KR101894833B1 - 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템 - Google Patents

주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템 Download PDF

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    • H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop

Abstract

본 실시예들은 주파수 합성 장치의 복수의 출력 포트 및 주파수 계측 장치의 복수의 입력 포트 간에 신호 경로를 선택적으로 연결함으로써, 신호를 측정할 때 소요시간을 단축할 수 있으며, 주파수 합성 장치 내부에 구현된 제1 출력 보상 회로 및 제2 출력 보상 회로가 온도를 측정하여 가변 감쇄값을 각각 보정하고 보정된 가변 감쇄값을 룩업 테이블로 저장하여 사용함으로써, 다양한 온도 환경에서 추가적인 보정 없이 일정한 출력 레벨을 얻을 수 있는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템을 제공한다.

Description

주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템 {Performance Testing System for Frequency Synthesis Apparatus}
본 실시예가 속하는 기술 분야는 주파수 합성 장치의 성능을 시험하는 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
레이더에 사용되는 주파수 합성 장치는 다양한 주파수를 합성하고 광대역의 주파수 신호를 일정 주파수 단위로 개별 주파수들을 출력한다. 주파수 합성 장치의 성능을 시험하는 시스템은 주파수 합성 장치의 주요 성능 규격인 출력 주파수, 불요파, 고조파, 출력 레벨, 평탄도, 채널 간격, 및 위상 잡음 등의 신호를 측정하여 평가한다.
다양한 주파수 성분에 대한 복수의 출력 포트에 대해 기존의 성능 시험 방식은 복수의 계측기마다 수동으로 케이블을 변경해가며 주파수 신호를 측정하였다. 기존의 방식은 일일이 케이블을 변경하는 과정에서 과도한 측정 시간이 소요되는 문제가 있으며, 측정자가 시험을 수행하면서 읽음 오차 및 측정 오차가 발생하는 문제가 있다.
군용 레이더에 사용되는 주파수 합성 장치는 다양한 온도 범위에서 안정적으로 주파수 신호를 출력할 필요가 있다. 주파수 성분에 대한 출력 포트에 대해 성능 시험시 온도에 따라 출력 레벨에서 편차가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 주파수 합성 장치의 성능을 시험하는 과정에서 발생하는 시간 지연 및 온도에 따른 출력 레벨의 편차를 보정하기 위한 방안이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예들은 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서 주파수 합성 장치의 복수의 출력 포트 및 주파수합성장치의 성능을 측정하기 위한 계측 장치의 복수의 입력 포트 간에 신호 경로를 선택적으로 연결함으로써, 신호를 측정할 때 소요시간을 단축하고, 작업자의 숙련도에 따라 발생하는 오류를 개선하고, 주파수 합성 장치 내부에 구현된 각 카드의 출력 레벨의 고장에 대한 기준 레벨을 보정하는 데 발명의 주된 목적이 있다.
본 발명의 실시예들은 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서 주파수 합성 장치 내부에 구현된 제1 출력 보상 회로 및 제2 출력 보상 회로가 온도를 측정하여 가변 감쇄값을 각각 보정하고 보정된 가변 감쇄값을 룩업 테이블로 저장하여 사용함으로써, 다양한 온도 환경에서 추가적인 보정 없이 일정한 출력 레벨을 얻는 데 발명의 다른 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 주파수 합성 장치의 성능을 시험하는 시스템에 있어서, 복수의 출력 포트를 갖고, 상기 복수의 출력 포트를 통해 적어도 하나의 주파수 신호를 출력하는 주파수 합성 장치, 상기 주파수 합성 장치에 연결되며, 상기 주파수 합성 장치가 합성할 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 송신하고 응답 신호를 수신하는 주파수 시험 장치, 복수의 입력 포트를 갖고, 상기 복수의 입력 포트를 통해 상기 주파수 합성 장치가 출력한 주파수 신호의 성능을 측정하는 주파수 계측 장치, 및 상기 주파수 시험 장치 및 상기 신호 경로 연결 장치에 각각 연결되어, 상기 주파수 시험 장치 및 상기 신호 경로 연결 장치로 제어 명령을 송신하는 사용자 단말을 포함하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 주파수 합성 장치의 성능을 시험하는 시스템에 있어서, 복수의 출력 포트를 갖고, 상기 복수의 출력 포트를 통해 적어도 하나의 주파수 신호를 출력하는 주파수 합성 장치, 상기 주파수 합성 장치에 연결되며, 상기 주파수 합성 장치가 합성할 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 