KR100867545B1 - Voltage controlled oscillator using voltage digital-analog conversion - Google Patents

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Abstract

A voltage controlled oscillator is provided to change a frequency to a desired value without an additional feedback system by changing the frequency linearly through the voltage DA conversion. A voltage controlled oscillator includes a capacitor, a current source, a current sink, a switching unit, a voltage DA converter, a comparator, and a latch unit. The current source is connected to the power. The current sink is connected to the ground. The switching unit is connected between the current source and the current sink and switches the charging path and the discharge path. An amplification degree is variably determined according to the converting signal. The voltage DA converter(300) amplifies the difference voltage between a preset lower limit reference voltage and a common voltage and supplies the added voltage to an upper limit reference voltage by adding the amplified voltage to the common voltage. The comparator generates a set signal and a reset signal by comparing the charging voltage of a capacitor, the upper limit reference voltage, and the lower limit reference voltage. The latch unit(500) performs an RS latching operation according the set signal and the reset signal from the comparator and controls the charging and discharging of the switch unit by using an output signal according to the RS latch operation.

Description

전압 ＤＡ 변환을 이용한 전압 제어 발진기{Voltage Controlled Oscillator USING VOLTAGE DIGITAL-ANALOG CONVERSION}Voltage controlled oscillator using voltage da conversion {Voltage Controlled Oscillator USING VOLTAGE DIGITAL-ANALOG CONVERSION}

본 발명은 고주파 회로에 적용될 수 있는 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기에 관한 것으로, 특히 전압 DA 변환을 이용하여 주파수를 선형적으로 가변하도록 함으로써, 별도의 피드백 시스템 없이, 원하는 주파수로 용이하게 가변할 수 있는 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage controlled oscillator using a voltage DA conversion that can be applied to a high frequency circuit, and in particular, by varying the frequency linearly using the voltage DA conversion, it can be easily changed to a desired frequency without a separate feedback system. The present invention relates to a voltage controlled oscillator using voltage DA conversion.

일반적으로, 전자기기의 발달과 디지털화로 인해 회로에 클럭의 사용은 보편화 되어 가고 있고, 발진기를 통한 펄스 생성은 일반화된 기술이다. 특히 무선 고주파 분야에서는 주파수 대역을 선택적으로 제어하고 특정 주파수를 유지하기 위한 기술들이 개발되고 있다. 이러한 주파수 유지 기술중 PLL(Phase Locked Loop)이나 DLL(Delay Lock Loop) 등이 대표적인 기술들이다.In general, due to the development and digitization of electronic devices, the use of clocks in circuits is becoming more common, and pulse generation through oscillators is a generalized technology. In particular, in the field of wireless high frequency, technologies for selectively controlling a frequency band and maintaining a specific frequency have been developed. Among these frequency maintenance techniques, PLL (Phase Locked Loop) or DLL (Delay Lock Loop) are typical technologies.

먼저, PLL을 예로 들면 주파수 발생기와 이를 유지하기 위한 피드백 제어 시스템으로 구성되는데, 이때 주파수 발생 장치로 전압 제어 발진기가 주로 이용되고 있다. First of all, the PLL is composed of a frequency generator and a feedback control system for maintaining the same. A voltage controlled oscillator is mainly used as the frequency generator.

도 1은 종래 충방전 타입 전압 제어 발진기의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional charge-discharge type voltage controlled oscillator.

