KR100452825B1

KR100452825B1 - 선형 채널 선택 필터

Info

Publication number: KR100452825B1
Application number: KR10-2002-0085366A
Authority: KR
Inventors: 나유삼; 권효석; 최기원; 오승민
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-10-15
Also published as: US20040128340A1; GB2396761B; GB0308153D0; US7177895B2; GB2396761A; KR20040058853A

Abstract

본 발명은 위성방송 튜너의 IF 선택을 위해 적용될 수 있고, 간단한 구조로 구현될 수 있고, 필터 내부의 전류를 조절하여 원하는 주파수를 선형적으로 가변할 수 있도록 하는 선형 채널 선택 필터(liner channel select filter)를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 레지스턴스(R)와 커패시턴스(C)를 이용하여 임의의 주파수를 선택하는 선형 채널 선택 필터에 있어서, 선택신호(VS)에 따라 제어전압(VC)을 결정하고, 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하며, 상기 제어전압(VC)에 따라 상기 출력전류(io)를 선형적으로 조절하고, 상기 선형적으로 조절되는 출력전류(io)에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스(RGM)를 제공하는 GM 전류셀 부(100); 및 상기 GM 전류셀 부(100)에 연결하여 커패시턴스(C)를 제공하는 커패시터 회로부(200)를 구비함을 특징으로 한다.

본 발명은 간단한 구조로 구현될 수 있고, 필터 내부의 전류를 조절하여 원하는 주파수를 선형적으로 가변할 수 있도록 함으로서, 원하는 주파수를 선형적으로 선택할 수 있고, 차지 면적 및 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

선형 채널 선택 필터{liner channel select filter}

본 발명은 위성방송 튜너의 IF 선택에 적용될 수 있는 선형 채널 선택 필터에 관한 것으로, 특히 간단한 구조로 구현될 수 있고, 필터 내부의 전류를 조절하여 원하는 주파수를 선형적으로 선택할 수 있고, 차지 면적 및 사이즈를 줄일 수 있는 선형 채널 선택 필터에 관한 것이다.

일반적으로, 수신기(receiver)의 RF 프론트 엔드부(front end part)에는 주파수를 선택하기 위한 필터가 이용되는데, 이러한 아날로그 필터(Analog Filter)의 경우 SCF(Switched Capacitor FILTER), MOS 트랜지스터 필터, OTA(Operational Transconductor Amplifier)구조의 필터 등의 3종류의 필터가 사용된다. 이중에서 수십㎒대역의 필터특성을 얻기 위해서는 OTA구조의 필터가 주류를 이루고 있는데, 이 OTA 필터의 경우, 전달컨덕턴스(Transconductance,GM)를 이용한 GM-C 필터가 가장 많이 사용되고 있다.

이러한 GM-C 필터의 경우, 전류제어가 쉽지 않아 필터의 구성이 어렵다는 단점이 있으나 수십 ㎒대역에서 가장 많이 사용되는 일반적인 구조로 알려져 있다.특히 선형 특성이 중요한 성능으로 좌우되는 필터의 구조로써는 하나의 필터로 주파수를 변환하는 방법이 쉽지 않다.

도 1은 종래의 가변 필터의 블럭도로서, 도 2에 도시된 종래의 가변 필터에서는 주파수를 가변하고자 할 경우에 서로 다른 주파수 선택을 위해 동일한 구조의 필터를 병렬로 여러단 접속하거나 또는 필터의 구조를 변경하여 새로운 타입의 필터를 재 설계해야 한다.

가령, 응용범위에 따라 3개의 주파수대역이 필요로 하는 경우, 예를 들어 8㎒, 18㎒ 및 27㎒의 대역을 처리하기 위해서는 3개의 스위치(SW1,SW2,SW3)와 3개의 다른 주파수선택 필터(F1,F2,F3)가 필요하게 된다. 그러나 이러한 필터 구조는 칩(Chip)상의 레이아웃(Layout) 면적이 증가하게 되고 이에 의해서 칩의 단가가 상승하는 결과를 초래하게 되는 등의 문제점을 가지고 있다.

