KR101303671B1 - Demodulating apparatus using spin device - Google Patents

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박승영
조영훈
오인열
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한국기초과학지원연구원
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Abstract

PURPOSE: A demodulating apparatus using a spin element is provided to demodulate various modulated signals of frequency shift keying and amplitude shift keying. CONSTITUTION: A demodulating apparatus comprises: a spin element (200), a current generator (300), a magnetic field generator (400), a variable amplifier (700), and an envelope wave detector (500). The spin element is input modulated signal which is transferred from antenna, and outputs phase matched signal synchronized with the frequency of the modified signal. The current generator applies phase matching property to the spin element by applying specific current, which makes the spin element output the phase matched signal. The magnetic field generator applies the phase matching property to the spin element by applying a magnetic field. The variable amplifier amplifies the phase matched signal by being installed at the rear end of the spin element. The envelope wave detector restores information loaded to the carrier wave by demodulating the phase matched signal. [Reference numerals] (300) Current generator; (400) Magnetic field generator; (500) Envelope wave detector; (800) Magnetic field detector; (AA) Current; (BB) Magnetic field

Description

스핀 소자를 이용한 복조 장치{demodulating apparatus using spin device}Demodulation apparatus using spin device

본 발명은 스핀 소자를 이용한 복조 장치에 관한 것으로서, STO의 위상 동조 특성을 이용하여 다양한 변조 신호를 복조할 수 있는 스핀 소자를 이용한 복조 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a demodulation device using a spin element, and more particularly, to a demodulation device using a spin element capable of demodulating various modulated signals using the phase tuning characteristic of an STO.

종래의 통신 시스템에는 진폭 변조 또는 주파수 변조된 무선 신호를 복조할 때 전자회로가 사용된다.
Conventional communication systems use electronic circuitry to demodulate amplitude modulated or frequency modulated radio signals.

예를 들어, 대한민국 특허출원번호 제10-1999-0007404호에 소개된 멀티 모드 무선 전송 시스템은 각 통신 방식에서 공통으로 사용할 수 있는 기능은 공통 변복조 기능으로서 공유하며, 각 통신 방식에서 다른 기능은 다른 변복조 기능으로서 통신 방식마다 별도로 제공하는 전자회로를 구성하여 멀티 모드의 무선 통신을 할 수 있다.For example, in the multi-mode wireless transmission system introduced in Korean Patent Application No. 10-1999-0007404, the functions that can be commonly used in each communication method are shared as a common modulation and demodulation function, and the other functions in each communication method are different. As a modulation / demodulation function, an electronic circuit provided separately for each communication method can be configured to perform multi-mode wireless communication.

또한, 대한민국 특허출원번호 제10-2006-7000266호에 소개된 무선 통신 시스템 및 그 시스템에서의 사용을 위한 무선디지털 수신기는 기지국에서는 신호를 저주파 신호로 하향변환하고 신호를 오버샘플링한 후 무선 신호를 복조하는 전자회로를 구성하고, 이동국에서는 신호를 저주파 신호로 햐향변환하고 신호를 언더샘플링한 후 무선 신호를 복조하는 전자회로를 구성하여 서로 다른 복조 디지털 회로를 이용하여 무선통신할 수 있다.
In addition, the wireless communication system introduced in Korean Patent Application No. 10-2006-7000266 and a wireless digital receiver for use in the system have a base station downconverts the signal to a low frequency signal, oversamples the signal, and then An electronic circuit for demodulating is configured, and the mobile station converts the signal into a low frequency signal, undersamples the signal, and then configures an electronic circuit for demodulating the radio signal to perform wireless communication using different demodulation digital circuits.

도 1은 종래의 전자회로 ASK 무선 수신기의 구성도이다.
1 is a block diagram of a conventional electronic circuit ASK wireless receiver.

종래의 전자회로 기반으로 만들어지는 직접변환 방식의 무선 통신 기기는 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, VCO(40), PLL 주파수 고정회로(50), RF 스위치(10), mixer(20) 및 대역 필터(30)가 포함되어 제품의 크기가 크고, 전력소모가 많다. 또한 부품이 고가이고, 필터의 추가사용을 통해 얻어지는 협대역 동작의 저속 통신방식으로써, 고속통신에 제한이 있다.
The direct conversion wireless communication device made based on the conventional electronic circuit, for example, as shown in Figure 1, VCO 40, PLL frequency fixed circuit 50, RF switch 10, mixer (20) ) And the band pass filter 30 is included, the size of the product is large, and the power consumption is high. In addition, there is a limitation in the high-speed communication as the low-speed communication method of the narrowband operation obtained by the additional use of the filter is expensive parts.