도 1에 도시된 종래 충방전 타입 전압 제어 발진기는, 커패시터(C)와, 전원(VDD)에 연결된 전류소스(ISO)와, 접지(GND)에 연결된 전류싱크(ISK)와, Q신호에 의해 온되어, 상기 전류소스부(ISO)로부터의 전류를 상기 커패시터(C)로 제공하는 충전경로와, NQ신호에 의해 온되어, 상기 커패시터(C)와 상기 전류싱크(ISK)간의 방전경로를 스위칭하는 스위칭부(10)와, 상기 커패시터(C)의 충전전압(VC)과 상한 및 하한 기준전압(VTH,VTL)을 비교하여 비교결과에 따라 세트 및 리세트 신호를 생성하는 비교부(20)와, 상기 비교부(20)로부터의 세트 신호 입력시 Q신호를 하이레벨로 출력하고, 상기 비교부(20)로부터의 리세트 신호 입력시 NQ신호를 하이레벨로 출력하는 래치부(30)를 포함한다.The conventional charge / discharge type voltage controlled oscillator shown in FIG. 1 includes a capacitor C, a current source ISO connected to a power supply VDD, a current sink ISK connected to a ground GND, and a Q signal. Turned on, the charging path providing current from the current source part ISO to the capacitor C and the NQ signal turned on to switch the discharge path between the capacitor C and the current sink ISK. Comparing unit 20 for generating a set and reset signal according to the comparison result by comparing the switching unit 10 and the charging voltage (VC) of the capacitor (C) and the upper and lower reference voltage (VTH, VTL) And a latch unit 30 that outputs a Q signal at a high level when the set signal is input from the comparator 20 and outputs an NQ signal at a high level when the reset signal is input from the comparator 20. Include.

이러한 전압 제어 발진기의 경우, 내부에 전류를 가변시켜 주파수를 조정하는 전류 조절형과 캐패시터를 가변시켜 주파수를 가변하는 캐패시터 어레이형으로 크게 나눌 수 있다. 이에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.Such a voltage controlled oscillator can be broadly divided into a current regulation type for adjusting a frequency by varying a current therein and a capacitor array type for changing a frequency by changing a capacitor. This will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 종래기술에 따른 커패시터 어레이형 전압 제어 발진기의 구성도이다.2 is a block diagram of a capacitor array type voltage controlled oscillator according to the prior art.

도 2에 도시된 종래기술에 따른 커패시터 어레이형 전압 제어 발진기는, 도 1에 도시된 충방전 타입 전압 제어 발진기의 커패시터(C)를 대신하여, 복수의 커패시터(C1,C2,...,Cn)로 이루어진 커패시터 어레이(CAY)를 포함한다. 상기 커패시터 어레이(CAY)의 복수의 커패시터중 일부를 선택하여 주파수를 가변하였다.The capacitor array type voltage controlled oscillator according to the related art shown in FIG. 2 replaces the capacitor C of the charge / discharge type voltage controlled oscillator shown in FIG. 1, and a plurality of capacitors C1, C2, ..., Cn. ) Includes a capacitor array CAY. Some of the plurality of capacitors of the capacitor array CAY are selected to vary the frequency.

이러한 캐패시터 어레이형 전압 제어 발진기는, 병렬로 연결된 복수의 캐패시터를 스위칭 소자를 이용해 선택하여 전체 캐패시턴스를 키우거나 줄임으로써 주파수를 가변하는 방식이다. The capacitor array type voltage controlled oscillator uses a switching element to select a plurality of capacitors connected in parallel to increase or decrease the total capacitance to change the frequency.

도 3은 종래기술에 따른 전류조절형 전압 제어 발진기의 구성도이다.3 is a block diagram of a current regulated voltage controlled oscillator according to the prior art.

도 3에 도시된 종래기술에 따른 전류조절형 전압 제어 발진기는, 도 1에 도시된 충방전 타입 전압 제어 발진기의 전류소스부(ISO)와 전류싱크부(ISK)를 대신하여, 전원(VDD)에 서로 병렬로 연결된 복수의 전류소스(ISO1,ISO2,...,ISOn)로 이루어진 전류소스 어레이(ISOA)와, 접지(GND)에 서로 병렬로 연결된 복수의 전류싱크(ISK1,ISK2,...,ISKn)로 이루어진 전류싱크 어레이(ISKA)를 포함한다.The current regulated voltage controlled oscillator according to the related art shown in FIG. 3 replaces the current source unit ISO and the current sink unit ISK of the charge / discharge type voltage controlled oscillator shown in FIG. A current source array (ISOA) consisting of a plurality of current sources (ISO1, ISO2, ..., ISOn) connected in parallel to each other, and a plurality of current sinks (ISK1, ISK2, ..) connected in parallel to ground (GND). And a current sink array (ISKA) consisting of ISKn).

이러한 조절형 전압 제어 발진기는, 단위 전류를 인가할 수 있는 셀들을 스위칭을 통해 제어하여 원하는 주파수를 출력하도록 하는 것이다.The adjustable voltage controlled oscillator controls the cells to which the unit current can be applied by switching to output a desired frequency.

