KR100738394B1 - 카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법 - Google Patents

카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법에 관한 것으로, 상기 카오스 신호 발생장치는, 디지털 로직으로 구성되어 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시키는 PN 신호발생부; 일정 주파수의 클럭신호를 발생시는 전압제어발진기; 상기 의사랜덤신호와 상기 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력하는 믹서부; 및 상기 믹서부로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역의 카오스 신호로 필터링하여 출력하는 대역통과 필터부;를 포함하며, 상기 카오스 신호 발생방법은 a) 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시키는 단계; b) 일정 주파수의 클럭신호를 발생시키는 단계; c) 상기 a) 단계에서 발생된 의사 랜덤신호와 상기 b) 단계에서 발생된 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역의 카오스 신호로 필터링하여 출력하는 단계;를 포함한다. 이러한 본 발명은, 공정변화에 상관없이 안정적으로 카오스 신호를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.
카오스 신호 발생장치, PN 신호발생부, D-플립플롭, 스위치

Description

카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법{DEVICE AND METHOD FOR GENERATING CHAOTIC SIGNAL}
도 1은 카오스 신호를 이용한 OOK 변조기의 기본 구조를 나타낸 블록도,
도 2는 종래 기술에 의한 카오스 신호 발생장치의 회로도,
도 3은 도 2의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프,
도 4a 내지 도 4c는 도 2에 도시된 수동소자의 값이 공정변화에 따라 변화하였을 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카오스 신호 발생장치의 블록도,
도 6은 본 발명에 포함되는 PN 신호발생부의 구조도,
도 7a는 본 실시예의 D-플립플롭의 구조를 나타낸 구조도,
도 7b는 D-플립플롭의 스위치 구조를 나타낸 구조도,
도 7c는 스위치에 인가되는 반전관계의 클럭신호를 나타낸 그래프,
도 8은 본 실시예에 따른 X-OR 게이트의 블록도,
도 9a 내지 도 9f는 본 발명에서 발생되는 출력전압파형 및 스펙트럼의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카오스 신호 발생방법의 흐름도.
*도면의 주요부호에 대한 설명*
51 : PN 신호 발생부 52 : 전압제어발진기
53 : 믹서부 54 : 대역통과 필터부
61 : D-플립플롭 62 : 스위치
본 발명은 OOK (On-Off Keying) 방식의 광대역(Ultra Wide Band ; 이하 'UWB'라 함) 통신에 적용되는 카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 형태의 PN 신호발생부를 이용함으로써 공정변화에 상관없이 안정적으로 카오스 신호를 발생시킬 수 있는 카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법에 관한 것이다.
보통 UWB는 주파수 대역폭이 중심주파수의 25% 이상의 점유율을 가지거나 500MHz 이상의 주파수 밴드를 말한다.
이러한 UWB를 시간축에서 관찰할 경우, 매우 작은 신호 폭을 가지고 있음을 확인할 수 있으며, 이로 인해 다중 전파 경로에 의한 신호의 퍼짐 현상이나 신호의 중첩 현상을 피할 수 있고 잡음 간섭에도 매우 강한 특성을 가지고 있어 고속 통신 및 정밀한 거리 계산이 요구되는 위치 인식 통신에 많이 이용되고 있다.
이러한 UWB가 이용되는 통신 시스템으로 가장 많이 연구되고 있는 시스템으로 카오스(chaos) 통신 시스템이 있는데, 이러한 카오스 통신 시스템은 잡음의 특성을 가지는 카오스 신호(Chaotic Signal)를 사용한다.
통상의 구형파 신호는 시간에 따라 규칙적인 위상을 가지고 있으므로, 반위상의 간섭신호가 더해지는 경우 그 신호가 왜곡되거나 상쇄될 수 있으나, 카오스 신호는 잡음과 같아서 비주기성의 특성을 가지고 있기 때문에, 뚜렷한 위상이 존재하지 않으며 이에 따라 반위상의 신호 또는 근접 간섭 신호가 유입되더라도 간섭현상이 발생되지 않는 특성을 갖는다.