송신하고 응답 신호를 수신하는 주파수 시험 장치, 복수의 입력 포트를 갖고, 상기 복수의 입력 포트를 통해 상기 주파수 합성 장치가 출력한 주파수 신호의 성능을 측정하는 주파수 계측 장치, 상기 주파수 합성 장치의 상기 복수의 출력 포트 및 상기 주파수 계측 장치의 상기 복수의 입력 포트 간에 연결하는 신호 경로를 선택하는 신호 경로 연결 장치, 및 상기 주파수 시험 장치, 상기 주파수 계측 장치, 및 상기 신호 경로 연결 장치에 각각 연결되어, 상기 주파수 시험 장치, 상기 주파수 계측 장치, 및 상기 신호 경로 연결 장치로 제어 명령을 송신하는 사용자 단말을 포함하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서 주파수 합성 장치의 복수의 출력 포트 및 주파수 계측 장치의 복수의 입력 포트 간에 신호 경로를 선택적으로 연결함으로써, 신호를 측정할 때 소요시간을 단축하고, 작업자의 숙련도에 따라 발생하는 오류를 개선하고, 주파수 합성 장치 내부에 구현된 각 카드의 출력 레벨의 고장에 대한 기준 레벨을 보정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서 주파수 합성 장치 내부에 구현된 제1 출력 보상 회로 및 제2 출력 보상 회로가 온도를 측정하여 가변 감쇄값을 각각 보정하고 보정된 가변 감쇄값을 룩업 테이블로 저장하여 사용함으로써, 다양한 온도 환경에서 추가적인 보정 없이 일정한 출력 레벨을 얻을 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템을 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 시험 장치를 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치를 예시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치에 포함된 제1 출력 보상회로를 예시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치에 포함된 제1 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치에 포함된 제1 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치에 포함된 제2 출력 보상회로를 예시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치에 포함된 제2 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 표이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치에 포함된 제2 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 신호 경로 연결 장치를 예시한 블록도이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템을 예시한 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템(10)은 사용자 단말(100), 주파수 시험 장치(200), 주파수 합성 장치(300), 및 주파수 계측 장치(500)를 포함한다. 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템(10)은 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템(10)은 신호 경로 연결 장치(400)를 추가로 포함할 수 있다.
주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템(10)은 주파수 합성 장치의 주요 성능 규격인 출력 주파수, 불요파, 고조파, 출력 레벨, 평탄도, 채널 간격, 및 위상 잡음 등의 신호를 측정하여 평가한다.
주파수 합성 장치의 출력 주파수가 다수이면, 각각의 출력 포트의 성능을 측정하기 위해 작업자가 계측기에 연결된 케이블을 수동으로 옮겨가며 측정을 반복해야 하는 문제가 있다. 예컨대, 출력 주파수가 100 개이고 측정 항목이 7 개이면, 총 700 번의 측정이 필요하다.
한편, 군용 레이더에 사용되는 주파수 합성 장치는 다양한 온도 범위에서 안정적으로 주파수 신호를 출력해야 하는데, 출력 포트에 대해 성능 시험 시 온도에 따라 출력 레벨에서 편차가 발생하고, 실제 사용 환경에서 곧바로 사용하기 위한 방안이 필요하다.
사용자 단말(100)은 주파수 시험 장치(200), 주파수 합성 장치(300), 신호 경로 연결 장치(400) 및 주파수 계측 장치(500)와 통신하며, 제어 명령을 송신한다. 사용자 단말(100)은 주파수 시험 장치(200), 주파수 합성 장치(300), 신호 경로 연결 장치(400), 및 주파수 계측 장치(500)와 RS-422 또는 RS-232 등의 통신방식으로 통신할 수 있다. 사용자 단말(100)은 주파수 계측 장치(500)의 측정 결과를 수신하여 사용자에게 제공한다. 사용자 단말(100)은 GPIB to USB 케이블을 통해 주파수 계측 장치(500)로부터 수신한 측정 결과를 기 설정된 파일로 저장하거나, 측정 결과를 프린터에 연결하여 출력할 수 있다.