그러나, 도 2의 커패시터 어레이형 전압 제어발진기는, 필요한 주파수 가변 범위를 실현하기 위해서는 복수의 커패시터를 사용하여야 하고, 커패시터의 사용량 증가로 인하여 그 만큼 사이즈가 증가되는 문제점이 있으며, 복수의 커패시터를 사용하는 것은 사이즈의 문제로 커패시터의 사용개수 한계로 인해 주파수를 선형적으로 가변할 수 없는 문제점도 있다.However, the capacitor array type voltage controlled oscillator of FIG. 2 has to use a plurality of capacitors in order to realize the required frequency variable range, and the size of the capacitor array type voltage controlled oscillator increases due to the increased amount of the capacitors. It is a matter of size, and there is a problem in that the frequency cannot be changed linearly due to the limited number of capacitors.

또한, 도 3의 전류 조절형 전압 제어 발진기는, 복수의 전류소스 및 전류싱 크를 이용하므로 소비전류가 상승되는 문제점이 있고, 복수의 전류소스 및 전류싱크가 병렬로 연결되는 어레이 타입이므로, 사이즈가 증가하는 문제점도 있다.In addition, since the current-controlled voltage controlled oscillator of FIG. 3 uses a plurality of current sources and current sinks, there is a problem in that current consumption is increased, and since the plurality of current sources and current sinks are array type connected in parallel, There is also a problem that increases.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로써,그 목적은 전압 DA 변환을 이용하여 주파수를 선형적으로 가변하도록 함으로써, 별도의 피드백 시스템 없이, 원하는 주파수로 용이하게 가변할 수 있는 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기를 제공하는데 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and its object is to change the frequency linearly using voltage DA conversion, so that it can be easily changed to a desired frequency without a separate feedback system. The present invention provides a voltage controlled oscillator using voltage DA conversion.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기는, 커패시터; 전원에 연결된 전류소스; 접지에 연결된 전류싱크; 상기 전류소스와 전류싱크 사이에 연결되어, 충방전 제어에 따라 상기 전류소스로부터의 전류를 상기 커패시터로 제공하는 충전경로와, 상기 커패시터의 전압을 상기 전류싱크를 통해 방전시키는 방전경로를 스위칭하는 스위칭부; 컨버팅 신호에 따라 증폭도가 가변 결정되고, 기설정된 하한 기준전압 및 공통 전압과의 차전압을 상기 증폭도로 증폭하고, 상기 증폭된 전압과 공통전압을 가산하여 상한 기준전압으로 공급하는 전압 DA 컨버터; 상기 커패시터의 충전전압과 상기 상한 기준전압 및 하한 기준전압을 비교하여, 이 비교결과에 따라 세트 및 리세트 신호를 생성하는 비교부; 및 상기 비교부로부터의 세트 신호 및 리세트 신호에 따라 RS 래치동작을 수행하고, 이 RS 래치동작에 따른 출력신호를 이용하여 상기 스위칭부의 충방전을 제어하는 래치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the voltage controlled oscillator using the voltage DA conversion of the present invention, the capacitor; A current source connected to the power supply; A current sink connected to ground; A switching path connected between the current source and the current sink to switch a charging path for providing a current from the current source to the capacitor and a discharge path for discharging the voltage of the capacitor through the current sink according to charge and discharge control. part; A voltage DA converter configured to variably determine an amplification degree according to a converting signal, amplify a difference voltage between a predetermined lower limit reference voltage and a common voltage to the amplification degree, add the amplified voltage and the common voltage, and supply the upper limit reference voltage; A comparison unit comparing the charging voltage of the capacitor with the upper limit reference voltage and the lower limit reference voltage, and generating a set and reset signal according to the comparison result; And a latch unit configured to perform an RS latch operation according to the set signal and the reset signal from the comparison unit, and to control charging and discharging of the switching unit using an output signal according to the RS latch operation.

상기 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기는, 디지털 데이타를 상기 컨버팅 신호로 디코딩하는 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The voltage controlled oscillator using the voltage DA conversion may further include a decoder for decoding digital data into the converting signal.

