KR100735431B1 - An apparatus for auto-calibration of filter characteristic - Google Patents

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KR100735431B1
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김정훈
김응주
김중진
한동옥
박타준
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삼성전기주식회사
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    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/12—Bandpass or bandstop filters with adjustable bandwidth and fixed centre frequency

Abstract

An apparatus for automatically calibrating filter characteristics is provided to perform calibration more accurately by sequentially correcting the central frequency and quality coefficient, and provide noise-resistance characteristics. A variable filter(200) is varied according to a control signal to set a passband, and makes a frequency signal from a frequency synthesizer pass therethrough. A power detecting unit(300) detects power of the signal which has passed through the variable filter(200). An AD converter(400) converts a detect signal of the power detecting unit(300) into a digital signal. A filter controller(500) calculates a filter characteristics parameter based on the digital signal and controls the passband of the variable filter(200) such that the filter parameter is included in a reference parameter area. A band adjusting unit(600) varies the passband of the variable filter(200) under control of the filter controller(500).

Description

필터 특성 자동 보정 장치{AN APPARATUS FOR AUTO-CALIBRATION OF FILTER CHARACTERISTIC}Filter characteristic automatic correction device {AN APPARATUS FOR AUTO-CALIBRATION OF FILTER CHARACTERISTIC}

도 1은 종래 필터의 튜닝 시스템의 블록도.1 is a block diagram of a tuning system of a conventional filter.

도 2는 본 발명에 따른 필터 특성 자동 보정 장치의 블록도.2 is a block diagram of an automatic filter characteristic correction device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 필터 특성 자동 보정 장치의 동작과정의 블로우챠트.Figure 3 is a blow chart of the operation of the filter characteristic automatic correction device according to the present invention.

도 4의 (a),(b)는 본 발명에 따라 필터 특성 파라메타의 보정 전후의 파형도.4 (a) and 4 (b) are waveform diagrams before and after correction of filter characteristic parameters according to the present invention;

도 5의 (a),(b)는 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치를 적용한 저전력 무선 통신 시스템의 구성도.5 (a) and 5 (b) are schematic diagrams of a low power wireless communication system to which the automatic filter characteristic correction device of the present invention is applied.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 감쇄기 200 : 가변필터100: attenuator 200: variable filter

300 : 파워 검출부 310 : 정류기300: power detector 310: rectifier

320 : 적분기 400 : AD 변환부320: integrator 400: AD converter

500 : 필터 제어부 600 : 대역 조절부500: filter control unit 600: band control unit

본 발명은 저전력 무선 통신 시스템에 적용되는 필터 특성 자동 보정 장치에 관한 것으로, 특히 필터에 피드백 제어 방식을 통해, 필터의 특성을 자동 보정하도록 구현함으로써, 노이즈에 강하면서 중심주파수와 품질계수를 순차적으로 보정하여 보다 정확한 보정을 수행할 수 있는 필터 특성 자동 보정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic filter characteristic correction device applied to a low power wireless communication system. In particular, by implementing a feedback control method on the filter to automatically correct the characteristics of the filter, the center frequency and the quality coefficient are sequentially The present invention relates to a filter characteristic automatic correction device capable of performing a more accurate correction by correction.

일반적으로, 저전력 무선 통신 시스템은, 웨이크업 신호를 검출하는 웨이크업 검출부를 필요로 하고, 이러한 웨이크업 검출부는 특정한 신호에 응답하기 위해서 필터를 포함하는데, 이러한 필터는 웨이크업 신호를 보다 정확하게 선택하기 위해서 보다 정확한 필터 특성으로 사전에 보정(calibration)되어야 한다.In general, low power wireless communication systems require a wake up detector for detecting a wake up signal, which includes a filter to respond to a particular signal, which filter selects the wake up signal more accurately. In order to achieve this, more accurate filter characteristics must be calibrated in advance.

한편, 온 칩(On-chip) 집적화가 가능함과 동시에 무선 통신 시스템에서, 높은 주파수 선택도를 얻기 위하여 품질계수(Q factor)가 높은 Q-인핸스드(Q-enhanced) LC 필터의 연구가 진행되고 있다. 이러한 Q-인핸스드(Q-enhanced) LC 필터는 그 구조가 비교적 간단하고 중심주파수나 품질 계수 튜닝(Q-tuning)이 정교하게 이루어질 수 있다면, 무선 통신 시스템에서 주파수 선택용 필터의 적용에 매우 적합하다고 할 수 있다.On the other hand, on-chip integration and at the same time in the wireless communication system, a high-Q Q-enhanced (Q-enhanced) LC filter in order to obtain a high frequency selectivity is in progress have. Such a Q-enhanced LC filter is well suited for the application of a frequency selection filter in a wireless communication system if its structure is relatively simple and the center frequency or Q-tuning can be precisely made. It can be said.

