KR100640517B1 - 전력 절약용 전압제어발진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)에 관한 것으로, 회로의 설계변경을 통해 몇개의 부품을 제거하고도 동일한 특성을 갖도록 구현함으로써, 제품의 사이즈(size)와 제작 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기는, 튜닝전압에 의해 가변되는 바랙터다이오드의 정전용량과 캐패시터의 정전용량 및 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기의 유도값에 의해 공진주파수를 발생시키는 공진 회로부; 상기 공진 회로부에서 발생된 공진주파수에 맞추어 주파수를 발진시키는 오실레이터부; 상기 오실레이터부에서 발생된 발진 주파수를 스위칭 제어신호에 의해 완충 및 증폭하여 출력하는 버퍼 회로부; 및 상기 버퍼 회로부의 출력단 임피던스 정합을 위한 정합 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전압제어발진기(VCO), 오실레이터, 버퍼, 스위칭, 공진주파수

Description

전력 절약용 전압제어발진기{POWER-SAVING TYPE VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR}
도 1은 종래기술에 따른 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)의 회로도
도 2는 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)의 회로도
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 공진 회로부 11 : 마이크로 스트립 공진기
40 : 정합 회로부 120 : 오실레이터부
130 : 버퍼 회로부
본 발명은 전력 절약용 전압제어발진기(Voltage Controlled Oscillrator: VCO)에 관한 것으로, 특히 회로 변경을 통해 동일한 특성을 가지면서도 제품의 사이즈(size)를 줄일 수 있는 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)에 관한 것이다.
일반적으로, 전압제어발진기(VCO)는 입력되는 튜닝전압에 의해 가변용량 다이오드(Variable Capacitance Diode: 이하, '바랙터다이오드'라 칭함)의 정전용량(Capacitance)을 가변시켜 공진된 주파수를 가변시키고, 그 공진된 주파수를 발진 및 증폭시키는 모듈로서, PCS(Personal Communication Service)나 CDMA(Code Division Multiple Access) 단말기의 RF(Radio Frequency) 송수신기에 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)의 회로도이다.
상기 전압제어발진기(VCO)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공진된 주파수를 입력되는 튜닝전압(Vt)에 의해 바랙터다이오드(VD)의 정전용량을 가변시켜 원하는 공진주파수(fo)를 발생시키는 공진 회로부(10)와, 상기 공진 회로부(10)에서 발생된 공진주파수(fo)에 맞추어 주파수를 발진시키는 오실레이터부(20)와, 상기 오실레이터부(20)에서 발생된 발진 주파수를 완충 및 증폭하여 출력하는 버퍼 회로부(30)와, 상기 버퍼 회로부(30)의 출력단 임피던스 정합을 위한 정합 회로부(40)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 전압제어발진기(VCO)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 튜닝전압(Vt)을 입력하는 입력단자(Nd1)와 노드(Nd2) 사이에는 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(T1)가 접속되어 있고, 상기 입력단자(Nd1)와 접지단(Vss) 사이에는 바이패스용 캐패시터(C1)가 접속되어 있다.
여기서, 상기 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(T1)는 인쇄회로기판(PCB) 상에 형성된 트리밍(trimming) 패턴으로, 발생된 고주파수가 상기 튜닝전압(Vt)의 DC 전원부로 유입되는 것을 막는 기능을 한다.
상기 공진 회로부(10)는 상기 튜닝전압(Vt)이 인가되는 노드(Nd2)와 접지단 (Vss) 사이에 접속된 바랙터다이오드(VD)와, 상기 노드(Nd2)와 노드(Nd3) 사이에 접속된 공진용 캐패시터(C2)와, 상기 노드(Nd3)와 접지단(Vss) 사이에 접속된 공진용 캐패시터(C3)와, 상기 노드(Nd3)와 접지단(Vss) 사이에 접속된 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)로 구성된다.
상기 바랙터다이오드(VD)는 상기 튜닝전압(Vt)에 따라 정전용량이 가변되는 소자이다. 그리고, 상기 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)는 인쇄회로기판(PCB) 상에 형성된 트리밍(trimming) 패턴으로, 상기 트리밍 패턴을 레이저(laser)로 절단함으로써, 초기주파수를 원하는 주파수로 내리는 역할을 한다.
