡음 및 스펙트럼 분석" 257-260(McGraw Hill 1965)에 기술된 바와 같이, 상기 식에서 β=2로 설정함으로써 구형파로 주파수 변조된 캐리어의 푸리에 급수가 주어지고, 캐리어의 진폭이 사라지는 것을 알 수 있다. 일반적으로, 변조 지수(β)는 관계식 (2/πβB)sin(πβ/2) ≤ R(여기서, R은 변조 캐리어 진폭 대 비변조 캐리어 진폭의 소정의 비)을 만족하도록 선택되어야 한다.
(캐리어)
R의 정확한 값은 설계될 특정 회로에 대한 요구 조건에 의존할 것이다. 충분히 큰 (ωｍ)로의 변조를 사용하여 측대역이 수신기 대역폭의 외부에 있게 된다.
따라서, 본 발명의 상술한 특징에 따라, 다른 방법으로는 피하기 어려운 간섭을 피하는 것이 가능하다. 작은 소형 설계는 저렴한 가격 및 중량으로 달성될 수 있는데, 이는 차폐 및 디커플링이 덜 필요하기 때문이다. 상기에 정의된 간섭에 관한 문제점은 전자 장치의 개발 사이클의 후단에서 해결할 수 있어, 시간이 절감된다. 더우기, 하나의 향상된 주파수뿐만 아니라 변조 지수가 예를 들어, 2.4에 충분히 근접하는 모든 주파수들에서 간섭의 원하는 감쇄가 이루어진다. 이것은 디지탈 회로로부터의 간섭이 종종 수신기 동조 대역폭내의 몇몇 채널에서 간섭을 일으키는 비교적 낮은 클럭 주파수의 고조파의 형태이기 때문에 중요하다.
본 발명의 제2 특징에 따라, 전자 장치가 방출에 관한 국내 및 국제 규격을 만족하게 하는 레벨로 원하지 않는 전자기 방출을 감소시키기 위해 각도 변조는 전자 장치내의 기준 클럭 신호에 인가된다. 상술한 바와 같이, 이러한 규격은 전자 장치로부터 허용될 전자기 방사의 최대 레벨을 설정한다.
이제, 제4도를 참조하면, 이 문제를 해결하는 본 발명의 한 실시예가 도시된다. 여기서, 전자 장치(400)은 간섭 신호(409)를 발생하는 방출 발생 회로(407)에 의해 사용되는 클럭 신호를 제공하는 발진기(401)을 포함한다. 본 발명에 따라, 위상변조는 위상 변조기(403)에 의해 발진기(401)의 출력에 인가된다. 다르게는, 각도 변조는 제1도에 관해 상술된 방식으로 발진기(401)에 주파수 변조의 직접 응용수단에 의해 달성될 수 있다. 어느 경우이든, 변조 파형은 결정적 비잡음 파형, 양호하게는 톱니파형인데, 이 실시예에서는 변조 파형 발생기(405)에 의해 제공된다. 백색 잡음 신호 대신, 톱니파형과 같은 결정적 비잡음 파형 신호의 사용은 변조 파형이 발생되기가 더 쉽다는 사실을 포함하는 장점을 제공한다. 예를 들어, 톱니파형은 일정 전압을 적분하고, 주기적으로 출력을 재설정함으로써 쉽게 발생될 수 있다.
이 설계의 효과는 큰 변조 지수를 갖는 톱니파 주파수 변조 신호가 변조 주파수 스위프 폭내의 거의 동일한 진폭 성분을 갖는 스펙트럼을 갖는다는 사실로부터 유도된다. 변조된 신호의 각각의 스펙트럼 성분은 톱니파 변조 주파수 대 스위프 폭의 비에 근사하게 상당하는 전력 레벨을 갖는다. 이것은 스펙트럼 성분들이 스위프 폭내의 변조 주파수 거리에서 동일하게 이격되기 때문이다. 스위프 폭내의 성분들의 수는 스위프 폭 대 변조 주파수의 비와 동일하다. 전체 신호 전력은 기본적으로 성분들 간에 동일하게 공유되고, 이들 각각은 동일하게 작은 전력을 갖는다. 이 스펙트럼은 본 명세서에 참조된 팬더의 상술한 문헌의 페이지 260에 제7도 내지 제11도로 도시되었다.
변조 스펙트럼이 B Hz의 대역폭을 갖는 전력 측정 디바이스로 측정되고, 변조 주파수가 B보다 크게 선택된다면, 변조 스펙트럼에서 어디에 있어서도 전력 측정 디바이스 대역폭내에는 한번에 하나의 스펙트럼 성분만이 존재한다. 따라서 측정 디바이스는 성분들 중 하나의 성분의 전력만을 나타내고, 원하는 감소가 달성된다.
