KR100649702B1 - 카오스 신호를 이용한 송신 장치 - Google Patents

카오스 신호를 이용한 송신 장치 Download PDF

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박상규
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Abstract

본 발명은 송신되는 디지털 데이터 신호에 따라 카오스 신호 생성기의 전원전압을 온/오프 시킴으로써, 카오스 신호와 디지털 데이터 신호를 결합하여 변조하기 위한 별도의 변조기를 필요로 하지 않는 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치는, 소정의 디지털 데이터를 변조하여 송신하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 있어서, 전원전압이 공급되는 경우 온 되어 카오스 신호를 생성하고, 상기 전원전압이 차단되는 경우 오프되는 카오스 신호 생성기; 및 상기 디지털 데이터에 따라 상기 전원 전압을 상기 카오스 신호 생성기에 공급/차단하는 전원 전압 스위칭부를 포함하여, 상기 디지털 데이터에 따라 상기 카오스 신호 생성기의 전원전압을 공급/차단함으로써, 상기 카오스 신호 생성기의 출력이 직접 상기 디지털 데이터의 변조 신호가 되는 것을 특징으로 한다.
카오스, 변조, 온 오프 키잉(on-off keying), 전원전압

Description

카오스 신호를 이용한 송신 장치{TRANSMITTER USING CHAOTIC SIGNAL}
도 1은 종래의 카오스 신호를 이용한 송신 장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 종래의 카오스 신호를 이용한 송신 장치로부터 출력되는 출력 신호를 도시한 파형도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 적용된 카오스 신호 생성기의 일례를 도시한 구성도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 카오스 신호 생성기의 제1 및 제2 신호 발생부를 각각 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 적용된 전원전압 스위칭부의 일례를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 카오스 신호 생성기의 출력 파형을 도시한 파형도이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시형태에 따른 일체형 대역 통과 필터 및 증폭기의 일례를 도시한 상세 회로도 및 등가 회로도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
31: 카오스 신호 생성기 32: 전원전압 스위칭부
33: 대역 통과 필터 특성을 갖는 일체형 증폭기
본 발명은 광대역 카오스 신호를 이용하여 디지털 데이터를 전송하는 송신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송신되는 디지털 데이터 신호에 따라 카오스 신호 생성기의 전원전압을 온/오프 시킴으로써, 카오스 신호와 디지털 데이터 신호를 결합하여 변조하기 위한 별도의 변조기를 필요로 하지 않는 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 카오스 신호(Chaotic Signal)는 비주기성 신호로서 위상이 존재하지 않으며 광대역이라는 특징을 갖는다. 통상의 정형파 신호는 시간에 따른 규칙적인 위상을 가지므로 반위상의 간섭 신호가 더해 졌을 때 신호가 왜곡되거나 상쇄 될 수 있다. 그러나, 카오스 신호는 명확한 위상을 가지 않으므로 반위상의 신호 또는 근접 간섭 신호가 유입되더라도 간섭이 발생하지 않기 때문에 정보를 담고 있는 데이터 신호가 보호될 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 주파수 분석적인 측면에서도, 카오스 신호는 광대역 범위에서 주기에 관계없이 일정한 크기를 갖는 에너지 효율이 뛰어난 신호이다.