또한, 카오스 신호는 상술한 바와 같이 비주기성의 특성을 가지고 있기 때문에, 주파수 축에서 분석할 경우, 광대역 범위에서 주기에 관계없이 일정한 크기를 가지므로 에너지 효율이 매우 뛰어난 신호라 할 수 있다.
아울러, 카오스 통신 시스템은, 마이크로 웨이브 대역 내의 카오스 신호를 모뎀의 연속된 패킷 정보신호를 이용하여 직접 변조시키는 온 오프 킹(On-Off Keying; 이하 'OOK' 라 함) 방식을 이용한다.
도 1은 카오스 신호를 이용한 OOK 변조기의 기본 구조를 나타낸 블록도로서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 일반적인 OOK 변조 방식은 카오스 신호를 발생하여 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치에 펄스를 인가하여 펄스가 존재하거나 (‘1’) 또는 존재하지 않는 것(‘0’)으로 정보를 전송하는 방식으로 수신은 에너지 유무에 따라 데이터 “1" 또는 "0”으로 구분하는 통신이다.
이와 같이, 직접 변조방식인 OOK 방식을 이용하는 카오스 통신 시스템은, 스 파이크(Spike)가 적어 모뎀에서 타임 호핑(Time Hopping) 등의 코딩(Coding)이 별도로 필요하지 않으며, PLL(Phase Looked Loop)과 믹서(Mixer) 등의 중간주파수 변환을 위한 회로부가 필요하지 않으므로 매우 간단하게 송수신장치를 구현할 수 있는 이점을 가진다.
도 2는 종래 기술에 의한 카오스 신호 발생장치의 회로도를 나타낸 것으로, 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 카오스 신호 발생장치는 발진기(21), 광대역 카오스 신호 발생부(22), 증폭부(23), 대역통과 필터부(24)를 포함한다.
도 2의 회로는 발진기(21)에서 발생된 신호를 이용하여 상기 광대역 카오스 신호 발생부(22)에서 광대역 카오스 신호를 발생시키며, 상기 발생된 카오스 신호를 증폭부(23)를 통해 증폭하고 상기 대역통과 필터부(24)를 통하여 3.1 GHz에서 5.15 GHz까지의 UWB 신호만을 추출해 낸다.
도 3은 도 2의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프로서, 출력단(Out) 노드에서의 전압파형을 주파수 스펙트럼으로 변환한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 카오스 신호 발생장치는 UWB에 해당하는 3.1 GHz 내지 5.15 GHz에서 카오스 신호를 발생시키고 있음을 알 수 있다.
그러나, 도 2에 도시된 종래 기술의 카오스 신호 발생장치는, 카오스 신호 발생을 위해 사용되는 수동소자(A)의 값과 발진기(21)로 사용되는 트랜지스터의 컬렉터(collector)와 이미터(emitter) 노드에 존재하는 기생성분에 민감하여 안정적인 카오스 신호 발생이 어려운 문제점이 있었다.
즉, 도 2에 도시된 수동소자(A)의 값이 공정변화에 따라 어느 정도 변화하게 되면 카오스 신호가 발생되지 않을 수 있는데, 도 4a 내지 도 4c는 이를 설명하기 위한 그래프로서 도 2에 도시된 수동소자의 값이 공정변화에 따라 변화하였을 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4a는 도 2에 도시된 수동소자(A) 중 저항(R)이 공정변화에 따라 10% 변화하였을 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이고, 도 4b는 도 2에 도시된 수동소자(A) 중 인덕터(L)가 공정변화에 따라 10% 변화하였을 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이며, 도 4c는 도 2에 도시된 수동소자(A) 중 캐패시터(C)가 공정변화에 따라 10% 변화하였을 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4c에서 도시한 바와 같이, 종래의 카오스 신호 발생장치는 수동소자(A)의 값이 공정변화에 따라 어느 정도 변화하게 될 경우, UWB 동작 주파수인 3.1 GHz내지 5.15 GHz에서 카오스 신호가 발생되지 않을 수 있으며, 이에 따라 안정적으로 카오스 신호를 발생시킬 수 없게 되어 공정변화에 민감한 문제점을 가지게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 디지털 형태의 PN 신호발생부를 이용함으로써 공정변화에 상관없이 안정적으로 카오스 신호를 발생시킬 수 있는 카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카오스 신호 발생장치는, 디지털 로직으로 구성되어 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시키는 PN 신호발생부; 일정 주파수의 클럭신호를 발생시키는 전압제어발진기; 상기 의사랜덤신호와 상기 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력하는 믹서부; 및 상기 믹서부로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역의 카오스 신호로 필터링하여 출력하는 대역통과 필터부;를 포함한다.
