KR100489416B1 - 트랜스포머를 이용한 ４ 위상 전압 제어 발진기 - Google Patents

트랜스포머를 이용한 ４ 위상 전압 제어 발진기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기에 관한 것으로서, 상기한 바와 같이 본 발명은 4 위상 신호를 생성할 때 트랜스포머를 사용하여 LC 공진기의 공진도(Q)를 증가시키고 되먹임 되는 신호의 고주파 신호와 DC 신호를 분리하여 조절함으로써 낮은 위상 잡음(phase noise)을 갖도록 할 뿐만 아니라 차동 전압제어 발진기보다 우수한 주파수 특성을 갖는 이점이 있다.

Description

트랜스포머를 이용한 ４ 위상 전압 제어 발진기 {QUADRATURE VOLTAGE CONTROLED OSCILLATOR WITH TRANSFORMER}
본 발명은 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트랜스포머를 사용하여 LC 공진기의 공진도(Q)를 증가시키고 되먹임 되는 신호의 고주파 신호와 DC 신호를 분리하여 조절함으로써 낮은 위상 잡음(phase noise)을 갖도록 할 뿐만 아니라 차동 전압제어 발진기보다 우수한 주파수 특성을 갖도록 한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기에 관한 것이다.
최근들어 이동 통신 시장의 폭발적인 성장으로 많은 회사에서 서로 다른 주파수 대역을 사용하거나 다른 기능을 가지는 다양한 이동 통신 단말기들을 출시하면서 각자의 시장을 형성하고 있으며, 국내외를 막론하고 앞으로의 전망은 여러 가지 주파수 대역에서 동작할 뿐만 아니라 다양한 기능이 통합된 이동 통신 단말기 시장이 형성될 것으로 전망된다.
이와 같이 이동통신 시장의 성장으로 많은 제품에서 4 위상(quadrature, 4 phase) 신호를 필요로 하고 있어, 지금까지는 단일 위상을 갖는 전압제어 발진기에서 나오는 신호를 별도의 4 위상 생성기에 넣어서 4 위상을 만들어 사용하였다.
이후, 별도의 4 위상 생성기를 사용하지 않고 전압제어 발진기에서 4위상 신호를 만드는 4 위상 전압제어 발진기가 연구되고 있다.
4 위상 전압제어 발진기는 크기가 서로 동일한 위상이 90°씩 지연된 4개의 신호를 발생시키기 위한 회로로써, 현재 직접변환 방식의 송수신기에서 주로 활용되고 있다. 직접 변환 방식은 RF(Radio Frequency)신호를 중간 주파수(intermediate frequency : IF)를 거치지 않고 바로 기저대역(baseband)신호로 변환하는 방식으로서 필터 등 외부 소자를 줄일 수 있고, 디지털 신호처리 부담을 줄일 수 있어 현재 활발히 연구되고 있다. 직접변환 방식은 특히 디지털 회로 구현이 쉬운 CMOS 공정을 이용한 단일칩 제작에 가장 적합한 방식이다.
도 1은 일반적인 인덕터를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기를 개략적으로 도시한 블록도이다.
여기에 도시된 바와 같이 제 1차동 전압 제어 발진기(100)는 제 1인덕터(101)와 제 1가변커패시터(103)는 서로 병렬로 연결되고 인가되는 전원전압(Vcc)에 의해 출력신호의 주파수를 변동시키는 제 1공진부(102)와, 제 1차동 전압 제어 발진기(100)의 부성 저항(negative resistance)을 생성하기 위해 제 1트랜지스터(Q11)와 제 2트랜지스터(Q12)가 서로 크로스 접속(cross coupled)되고 제 1내지 제 2트랜지스터(Q11,Q12)와 각각 직렬로 제 2차동 전압 제어 발진기(200)의 제 3출력단자(OUT_C)와 제 4출력단자(OUT_D)와 연결되어 커플링시키기 위한 제 3내지 제 4트랜지스터(Q13,Q14)가 연결된 제 1음성저항부(104)로 이루어진다.
