KR100361903B1 - 무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로 - Google Patents

무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로 Download PDF

Info

Publication number
KR100361903B1
KR100361903B1 KR1020010026579A KR20010026579A KR100361903B1 KR 100361903 B1 KR100361903 B1 KR 100361903B1 KR 1020010026579 A KR1020010026579 A KR 1020010026579A KR 20010026579 A KR20010026579 A KR 20010026579A KR 100361903 B1 KR100361903 B1 KR 100361903B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oscillator
voltage
controlled oscillator
subharmonic
injection
Prior art date
Application number
KR1020010026579A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010069865A (ko
Inventor
이재훈
Original Assignee
이재훈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이재훈 filed Critical 이재훈
Priority to KR1020010026579A priority Critical patent/KR100361903B1/ko
Publication of KR20010069865A publication Critical patent/KR20010069865A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100361903B1 publication Critical patent/KR100361903B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B1/00—Details
    • H03B1/04—Reducing undesired oscillations, e.g. harmonics
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1231—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising one or more bipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1237—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator
    • H03B5/1275—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator having further means for varying a parameter in dependence on the frequency
    • H03B5/129—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator having further means for varying a parameter in dependence on the frequency the parameter being a bias voltage or a power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B2202/00—Aspects of oscillators relating to reduction of undesired oscillations
    • H03B2202/05—Reduction of undesired oscillations through filtering or through special resonator characteristics

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 이동통신기기 등에 적용할 수 있는 전압제어 발진기(VCO)의 한 종류로, 부고조파 전압제어 발진기와 고조파 전압제어 발진기로 구성되는 부고조파 주입 동기 전압제어 발진기에 관한 것이다.
본 발명은 특징은 종래의 부고조파 주입동기 전압제어 발진기의 DC전류 소모를 줄이고, 회로의 크기롤 줄이기 위해 단일 바이어스 전압을 사용하여 캐스코드형으로 구현하였다.
또한 고조파 주입동기 발진기의 주파수 동기 영역영역을 넓히기 위한 하나의 방법으로 부고조파 발진기의 제어전압 단자를 전압분배기를 통하여 직접 연결하여 고조파 주입동기 발진기의 발진주파수를 주입동기 신호의 정수배에서 발진할 수 있도록 함으로써, 주파수 동기 영역을 넓혔다.