여기서, 상기 PN 신호발생부는, N(N은 양수)개의 D-플립플롭과 게이트 수단을 포함하는 디지털 로직으로 구성되어 소정 비트수(2N-1개)의 의사 랜덤 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 D-플립플롭은, 짝수개의 인버터 및 스위치를 포함하여 인가되는 정형파 신호에 따라 입력된 신호를 위상 반전없이 출력시키는 것을 특징으로 한 다.
이때, 상기 스위치는, 제 1 및 제 2 MOSFET으로 구현되고, 상기 인버터와 연결되며, 각각의 게이트에는 클럭신호 및 상기 클럭신호의 반전된 신호가 인가되고, 각각의 바디 단자에는 각각 전원전압 및 접지가 연결되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 MOSFET은 p 타입의 MOSFET이고, 상기 제 2 MOSFET은 n 타입의 MOSFET인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 게이트 수단은, N-1번째 D-플립플롭의 출력과 N번째 D-플립플롭의 출력을 인가받아 첫번째 D-플립플롭의 입력을 위한 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 게이트 수단은, 익스클루시브-오아(Exclusive-OR ; 이하 "X-OR"라 함) 게이트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카오스 신호 발생방법은, a) 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시키는 단계; b) 일정 주파수의 클럭신호를 발생시키는 단계; c) 상기 a) 단계에서 발생된 의사 랜덤신호와 상기 b) 단계에서 발생된 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역의 카오스 신호로 필터링하여 출력하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 a) 단계는, N(N은 양수)개의 D-플립플롭과 게이트 수단을 사용 하여 소정 비트수(2N-1개)의 의사 랜덤신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 a) 단계에서의 D-플립플롭은, 짝수개의 인버터 및 스위치를 사용하여 인가되는 정형파 신호에 따라 입력된 신호를 위상 반전없이 출력시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 a) 단계에서의 스위치는, 제 1 및 제 2 MOSFET으로 구현되고, 상기 인버터와 연결되며, 각각의 게이트에는 클럭신호 및 상기 클럭신호의 반전된 신호가 인가되고, 각각의 바디 단자에는 각각 전원전압 및 접지가 연결되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 MOSFET으로 p 타입의 MOSFET을 사용하고, 제 2 MOSFET으로 n 타입의 MOSFET을 사용하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 a) 단계에서의 게이트 수단은, N-1번째 D-플립플롭의 출력과 N번째 D-플립플롭의 출력을 인가받아 첫번째 D-플립플롭의 입력을 위한 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 a) 단계에서의 게이트 수단은, X-OR 게이트를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 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 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카오스 신호 발생장치의 블록도를 나타낸 것으로, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 PN 신호발생부(51), 전압제어발진기(52), 믹서부(53), 대역통과 필터부(54)를 포함하고 있다.
여기서, 상기 PN 신호발생부(51)는 디지털 로직으로 구성되어 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시킨다.
도 6은 본 발명에 포함되는 PN 신호발생부(51)의 구조도를 나타낸 것으로, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 PN 신호발생부(51)는 N(N은 양수)개의 D-플립플롭(61)과 게이트 수단(62)을 포함하는 디지털 로직으로 구성되어 있으며, 상기 N개의 D-플립플롭(61)과 게이트 수단(62)을 이용하여 소정 비트수(2N-1개)의 의사 랜덤 신호를 발생시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 카오스 신호 발생장치는 공정변화에 민감하지 않은 디지털 로직 형태의 PN 신호발생부(51)를 이용함에 따라, 공정변화에도 안정적으로 카오스 신호를 발생시킬 수 있는 이점을 가지게 된다.