도 2는 종래의 가변 LPF의 구성 예시도로서, 도 3을 참조하면, 종래의 가변 LPF는 널리 알려져 있는 래더(ladder) 구조를 사용하여 이루어져 있고, 이러한 구조의 능동 래더 필터는 수동 LC 래더를 실현할 수 있는 RC 등가회로에 기반을 두고 있다. 도 3의 필터(130)는 증폭기( A1,A2,A3,A4 및 A5), 저항 및 커패시터로 구성되어 있다. 도 2에서, 필터의 저항은 고정값으로 되어 있고, 필터 프로그램능력은 가변 커패시터, 특히 프로그램머블 커패시터 어레이(C1,C2,C3,C3,C5,C213,C231,C435 및 C453)의 사용을 통해 달성된다. 이들 커패시터의 값을 가변시킴으로서, 동작 파라메터의 다른 레인지를 갖는 다른 타입의 LPF가 구현될 수 있다.

도 3은 도 2의 프로그래머블 커패시터 어레이의 일 예시도로서, 도 3을 참조하면, 프로그래머블 커패시터 어레이(C1)는 12개 병렬의 사용자-선택가능 커패시터를 포함하고, 이들중 4개의 사용자-선택가능 커패시터(300A,310A,320A 및 330A)가 도 3에 도시되어 있으며, 각 사용자-선택가능 커패시터는 스위치(300B,310B,326B 및 330B)와 같은 사용자-제어 스위치와 직렬로 되어 있다. 스위치를 통해 사용자가 사용자-선택가능 커패시터의 커패시턴스를 설정할 수 있다. 이와 같이 도 2 및 도 3에 도시된 종래의 가변 LPF에서는, 사용자-선택가능 커패시터를 선택하여 주파수를 가변시킬 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 가변 LPF에서, 이 가변 LPF는 단가 및 사이즈를 고려하면 무한정 커패시터를 사용할 수 없기 때문에, 즉 필터에 사용할 수 있는 커패시터의 개수가 유한하므로, 상기 사용자-선택가능 커패시터 어레이의 커패시터 선택에 의해서는 정밀한 커패시턴스의 선택이 불가능하고, 또한, 커패시턴스의 선택은 비선형적으로 수행되므로, 정밀한 커패시턴스의 선택이 어렵다는 문제점이 있다. 이러한 이유로 인해, 종래의 가변 LPF는 주파수의 선형적 선택에 한계가 있는 문제점이 있다.

이와 같은 종래의 가변 LPF는 선형적인 주파수 선택 능력을 요구하는 필터에서는 사용할 수 없으므로, 요구되는 단가 및 사이즈를 충족하면서도 우수한 선형 특성을 갖는 필터의 필요성이 대두되어 왔다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 간단한 구조로 구현될 수 있고, 필터 내부의 전류를 조절하여 원하는 주파수를 선형적으로 가변할 수 있는 선형 채널 선택 필터를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 원하는 주파수를 선형적으로 선택할 수 있고, 차지 면적 및 사이즈를 줄일 수 있는 선형 채널 선택 필터를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 가변 필터의 블럭도이다.

도 2는 종래의 가변 LPF의 구성 예시도이다.

도 3은 도 2의 프로그래머블 커패시터 어레이의 일 예시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 선형 채널 선택 필터의 블록도이다.

도 5는 도 4의 제어전압 생성부의 회로도이다.

도 6은 도 4의 출력전류 조절부의 회로도이다.

도 7은 본 발명에 따른 제어전압의 시뮬레이션 그래프이다.

도 8은 본 발명에 따른 제어전압-출력전류의 선형 천이 곡선(liner transition curve)도이다.

도 9의 (a),(b)는 본 발명에 따른 선형 필터의 튜닝 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : GM 전류셀 부 110 : 제어전압 생성부

111 : 저항 회로부 112 : 스위치 회로부

113 : 전압 생성부 120 : 출력전류 조절부

121 : 전류 생성 회로부 122 : 전류 조절 회로부

200 : 커패시터 회로부

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 레지스턴스와 커패시턴스를 이용하여 임의의 주파수를 선택하는 선형 채널 선택 필터에 있어서,

선택신호에 따라 제어전압을 결정하고, 차동 입력전압에 따라 출력전류를 제공하며, 상기 제어전압에 따라 상기 출력전류를 선형적으로 조절하고, 상기 선형적으로 조절되는 출력전류에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스를 제공하는 GM 전류셀 부; 및