주파수 시험 장치(200)는 주파수 합성 장치(300)에 연결되며, 주파수 합성 장치(300)가 합성할 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 송신하고 응답 신호를 수신한다. 주파수 시험 장치(200)는 주파수 제어 신호를 TTL(Transistor-Transistor Logic) 레벨에서 시리얼 통신으로 전송할 수 있다. 주파수 시험 장치(200)는 주파수 합성 장치(300)로부터 TTL 레벨에서 체크 비트를 수신할 수 있다.
주파수 합성 장치(300)는 복수의 출력 포트를 갖고, 복수의 출력 포트를 통해 적어도 하나의 주파수 신호를 출력한다. 예컨대, 주파수 합성 장치(300)는 송신 주파수 신호(GHz 단위), 주파수 합성용 국부 주파수 신호(GHz 단위), 기준 주파수 신호(MHz 단위), 및 기준 클럭 주파수 신호(MHz 단위)를 출력할 수 있다.
신호 경로 연결 장치(400)는 주파수 합성 장치(300)의 상기 복수의 출력 포트 및 주파수 계측 장치(500)의 복수의 입력 포트 간에 연결하는 신호 경로를 선택한다.
주파수 계측 장치(500)는 복수의 입력 포트를 갖고, 복수의 입력 포트를 통해 주파수 합성 장치(300)가 출력한 주파수 신호의 성능을 측정한다. 주파수 계측 장치(500)는 주파수 합성 장치(300)에서 온도의 변화 및 주파수 코드의 변화에 따른 주파수 합성 장치(300)의 출력 레벨을 측정한다.
온도 시험 챔버(20)는 저온 영역부터 고온 영역까지 다양한 온도 환경을 제공한다. 예컨대, 온도 시험 챔버(20)는 -30도부터 70도까지의 온도를 설정할 수 있다. 주파수 합성 장치(300)를 온도 시험 챔버(20) 내에 위치시키고, 주파수 합성 장치(300)의 주파수 신호의 출력 레벨을 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 시험 장치를 예시한 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 주파수 시험 장치(200)는 통신 드라이버(210), 제어부(220), 신호 변환부(230), 버퍼(240) 및 표시부(250)를 포함한다. 주파수 시험 장치(200)는 전원 공급 장치를 포함하며, SMPS(Switched Mode Power Supply) 방식으로 정전압을 공급할 수 있다.
통신 드라이버(210)는 사용자 단말(100)과 통신을 수행하며, RS-232 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 제어부(220)는 통신 드라이버(210), 신호 변환부(230) 및 표시부(250)에 연결되어, 연산 및 제어를 수행한다. 신호 변환부(230)는 제어부(220)의 제어 명령 신호를 로직 신호 및 아날로그 TTL 신호로 변환하며, CPLD(Complex Programmable Logic Device)로 구현될 수 있다. 버퍼(240)는 로직 신호 및 아날로그 TTL 신호를 버퍼링하며, 주파수 합성 장치(300)로 주파수 제어 명령을 전송한다. 표시부(250)는 설정된 주파수 신호를 표시한다. 표시부(250)는 LED 등으로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 주파수 합성 장치를 예시한 블록도이다.
주파수 합성 장치(300)는 전원공급장치로부터 전원을 인가받고, 주파수 시험 장치(200)로부터 주파수 제어 신호를 수신한다. 중앙 제어부(310)가 주파수 합성 장치(300)의 내부에 포함된 주파수 분배기 및 주파수 합성 장치(300)의 출력단에서 각각 측정된 온도 및 출력 주파수 신호를 수신한다. 중앙 제어부(310)는 주파수를 제어한 후 결과 명령을 체크 비트 신호로 주파수 합성 장치(300)로 전송한다. 주파수 분배기는 제2 대역 합성 모듈의 내부에 구현될 수 있다.