Description

무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로{Subharmonic Injection Locked Oscillator for wireless mobile communications}
본 발명은 이동통신기기등에 적용되는 발진기(Oscillator)에 관한 것으로, 부고조파 전압제어 발진기와 고조파 전압제어 발진기로 구성되는 부고조파 주입 동기 전압제어 발진기에 관한 것이다.
이동통신기기등에 적용되는 상용 PLL기술은 3GHz대역 까지의 비교적 낮은 주파수에서 주파수 동기를 시킬 수 있기 때문에, 3GHz 이상의 높은 주파수 대역에서 주파수 안정도가 뛰어난 발진기의 구현방법의 하나로 부고조파를 이용하여 주파수를 안정화 시키는 기술이 검토되고 있다
종래의 부고조파 주입동기 전압제어 발진기의 회로는 제 1 도에서 보이고 있는 바와 같이 부고조파신호를 발생시키는 전압제어 발진기(10), 전압제어 발진기(10)에서 발생한 신호 중 부고조파 신호만을 통과시키는 목적의 저역통과필터(20), 부고조파 신호의 일부를 주파수 동기회로(PLL)와 주입동기 발진기에 인가하기 위한 목적의 전력분배기(30), 고조파신호를 발생시키는 주입동기 전압제어 발진기(40), 주입동기 발진기에서 불요파를 제거하기 위한 목적의 대역통과 필터(50)로 구성된다.
부주입동기방식의 발진기는 현재의 PLL기술이 3GHz정도까지 주파수를 동기시킬 수 있기 때문에 그 이상의 발진주파수를 동기하는 데 적용할 수 있다. 종래의 구조 도 1에서 단일제어 전압() 및 제어전압()는 전압제어 단자로 발진 주파수를 가변하는 목적으로 사용하는 단자이다. 제어전압() 단자는 주입동기 전압제어 발진기의 발진주파수를 가변하기 위한 단자이다. 제어전압()의 전압을 조정하여 주입동기 발진기(40)의 발진주파수를 전압제어 발진기(10)의 발진 주파수에 정수배근처가 되는록 조정하면 주입동기가 일어나게 된다. 주입동기영역의 고조파 주입동기 발진기의 발진주파수가 주입신호의 정수배에 가까울 수록, 그리고 고조파 주입동기 발진기의 품질계수(Quality factor)가 작을수록 잘 일어난다.
종래의 구조는 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)을 독립적으로 제작하여 구성하기 때문에 도 1의의 DC 인가전압을 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)에 독립적으로 공급한다. 이는 큰 바이어스 전류원을 필요로 하기 때문에 전력소모의 증가를 초래한다.
또한 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)를 독립적으로 구성하는 것은 바이어스 회로에 있어서 복잡성을 증가시켜 회로의 크기가 커지게 된다.
이러한 DC전력소모의 증가와 회로의 크기 증가로 인해 종래의 주입동기 발진기 방식은 이동통신 시스템에 적용하기가 어렵다.
본 발명은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 구조에서 문제가 되었던 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)를 독립적으로 DC 바이어스를 하는 구조를 공통 바이어스로 구동하여 바이어스 소모전력을 줄이고, 회로의 소형화를 달성하고자 하는 데 있다. 또 다른 목적으로, 부고조파 발진기와 고조파 발진기의 동기 영역을 확대하기 위해 전압분배기로 부고조파 발진기와 고조파 발진기의 제어전압에 대한 주파수 민감도를 정합하여 동기 대역폭을 개선하는데 있다.
제 1도는 종래의 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로의 블록 구성도.
제 2도는 본 발명에 따른 부고조파 주입동기 전압제어 발명회로의 블록 구성도.
제 3도는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로의 상세도.
제 4도는 (a) 전압제어 발진기의 주파수 민감도, (b) 주입 동기 전압제어 발진기의 주파수 민감도.
제 5도는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로의 상세도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전압제어 발진기 20 : 저역통과 필터
30 : 주입동기 전압제어 발진기 40 : 전력분배기
50 : 대역통과 필터 60 : 전압분배기
제 2도는 본 발명에서 제안하는 부고조파 주입동기 방식의 전압제어 발진기의 구성도를 보이고 있다. 제 2도에서, 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)는 하나의회로 전압에 의해 직렬 DC 바이어스 될 수 있도록 캐스코드형태로 구성한다. 또한 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)의 발진주파수의 민감도를 정합시켜 동기영역을 크게 하기 위해 전압분배기(60)를 구성한다.
제 3도는 본 발명의 구성도에 따른 발진회로의 첫번째 실시예에 대한 상세한 회로 구성도로써, 부고조파신호를 발생시키는 전압제어 발진기(10), 전압제어 발진기(10)에서 발생한 신호중 부고조파 신호만을 통과시키는 목적의 저역통과필터(20), 부고조파 신호의 일부를 주파수 동기회로(PLL)와 주입동기 발진기에 인가하기 위한 목적의 전력분배기(30), 고조파신호를 발생시키는 주입동기 전압제어 발진기(40), 주입동기 발진기에서 불요파를 제거하기 위한 목적의 대역통과 필터(50)로 구성된다.
전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)는 단일 DC 바이어스인와,,,,에 의해 바이어스 된다. 따라서, 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기의 DC전류는 공통적으로 이용하게 되어 바이어스전류를 기존의 제품에 비해 반으로 줄일 수 있다.
동작원리는 콜피츠 형태의 전압제어 발진기(10)에서 부고조파의 발진신호를 생성하게 되고, 이중 일부는 저역통과 필터를 통해 주입 동기 전압제어 발진기(40)로 인가 되고, 또 일부는 주파수 동기 회로로 널리 사용되는 PLL회로에 인가된다. PLL회로에 인가되는 전력은 PLL에 의해 기준 발진기(보통은, 크리스탈 발진기)와 위상을 비교하여 에러 신호를 적절한 저역통과필터를 거친 후 단일제어전압()에 인가되어, 부고조파 발진기의 발진주파수를 기준 발진기의 정밀도에 동기시킨다.
PLL을 이용하여 기준 발진기에 주파수 동기된 전압제어 발진기(10)의 발진 주파수는 저역통과 필터(20)을 거쳐 주입동기 전압제어 발진기(40)의 입력단자로 인가된다. 주입동기 전압제어 발진기는 콜피츠 형태의 발진기와 입력단자를 갖는 구조이다. 만일, 고조파 주입동기 발진기의 자유발진(free running) 주파수가 주입신호의 정수배 근처이면, 비선형적인 현상으로 주입동기 주파수의 정수배에서 주파수 동기가 일어난다. 최종적으로 주파수 동기가 일어나게 되면 이중 원하는 신호인 고조파 발진신호를 대역통과필터(50)을 이용하여 필터링을 하여 얻게 된다.
한편, 전압제어 발진기(10)의 주입발진신호와 주입동기 전압제어 발진기(40)의 고조파 발진신호의 주파수 동기 대역을 넓게 하기 위해서는 제어전압()에 대한 주파수 민감도를 조정을 해야한다. 최대의 주파수 동기 영역을 얻기 위해서는 고조파 주입동기 전압제어 발진기(40)의 주파수 민감도는 전압제어 발진기(10)의 주파수 민감도의 주입 차수 배가 되면 된다.
제 4도의 (a)와 (b)는 각각 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)의 제어 전압에 대한 의 주파수 민감도를 표시한 것이다. 만일 주파수 동기가 4차의 고조파에서 일어나고, 2.5V에서 중심주파수를 갖는다면 제어전압에 대한 주파수 민감도의 비(B/A)는 4일때 주파수 동기 영역은 최대가 된다. 주파수 민감도의 비율을 맞추기 위서는 주입동기 발진기의 공진부인 바랙터 다이오드()와 결합 인덕터()를 조절해야 하지만, 정확하게 원하는 민감도를 얻기는 힘들다. 이를 해결하기 위해서는 전압분배기를 이용하여 제어전압에 대해 적절한 전압분배 비를 맞추면 해결이 된다.
제 5도는 본 발명의 구성도에 따른 발진회로의 두번째 실시예에 대한 상세한 회로 구성도로써, 상기
제 3도와 비교하여 캐스코드형 전류공유 회로에서 윗쪽의 트랜지스터()를 고조파 주입동기 발진기로 이용하고, 캐스코드형의 아래쪽 트랜지스터()를 부고조파 발진기로 이용하는 경우이다.
이와 같이 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 전압제어 발진기(10)와 주입동기 전압제어 발진기(40)의 DC전류를 공통적으로 이용하게 되어 바이어스전류를 기존의 제품에 비해 반으로 줄일 수 있다. 또한 단일 바이어스는 바이어스 회로의 부품 수를 줄일 수가 있어 제품의 소형화를 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 효과로는 고조파 주입동기 전압제어 발진기(40)의 제어전압을 전압분배기(60)를 이용하여 전압제어 발진기(10)의 주파수 민감도를 제어전압()에 대한 주파수의 민감도의 정수배로 정합할 수 있어 주파수 동기 영역을 손쉽게 넓힐 수가 있다.