상기 GM 전류셀 부에 연결하여 커패시턴스를 제공하는 커패시터 회로부(200)

를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 선형 채널 선택 필터의 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 선형 채널 선택 필터는 레지스턴스(R)와 커패시턴스(C)를 이용하여 임의의 주파수를 선택하는 선형 채널 선택 필터로서, 이는 선택신호(VS)에 따라 제어전압(VC)을 결정하고, 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하며, 상기 제어전압(VC)에 따라 상기 출력전류(io)를 선형적으로 조절하고, 상기 선형적으로 조절되는 출력전류(io)에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스(RGM)를 제공하는 GM 전류셀 부(100)와, 상기 GM 전류셀 부(100)에 연결하여 커패시턴스(C)를 제공하는 커패시터 회로부(200)를 포함한다.

상기 GM 전류셀 부(100)는 상기 선택신호(VS)에 의해 결정되는 제어전압(VC)을 생성하는 제어전압 생성부(110)와, 상기 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하고, 상기 제어전압 생성부(VC)에 의해 생성된 제어전압(VC)에 따라 상기 출력전류(io)를 선형적으로 조절하며, 상기 선형적으로 가변되는 출력전류(io)에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스(RGM)를 제공하는 출력전류 조절부(120)를 포함한다. 상기 선택신호(VS)는 원하는 선택 주파수(F)에 해당하는 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4)를 포함한다.

도 5는 도 4의 제어전압 생성부의 회로도이다.

도 5를 참조하면, 상기 제어전압 생성부(110)는 D/A 컨버터를 적용할 수 있는데, 본 발명의 일예로, 기준전압(Vref)과 접지사이에 복수의 저항 소자를 포함하는 저항 회로부(111)와, 상기 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4)에 따라 상기 저항 회로부(112)의 저항 소자를 각각 선택하기 위한 복수의 스위치 소자(SW1-SW4)를 갖는 스위치 회로부(112)와, 상기 스위치 회로부(112)에 의해 선택된 상기 저항 회로부(111)의 저항소자에 의해 결정되는 저항값(RSW)에 따라 제어전압(VC)을 생성하는 전압 생성부(113)를 포함한다.

상기한 제어전압 생성부(110)에 대한 구체적인 회로를 예를 들면, 상기 저항 회로부(111)는 기준전압(-Vref)에서 접지 사이에 직렬로 연결한 복수의 저항 소자(R11-R14)를 갖는 제1 저항부와, 상기 제1 저항부의 복수의 저항 소자(R11-R14)들 간의 접속점에 일단을 연결한 복수의 저항(R21-R24)을 포함하는 제2 저항부를 포함할 수 있다.

상기 스위치 회로부(112)는 상기 제2 저항부의 복수의 저항(R21-R24) 각각의타단과 접지와의 전기적인 접속을 스위칭하는 복수의 스위칭 소자(SW1-SW4)를 포함할 수 있는데, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1-SW4)는 상기 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4)에 의해 제어된다.

상기 전압 생성부(113)는 상기 제2 저항부의 복수의 저항(R21-R24) 각각의 타단을 공통으로 연결한 반전단자와, 접지로 연결한 비반전단자와, 상기 반전단자에 피드백 저항소자(RF)를 통해 연결한 출력단자를 갖고, 상기 스위치 회로부(112)에 의해 결정되는 상기 저항회로부(111)의 저항치(RSW)와 상기 피드백 저항 소자(RF)와의 비율에 따른 제어전압을 생성하는 연산증폭기(OP)를 포함할 수 있다.

도 6은 도 4의 출력전류 조절부의 회로도이다.

도 6을 참조하면, 상기 출력전류 조절부(120)는 상기 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 생성하는 전류 생성 회로부(121)와, 상기 제어전압 생성부(110)에 의해 생성된 제어전압(VC)에 따라, 상기 전류 생성 회로부(121)에 의해 제공되는 출력전류(io)를 선형적으로 조절하는 전류 조절 회로부(122)를 포함한다.