그러나, 시스템의 동작 환경(동작 온도, 동작전원의 변화 등)에 따라 그 특성(중심주파수, 품질계수(Q)(bandwidth) 등)의 변화가 심하여 수동 튜닝(manual tuning)에는 한계가 있다.However, there is a limit in manual tuning due to the change of the characteristics (center frequency, quality factor (Q) (bandwidth), etc.) depending on the operating environment (change of operating temperature, operating power, etc.) of the system.

도 1은 종래 필터의 튜닝 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a tuning system of a conventional filter.

도 1을 참조하면, 종래 필터의 튜닝 시스템은, 입력신호(10)는 증폭기(12)에 의해 증폭되어 필터(14)로 입력된다. 상기 필터(14)는 입력신호를 기설정 대역으로 통과시킨다. 상기 필터(14)의 출력은 ADC(20)를 통해 디지털 신호로 변환되어 특성 파라메타 측정 회로(22)로 입력된다. 상기 특성 파라메타 측정 회로(22)는 다이렉터 디지탈(direct digital) 서브-샘플링(sub-sampling) 방식을 이용하여 필터의 특성을 얻는데, 즉 디지털 신호에 기초해서 필터의 특성 파라메타를 측정하여 필터 보정 회로(24)에 제공한다. 이후, 상기 필터 보정 회로(24)가 상기 특성 파라메타 측정 회로(22)로부터의 특성 파라메타에 따라 상기 필터(14)의 특성을 보정한다.Referring to FIG. 1, in the tuning system of a conventional filter, the input signal 10 is amplified by the amplifier 12 and input to the filter 14. The filter 14 passes an input signal in a predetermined band. The output of the filter 14 is converted into a digital signal through the ADC 20 and input to the characteristic parameter measuring circuit 22. The characteristic parameter measuring circuit 22 obtains the characteristics of the filter by using a direct digital sub-sampling scheme, that is, by measuring the characteristic parameters of the filter based on the digital signal, thereby adjusting the filter. Provide to 24. Thereafter, the filter correction circuit 24 corrects the characteristics of the filter 14 according to the characteristic parameters from the characteristic parameter measuring circuit 22.

이와 같은 종래 필터의 튜닝 시스템에서, 필터의 튜닝시 스위치(13)를 통해 입력이 접지(11)인 잡음원(Noise Source)에 연결되고, 상기 증폭기(12)와 필터(14)를 통한 출력 파형은 필터의 주파수 응답 특성이 된다. 이 필터 출력(17)이 스위치(19)를 통해 ADC(20)로 입력되어, 서브-샘플링(sub-sampling) 방식으로 디지털화되며, 이후 특정 파라메타 측정 회로(22)애서 상기 디지털 신호에 기초해서 필터 특성 파라메타인 중심주파수(Fc)와 품질계수(Q)가 계산된다. In the tuning system of the conventional filter, when the filter is tuned, the input is connected to a noise source whose input is ground 11 through the switch 13, and the output waveform through the amplifier 12 and the filter 14 is It becomes the frequency response characteristic of the filter. This filter output 17 is input to the ADC 20 via a switch 19, which is digitized in a sub-sampling manner, and then in a specific parameter measurement circuit 22 a filter based on the digital signal. The characteristic parameters center frequency (Fc) and quality factor (Q) are calculated.

이때 중심주파수(Fc)와 품질계수(Q)가 미리 정해진 일정 영역안에 있는 경우에는 튜닝이 종료되지만, 이와 달리 상기 중심주파수(Fc)와 품질계수(Q)가 미리 정해진 일정 영역을 벗어나는 경우에는, 필터 제어 신호(Filter Control signal)를 생성하여 필터에 피드백되어 다시 튜닝 과정이 반복된다.At this time, if the center frequency (Fc) and the quality factor (Q) is within a predetermined predetermined range, the tuning is terminated, whereas, if the center frequency (Fc) and the quality coefficient (Q) is out of a predetermined predetermined range, The filter control signal is generated and fed back to the filter, and the tuning process is repeated.

그런데, 이와 같은 종래 필터의 튜닝 시스템은, 비교적 간단하고 그 방식이 효율적이기는 하지만, 보정원(Calibration source)자체가 잡음이므로, 필터의 출력레벨이 낮고, ADC의 양자화 잡음(Quantization noise)이 부가적으로 발생하는 문제점이 있다.By the way, the conventional tuning system of the filter is relatively simple and efficient, but since the calibration source itself is noise, the output level of the filter is low and the quantization noise of the ADC is additional. There is a problem that occurs.

또한, 필터 파라메터(Filter parameter)를 계산하기 위한 충분한 출력을 얻기 위하여 사용되는 LNA(Low Noise Amplifier)만으로는 충분한 이득(Gain)을 얻기가 어렵고, 부가적인 증폭기가 더 필요하다는 문제점도 있다.In addition, only a low noise amplifier (LNA) used to obtain a sufficient output for calculating a filter parameter is difficult to obtain a sufficient gain, and there is also a problem in that an additional amplifier is required.