측정 디바이스가 피크 전력 측정기일 때, 전력 측정 디바이스 대역폭내에 일정 진폭 성분을 갖는 변조 스펙트럼을 사용하는 것이 유리하다. 측정기는 각 성분의 피크 레벨 이상을 나타내는 일이 없고, 진폭이 일정하기 때문에, 평균 레벨에서도 동일하다. 이것은 잡음 신호가 평균값보다 더 높은 피크를 가질 것이므로, 이러한 목적을 위해서는, 톱니파 스위프와 같은 평면(flat) 스펙트럼을 갖는 결정적 변조가 측정 대역폭에서 동일한 스펙트럼 평균 전력을 갖는 난수 잡음 스펙트럼보다 양호 하다는 것을 의미한다. 피크 파워 측정기는 동등한 주파수 편차를 갖는 톱니파 스위프 변조에 대해서보다 잡음 변조에 대해서 더 높은 피크 파워를 나타낼 것이다.
측정 대역폭보다 조금 높은 주파수를 갖는 톱니파형의 선택은 다른 선택보다 측정 대역폭내에 작은 피크 전력을 제공한다는 측면에서 최적이다. 왜냐하면, 주파수가 훨씬 높게 되는 경우에, 각각은 성분이 더 커지기 때문이다. 반면, 주파수가 낮게 되는 경우, 몇몇 성분들은 측정 대역폭내에 있게 되어, 평균 전력이 동일하게 유지되는 경우일지라도 보다 높은 피크 전력이 부가될 것이다. 양호하게는, 톱니파형의 주파수는 일정 주파수 범위로부터 선택되는데, 이 일정 주파수 범위는 측정 대역폭과 실질적으로 동일한 저 주파수 값과 실질적으로 측정 대역폭의 1.5배인 고 주파수 값을 갖을 갖는다.
상기 원리를 설명하기 위한 목적으로, 전력 측정 디바이스 대역폭을 100 KHz보다 조금 작은 값으로 가정하는데, 이는 대역폭에서 스펙트럼 성분 레벨의 10 dB(즉, 10배) 감소를 달성하는 데 바람직한 값이다. 본 발명의 상술한 원리에 따라, 100 KHz의 톱니파 변조 주파수가 사용될 수 있다. 또한, 총 신호 전력은 원하는 전력 감소를 제공하기 위해 10개의 성분들간에 공유될 수 있다. 이들 10개의 성분들을 발생하기 위해, 폭력 신호는 10 × 100 KHz = 1 MHz의 스위프 폭을 갖는 톱니파형에 의해 각도 변조될 것이다. 상술한 톱니파형으로 변조된 클럭 신호(701)의 주파수 변동은 제7도에 도시되어 있다.
상술한 기술은 이제 제4도의 회로를 참조한 예에 응용될 것이다. 예를 들어, 전자 장치(400)가 개인용 컴퓨터인 경우, 클럭 주파수는 66 MHz 정도일 것이다.
900 MHz 근처에서 발생하는 간섭을 피하는 것이 바람직하다고 가정하자. 900 MHz 성분들 중 1 MHz의 주파수 스위프는 66 MHz의 클릭 신호를 (66/900) x 1 MHz = 73.3 kHz에 걸쳐 스위핑을 필요로 한다.
이러한 설계의 효과는 제5a도 및 제5b도에 도시된다. 제5a도는 통상적으로 방출 발생 회로(407)의 입력에 발진기(401)의 출력을 직접 인가한 결과인 간섭 신호 (409)의 선스펙트럼의 그래프를 도시한다. 이 순간에 간섭 신호(409)는 3개의 선(501, 501', 501")을 포함한다는 것을 알 수 있다. 제1 선(501)은 전자기 방출 측정이 이루어지는 대역폭(B평균)내에 있게 된다. 본 발명을 사용하지 않고 제1 선 (501)의 진폭은 국내 및/또는 국제 규격에 의해 설정된 최대 허용가능한 진폭(A최대)을 초과한다.