상기 전압 DA 컨버터는 상기 하한 기준전압단과 출력단 사이에 직렬로 연결된 복수의 피드백 저항을 포함하는 피드백 저항 회로부; 상기 피드백 저항 회로부의 복수의 피드백 저항간 접속노드 각각과 공통 접속노드 사이에 연결되어 상기 컨버팅 신호에 의해 온/오프되는 복수의 스위치를 포함하는 스위칭부; 및 상기 공통 접속노드에 연결된 반전단자와 상기 공통 전압단에 연결된 연산증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The voltage DA converter includes a feedback resistor circuit unit including a plurality of feedback resistors connected in series between the lower limit reference voltage terminal and an output terminal; A switching unit including a plurality of switches connected between each of the plurality of feedback resistors between the feedback resistor circuit unit and a common connection node and turned on / off by the converting signal; And an inverting terminal connected to the common connection node and an operational amplifier connected to the common voltage terminal.

이와같은 본 발명에 의하면, 전압 DA 변환을 이용하여 주파수를 선형적으로 가변하도록 함으로써, 별도의 피드백 시스템 없이, 원하는 주파수로 용이하게 가변할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by varying the frequency linearly by using the voltage DA conversion, there is an effect that can be easily changed to the desired frequency without a separate feedback system.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.The present invention is not limited to the embodiments described, and the embodiments of the present invention are used to assist in understanding the technical spirit of the present invention. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.

도 4는 본 발명에 따른 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a voltage controlled oscillator using voltage DA conversion according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기는, 커패시터(C)와, 전원(VDD)에 연결된 전류소스(ISO)와, 접지(GND)에 연결된 전류싱크(ISK)와, 상기 전류소스(ISO)와 전류싱크(ISK) 사이에 연결되어, 충방전 제어에 따라 상기 전류소스(ISO)로부터의 전류를 상기 커패시터(C)로 제공하는 충전경로와, 상기 커패시터(C)의 전압을 상기 전류싱크(ISK)를 통해 방전시키는 방전경로를 스위칭하는 스위칭부(100)와, 컨버팅 신호에 따라 증폭도가 가변 결정되고, 기설정된 하한 기준전압(VTL) 및 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 상기 증폭도로 증폭하고, 상기 증폭된 전압과 공통전압(Vcom)을 가산하여 상한 기준전압으로 공급하는 전압 DA 컨버터(300)와, 상기 커패시터(C)의 충전전압(VC)과 상기 상한 기준전압(VTH) 및 하한 기준전압(VTL)을 비교하여, 이 비교결과에 따라 세트 및 리세트 신호를 생성하는 비교부(400)와, 상기 비교부(400)로부터의 세트 신호 및 리세트 신호에 따라 RS 래치동작을 수행하고, 이 RS 래치동작에 따른 출력신호를 이용하여 상기 스위칭부(100)의 충방전을 제어하는 래치부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the voltage controlled oscillator using the voltage DA conversion according to the present invention includes a capacitor C, a current source ISO connected to a power supply VDD, and a current sink ISK connected to a ground GND. A charging path connected between the current source ISO and the current sink ISK to provide a current from the current source ISO to the capacitor C according to charge / discharge control, and the capacitor C The switching unit 100 for switching the discharge path for discharging the voltage of the current through the current sink (ISK), and the amplification degree is variable according to the converting signal, the predetermined lower limit reference voltage (VTL) and the common voltage (Vcom) A voltage DA converter 300 which amplifies the difference voltage between the amplification degree and the amplified voltage and the common voltage Vcom, and supplies the upper limit reference voltage, and the charging voltage VC of the capacitor C; The upper limit reference voltage VTH and the lower limit reference voltage VTL are compared to determine And an RS latch operation according to the set signal and the reset signal from the comparator 400 which generate the set and reset signals, and output an output signal according to the RS latch operation. It includes a latch unit 500 for controlling the charge and discharge of the switching unit 100 by using.

상기 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기는, 디지털 데이타(SD)를 상기 컨버팅 신호(CS)로 디코딩하는 디코더(200)를 포함할 수 있다.The voltage controlled oscillator using the voltage DA conversion may include a decoder 200 that decodes the digital data SD into the converting signal CS.

도 5는 도 4의 전압 DA 컨버터의 구성도이다.FIG. 5 is a configuration diagram of the voltage DA converter of FIG. 4.