뿐만 아니라, 잡음원(Noise Source)과 ADC를 이용한 필터 파라메터(Filter parameter)인 중심주파수(Fc) 및 품질계수(Q)의 동시 튜닝은 잡음으로 인해 그 정밀성에 문제가 있고, 그 정밀성 향상을 위하여 증폭기를 추가하여 구성하는 경우, 추가된 증폭기의 전력 소모로 인해 저전력 회로 구현에 제한이 따르는 문제점이 있다.In addition, simultaneous tuning of the center frequency (Fc) and the quality factor (Q), which are filter parameters using a noise source and an ADC, is problematic in its precision due to noise. In the case of configuring by adding, there is a problem in that a low power circuit implementation is limited due to the power consumption of the added amplifier.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은, 필터에 피드백 제어 방식을 통해, 필터의 특성을 자동 보정하도록 구현함으로써, 노이즈에 강하면서 중심주파수와 품질계수를 순차적으로 보정하여 보다 정확한 보정을 수행할 수 있는 필터 특성 자동 보정 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the object of which is to implement the automatic correction of the characteristics of the filter through a feedback control method to the filter, while being strong against noise to correct the center frequency and the quality coefficient sequentially The present invention provides an automatic filter characteristic correction device capable of performing more accurate correction.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치는, 제어신호에 따라 가변되어 통과대역이 설정되고, 이 설정된 통과대역으로 주파수 합성기로부터의 주파수 신호를 통과시키는 가변필터; 상기 가변필터를 통과한 신호의 파워를 검출하는 파워 검출부; 상기 파워검출부에 의한 검출신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부; 상기 AD 변환부로부터의 디지털 신호에 기초해서 필터 특성 파라메타를 계산하고, 이 필터 파라메터가 기준 파라메터 영역에 포함되도록, 상기 가변필터의 통과대역을 제어하는 필터 제어부; 및 상기 필터 제어부의 제어에 따라 상기 가변필터의 통과대역을 가변시키는 대역 조절부를 구비함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the automatic filter characteristic correction device of the present invention, the variable filter in accordance with the control signal is set, the pass filter is set, and passes the frequency signal from the frequency synthesizer to the set pass band; A power detector detecting power of the signal passing through the variable filter; An AD converter converting the detection signal by the power detector into a digital signal; A filter controller for calculating a filter characteristic parameter based on the digital signal from the AD converter, and controlling a passband of the variable filter so that the filter parameter is included in a reference parameter region; And a band adjusting unit configured to vary a pass band of the variable filter under the control of the filter control unit.

상기 필터 특성 자동 보정 장치는, 상기 주파수 합성기로부터의 주파수 신호의 크기를 상기 가변필터의 선형성 확보하기 위해서 감쇠시키는 감쇄기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The automatic filter characteristic correction device may further include an attenuator which attenuates the magnitude of the frequency signal from the frequency synthesizer in order to ensure linearity of the variable filter.

상기 필터 제어부는, 먼저 필터의 특정 파라메타중 중심 주파수에 대한 보정을 제어하고, 그 다음으로 필터의 파라메타중 품질계수에 대한 보정을 제어하는 것을 특징으로 한다.The filter control unit may first control the correction of the center frequency of the specific parameters of the filter, and then control the correction of the quality factor of the parameters of the filter.

상기 필터 제어부는, 상기 필터 특성 파라메타중 중심주파수가 기설정된 주파수 영역을 벗어나면 중심주파수에 대한 필터보정을 제어하고, 이와 달리 상기 중심주파수가 기설정된 주파수 영역을 벗어나지 않으면 중심주파수에 대한 필터보정을 완료하는 것을 특징으로 한다.The filter control unit controls the filter correction for the center frequency when the center frequency of the filter characteristic parameters is out of the preset frequency range. In contrast, if the center frequency is not out of the preset frequency range, the filter controller performs the filter correction for the center frequency. It is characterized by completing.

상기 필터 제어부는, 상기 필터 특성 파라메타중 품질계수가 기설정된 품질계수 영역을 벗어나면 품질계수에 대한 필터 보정을 제어하고, 이와 달리 상기 품질계수가 상기 영역을 벗어나지 않으면 품질계수에 대한 필터보정을 완료하는 것을 특징으로 한다.The filter control unit controls the filter correction for the quality coefficient if the quality coefficient of the filter characteristic parameter is out of the predetermined quality coefficient region, and otherwise, the filter correction for the quality coefficient is completed if the quality coefficient does not leave the region. Characterized in that.

상기 파워 검출부는, 상기 주파수 합성기로부터의 주파수 신호를 정류하는 정류기; 및 상기 정류기의 출력신호를 적분하여 파워를 검출하는 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power detector may include: a rectifier for rectifying the frequency signal from the frequency synthesizer; And an integrator for detecting power by integrating the output signal of the rectifier.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.