따라서, 본 발명의 발명자들은 종래의 전자회로에 사용되던 PLL 주파수 고정회로, RF 스위치, mixer 및 대역 필터의 기능을 대체하여 저전력 소모동작으로 초소형의 무선 통신 장치를 구현할 수 있고, 초고속 무선통신을 구현할 수 있는 복조 장치에 대한 연구를 진행하던 중 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the inventors of the present invention can implement the ultra-compact wireless communication device with low power consumption operation by replacing the functions of the PLL frequency fixed circuit, the RF switch, the mixer, and the band filter used in the conventional electronic circuit, and implement the ultra high speed wireless communication. The present invention was completed while researching a demodulation device capable of doing so.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, STO(Spin Torque Oscillator)의 위상 동조 특성을 이용하여 진폭 위상 변조(amplitude shift keying,ASK), 주파수 위상 변조(frequency shift keying,FSK)의 다양한 변조 신호를 복조할 수 있어 PLL 회로 없이도 요구되는 주파수에 고정될 수 있고, RF 스위치, 믹서(mixer) 및 대역 필터 없이도 수신 기능을 대신할 수 있는 스핀 소자를 이용한 복조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, using the phase tuning characteristics of the STO (Spin Torque Oscillator), amplitude shift keying (ASK), frequency phase keying (FSK) A demodulation device using a spin element that can demodulate a variety of modulated signals, can be fixed at a required frequency without a PLL circuit, and can replace a receive function without an RF switch, a mixer, and a band pass filter. There is this.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치는 안테나에서 수신된 변조 신호를 입력받아 상기 변조 신호의 주파수와 동조된 위상 동조 신호를 출력하는 스핀 소자; 상기 스핀 소자에 특정 전류를 인가하여 상기 스핀 소자가 상기 위상 동조 신호를 출력하도록 상기 스핀 소자에 위상 동조 특성을 부여하는 전류 발생부; 상기 스핀 소자에 자기장을 인가하여 상기 스핀 소자에 상기 위상 동조 특성을 부여하는 자기장 발생부; 및 상기 위상동조 신호를 복조하여 반송파에 실린 정보를 복원하는 포락선 검파기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a demodulation device using a spin element according to the present invention comprises: a spin element receiving a modulated signal received from an antenna and outputting a phase tuned signal tuned to a frequency of the modulated signal; A current generator for applying a specific current to the spin element to impart phase tuning characteristics to the spin element such that the spin element outputs the phase tuning signal; A magnetic field generator for applying a magnetic field to the spin element to impart the phase tuning characteristic to the spin element; And an envelope detector for demodulating the phase-tuned signal and restoring information carried on a carrier wave.

또한, 상기 안테나의 후단에 설치되어 상기 변조 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a low noise amplifier installed at a rear end of the antenna to amplify the modulated signal.

또한, 상기 스핀 소자의 후단에 설치되어 상기 위상 동조 신호를 증폭시키는 가변 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a variable amplifier provided at a rear end of the spin element to amplify the phase tuning signal.

또한, 상기 변조 신호는 진폭 위상 변조(amplitude shift keying,ASK) 신호인 것을 특징으로 한다.The modulated signal may be an amplitude shift keying (ASK) signal.

또한, 상기 스핀 소자는 주파수가 f0인 변조 신호를 입력받는 경우 상기 변조 신호를 2차 하모닉 신호로 인식하여 주파수가 f0/2인 위상 동조 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.Further, the spin device is characterized in that the frequency of the output frequency is f 0/2, the phase sync signal in the case of receiving the modulated signal f 0 is recognized the modulated signal to the second harmonic signal.

또한, 상기 전류 발생부는 정전류 회로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the current generating unit is characterized in that consisting of a constant current circuit.

또한, 상기 전류 발생부는 정전압 회로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the current generating unit is characterized in that the constant voltage circuit.

또한, 상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 제어할 수 있는 상기 자기장 발생부에서 인가된 자기장을 감지하는 자기장 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a magnetic field sensing unit for sensing a magnetic field applied by the magnetic field generating unit capable of controlling a frequency change of the phase tuning signal.

또한, 상기 자기장 발생부가 하드디스크 미디어인 경우, 상기 스핀 소자는 상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 이용하여 상기 하드디스크 미디어의 자기 패턴을 감지하는 하드디스크 헤드인 것을 특징으로 한다.In addition, when the magnetic field generating unit is a hard disk media, the spin element is a hard disk head that senses a magnetic pattern of the hard disk media by using a frequency change of the phase tuning signal.

또한, 상기 스핀 소자는 복수개가 배열되어 상기 안테나에서 수신된 변조 신호 중 특정 주파수의 변조 신호만 입력받아 상기 변조 신호의 특정 주파수와 동조된 위상 동조 신호를 각각 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of spin elements are arranged to receive only a modulated signal of a specific frequency of the modulated signal received from the antenna and output a phase tuning signal tuned to a specific frequency of the modulated signal, respectively.

또한, 상기 포락선 검파기는 복수개가 배열되어 각각의 위상동조 신호를 복조하여 반송파에 실린 정보를 복원하는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of envelope detectors are arranged to demodulate each phase tuning signal to restore information carried on a carrier wave.