상기 튜닝전압(Vt)이 변화되면 상기 바랙터다이오드(VD)의 용량이 변화되어 상기 공진 회로부(10)의 등가적인 커패시턴스를 변화시킴으로써, 공진주파수(fo)를 변화시키게 된다. 그러므로, 상기 공진 회로부(10)는 상기 튜닝전압(Vt)에 따라 일정 대역내의 공진주파수(fo)를 발생하게 된다.
이때, 상기 공진주파수(fo)는 상기 바렉터다이오드(VD)의 정전용량과 상기 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)의 유도값과 상기 캐패시터(C2)(C3)의 정전용량에 의해 결정된다.
한편, 상기 노드(Nd3)와 노드(Nd4) 사이에는 커플링용 캐패시터(C4)가 구성되어 있다.
상기 오실레이터부(20)는 상기 노드(Nd4)에 베이스가 접속되고 노드(Nd6)에 콜렉터가 접속되고 노드(Nd5)에 에미터가 접속된 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1) 와, 상기 노드(Nd5)와 접지단(Vss) 사이에 접속된 바이패스용 캐패시터(C6)와, 상기 노드(Nd5)와 상기 노드(Nd4) 사이에 접속된 피드백용 캐패시터(C5)와, 상기 노드(Nd5)와 노드(Nd10) 사이에 직렬 접속된 바이어스용 저항(R4) 및 인덕터(L)와, 상기 노드(Nd4)와 상기 노드(Nd10) 사이에 접속된 바이어스용 저항(R3)으로 구성된다.
또한, 상기 노드(Nd10)에 콜렉터가 접속되고 접지단(Vss)에 에미터가 접속되고 베이스에 인에이블 신호(VE)가 인가되는 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)가 구성되어 있다. 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)는 상기 인에이블 신호(VE)가 '로직하이(High)' 상태를 가질 때 턴-온되어 상기 오실레이터부(20)가 동작을 하도록 커런트 패스(current path)를 형성한다.
상기 오실레이터부(20)는 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)가 턴-온되어 접지단(Vss)으로 커런트 패스가 형성된 상태에서, 상기 공진 회로부(10)로부터 공진주파수(fo)가 수신되면 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1)에 의해 튜닝전압(Vt)이 0V에서부터 발진주파수를 발생(증폭)한다. 이때, 발생된 발진주파수는 상기 커플링용 캐패시터(C4)를 통해 상기 공진 회로부(10)로 입력된다. 즉, 상기 공진 회로부(10)에 입력된 상기 발진주파수의 위상과 상기 공진주파수(fo)의 위상이 다를 경우 신호는 서로 상쇄되고, 상기 발진주파수가 상기 공진주파수(fo)와 동일한 위상을 가질 경우에는 상기 오실레이터부(20)에서 상기 공진주파수(fo)와 동일한 위상을 가지는 발진주파수를 상기 버퍼 회로부(30)로 출력하게 된다.
상기 버퍼 회로부(30)는 상기 노드(Nd7)에 베이스가 접속되고 노드(Nd9)에 콜렉터가 접속되고 노드(Nd6)에 에미터가 접속된 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)와, 상기 노드(Nd6)와 접지단(Vss) 사이에 접속된 바이패스용 캐패시터(C8)와, 상기 노드(Nd5)와 상기 노드(Nd7) 사이에 접속된 커플링용 캐패시터(C7)로 구성된다.
상기 버퍼 회로부(30)는 상기 오실레이터부(20)로부터 수신된 발진주파수를 완충 및 증폭하여 상기 정합 회로부(40)로 출력한다. 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)는 베이스에 바이어스전압(Vcc)이 인가된 상태에서 상기 에미터로 수신되는 발진주파수를 완충 및 증폭하여 상기 콜렉터에 접속된 상기 노드(Nd9)로 출력한다.
도 1에서, 전원전압(Vcc) 단자(Nd8)와 노드(Nd7) 사이에는 저항(R1)이 접속되어 있고, 상기 노드(Nd7)와 노드(Nd4) 사이에도 저항(R2)이 접속되어 있다. 이때, 상기 저항(R1)과 저항(R2)은 상기 버퍼 회로부(30)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 바이어스 전압을 공급하기 위한 바이어스용 저항이고, 상기 저항(R2)과 저항(R3)은 상기 발진 회로부(20)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 바이어스 전압을 공급하기 위한 바이어스용 저항이다.