중앙 제어부는 주파수 합성 장치(300)의 내부에 포함된 제1 출력 보상 회로 및 제2 출력 보상 회로에 전달되는 신호의 경로를 변경시킨다.
주파수 코드 발생부(320)는 제1 출력 보상 회로(330) 및 제2 출력 보상 회로(340)로 주파수 코드를 송신한다. 주파수 코드는 복수의 주파수에 대한 식별 정보를 의미한다.
제1 출력 보상 회로(330)는 주파수 분배기에 입력할 신호 레벨을 제1 신호 영역 내에서 조절한다. 제1 신호 영역은 마이너스 dBm 영역으로 설정될 수 있다. 예컨대, -X1 dBm 내지 -X2 dBm 영역으로 설정될 수 있다.
제2 출력 보상 회로(340)는 주파수 합성 장치의 출력단의 신호 레벨을 제2 신호 영역 내에서 조절한다. 제2 신호 영역은 플러스 dBm 영역으로 설정될 수 있다. 예컨대, X3 dBm 내지 X4 dBm 영역으로 설정될 수 있다. 한편, 제2 출력 보상 회로(340)는 주파수 합성 장치의 고속 주파수 합성이 필요한 경우에는, 온도에 따른 출력 보정을 거치지 않고 신호 지연을 제거하기 위한 배선 구조가 필요하다.
출력보상 회로(330, 340)는 신호 경로를 절체하는 제1 스위치, 제어 신호에 의해서 감쇄값을 가변하는 가변 감쇄기, 신호를 증폭하는 증폭부, 신호의 일부를 추출하고 저손실로 신호를 전달하는 방향성 결합기, 로직 신호를 출력하는 로직 출력부, 데이터를 저장하는 데이터 저장부, 온도를 감지하는 온도 센서, 주파수 신호를 아날로그 신호로 변환하는 검출기, 신호를 비교하는 비교부, 로직 제어 신호를 발생하는 로직 발생부 등을 포함할 수 있다.
도 4는 주파수 합성 장치에 포함된 제1 출력 보상회로를 예시한 블록도이고, 도 5는 제1 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 표이고, 도 6은 제1 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 그래프이다.
주파수 합성 장치의 출력 신호는 주파수 및 온도 변화에 따라 출력이 변동되는 문제가 있다. 직접 합성 방식의 주파수 합성 장치는 내부에 주파수 분배기(Frequency Divider)를 갖는다. 주파수 분배기는 특정 영역 이하의 신호가 인가되면 출력 불요파가 발생하며, 온도에 따라 출력 신호가 불안정하게 되는 문제가 있다.
이를 개선하기 위해 제1 출력 보상 회로(330)는 온도 센서, 제1 스위치, 및 가변 감쇄기를 갖는다. 온도 센서는 주파수 합성 장치의 내부에 포함된 주파수 분배기에 부착된다. 제1 스위치는 고속 주파수 합성을 위해 제1 출력 보상 회로의 출력단으로 직접 신호를 전달한다. 제1 스위치는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치로 구현될 수 있다. 가변 감쇄기는 이득을 조절하여 제1 출력 보상 회로의 출력 레벨을 조절한다.
중앙제어부(310)는 제1 출력 보상 회로에서 측정된 온도마다 제1 출력 보상 회로의 출력 레벨의 목표값에서 제1 출력 보상 회로의 출력 레벨의 측정값을 감산하고, 감산한 값에 제1 출력 보상 회로의 가변감쇄기의 초기 설정값에 가산한 값을 제1 출력 보상 회로의 가변감쇄기의 실제 감쇄값으로 설정한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 보상 전 주파수 합성 장치의 출력이 -17 dBm ~ -3 dBm으로 온도 변화에 따라 14 dB 변동이 있으나, 보상 후 주파수 합성 장치의 출력이 -7 dBm으로 온도 변화에 상관없이 일정하게 제어됨을 파악할 수 있다.