도 5를 참조하면, 상기 전압 DA 컨버터(300)는, 상기 하한 기준전압단과 출 력단 사이에 직렬로 연결된 복수의 피드백 저항(R1~Rn,R(n+1)))을 포함하는 피드백 저항 회로부(310)와, 상기 피드백 저항 회로부(310)의 복수의 피드백 저항간 접속노드 각각과 공통 접속노드(Ncom) 사이에 연결되어 상기 컨버팅 신호에 의해 온/오프되는 복수의 스위치(S1~Sn)를 포함하는 스위칭부(320)와, 상기 공통 접속노드(Ncom)에 연결된 반전단자와 상기 공통 전압(Vcom)단에 연결된 연산증폭기(330)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the voltage DA converter 300 includes a feedback resistor circuit unit including a plurality of feedback resistors R1 to Rn and R (n + 1) connected in series between the lower limit reference voltage terminal and the output terminal. And a plurality of switches S1 to Sn connected between a connection node 310 and a connection node between the plurality of feedback resistors of the feedback resistor circuit 310 and the common connection node Ncom to be turned on / off by the converting signal. It includes a switching unit 320, an inverting terminal connected to the common connection node (Ncom) and the operational amplifier 330 connected to the common voltage (Vcom) terminal.

도 6은 본 발명에 따른 커패시터의 충전전압 타이밍챠트이다.6 is a charging voltage timing chart of a capacitor according to the present invention.

도 6에서, VTH1 및 VTH2는 상한 기준전압이고, VTL은 하한 기준전입이고, TWS1은 상한 기준전압이 VTH1일때 생성되는 삼각파형을 갖는 충전전압이고, TWS2는 상한 기준전압이 VTH2일때 생성되는 삼각파형을 갖는 충전전압이다.In FIG. 6, VTH1 and VTH2 are upper limit reference voltages, VTL is lower limit reference transfer, TWS1 is a charging voltage having a triangular waveform generated when the upper limit reference voltage is VTH1, and TWS2 is a triangular waveform generated when the upper limit reference voltage is VTH2. It is a charging voltage having

도 7은 본 발명의 전압 제어 발진기의 주파수-DA 입력 특성 그래프이다.7 is a graph of frequency-DA input characteristics of the voltage controlled oscillator of the present invention.

도 7에 도시된 그래프는, 전압 DA 컨버터로 입력되는 DAC 입력(CS 신호)에 따른 주파수의 변화를 보이고 있다.The graph shown in FIG. 7 shows a change in frequency according to the DAC input (CS signal) input to the voltage DA converter.

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.

도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기에 대해 설명하면, 먼저 도 4에서, 본 발명에 따른 전압 제어 발진기는, 전원(VDD)와 접지 사이에, 전류소스(ISO), 스위칭부(100) 및 전류싱크(ISK)를 포함한다. 상기 스위칭부(100)는 커패시터(C)의 충전경로와 방전경로를 스위칭한다.4 to 7, a voltage controlled oscillator using voltage DA conversion according to the present invention will be described. First, in FIG. 4, the voltage controlled oscillator according to the present invention includes a current source between a power supply VDD and a ground. (ISO), switching unit 100, and current sink (ISK). The switching unit 100 switches the charge path and the discharge path of the capacitor (C).

즉, 상기 스위칭부(100)는, 충방전 제어에 따라 상기 전류소스(ISO)로부터의 전류를 상기 커패시터(C)로 제공하는 충전경로와, 상기 커패시터(C)의 전압을 상기 전류싱크(ISK)를 통해 방전시키는 방전경로를 스위칭한다.That is, the switching unit 100, the charging path for providing a current from the current source (ISO) to the capacitor (C) under the charge and discharge control, and the voltage of the capacitor (C) to the current sink (ISK) Switch the discharge path to discharge through).

다음, 본 발명의 전압 DA 컨버터(300)는, 컨버팅 신호(CS)에 따라 증폭도가 가변 결정되고, 기설정된 하한 기준전압(VTL) 및 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 상기 증폭도로 증폭하고, 상기 증폭된 전압과 공통전압(Vcom)을 가산하여 상한 기준전압으로 비교부(400)에 공급한다.Next, the voltage DA converter 300 of the present invention may vary the amplification degree according to the converting signal CS, amplify the difference voltage between the predetermined lower limit reference voltage VTL and the common voltage Vcom with the amplification degree. The amplified voltage and the common voltage Vcom are added to the comparison unit 400 as an upper limit reference voltage.