또한, 제 2차동 전압 제어 발진기(200)는 제 2인덕터(201)와 제 2가변커패시터(203)는 서로 병렬로 연결되어 인가되는 전원전압(Vcc)에 의해 출력신호의 주파수를 변동시키는 제 2공진부(202)와, 제 2차동 전압 제어 발진기(200)의 부성 저항(negative resistance)을 생성하기 위해 제 5트랜지스터(Q15)와 제 6트랜지스터(Q16)가 서로 크로스 접속(cross coupled)되고 제 5내지 제 6트랜지스터(Q15,Q16)와 각각 직렬로 제 1차동 전압 제어 발진기(100)의 제 2출력단자(OUT_B)와 제 1출력단자(OUT_A)와 연결되어 커플링시키기 위한 제 7내지 제 8트랜지스터(Q17,Q18)가 연결된 제 2음성저항부(204)로 이루어진다.
따라서, 제 1차동 전압 제어 발진기(100)의 제 1내지 제 2출력단자(OUT_A, OUT_B)에서 출력된 신호는 각각 제 2차동 전압 제어 발진기(200)의 제 8내지 제 7트랜지스터(Q17,Q18)의 게이트로 인가되고, 제 2차동 전압 제어 발진기(200)의 제 3내지 제 4출력단자(OUT_C,OUT_D)에서 출력된 신호는 각각 제 1차동 전압 제어 발진기(100)의 제 3내지 제 4트랜지스터(Q13,Q14)로 인가되도록 제 1차동 전압 제어 발진기(100)와 제 2차동 전압 제어 발진기(200)를 커플링으로 구성하여 제 1내지 제 2출력단자(OUT_A,OUT_B)에는 서로 크기가 같고 위상이 각각 0° 및 180°인 신호가 출력되고, 제 3내지 제 4출력단자(OUT_C,OUT_D)에는 각각 크기가 서로 같고, 위상이 각각 90° 및 270°인 신호가 출력된다.
즉, 4 위상 전압제어 발진기는 인덕터를 이용하여 2개의 제 1내지 제 2공진부(102,202)로 구성된다. 이러한 2개의 공진부는 동일한 2개의 발진기 회로가 있는 것처럼 보이지만 실제로는 2개의 공진부의 출력은 90°(또는 270°)의 위상차이를 가지며 서로 제 1내지 제 2음성저항부(104,204)에 의하여 연결되어 구성된다.
이때, 제 1내지 제 2공진부(102,202) 중 어느 하나의 공진부의 신호를 동위상(in-phase) 신호라 하면 다른 공진부의 신호는 직각(quadrature) 신호가 된다. 즉, 공진부의 출력중 동위상 신호는 제 1내지 제 2트랜지스터(Q11,Q12) (또는 제 5내지 제 6트랜지스터(Q15,Q16))의 게이트에 차동 형태로 연결되고, 직각(quadrature) 신호는 제 7내지 제 8트랜지스터(Q17,Q18) (또는 제 3내지 제 4트랜지스터(Q13,Q14))의 게이트에 연결된다. 그리고, 동위상 신호를 증폭하는 제 1내지 제 2트랜지스터(Q11,Q12) (또는 제 5내지 제 6트랜지스터(Q15,Q16))와 직각(quadrature) 신호를 증폭하는 제 7내지 제 8트랜지스터(Q17,Q18) (또는 제 3내지 제 4트랜지스터(Q13,Q14))의 게이트 전압이 전압전압(Vcc)로 동일하게 된다.
이렇게 인덕터를 이용하여 2개의 공진부를 연결하여 구성한 전압 제어 발진기로 4 위상 신호를 만들 수는 있으나 2 위상만을 생성하는 차동 전압 제어 발진기에 비하여 2개의 공진부를 커플링시키기 위한 커플링 트랜지스터가 추가됨에 따라 2 위상만을 생성하는 차동 전압 제어 발진기에 비하여 잡음특성이 나쁘다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 트랜스포머를 사용하여 LC 공진기의 공진도(Q)를 증가시키고 되먹임 되는 신호의 고주파 신호와 DC 신호를 분리하여 조절함으로써 낮은 위상 잡음(phase noise)을 갖도록 할 뿐만 아니라 차동 전압제어 발진기보다 우수한 주파수 특성을 갖도록 한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 발진주파수를 생성하는 공진부와 공진부에 각각 연결되어 음성저항을 생성하는 음성저항부로 각각 이루어진 두 개의 차동 전압 제어 발진기가 서로 커플링되어 구성된 4 위상 전압 제어 발진기에 있어서, 공진부가 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 트랜스포머와, 트랜스포머의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터와, 트랜스포머의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터와, 트랜스포머의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단과, 트랜스포머의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단으로 구성되고, 음성저항부가 게이트가 트랜스포머의 일측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 트랜스포머의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와, 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와 각각 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 다른 차동 전압 제어 발진기의 출력단자와 각각 연결된 한 쌍의 커플링 트랜지스터로 구성되어 트랜스포머의 타측단이 출력단자와 각각 연결되어 발진주파수를 출력하는 것을 특징으로 한다.