상기한 출력전류 조절부(120)에 대한 구체적인 회로를 예를 들면, 상기 전류 생성 회로부(121)는 전원(Vcc)단에 드레인단을 연결하고, 차동 입력전압(Vin)단중의 하나의 입력단에 연결한 게이트단을 포함하는 제1 MOS 트랜지스터(M1)와, 상기 제1 MOS 트랜지스터(M1)의 소스단과 접지사이에 연결한 제1 전류원(CS1)과, 전원(Vcc)단에 드레인단을 연결하고, 차동 입력전압(Vin)단중 다른 하나에 연결한 게이트단을 포함하는 제2 MOS 트랜지스터(M2)와, 상기 제2 MOS 트랜지스터(M2)의 소스단과 접지사이에 연결한 제2 전류원(CS2)을 포함할 수 있다.

상기 전류 조절 회로부(122)는 상기 제1 MOS 트랜지스터(M1)의 소스단에 연결한 드레인단과, 상기 제2 MOS 트랜지스터(M2)의 소스단에 연결한 소스단과, 상기 제어전압(VC)단에 연결한 게이트단을 갖고, 상기 제어전압(VC)에 따라 상기 드레인단과 소스단 사이에 흐르는 전류(ir)를 조절하는 제3 MOS 트랜지스터(MR)를 포함할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

본 발명의 선형 채널 선택 필터는 레지스턴스(R)와 커패시턴스(C)를 이용하여 임의의 주파수(F)를 선형적으로 선택할 수 있는 기능을 갖는다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 선형 채널 선택 필터에 대한 동작을 설명하면, 본 발명의 GM 전류셀 부(100)는 선택신호(VS)에 따라 제어전압(VC)을 결정하고, 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하며, 상기 제어전압(VC)에 따라 상기 출력전류(io)를 선형적으로 조절하며, 상기 선형적으로 조절되는 출력전류(io)에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스(RGM)를 제공한다. 그 다음, 본 발명의 커패시터 회로부(200)는 상기 GM 전류셀 부(100)에 연결하여 커패시턴스(C)를 제공한다. 이와 같은 본 발명의 선형 채널 선택 필터에서는 그 차단 주파수(Fcut)가 하기 수학식 1에 의해 결정된다.

여기서,

Fcut : 차단주파수

RGM : 상기 GM 전류셀 부(100)에 의해 결정되는 레지스턴스

C : 상기 커패시터 회로부(200)에 의해 결정되는 커패시턴스

상기 GM 전류셀 부(100)에 대해서 자세히 설명하면, 상기 GM 전류셀 부(100)는 상기 선택신호(VS)에 의해 결정되는 제어전압(VC)을 생성한다. 그리고, 상기 GM 전류셀 부(100)의 출력전류 조절부(120)는 상기 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하고, 상기 제어전압 생성부(VC)에 의해 생성된 제어전압(VC)에 따라상기 출력전류(io)를 선형적으로 조절하며, 상기 선형적으로 가변되는 출력전류(io)에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스(RGM)를 제공한다.

본 발명의 출력전류 조절부(120)에서는 제어전압(VC)에 따라 레지스턴스(R)를 선형적으로 가변하는데, 이에 따라 본 발명의 선형 채널 선택 필터에 의해서 차단주파수(Fcut)를 선형적으로 가변시킬 수 있게 되어 원하는 주파수를 보다 정확하게 선택할 수 있게 된다.

또한, 상기 GM 전류셀 부(100)의 출력전류 조절부(120)는 상기 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하고, 이때, 상기 선택신호(VS)는 원하는 선택 주파수(F)에 해당하는 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4)를 포함하며, 이러한 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4) 각각은 스위치 소자를 온/오프 스위칭 시킬 수 있는 하이레벨 또는 로우레벨을 갖는다.

먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 제어전압 생성부(110)에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제어전압 생성부(110)는 전술한 바와같이 저항 회로부(111), 스위치 회로부(112) 및 전압 생성부(113)를 포함하는데, 상기 스위치 회로부(112)의 복수의 스위치 소자(SW1-SW4) 각각은 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4)에 의해서 온 또는오프 스위칭 된다.