이와 같은 카오스 신호를 정보전송에 적합하게 하여 반송파로 이용하는 경우, 스파이크(Spike)가 적어 모뎀에서 타임 호핑(Time Hopping) 등과 같은 별도의 코딩(Coding)이 필요하지 않게 되고, 온-오프 키잉(On-Off keying: OOK, 이하 OOK라 함) 방식을 채용하여 간단하게 송신기 및/또는 수신기를 구현할 수 있다. 또한, 카오스 신호를 이용한 변조 방식은, 시스템의 작은 변화를 통해 카오스 신호를 제어할 수 있는 특징을 가지므로 보다 향상된 전력 효율을 갖는 통신 시스템을 구현할 수 있다. 또한, 카오스 신호는 본질적으로 넓은 주파수 대역으로 확산하는 연속적인 스펙트럼을 가지므로, 광대역에 걸쳐 손실되지 않은 에너지 스펙트럼을 가지고 변조에 이용될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 카오스 신호를 이용한 송신 장치를 도시한 블록 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 카오스 신호를 이용한 송신 장치는, 카오스 신호를 생성하는 카오스 신호 생성기(11)와, 상기 카오스 신호가 다른 주파수 대역 시스템에 영향을 주지 않게 하면서 동시에 근접 간섭 신호를 차단하기 위한 대역통과 필터(12)와, 전송되어야 하는 연속된 송신 데이터와 상기 카오스 신호를 곱함으로써 OOK 방식으로 변조하는 모듈레이터(13)와, 상기 모듈레이터(13)에서 변조된 신호를 소정 이득으로 증폭하는 증폭부(14)와, 증폭부(14)에서 증폭된 변조 신호를 자유공간으로 전송하는 안테나(ANT)를 포함하는 구성을 갖는다.
이러한 종래의 기술에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치는, 송신 데이터를 송신하는 과정에서 카오스 신호 발생기(11)가 지속적으로 동작하여야 하므로 전력 소모가 많아진다. 또한, 카오스 신호를 OOK 방식의 모듈레이터(13)를 이용하여 직접 변조시 모듈레이터(13)에서 비교적 많은 전력이 소모된다. 따라서, 종래의 카오스 신호를 이용한 송신 장치는 저전력을 요구하는 무선 이동통신에서는 치명적인 문제점을 갖고 있다.
또한, OOK 방식의 모듈레이터(13)의 온-오프시 달라지는 임피던스의 변화로 인해, 도 2에 도시된 종래의 송신 장치의 출력 파형에 나타나듯이, 스파이크 현상(21)이 발생하여 전체 송수신 시스템에 악영향을 주는 문제점이 발생할 수 있다.
더하여, '0'과 '1'로 나타나는 송신 데이터가 '0'일 때, 모듈레이터(13) 신호 격리도의 한계성 때문에 신호가 커플링 되어 도 2의 도면부호22에 나타나듯이 완전한 '0'이 출력되지 않는 문제가 발생한다. 이러한 현상은 기생 캐패시턴스 성분에 의한 커플링 영향으로 신호의 동작 범위를 좁혀 수신기의 수신감도를 떨어뜨리는 결과를 초래할 수 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 송신하고자 하는 송신 데이터의 값에 따라 카오스 신호 생성기로 제공되는 전원 전압을 온-오프 시킴으로써, 카오스 신호 생성기에서 출력되는 카오스 신호가 바로 송신 데이터에 따라 변조된 신호가 되는 카오스 신호를 이용한 송신 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,
소정의 디지털 데이터를 변조하여 송신하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 있어서,
전원전압이 공급되는 경우 온 되어 카오스 신호를 생성하고, 상기 전원전압이 차단되는 경우 오프되는 카오스 신호 생성기; 및
상기 디지털 데이터에 따라 상기 전원 전압을 상기 카오스 신호 생성기에 공급/차단하는 전원 전압 스위칭부를 포함하여,
상기 디지털 데이터에 따라 상기 카오스 신호 생성기의 전원전압을 공급/차단함으로써, 상기 카오스 신호 생성기의 출력이 직접 상기 디지털 데이터의 변조 신호가 되는 것을 특징으로 하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 카오스 신호 생성기는, 서로 다른 복수의 기본파와 상기 기본파의 복수의 고조파로 이루어진 복수의 신호를 생성하는 복수의 신호 발생부; 및 상기 신호 발생부에서 생성된 복수의 신호를 혼합하여, 상기 복수의 신호들 사이의 합차 주파수 및 상기 복수의 신호들의 각 고조파 성분을 포함하는 카오스 신호를 생성하는 믹서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시형태에서, 상기 전원 전압 스위칭부는, 상기 디지털 송신 데이터가 입력되는 입력단; 상기 카오스 신호 생성기로 스위칭된 전원전압을 제공하는 출력단; 상기 입력단과 게이트가 연결되고 상기 전원전압과 드레인이 연결되고 상기 