한편, 본 발명의 전압 제어 발진기는 디코더(200)를 포함하여, 상기 디코더(100)가 디지털 데이타를 상기 컨버팅 신호로 디코딩하여 상기 전압 DA 컨버터(300)로 공급할 수 있다.Meanwhile, the voltage controlled oscillator of the present invention may include a decoder 200 so that the decoder 100 may decode digital data into the converting signal and supply the digital data to the voltage DA converter 300.

전술한 본 발명의 디코더(200)와 전압 DA 컨버터(300)를 통해서, 디지털 데이타를 이용하여 아날로그 형태의 상한 기준전압(VTH)을 변환시킬 수 있게 된다.Through the decoder 200 and the voltage DA converter 300 of the present invention described above, it is possible to convert the upper limit reference voltage VTH in analog form using digital data.

계속해서, 상기 비교부(400)는, 상기 커패시터(C)의 충전전압(VC)과 상기 상한 기준전압(VTH) 및 하한 기준전압(VTL)을 비교하여, 이 비교결과에 따라 세트 및 리세트 신호를 생성하여 래치부(500)에 공급한다.Subsequently, the comparison unit 400 compares the charging voltage VC of the capacitor C with the upper limit reference voltage VTH and the lower limit reference voltage VTL, and sets and resets according to the comparison result. The signal is generated and supplied to the latch unit 500.

상기 래치부(500)는, 상기 비교부(400)로부터의 세트 신호 및 리세트 신호에 따라 RS 래치동작을 수행하고, 이 RS 래치동작에 따른 출력신호(Q신호,NQ신호)를 이용하여 상기 스위칭부(100)의 충방전을 제어한다.The latch unit 500 performs an RS latch operation according to the set signal and the reset signal from the comparator 400, and uses the output signal (Q signal, NQ signal) according to the RS latch operation. The charging and discharging of the switching unit 100 is controlled.

예를 들어, 상기 래치부(500)의 출력신호중 Q신호에 의해 상기 스위칭부(100)의 SW11 및 SW22가 스위칭 온되고, 이와 함께 S12 및 SW21는 스위칭오프되어 상기 커패시터(C)의 충전경로가 형성된다. 또는 상기 래치부(500)의 출력신호중 NQ신호에 의해 상기 스위칭부(100)의 SW12 및 SW21가 스위칭 온되고 이와 함께 SW11 및 SW22가 스위칭오프되어 상기 커패시터(C)의 방전경로가 형성된다.For example, SW11 and SW22 of the switching unit 100 are switched on by the Q signal among the output signals of the latch unit 500, and S12 and SW21 are switched off together with the charging path of the capacitor C. Is formed. Alternatively, SW12 and SW21 of the switching unit 100 are switched on by the NQ signal among the output signals of the latch unit 500, and SW11 and SW22 are switched off together with the discharge path of the capacitor C.

도 5를 참조하여, 본 발명의 전압 DA 컨버터에 대해 설명한다.Referring to Fig. 5, the voltage DA converter of the present invention will be described.

도 5에서, 상기 전압 DA 컨버터(300)는, 연산 증폭기(330)를 포함하고, 상기 연산 증폭기(330)는, 상기 하한 기준전압(VTL)단과 출력단 사이에 직렬로 연결된 복수의 피드백 저항(R1~Rn,R(n+1))을 포함한다. In FIG. 5, the voltage DA converter 300 includes an operational amplifier 330, and the operational amplifier 330 includes a plurality of feedback resistors R1 connected in series between the lower limit reference voltage VTL and an output terminal. ˜Rn, R (n + 1)).

이때, 상기 피드백 저항 회로부(310)의 복수의 피드백 저항간 접속노드(NC1~NCn) 각각과 공통 접속노드(Ncom) 사이에 연결되어 상기 컨버팅 신호에 의해 온/오프되는 복수의 스위치(S1~Sn)를 포함한다.In this case, the plurality of switches S1 to Sn connected between the plurality of feedback resistors between the plurality of feedback resistors NC1 to NCn of the feedback resistor circuit 310 and the common connection node Ncom and turned on / off by the converting signal. ).