이와 같이, 상기 복수의 스위치 소자(SW1-SW4)의 온 또는 오프에 의해서 상기 저항 회로부(112)의 복수의 저항 소자중의 일부 저항 또는 전체 저항이 선택되어 상기 저항 회로부(111)의 저항값(RSW)이 결정된다. 상기 전압 생성부(113)는 상기 스위치 회로부(112)에 의해 선택된 상기 저항 회로부(111)의 저항소자에 의해 결정되는 저항값(RSW)에 따라 제어전압(VC)을 생성한다.

이러한 제어전압 생성부(110)에 대한 동작을 예를 들어 구체적으로 설명하면, 상기 복수의 스위치 소자(SW1-SW4)에 따라 상기 스위치 회로부(112)의 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4)가 온(on) 또는 오프(off)되는 경우를 예를 들면 하기 표 1과 같다.

선택신호(VS)	스위치
VS1	VS2	VS3	VS4	SW1	SW2	SW3	SW4
L	L	L	H				○
L	L	H	L			○
L	H	L	L		○
H	L	L	L	○
···	···
H	H	H	H	○	○	○	○

상기 스위치 회로부(112)의 스위칭 동작에 따라, 상기 저항 회로부(111)에 포함된 복수의 저항 소자중의 일부 또는 전체가 선택되어 저항값(RSW)이 결정된다.이때, 상기 전압 생성부(113)의 연산증폭기(OP)는 상기 저항 회로부(111)에 의해 결정된 저항값(RSW)과 피드백저항(RF)의 비율에 따라 차동 입력전압(Vin)을 증폭하여 출력전압(Vout)을 제공하는데, 이 출력전압(Vout)을 본 발명의 출력전류 조절부(120)에 제어전압(VC)으로 제공한다. 도 5에 도시된 제어전압 생성부(110)의 출력전압(Vout)은 하기 수학식 2에 의해 계산될 수 있다.

여기서, Vout는 연산증폭기(OP)의 출력전압, Vref는 기준전압, RF는 피드백 저항소자의 저항치, VS는 선택전압, ir은 저항 회로부(111)의 저항값(RSW)에 흐르는 전류, RSW는 상기 저항 회로부(111)에 의해 결정되는 저항값이다.

다음, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 출력전류 조절부(120)에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 출력전류 조절부(120)는 전류 생성 회로부(121) 및 전류 조절 회로부(122)를 포함하여, 상기 전류 생성 회로부(121)는 상기 차동 입력전압(Vin)에따라 출력전류(io)를 생성하고, 상기 전류 조절 회로부(122)는 상기 제어전압 생성부(110)에 의해 생성된 제어전압(VC)에 따라, 상기 전류 생성 회로부(121)에 의해 제공되는 출력전류(io)를 선형적으로 조절한다.

먼저, 상기 출력전류 조절부(120)의 전류 생성 회로부(121)에 대한 동작을 설명하면, 차동 입력전압(Vin)에 의해 동작하는 제1 MOS 트랜지스터(M1) 및 제2 MOS 트랜지스터(M2)에는 제1,제2 전류원(CS1,CS2)에 의한 전류(i1,i2)가 흐르게 되고, 이때, 상기 제어전압 생성부(110)의 제어전압(VC)에 의해 전류 조절 회로부(122)의 제3 MOS 트랜지스터(MR)에 흐르는 전류(ir)가 조절된다. 상기 전류(ir)는 출력전류(io)와 비례관계에 있음을 알 수 있고, 이에 따르면, 입력전압이 일정한 경우에도 상기 출력전류(io)에 비례하는 전류(ir)가 가변된다. 그러므로, 상기 출력전류(io)는 도 8에 도시한 바와 같이 선형적으로 조절될 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 출력전류(io)는 제어전압(VC)의 대략 1.0V - 1.4V 범위에서 선형적으로 조절될 수 있음을 보이고 있다.

이러한 전류의 선형적 가변은 상기 전류 조절 회로부(122)의 등가 저항(RGM)이 선형적으로 가변하는 것을 의미한다. 만약, 상기 제3 MOS 트랜지스터(MR)를 선형 MOSFET를 적용하고, (1/2)VDS²를 무시한다고 가정하면, 출력전류는 하기 수학식3과 같이 나타낼 수 있다.