도 2는 본 발명에 따른 필터 특성 자동 보정 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of an automatic filter characteristic correction apparatus according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 필터 특성 자동 보정 장치는, 제어신호에 따라 가변되어 통과대역이 설정되고, 이 설정된 통과대역으로 주파수 합성기(50)로부터의 주파수 신호를 통과시키는 가변필터(200)와, 상기 가변필터(200)를 통과한 신호의 파워를 검출하는 파워 검출부(300)와, 상기 파워검출부(300)에 의한 검출신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부(400)와, 상기 AD 변환부(500)로부터의 디지털 신호에 기초해서 중심주파수(Fc) 및 품질계수(Q)를 포함하는 필터 특성 파라메타를 계산하고, 이 필터 파라메터가 기준 파라메터 영역에 포함되도록, 상기 가변필터(200)의 통과대역을 제어하는 필터 제어부(500)와, 상기 필터 제어부(500)의 제어에 따라 상기 가변필터(200)의 통과대역을 가변시키는 대역 조절부(600)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the automatic filter characteristic correction device according to the present invention includes a variable filter 200 which is variable according to a control signal to set a pass band, and passes a frequency signal from the frequency synthesizer 50 through the set pass band. ), A power detector 300 for detecting the power of the signal passing through the variable filter 200, an AD converter 400 for converting the detection signal of the power detector 300 into a digital signal, and Based on the digital signal from the AD converter 500, the filter characteristic parameter including the center frequency Fc and the quality factor Q is calculated, and the variable filter 200 is included in the reference parameter region. The filter control unit 500 for controlling the pass band of the control unit 500, and the band adjusting unit 600 for varying the pass band of the variable filter 200 under the control of the filter control unit 500.

또한, 상기 필터 특성 자동 보정 장치는, 상기 주파수 합성기(50)로부터의 주파수 신호의 크기를 감쇠시키는 감쇄기(Attenuator)(100)를 더 포함할 수 있다. In addition, the automatic filter characteristic correction device may further include an attenuator (100) for attenuating the magnitude of the frequency signal from the frequency synthesizer (50).

이때, 상기 감쇄기(100)는, 상기 가변필터(200)의 선형성 확보하기 위해서 필요하며, 상기 주파수신호를 감쇄시켜 주파수신호의 세기가 후단의 가변필터(200)의 선형성 동적영역에 포함되도록 한다. In this case, the attenuator 100 is necessary to secure the linearity of the variable filter 200, and attenuates the frequency signal so that the strength of the frequency signal is included in the linear dynamic region of the variable filter 200 at a later stage.

또한, 상기 파워 검출부(300)는, 상기 주파수 합성기로부터의 주파수 신호를 정류하는 정류기(310)와, 상기 정류기(310)의 출력신호를 적분하여 파워를 검출하는 적분기(320)를 포함한다.In addition, the power detector 300 includes a rectifier 310 for rectifying the frequency signal from the frequency synthesizer, and an integrator 320 for detecting power by integrating the output signal of the rectifier 310.

그리고, 상기 필터 제어부(500)는, 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치가 적용된 시스템에서 입력수단을 통해 필터의 보정이 선택되면, 먼저 필터의 특정 파라메타중 중심 주파수(Fc)에 대한 보정(calibration)을 제어하고, 그 다음으로 필터의 파라메타중 품질계수(Q)에 대한 보정(calibration)을 제어하도록 이루어져 있다.When the filter correction is selected through the input means in the system to which the automatic filter characteristic correction device of the present invention is applied, first, the filter controller 500 first corrects the center frequency Fc of the specific parameters of the filter. And control the calibration of the quality factor Q of the filter's parameters.

즉, 상기 필터 제어부(500)는, 상기 필터 특성 파라메타중 중심주파수가 기설정된 주파수 영역(Band center)을 벗어나면 중심주파수에 대한 필터보정을 제어하고, 이와 달리 상기 중심주파수가 기설정된 주파수 영역(Band center)을 벗어나지 않으면 중심주파수(Fc)에 대한 필터보정을 완료하도록 이루어져 있다.That is, the filter control unit 500 controls the filter correction for the center frequency when the center frequency of the filter characteristic parameters is out of the predetermined band center. If it is not out of the band center, it is made to complete the filter correction for the center frequency (Fc).

다음, 상기 필터 제어부(500)는, 상기 필터 특성 파라메타중 품질계수(Q)가 기설정된 영역을 벗어나면 품질계수에 대한 필터 보정을 제어하고, 이와 달리 상기 품질계수(Q)가 상기 영역(Band center)을 벗어나지 않으면 품질계수(Q)에 대한 필터보정을 완료하도록 이루어져 있다.Next, the filter control unit 500 controls the filter correction for the quality factor when the quality factor Q of the filter characteristic parameter is out of a predetermined area, and the quality factor Q is the area Band. If it is not out of the center, the filter correction for the quality factor (Q) is completed.