이에 비교하여, 제5b도는 발진기(401)의 출력에 톱니파 주파수 스위프 파형 변조를 공급하는 효과를 도시한다. 여기서, 간섭 신호(409)는 주파수 스펙트럼에걸치 이격된 12개의 선을 포함한다. 그러나, 제3 선(503)만이 전자기 방출 측정이 이루어지는 대역폭(B평균)내에 있게 된다. 중요한 것은 이 제3 선(503)의 진폭은 국내 및/또는 국제 규격에 의해 설정된 최대 허용가능한 진폭(A최대)보다 작다는 것이다. 따라서, 전자 장치(400)는 이들 요구조건을 만족할 것이다. 사실, 발진기 (401)의 출력에 각도 변조를 가함으로써, 선스펙트럼의 선들이 확산되어 검출기가 그의 방출 측정을 수행하는 대역폭을 포함하는 어느 하나의 대역폭내에 전력이 작아진다. 검사 방법이 발생되는 간섭의 양호한 측정을 제공하기 때문에, 이 기술은 검사 방법을 어기지 않는다. 즉, 측정된 방출이 작을수록, 검사 방법을 시뮬레이트하는 무선 수신기내의 방출에 의해 생성된 실제 간섭은 작아질 것이다.
본 발명의 다른 실시예가 이제 제6도를 참조하여 기술될 것이다. 여기서, 전자 장치(600)은 방출 발생 회로(609)를 포함하는 디지탈 논리 회로를 포함한다. 방출 발생 회로(609)에 사용되기 위한 클럭 신호는 전형적으로 사인파적 출력을 갖는 수정 발진기일 수 있는 발진기(601)의 출력으로부터 유도된다. 본 발명에 따라, 발진기(601)의 출력은 위상 변조기(603)에 공급된다. 변조 신호는 톱니파형 발생기 (607)로부터 유도되는데, 전자 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 자들에게는 잘 알려진 설계이므로, 본 명세서에는 더 상세히 설명되지 않는다. 톱니파형 발생기 (607)의 출력은 적분 필터(605)의 입력에 공급되고, 그 출력은 위상 변조기(603)에 공급된다. 적분 필터(605)의 용도는 위상 변조기의 출력이 발진기(601)를 톱니파형 발생기(607)의 출력으로 직접 주파수 변조함으로써 발생되는 것과 동일하다는 것을보증하기 위한 것이다
따라서, 본 발명의 특징은 원하지 않는 방출의 비교적 큰 감쇄 달성을 제공한다. 이것은 디커플링 및 스크리닝에 대한 비용이 감소되게 한다. 제4도 및 제6도에 도시된 구성은 클럭 회로 및 프로세서의 적절한 집적을 도시하는 도면이다.
다양한 발명의 기술이 적용된 검사의 실험적인 결과가 제8a도 내지 제8d도에 도시된 그래프에 관해 기술될 것이다. 이들 그래프의 각각은 모델 번호 8568 B.인 휴렛 팩커드 스펙트럼 분석기에 의해 그려진 것이다. 다음의 예는 상술된 예에서와 동일한 대역폭, 변조 주파수 및 편차를 사용하지 않았다. 그러나, 주파수 스케일링은 결과에 영향을 미치지 않아서, 아래에 표시된 관계는 일반적으로 유효하게 된다.
제8a도를 참조하면, 간섭 신호(800)은 비변조된 클럭 신호(도시되지 않음)로 부터의 고조파를 나타낸다. 특히, 간섭 신호(800)은 450 MHz 주위에 중심을 둔 큰 간섭 스펙트럼 성분(801)을 포함한다. 간섭 스펙트럼 성분(801)의 피크(802)는 이 예에서 -20 dB이다.
간섭 스펙트럼 성분(801)을 충분히 감쇄시키기를 원하는 경우, 450 MHz 주 위에 중심을 둔 수신기 대역폭내의 간섭을 수직으로 제거하기 위하여, 비변조된 클럭 신호는 10 kHz 구형파, 및 2와 거의 동일한 450 MHz 성분의 간섭에서의 변조 지수로 변조된 주파수일 수 있다. 간섭 신호에 대해 갖는 효과는 제8b도의 그래프에 도시된다. 여기서, 간섭 신호(800')는 간섭 스펙트럼 성분(801)에 비교하여 60 dB 이상의 감쇄를 보이는 간섭 스펙트럼 성분(803)을 갖는다. 더우기, 이 기술을응용함으로써 발생된 측대역(805)은 450 MHz 수신기 중심 주파수로부터 10kHz 떨 어져서 10KHz이므로, 수신기 대역폭의 외부에 있다.