이때, 본 실시예는 15개의 D-플립플롭이 포함된 PN 신호발생부(51)를 이용해 구현하기로 하고, 이를 중심으로 이하 설명하기로 한다.
상기 D-플립플롭(61)은, 짝수개의 인버터 및 스위치를 포함하며, 인가되는 정형파 신호(clock)에 따라 입력된 신호(D)를 위상 반전없이 출력시킨다. 본 실시예에서는 2개의 인버터와 스위치로 구성되어 있으며, 이를 참고로 하여 이하 설명하기로 한다.
도 7a는 본 실시예의 D-플립플롭의 구조를 나타낸 구조도로서, 도 7a에서 도시한 바와 같이, 본 실시예의 D-플립플롭은 2개의 인버터(71)와 스위치(72)를 포함하고 있으며, 인버터(71)와 스위치(72)는 각각 연결되어 있다.
따라서, 본 실시예의 D-플립플롭은 2개의 인버터(71)를 사용하므로 인가된 입력신호(D)의 위상이 변하지 않게 되며, 이에 따라 입력신호(D)를 위상 반전없이 인버터(71) 출력단에 전달할 수 있게 된다.
도 7a를 참고로 하여 그 동작과정을 간단히 설명하면, 먼저 입력신호(D)가 인가될 경우 인버터(71)는 그 신호를 반전시켜 그 반전된 신호를 유지하고 있다가 스위치(72)가 턴 온 되었을 때, 그 반전된 신호를 뒤 단의 인버터(71)로 전달하며, 이때의 2개의 스위치(72)는 인가된 반전관계의 신호(clk, clkb)에 의해 서로 반대 위상에서 동작하게 된다.
도 7b는 D-플립플롭의 스위치 구조를 나타낸 구조도로서, 도 7b에서 도시한 바와 같이, 본 실시예의 스위치는 2개의 능동소자(72a, 72b)로 구현되는데, 각각의 능동소자(72a, 72b)는 게이트, 소스, 및 드레인을 구비한다.
따라서 상기 능동소자(72a, 72b)는 게이트 및 소스 간에 인가되는 전압의 크기 및 극성에 따라서, 드레인으로부터 소스로 또는 그 역으로 흐르는 전류의 크기 및 방향이 결정되는 특성을 갖는다.
이러한 능동소자로는 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT), 정션 전계 효과 트랜지스터(JFET), 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET), 및 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터(MESFET) 등이 있다.
어떤 능동소자는 게이트, 소스, 및 드레인 이외에 바디 단자를 더 구비하는 특성을 갖는다. 게이트 및 바디 단자 간에 인가되는 전압의 크기 및 극성에 따라서, 소스로부터 드레인으로 또는 그 역으로 흐르는 전류의 양 및 방향이 결정되는 특성을 갖는다. 이러한 스위치로는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 등이 있다.
이하의 설명에서는 MOSFET을 중심으로 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명은 MOSFET 뿐만 아니라 상기와 같은 특성을 가지는 모든 능동소자에 적용될 수 있다.
따라서, 비록 본 명세서에서는 MOSFET을 중심으로 설명하지만, 본 발명의 개념과 범위가 MOSFET으로 한정되는 것은 아니다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 스위치는 제 1 및 제 2 MOSFET(72a, 72b)로 구현되며, 각각의 게이트에는 클럭신호(clk) 및 상기 클럭신호(clk)의 반전된 신호(clkb)가 인가되고, 각각의 바디 단자에는 제 1 및 제 2 MOSFET(72a, 72b)의 안정적인 동작을 위하여 각각 전원전압(VDD) 및 접지를 연결한다.
이때, 본 실시예에서는 상기 제 1 MOSFET(72a)은 p 타입의 MOSFET이고, 상기 제 2 MOSFET(72b)은 n 타입의 MOSFET을 사용하기로 한다.