도 3은 본 발명에 따른 필터 특성 자동 보정 장치의 동작과정의 블로우챠트로서, 도 3에서, S100은 보정 모드 선택 단계이고, S200은 필터 특성 파라메타중 중심주파수(Fc)에 대한 보정 과정이고, S300은 필터 특성 파라메타중 품질계수(Q)에 대한 보정 과정이며, S400은 보정 모드를 종료하는 단계이다.3 is a blow chart of an operation process of the automatic filter characteristic correction device according to the present invention, in FIG. 3, S100 is a correction mode selection step, S200 is a correction process for the center frequency Fc among the filter characteristic parameters, and S300. Is a correction process for the quality factor Q in the filter characteristic parameter, and S400 is a step of ending the correction mode.

도 4의 (a),(b)는 본 발명에 따라 필터 특성 파라메타의 보정 전후의 파형도로서, 도 4의 (a)는 본 발명에 따라 필터 특성 파라메타중 중심주파수에 대한 보정 전후의 파형도이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 따라 필터 특성 파라메타중 품질계수(Q)에 대한 보정 전후의 파형도이다.4 (a) and 4 (b) are waveform diagrams before and after correction of filter characteristic parameters according to the present invention, and FIG. 4 (a) is waveform diagrams before and after correction with respect to a center frequency of filter characteristic parameters according to the present invention. 4B is a waveform diagram before and after correction for the quality factor Q among the filter characteristic parameters according to the present invention.

도 5의 (a),(b)는 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치를 적용한 저전력 무선 통신 시스템의 구성도로서, 도 5의 (a)는 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치가 저전력 무선 통신 시스템에 적용시, 필터의 사전 보정을 위한 연결 구성도이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치가 저전력 무선 통신 시스템에 적용시, 수신 및 송신을 위한 연결 구성도이다.5A and 5B are schematic diagrams of a low power wireless communication system to which the automatic filter characteristic correction device of the present invention is applied, and FIG. 5A is a low power wireless communication system according to the present invention. 5 is a connection configuration diagram for reception and transmission when the filter characteristic automatic correction device of the present invention is applied to a low power wireless communication system.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 저전력 시스템에서 인핸스드 Q 필터(Enhanced Q Filter)의 파라메타(parameter)들을 보정(calibration) 하는 장치를 제안하는데, 본 발명이 적용되는 통신시스템에서, 반송파(Carrier Frequency)를 생성시키기 위해 반드시 필요한 주파수합성기로부터의 주파수 신호를 보정원(Calibration source)으로 이용하여 필터 특성 파라메타(Filter parameter)인 중심주파수(Fc) 및 품질계수(Q)를 순차적으로 보정(Calibration) 하는 방식이다.The present invention proposes an apparatus for calibrating parameters of an enhanced Q filter in a low power system. In a communication system to which the present invention is applied, it is necessary to generate a carrier frequency. The frequency signal from the frequency synthesizer is used as a calibration source to sequentially correct the center frequency Fc and the quality factor Q which are filter characteristics parameters.

이후, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치에 대한 동작을 설명한다.Next, an operation of the automatic filter characteristic correction apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치가 적용되는 시스템에서 보정 모드가 택되면, 상기 시스템의 주파수 합성기(50)로부터의 주파수 신호가 감쇄기(100)를 통해 가변필터(200)에 입력된다.First, referring to FIG. 2, when a correction mode is selected in a system to which the automatic filter characteristic correction device of the present invention is applied, the frequency signal from the frequency synthesizer 50 of the system is passed through the attenuator 100 through the variable filter 200. ) Is entered.

이때, 상기 주파수 합성기(50)로부터의 주파수 신호가, 상기 감쇄기(100)를 통하는 경우, 상기 감쇄기(100)는, 상기 가변필터(200)의 선형성 확보하기 위해서, 상기 주파수 신호의 크기를 어느정도 감쇠시킨다.In this case, when the frequency signal from the frequency synthesizer 50 passes through the attenuator 100, the attenuator 100 attenuates the magnitude of the frequency signal to some extent in order to ensure linearity of the variable filter 200. Let's do it.

다음, 상기 가변필터(200)는, 제어신호에 따라 가변되어 통과대역이 설정되고, 이 설정된 통과대역으로 감쇄기(100)로부터의 주파수 신호를 파워 검출부(300)로 통과시킨다.Next, the variable filter 200 is variable according to a control signal to set a pass band, and passes the frequency signal from the attenuator 100 to the power detector 300 in the set pass band.

다음, 상기 파워 검출부(300)는, 상기 가변필터(200)를 통과한 신호의 파워 를 검출하여 AD 변환부(400)로 출력한다.Next, the power detector 300 detects the power of the signal passing through the variable filter 200 and outputs the power to the AD converter 400.