여기서, 상기 복수의 저항(R1~Rn,R(n+1))중에서, 상기 복수의 스위치(S1~Sn)에 의해 스위칭온된 접속노드와 하한 기준전압(VTL) 사이의 전체 합저항을 'Rin'이라 하고, 상기 스위칭온된 접속노드와 상기 연상증폭기(330)의 출력단 사이의 전체 합저항을 'Rfd'라고 하면, 상기 전압 DA 컨버터(300)의 이득은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.Here, of the plurality of resistors R1 to Rn and R (n + 1), the total sum resistance between the connection node switched on by the plurality of switches S1 to Sn and the lower reference voltage VTL is' Rin ', and when the total sum resistance between the switched-on connection node and the output terminal of the associating amplifier 330 is' Rfd', the gain of the voltage DA converter 300 is expressed as Equation 1 below. Can be.

Figure 112007052739850-pat00001
Figure 112007052739850-pat00001

또한, 상기 전압 DA 컨버터(300)에 의한 하한 기준전압은 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.In addition, the lower limit reference voltage by the voltage DA converter 300 may be expressed by Equation 2 below.

Figure 112007052739850-pat00002
Figure 112007052739850-pat00002

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 비교부(400)는 상기 상한 기준전압(VTH)과 하한 기준전압(VTL)에 의해 결정되는 사각파 전압을 생성하며, 이때, 상기 상한 기준전압(VTH)이 높은 경우에는 삼각파 신호의 주기가 길어지므로 주파수가 낮아지고, 이에반해 상기 상한 기준전압(VTH)이 낮을 경우에는 삼각판 신호의 주기가 짧아지므로 주파수가 높아지게 된다.4 to 6, the comparator 400 generates a square wave voltage determined by the upper limit reference voltage VTH and the lower limit reference voltage VTL. In this case, the upper limit reference voltage VTH is generated. In this case, since the period of the triangular wave signal becomes longer, the frequency is lowered. On the other hand, when the upper limit reference voltage VTH is low, the frequency of the triangle plate signal is shortened, so that the frequency is increased.

이와같이, 상기 상한 기준전압(VTH)의 크기를 조절하면 삼각파 신호의 주파수를 가변시킬 수 있다.As such, by adjusting the upper limit reference voltage VTH, the frequency of the triangular wave signal may be varied.

또한, 도 7에 도시된 그래프를 참고하면, 전압 DA 컨버터로 입력되는 DAC 입 력(CS 신호)에 따라 주파수를 선형적으로 가변시킬 수 있음을 알 수 있다.In addition, referring to the graph shown in FIG. 7, it can be seen that the frequency can be changed linearly according to the DAC input (CS signal) input to the voltage DA converter.

도 1은 종래 충방전타입 전압 제어 발진기의 구성도.1 is a block diagram of a conventional charge-discharge type voltage controlled oscillator.

도 2는 종래기술에 따른 커패시터 어레이형 전압 제어 발진기의 구성도.2 is a block diagram of a capacitor array type voltage controlled oscillator according to the prior art.

도 3은 종래기술에 따른 전류조절형 전압 제어 발진기의 구성도.Figure 3 is a block diagram of a current regulated voltage controlled oscillator according to the prior art.

도 4는 본 발명에 따른 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기의 구성도.4 is a block diagram of a voltage controlled oscillator using voltage DA conversion according to the present invention;

도 5는 도 4의 전압 DA 컨버터의 구성도.5 is a configuration diagram of the voltage DA converter of FIG. 4.

도 6은 본 발명에 따른 커패시터의 충전전압 타이밍챠트.6 is a charging voltage timing chart of a capacitor according to the present invention.

도 7은 본 발명의 전압 제어 발진기의 주파수-DA 입력 특성 그래프.7 is a frequency-DA input characteristic graph of the voltage controlled oscillator of the present invention.