그러나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서 본 발명이 MOSFET의 특정 조합에 한정되는 것은 아니며, 다른 타입 또는 다른 조합의 MOSFET을 이용하여 실질적으로 동일한 동작을 하도록 구현할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 7c는 스위치에 인가되는 반전관계의 클럭신호를 나타낸 그래프로서, 도 7c에서 도시한 바와 같이, 스위치에 인가되는 두 신호(clk, clkb)는 그 위상차가 180 ˚임을 확인할 수 있으며, n 타입의 MOSFET인 제 2 MOSFET(72b)의 경우 클럭신호가 로우(0V)일 때는 턴 오프 되며, 하이(1,8V)일 때는 턴 온 되어 입력단(IN)에 인가되는 신호를 출력단(OUT)으로 전달하게 된다.
한편, 도 6의 게이트 수단(62)은 14번째 D-플립플롭의 출력과 15번째 D-플립플롭의 출력을 인가받아 첫번째 D-플립플롭의 입력을 위한 신호(D)를 발생시키며, 본 실시예에서는 상기 게이트 수단(62)을 X-OR 게이트로 구현하도록 한다.
도 8은 본 실시예에 따른 X-OR 게이트의 블록도를 나타낸 것으로 4개의 낸드(NAND) 게이트와 버퍼로 구현된 NOT 게이트로 구성되어 있으며, 그 진리표는 다음의 표 1에 따른다.
Figure 112006057807186-pat00001
한편, 도 5의 전압제어발진기(52)는 일정 주파수의 클럭신호를 발생시켜 도 5의 PN 신호발생부(51)에서 발생되는 의사랜덤신호의 주파수를 시프트(shift)시키며, 도 5의 믹서부(53)는 도 5의 PN 신호발생부(51)에서 발생된 의사랜덤신호와 상기 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력한다.
또한, 도 5의 대역통과 필터부(54)는 상기 믹서부(53)로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역의 카오스 신호로 필터링하여 출력하는데, 본 실시예는 UWB가 이용되는 통신 시스템에 주로 적용되므로, 대략 3 GHz 내지 5 GHz 정도의 주파수를 가진 카오스 신호로 필터링하여 출력한다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명에서 발생되는 출력전압파형 및 스펙트럼의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프로서, 이때, 도 5의 PN 신호발생부(51)에서 발생된 의사랜덤신호의 주파수는 1㎓, 도 5의 전압제어발진기(52)에 발생되는 클럭신호의 주파수는 4㎓가 되도록 시뮬레이션한다.
도 9a 및 도 9b는 D-플립플롭에서의 출력전압 파형 및 주파수 스펙트럼을 나타낸 것으로, 도 9a에 도시한 바와 같이, D-플립플롭에서 발생되는 전압파형은 시간에 따라 0(전압 0V)과 1(전압 1.8V)이 혼합된 불규칙한 파형을 나타내고 있으며, 도 9b에서 도시한 바와 같이, 주파수 스펙트럼이 1㎓ 까지 분포하고 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 이와 같은 시뮬레이션 결과를 통해 각각의 D-플립플롭에서는 불규칙한 데이터(random data)가 발생되고 있음을 확인할 수 있다.
도 9c와 도 9d는 X-OR 게이트에서의 출력전압 파형 및 주파수 스펙트럼을 나타낸 것으로, 앞서 설명한 D-플립플롭과 마찬가지로 X-OR 게이트에서도 불규칙한 데이터(random data)가 발생되고 있음을 확인할 수 있으며, 상기 데이터는 도 5의 믹서부(53)의 입력으로 인가된다.
도 9e는 도 5의 전압제어발진기에 발생된 클럭신호의 주파수 스펙트럼을 나타낸 것으로서 국부 발진 주파수(Local Oscillator) 4㎓를 발생시키고 있음을 확인할 수 있다.