출력단과 소스가 연결된 제1 트랜지스터; 상기 출력단에 드레인이 연결되고 접지에 소스가 연결된 제2 트랜지스터; 및 상기 입력단과 상기 제2 트랜지스터의 게이트 사이에 연결된 인버터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치는, 상기 카오스 신호 생성기로부터 출력되는 카오스 신호중 사전에 설정된 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터; 및 상기 필터를 통과한 카오스 신호를 소정 이득으로 증폭시키는 증폭기를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 대역 통과 필터 및 증폭기는 일체형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 일체형으로 이루어진 대역 통과 필터 및 증폭기는, 복수의 증폭단으로 이루어진 캐스코드 증폭기 구조를 가지며, 상기 각각의 증폭단은 트랜지스터로 이루어진 증폭부와, 상기 증폭부에 용량성 결합된 캐패시터와 인덕터로 이루어진 대역 통과 필터부로 이루어질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상에서 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치는, 전원전압(VDD)이 제공되는 경우 온(on) 되어 카오스 신호를 생성하고, 전원전압(VDD)이 차단되는 경우 오프(off) 되는 카오스 신호 생성기(31) 및 입력되는 디지털 송신 데이터에 따라 전원 전압(VDD)을 상기 카오스 신호 생성기(31)에 제공/차단하는 전원 전압 스위칭부(32)를 포함한다. 이에 더하여, 일체형으로 형성된 대역 통과 필터(33a)와 증폭기(33)를 더 포함한다.
상기 카오스 신호 생성기(31)는 동출원인에 의해 출원된 대한민국 특허 출원번호 제2005-60391호에 상세하게 개시된다. 도 4는 상기 특허출원에 개시된 카오스 신호 생성기의 구조를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 카오스 신호 생성기는 제1 신호 발생부 및 제2 신호 발생부의 두 개의 신호 발생부로 이루어진 일례를 도시하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 신호 발생부의 수는 적용되는 실시형태에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 카오스 신호 생성기는, 제1 기본파와 상기 제1 기본파의 복수의 고조파로 이루어진 제1 신호를 생성하는 제1 신호 발생부(311)와, 제2 기본파와 상기 제2 기본파의 복수의 고조파로 이루어진 제2 신호를 생성하는 제2 신호 발생부(312)와, 상기 제1 신호 발생부(311)의 제1 신호와 상기 제2 신호 발생부(312)의 제2 신호를 혼합하여, 상기 제1 신호와 제2 신호의 합차 주파수, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 각 고조파 성분을 포함하는 카오스 신호를 생성하는 믹서(313)를 포함한다.
상기 제1 신호 발생부(311)의 제1 신호는 제1 기본파와 상기 제1 기본파의 복수의 고조파로 이루어진 구형파 신호이고, 상기 제2 신호 발생부(312)의 제2 신호는 제2 기본파와 상기 제1 기본파의 복수의 고조파로 이루어진 구형파 신호이다. 여기서, 상기 제1 및 제2 신호는 펄스 또는 삼각 또는 톱니파형 신호가 될 수 있다.
상기 제1 및 제2 신호 발생부(311,312) 각각은 복수의 주파수 성분이 혼합되어 있는 구형파 신호를 생성하는데, 이러한 구형파 신호를 생성하기에 적합한 링타입 발진기(Ring Type Oscillator)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 신호 발생부(311)의 제1 기본파는, 복수의 주파수 성분을 포함하는 카오스 신호를 생성하기 위해서, 상기 제2 신호 발생부(312)의 제2 기본파와 서로 다른 주파수로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 신호 발생부(311)와 제2 신호 발생부(312)는 실질적으로 동일한 회로로 구현될 수 있으며, 다만, 상기 제1 신호 발생부(311)와 제2 신호 발생 부(312)에서, 각 기본파는 서로 다르게 설정된다. 상기 제1 신호 발생부(311)와 제2 신호 발생부(312)의 구현 예를 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a 및 도 5b 각각은 제1 및 제2 신호 발생부의 회로도로서, 도 5a는 도 4의 제1 신호 발생부의 회로도이고, 도 5b는 도 4의 제2 신호 발생부의 회로도이다.