또한, 상기 전원전압(Vcc) 단자(Nd8)와 접지단(Vss) 사이에는 바이패스용 캐패시터(C9)가 구성되어 있고, 상기 전원전압(Vcc) 단자(Nd8)와 노드(Nd9) 사이에는 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(T2)가 접속되어 있다. 여기서, 상기 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(T2)는 상기 마이크로 스트립 선로(T1)와 마찬가지로, 인쇄회로기판(PCB) 상에 형성된 패턴으로 발생된 고주파수가 상기 튜닝전 압(Vt)의 DC 전원부로 유입되는 것을 막는 기능을 한다.
이때, 상기 전원전압(Vcc)은 상기 오실레이터부(20)와 상기 버퍼 회로부(30)에 바이어스 전압을 인가하고 전체회로를 구동하기 위한 전압이다.
끝으로, 상기 정합 회로부(40)는 상기 노드(Nd9)와 출력단자(OUT) 사이에 접속된 커플링용 캐패시터(C11)와, 상기 노드(Nd9)와 접지단(Vss) 사이에 접속된 바이패스용 캐패시터(C10)로 구성된다. 상기 정합 회로부(40)는 상기 버퍼 회로부(30)에서 완충 및 증폭된 발진주파수를 임피던스 정합하여 출력한다.
상기 구성을 갖는 종래의 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 앞에서도 자세히 설명한 바와 같이, 입력되는 튜닝전압에 의해 바랙터다이오드의 정전용량(Capacitance)을 가변시켜 주파수를 공진시키고, 그 공진된 주파수를 발진 및 증폭시키는 모듈로서, PCS나 CDMA 단말기의 RF 송수신기에 널리 사용되고 있다.
현재의 이동통신단말기는 다중 통신 서비스의 송·수신을 가능하게 하고, 다양한 서비스를 수용해야 함에 따라 기존의 시스템에 사용되던 부품들의 소형화가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
그러나, 종래의 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(PCB) 상에서 많은 면적을 차지하는 마이크로 스트립 선로(T1)(T2), 마이크로 스트립 공진기(11), 복수개의 캐패시터(C1 내지 C11), 복수개의 트랜지스터(Q1 내지 Q3) 등으로 구성되어 있기 때문에 제품의 사이즈가 큰 문제점이 있었다. 특히, 트랜지스터(Q1 내지 Q3)의 경우 제품의 단가도 높기 때문에 제 작 비용을 증가시키는 요인이 되었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 회로의 설계변경을 통해 몇개의 부품을 제거하고도 동일한 특성을 갖도록 구현함으로써, 제품의 사이즈(size)와 제작 단가를 줄일 수 있는 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기는, 튜닝전압에 의해 가변되는 바랙터다이오드의 정전용량과 캐패시터의 정전용량 및 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기의 유도값에 의해 공진주파수를 발생시키는 공진 회로부; 상기 공진 회로부에서 발생된 공진주파수에 맞추어 주파수를 발진시키는 오실레이터부; 상기 오실레이터부에서 발생된 발진 주파수를 스위칭 제어신호에 의해 완충 및 증폭하여 출력하는 버퍼 회로부; 및 상기 버퍼 회로부의 출력단 임피던스 정합을 위한 정합 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 오실레이터부는, 전원전압(Vcc) 입력노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 저항; 상기 공진 회로부의 출력노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 캐패시터; 상기 제 1 노드에 베이스가 접속되고 제 2 노드에 에미터가 접속되고 제 3 노드에 콜렉터가 접속된 제 1 트랜지스터; 상기 제 2 노드와 접지단 사이에 접속된 제 2 캐패시터; 상기 제 2 노드와 상기 제 1 노드 사이에 접속된 제 3 캐패시터; 및 상기 제 2 노드와 상기 공진 회로부의 마이크로 스트립 공진기에 연결된 제 4 노드 사이에 접속된 제 2 저항;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 트랜지스터는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버퍼 회로부는, 상기 스위칭 제어신호의 입력 단자와 제 5 노드 사이에 접속된 제 3 저항; 상기 제 5 노드와 상기 제 2 노드 사이에 접속된 제 4 캐패시터; 상기 제 5 노드에 베이스가 접속되고 제 6 노드에 에미터가 접속되고 상기 정합 회로부에 연결된 제 7 노드에 콜렉터가 접속된 제 2 트랜지스터; 상기 제 6 노드와 접지단 사이에 접속된 제 5 캐패시터; 상기 전원전압(Vcc) 입력노드와 상기 제 7 노드 사이에 접속된 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line); 및 상기 전원전압(Vcc) 입력노드와 접지단 사이에 접속된 제 6 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 트랜지스터는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그리고, 도면에서 종래와 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 종래와 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
[실시예]
도 2는 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)의 회로도이다.
