KR100552195B1 - The apparatus for built in testing of microwave monolithic integrated circuit amplifiers - Google Patents

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Abstract

본 발명은 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit: 단일칩 고주파 집적 회로)증폭부의 오류를 검사할 수 있는 장치를 제공한다. 이를 위해 본 발명은 오류 검사 신호를 입력 신호와 결합하고 이를 MMIC 증폭부에 입력하여 증폭한 후 증폭된 오류 검사 신호의 세기에 대응되는 전압과 기준 전압의 레벨을 비교하여 그 결과에 따라 오류 유무 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 오류를 검사하기 위한 별도의 검사 장비 없이도 MMIC 증폭부의 오류를 검사할 수 있고, RF모듈의 오류 원인 확인 시간을 단축시킬 수 있다. The present invention provides a device capable of checking for errors in a microwave monolithic integrated circuit (MMIC) amplifier. To this end, the present invention combines an error check signal with an input signal, inputs it to the MMIC amplifier, amplifies the signal, and then compares the voltage corresponding to the strength of the amplified error check signal with a reference voltage level, according to the result. It characterized in that the output. Accordingly, it is possible to check the error of the MMIC amplifier without a separate test equipment for checking the error, and to reduce the time of error checking of the RF module.

오류 검사, MMIC 증폭부Error checking, MMIC amplifier

Description

단일칩 고주파 집적회로 증폭부의 오류 검사 장치{THE APPARATUS FOR BUILT IN TESTING OF MICROWAVE MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT AMPLIFIERS} Fault tester for single chip high frequency integrated circuit amplification unit {THE APPARATUS FOR BUILT IN TESTING OF MICROWAVE MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT AMPLIFIERS}             

도 1은 통상적인 RF모듈의 블록 구성도,1 is a block diagram of a conventional RF module,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 MMIC 증폭부의 오류를 검사하는 장치의 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram of an apparatus for checking an error of the MMIC amplifier according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 RF(Radio Frequency)모듈에 관한 것으로, 특히 RF모듈의 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit:단일칩 고주파 집적회로)증폭부에 관한 것이다. The present invention relates to a radio frequency (RF) module, and more particularly, to a microwave monolithic integrated circuit (MMIC) amplifier of an RF module.

통상적인 무선통신 시스템에서 사용되는 RF모듈의 경우 MMIC로 만들어진 증폭부를 주로 사용한다. 여기서 MMIC라는 것은 고주파 특성이 우수하며, 다이오드나 트랜지스터와 같은 능동 소자들과 저항이나 축전기와 같은 수동 소자들을 하나의 반도체 기판 위에 일괄공정으로 집적하여 구현한 것으로써, 하나의 기판에 RF모듈 의 동작에 필요한 여러 가지 회로들이 집적되어 있는 것을 말한다. 따라서 이러한 MMIC를 사용하게 되면 다수의 IC를 사용하는 것보다 내장되는 회로의 수를 대폭 감소할 수 있으므로 시스템의 크기와 무게를 크게 줄일 수 있다. In case of the RF module used in a typical wireless communication system, an amplifier part made of MMIC is mainly used. Here, the MMIC is excellent in high frequency characteristics, and active components such as diodes and transistors and passive elements such as resistors and capacitors are integrated and implemented on a single semiconductor substrate, and the operation of the RF module is performed on one substrate. It is the integration of various circuits necessary for. Thus, using these MMICs can significantly reduce the number of embedded circuits than using multiple ICs, which can significantly reduce the size and weight of the system.

도 1은 이러한 MMIC 증폭부가 내장된 통상적인 RF모듈의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하여 살펴보면, 통상적인 RF모듈은 RF신호를 송신하거나 수신하는 RF송수신 안테나부(100), 수신신호를 IF신호로 변환하고 이를 증폭하는 수신용 MMIC 증폭부(102)와 송신신호를 RF신호로 변환하고 이를 증폭하는 송신용 MMIC 증폭부(104)로 구성되어 있다. 여기서 송신용 MMIC 증폭부(104)는 상향 주파수 혼합기와 구동 증폭기 및 전력 증폭기가 칩 하나에 구현된 MMIC 증폭기가 적어도 하나 이상 포함된 것이며, 수신용 MMIC 증폭부(102)는 저잡음 증폭기와 하향 주파수 증폭기 및 중간 주파수 증폭기가 하나의 칩에 구현된 MMIC 증폭기가 적어도 하나 이상 포함된 것을 말한다. 1 is a block diagram of a conventional RF module incorporating such an MMIC amplifier. Referring to FIG. 1, a typical RF module includes an RF transmitting / receiving antenna unit 100 for transmitting or receiving an RF signal, a receiving MMIC amplifying unit 102 for converting the received signal into an IF signal, and amplifying the received signal. It is composed of a transmission MMIC amplifier 104 for converting and amplifying the RF signal. Here, the transmitting MMIC amplifier 104 includes at least one up-frequency mixer, a driving amplifier, and a power amplifier including at least one MMIC amplifier implemented on one chip, and the receiving MMIC amplifier 102 includes a low noise amplifier and a down-frequency amplifier. And at least one MMIC amplifier in which the intermediate frequency amplifier is implemented on one chip.