제8c도는 간섭 성분 주파수에서 20 KHz의 스위프 폭을 갖는 1 KHz 톱니파 형으로 클럭 신호(도시되지 않음)를 주파수 변조하는 효과를 도시하는 그래프이다.이것은 신호 전력이 약 20개의 성분으로 나누어지는 결과로 되어, 약 20회 또는 -13 dB이 감쇄되어야 한다. 이것은 제8c도에 도시된 바와 같이, 양호하게 -12.5 dB의 실제 감쇄(807)와 잘 일치한다. 제8c도의 그래프를 생성하기 위해 사용된 측정 대역폭은 성분들 사이의 거리보다 작은 300 Hz이다. 따라서, 기껏해야 한 번에 한 성분이 측정될 수 있다. 이는 또한 피크 전력 측정이다. 측정 대역폭내에 일정 진폭 신호만이 있기 때문에, 피크와 평균 전력간은 차이가 없다.
이제, 제8d도를 참조하면, 제8c도에 도시된 동일한 스펙트럼이 다시 도시된다. 그러나, 여기서 간섭 신호가 3 KHz의 대역폭으로 측정되어, 대역폭내에 3개의 성분을 허용한다. 이것은 피크 전력 측정이다. 측정된 전압의 피크값이 제8c도의 측정에 비해, 9.5 dB에 대응하여 3배 상승한다는 것을 충분히 예측할 수 있다. 실제감쇄(809)(-1,9 dB 실제 * -12.5 dB 실제 + 9.5 dB 추정)는 이 추정과 양호하게 일치한다.
본 발명이 특정 실시예를 참조로 하여 기술되었다. 그러나, 상술된 바와 같이, 양호한 실시예 이외의 특정 형태로 본 발명을 이용할 수 있다는 것이 본 기술 분애의 숙련된 자들에게는 쉽게 이해될 수 있다. 이것은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 행해질 것이다. 양호한 실시예는 예시만을 위한 것이고, 어느 방법을 제한하도록 고려된 것은 아니다. 본 발명의 범위는 상술한 범위 보다는 첨부된 특허청구의 범위에 의해 정해지고, 특허청구 범위의 범위내에 있게 되는 모든 변형 및 등가 실시는 이에 포함된다.

Claims (13)

  1. 수신기 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호를 제1 신호로부터 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 수신기 대역폭내의 간섭을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 제1 신호를 결정적 비잡음(deterministic, non-noisc)변조 신호로 각도변조(angle modulating)하는 단계를 포함하고,
    상기 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역(modulation sidebands) 및 감소된 캐리어 진폭을 갖는 각도 변조 간섭 신호(angle modulated interference signal)는 상기 간섭부에 의해 발생되고,
    상기 결정적 비잡음 변조 신호는 사인파 신호이고,
    상기 각도 변조 간섭 신호는 관계식 Jo(β) ≤R(여기서, R은 변조된 캐리어 진폭 대 비변조된 캐리어 진폭의 소정의 비)을 만족하는 변조 지수(β)를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  2. 수신기 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호를 제1 신호로부터 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 수신기 대역폭내의 간섭을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 제1 신호를 결정적 비잡음 변조 신호로 각도 변조하는 단계를 포함하고,
    상기 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역 및 감소된 캐리어 진폭을 갖는 각도 변조 간섭 신호는 상기 간섭부에 의해 발생되고,
    상기 결정적 비잡음 변조 신호는 대칭 구형파(square- wave)이고,
    상기 대칭 구형파는 상기 각도 변조 간섭 신호의 변조 측대역이 상기 수신기 대역폭의 외부에 있게 되도록 하기에 충분히 큰 반복 주파수(repetition frequency )를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  3. 수신기 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호를 제1 신호로부터 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 수신기 대역폭내의 간섭을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 제1 신호를 결정적 비잡음변조 신호로 각도 변조하는 단계를 포함하고,
    상기 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역 및 감소된 캐리어 진폭을 갖는 각도 변조 간섭 신호는 상기 간섭부에 의해 발생되고,
    상기 결정적 비잡음 변조 신호는 대칭 구형파(square wave)이고,
    상기 각도 변조 간섭 신호는 (2/πβ)sin(πβ/2) ≤R(여기서, R은 변조된 캐리어 진폭 대 비변조된 캐리어 진폭의 소정의 비)을 만족하는 변조 지수(β)를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  4. 수신기 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호 및 제1 신호를 포함하는 합성 신호를 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 수신기 대역폭내의 간섭을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    결정적 비잡음 변조 신호로 상기 합성 신호를 각도 변조하는 단계를 포함하고,
    상기 간섭부는 상기 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역 및 감소된 캐리어 진폭을 갖는 각도 변조 간섭 신호를 발생하고,
    상기 결정적 비잡음 변조 신호는 사인파 신호이고,