상기 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 도 2에 도시된 바와 같이, 튜닝전 압(Vt)에 의해 가변되는 바랙터다이오드의 정전용량과 캐패시터의 정전용량 및 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기의 유도값에 의해 공진주파수를 발생시키는 공진 회로부(10)와, 상기 공진 회로부(10)에서 발생된 공진주파수에 맞추어 주파수를 발진시키는 오실레이터부(120)와, 상기 오실레이터부(120)에서 발생된 발진 주파수를 스위칭 제어신호(SE)에 의해 완충 및 증폭하여 출력하는 버퍼 회로부(130)와, 상기 버퍼 회로부(130)의 출력단 임피던스 정합을 위한 정합 회로부(40)를 포함하여 구성한다.
도 2에서, 상기 튜닝전압(Vt)을 입력하는 입력단자(Nd1)와 노드(Nd2) 사이에는 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(T1)가 접속되어 있고, 상기 입력단자(Nd1)와 접지단(Vss) 사이에는 바이패스용 캐패시터(C1)가 접속되어 있다. 이때, 상기 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(L1)는 상기 공진 회로부(10)에서 발생된 고주파수가 상기 튜닝전압(Vt)의 DC 전원부로 유입되는 것을 막는 기능을 한다.
상기 공진 회로부(10)는 기존과 마찬가지로, 상기 노드(Nd2)와 접지단(Vss) 사이에 바랙터다이오드(VD)가 접속되어 있고, 상기 노드(Nd2)와 노드(Nd3) 사이에 커플링용 캐패시터(C2)가 접속되어 있으며, 상기 노드(Nd3)와 접지단(Vss) 사이에 바이패스용 캐패시터(C3)가 접속되어 있다. 그리고, 상기 노드(Nd3)와 접지단(Vss) 사이에는 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)가 구성되어 있다.
여기서, 상기 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)는 주파수를 조절하는 트리밍 패턴으로, 상기 트리밍 패턴을 레이저(laser)로 절단시킴으로써 주파수를 낮추게 된다.
상기 공진 회로부(10)는 앞에서도 설명한 바와 같이, 입력되는 튜닝전압(Vt)에 의해 가변되는 바랙터다이오드(VD)의 정전용량과 캐패시터(C2)(C3)의 정전용량 및 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)의 유도값에 의해 공진주파수(fo)를 발생시키게 된다.
상기 공진 회로부(10)의 공진주파수(fo)는 다음의 수학식 1에 의해 간단하게 구할 수 있다.
Figure 112005025843214-pat00001
그러므로, 상기 전압제어발진기(VCO)의 캐패시턴스(C)나 인덕턴스(L)를 변화시킴으로써 공진주파수(fo)를 간단하게 조정할 수 있다.
상기 바랙터다이오드(VD)는 입력되는 상기 튜닝전압(Vt)에 따라 정전용량이 가변되는 소자이다. 따라서, 상기 바랙터다이오드(VD)에 인가되는 상기 튜닝전압(Vt)을 변화시키면, 상기 바랙터다이오드(VD)의 용량이 변화하여 상기 공진 회로부(10)의 등가적인 커패시턴스를 변화시킴으로써, 공진주파수(fo)를 변화시킨다.
상기 오실레이터부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 노드(Nd4)에 베이스가 접속되고 노드(Nd6)에 콜렉터가 접속되고 노드(Nd5)에 에미터가 접속된 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1)와, 상기 노드(Nd5)와 접지단(Vss) 사이에 접속된 바이패 스용 캐패시터(R6)와, 상기 노드(Nd5)와 상기 노드(Nd4) 사이에 접속된 피드백용 캐패시터(C5)와, 상기 노드(Nd5)와 상기 공진 회로부(10)의 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)에 연결된 노드(Nd10) 사이에 접속된 저항(R13)으로 구성된다.