주파수 시험 장치는 설정된 제1 출력 보상 회로의 가변감쇄기의 실제 감쇄값을 주파수 코드 별로 온도에 따라 매칭하여 룩업 테이블을 생성하고, 생성한 룩업 테이블을 중앙제어부에 저장한다. 주파수 합성 장치는 중앙제어부에 저장된 룩업 테이블을 참조하여, 다양한 온도 환경에서 추가적인 보정 없이 일정한 출력 레벨을 얻을 수 있다.
도 7은 주파수 합성 장치에 포함된 제2 출력 보상회로를 예시한 블록도이고, 도 8은 제2 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 표이고, 도 9는 제2 출력 보상회로의 출력 레벨을 예시한 그래프이다.
주파수 합성 장치의 출력 신호는 주파수 및 온도 변화에 따라 출력이 변동되는 문제가 있다. 온도에 따라 출력 신호가 불안정하게 되는 문제가 있다. 한편, 주파수 합성 장치의 고속 주파수 합성이 필요한 경우에는, 온도에 따른 출력 보정을 거치지 않고 신호 지연을 제거하기 위한 배선 구조가 필요하다.
이를 개선하기 위해 제2 출력 보상 회로는 온도 센서, 제1 스위치, 가변 감쇄기, 제2 스위치를 갖는다. 온도 센서는 상기 주파수 합성 장치의 출력단에 부착되며, 제1 스위치는 재밍 신호에 대비한 고속 주파수 합성을 위해 상기 제2 출력 보상 회로의 출력단으로 직접 신호를 전달한다. 제1 스위치는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치로 구현될 수 있다. 가변 감쇄기는 이득을 조절하여 제2 출력 보상 회로의 출력 레벨을 조절한다. 제2 스위치는 미리 정의되지 않은 주파수 신호를 차단한다. 제2 스위치는 SPST(Single Pole Single Throw) 스위치로 구현될 수 있다.
중앙제어부(310)는 제2 출력 보상 회로에서 측정된 온도마다 제2 출력 보상 회로의 출력 레벨의 목표값에서 제2 출력 보상 회로의 출력 레벨의 측정값을 감산하고, 감산한 값을 제1 출력 보상 회로의 가변감쇄기의 초기 설정값에 가산한 값을 상기 제2 출력 보상 회로의 가변감쇄기의 실제 감쇄값으로 설정한다. 즉, 현재 상태의 원하는 출력이 정의되면, 최종 출력을 감지하여 원하는 출력 레벨과 비교하여 가변 감쇄기의 값을 로직 신호를 이용하여 목표값으로 설정한다. 목표값은 구현되는 설계에 따라 적합한 수치가 사용될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 보상 전 주파수 합성 장치의 출력이 11 dBm ~ 19 dBm으로 온도 변화에 따라 8 dB 변동이 있으나, 보상 후 주파수 합성 장치의 출력이 15 dBm으로 온도 변화에 상관없이 일정하게 제어됨을 파악할 수 있다.
주파수 시험 장치는 설정된 제1 출력 보상 회로의 가변감쇄기의 실제 감쇄값 및 설정된 제2 출력 보상 회로의 가변감쇄기의 실제 감쇄값을 상기 주파수 코드 별로 온도에 따라 매칭하여 룩업 테이블을 생성하고, 생성한 룩업 테이블을 중앙제어부에 저장한다.
주파수 시험 장치는 제1 출력 보상 회로 및 제2 출력 보상회로에서 감쇄 제어값에 대해 산출한 룩업 테이블을 참조하여, 다양한 온도 환경에서 추가적인 보정 없이 일정한 출력 레벨을 얻을 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에서의 신호 경로 연결 장치를 예시한 블록도이다.
복수의 계측기마다 수동으로 케이블을 변경해가며 주파수 신호를 측정하는 기존의 방식은 일일이 케이블을 변경하는 과정에서 과도한 측정 시간이 소요되는 문제가 있으며, 측정자가 시험을 수행하면서 읽음 오차 및 측정 오차가 발생하는 문제가 있다.