RF송수신 안테나부(100)에 RF신호가 수신되면, 이 수신신호는 수신용 증폭부(102)로 입력된다. 그리고 수신용 MMIC 증폭부(102)에 입력된 수신신호는 저잡음 증폭기에서 증폭된 후에, 하향 주파수 혼합기에서 IF신호로 변환되고, 변환된 IF신호는 중간 주파수 증폭기에서 증폭되어 IF신호 처리부로 출력된다. 또한 송신 시에는 IF신호 처리부로부터 입력되는 송신신호가 RF모듈에 입력되면, 이 송신신호는 송신용 MMIC 증폭부(104)에 입력된다. 그리고 송신용 MMIC 증폭부(104)에 입력된 송신신호는 상향 주파수 혼합기에서 RF신호로 변환되고, 구동 증폭기와 전력 증폭기에서 증폭된 후 RF송수신 안테나부(100)로 출력된다. 그리고 송신신호를 입력 받은 RF송수신 안테나부(100)는 이를 송신한다.When the RF signal is received by the RF transceiver antenna unit 100, the received signal is input to the receiving amplifier 102. The received signal input to the receiving MMIC amplifier 102 is amplified by a low noise amplifier, and then converted into an IF signal by a downlink mixer, and the converted IF signal is amplified by an intermediate frequency amplifier and output to the IF signal processor. At the time of transmission, if a transmission signal input from the IF signal processing unit is input to the RF module, the transmission signal is input to the transmission MMIC amplifier 104. The transmission signal input to the transmission MMIC amplifier 104 is converted into an RF signal by the uplink mixer, amplified by the driving amplifier and the power amplifier, and then output to the RF transmission / reception antenna unit 100. The RF transmitting and receiving antenna unit 100 receiving the transmission signal transmits it.

그러나 이러한 RF모듈에 오류가 발생한 경우 그 오류의 원인이 송신용 MMIC 증폭부(104) 또는 수신용 MMIC 증폭부(102)인지 아닌지를 확인하기 위해서는 RF모듈을 해체하고, 송신용 MMIC 증폭부(104) 또는 수신용 MMIC 증폭부(102)에 전기 테스터기와 같은 검사 장비를 이용하여 그 성능을 직접 검사하는 것이었다. 따라서 송신용 MMIC 증폭부(104) 또는 수신용 MMIC 증폭부(102)의 성능을 검사하기 위한 별도의 검사 장비의 이용에 따른 비용이 추가적으로 소모된다는 문제점이 있었다. 또한 별도의 검사 장비를 통해 송신용 MMIC 증폭부(104) 또는 수신용 MMIC 증폭부(102)의 성능을 검사하기 위해서는 RF모듈을 해체하여야 함으로써 RF모듈의 전체적인 오류 원인 확인 시간이 길어진다는 문제점이 있었다. However, if an error occurs in such an RF module, the RF module is disassembled in order to check whether the cause of the error is the transmitting MMIC amplifier 104 or the receiving MMIC amplifier 102, and the transmitting MMIC amplifier 104 Or the inspection equipment such as an electrical tester in the receiving MMIC amplifier 102 was used to directly inspect its performance. Therefore, there is a problem in that a cost is additionally consumed due to the use of separate inspection equipment for inspecting the performance of the transmitting MMIC amplifier 104 or the receiving MMIC amplifier 102. In addition, in order to test the performance of the transmitting MMIC amplifier 104 or the receiving MMIC amplifier 102 through separate inspection equipment, the RF module has to be dismantled. .

그러므로 본 발명의 목적은 별도의 검사 장비를 사용하지 않고서도 MMIC 증폭부의 오류를 검사할 수 있는 장치를 제공함에 있다. Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus that can check the error of the MMIC amplifier without using a separate test equipment.

또한 본 발명의 다른 목적은 RF모듈을 해체하지 않고서도 MMIC 증폭부의 오류를 검사할 수 있도록 함으로써 RF모듈의 전체적인 오류 원인 확인 시간을 단축시킬 수 있는 장치를 제공함에 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide an apparatus that can reduce the overall error cause identification time of the RF module by inspecting the error of the MMIC amplifier without disassembling the RF module.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오류 검사를 위한 기준 클럭 신호 를 발생하는 기준 클럭 신호 발진부와, 상기 RF모듈로 입력되는 신호를 상기 기준 클럭 신호와 결합시키고, 그 결합된 신호를 출력하는 신호 결합부와, 상기 결합된 신호를 증폭하는 MMIC 증폭부와, 상기 MMIC 증폭부에서 증폭한 신호를 증폭된 입력신호와 증폭된 기준 클럭 신호로 분리하는 신호 분리부와, 상기 증폭된 기준 클럭 신호를 입력받아서 그 신호의 세기를 검출하는 신호 세기 검출부와, 상기 신호 세기 검출부에서 검출된 상기 신호의 세기를 입력받아서 그 세기에 대응되는 검출전압 레벨을 출력하는 로그 엠프와, 상기 MMIC 증폭부가 상기 기준 클럭 신호를 정상적으로 증폭하였을 경우 그 증폭된 신호의 세기에 대응되는 기준전압 레벨을 발생하는 기준전압 발생부와, 상기 검출전압 레벨과, 상기 기준전압 레벨을 비교하여 상기 검출전압 레벨이 상기 기준전압 레벨보다 낮을 경우에는 오류 신호를 출력하는 전압 비교부를 구비한다. According to an aspect of the present invention, a reference clock signal oscillator for generating a reference clock signal for error checking, and a signal input to the RF module are combined with the reference clock signal and output the combined signal. A signal combiner, an MMIC amplifier to amplify the combined signal, a signal separator to separate the signal amplified by the MMIC amplifier into an amplified input signal and an amplified reference clock signal, and the amplified reference clock signal. A signal strength detector for detecting the strength of the signal by receiving a signal, a log amplifier receiving the strength of the signal detected by the signal strength detector, and outputting a detected voltage level corresponding to the strength; and the MMIC amplifier unit A reference voltage generator for generating a reference voltage level corresponding to the strength of the amplified signal when the clock signal is amplified normally; If the detected voltage level and the group, the detected voltage level by comparing the reference voltage level is lower than the reference voltage level, and a voltage comparing unit for outputting the error signal.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the annexed drawings, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 MMIC 증폭부의 오류를 검사하는 장치의 블록 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 MMIC 증폭부의 오류 검사 장치의 구성을 살펴보면, MMIC 증폭부의 오류 검사를 위한 신호인 기준 클럭 신호를 발생하는 기준 클럭 신호 발진부(200), 기준 클럭 신호 발진부(200)에서 발생된 기준 클럭 신호와 RF모듈로 입력되는 입력 신호를 결합시키는 신호 결합부(202), 신호 결합부(202)로부터 입력된 결합 신호를 증폭시키는 MMIC 증폭부(204), MMIC 증폭부(204)로부터 입력된 증폭 신호를 증폭된 입력 신호와 증폭된 기준 클럭 신호로 분리하여 출력하는 신호 분리부(208), 신호 분리부(208)로부터 증폭된 기준 클럭 신호를 입력받아서 그 세기를 검출하는 신호 세기 검출부(208), 신호 세기 검출부(208)로부터 증폭된 기준 클럭 신호의 세기를 입력받아서 그에 대응되는 전압 레벨을 출력하는 로그 엠프(210), MMIC 증폭부(104)가 정상적으로 기준 클럭 신호를 증폭시켰을 때 그 신호의 세기에 대응되는 전압 레벨을 발생하는 기준전압 발생부(212), 그리고 로그 엠프(210)로부터 입력되는 전압 레벨과 기준전압 발생부(212)로부터 발생되는 전압 레벨을 비교하여 오류 유무 신호를 출력하는 전압 비교부(214)로 구성된다. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for checking an error of an MMIC amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a configuration of an error checking apparatus for an MMIC amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention includes: a reference clock signal oscillator 200 and a reference clock signal oscillator 200 generating a reference clock signal which is a signal for error checking of an MMIC amplifier A signal combiner 202 for combining the reference clock signal generated by the input signal and the input signal input to the RF module, an MMIC amplifier 204 for amplifying the combined signal input from the signal combiner 202, and an MMIC amplifier 204. A signal separation unit 208 for separating and outputting the amplified signal input from the amplified input signal and the amplified reference clock signal, a signal for receiving the amplified reference clock signal from the signal separation unit 208 to detect the strength The log amplifier 210 and the MMIC amplifier 104 which receive the intensity of the reference clock signal amplified from the intensity detector 208 and the signal strength detector 208 and output a voltage level corresponding thereto are normally operated. When amplifying the quasi-clock signal, the reference voltage generator 212 generates a voltage level corresponding to the strength of the signal, and the voltage level input from the log amplifier 210 and the voltage generated from the reference voltage generator 212. The voltage comparator 214 outputs an error presence signal by comparing the levels.

여기서 기준 클럭 신호라는 것은 OSC(Oscillator)에서 생성되는 기준 클럭으로서 제어부가 디지털화하기 이전의 아날로그 클럭 신호를 말하는 것이다. 따라서 아날로그 신호인 입력신호는 신호 결합부(202)에서 기준 클럭 신호에 의해 결합되었다가 다시 신호 분리부(206)에서 분리되더라도 원래의 파형을 잃지 않는다. 또한 입력신호라는 것은 IF신호 처리부에서 인가되는 송신신호나 RF송수신 안테나부(100)에 수신되는 수신신호를 말하는 것으로써 MMIC 증폭부(204)에서 증폭되기 위해 입력되는 신호들을 말하는 것이다. 그리고 이에 따라서 도 2의 MMIC 증폭부(204)는 도 1의 송신용 MMIC 증폭부(104)와 수신용 MMIC 증폭부(102)를 포함한 것이다.Here, the reference clock signal refers to an analog clock signal before the control unit digitizes as a reference clock generated by the OSC (Oscillator). Therefore, the input signal, which is an analog signal, is combined by the reference clock signal in the signal combiner 202 and then separated in the signal separator 206 so as not to lose the original waveform. In addition, the input signal refers to a transmission signal applied by the IF signal processing unit or a reception signal received by the RF transmission / reception antenna unit 100 and refers to signals input to be amplified by the MMIC amplifier 204. Accordingly, the MMIC amplifier 204 of FIG. 2 includes the transmission MMIC amplifier 104 and the reception MMIC amplifier 102 of FIG. 1.

그러므로 MMIC 증폭부(204)가 정상적으로 동작할 경우에는 로그 엠프(210)로부터 출력되는 전압의 레벨과 기준전압 발생부(212)로부터 발생되는 전압의 레벨이 같게 된다. 이 경우 전압 비교부(214)는 오류 검사 결과로써 오류가 없음을 알리는 신호를 출력하게 된다. 그러나 MMIC 증폭부(204)가 정상적으로 동작하지 않을 경우에는 기준전압 발생부(212)로부터 발생되는 전압 레벨보다 로그 엠프(210)로부터 출력되는 전압 레벨이 낮게 되고, 이 경우 전압 비교부(214)는 오류가 있음을 알리는 신호를 출력하게 된다. Therefore, when the MMIC amplifier 204 operates normally, the level of the voltage output from the log amplifier 210 and the voltage generated from the reference voltage generator 212 are the same. In this case, the voltage comparator 214 outputs a signal indicating that there is no error as a result of the error check. However, when the MMIC amplifier 204 does not operate normally, the voltage level output from the log amplifier 210 is lower than the voltage level generated from the reference voltage generator 212. In this case, the voltage comparator 214 It will output a signal that there is an error.

그러므로 본 발명은 MMIC 증폭부가 정상적으로 작동하는지 그렇지 않은지를 기준클럭 신호의 증폭 정도에 따라서 확인할 수 있다. 본 발명에 따르면 오류 검사 신호를 입력 신호와 결합하고 이를 MMIC 증폭부에 입력하여 증폭한 후 증폭된 오류 검사 신호의 세기에 대응되는 전압과 기준 전압의 레벨을 비교하여 그 결과에 따라 오류 유무 신호를 출력함으로써 RF모듈을 해체하지 않고서도 RF모듈에서 발생한 오류의 원인이 MMIC 증폭부인지 아닌지를 확인 할 수 있으며, 별도의 검사 장비 없이도 MMIC 증폭부의 오류를 검사할 수 있다. Therefore, the present invention can confirm whether or not the MMIC amplifier normally operates according to the amplification degree of the reference clock signal. According to the present invention, the error check signal is combined with an input signal, inputted to the MMIC amplifier, amplified, and then the voltage corresponding to the strength of the amplified error check signal is compared with the level of the reference voltage, and accordingly the error presence signal is determined. By outputting, it is possible to check whether or not the cause of the error in the RF module is the MMIC amplifier without disassembling the RF module, and to check the error of the MMIC amplifier without any separate inspection equipment.

상술한 바와 같이 본 발명은 기준 클럭 신호를 MMIC 증폭부에 입력하고, MMIC 증폭부에 의해 증폭된 기준 클럭 신호를 통해 MMIC 증폭부가 RF모듈에서 발생한 오류의 원인인지 아닌지에 대한 여부를 확인한다. 이에 따라 RF모듈을 해체하는 과정 없이도 RF모듈에서 발생한 오류의 원인이 MMIC 증폭부인지 아닌지에 대한 여부를 확인할 수 있도록 함으로써 RF모듈의 전체적인 오류 원인 확인 시간을 단축시킬 수 있다. 또한 오류를 검사하기 위한 별도의 검사 장비 없이도 MMIC 증폭부에 오류가 발생하였는지 그렇지 않은지 확인할 수 있으므로 MMIC 증폭부를 검사하기 위한 별도의 검사 장비의 사용에 따라 소모되는 추가 비용을 감소시킬 수 있다. As described above, the present invention inputs a reference clock signal to the MMIC amplifier and checks whether or not the MMIC amplifier is the cause of an error generated in the RF module through the reference clock signal amplified by the MMIC amplifier. Accordingly, it is possible to shorten the overall error cause checking time of the RF module by checking whether the cause of the error generated in the RF module is the MMIC amplifier or not without disassembling the RF module. In addition, it is possible to determine whether an error has occurred in the MMIC amplification unit without a separate inspection device for checking an error, thereby reducing the additional cost consumed by using a separate inspection device for inspecting the MMIC amplification unit.

Claims (2)

RF(Radio frequency)모듈의 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit: 단일칩 고주파 집적회로) 증폭부의 오류를 검사하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for checking an error of a microwave monolithic integrated circuit (MMIC) amplification unit of a radio frequency (RF) module, 오류 검사를 위한 기준 클럭 신호를 발생하는 기준 클럭 신호 발진부와,A reference clock signal oscillator for generating a reference clock signal for error checking; 상기 RF모듈로 입력되는 신호를 상기 기준 클럭 신호와 결합시키고, 그 결합된 신호를 출력하는 신호 결합부와,A signal combiner for combining the signal input to the RF module with the reference clock signal and outputting the combined signal; 상기 결합된 신호를 증폭하는 MMIC 증폭부와,An MMIC amplifier for amplifying the combined signal; 상기 MMIC 증폭부에서 증폭한 신호를 증폭된 입력신호와 증폭된 기준 클럭 신호로 분리하는 신호 분리부와,A signal separator for separating the signal amplified by the MMIC amplifier into an amplified input signal and an amplified reference clock signal; 상기 증폭된 기준 클럭 신호를 입력받아서 그 신호의 세기를 검출하는 신호 세기 검출부와,A signal strength detector which receives the amplified reference clock signal and detects the strength of the signal; 상기 신호 세기 검출부에서 검출된 상기 신호의 세기를 입력받아서 그 세기에 대응되는 검출전압 레벨을 출력하는 로그 엠프와,A log amplifier receiving the strength of the signal detected by the signal strength detector and outputting a detection voltage level corresponding to the strength; 상기 MMIC 증폭부가 상기 기준 클럭 신호를 정상적으로 증폭하였을 경우 그 증폭된 신호의 세기에 대응되는 기준전압 레벨을 발생하는 기준전압 발생부와,A reference voltage generator for generating a reference voltage level corresponding to the strength of the amplified signal when the MMIC amplifier normally amplifies the reference clock signal; 상기 검출전압 레벨과, 상기 기준전압 레벨을 비교하여 상기 검출전압 레벨이 상기 기준전압 레벨보다 낮을 경우에는 오류 신호를 출력하는 전압 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일칩 고주파 집적회로 증폭부의 오류 검사 장치.And a voltage comparator configured to output an error signal when the detected voltage level is lower than the reference voltage level by comparing the detected voltage level with the reference voltage level. . 제 1 항에 있어서, MMIC 증폭부는,The method of claim 1, wherein the MMIC amplifier, 송신신호를 증폭하는 송신용 MMIC 증폭부와 수신신호를 증폭하는 수신용 MMIC 증폭부를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 단일칩 고주파 집적회로 증폭부의 오류 검사 장치.And a MMIC amplifier for amplifying a transmission signal and a MMIC amplifier for amplifying a received signal.
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