또한, 상기 안테나의 후단에 설치되어 상기 변조 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기; 및 상기 스핀 소자의 후단에 각각 설치되어 상기 위상동조 신호를 증폭시키는 복수개의 가변 증폭기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a low noise amplifier is provided at the rear end of the antenna to amplify the modulated signal; And a plurality of variable amplifiers respectively provided at rear ends of the spin elements to amplify the phase tuning signal.

또한, 상기 변조 신호는 주파수 위상 변조(frequency shift keying,FSK) 신호인 것을 특징으로 한다.
The modulated signal may be a frequency shift keying (FSK) signal.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치에 의하면, STO의 위상 동조 특성을 이용하여 진폭 위상 변조(amplitude shift keying,ASK), 주파수 위상 변조(frequency shift keying,FSK)의 다양한 변조 신호를 복조할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the demodulation device using the spin element according to the present invention, various modulated signals of amplitude phase keying (ASK) and frequency shift keying (FSK) using the phase tuning characteristics of the STO are used. There is an effect that can demodulate.

또한, 본 발명에 따르면, STO의 위상 동조 특성을 이용하여 PLL 회로 없이도 요구되는 주파수에 고정될 수 있고, RF 스위치, 믹서(mixer) 및 대역 필터 없이도 STO로 수신 기능을 대신할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by using the phase tuning characteristics of the STO can be fixed to the required frequency without the PLL circuit, there is an effect that can replace the receiving function with the STO without the RF switch, mixer and band pass filter. .

또한, 본 발명에 따르면, 낮은 가격으로 수신기를 개발할 수 있고, 나노 사이즈 단위로 만들어지는 스핀 소자를 활용하여 구현함으로써 저전력 소모동작으로 초소형의 무선 통신 장치를 구현할 수 있다.In addition, according to the present invention, a receiver can be developed at a low price, and a micro wireless communication device can be implemented with a low power consumption operation by implementing a spin element made of nano size units.

또한, 본 발명에 따르면, STO의 광대역 주파수 발진 신호를 얻을 수 있는 특성으로 인해 전자회로에서 구현하지 못하는 하나의 발진기의 다중 대역 동작을 극복하여서 하나의 STO 만으로도 필요로 하는 여러 주파수 대역에서 무선통신 동작이 가능한 효과가 있다.In addition, according to the present invention, due to the characteristics of obtaining the wide frequency oscillation signal of the STO to overcome the multi-band operation of one oscillator that can not be implemented in an electronic circuit, wireless communication operation in several frequency bands required by only one STO This has a possible effect.

더불어, 본 발명에 따르면, STO의 빠른 안정 시간을 갖는 동작 특성으로 고속 통신이 가능한 효과가 있다.
In addition, according to the present invention, there is an effect that high-speed communication is possible with an operating characteristic having a fast settling time of the STO.

도 1은 종래의 전자회로 ASK 무선 수신기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional electronic circuit ASK wireless receiver.
2 is a block diagram of a demodulation device using a spin element according to a first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a demodulation device using a spin element according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치의 구성도이다.
2 is a block diagram of a demodulation device using a spin element according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나(100), 스핀 소자(200), 전류 발생부(300), 자기장 발생부(400) 및 포락선 검파기(envelope detector,500)를 포함한다.
In the demodulation device using the spin element according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the antenna 100, the spin element 200, the current generator 300, the magnetic field generator 400, and the envelope And an envelope detector 500.

상기 안테나(100)는 공중파로 전달된 변조 신호를 수신할 수 있는데, 여기서, 상기 변조 신호는 진폭 위상 변조(amplitude shift keying, 이하, ASK라 한다)되어 송신되는 신호일 수 있다.
The antenna 100 may receive a modulated signal transmitted by airwaves, where the modulated signal may be a signal transmitted by amplitude phase keying (ASK).

상기 스핀 소자(200)는 상기 안테나(100)에서 수신된 변조 신호를 입력받아 상기 변조 신호의 주파수와 동조된 위상 동조 신호를 출력할 수 있다.The spin element 200 may receive a modulation signal received from the antenna 100 and output a phase tuning signal tuned to the frequency of the modulation signal.

구체적으로, 상기 스핀 소자(200)는 스핀 토크 발진기(spin torque oscillator, 이하, STO라 한다)의 위상 동조 특성을 이용하여 상기 위상 동조 신호를 출력할 수 있는데, 상기 STO는 후술할 전류 발생부(300)로부터 특정 전류를 인가받고, 상기 자기장 발생부(400)로부터 유효한 자기장을 인가받아 기본파(fundamental frequency)와, 2차, 3차, 4차 등의 하모닉 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 상기 위상 동조 특성은 상기 STO의 기본파 또는 2차 하모닉 주파수와 같은 주파수를 STO에 입력하면 STO에서 출력되는 기본파(fundamental frequency)가 입력된 주파수와 동조되면서 출력으로 나타나는 특성을 의미한다.
Specifically, the spin element 200 may output the phase tuning signal by using a phase tuning characteristic of a spin torque oscillator (hereinafter, referred to as STO), and the STO may include a current generator (described later). A specific current may be applied from 300, and a valid magnetic field may be applied from the magnetic field generator 400 to output fundamental frequencies and harmonic signals such as secondary, tertiary, and quaternary. Here, the phase tuning characteristic refers to a characteristic in which when a frequency, such as a fundamental wave or a second harmonic frequency, of the STO is input to the STO, a fundamental frequency output from the STO is synchronized with the input frequency and appears as an output.