위에서 음성저항부에 전류원이 더 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기는 발진주파수를 생성하는 공진부와 공진부에 각각 연결되어 음성저항을 생성하는 음성저항부로 각각 이루어진 두 개의 차동 전압 제어 발진기가 서로 커플링되어 구성된 4 위상 전압 제어 발진기에 있어서, 공진부가 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 트랜스포머와, 트랜스포머의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터와, 트랜스포머의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터와, 트랜스포머의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단과, 트랜스포머의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단으로 구성되고, 음성저항부가 게이트가 트랜스포머의 타측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 트랜스포머의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와, 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와 병렬로 연결되어 게이트가 커플링된 다른 차동 전압 제어 발진기의 출력단자와 각각 연결된 한 쌍의 커플링 트랜지스터로 구성되어 트랜스포머의 일측단이 출력단자와 각각 연결되어 발진주파수를 출력하는 것을 특징으로 한다.
위에서 음성저항부에 전류원이 더 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기는 발진주파수를 생성하는 공진부와 공진부에 각각 연결되어 음성저항을 생성하는 음성저항부로 각각 이루어진 제 1내지 제 2차동 전압 제어 발진기가 서로 커플링되어 구성된 4 위상 전압 제어 발진기에 있어서, 공진부가 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 트랜스포머와, 트랜스포머의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터와, 트랜스포머의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터와, 트랜스포머의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단과, 트랜스포머의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단으로 구성되고, 음성저항부가 게이트에 고정전압이 연결되고 드레인이 트랜스포머의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와, 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 다른 차동 전압 제어 발진기의 출력단자와 각각 연결된 한 쌍의 커플링 트랜지스터로 구성되어 트랜스포머의 일측단이 출력단자와 연결되어 발진주파수를 출력하는 것을 특징으로 한다.
위에서 음성저항부에 전류원이 더 연결된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명은 일측단과 일측가변커패시터 및 타측단과 타측가변커패시터에 의해 형성된 공진기가 트랜스포머의 형태로 서로 결합되어 공진도가 향상되고 낮은 위상 잡음을 갖는 고주파 신호를 생성할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기의 실시예로써 음성저항부를 직렬연결하여 구성한 회로구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 제 1차동 전압 제어 발진기(110)에서 고주파를 생성하기 위한 제 1공진부(112)를 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 제 1트랜스포머(111)와, 제 1트랜스포머(111)의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터(113)와, 제 1트랜스포머(111)의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터(113')와, 제 1트랜스포머(111)의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단(Vcc)과, 제 1트랜스포머(111)의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단(Vg)으로 구성하고, 제 1차동 전압 제어 발진기(110)의 음성저항을 생성하기 위한 제 1음성저항부(114)를 게이트가 제 1트랜스포머(111)의 일측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 제 1트랜스포머(111)의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q21,Q22)와, 한 쌍의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q21,Q22)와 각각 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 제 2차동 전압 제어 발진기(210)의 제 3출력단자(OUT_C)와 제 4출력단자(OUT_D)에 각각 연결된 한 쌍의 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q23,Q24)로 구성하여 제 1트랜스포머(111)의 타측단이 제 1출력단자(OUT_A)와 제 2출력단자(OUT_B)에 각각 연결되도록 구성한다.
그리고, 제 2차동 전압 제어 발진기(210)에서 고주파를 생성하기 위한 제 2공진부(212)를 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 제 2트랜스포머(211)와, 제 2트랜스포머(211)의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터(213)와, 제 2트랜스포머(211)의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터(213')와, 제 2트랜스포머(211)의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단(Vcc)과, 제 2트랜스포머(211)의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단(Vg)으로 구성하고, 제 2차동 전압 제어 발진기(210)의 음성저항을 생성하기 위한 제 2음성저항부(214)를 게이트가 제 2트랜스포머(211)의 일측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 제 2트랜스포머(211)의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q25,Q26)와, 한 쌍의 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q25,Q26)와 각각 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 제 1차동 전압 제어 발진기(110)의 제 2출력단자(OUT_B)와 제 1출력단자(OUT_A)에 각각 연결된 한 쌍의 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q27,Q28)로 구성하여 제 2트랜스포머(211)의 타측단이 제 3출력단자(OUT_C)와 제 4출력단자(OUT_D)에 각각 연결되도록 구성한다.