상기 오실레이터부(120)는 상기 공진 회로부(10)에서 공진주파수(fo)가 발생되면 Vt=0V에서부터 주파수를 발생(증폭)하기 시작한다. 이때, 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1)에 의해 증폭된 발진주파수는 상기 캐패시터(C4)를 통해 상기 공진 회로부(10)의 노드(Nd3)로 들어간다. 이때, 상기 오실레이터부(120)에서 발생된 발진주파수의 위상이 상기 공진 회로부(10)에서 발생된 공진주파수(fo)의 위상과 다를 경우 신호가 서로 상쇄된다. 그리고, 상기 오실레이터부(120)에서 발생된 발진주파수의 위상이 상기 공진 회로부(10)에서 발생된 공진주파수(fo)의 위상과 같을 때까지 상기의 동작을 반복한다.
한편, 상기 오실레이터부(120)에서 발생된 발진주파수의 위상이 상기 공진 회로부(10)에서 발생된 공진주파수(fo)의 위상과 같을 경우, 상기 오실레이터부(120)에서는 상기 공진주파수(fo)와 위상이 동일한 발진주파수를 일정하게 발생시키게 된다. 이때, 발생된 발진주파수는 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 연결된 노드(Nd6)를 통해 상기 버퍼 회로부(130)로 출력된다.
상기 오실레이터부(120)에서 발생되는 발진주파수는 상기 공진 회로부(10)의 바랙터 다이오드(VD)의 정전용량과 상기 캐패시터(C2)(C3)의 정전용량과 마이크로스트립(Microstip) 공진기(11)의 유도값에 의하여 결정된다.
상기 버퍼 회로부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭 제어신호(SE)의 입력 단자와 노드(Nd7) 사이에 접속된 저항(R12)과, 상기 노드(Nd7)와 노드(Nd5) 사이에 접속된 캐패시터(C7)와, 상기 노드(Nd7)에 베이스가 접속되고 상기 노드(Nd6)에 에미터가 접속되고 상기 정합 회로부(40)에 연결된 노드(Nd9)에 콜렉터가 접속된 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)와, 상기 노드(Nd6)와 접지단(Vss) 사이에 접속된 캐패시터(C8)로 구성된다. 이때, 상기 저항(R11)은 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)의 베이스에 바이어스전압(Vcc)을 인가하는 바이어스용 저항이다.
상기 버퍼 회로부(130)는 상기 스위칭 제어신호(SE)가 '로직하이' 상태를 가질 때 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)가 턴-온되어 상기 노드(Nd6)를 통해 상기 오실레이터부(120)로부터 수신된 발진주파수를 완충 및 증폭하여 상기 정합 회로부(40)로 출력한다.
도 2에서, 전원전압(Vcc) 단자(Nd8)와 노드(Nd4) 사이에는 저항(R11)이 접속되어 있다. 이때, 상기 저항(R11)은 상기 오실레이터부(120)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 바이어스 전압을 공급하기 위한 바이어스용 저항이다. 그리고, 상기 전원전압(Vcc)은 상기 오실레이터부(120)와 상기 버퍼 회로부(130)에 바이어스 전압을 인가하고 전체회로를 구동하기 위한 전압이다.
또한, 상기 전원전압(Vcc) 단자(Nd8)와 접지단(Vss) 사이에는 바이패스용 캐 패시터(C9)가 구성되어 있고, 상기 전원전압(Vcc) 단자(Nd8)와 상기 노드(Nd9) 사이에는 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(T2)가 접속되어 있다. 여기서, 상기 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line)(T2)는 상기 마이크로 스트립 선로(T1)와 마찬가지로, 상기 공진 회로부(10)에서 발생된 고주파수가 상기 튜닝전압(Vt)의 DC 전원부로 유입되는 것을 막는 기능을 한다.
끝으로, 상기 정합 회로부(40)는 기존과 마찬가지로, 상기 노드(Nd9)와 출력단자(OUT) 사이에 커플링용 캐패시터(C11)가 접속되고, 상기 노드(Nd9)와 접지단(Vss) 사이에 바이패스용 캐패시터(C10)가 접속되어 구성된다. 상기 정합 회로부(40)는 상기 버퍼 회로부(30)에서 완충 및 증폭된 발진주파수를 임피던스 정합하여 출력한다.
결론적으로, 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 기존의 전압제어발진기(VCO)의 동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터인 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)를 제거하는 대신에, 상기 버퍼 회로부(130)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)를 이용하여 기존의 버퍼(buffer) 기능 이외에 스위칭(switching) 기능을 추가시켰다.