이에 대해 보다 자세히 설명하면, 상기 파워 검출부(300)는, 정류기(310) 및 적분기(320)를 포함할 수 있는데, 상기 정류기(310)는 상기 주파수 합성기로부터의 주파수 신호를 정류하여 적분기(320)로 출력하면, 상기 적분기(320)는, 상기 정류기(310)의 출력신호를 적분하여 파워를 검출한다.In more detail, the power detector 300 may include a rectifier 310 and an integrator 320. The rectifier 310 rectifies the frequency signal from the frequency synthesizer to integrate the integrator 320. When outputting as, the integrator 320 detects power by integrating the output signal of the rectifier 310.

다음, 상기 AD 변환부(400)는, 상기 파워검출부(300)에 의한 검출신호를 디지털 신호로 변환하여 필터 제어부(500)에 제공한다.Next, the AD converter 400 converts the detection signal of the power detector 300 into a digital signal and provides the converted signal to the filter controller 500.

이때, 상기 필터 제어부(500)는, 상기 AD 변환부(500)로부터의 디지털 신호에 기초해서 중심주파수(Fc) 및 품질계수(Q)를 포함하여 필터 특성 파라메타를 계산하고, 이 필터 파라메터가 기준 파라메터 영역에 포함되도록, 상기 가변필터(200)의 통과대역을 대역 조절부(600)에 제어한다.At this time, the filter control unit 500 calculates filter characteristic parameters including the center frequency Fc and the quality factor Q based on the digital signal from the AD converter 500, and the filter parameters are referenced. The passband of the variable filter 200 is controlled by the band adjusting unit 600 to be included in the parameter region.

이에 따라, 상기 대역 조절부(600)는, 상기 필터 제어부(500)의 제어에 따라 상기 가변필터(200)의 통과대역을 가변시킨다.Accordingly, the band adjusting unit 600 changes the pass band of the variable filter 200 under the control of the filter control unit 500.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 필터 제어부(500)에 의한 필터 보정 과정을 자세히 설명한다.Hereinafter, the filter correction process by the filter controller 500 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2에 도시된 상기 필터 제어부(500)는, 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치가 적용된 시스템에서 필터의 보정이 선택된다(S100). As shown in FIG. 3, the filter control unit 500 illustrated in FIG. 2 selects the correction of the filter in the system to which the automatic filter characteristic correction device of the present invention is applied (S100).

이에 따라, 먼저 필터의 특정 파라메타중 중심 주파수(Fc)에 대한 보정 (calibration)을 제어하고(S200), 그 다음으로 필터의 파라메타중 품질계수(Q)에 대한 보정(calibration)을 제어하도록 이루어져 있다(S300).Accordingly, first, the calibration of the center frequency Fc of the specific parameters of the filter is controlled (S200), and then the calibration of the quality factor Q of the filter is controlled. (S300).

먼저, 중심주파수(Fc)에 대한 보정 동작을 설명한다.First, the correction operation for the center frequency Fc will be described.

도 2를 참조하면, 상기 필터 제어부(500)는, 필터의 특정 파라메타중 중심 주파수(Fc)에 대한 보정(calibration)을 제어한다(S200). Referring to FIG. 2, the filter control unit 500 controls a calibration for the center frequency Fc among specific parameters of the filter (S200).

도 3을 참조하면, 상기 필터 제어부(500)는, 상기 필터 특성 파라메타중 중심주파수가 기설정된 주파수 영역(Band center)을 벗어나면 중심주파수에 대한 필터보정을 제어하고, 이와 달리 상기 중심주파수가 기설정된 주파수 영역(Band center)을 벗어나지 않으면 중심주파수(Fc)에 대한 필터보정을 완료한다.Referring to FIG. 3, the filter controller 500 controls the filter correction for the center frequency when the center frequency of the filter characteristic parameters is out of a predetermined band center. The filter correction for the center frequency Fc is completed unless it leaves the set band center.

도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 중심주파수에 대한 보정 과정을 간단히 설명하면, 주파수합성기에서 주파수가 설정되고, 이 주파수 합성기의 주파수신호가 필터로 입력되면, 이 주파수 신호에 대한 파워를 주파수 전체 영역에 대해 모두 검출한 후, 중심주파수(Fc)를 계산한다. 이와 같이 계산된 중심주파수(Fc)가 기설정 범위에 포함되는지를 판단하여, 포함되지 않으면 상기 과정을 반복적으로 수행하고, 이와 달리 포함되는 경우에는 현재의 중심주파수(Fc)에 대한 보정을 종료한다.2 and 3, the correction process for the center frequency is briefly described. When a frequency is set in the frequency synthesizer and the frequency signal of the frequency synthesizer is input to the filter, the frequency signal is input to the frequency signal. After all powers are detected for the entire frequency range, the center frequency Fc is calculated. It is determined whether the calculated center frequency Fc is included in the preset range, and if not included, the process is repeatedly performed. If it is included otherwise, the correction of the current center frequency Fc is terminated. .