이를 개선하기 위해 신호 경로 연결 장치(400)는 주파수 합성 장치의 복수의 출력 포트 및 주파수 계측 장치의 복수의 입력 포트 간에 연결하는 신호 경로를 조합하여 선택한다. 도 10을 참조하면, 신호 경로 연결 장치(400)는 제1 스위치(411 ~ 414), 다수 경로 결합기(420), 다수 경로 분배기(430), 및 제2 스위치(441 ~ 444)를 포함한다. 신호 경로 연결 장치(400)는 도 10에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
제1 스위치(411 ~ 414)는 주파수 합성 장치의 상기 복수의 출력 포트에 연결된다. 다수 경로 결합기(420)는 복수의 제1 스위치에 연결된다. 다수 경로 분배기(430)는 다수 경로 결합기에 연결된다. 제2 스위치(441 ~ 444)는 다수 경로 분배기 및 주파수 계측 장치의 복수의 입력 포트 간에 연결된다. 제1 스위치는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치이며, 제1 경로 로직에서 상기 주파수 합성 장치의 주파수 신호를 상기 다수 경로 결합기로 전달하고, 제2 경로 로직에서 기 적용된 터미네이션 저항으로 임피던스를 매칭한다.
신호 경로 연결 장치(400)는 사용자 단말로부터 수신한 제어 명령에 따라 제1 측정 모드와 제2 측정모드로 동작할 수 있다.
제1 측정모드는 주파수 합성 장치의 복수의 출력 포트에서 하나의 출력 포트와 주파수 계측 장치의 복수의 입력 포트 중에서 하나의 입력 포트를 연결하는 모드이다. 예컨대, 하나의 제1 스위치(411)를 연결하고 하나의 제2 스위치(441)를 연결하여 신호 경로를 생성할 수 있다.
제2 측정 모드는 주파수 합성 장치의 복수의 출력 포트에서 하나의 출력 포트와 주파수 계측 장치의 복수의 입력 포트 전체를 연결하는 모드이다. 예컨대, 하나의 제1 스위치(411)를 연결하고 복수의 제2 스위치(441 ~ 444)를 연결하여 신호 경로를 생성할 수 있다.
신호 경로 연결 장치(400)는 사용자 단말(100)로부터 TTL 레벨의 명령을 수신하여 경로 제어를 수행한다. 제1 스위치 및 제2 스위치의 경로를 조합하여 최종 신호 경로를 생성한다.
신호 격리도를 증가시키기 위하여 스위치를 N개로 증가시킬 수 있으며, 스위치 개수 증가로 인한 신호 감소는 주파수 계측 장치(500)의 오프셋 또는 사용자 단말(100)의 손실값 보상으로 보정할 있다.
주파수 계측 장치(500)는 신호 경로 연결 장치(400)의 복수의 제1 스위치 및 복수의 제2 스위치에 의해 연결된 신호 경로마다 손실된 신호값을 측정한다. 사용자 단말(100)은 각각의 경로 별로 측정한 신호값을 보정한다. 따라서, 신호 경로 연결 장치(400)에서 신호 측정에 따른 경로 별 신호 손실을 주파수 계측 장치(500) 및 사용자 단말(100)에서 보정하여 정확한 주파수 신호를 측정할 수 있다.
주파수 계측 장치(500)가 사용자 단말(100)로 측정 결과를 전송하고, 기 설정된 대기 시간 이후에 다음 주파수 신호의 성능을 측정한다. 예컨대, GPIB 데이터를 1개 주파수 에 대해 3초를 기다린 후 해당 데이터를 획득하고 다음 주파수를 선택한다. 신호 경로 연결 장치(400)는 기 설정된 대기 시간 내에 신호 경로를 선택하여 연결한다.
주파수 계측 장치(500)는 복수의 계측기를 포함한다. 주파수 계측 장치(500)는 제1 계측기(510), 제2 계측기(520), 제3 계측기(530), 및 제4 계측기(540)를 포함할 있다. 예컨대, 계측기는 스펙트럼 분석기, 주파수 카운터, 및 평균전력계 중에서 적어도 하나를 포함하며, 신호 경로 연결 장치는 스펙트럼 분석기, 주파수 카운터, 및 평균전력계에 연결될 수 있다.
주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템에 포함된 구성요소들이 도 1 내지 도 4, 도 7, 도 10에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.