도 5a를 참조하면, 본 실시형태의 제1 신호 발생부(311)는, 직렬로 접속된 복수의 인버터 타입 증폭기(A11,A12,A13)와, 상기 복수의 인버터 타입 증폭기(A11,A12,A13)의 각 입력단과 출력단을 서로 공통으로 연결하는 피드백 라인(FBL)을 갖는 피드백 회로부(111)와, 상기 복수의 인버터 타입 증폭기(A11,A12,A13) 사이의 신호라인(SL1,SL2)에서 상기 피드백 라인(FBL) 사이에 형성된 하나 이상의 지연회로부(3111A,3111B)를 포함한다.
이때, 본 실시형태의 제1 신호 발생부(311)는 상기 인버터 타입 증폭기를 3단 또는 5단 또는 7단 등과 같이 3단 이상의 홀수단으로 포함하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 신호 발생부(311)가 3단의 제1,제2 및 제3 인버터 타입 증폭기(A11,A12,A13)를 포함하는 경우, 상기 제1 인버터 타입 증폭기(A11)는, P-MOS 트랜지스터(M11)와 N-MOS 트랜지스터(M12)가 직렬로 연결된 CMOS 인버터 구조로 이루어지고, 상기 제2 인버터 타입 증폭기(A12)는, P-MOS 트랜지스터(M21)와 N-MOS 트랜지스터(M22)가 직렬로 연결된 CMOS 인버터 구조로 이루어지며, 상기 제3 인버터 타입 증폭기(A13)는, P-MOS 트랜지스터(M31)와 N-MOS 트랜지스터(M32)가 직 렬로 연결된 CMOS 인버터 구조로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1,제2 및 제3 인버터 타입 증폭기(A11,A12,A13) 각각은, 상기 N-MOS 트랜지스터(M11,M21,M31)와 P-MOS 트랜지스터(M12,M22,M32)가 모두 동작하는 지점에 전원전압(VDD)이 인가되는 구조로 이루어진다. 이에 따라, 상기 제1,제2 및 제3 인버터 타입 증폭기(A11,A12,A13) 각각은, 상기 전원전압(VDD)에 의해 동작상태로 된다.
또한, 상기 피드백 회로부(111)는, 상기 적어도 하나의 레벨 감쇄용 저항을 포함한다. 바람직하게는, 상기 피드백 회로부(111)는, 상기 복수의 인버터 타입 증폭기(A11,A12,A13)의 각 입력단과 출력단 사이 각각에 하나씩 형성된 복수의 레벨 감쇄용 저항(R13,R14,R15)을 포함한다.
상기 레벨 감쇄용 저항(R13,R14,R15)은 각 증폭기(A11,A12,A13)의 입력으로 피드백되는 출력신호의 레벨을 제한하여 출력신호의 전체 레벨이 피드백되는 것을 방지한다.
상기 지연회로부(3111A,3111B) 각각은, 저항과 커패시터의 조합으로 이루어진 RC회로로 이루어질 수 있는데, 예를 들면, RC 직렬회로 또는 RC 병렬회로 또는 RC 직병렬회로로 이루어질 수 있는데, 도 5a에서는 RC 병렬회로(R11,C11),(R12,C12)로 설계되어 있다.
또한, 도 5b를 참조하면, 본 실시형태의 제2 신호 발생부(312)는, 직렬로 접 속된 복수의 인버터 타입 증폭기(A21,A22,A23)와, 상기 복수의 인버터 타입 증폭기(A21,A22,A23)의 각 입력단과 출력단을 서로 공통으로 연결하는 피드백 라인(FBL)을 갖는 피드백 회로부(121)와, 상기 복수의 인버터 타입 증폭기(A21,A22,A23) 사이의 신호라인(SL1,SL2)에서 상기 피드백 라인(FBL) 사이에 형성된 하나 이상의 지연회로부(3121A,3121B)를 포함한다.