이처럼, 상기 STO는 위상 동조시 주파수 천이 및 진폭 상승이라는 기능을 가지고 있어 STO 발진 주파수의 특성인 낮은 출력 레벨 및 좋지 못한 위상잡음 특성을 개선할 수 있고, STO에서 발진하는 주파수를 요구되는 고출력, 저위상잡음 주파수로 고정할 수 있어 종래의 무선 통신 장치에 사용되던 VCO, PLL 주파수 고정회로, RF 스위치, mixer 및 대역 필터의 기능을 대체할 수 있다.
As such, the STO has a function of frequency shift and amplitude increase during phase tuning to improve low output level and undesired phase noise characteristics, which are characteristics of the STO oscillation frequency, and require high power and low oscillation frequency. It can be fixed at a phase noise frequency to replace the functions of VCOs, PLL frequency fixed circuits, RF switches, mixers, and bandpass filters used in conventional wireless communication devices.

예를 들어, 상기 스핀 소자(200)는 주파수가 f0인 변조 신호를 입력받는 경우 상기 변조 신호를 2차 하모닉 신호로 인식하여 주파수가 f0/2인 위상 동조 신호를 출력할 수 있다.For example, the spin element 200 when receiving the input frequency f 0 is frequency-modulated signal by recognizing the modulation signal into a second harmonic signal can be output to f 0/2, the phase sync signal.

구체적으로, 상기 위상 동조 특성을 이용하여 공중파로 전달되는 f0신호를 2차 하모닉 신호로 인식하도록 하여 상기 STO에 입력하는 경우, 상기 STO로부터 f0/2신호를 Fundamental 신호로 위상 동조시킬 수 있으며, 이러한 결과로 공중파를 통해서 얻어지는 f0주파수의 절반인 f0/2 신호를 STO 신호로부터 얻을 수 있다. 즉, 공중파로 전달된 f0주파수 신호가 ASK 변조된 신호라면 상기 STO의 위상 동조 과정을 거쳐 ASK 변조된 f0/2 신호가 얻어질 수 있다.
More specifically, so as to recognize the f 0 signal to be transmitted to the air by using the phase tuning characteristic as second harmonic signal if the input to the STO, can be phase synchronized to f 0/2 signal from the STO in Fundamental signal, and , it is possible to obtain the f 0/2 signal is a half of the f 0 frequency is obtained through the airwaves as a result from the STO signal. In other words, the frequency f 0 if the signal transmitted to the air ASK modulated signal ASK-modulated by f 0/2 signal via the phase-tuning process of the STO can be obtained.

상기 전류 발생부(300)는 상기 스핀 소자(200)에 특정 전류를 인가하여 상기 스핀 소자(200)가 상기 위상 동조 신호를 출력하도록 상기 스핀 소자(200)에 위상 동조 특성을 부여할 수 있는데, 여기서, 상기 전류 발생부(200)는 정전류 회로로 이루어지거나, 정전압 회로로 이루어짐으로서 상기 스핀 소자(200)에 특정 전류를 인가할 수 있다.
The current generator 300 may apply a specific current to the spin element 200 to impart phase tuning characteristics to the spin element 200 such that the spin element 200 outputs the phase tune signal. Here, the current generator 200 may be formed of a constant current circuit or a constant voltage circuit to apply a specific current to the spin element 200.

상기 자기장 발생부(400)는 상기 스핀 소자(200)에 자기장을 인가하여 상기 스핀 소자(200)에 위상 동조 특성을 부여할 수 있는데, 상기 자기장 발생부(400)는 상기 STO의 특성을 변화시킬 수 있는 유효한 자기장을 발생시킴으로써 상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 제어할 수 있다.The magnetic field generator 400 may impart a phase tuning characteristic to the spin element 200 by applying a magnetic field to the spin element 200. The magnetic field generator 400 may change the characteristic of the STO. By generating an effective magnetic field, it is possible to control the frequency change of the phase tuning signal.

여기서, 상기 자기장 발생부(400)가 예를 들어, 하드디스크 미디어인 경우, 상기 STO(200)는 상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 이용하여 상기 하드디스크 미디어의 자기 패턴을 감지하는 하드디스크 헤드일 수 있다.
Here, when the magnetic field generating unit 400 is, for example, hard disk media, the STO 200 is a hard disk head which senses a magnetic pattern of the hard disk media by using a frequency change of the phase tuning signal. Can be.

상기 포락선 검파기(500)는 상기 위상 동조 신호를 복조하여 반송파에 실린 정보를 복원할 수 있다.
The envelope detector 500 may demodulate the phase-tuned signal to restore information on the carrier.