주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템은 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템
20: 온도 시험 챔버 100: 사용자 단말
200: 주파수 시험 장치 210: 통신 드라이버
220: 제어부 230: 신호 변환부
240: 버퍼 250: 표시부
300: 주파수 합성 장치 310: 중앙 제어부
320: 주파수 코드 발생부 330: 제1 출력 보상 회로
340: 제2 출력 보상 회로 400: 신호 경로 연결 장치
411 ~ 414: 제1 스위치 420: 다수 경로 결합기
430: 다수 경로 분배기 441 ~ 444: 제2 스위치
500: 주파수 계측 장치 510: 제1 계측기
520: 제2 계측기 530: 제3 계측기
540: 제4 계측기

Claims (14)

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  8. 주파수 합성 장치의 성능을 시험하는 시스템에 있어서,
    복수의 출력 포트를 갖고, 상기 복수의 출력 포트를 통해 적어도 하나의 주파수 신호를 출력하는 주파수 합성 장치;
    상기 주파수 합성 장치에 연결되며, 상기 주파수 합성 장치가 합성할 주파수를 설정하는 주파수 제어 신호를 송신하고 응답 신호를 수신하는 주파수 시험 장치;
    복수의 입력 포트를 갖고, 상기 복수의 입력 포트를 통해 상기 주파수 합성 장치가 출력한 주파수 신호의 성능을 측정하는 주파수 계측 장치;
    상기 주파수 합성 장치의 상기 복수의 출력 포트 및 상기 주파수 계측 장치의 상기 복수의 입력 포트 간에 연결하는 신호 경로를 선택하는 신호 경로 연결 장치; 및
    상기 주파수 시험 장치, 상기 주파수 계측 장치, 및 상기 신호 경로 연결 장치에 각각 연결되어, 상기 주파수 시험 장치, 상기 주파수 계측 장치, 및 상기 신호 경로 연결 장치로 제어 명령을 송신하는 사용자 단말을 포함하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호 경로 연결 장치는,
    상기 주파수 합성 장치의 상기 복수의 출력 포트에 연결된 복수의 제1 스위치;
    상기 복수의 제1 스위치에 연결된 다수 경로 결합기;
    상기 다수 경로 결합기에 연결된 다수 경로 분배기; 및
    상기 다수 경로 분배기 및 상기 주파수 계측 장치의 상기 복수의 입력 포트 간에 연결된 복수의 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 경로 연결 장치는,
    상기 사용자 단말로부터 수신한 제어 명령에 따라
    (i) 상기 주파수 합성 장치의 상기 복수의 출력 포트에서 하나의 출력 포트와 상기 주파수 계측 장치의 상기 복수의 입력 포트 중에서 하나의 입력 포트를 연결하는 제1 측정모드 및 (ii) 상기 주파수 합성 장치의 상기 복수의 출력 포트에서 하나의 출력 포트와 상기 주파수 계측 장치의 상기 복수의 입력 포트 전체를 연결하는 제2 측정모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 계측 장치가 상기 사용자 단말로 측정 결과를 전송하고, 기 설정된 대기 시간 이후에 다음 주파수 신호의 성능을 측정하며,
    상기 신호 경로 연결 장치는 상기 기 설정된 대기 시간 내에 상기 신호 경로를 선택하여 연결하는 것을 특징을 하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치이며, 제1 경로 로직에서 상기 주파수 합성 장치의 주파수 신호를 상기 다수 경로 결합기로 전달하고, 제2 경로 로직에서 기 적용된 터미네이션 저항으로 임피던스를 매칭하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 계측 장치는 상기 신호 경로 연결 장치의 상기 복수의 제1 스위치 및 상기 복수의 제2 스위치에 의해 연결된 신호 경로마다 손실된 신호값을 측정하고,
    상기 사용자 단말은 각각의 경로 별로 측정한 신호값을 보정하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 계측 장치는 스펙트럼 분석기, 주파수 카운터, 및 평균전력계 중에서 적어도 하나를 포함하며,
    상기 신호 경로 연결 장치는 상기 스펙트럼 분석기, 상기 주파수 카운터, 및 상기 평균전력계에 연결되는 것을 특징으로 하는 주파수 합성 장치의 성능 시험 시스템.
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