KR100749071B1 - 전치 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력 레벨의 높고 낮음에 관계없이 선형성을 확보하여 전체 시스템에 악영향을 미치지 않도록 한 전치 필터에 관한 것으로,

본 발명은 입력되는 고주파신호를 선택하는 선택스위치와; 상기 선택스위치에서 선택된 신호를 분석 대역폭의 크기에 따라 여러 가지 필터 경로를 선택하여 최적의 신호를 출력하는 필터 패스와; 상기 필터 패스에는 적어도 하나 이상의 필터 경로를 선택하는 집적회로 스위치를 사용하여 입력레벨의 높고 낮음에 관계없이 선형성을 확보하여 전체시스템에 악영향을 미치지 않는 전치 필터를 제공하는 데 있다.

전치필터, 집적회로 스위치

Description

전치 필터{PRE FILTER}

도 1은 종래 전치 필터의 블럭도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전치 필터의 블럭도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전치 필터에 이용되는 집적회로 스위치의 블럭도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전치 필터의 핀 다이오드 및 집적회로 스위치의 3차 교차점 시험 결과 파형도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

21; 선택스위치 22; 필터패스

23; 트랜스포머 24; 증폭기

25; 전력디바이더

본 발명은 전치 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력 레벨의 높고 낮음에 관계없이 선형성을 확보하여 전체 시스템에 악영향을 미치지 않도록 한 전치 필터에 관한 것이다.

상기 전치 필터는 고주파 계측기인 스펙트럼 분석기에 사용되며, 상기 전치 필터는 수신기에서 중간주파수(보통 21.4MHZ 또는 10MHZ)를 받아서 분석대역폭(RESOLUTION BANDWIDTH)의 설정 범위에 따라 여러 가지 필터의 경로를 선택하여 최적의 신호를 만들어 내는 모듈이다.

따라서 종래의 전치 필터는 도 1에 도시한 바와 같이, 수신기 중간주파신호가 입력되는 입력측과; 상기 입력측에서 입력되는 중간주파신호를 계측기의 특성에 따라 여러 가지 대역폭으로 만들어 출력하는 필터패스(10)(FILTER PATH)로 구성된다.

상기 필터패스(10)에는 필요한 여러 가지 필터 경로를 선택하기 위해 핀 다이오드를 이용하는 제어방식을 사용하게 된다.

이와 같이 종래의 필터패스(10)는 핀 다이오드 제어방식에 의하여 입력 레벨이 낮고, 출력 레벨의 낮은 경우에 크게 문제가 발생하지 않지만, 많은 다이나믹 범위를 확보하기 위해서는 출력신호 레벨이 일정한 레벨 이상 요구된다.

뿐만 아니라 상기 필터패스(10)는 핀 다이오드 자체 특성상 1dB 압축점(P1dB) 및 3차 교차점(IP3)과 같은 선형성 지표에 제한을 가지게 된다.

또한 필터패스(10)를 핀 다이오드로 제어할 경우, 핀 다이오드의 구동전류 이상의 전류를 제공하고, 손실을 최소화하는 전류를 만들기 위해서는 적정선의 전압이 제공되어야 한다.

이때 필터패스(10)에는 5V의 전원이 필요하고, 여러 가지의 필터 경로가 존재할 경우 많은 수의 제어신호가 필요한 단점이 있다. 또한 입출력에서 레벨이 높 은 경우 선형성에 치명적인 단점을 가지게 되고, 입출력에서 레벨이 낮은 경우에는 크게 문제가 발생하지 않지만, 많은 다이나믹 레인지를 확보하기 위해서는 출력신호 레벨이 일정한 레벨 이상 요구된다.

또한 상기 필터패스(10)는 핀 다이오드를 사용하는 제어 방식에서 입력레벨이 높은 경우에 핀 다이오드 자체 특성에 의해 선형성 확보의 제한을 가지게 된다.

상기 핀 다이오드의 선형성 확보의 제한은 전체 시스템의 선형성에 악영향을 미치게 되는 원인이므로, 상기 계측기에서 선형성의 문제는 다른 어떤 문제보다도 우선시되는 중요한 문제이기 때문에, 높은 입력 레벨에서도 사용 가능한 모듈로 만드는 것이 중요하다.

본 발명의 목적은 입력레벨의 높은 경우에도 전체 시스템에 선형성 확보가 가능한 전치 필터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 입력레벨의 높고 낮음에 관계없이 선형성을 확보하여 전체시스템에 악영향을 미치지 않는 전치 필터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 입출력 레벨이 높은 경우에도 전체 시스템에 높은 선형성을 확보할 수 있는 전치 필터를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 입력되는 고주파신호를 선택하는 선택스위치와; 상기 선택스위치에서 선택된 신호를 분석 대역폭의 크기에 따라 여러 가지 필터 경로를 선택하여 최적의 신호를 출력하는 필터패스와; 상기 필터패스에는 적어도 하나 이상의 필터 경로를 선택하는 집적회로 스위치를 포함하게 된다.

상기 집적회로 스위치는 두 개의 입력과 하나의 출력을 갖는 스위치로 구성한다.

상기 필터패스는 입력단에 선택스위치와, 출력단에 다수의 출력을 위해 경로를 선택하여 전송하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머에서 전송된 신호를 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기에서 증폭된 신호를 2개의 출력으로 분할하는 전력디바이더를 더 포함하게 된다.

따라서 본 발명에 의하면, 수신기로부터 입력되는 중간주파신호를 받아서 분석 대역폭의 설정범위에 따라 여러 가지 필터 경로를 집적회로 스위치로 선택함으로써 입력신호 레벨의 높고 낮음에 관계없이 선형성을 확보하게 되어 전체 시스템의 선형성을 향상하게 되는 것이다.