이때, 본 실시형태의 제2 신호 발생부(312)는 상기 인버터 타입 증폭기를 3단 또는 5단 또는 7단 등과 같이 3단 이상의 홀수단으로 포함하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 신호 발생부(312)가 3단의 제1,제2 및 제3 인버터 타입 증폭기(A21,A22,A23)를 포함하는 경우, 상기 제1 인버터 타입 증폭기(A21)는, P-MOS 트랜지스터(M41)와 N-MOS 트랜지스터(M42)가 직렬로 연결된 CMOS 인버터 구조로 이루어지고, 상기 제2 인버터 타입 증폭기(A22)는, P-MOS 트랜지스터(M51)와 N-MOS 트랜지스터(M52)가 직렬로 연결된 CMOS 인버터 구조로 이루어지며, 상기 제3 인버터 타입 증폭기(A23)는, P-MOS 트랜지스터(M61)와 N-MOS 트랜지스터(M62)가 직렬로 연결된 CMOS 인버터 구조로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1,제2 및 제3 인버터 타입 증폭기(A21,A22,A23) 각각은, 상기 N-MOS 트랜지스터(M41,M51,M61)와 P-MOS 트랜지스터(M42,M52,M62)가 모두 동작하는 지점에 전원전압(VDD)이 인가되는 구조로 이루어진다. 이에 따라, 상기 제1,제2 및 제3 인버터 타입 증폭기(A21,A22,A23) 각각은, 상기 전원전압(VDD)에 의해 동 작상태로 된다.
또한, 상기 피드백 회로부(121)는, 상기 적어도 하나의 레벨 감쇄용 저항을 포함한다. 바람직하게는, 상기 피드백 회로부(121)는, 상기 복수의 인버터 타입 증폭기(A21,A22,A23)의 각 입력단과 출력단 사이 각각에 하나씩 형성된 복수의 레벨 감쇄용 저항(R23,R24,R25)을 포함한다.
상기 레벨 감쇄용 저항(R23,R24,R25)은 각 증폭기(A21,A22,A23)의 입력으로 피드백되는 출력신호의 레벨을 제한하여 출력신호의 전체 레벨이 피드백되는 것을 방지한다.
상기 지연회로부(3121A,3121B) 각각은, 저항과 커패시터의 조합으로 이루어진 RC회로로 이루어질 수 있는데, 예를 들면, RC 직렬회로 또는 RC 병렬회로 또는 RC 직병렬회로로 이루어질 수 있는데, 도 5b에서는 RC 병렬회로(R21,C21),(R22,C22)로 설계되어 있다.
이와 같이, 상기 카오스 신호 생성기(31)는 전원전압(VDD)이 인가된 경우 동작할 수 있게되며, 본 발명에서는 하기에 상세하게 설명되는 전원 전압 스위칭부(도 3의 32)에 의해 상기 전원전압(VDD)이 카오스 신호 생성기에 제공 또는 차단된다.
도 6은 본 실시형태에서 적용되는 전원 전압 스위칭부의 상세 블록도이다.
도 6을 참조하면, 상기 전원 전압 스위칭부(32)는, 디지털 송신 데이터가 입 력되는 입력단(IN)과, 상기 카오스 신호 생성기(도 3의 31)로 스위칭된 전원전압(VDD)을 제공하는 출력단(OUT)과, 상기 입력단(IN)과 게이트가 연결되고 상기 전원전압(VDD)과 드레인이 연결되고 상기 출력단(OUT)과 소스가 연결된 제1 트랜지스터(321)와, 상기 출력단(OUT)에 드레인이 연결되고 접지에 소스가 연결된 제2 트랜지스터(322) 및 상기 입력단(IN)과 상기 제2 트랜지스터(322)의 게이트 사이에 연결된 인버터(323)를 포함한다.