그리고, 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q23,Q24)의 소오스와 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q27,Q28)의 소오스에 제 1내지 제 2전류원(115,215)을 각각 더 연결할 수도 있다.
이와 같은 전류원(current source)(115,215)은 안정적 시작(reliable start-up)이 가능하게 해주지만 잡음특성을 나쁘게 한다. 또한, 전류원(115,215)을 제거할 경우 안정적 시작이 나빠지지만 동작전압을 낮출 수 있으며, 잡음 특성을 개선 할 수 있기 때문에 필요에 따라 선택적으로 전류원(115,215)을 연결하거나 제거할 수 있다.
이와 같이 제 1내지 제 2공진부(112,212)에는 제 1내지 제 2트랜스포머(111,211)의 일측단과 제 1가변커패시터(113,213)에 의한 공진기와 제 1내지 제 2트랜스포머(111,211)의 타측단과 제 2가변커패시터(113',213')에 의한 공진기가 존재하는 것처럼 보이지만 제 1내지 제 2트랜스포머(111,211)에 의하여 서로 결합(coupling)되어 있는 구성으로 제 1전압단(Vcc)에서 공급되는 제 1전압과 제 2전압단(Vg)에서 공급되는 제 2전압에 의해 DC 전위는 다르지만 위상이 각각 0˚, 180˚, 90˚, 270˚인 2 쌍의 고주파 신호를 제 1내지 제 4출력단자(OUT_A, OUT_B, OUT_C, OUT_D)에서 얻을 수 있다.
이때, 출력되는 두 쌍의 고주파 신호의 DC 전위는 제 1전압단(Vcc)과 제 2전압단(Vg)에서 공급되는 전압을 각각 독립적으로 회로외부에서 조절하여 변경할 수 있다.
따라서, 이렇게 트랜스포머에 의한 공진기는 인덕터만을 사용한 공진기에 비하여 공진도(quality factor)가 향상된다.
위에서는 4 위상 전압 제어 발진기의 음성저항부를 스위칭 트랜지스터와 커플링 트랜지스터를 직렬연결하여 구성하였으나, 스위칭 트랜지스터와 커플링 트랜지스터를 병렬연결(parallel connected)이나 균형연결(balanced)로 구성할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기의 실시예로써 음성저항부를 병렬연결하여 구성한 회로구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 제 3내지 제 4차동 전압 제어 발진기(120,220)에서 고주파를 생성하기 위한 제 3내지 제 4공진부(122,222)의 구성은 도 2에 도시된 제 1내지 제 2공진부(112,212)의 구성과 동일하다.
다만, 제 3내지 제 4차동 전압 제어 발진기(120,220)에 음성저항을 생성하기 위한 제 3내지 제 4음성저항부(124,224)의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q31,Q32)와 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q33,Q34)와의 연결관계와, 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q35,Q36)와 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q37,Q38)와의 연결관계가 각각 병렬로 연결되어 있는 부분이다.
이를 구체적으로 설명하면 제 3차동 전압 제어 발진기(120)의 음성저항을 생성하기 위한 제 3음성저항부(124)를 게이트가 제 3트랜스포머(121)의 타측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 제 3트랜스포머(121)의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q31,Q32)와, 한 쌍의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q31,Q32)와 각각 병렬로 연결되어 게이트가 커플링된 제 4차동 전압 제어 발진기(220)의 제 3출력단자(OUT_C)와 제 4출력단자(OUT_D)에 각각 연결된 한 쌍의 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q33,Q34)로 구성하여 제 3트랜스포머(121)의 일측단이 제 1출력단자(OUT_A)와 제 2출력단자(OUT_B)에 각각 연결되도록 구성한다.