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전치 필터의 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전치 필터에 이용되는 집적회로 스위치의 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전치 필터의 핀 다이오드 제어 및 집적회로 스위치 제어시 3차 교차점의 결과 파형도로서, 본 발명은 선택스위치(21), 필터패스(22)로 구성된다.

또한 다수의 출력을 위하여 상기 필터패스(22)의 출력단에 트랜스포머(23), 증폭기(24), 전력디바이더(25)를 더 포함한다.

상기 선택스위치(21)는 입력되는 중간주파신호를 선택하는 스위치로서, 도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 2개의 입력단(RF1)(RF2)과 1개의 출력단(RFC)과 스위치단자를 갖는 집적회로 스위치(IC SWITCH)로 구성된다.

상기 필터패스(22)는 선택스위치(21)로 선택된 신호를 분석 대역폭의 설정범위에 따라 적어도 하나 이상의 필터 경로를 선택하여 출력하게 되고, 상기 하나 이상의 필터 경로 선택을 위하여 3차원 교차점이 높은 집적회로 스위치(IC SWITCH)를 접속하게 된다.

상기 집적회로 스위치(IC SWITCH)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 2개의 입력단(RF1)(RF2)과 1개의 출력단(RFC)과 스위치단자를 갖는 집적회로 스위치(IC SWITCH)로 구성되고, 상기 집적회로 스위치(IC SWITCH)는 직렬로 접속하게 된다.

상기 트랜스포머(23)는 상기 필터패스(22)에서 선택된 신호를 하나의 출력과 다른 하나의 경로로 전송하게 된다.

상기 증폭기(24)는 상기 트랜스포머(23)에서 전송된 신호의 레벨을 조절 증폭하여 출력하게 된다.

상기 전력디바이더(25)는 상기 증폭기(24)에서 조절 증폭된 신호를 2개의 출력단으로 분할하여 출력하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 선택스위치(21)의 2 개의 입력단으로부터 입력되는 중간주파신호 중 어느 하나를 선택하여 필터패스(22)에 출력하게 된다.

상기 필터패스(22)에서는 입력되는 중간주파신호를 여러 가지 분석 대역폭을 갖는 필터로 만들어 출력하기 위해 내부에 직렬로 접속된 집적회로 스위치(IC SWITCH)를 제어하여 필터들을 선택하면서 출력하게 된다.

그리고 상기 필터패스(22)는 넓은 다이나믹 범위를 확보하고, 원하는 방향으로 신호 레벨을 출력하기 위하여 상기 필터패스(22)의 출력을 트랜스포머(23)로 2개의 출력경로를 생성하고, 상기 트랜스포머(23)에서 출력되는 신호를 원하는 방향으로 소정의 수준 이상의 레벨을 얻기 위하여 증폭기(24)로 신호 레벨을 조절 증폭하고, 전력디바이더(25)로 상기 증폭기(24)의 출력 경로를 2개로 분할하여 출력하게 된다.

이때 1dB 이득 압축점(P1dB)의 선형성은 다양한 방법에 의해 향상이 가능하지만, 3차원 교차점(IP3)과 같은 선형성을 증가시키기 위해서는 높은 3차원 교차점(IP3)을 가지는 집적회로 스위치를 직렬로 접속하게 된다.

그러나 직렬 접속한 경우 삽입 손실이 증가하는 맞교환(TRADE OFF)성격을 가지게 되고, 시험된 결과로는 삽입 손실은 0.5dB 정도 증가하였지만, 1dB 이득 압축점(P1dB)은 0.5dBm 정도 증가하여 높은 입출력 레벨에서도 포화(saturation)영역에 포함되지 않고 원하는 레벨 출력 결과를 보였다.

즉 도 4에 도시한 바와 같이 핀 다이오드와 집적회로 스위치(IC SWITCH)의 3차 교차점(IP3) 실험결과에 의하면, 상기 3차원 교차점(IP3)은 상기 2개의 입력단에 의한 2개 경로를 선택하는 집적회로 스위치(IC SWITCH)를 사용하는 것이 상기 핀 다이오드를 사용하는 것보다 20dBm 정도 높은 결과를 보였다.

그러므로 상기 집적회로 스위치(IC SWITCH)를 사용하는 것이 상기 핀 다이오드를 사용한 것이 비하여 선형성이 크게 향상되게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 수신기로부터 입력되는 중간주파신호를 받아서 분석 대역폭의 설정범위에 따라 여러 가지 필터 경로를 집적회로 스위치로 선택함으로써 입력레벨의 높은 경우에도 선형성 확보가 가능하게 되므로, 상기 입력 레벨의 높고 낮음에 관계없이 전체시스템의 선형성에 악영향을 미치지 않게 되어 전체 시스템의 선형성을 향상하게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 입력되는 고주파신호를 선택하는 선택스위치와; 상기 선택스위치에서 선택된 신호를 분석 대역폭의 크기에 따라 여러 가지 필터 경로를 선택하여 최적의 신호를 출력하는 필터패스와; 상기 필터패스에는 적어도 하나 이상의 필터 경로를 선택하는 집적회로 스위치를 포함하는 전치 필터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 집적회로 스위치는 두 개의 입력과 하나의 출력을 갖는 스위치를 포함하는 전치 필터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 필터패스는 입력단에 선택스위치와, 출력단에 다수의 출력을 위해 경로를 선택하여 전송하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머에서 전송된 신호를 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기에서 증폭된 신호를 2개의 출력으로 분할하는 전력디바이더를 더 포함하는 전치 필터.

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