도 4의 (a)를 참조하면, 전술한 필터의 중심주파수에 대한 보정과정을 통하면, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 필터의 중심주파수(Fc)가 보다 정확하게 보정됨을 알 수 있다.Referring to (a) of FIG. 4, through the correction process for the center frequency of the above-described filter, as shown in FIG. 4 (a), it can be seen that the center frequency Fc of the filter is more accurately corrected. have.

다음, 품질계수(Q)에 대한 보정 동작을 설명한다.Next, the correction operation for the quality factor Q will be described.

도 2를 참조하면, 상기 필터 제어부(500)필터의 파라메타중 품질계수(Q)에 대한 보정(calibration)을 제어한다(S300). 2, the filter control unit 500 controls the calibration (calibration) of the quality factor (Q) of the parameters of the filter (S300).

도 3을 참조하면, 상기 필터 제어부(500)는, 상기 필터 특성 파라메타중 품질계수(Q)가 기설정된 품질계수 영역을 벗어나면 품질계수에 대한 필터 보정을 제어하고, 이와 달리 상기 품질계수(Q)가 상기 영역(Band center)을 벗어나지 않으면 품질계수(Q)에 대한 필터보정을 완료한다.Referring to FIG. 3, the filter control unit 500 controls the filter correction for the quality factor when the quality factor Q of the filter characteristic parameter is out of a predetermined quality factor range, and otherwise, the quality factor Q ) Is completed outside the band center, the filter correction for the quality factor Q is completed.

도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로는, 상기 품질계수(Q)에 대한 보정 과정을 간단히 설명하면, 주파수합성기에서 주파수가 설정되고, 이 주파수 합성기의 주파수신호가 필터로 입력되면, 이 주파수 신호에 대한 파워를 주파수 전체 영역에 대해 모두 검출한 후, 품질계수(Q)를 계산한다. 이와 같이 계산된 품질계수(Q)가 기설정 범위에 포함되는지를 판단하여, 포함되지 않으면 상기 과정을 반복적으로 수행하고, 이와 달리 포함되는 경우에는 현재의 품질계수(Q)에 대한 보정을 종료한다. More specifically, referring to FIGS. 2 and 3, the process of correcting the quality factor Q will be described briefly. When a frequency is set in the frequency synthesizer and the frequency signal of the frequency synthesizer is input to the filter, the frequency is input. After all the power for the signal is detected for the entire frequency range, the quality factor Q is calculated. It is determined whether the calculated quality factor Q is included in the preset range, and if it is not included, the above process is repeatedly performed, and if it is included otherwise, the correction of the current quality factor Q is terminated. .

그 다음, 전술한 중심주파수(Fc)에 대한 보정 과정 및 품질계수(Q)에 대한 보정 과정이 수행된 이후에는 보정 모드를 종료한다(S400).Next, after the above-described calibration process for the center frequency Fc and the calibration process for the quality factor Q are performed, the calibration mode ends (S400).

도 4의 (b)를 참조하면, 전술한 필터의 품질계수에 대한 보정과정을 통하면, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 필터의 품질계수(Q)가 보다 향상되었음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4B, through the above-described correction process for the quality factor of the filter, as shown in FIG. 4B, it can be seen that the quality factor Q of the filter is further improved. .

또한, 도 5의 (a),(b)를 참조하면, 전술한 바와 같은 본 발명의 필터 특성 자동 보정 장치는 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 극소전력 무선통신 시스템에 적용되어 웨이크업(Wake-up) 수신기로 동작하는데, 이때, 웨이크업(Wake-up) 수신기의 필터에 대한 사전 보정은 상기 극소전력 무선통신 시스템의 주파수 합성기(50)로부터의 주파수 신호를 이용한다.In addition, referring to FIGS. 5A and 5B, the automatic filter characteristic correction device of the present invention as described above is applied to an ultra-low power wireless communication system and wakes up as shown in FIG. 5A. It operates as a wake-up receiver, wherein pre-calibration of the filter of the wake-up receiver uses the frequency signal from the frequency synthesizer 50 of the ultra-low power wireless communication system.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 웨이크업(Wake-up) 수신기에 의해 상기 극소전력 무선통신 시스템이 웨이크업 되면, 도 5의(b)에 도시한 바와 같이 스위치(SW1,SW2)에 의해 수신기 및 송신기가 안테나(ANT)와 연결되어 상기 극소전력 무선통신 시스템은 송신 및 수신 동작을 수행할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 5, when the ultra-low power wireless communication system wakes up by a wake-up receiver, the switches SW1 and SW2 are as shown in FIG. By the receiver and the transmitter is connected to the antenna (ANT), the ultra-low power wireless communication system can perform the transmission and reception operations.