디지털 송신 데이터는 '0'과 '1'으로 이루어진 신호이다. 전원 전압 스위칭부(32)의 입력단(IN)으로 '1'이 입력되는 경우, 상기 전원 전압 스위칭부(32)의 제1 트랜지스터(321)는 온 되고 인버터(323)에 의해 제2 트랜지스터(322)는 오프되어 전원전압이 카오스 신호 생성기(도 3의 31)에 제공되어 상기 카오스 신호 생성기가 동작한다. 한편, 전원 전압 스위칭부(32)의 입력단(IN)으로 '0'이 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터(321)는 오프되고, 인버터(322)에 의해 제2 트랜지스터(322)는 온된다. 이 때, 전원전압은 카오스 신호 생성기에 제공되지 못하므로, 상기 카오스 신호 생성기는 동작을 하지 못하고 0을 출력한다. 특히, 상기 제2 트랜지스터(322)는 인버터의 출력과 연결되어 상기 제1 트랜지스터(321)과 반대 동작을 수행함으로써, 온-오프 전환시에 회로의 기생 캐패시터에 저장되어 있는 전하를 신속하게 바이패스(by-pass) 시켜 시스템에 영향을 미치는 것을 방지하게 된다.
이와 같이, 상기 전원 전압 스위칭부(32)는 입력되는 송신 데이터의 값이 '1'인 경우 전원전압(VDD)을 카오스 신호 생성기에 제공하여 카오스 신호가 출력되게 하고, 입력되는 송신 데이터의 값이 '0'인 경우 전원전압(VDD)을 카오스 신호 생성기에 차단하여 카오스 신호 생성기의 출력이 0가 되게 한다. 즉, 카오스 신호 생성기(도 3의 31)은 송신 데이터가 1인 경우에 동작하고, 0인 경우에 동작하지 않음으로써 송신 데이터를 OOK 변조한 것과 동일한 신호를 출력할 수 있다.
상술한 것과 같은 본 발명의 동작에 의하면, 도 7과 같은 카오스 신호 생성기의 출력을 얻을 수 있다. 송신 데이터가 '1'인 경우 카오스 신호 생성기로 전원전압이 공급되어 카오스 신호가 출력되고, 송신 데이터가 '0'인 경우 카오스 신호 생성기로 전원전압이 차단되어 카오스 신호가 '0'이 출력된다. 본 발명에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치는, 카오스 신호 생성기가 송신 데이터의 입력값이 '1'인 경우에만 동작하므로, 지속적으로 동작하는 종래의 카오스 신호 생성기에 비해 전력 소모를 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 송신 데이터의 입력값이 '0'인 경우에는 카오스 신호 생성기가 전혀 동작하지 않으므로, 커플링의 영향을 받는 종래의 카오스 신호를 이용한 송신 장치와는 달리, 정확하게 0을 출력할 수 있다.
또한, 온-오프시 달라지는 임피던스의 변화로 인한 스파이크 현상이 발생하는 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
다시, 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 카오스 신호를 이용한 송신 장치는 대역 통과 필터(33a)와 증폭기가 일체형(33)으로 형성된다. 본 실시형태에 대한 설명에서, 이 일체형으로 형성된 필터/증폭기는, '대역 통과 필터 특성을 갖는 일체형 증폭기'라는 용어를 사용할 것이며, 도면부호 33을 이용하여 지시할 것이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시형태에 따른 대역 통과 필터 특성을 갖는 일체형 증폭기의 일례를 도시한 상세 회로도 및 등가 회로도이다. 이 일례는 4개의 증폭단으로 이루어진 구조를 예시하는 것으로, 증폭단의 개수는 본 발명을 한정하지 않는다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 대역 통과 필터 특성을 갖는 일체형 증폭기(33)는, 복수의 증폭단으로 이루어진 캐스코드 증폭기 구조를 가지며, 상기 각각의 증폭단은 트랜지스터로 이루어진 증폭부(AMP1 내지 AMP4)와, 상기 증폭부에 용량성 결합된 캐패시터(C1 내지 C9)와 인덕터(L1 내지 L4)로 이루어진 대역 통과 필터부로 이루어진다.