즉, 기존의 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)가 턴-온된 상태에서만 상기 오실레이터부(20)와 상기 버퍼 회로부(30)가 동작하여 출력단으로 발진주파수를 발생하도록 구성되어 있다. 이에 반해, 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 상기 버퍼 회로부(130)의 NPN형 바이 폴라 트랜지스터(Q2)가 턴-온된 상태에서만 상기 오실레이터부(20)에서 발생된 발진주파수를 출력단으로 출력하도록 구성되어 있다. 따라서, 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 기존의 전력 절약용 전압제어발진기(Vco)와 동일한 동작 특성을 갖는다.
하지만, 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(Vco)는 기존의 전력 절약용 전압제어발진기(Vco)에 비해 적은 부품 수를 가지기 때문에 제품의 사이즈를 축소시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(Vco)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 전력 절약용 전압제어발진기(Vco)에서 구비했던 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)와, 상기 저항(R3) 및 상기 인덕터(L)를 감소시켰다.
여기서, 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)는 앞에서도 설명한 바와 같이, 상기 버퍼 회로부(130)의 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q2)에서 기존의 완충 및 증폭 역할 이외에 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q3)가 하던 스위칭 역할도 동시에 구현하도록 함으로써 감소하였고, 상기 저항(R3)은 상기 NPN형 바이폴라 트랜지스터(Q1)(Q2)의 바이어스 방식을 바꿈으로써 감소하였다. 또한, 상기 인덕터(L)는 상기 노드(Nd10)를 상기 공진 회로부(10)의 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기(11)에 연결함으로써 제거하였다.
따라서, 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)는 회로의 설계변경을 통해 몇개의 부품을 제거하고도 동일한 특성을 갖도록 구현함으로써, 제품의 사이즈(size)와 제작 단가를 줄일 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 전력 절약용 전압제어발진기(VCO)에 의하면, 회로의 설계변경을 통해 몇개의 부품을 제거하고도 동일한 특성을 갖도록 구현함으로써, 제품의 사이즈(size)와 제작 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 튜닝전압에 의해 가변되는 바랙터다이오드의 정전용량과 캐패시터의 정전용량 및 마이크로 스트립(Microstrip) 공진기의 유도값에 의해 공진주파수를 발생시키는 공진 회로부;
    상기 공진 회로부에서 발생된 공진주파수에 맞추어 주파수를 발진시키는 오실레이터부;
    상기 오실레이터부에서 발생된 발진 주파수를 스위칭 제어신호에 의해 완충 및 증폭하여 출력하는 버퍼 회로부; 및
    상기 버퍼 회로부의 출력단 임피던스 정합을 위한 정합 회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절약용 전압제어발진기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 오실레이터부는:
    전원전압(Vcc) 입력노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 저항;
    상기 공진 회로부의 출력노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 캐패시터;
    상기 제 1 노드에 베이스가 접속되고 제 2 노드에 에미터가 접속되고 제 3 노드에 콜렉터가 접속된 제 1 트랜지스터;
    상기 제 2 노드와 접지단 사이에 접속된 제 2 캐패시터;
    상기 제 2 노드와 상기 제 1 노드 사이에 접속된 제 3 캐패시터; 및
    상기 제 2 노드와 상기 공진 회로부의 마이크로 스트립 공진기에 연결된 제 4 노드 사이에 접속된 제 2 저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절약용 전압제어발진기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전력 절약용 전압제어발진기.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 버퍼 회로부는:
    상기 스위칭 제어신호의 입력 단자와 제 5 노드 사이에 접속된 제 3 저항;
    상기 제 5 노드와 상기 제 2 노드 사이에 접속된 제 4 캐패시터;
    상기 제 5 노드에 베이스가 접속되고 제 6 노드에 에미터가 접속되고 상기 정합 회로부에 연결된 제 7 노드에 콜렉터가 접속된 제 2 트랜지스터;
    상기 제 6 노드와 접지단 사이에 접속된 제 5 캐패시터;
    상기 전원전압(Vcc) 입력노드와 상기 제 7 노드 사이에 접속된 마이크로 스트립 선로(Microstrip Line); 및
    상기 전원전압(Vcc) 입력노드와 접지단 사이에 접속된 제 6 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절약용 전압제어발진기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 트랜지스터는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전력 절약용 전압제어발진기.
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