여기서,

io : 출력전류

i1,i2 : 제1 MOS 트랜지스터(M1) 및 제2 MOS 트랜지스터(M2)를 통해 흐르는 전류

RGM : 제3 MOS 트랜지스터(MR)의 등가 저항

Vin : 입력전압

GM : 전달컨덕턴스(transconductance)

또한, 도 6에서 출력전류(io)는 "P1과 P2" 에 연결되는 회로부(미도시)로 흐르는 전류로서, 이 출력전류(io)는 상기 전류(ir)와 비례관계에 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 GM 전류셀 부(100)에서는 선택신호(VS)에 의해 결정되는 제어전압(VC)에 따라 출력전류(io)가 선형적으로 가변되고, 이러한 출력전류(io)에 따라 내부의 레지스턴스(RGM)가 선형적으로 가변되므로, 본 발명의 선형 채널 선택 필터에 의하면 차단주파수(Fcut)가 선형적으로 가변될 수 있음을 알수 있다.

한편, 본 발명에 따른 필터의 제어전압은 매우 작은 범위의 튜닝(Tuning)전압, 예를 들어 가령 대략 1.0V ~ 1.4V 범위내의 임의의 전압이다. 그러므로 주파수 선택을 위해서는 이 작은 범위의 전압을 선형적으로 선택할 수 있어야 하는데, 이를 위해서는 본 발명의 제어전압 생성부를 D/A 컨버터를 사용하여 입력되는 디지털 신호(Digital signal)에 의해 아날로그 신호를 만들고 이에 의해서 주파수 선택을 위한 전류 조절 전압으로 사용하였다. 이러한 D/A 컨버터의 아날로그 전압에 대한 시뮬레이션(Simulation)은 도 7과 같다.

도 7을 참조하면, 원하는 주파수를 선택하는데 필요한 전압범위(1.23V-1.418V)를 포함하여 제어전압(VC)을 생성할 수 있음을 보이고 있고, 상기 전압범위(1.23V-1.418V)를 31스텝으로 조절할 수 있음을 보이고 있다.

이에 의해서 본 발명의 선형 채널 선택 필터를 LPF(Low pass filter)로 구현하는 경우 도 9a,9b처럼 선형적으로 주파수 선택을 할 수 있으며, 도 9a의 화살표가 가르키는 부분을 확대하면 도 9b와 같이 되는데, 도 9b에서는 원하는 주파수가 7.9MHz, 17.5MHz 및 26.5MHz일 경우 이들 주파수를 모두 선택할 수 있음을 알 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명이 적용되는 필터는 LPF, HPF 및 BPF 등을 포함할수 있고, 또한, 본 발명은 위성방송용 튜너의 IF 선택부 뿐만 아니라, RF 필터 등과 같이, 고주파를 선택하는 채널 선택 장치에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 선형 채널 선택 필터는 수신단의 구조중 국부 발진기(Local Oscillator)와 입력 주파수가 같은 "Zero IF"구조에 사용 가능한 필터이고, "ZERO IF" 회로의 믹서 출력의 중심 주파수는 0㎒이기 때문에 원하는 신호의 캐리어를 제외한 데이터를 선택적으로 받아들일 수 있는 주파수대역의 선택이 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 위성방송 튜너의 IF 선택을 위해 적용될 수 있는 선형 채널 선택 필터를 간단한 구조로 구현될 수 있고, 필터 내부의 전류를 조절하여 원하는 주파수를 선형적으로 가변할 수 있도록 함으로서, 원하는 주파수를 선형적으로 선택할 수 있고, 차지 면적 및 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 선형 채널 선택 필터는 예를 들어 0.18㎛ CMOS 프로세스(Process)를 사용하여 수십㎒에서 동작할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims

레지스턴스(R)와 커패시턴스(C)를 이용하여 임의의 주파수를 선택하는 선형 채널 선택 필터에 있어서,

선택신호(VS)에 따라 제어전압(VC)을 결정하고, 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하며, 상기 제어전압(VC)에 따라 상기 출력전류(io)를 선형적으로 조절하고, 상기 선형적으로 조절되는 출력전류(io)에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스(RGM)를 제공하는 GM 전류셀 부(100); 및

상기 GM 전류셀 부(100)에 연결하여 커패시턴스(C)를 제공하는 커패시터 회로부(200)를 구비함을 특징으로 하는 선형 채널 선택 필터.
제1항에 있어서, 상기 GM 전류셀 부(100)는