그리고, 제 4차동 전압 제어 발진기(220)의 음성저항을 생성하기 위한 제 4음성저항부(224)를 게이트가 제 4트랜스포머(221)의 타측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 제 4트랜스포머(221)의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q35,Q36)와, 한 쌍의 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q35,Q36)와 각각 병렬로 연결되어 게이트가 커플링된 제 3차동 전압 제어 발진기(Q20)의 제 2출력단자(OUT_B)와 제 1출력단자(OUT_A)에 각각 연결된 한 쌍의 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q37,Q38)로 구성하여 제 4트랜스포머(221)의 일측단이 제 3출력단자(OUT_C)와 제 4출력단자(OUT_D)에 각각 연결되도록 구성한다.
한편, 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q33,Q34)의 소오스와 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q37,Q38)의 소오스에 제 3내지 제 4전류원(125,225)을 선택적으로 연결할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기의 실시예로써 음성저항부를 균형연결하여 구성한 회로구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 제 5내지 제 6차동 전압 제어 발진기(130,230))에서 고주파를 생성하기 위한 제 5내지 제 6공진부(132,232)의 구성은 도 2에 도시된 제 1내지 제 2공진부(112,212)의 구성과 동일하다.
다만, 제 5내지 제 6차동 전압 제어 발진기(130,230)에 음성저항을 생성하기 위한 제 5내지 제 6음성저항부(134,234)의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q41,Q42)와 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q43,Q44)와의 연결관계와, 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q45,Q46)와 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q47,Q48)와의 연결관계가 각각 균형연결되어 있는 부분이다.
이를 구체적으로 설명하면 제 5차동 전압 제어 발진기(130)의 음성저항을 생성하기 위한 제 5음성저항부(134)를 게이트에 고정 DC전압(136)이 연결되고 드레인이 제 5트랜스포머(131)의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q41,Q42)와, 한 쌍의 제 1내지 제 2스위칭 트랜지스터(Q41,Q42)와 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 제 6차동 전압 제어 발진기(230)의 제 3출력단자(OUT_C)와 제 4출력단자(OUT_D)에 각각 연결된 한 쌍의 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q43,Q44)로 구성하여 제 5트랜스포머(131)의 일측단이 제 1출력단자(OUT_A)와 제 2출력단자(OUT_B)에 각각 연결되도록 구성한다.
그리고, 제 6차동 전압 제어 발진기(230)의 음성저항을 생성하기 위한 제 6음성저항부(234)를 게이트에 고정 DC전압(236)이 연결되고 드레인이 제 6트랜스포머(231)의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q45,Q46)와, 한 쌍의 제 5내지 제 6스위칭 트랜지스터(Q45,Q46)와 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 제 5차동 전압 제어 발진기(130)의 제 2출력단자(OUT_B)와 제 1출력단자(OUT_A)에 각각 연결된 한 쌍의 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q47,Q48)로 구성하여 제 6트랜스포머(231)의 일측단이 제 3출력단자(OUT_C)와 제 4출력단자(OUT_D)에 각각 연결되도록 구성한다.
한편, 제 3내지 제 4커플링 트랜지스터(Q43,Q44)의 소오스와 제 7내지 제 8커플링 트랜지스터(Q47,Q48)의 소오스에 제 5내지 제 6전류원(135,235)을 선택적으로 연결할 수도 있다.
상기한 바와 같이 본 발명은 4 위상 신호를 생성할 때 트랜스포머를 사용하여 LC 공진기의 공진도(Q)를 증가시키고 되먹임 되는 신호의 고주파 신호와 DC 신호를 분리하여 조절함으로써 낮은 위상 잡음(phase noise)을 갖도록 할 뿐만 아니라 차동 전압제어 발진기보다 우수한 주파수 특성을 갖는 이점이 있다.