전술한 바와 같은 본 발명은, 저전력 무선 통신 시스템에 Q-인핸스드(Q-enhanced) LC 필터를 적용하여 LC 필터의 중심 주파수 및 Q를 자동 보정(auto calibration)할 수 있다.As described above, the present invention can apply a Q-enhanced LC filter to a low power wireless communication system to auto-calibrate the center frequency and Q of the LC filter.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 장치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is defined by the claims, and the apparatus of the present invention may be substituted, modified, and modified in various ways without departing from the spirit of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that modifications are possible.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 저전력 무선 통신 시스템에 적용되는 필터 특성 자동 보정 장치에서, 필터에 피드백 제어 방식을 통해, 필터의 특성을 자동 보정하도록 구현함으로써, 노이즈에 강하면서 중심주파수와 품질계수를 순차적으로 보정하여 보다 정확한 보정을 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, in the filter characteristic automatic correction device applied to a low-power wireless communication system, by implementing a feedback control method to the filter to automatically correct the characteristics of the filter, while being resistant to noise, the center frequency and quality factor By correcting sequentially, there is an effect that can perform a more accurate correction.

Claims (6)

제어신호에 따라 가변되어 통과대역이 설정되고, 이 설정된 통과대역으로 주파수 합성기로부터의 주파수 신호를 통과시키는 가변필터;A variable filter configured to vary according to a control signal and set a pass band, and pass a frequency signal from the frequency synthesizer to the set pass band; 상기 가변필터를 통과한 신호의 파워를 검출하는 파워 검출부;A power detector detecting power of the signal passing through the variable filter; 상기 파워검출부에 의한 검출신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부;An AD converter converting the detection signal by the power detector into a digital signal; 상기 AD 변환부로부터의 디지털 신호에 기초해서 필터 특성 파라메타를 계산하고, 이 필터 파라메터가 기준 파라메터 영역에 포함되도록, 상기 가변필터의 통과대역을 제어하는 필터 제어부; 및A filter controller for calculating a filter characteristic parameter based on the digital signal from the AD converter, and controlling a passband of the variable filter so that the filter parameter is included in a reference parameter region; And 상기 필터 제어부의 제어에 따라 상기 가변필터의 통과대역을 가변시키는 대역 조절부Band adjusting unit for varying the pass band of the variable filter under the control of the filter control unit 을 구비함을 특징으로 하는 필터 특성 자동 보정 장치.Automatic filter characteristic correction device characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서, 상기 필터 특성 자동 보정 장치는The method of claim 1, wherein the automatic filter characteristic correction device 상기 주파수 합성기로부터의 주파수 신호의 크기를 상기 가변필터의 선형성 확보하기 위해서 감쇠시키는 감쇄기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 특성 자동 보정 장치.And an attenuator for attenuating the magnitude of the frequency signal from the frequency synthesizer to ensure linearity of the variable filter. 제1항에 있어서, 상기 필터 제어부는,The method of claim 1, wherein the filter control unit, 먼저 필터의 특정 파라메타중 중심 주파수에 대한 보정을 제어하고, 그 다음으로 필터의 파라메타중 품질계수에 대한 보정을 제어하는 것을 특징으로 하는 필터 특성 자동 보정 장치.And first adjusting the correction for the center frequency of the specific parameters of the filter, and then controlling the correction for the quality factor among the parameters of the filter. 제3항에 있어서, 상기 필터 제어부는,The method of claim 3, wherein the filter control unit, 상기 필터 특성 파라메타중 중심주파수가 기설정된 주파수 영역을 벗어나면 중심주파수에 대한 필터보정을 제어하고, 이와 달리 상기 중심주파수가 기설정된 주파수 영역을 벗어나지 않으면 중심주파수에 대한 필터보정을 완료하는 것을 특징으로 하는 필터 특성 자동 보정 장치.The filter correction for the center frequency is controlled when the center frequency of the filter characteristic parameters deviates from the preset frequency range, and otherwise, the filter correction for the center frequency is completed if the center frequency does not deviate from the preset frequency region. Filter characteristics automatic correction device. 제3항에 있어서, 상기 필터 제어부는The method of claim 3, wherein the filter control unit 상기 필터 특성 파라메타중 품질계수가 기설정된 품질계수 영역을 벗어나면 품질계수에 대한 필터 보정을 제어하고, 이와 달리 상기 품질계수가 상기 영역을 벗어나지 않으면 품질계수에 대한 필터보정을 완료하는 것을 특징으로 하는 필터 특성 자동 보정 장치.The filter correction for the quality coefficient is controlled when the quality coefficient of the filter characteristic parameter is out of the predetermined quality coefficient region, and otherwise, the filter correction for the quality coefficient is completed if the quality coefficient is not out of the region. Filter characteristic automatic correction device. 제1항에 있어서, 상기 파워 검출부는,The method of claim 1, wherein the power detector, 상기 주파수 합성기로부터의 주파수 신호를 정류하는 정류기; 및A rectifier for rectifying the frequency signal from the frequency synthesizer; And 상기 정류기의 출력신호를 적분하여 파워를 검출하는 적분기Integrator for detecting power by integrating the output signal of the rectifier 를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 특성 자동 보정 장치.Automatic filter characteristic correction device comprising a.
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