상기 선택신호(VS)에 의해 결정되는 제어전압(VC)을 생성하는 제어전압 생성부(110); 및

상기 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 제공하고, 상기 제어전압 생성부(VC)에 의해 생성된 제어전압(VC)에 따라 상기 출력전류(io)를 선형적으로 조절하며, 상기 선형적으로 가변되는 출력전류(io)에 따라 선형적으로 가변되는 레지스턴스(RGM)를 제공하는 출력전류 조절부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 채널 선택 필터.
제2항에 있어서, 상기 제어전압 생성부(110)는

기준전압(Vref)과 접지사이에 복수의 저항 소자를 포함하는 저항 회로부(111);

상기 복수의 스위칭 신호(VS1-VS4)에 따라 상기 저항 회로부(112)의 저항 소자를 각각 선택하기 위한 복수의 스위치 소자(SW1-SW4)를 갖는 스위치 회로부(112); 및

상기 스위치 회로부(112)에 의해 선택된 상기 저항 회로부(111)의 저항소자에 의해 결정되는 저항값(RSW)에 따라 제어전압(VC)을 생성하는 전압 생성부 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 채널 선택 필터.
제2항에 있어서,

상기 출력전류 조절부(120)는

상기 차동 입력전압(Vin)에 따라 출력전류(io)를 생성하는 전류 생성 회로부(121); 및

상기 제어전압 생성부(110)에 의해 생성된 제어전압(VC)에 따라, 상기 전류 생성 회로부(121)에 의해 제공되는 출력전류(io)를 선형적으로 조절하는 전류 조절 회로부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 채널 선택 필터.
제2항에 있어서,

상기 제어전압 생성부(110)는

기준전압(-Vref)에서 접지 사이에 직렬로 연결한 복수의 저항 소자(R11-R14)를 갖는 제1 저항부와, 상기 제1 저항부의 복수의 저항 소자(R11-R14)들 간의 접속점에 일단을 연결한 복수의 저항(R21-R24)을 포함하는 제2 저항부를 갖는 저항 회로부(111);

상기 제2 저항부의 복수의 저항(R21-R24) 각각의 타단과 접지와의 전기적인 접속을 스위칭하는 복수의 스위칭 소자(SW1-SW4)를 갖는 스위치 회로부(112); 및

상기 제2 저항부의 복수의 저항(R21-R24) 각각의 타단을 공통으로 연결한 반전단자와, 접지로 연결한 비반전단자와, 상기 반전단자에 피드백 저항소자(RF)를 통해 연결한 출력단자를 갖고, 상기 스위치 회로부(112)에 의해 결정되는 상기 저항회로부(111)의 저항치(RSW)와 상기 피드백 저항 소자(RF)와의 비율에 따른 제어전압(VC)을 생성하는 연산증폭기(OP)를 갖는 전압 생성부(113)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 채널 선택 필터.
제2항에 있어서, 상기 출력전류 조절부(120)는

전원(Vcc)단에 드레인단을 연결하고, 차동 입력전압(Vin)단중의 하나의 입력단에 연결한 게이트단을 포함하는 제1 MOS 트랜지스터(M1);

상기 제1 MOS 트랜지스터(M1)의 소스단과 접지사이에 연결한 제1 전류원(CS1);

전원(Vcc)단에 드레인단을 연결하고, 차동 입력전압(Vin)단중 다른 하나의 입력단에 연결한 게이트단을 포함하는 제2 MOS 트랜지스터(M2);

상기 제2 MOS 트랜지스터(M2)의 소스단과 접지사이에 연결된 제2 전류원(CS2); 및

상기 제1 MOS 트랜지스터(M1)의 소스단에 연결된 드레인단과, 상기 제2 MOS 트랜지스터(M2)의 소스단에 연결된 소스단과, 상기 제어전압(VC)단에 연결된 게이트단을 갖고, 상기 제어전압(VC)에 따라 상기 드레인단과 소스단 사이에 흐르는 전류를 조절하는 제3 MOS 트랜지스터(MR)

를 포함하는 것을 특징으로 선형 채널 선택 필터.