또한, 되먹임 신호의 고주파 신호와 DC신호를 분리 할 수 있기 때문에 전력공급단의 트랜지스터의 바이어스 전압을 원하는 데로 조절 할 수 있어 좋은 잡음 특성을 갖는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 인덕터를 이용한 4 위상 전압제어 발진기를 나타낸 회로구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기의 실시예로써 음성저항부를 직렬연결하여 구성한 회로구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기의 다른 실시예로써 음성저항부를 병렬연결하여 구성한 회로구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기의 또다른 실시예로써 음성저항부를 균형연결하여 구성한 회로구성도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
110,210,120,220,130,230 : 제 1내지 제 6차동 전압 제어 발진기
111,211,121,221,131,231 : 제 1내지 제 6트랜스포머
112,212,122,222,132,232 : 제 1내지 제 6공진부
113,213,123,223,133,233 : 제 1가변커패시터
113',213',123',223',133',233' : 제 2가변커패시터
114,214,124,224,134,234 : 제 1내지 제 6음성저항부
115,215,125,225,135,235 : 제 1내지 제 6전류원
Q21,Q31,Q41 : 제 1스위칭 트랜지스터
Q22,Q32,Q42 : 제 2스위칭 트랜지스터
Q23,Q33,Q43 : 제 3커플링 트랜지스터
Q24,Q34,Q44 : 제 4커플링 트랜지스터
Q25,Q35,Q45 : 제 5스위칭 트랜지스터
Q26,Q36,Q46 : 제 6스위칭 트랜지스터
Q27,Q37,Q47 : 제 7커플링 트랜지스터
Q28,Q38,Q48 : 제 8커플링 트랜지스터
OUT_A,OUT_B,OUT_C,OUT_D : 제 1내지 제 4출력단자

Claims (6)

  1. 발진주파수를 생성하는 공진부와 공진부에 각각 연결되어 음성저항을 생성하는 음성저항부로 각각 이루어진 두 개의 차동 전압 제어 발진기가 서로 커플링되어 구성된 4 위상 전압 제어 발진기에 있어서,
    상기 공진부가 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 트랜스포머와,
    상기 트랜스포머의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터와,
    상기 트랜스포머의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터와,
    상기 트랜스포머의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단과,
    상기 트랜스포머의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단으로 구성되고,
    상기 음성저항부가 게이트가 상기 트랜지스포머의 일측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 상기 트랜스포머의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와,
    상기 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와 각각 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 다른 차동 전압 제어 발진기의 출력단자와 각각 연결된 한 쌍의 커플링 트랜지스터로 구성되어
    상기 트랜스포머의 타측단이 출력단자와 각각 연결되어 발진주파수를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 음성저항부에 전류원이 더 연결된 것을 특징으로 하는 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기.
  3. 발진주파수를 생성하는 공진부와 공진부에 각각 연결되어 음성저항을 생성하는 음성저항부로 각각 이루어진 두 개의 차동 전압 제어 발진기가 서로 커플링되어 구성된 4 위상 전압 제어 발진기에 있어서,
    상기 공진부가 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 트랜스포머와,
    상기 트랜스포머의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터와,
    상기 트랜스포머의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터와,
    상기 트랜스포머의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단과,
    상기 트랜스포머의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단으로 구성되고,
    상기 음성저항부가 게이트가 상기 트랜스포머의 타측단과 차동형태로 연결되고 드레인이 상기 트랜스포머의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와,
    상기 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와 병렬로 연결되어 게이트가 커플링된 다른 차동 전압 제어 발진기의 출력단자와 각각 연결된 한 쌍의 커플링 트랜지스터로 구성되어
    상기 트랜스포머의 일측단이 출력단자와 각각 연결되어 발진주파수를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 음성저항부에 전류원이 더 연결된 것을 특징으로 하는 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기.
  5. 발진주파수를 생성하는 공진부와 공진부에 각각 연결되어 음성저항을 생성하는 음성저항부로 각각 이루어진 두 개의 차동 전압 제어 발진기가 서로 커플링되어 구성된 4 위상 전압 제어 발진기에 있어서,
    상기 공진부가 일측단 코일과 타측단 코일이 서로 대응되도록 결합된 트랜스포머와,
    상기 트랜스포머의 일측단에 병렬로 연결된 제 1가변커패시터와,
    상기 트랜스포머의 타측단에 병렬로 연결된 제 2가변커패시터와,
    상기 트랜스포머의 일측단 코일 사이에 제 1전압을 인가하기 위한 제 1전압단과,
    상기 트랜스포머의 타측단 코일 사이에 제 2전압을 인가하기 위한 제 2전압단으로 구성되고,
    상기 음성저항부가 게이트에 고정전압이 연결되고 드레인이 상기 트랜스포머의 타측단과 각각 연결된 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와,
    상기 한 쌍의 스위칭 트랜지스터와 직렬로 연결되어 게이트가 커플링된 다른 차동 전압 제어 발진기의 출력단자와 각각 연결된 한 쌍의 커플링 트랜지스터로 구성되어
    상기 트랜스포머의 일측단이 출력단자와 연결되어 발진주파수를 출력하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 음성저항부에 전류원이 더 연결된 것을 특징으로 하는 트랜스포머를 이용한 4 위상 전압 제어 발진기.
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