한편, 본 발명의 제 1실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치는 저잡음 증폭기(600), 가변 증폭기(700) 및 자기장 감지부(800)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the demodulation device using the spin element according to the first embodiment of the present invention may further include a low noise amplifier 600, a variable amplifier 700, and a magnetic field detector 800.

상기 저잡음 증폭기(600) 및 가변 증폭기(700)는 원거리 무선 통신을 위해 구비될 수 있는데, 여기서, 상기 저잡음 증폭기(600)는 상기 안테나(100)의 후단에 설치되어 상기 변조 신호를 증폭시킬 수 있고, 상기 가변 증폭기(700)는 상기 스핀 소자(200)의 후단에 설치되어 상기 위상 동조 신호를 증폭시킬 수 있다.
The low noise amplifier 600 and the variable amplifier 700 may be provided for long-range wireless communication, wherein the low noise amplifier 600 may be installed at the rear end of the antenna 100 to amplify the modulated signal. The variable amplifier 700 may be installed at a rear end of the spin element 200 to amplify the phase tuning signal.

상기 자기장 감지부(800)는 상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 제어할 수 있는 상기 자기장 발생부에서 인가된 자기장을 감지할 수 있다.
The magnetic field detector 800 may detect a magnetic field applied by the magnetic field generator capable of controlling a frequency change of the phase tuning signal.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치에 따르면, 공기 중으로 전달되는 ASK 변조된 신호를 상기 안테나(100)로 수신하고 원거리를 지원할 필요에 따라 상기 저잡음 증폭기(600)를 활용하여 증폭한 후 기준 이상의 f0주파수 무선 신호 전력레벨을 상기 STO에 입력하고, 상기 STO가 상기 안테나(100)로부터 입력된 f0주파수를 2차 하모닉 신호로 인식하면서 위상 동조 특성을 갖도록 전류 및 자기장을 상기 STO에 세팅하면, 상기 STO는 상기 안테나를 통해서 입력받은 f0주파수에 동조되어 f0/2 주파수에 고정된 신호를 출력하게 된다. 이처럼, 반으로 분배된 고정된 주파수 신호는 필요에 따라 상기 가변 증폭기(700)에 입력되어 증폭되고 최종적으로, 상기 포락선 검파기(500)에 의해서 무선 신호에 실린 정보를 획득할 수 있게 된다.
As described above, according to the demodulation device using the spin element according to the first embodiment of the present invention, the low noise amplifier (ASK) modulated signal transmitted to the air to the antenna 100 to receive the low noise amplifier ( After amplification using the 600), input the f 0 frequency radio signal power level higher than the reference value to the STO, and the STO recognizes the f 0 frequency input from the antenna 100 as a second harmonic signal, and performs phase tuning characteristics. If you have set the current and the magnetic field in the STO, the STO is tuned to a frequency f 0 received through the antenna, and outputs a signal fixed to f 0/2 frequency. As such, the fixed frequency signal divided in half is input to the variable amplifier 700 and amplified as necessary, and finally, the information contained in the wireless signal can be obtained by the envelope detector 500.

이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치를 상세히 설명한다.
Hereinafter, a demodulation device using a spin element according to a second embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치의 구성도이다.
3 is a block diagram of a demodulation device using a spin element according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나(100), 복수개의 스핀 소자(200), 복수개의 전류 발생부(300), 복수개의 자기장 발생부(400) 및 복수개의 포락선 검파기(envelope detector,500)를 포함한다.
In the demodulation device using the spin element according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, an antenna 100, a plurality of spin elements 200, a plurality of current generators 300, and a plurality of magnetic fields are generated. And a portion 400 and a plurality of envelope detectors 500.

상기 안테나(100)는 공중파로 전달된 변조 신호를 수신할 수 있는데, 여기서, 상기 변조 신호는 주파수 위상 변조(frequency shift keying, 이하, FSK라 한다)되어 송신되는 신호일 수 있다.
The antenna 100 may receive a modulated signal transmitted through airwaves, where the modulated signal may be a signal transmitted by being frequency shift keyed (hereinafter referred to as FSK).

상기 스핀 소자(200)는 상기 안테나(100)에서 수신된 변조 신호 중 특정 주파수의 변조 신호만 입력받아 상기 변조 신호의 특정 주파수와 동조된 위상 동조 신호를 각각 출력할 수 있다.The spin element 200 may receive only a modulation signal of a specific frequency among the modulation signals received from the antenna 100 and output a phase tuning signal tuned to a specific frequency of the modulation signal.

즉, 상기 스핀 소자(200)는 STO의 위상 동조 특성을 이용하여 상기 위상 동조 신호를 출력할 수 있는데, 예를 들어, 상기 스핀 소자는 f1, f2의 2개의 주파수로 FSK 변조된 신호를 입력받는 경우 상기 변조 신호를 2차 하모닉 신호로 인식하여 주파수가 f1/2, f2/2인 위상 동조 신호를 출력할 수 있다.That is, the spin device 200 may output the phase tuning signal by using the phase tuning characteristic of the STO. For example, the spin device may output a signal FSK-modulated at two frequencies f 1 and f 2 . when receiving a frequency by recognizing the modulation signal into a second harmonic signal to output f 1/2, f 2/ 2 in the phase sync signal.