Claims (3)

  1. 부고조파를 이용하여 고조파의 발진주파수를 주파수 동기하는 부고조파 주입동기 발진기에 있어서, 부고조파신호를 발생시키는 전압제어 발진기(10), 전압제어 발진기(10)에서 발생한 신호중 부고조파 신호만을 통과시키는 목적의 저역통과필터(20), 부고조파 신호의 일부를 주파수 동기회로(PLL)와 주입동기 전압제어 발진기(40)에 인가하기 위한 목적의 전력분배기(30), 고조파신호를 발생시키는 주입동기 전압제어 발진기(40), 주입동기 전압제어 발진기(40)에서 불요파(spurious signal)를 제거하기 위한 목적의 대역통과 필터(50)로 구성되는 이동통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로.
  2. 제 1항에 있어서 상기 부고조파를 발생시키는 전압제어 발진기(10)와 고조파 신호를 발생시키는 주입동기 전압제어 발진기(40)는 단일 바이어스에 의한 전류공유형 캐스코드형의 바이어스구조를 특징으로 하는 이동통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로.
  3. 제 1항 내지 제 2항에 있어서, 주파수 동기 영역을 넓히기 위해, 단일 제어전압()을 사용하고 부고조파 전압제어 발진기(40)의 제어전압()을 전압분배기(60)을 사용하여 주파수 민감도의 정합을 이루는 이동통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로.
KR1020010026579A 2001-05-15 2001-05-15 무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로 KR100361903B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010026579A KR100361903B1 (ko) 2001-05-15 2001-05-15 무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010026579A KR100361903B1 (ko) 2001-05-15 2001-05-15 무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010069865A KR20010069865A (ko) 2001-07-25
KR100361903B1 true KR100361903B1 (ko) 2002-11-22

Family

ID=19709508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010026579A KR100361903B1 (ko) 2001-05-15 2001-05-15 무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100361903B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010069865A (ko) 2001-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH04119705A (ja) 電圧制御発振器
CN105827240A (zh) 应用于铷原子钟的低相噪6.8GHz频率源
JP2001127554A (ja) 電圧制御発振器
JP2003092513A (ja) 変調度偏移補正機能を有する変調装置
KR100361903B1 (ko) 무선 이동 통신용 부고조파 주입동기 전압제어 발진회로
CN1027780C (zh) 微波分频锁相介质振荡器
JP3422915B2 (ja) マイクロ波ミリ波注入同期型発振器
WO2014106899A1 (ja) 高周波発振源
JP2639289B2 (ja) 注入同期形逓倍発振器
JP2892886B2 (ja) 周波数シンセサイザ
JP2002141797A (ja) 周波数シンセサイザ
JPH08139525A (ja) 電圧制御型ｓａｗ発振器
KR200325843Y1 (ko) 하이브리드를이용한광대역전압제어발진기
JPH02192320A (ja) 位相同期発振器
KR20080021247A (ko) 유전체 공진기를 이용한 국부 발진기 및 그를 갖는 주파수합성기
JPH0653743A (ja) 注入同期形逓倍発振器
JPH10126262A (ja) 周波数シンセサイザ
JP2001237643A (ja) 電圧制御発振器および通信装置
JPS63128816A (ja) Ｐｌｌ回路
WO2022222275A1 (zh) 一种兼容c波段和毫米波频段的本振锁相频率综合器
JP2000013225A (ja) 発振器
JPS6214505A (ja) 電圧制御発振器
JPS62271506A (ja) マイクロ波発振回路装置
JPH01277025A (ja) 位相同期発振回路
JPH04257119A (ja) ルビジウム原子発振器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120907

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131101

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141015

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee