KR100572471B1 - 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치 및 그를이용한 무선통신 단말기 - Google Patents

신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치 및 그를이용한 무선통신 단말기 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은, 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치 및 그를 이용한 무선통신 단말기에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 직류 입력신호와 교류 입력신호를 결합하여 하나의 신호로 만들어 하나의 신호선을 통하여 전송하고 그 신호를 전달받아 다시 직류 출력신호와 교류 출력신호로 분배함으로써, 한정된 공간에서 두 신호선이 하나의 신호선으로 대체될 수 있도록 하기 위한, 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치 및 그를 이용한 무선통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치에 있어서, 직류 입력단자로부터 직류 입력신호를 입력받고, 교류 입력단자로부터 교류 입력신호를 입력받아 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 출력하기 위한 결합수단; 상기 결합수단으로부터 전달받은 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 하나의 선로를 통하여 전달하기 위한 전달수단; 및 상기 전달수단으로부터 상기 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 전달받아 직류 성분을 추출하여 직류 출력단자를 통해 직류 출력신호를 출력하고, 교류 성분을 추출하여 교류 출력단자를 통해 교류 출력신호를 출력하기 위한 분배수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신 단말기 등에 이용됨.
공간 제약, 신호 결합, 신호 분배, 전자파 잡음(EMI), 전자파 적합성(EMC), 무선통신 단말기

Description

신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치 및 그를 이용한 무선통신 단말기{Apparatus for signal transmission using signal combining and dividing and wireless communication terminal using it}
도 1 은 종래의 신호 전달공간에 대한 일실시예 설명도,
도 2 는 본 발명에 따른 신호 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치의 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 신호 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치의 입출력 신호 특성도,
도 4 는 본 발명에 따른 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기의 일실시예 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21 : 직류 입력단자 22 : 교류 입력단자
23 : 신호 결합부 24 : 신호 전달부
25 : 신호 분배부 26 : 직류 출력단자
27 : 교류 출력단자 201 : 제 1 인덕터
202 : 제 1 필터 203 : 제 2 인덕터
204 : 캐패시터 205 : 제 2 필터
206 : 제 3 필터
본 발명은 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치 및 그를 이용한 무선통신 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직류 입력신호와 교류 입력신호를 결합하여 하나의 신호로 만들어 하나의 신호선을 통하여 전송하고 그 신호를 전달받아 다시 직류 출력신호와 교류 출력신호로 분배함으로써, 한정된 공간에서 두 신호선이 하나의 신호선으로 대체될 수 있도록 하기 위한, 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치 및 그를 이용한 무선통신 단말기에 관한 것이다.
본 발명에서 무선통신 단말기란 이동통신 단말기, 개인 휴대 통신 단말기(PCS), 개인용 디지털 단말기(PDA), 스마트폰, 차세대 이동통신 단말기(IMT-2000), 무선랜 단말기 등과 같이 개인이 휴대하면서 무선통신이 가능한 단말기를 말한다.
일반적으로, 건전지에 저항을 연결해서 회로를 만들면 이 회로에 흐르는 전류는 항상 크기가 일정하며 흐르는 방향도 변화하지 않는다. 이런 전류나 전압을 직류(DC)라고 한다. 이에 반해 우리가 가정에서 사용하는 전기는 전류나 전압이 주기적으로 변화한다. 이런 전류나 전압을 교류(AC)라고 한다.
한편, 전기회로에서 저항이 작은 도선은 폐경로만 만들어지면 아주 작은 힘(전압)으로도 많은 전류를 쉽게 흘릴 수 있다. 저항이 0인 가상의 도선에 아주 작은 전압을 가한다면 도선이 전압을 지지하지 못하기 때문에 무한대의 전류가 흐르게 된다. 그런데, 이 저항이 0인 도선을 용수철 모양으로 감아 코일을 만들면 가해준 전압을 지지할 수 있는 능력이 생기는데, 이런 부품을 인덕터(Inductor)라고 한다. 인덕터의 인덕턴스라고 하는 것은 인덕터에 흐르고 있는 전류가 얼마나 변화하기 어렵냐를 나타낸다.
원래, 전류가 흐르는 도선 주위에는 항상 자기장이 발생한다(앙페르의 법칙). 이 자기장 때문에 도선의 전류가 변화하면 자기장도 덩달아 변화하면서 전류의 변화를 방해하는 극성으로(렌츠의 법칙) 전류의 변화량에 비례하는 유도전압이 발생한다(패러데이의 법칙). 즉, 전류가 급격한 기울기로 변화하면 높은 전압이 유도되고 전류가 완만한 기울기로 천천히 변하면 낮은 전압이 유도된다.
도선을 감아 놓은 코일의 경우, 전류에 의한 자기장이 코일 안에서 중첩이 되므로 자기장의 세기가 코일의 감은 수 만큼 배가되고, 전류의 변화에 의한 자기장의 변화도 이에 따라서 배가된다. 그리고, 자기장의 변화에 대해 도선이 받는 영향도 코일의 감은 수 만큼 증배되기 때문에 코일 양 끝에 유도되는 전압도 따라서 배가된다. 이와 같은 원리로 전류의 변화에 대해 코일 양단에 유도되는 전압은 코일의 감은 수의 제곱에 비례하게 된다. 인덕터는 직류 전류를 통과시키고 교류 전류를 차단시키려는 목적에도 사용된다.
한편, 캐패시터(Capacitor)는 기본적으로는 2장의 전극판을 대향시킨 구조로 되어 있다. 두개의 극판을 서로 닿지 않도록 평행하게 놓았을 때 외부에서 전원을 연결하여 회로를 구성하면, 양 극판은 전자에 의해 음(-)과 양(+)의 전극으로 대전상태(전기가 모여있는 상태)가 된다. 양 극판이 대전되면 전원의 회로를 끊어도 대전된 상태로 남아 있게 되는데 이러한 현상은 전기가 저장됨을 의미하고 이러한 현상을 충전상태라고 하며, 충전상태에서는 전류가 흐르지 않는다. 직류 전압이 캐패시터에 가해진 경우, 순간적으로는 전류가 흐르지만 그 후에는 흐르지 않기 때문에 직류를 차단시키고 교류만 통과시키려는 용도로 사용한다. 캐패시터의 용량을 나타내는 단위는 패럿(farad : F)이 사용된다. 일반적으로 캐패시터에 축적되는 전하용량은 매우 작기 때문에, μF(10-6F)이나 pF(10-12F)의 단위가 사용된다.
일반적으로, 전자파 적합성(EMC : Electo Magnetic Compatibility)이란 전자파 잡음(EMI : Electo Magnetic Interference)이 적게 발생하고 전자파 내성(EMS : Electro Magnetic Susceptibility)이 잘 조화되어 안정되어 있는 전자파 환경 자체를 말한다.
전자파 잡음(EMI)은 원하지 않는 전자파 에너지로서, 전파법에서는 10 kHz ~ 3,000 GHz의 무선주파수 범위로 정의하고 있다. 대부분의 전자 기기는 정도의 차이는 있지만 전자파 잡음을 발생하며, 발생된 전자(電磁) 에너지는 어떠한 매질의 경로를 통해서든 타 기기에 방해를 주게 된다. 이와 같이 타 기기에 전자파 장애를 끼치는 것을 능동적 장애라 하고, 이에 반하여 대부분의 전자 기기가 외부로부터 침입한 전자파 잡음에 의해 장애를 받는 것을 수동적 장애라 한다.
한편, 전자파 내성(EMS)은 외부 전자파 환경에 대하여 특정기기의 전자기적 민감성을 말한다. 따라서, 전기·전자 기기로부터 불필요하게 발생되는 전자파 노이즈를 가급적 줄이고, 외부 전자파 환경에 대하여 전자파 감수성을 줄여 기기 자체의 전자파 내성을 강화시킬수록 전자파 적합성을 만족시키게 되는 것이다.
도 1 은 종래의 신호 전달공간에 대한 일실시예 설명도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 신호 전달공간에서는 직류 입력단자(11)로부터 직류 신호를 입력받아 신호 전달부(물리적인 신호선이 지나가는 공간)(13)를 통해 직류 출력단자(14)로 직류 신호를 출력하고, 교류 입력단자(12)로부터 교류 신호를 입력받아 상기 신호 전달부(13)를 통해 교류 출력단자(15)로 교류 신호를 출력한다.
여기서, 상기 신호 전달부(13)는 물리적인 신호선들이 지나가는 공간으로서, 예를 들면 인쇄회로기판(PCB) 또는 연성인쇄회로기판(FPCB) 등이 이에 해당된다.
그러나, 무선통신 단말기와 같이 공간적으로 제약이 많은 제품에서 인쇄회로기판(PCB) 또는 연성인쇄회로기판(FPCB) 설계시 제한된 공간에 많은 개수의 신호선들을 통과시키기 위해 신호선들의 두께를 가능한 가늘게 설계함으로써, 각 신호선에 필요한 접지(GND) 확보가 어려웠으며 여러 신호선의 상호 작용에 의한 잡음(예 : 전자파 잡음)이 증가하므로 전자파 적합성(EMC)을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 직류 입력신호와 교류 입력신호를 결합하여 하나의 신호로 만들어 하나의 신호선을 통하여 전송하고 그 신호를 전달받아 다시 직류 출력신호와 교류 출력신호로 분배함으로써, 한정된 공간에서 두 신호선이 하나의 신호선으로 대체될 수 있도록 하기 위한, 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 무선통신 단말기의 덮개부와 본체부를 연결하는 인쇄회로기판 또는 연성인쇄회로기판에 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치를 구비함으로써, 두 신호선이 하나의 신호선으로 대체될 수 있도록 하기 위한, 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 또다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치에 있어서, 직류 입력단자로부터 직류 입력신호를 입력받고, 교류 입력단자로부터 교류 입력신호를 입력받아 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 출력하기 위한 결합수단; 상기 결합수단으로부터 전달받은 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 하나의 선로를 통하여 전달하기 위한 전달수단; 및 상기 전달수단으로부터 상기 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 전달받아 직류 성분 을 추출하여 직류 출력단자를 통해 직류 출력신호를 출력하고, 교류 성분을 추출하여 교류 출력단자를 통해 교류 출력신호를 출력하기 위한 분배수단을 포함한다.
한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기에 있어서, 전원 및 각종 신호들을 공급하기 위한 본체부; 상기 본체부로부터 전원 및 각종 신호들을 신호의 결합 및 분배를 이용하여 덮개부로 전달하기 위한 상기 신호 전달 장치; 및 상기 본체부로부터 전원 및 각종 신호들을 상기 신호 전달 장치를 통하여 전달받기 위한 상기 덮개부를 포함한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 신호 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신호 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치는, 직류 입력단자(21)로부터 직류 입력신호를 입력받고, 교류 입력단자(22)로부터 교류 입력신호를 입력받아 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 출력하기 위한 신호 결합부(23), 상기 신호 결합부(23)로부터 전달받은 직류 성분 과 교류 성분이 결합된 신호를 하나의 선로를 통하여 신호 분배부(25)로 전달하기 위한 신호 전달부(24), 및 상기 신호 전달부(24)로부터 상기 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 전달받아 직류 성분을 추출하여 직류 출력단자(26)를 통해 직류 출력신호를 출력하고, 교류 성분을 추출하여 교류 출력단자(27)를 통해 교류 출력신호를 출력하기 위한 신호 분배부(25)를 포함한다.
상기 신호 결합부(23)는 상기 직류 입력단자(21)로부터 입력받은 직류 입력신호의 직류 성분을 통과시키고 상기 교류 입력단자(22)로부터 입력받은 교류 입력신호의 역방향 흐름을 차단시키기 위한 제 1 인덕터(201)를 포함한다.
또한, 상기 신호 결합부(23)는 부가적으로 상기 교류 입력단자(22)로부터 입력받은 교류 입력신호의 잡음(예 : 전자파 잡음)을 제거하기 위한 제 1 필터(202)를 더 포함한다.
상기 신호 분배부(25)는, 상기 신호 결합부(23)로부터 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 상기 신호 전달부(24)를 통해 전달받아 교류 성분은 차단시키고 직류 성분을 추출한 직류 출력신호를 직류 출력단자(26)로 출력시키기 위한 제 2 인덕터(203) 및 상기 신호 결합부(23)로부터 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 상기 신호 전달부(24)를 통해 전달받아 직류 성분은 차단시키고 교류 성분을 추출한 교류 출력신호를 교류 출력단자(27)로 출력시키기 위한 캐패시터(204)를 포함한다.
또한, 상기 신호 분배부(25)는 부가적으로 상기 제 2 인덕터(203)를 통과한 상기 직류 출력신호의 잡음(예 : 전자파 잡음)을 제거하기 위한 제 2 필터(205), 및 상기 캐패시터(204)를 통과한 상기 교류 출력신호의 잡음(예 : 전자파 잡음)을 제거하기 위한 제 3 필터(206)를 더 포함한다.
도 3 은 본 발명에 따른 신호 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치의 입출력 신호 특성도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 입력신호 그래프(31)에서 직류 입력단자(21)는 5V의 직류 입력신호를 입력받고, 교류 입력단자(22)는 0V와 5V를 스윙하는 교류 입력신호를 입력받는다.
그리고, 출력신호 그래프(32)에서, 입력된 직류 입력신호와 교류 입력신호가 신호 결합부(23)와 신호 분배부(25)를 통과한 후, 약 4.9V의 직류 출력신호가 직류 출력단자(26)로 출력되고, 0V와 약 4.7V를 스윙하는 교류 출력신호가 교류 출력단자(27)로 출력된다.
상기 신호 결합부(23) 및 신호 분배부(25) 내부의 임피던스로 인해 실제 입력신호보다 출력신호의 레벨이 약간 낮게 나타나지만, 그 정도의 신호 레벨은 내부 구성요소들의 동작 범위에 포함되므로 큰 문제가 되지 않는다.
도 4 는 본 발명에 따른 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기의 일실시예 구성도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기는, 전원 및 각종 신호들을 공급하기 위한 본체부(403), 상기 본체부(403)로부터 전원 및 각종 신호들을 신호의 결합 및 분배를 이용하여 덮개부(401)로 전달하기 위한 신호 전달 장치(402) 및 상기 본체부(403)로부터 전원 및 각종 신호들을 상기 신호 전달 장치(402)를 통하여 전달받기 위한 상기 덮개부(401)를 포함한다. 여기서, 상기 덮개부(401)는 일예로 폴더부 또는 슬라이딩부를 의미한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 직류 입력신호와 교류 입력신호를 결합하여 하나의 신호로 만들어 하나의 신호선을 통하여 전송하고 그 신호를 전달받아 다시 직류 출력신호와 교류 출력신호로 분배함으로써, 한정된 공간에서 두 신호선이 하나의 신호선으로 대체되어, 인쇄회로기판 또는 연성인쇄회로기판을 통과하는 신호선의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치에 있어서,
    직류 입력단자로부터 직류 입력신호를 입력받고, 교류 입력단자로부터 교류 입력신호를 입력받아 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 출력하기 위한 결합수단;
    상기 결합수단으로부터 전달받은 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 하나의 선로를 통하여 전달하기 위한 전달수단; 및
    상기 전달수단으로부터 상기 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 전달받아 직류 성분을 추출하여 직류 출력단자를 통해 직류 출력신호를 출력하고, 교류 성분을 추출하여 교류 출력단자를 통해 교류 출력신호를 출력하기 위한 분배수단
    을 포함하는 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합수단은,
    상기 직류 입력단자로부터 입력받은 직류 입력신호의 직류 성분을 통과시키고 상기 교류 입력단자로부터 입력받은 교류 입력신호의 역방향 흐름을 차단시키기 위한 제 1 인덕터
    를 포함하는 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 결합수단은,
    상기 교류 입력단자로부터 입력받은 교류 입력신호의 잡음을 제거하기 위한 제 1 필터링수단
    을 더 포함하는 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배수단은,
    상기 전달수단으로부터 전달받은 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호에서 교류 성분은 차단시키고 직류 성분을 추출한 직류 출력신호를 상기 직류 출력단자로 출력시키기 위한 제 2 인덕터; 및
    상기 전달수단으로부터 전달받은 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호에서 직류 성분은 차단시키고 교류 성분을 추출한 교류 출력신호를 상기 교류 출력단자로 출력시키기 위한 캐패시터
    를 포함하는 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분배수단은,
    상기 제 2 인덕터를 통과한 직류 출력신호의 잡음을 제거하기 위한 제 2 필터링수단; 및
    상기 캐패시터를 통과한 교류 출력신호의 잡음을 제거하기 위한 제 3 필터링수단
    을 더 포함하는 신호의 결합 및 분배를 이용한 신호 전달 장치.
  6. 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기에 있어서,
    전원 및 각종 신호들을 공급하기 위한 본체부;
    상기 본체부로부터 전원 및 각종 신호들을 신호의 결합 및 분배를 이용하여 덮개부로 전달하기 위한 상기 신호 전달 장치; 및
    상기 본체부로부터 전원 및 각종 신호들을 상기 신호 전달 장치를 통하여 전달받기 위한 상기 덮개부
    를 포함하는 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 신호 전달 장치는,
    상기 본체부로부터 직류 입력단자를 통하여 직류 입력신호를 입력받고, 상기 본체부로부터 교류 입력단자를 통하여 교류 입력신호를 입력받아 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 출력하기 위한 결합수단;
    상기 결합수단으로부터 전달받은 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 하나의 선로를 통하여 전달하기 위한 전달수단; 및
    상기 전달수단으로부터 상기 직류 성분과 교류 성분이 결합된 신호를 전달받아 직류 성분을 추출하여 직류 출력단자를 통해 직류 출력신호를 상기 덮개부로 출력하고, 교류 성분을 추출하여 교류 출력단자를 통해 교류 출력신호를 상기 덮개부로 출력하기 위한 분배수단
    을 포함하는 신호 전달 장치를 이용한 무선통신 단말기.
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KR20040013542A (ko) * 2002-08-07 2004-02-14 삼성전기주식회사 전력선통신 기능을 갖는 교류-직류 어댑터

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KR20040013542A (ko) * 2002-08-07 2004-02-14 삼성전기주식회사 전력선통신 기능을 갖는 교류-직류 어댑터

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