즉, 도 8의 (b)와 같이, 본 실시형태에 따른 대역 통과 필터 특성을 갖는 일체형 증폭기(33)는, 4개의 극점을 가진 용량성 결합 방식의 밴드패스 필터 구조를 가질 수 있으며, 각 증폭단의 인덕터와 캐패시터는 임피던스 정합과 동시에 필터특성의 병렬 공진기 역할을 수행한다. 각 증폭단에 연결된 캐패시터(C_total)는 각 증폭단의 신호 부궤환을 위한 캐패시턴스(C2, C4, C6, C8)와 트랜지스터의 드레인 캐패시턴스와 같은 기생 캐패시턴스의 합을 나타낸다. 일반적으로, CMOS에서 인턱 터와 캐패시턴스를 이용하여 대역통과 여파기 구현시 손실이 있는 CMOS 기판의 특성상 인덕터와 같은 수동소자의 파워 손실이 매우 클 뿐만 아니라 칩 사이즈도 큰 면적을 요구하므로 실효 가치가 떨어지므로, 특성이 좋은 외장 칩 형태의 필터를 이용하고 있다. 그리고, 필터 단가 또한 전체 제품가격에 큰 비중을 차지하게 되므로, 본 발명에서와 같이, 필터기능을 갖으면서 동시에 신호를 키우는 전력 증폭기 구현이 저가격, 소형화를 위한 대안이 될 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 카오스 신호 생성기가 송신 데이터의 입력값이 '1'인 경우에만 동작하므로, 지속적으로 동작하는 종래의 카오스 신호 생성기에 비해 전력 소모를 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
더하여, 송신 데이터의 입력값이 '0'인 경우에는 카오스 신호 생성기가 전혀 동작하지 않으므로, 커플링의 영향을 받는 않고서 정확하게 0을 출력할 수 있는 효과가 있다.
더하여, 모듈레이터를 채용하지 않음으로써, 모듈레이터에서 온오프시 발생하는 임피던스의 변화로 인한 스파이크 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 소정의 디지털 데이터를 변조하여 송신하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치에 있어서,
    전원전압이 공급되는 경우 온 되어 카오스 신호를 생성하고, 상기 전원전압이 차단되는 경우 오프되는 카오스 신호 생성기; 및
    상기 디지털 데이터에 따라 상기 전원 전압을 상기 카오스 신호 생성기에 공급/차단하는 전원 전압 스위칭부를 포함하여,
    상기 디지털 데이터에 따라 상기 카오스 신호 생성기의 전원전압을 공급/차단함으로써, 상기 카오스 신호 생성기의 출력이 직접 상기 디지털 데이터의 변조 신호가 되는 것을 특징으로 하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카오스 신호 생성기는,
    서로 다른 복수의 기본파와 상기 기본파의 복수의 고조파로 이루어진 복수의 신호를 생성하는 복수의 신호 발생부; 및
    상기 신호 발생부에서 생성된 복수의 신호를 혼합하여, 상기 복수의 신호들 사이의 합차 주파수 및 상기 복수의 신호들의 각 고조파 성분을 포함하는 카오스 신호를 생성하는 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전원 전압 스위칭부는,
    상기 디지털 송신 데이터가 입력되는 입력단;
    상기 카오스 신호 생성기로 스위칭된 전원전압을 제공하는 출력단;
    상기 입력단과 게이트가 연결되고 상기 전원전압과 드레인이 연결되고 상기 출력단과 소스가 연결된 제1 트랜지스터;
    상기 출력단에 드레인이 연결되고 접지에 소스가 연결된 제2 트랜지스터; 및
    상기 입력단과 상기 제2 트랜지스터의 게이트 사이에 연결된 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카오스 신호 생성기로부터 출력되는 카오스 신호중 사전에 설정된 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터; 및
    상기 필터를 통과한 카오스 신호를 소정 이득으로 증폭시키는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터 및 증폭기는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 일체형으로 이루어진 대역 통과 필터 및 증폭기는,
    복수의 증폭단으로 이루어진 캐스코드 증폭기 구조를 가지며,
    상기 각각의 증폭단은 트랜지스터로 이루어진 증폭부와, 상기 증폭부에 용량성 결합된 캐패시터와 인덕터로 이루어진 대역 통과 필터부로 이루어진 것을 특징으로 하는 카오스 신호를 이용한 송신 장치.
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