구체적으로, 상기 위상 동조 특성을 이용하여 공중파로 전달되는 f1신호에 동조되도록 한 STO 1에 f1신호를 입력하고, 상기 f2신호에 동조되도록 한 STO 2에 f2신호를 입력하는 경우, 각각의 2개의 경로에서 상기 STO 1은 f1/2를 출력하고, 상기 STO 2는 f2/2를 출력하여 반으로 분배된 고정된 주파수 신호를 얻을 수 있다.Specifically, when the f 1 signal is input to STO 1 that is tuned to the f 1 signal transmitted over the air using the phase tuning characteristic, and the f 2 signal is input to STO 2 that is tuned to the f 2 signal, the STO 1 in each of the two paths of the outputs f 1/2, and the STO 2 outputs a f 2/2, it is possible to obtain a fixed-frequency signal distributed by half.

즉, 전류 1과 자기장 1에 의해서 STO 1이 f1신호에 위상 동조되도록 하면 상기 f1신호에만 상기 STO 1이 반응하여 STO 1의 출력 신호로써 f1/2를 출력하고, 같은 원리로 전류 2와 자기장 2에 의해서 STO 2가 f2신호에 위상 동조되도록 하면 상기 f2신호에만 상기 STO 2가 반응하여 STO 2의 출력 신호로써 f1/2를 출력할 수 있다. 이와 같이, 공중파로 전달된 FSK 변조된 신호를 복수개의 STO를 사용하여 무선 공중파 신호에 전달되고 있는 원 신호를 복조할 수 있다.
That is, current 1 and the magnetic field when the STO 1 by 1 so that the phase tuning to f 1 signal, the f 1 signal only to the STO 1 The reaction and outputs a f 1/2 as an output signal of the STO 1, the current on the same principle 2 and when the STO 2 by the magnetic field so that the second phase tuned to f 2 signal, the STO 2 is the reaction f 2 signal only may output a f 1/2 as an output signal of the STO 2. In this way, the FSK modulated signal transmitted over the airwaves can be demodulated using the plurality of STOs to transmit the original signal transmitted to the wireless airwaves signal.

한편, 여기서는 2개의 주파수로 변조된 공중파 신호, 즉, 1-level FSK 변조된 신호를 복조하기 위해 2개의 STO를 어레이화하여 사용하는 방법에 대해 설명하였지만, m-level 지수를 갖는 FSK 변조인 경우에는 2m 개수 만큼 또는 그 이상의 STO를 어레이화하여 m-level 복조 장치를 구현할 수 있고, 이러한 특성을 확장하여 STO 어레이 기반의 주파수 도약(frequency hopping) 시스템에 적합한 복조장치의 설계도 가능하다.
On the other hand, here, a method of arraying two STOs to demodulate a two-frequency modulated airwave signal, that is, a 1-level FSK modulated signal, has been described, but in the case of FSK modulation having an m-level index The m-level demodulation device can be implemented by arraying as many as 2 m or more STOs, and by extending these characteristics, it is possible to design a demodulation device suitable for an STO array-based frequency hopping system.

상기 전류 발생부(300)는 상기 복수개의 스핀 소자(200)에 특정 전류를 각각 인가하여 상기 스핀 소자(200)가 상기 위상 동조 신호를 출력하도록 상기 스핀 소자(200)에 위상 동조 특성을 부여할 수 있다.The current generator 300 may apply a specific current to the plurality of spin elements 200 to impart phase tuning characteristics to the spin element 200 so that the spin element 200 outputs the phase tuning signal. Can be.

구체적으로, 전류 발생부 1은 상기 STO 1이 f1신호에 위상 동조되도록 특정 전류인 전류 1을 인가할 수 있고, 전류 발생부 2는 상기 STO 2가 f2신호에 위상 동조되도록 특정 전류인 전류 2를 인가할 수 있는데, 여기서, 상기 전류 발생부 1 및 전류 발생부 2는 정전류 회로로 이루어지거나, 정전압 회로로 이루어짐으로서 상기 STO 1 및 STO 2에 각각 특정 전류를 인가할 수 있다.
Specifically, the current generator 1 may apply a current 1 that is a specific current so that the STO 1 is phase tuned to the f 1 signal, and the current generator 2 is a current that is a specific current so that the STO 2 is phase tuned to the f 2 signal. 2 may be applied, wherein the current generator 1 and the current generator 2 may be formed of a constant current circuit or a constant voltage circuit to apply a specific current to the STO 1 and the STO 2, respectively.

상기 자기장 발생부(400)는 상기 복수개의 스핀 소자(200)에 자기장을 각각 인가하여 상기 스핀 소자(200)에 위상 동조 특성을 부여할 수 있다.The magnetic field generator 400 may apply a magnetic field to the plurality of spin elements 200 to impart phase tuning characteristics to the spin elements 200.