도 9f는 본 발명에서 최종적으로 발생되는 카오스 신호의 주파수 스펙트럼을 나타낸 것으로서, 도 9f에서 도시한 바와 같이, UWB 통신 시스템에서 요구되는 3 GHz에서 5 GHz까지 약 2 GHz 대역의 카오스 신호가 발생됨을 알 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카오스 신호 발생방법의 흐름도를 나타낸 것으로서, 도 10에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 카오스 신호 발생방법은 크게 4단계로 나눌 수 있다.
먼저, 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시킨다(S101).
그 다음, 일정 주파수의 클럭신호를 발생시킨다(S102).
그 다음, 상기 S101 단계에서 발생된 의사 랜덤신호와 상기 S102 단계에서 발생된 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력한다(S103).
마지막으로, 상기 S103 단계로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역(3 GHz에서 5 GHz)의 카오스 신호로 필터링하여 출력한다(S104).
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 일실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법은, 디지털 형태의 PN 신호발생부를 이용함으로써 공정변화에 상관없이 안정적으로 카오스 신호를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 디지털 로직으로 구성되어 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시키는 PN 신호발생부;
    일정 주파수의 클럭신호를 발생시키는 전압제어발진기;
    상기 의사랜덤신호와 상기 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력하는 믹서부; 및
    상기 믹서부로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역의 카오스 신호로 필터링하여 출력하는 대역통과 필터부;를 포함하는 카오스 신호 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 PN 신호발생부는,
    N(N은 양수)개의 D-플립플롭과 게이트 수단을 포함하는 디지털 로직으로 구성되어 소정 비트수(2N-1개)의 의사 랜덤 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 D-플립플롭은,
    짝수개의 인버터 및 스위치를 포함하여 인가되는 정형파 신호에 따라 입력된 신호를 위상 반전없이 출력시키는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 게이트 수단은,
    N-1번째 D-플립플롭의 출력과 N번째 D-플립플롭의 출력을 인가받아 첫번째 D-플립플롭의 입력을 위한 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 스위치는,
    제 1 및 제 2 MOSFET으로 구현되고, 상기 인버터와 연결되며, 각각의 게이트에는 클럭신호 및 상기 클럭신호의 반전된 신호가 인가되고, 각각의 바디 단자에는 각각 전원전압 및 접지가 연결되는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 MOSFET은 p 타입의 MOSFET이고, 상기 제 2 MOSFET은 n 타입의 MOSFET인 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 게이트 수단은,
    X-OR 게이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생장치.
  8. a) 일정 주파수를 가지는 디지털 형태의 의사 랜덤신호를 발생시키는 단계;
    b) 일정 주파수의 클럭신호를 발생시키는 단계;
    c) a) 단계에서 발생된 의사 랜덤신호와 상기 b) 단계에서 발생된 클럭신호를 믹싱하여 카오스 신호를 생성하고 이를 출력하는 단계; 및
    d) 상기 c) 단계로부터 출력된 카오스 신호를 원하는 대역의 카오스 신호로 필터링하여 출력하는 단계;를 포함하는 카오스 신호 발생방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 a) 단계는,
    N(N은 양수)개의 D-플립플롭과 게이트 수단을 사용하여 소정 비트수(2N-1개)의 의사 랜덤신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 a) 단계에서의 D-플립플롭은,
    짝수개의 인버터 및 스위치를 사용하여 인가되는 정형파 신호에 따라 입력된 신호를 위상 반전없이 출력시키는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 a) 단계에서의 게이트 수단은,
    N-1번째 D-플립플롭의 출력과 N번째 D-플립플롭의 출력을 인가받아 첫번째 D-플립플롭의 입력을 위한 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 a) 단계에서의 스위치는,
    제 1 및 제 2 MOSFET으로 구현되고, 상기 인버터와 연결되며, 각각의 게이트에는 클럭신호 및 상기 클럭신호의 반전된 신호가 인가되고, 각각의 바디 단자에는 각각 전원전압 및 접지가 연결되는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 MOSFET으로 p 타입의 MOSFET을 사용하고, 상기 제 2 MOSFET으로 n 타입의 MOSFET을 사용하는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 a) 단계에서의 게이트 수단은,
    X-OR 게이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 카오스 신호 발생방법.
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