    상기 각도 변조 간섭 신호는 관계식 Jo(β) ≤R(여기서, R은 변조된 캐리어 진폭 대 비변조된 캐리어 진폭의 소정의 비)을 만족하는 변조 지수(β)를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  5. 수신기 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호 및 제1 신호를 포함하는 합성 신호를 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 수신기 대역폭내의 간섭을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    결정적 비잡음 변조 신호로 상기 합성 신호를 각도 변조하는 단계를 포함하고,
    상기 간섭부는 상기 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역 및 감소된 개리어 진폭을 갖는 각도 변조 간섭 신호를 발생하고,
    상기 결정적 비잡음 변조 신호는 대칭 구형파이고,
    상기 대칭 구형파는 상기 각도 변조 간섭 신호의 변조 측대역이 상기 수신기 대역폭의 외부에 있게 하기에 충분히 높은 반복 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  6. 수신기 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호 및 제1 신호를 포함하는 합성 신호를 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 수신기 대역폭내의 간섭을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    결정적 비잡음 변조 신호로 상기 합성 신호를 각도 변조하는 단계를 포함하고,
    상기 간섭부는 상기 수신기 대역폭의 외부에 있는 변조 측대역 및 감소된 캐리어 진폭을 갖는 각도 변조 간섭 신호를 발생하고,
    상기 결정적 비잡음 변조 신호는 대칭 구형파이고,
    상기 각도 변조 간섭 신호는 관계식 (2/πβ)sin(πβ/2) ≤ R(여기서, R은 변조된 캐리어 진폭 대 비변조된 캐리어 진폭의 소정의 비)을 만족하는 변조 지수(β)를 갖는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  7. 측정 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호를 제1 신호로부터 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 측정 대역폭내의 간섭을 감소 시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 제1 신호를 각도 변조하기 인해 변조 신호를 사용하는 단계를 포함하고,
    상기 간섭부는 상기 측정 대역폭내에, 상기 간섭 스펙트럼 성분보다 작은 감소된 스펙트럼 성분을 갖는 각도 변조 간섭 신호를 발생하고,
    상기 변조 신호는 결정적 비잡음 파형이며,
    상기 각도 변조 간섭 신호의 변조 대역폭은 상기 측정 대역폭을 초과하고, 상기 변조 신호는 톱니파형이고,
    상기 톱니파형의 주파수는 상기 측정 대역폭과 실질적으로 동일한 저 주파수 값과 상기 측정 대역폭의 1.5배와 실질적으로 동일한 고 주파수값을 갖는 주파수값의 범위로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 신호를 각도 변조하는 상기 단계는,
    상기 제1 신호를 발생하는 제1 부분에 직접 주파수 변조를 가하는 단계; 및
    상기 간섭부내에 있으며, 상기 간섭 신호의 발생을 담당하고 있는 방출 발생회로에 상기 제1 신호 대신 상기 주파수 변조된 제1 신호를 공급하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 신호를 각도 변조하는 상기 단계는,
    상기 제1 신호를 위상 변조하는 단계; 및
    상기 간섭부내애 있으며, 상기 간섭 신호의 발생을 담당하는 방출 발생 회로 에 상기 제1 신호 대신 상기 위상 변조된 제1 신호를 공급하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자 장치의 비간섭부에 상기 비변조된 제1 신호를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  11. 측정 대역폭내의 스펙트럼 성분을 갖는 간섭 신호 및 제1 신호를 포함하는 합성 신호를 발생하는 간섭부를 포함하는 전자 장치에서, 상기 측정 대역폭내의 간섭을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    상기 합성 신호를 각도 변조하기 위해 변조 신호를 사용하는 단계를 포함하고,
    상기 측정 대역폭내에, 상기 간섭 스펙트럼 성분보다 작은 감소된 스펙트럼 성분을 갖는 각도 변조 간섭 신호가 발생되며,
    상기 변조 신호는 결정적 비잡음 파형이고,
    상기 각도 변조 간섭 신호의 변조 대역폭은 상기 측정 대역폭을 초과하고,
    상기 변조 신호는 톱니파형이고,
    상기 톱니파형의 상기 주파수는 상기 측정 대역폭과 실질적으로 동일한 저 주파수 값 및 상기 측정 대역폭의 1.5배와 실질적으로 동일한 고 주파수값을 갖는주파수 값의 범위로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 합성 신호를 각도 변조하는 상기 단계는 상기 간섭부에 직접 주파수 변조를 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 합성 신호를 각도 변조하는 상기 단계는 상기 합성 신호를 위상 변조하는 단계를 포함하며,
    상기 합성 신호 대신 상기 위상 변조 합성 신호를 상기 전자 장치내의 제1 성분에 공급하는 단계를 더 포함하는
    것을 특징으로 하는 특징으로 하는 수신기 대역폭내의 간섭 감소 방법.
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