구체적으로, 자기장 발생부 1은 상기 STO 1이 f1신호에 위상 동조되도록 유효한 자기장인 자기장 1를 인가할 수 있고, 자기장 발생부 2는 상기 STO 2가 f2신호에 위상 동조되도록 유효한 자기장인 자기장 2를 인가할 수 있다.
Specifically, the magnetic field generator 1 may apply a magnetic field 1 which is a valid magnetic field such that the STO 1 is phase tuned to the f 1 signal, and the magnetic field generator 2 is a magnetic field that is effective to allow the STO 2 to phase tune the f 2 signal. 2 can be applied.

상기 포락선 검파기(500)는 상기 위상동조 신호를 각각 복조하여 반송파에 실린 정보를 복원할 수 있다.
The envelope detector 500 may demodulate each of the phase-tuned signals to restore information on the carrier.

한편, 본 발명의 제 2실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치는 저잡음 증폭기(600) 및 복수개의 가변 증폭기(700) 및 복수개의 자기장 감지부(800)를 더 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 저잡음 증폭기(600)는 상기 안테나(100)의 후단에 설치되어 상기 변조 신호를 증폭시킬 수 있고, 상기 가변 증폭기(700)는 상기 스핀 소자(200)의 후단에 각각 설치되어 상기 위상 동조 신호를 증폭시킬 수 있으며, 상기 자기장 감지부(800)는 상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 제어할 수 있는 상기 자기장 발생부(400)에서 인가된 자기장을 각각 감지할 수 있다.
Meanwhile, the demodulation device using the spin element according to the second embodiment of the present invention may further include a low noise amplifier 600, a plurality of variable amplifiers 700, and a plurality of magnetic field detectors 800. The low noise amplifier 600 may be installed at the rear end of the antenna 100 to amplify the modulated signal, and the variable amplifier 700 may be installed at the rear end of the spin element 200 to amplify the phase tuning signal. The magnetic field detector 800 may detect magnetic fields applied by the magnetic field generator 400 capable of controlling a frequency change of the phase tuning signal.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치에 따르면, 상기 안테나(100)를 통해 수신한 FSK 변조된 f1, f2의 공중파 신호를 원거리를 지원할 필요에 따라 상기 저잡음 증폭기(600)를 활용하여 충분한 레벨로 증폭한 후 STO 1에는 증폭된 f1신호를, STO 2에는 증폭된 f2신호를 각각 입력하고, 상기 STO 1, STO 2가 상기 안테나(100)로부터 입력된 f1, f2주파수를 2차 하모닉 신호로 인식하면서 위상 동조 특성을 갖도록 특정 전류(상기 STO 1에는 전류 1, 상기 STO 2에는 전류 2) 및 유효한 자기장(상기 STO 1에는 자기장 1, 상기 STO 2에는 자기장 2)을 상기 STO 1 및 STO 2에 각각 세팅하면, 상기 STO 1은 상기 안테나(100)를 통해서 입력받은 f1주파수에 동조되어 f1/2 주파수에 고정된 신호를 출력하게 되고, 상기 STO 2는 f2주파수에 동조되어 f2/2 주파수에 고정된 신호를 출력하게 된다. 이처럼, 반으로 분배된 고정된 주파수 신호는 필요에 따라 상기 가변 증폭기(700)에 입력되어 증폭되고 최종적으로, 상기 포락선 검파기(500)에 의해서 무선 신호에 실린 정보를 획득할 수 있게 된다.
As described above, according to the demodulation device using the spin element according to the second embodiment of the present invention, the FSK modulated f 1 , f 2 received through the antenna 100 as needed to support the long-distance airwave signal After amplifying to a sufficient level using the low noise amplifier 600, the amplified f 1 signal is input to STO 1 and the amplified f 2 signal is input to STO 2, respectively, and the STO 1 and STO 2 are the antenna 100. Recognizing the frequencies f 1 and f 2 input from the second harmonic signal, a specific current (current 1 for STO 1, current 2 for STO 2) and a valid magnetic field (magnetic field 1 for STO 1) When the magnetic field 2) is set to the STO 1 and the STO 2 in the STO 2, the STO 1 is tuned to the frequency f 1 received through the antenna 100 to output a signal fixed at the frequency f 1/2 . And the STO 2 is tuned to the frequency f 2 so that A signal fixed to the 2/2 frequency is output. As such, the fixed frequency signal divided in half is input to the variable amplifier 700 and amplified as necessary, and finally, the information contained in the wireless signal can be obtained by the envelope detector 500.

이상과 같이 본 발명에 따른 스핀 소자를 이용한 복조 장치를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating a demodulation device using a spin element according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, but within the technical scope of the present invention Of course, various modifications may be made by those skilled in the art.