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

100 : 스위칭부 200 : 디코더100: switching unit 200: decoder

300 : 전압 DA 컨버터 310 : 피드백 저항 회로부300: voltage DA converter 310: feedback resistor circuit

320 : 스위칭부 330 : 연산증폭기320: switching unit 330: operational amplifier

400 : 비교부 500 : 래치부400: comparison unit 500: latch unit

C : 커패시터 VDD : 전원C: Capacitor VDD: Power

ISO : 전류소스 GND : 접지ISO: Current Source GND: Ground

ISK : 전류싱크 VC : 충전전압ISK: Current sink VC: Charge voltage

VTH : 상한 기준전압 VTL : 하한 기준전압VTH: upper limit reference voltage VTL: lower limit reference voltage

Vcom : 공통 전압 SD : 디지털 데이타Vcom: Common Voltage SD: Digital Data

CS : 컨버팅 신호 Rn : 입력저항CS: Converting Signal Rn: Input Resistance

R1~R(n-1) : 복수의 피드백 저항 Ncom : 공통 접속노드R1 to R (n-1): Multiple feedback resistors Ncom: Common connection node

Claims (3)

커패시터;Capacitors; 전원에 연결된 전류소스;A current source connected to the power supply; 접지에 연결된 전류싱크;A current sink connected to ground; 상기 전류소스와 전류싱크 사이에 연결되어, 충방전 제어에 따라 상기 전류소스로부터의 전류를 상기 커패시터로 제공하는 충전경로와, 상기 커패시터의 전압을 상기 전류싱크를 통해 방전시키는 방전경로를 스위칭하는 스위칭부;A switching path connected between the current source and the current sink to switch a charging path for providing a current from the current source to the capacitor and a discharge path for discharging the voltage of the capacitor through the current sink according to charge and discharge control. part; 컨버팅 신호에 따라 증폭도가 가변 결정되고, 기설정된 하한 기준전압 및 공통 전압과의 차전압을 상기 증폭도로 증폭하고, 상기 증폭된 전압과 공통전압을 가산하여 상한 기준전압으로 공급하는 전압 DA 컨버터;A voltage DA converter configured to variably determine an amplification degree according to a converting signal, amplify a difference voltage between a predetermined lower limit reference voltage and a common voltage to the amplification degree, add the amplified voltage and the common voltage, and supply the upper limit reference voltage; 상기 커패시터의 충전전압과 상기 상한 기준전압 및 하한 기준전압을 비교하여, 이 비교결과에 따라 세트 및 리세트 신호를 생성하는 비교부; 및A comparison unit comparing the charging voltage of the capacitor with the upper limit reference voltage and the lower limit reference voltage, and generating a set and reset signal according to the comparison result; And 상기 비교부로부터의 세트 신호 및 리세트 신호에 따라 RS 래치동작을 수행하고, 이 RS 래치동작에 따른 출력신호를 이용하여 상기 스위칭부의 충방전을 제어하는 래치부A latch unit configured to perform an RS latch operation according to the set signal and the reset signal from the comparison unit, and to control charging and discharging of the switching unit using an output signal according to the RS latch operation. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기.Voltage controlled oscillator using a voltage DA conversion, characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서, 상기 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기는,The oscillator of claim 1, wherein the voltage controlled oscillator using the voltage DA conversion includes: 디지털 데이타를 상기 컨버팅 신호로 디코딩하는 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기.And a decoder which decodes digital data into the converting signal. 제1항에 있어서, 상기 전압 DA 컨버터는The method of claim 1, wherein the voltage DA converter 상기 하한 기준전압단과 출력단 사이에 직렬로 연결된 복수의 피드백 저항을 포함하는 피드백 저항 회로부;A feedback resistor circuit unit including a plurality of feedback resistors connected in series between the lower limit reference voltage terminal and the output terminal; 상기 피드백 저항 회로부의 복수의 피드백 저항간 접속노드 각각과 공통 접속노드 사이에 연결되어 상기 컨버팅 신호에 의해 온/오프되는 복수의 스위치를 포함하는 스위칭부; 및A switching unit including a plurality of switches connected between each of the plurality of feedback resistors between the feedback resistor circuit unit and a common connection node and turned on / off by the converting signal; And 상기 공통 접속노드에 연결된 반전단자와 상기 공통 전압단에 연결된 연산증폭기An inverting terminal connected to the common connection node and an operational amplifier connected to the common voltage terminal 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 DA 변환을 이용한 전압 제어 발진기.Voltage controlled oscillator using a voltage DA conversion, characterized in that it comprises a.
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