10:RF 스위치 20:mixer
30:대역 필터 40:VOC
50:PLL
100:안테나 200:스핀 소자
300:전류 발생부 400:자기장 발생부
500:포락선 검파기 600:저잡음 증폭기
700:가변 증폭기 800:자기장 감지부10: RF switch 20: mixer
30: Band filter 40: VOC
50: PLL
100: antenna 200: spin element
300: current generator 400: magnetic field generator
500: envelope detector 600: low noise amplifier
700: variable amplifier 800: magnetic field detector

Claims (13)

안테나에서 수신된 변조 신호를 입력받아 상기 변조 신호의 주파수와 동조된 위상 동조 신호를 출력하는 스핀 소자;
상기 스핀 소자에 특정 전류를 인가하여 상기 스핀 소자가 상기 위상 동조 신호를 출력하도록 상기 스핀 소자에 위상 동조 특성을 부여하는 전류 발생부;
상기 스핀 소자에 자기장을 인가하여 상기 스핀 소자에 상기 위상 동조 특성을 부여하는 자기장 발생부;
상기 스핀 소자의 후단에 설치되어 상기 위상 동조 신호를 증폭시키는 가변 증폭기; 및
상기 위상동조 신호를 복조하여 반송파에 실린 정보를 복원하는 포락선 검파기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
A spin element receiving a modulated signal received from an antenna and outputting a phase tuned signal tuned to a frequency of the modulated signal;
A current generator for applying a specific current to the spin element to impart phase tuning characteristics to the spin element such that the spin element outputs the phase tuning signal;
A magnetic field generator for applying a magnetic field to the spin element to impart the phase tuning characteristic to the spin element;
A variable amplifier provided at a rear end of the spin element to amplify the phase tuning signal; And
An envelope detector for demodulating the phase-tuned signal to restore information on a carrier;
Demodulation device using a spin element, characterized in that it comprises a.
제 1항에 있어서,
상기 안테나의 후단에 설치되어 상기 변조 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
And a low noise amplifier installed at a rear end of the antenna to amplify the modulated signal.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 변조 신호는 진폭 위상 변조(amplitude shift keying,ASK) 신호인 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
And the modulated signal is an amplitude shift keying (ASK) signal.
제 1항에 있어서,
상기 스핀 소자는 주파수가 f0인 변조 신호를 입력받는 경우 상기 변조 신호를 2차 하모닉 신호로 인식하여 주파수가 f0/2인 위상 동조 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
The spin device is a demodulation apparatus using a spin device, it characterized in that a frequency when receiving the f 0 of the modulated signal recognizes the modulated signal to the second harmonic signal in the frequency output f 0/2, the phase sync signal.
제 1항에 있어서,
상기 전류 발생부는 정전류 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
And a current generator is formed of a constant current circuit.
제 1항에 있어서,
상기 전류 발생부는 정전압 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
And the current generator comprises a constant voltage circuit.
제 1항에 있어서,
상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 제어할 수 있는 상기 자기장 발생부에서 인가된 자기장을 감지하는 자기장 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
And a magnetic field sensing unit for sensing a magnetic field applied by the magnetic field generating unit capable of controlling a frequency change of the phase tuning signal.
제 1항에 있어서,
상기 자기장 발생부가 하드디스크 미디어인 경우,
상기 스핀 소자는 상기 위상 동조 신호의 주파수 변화를 이용하여 상기 하드디스크 미디어의 자기 패턴을 감지하는 하드디스크 헤드인 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
When the magnetic field generating unit is a hard disk media,
And the spin element is a hard disk head which senses a magnetic pattern of the hard disk media by using a frequency change of the phase tuning signal.
제 1항에 있어서,
상기 스핀 소자는 복수개가 배열되어 상기 안테나에서 수신된 변조 신호 중 특정 주파수의 변조 신호만 입력받아 상기 변조 신호의 특정 주파수와 동조된 위상 동조 신호를 각각 출력하는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 1,
A plurality of spin elements are arranged so that only a modulated signal of a specific frequency is input from among the modulated signals received by the antenna, and output a phase tuning signal tuned to a specific frequency of the modulated signal, respectively. .
제 10항에 있어서,
상기 포락선 검파기는 복수개가 배열되어 각각의 위상동조 신호를 복조하여 반송파에 실린 정보를 복원하는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
The method of claim 10,
And a plurality of envelope detectors are arranged to demodulate each phase tuning signal to restore information carried on a carrier wave.
제 11항에 있어서,
상기 안테나의 후단에 설치되어 상기 변조 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기를 더 포함하고,
상기 가변 증폭기는 복수개가 배열되어 각각의 위상동조 신호를 증폭시키는 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.
12. The method of claim 11,
A low noise amplifier installed at a rear end of the antenna to amplify the modulated signal;
And a plurality of the variable amplifiers are arranged to amplify each phase tuning signal.
제 10항에 있어서,
상기 변조 신호는 주파수 위상 변조(frequency shift keying,FSK) 신호인 것을 특징으로 하는 스핀 소자를 이용한 복조 장치.The method of claim 10,
And said modulated signal is a frequency shift keying (FSK) signal.
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