KR102092670B1 - A pulse width control circuit device with the ripple free circuit - Google Patents

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KR102092670B1
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이상국
최경식
김근목
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한국과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a pulse width modulation device with a ripple removing circuit. In particular, in a transmitter supporting constant envelope modulation, a device for pulse width modulation is configured by a digital circuit, such that a pulse width can be modulated by using two comparators, while hysteresis is applied to one comparator to remove ripple. To this end, the present invention comprises: a signal input unit in which a trigger signal is inputted; a sawtooth wave generating unit which outputs a sawtooth wave signal in accordance with the trigger signal; an inverter which receives the sawtooth wave signal to convert the same into a pulse signal of a square wave with duty, while converting the same into the pulse signal having two voltage levels by a predetermined threshold value; a low pass filter which receives the pulse signal to output a voltage proportional to a duty ratio of the pulse signal (referred as the duty ratio voltage hereinafter); and a feedback control unit which compares the duty ratio voltage to a reference voltage in order to output a bias voltage corresponding to the reference voltage, and applies the bias voltage to the voltage of the sawtooth wave signal for feedback. Therefore, according to the pulse width modulation device, the device for pulse width modulation is configured by the digital circuit in the transmitter supporting constant envelope modulation, such that a pulse width can be modulated by using the two comparators, while hysteresis is applied to one comparator to remove ripple.

Description

리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치 { A pulse width control circuit device with the ripple free circuit }A pulse width control circuit device with the ripple free circuit}

본 발명은 일정 포락선(constant envelope) 변조를 지원하는 송신기에서 펄스폭 조절을 위한 장치를 디지털 회로로 구성하되, 2개의 비교기를 이용하여 펄스폭을 조절하고, 하나의 비교기에 히스테리시스를 부여하여 리플을 제거하는, 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 관한 것이다.In the present invention, a device for adjusting the pulse width in a transmitter supporting a constant envelope modulation is composed of a digital circuit, but the pulse width is adjusted by using two comparators, and hysteresis is given to one comparator to ripple. It relates to a pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit to remove.

일반적으로, 무선 통신 시스템의 송신기에서는 일정 포락선 변조 방식으로 디지털 신호를 반송파에 변조시켜 전송한다. 예를 들어, 반송파에 이산주파수 변화를 통해 디지털 정보를 전송하는 BFSK(binary frequency shift keying) 방식이나, 반송파에 이산 위상 변화를 통해 전송하는 BPSK(binary phase shift keying) 방식 등을 사용한다. 이와 같은 일정 포락선 변조 방식의 시스템에는 펄스폭 조절 장치가 이용된다.In general, a transmitter of a wireless communication system modulates and transmits a digital signal to a carrier wave in a constant envelope modulation method. For example, a binary frequency shift keying (BFSK) method for transmitting digital information through a discrete frequency change on a carrier, or a binary phase shift keying (BPSK) method for transmitting through a discrete phase change on a carrier is used. In such a system of constant envelope modulation, a pulse width adjustment device is used.

도 1은 종래기술에 따른 아날로그 방식의 펄스폭 조절장치가 도시되고 있다.1 shows an analog type pulse width control device according to the prior art.

도 1에서 보는 바와 같이, 아날로그 방식의 펄스폭 조절장치(1)는 교류 입력신호(Vin)를 입력받아 펄스 신호를 출력하는 인버터(2), 펄스 신호의 듀티비 전압을 출력하는 LPF(low pass filter)(3), 펄스 신호의 듀티비 전압과 비교하여 피드백 신호로서 바이어스 신호를 출력하는 피드백 제어부(4)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the analog type pulse width control device 1 receives an AC input signal V in and outputs a pulse signal, an inverter 2, and an LPF (low) outputting a duty ratio voltage of the pulse signal. It consists of a pass filter (3), a feedback control section (4) for outputting a bias signal as a feedback signal compared to the duty ratio voltage of the pulse signal.

즉, 인버터(2)는 스위칭 회로로 구성되어, 교류(sinusoidal) 신호를 입력받아, 구형파(square wave)로 형성되는 펄스 신호를 출력한다.That is, the inverter 2 is composed of a switching circuit, receives an AC (sinusoidal) signal, and outputs a pulse signal formed as a square wave.

다음으로, 저역통과필터(LPF, low pass filter)(3)는 인버터(2)의 출력을 필터링하여 PWM의 듀티비에 비례하는 전압(또는 듀티비 출력전압) VG을 출력한다. 즉, 듀티비 출력전압은 듀티비의 크기를 나타낸다.Next, a low pass filter (LPF) 3 filters the output of the inverter 2 and outputs a voltage (or duty ratio output voltage) V G proportional to the duty ratio of the PWM. That is, the duty ratio output voltage represents the magnitude of the duty ratio.

다음으로, 피드백 제어부(4)는 듀티비 출력전압 VG와 기준 전압 VD를 비교기로 비교하여, 피드백 신호, 즉, 바이어스 신호를 출력한다. 기준 전압 VD은 최종 출력하고자 목적하는 듀티비(D)와 비례하는 전압이다. 비교기에서 + 단자에는 기준 전압 VD을, - 단자에는 출력전압 VG을 각각 연결한다. 따라서 듀티비 출력전압 VG 이 기준 전압 VD 보다 작으면, 바이어스 신호가 출력되어 듀티비를 증가시킨다.Next, the feedback control unit 4 compares the duty ratio output voltage V G and the reference voltage V D with a comparator, and outputs a feedback signal, that is, a bias signal. The reference voltage V D is a voltage proportional to the desired duty ratio (D) for final output. In the comparator, connect the reference voltage V D to the + terminal and the output voltage V G to the-terminal. Therefore, when the duty ratio output voltage V G is smaller than the reference voltage V D , a bias signal is output to increase the duty ratio.

따라서 피드백 제어부(4)의 피드백 바이어스 신호에 의하여, 최종 출력신호의 펄스폭은 기준 전압에 해당하는 듀티비에 의해 조절된다.Therefore, by the feedback bias signal of the feedback control unit 4, the pulse width of the final output signal is adjusted by the duty ratio corresponding to the reference voltage.

그러나 상기와 같은 아날로그 방식의 펄스폭 조절장치는 비교기를 아날로그 방식으로 사용하므로, 안정성에 문제가 될 수 있다. 즉, 잡음이나 외부 신호에 의해 출력이 불안정할 수 있다.However, since the analog type pulse width control device uses a comparator as an analog method, stability may be a problem. That is, the output may be unstable due to noise or external signals.

M. Silva-Pereira and J. Caldinhas Vaz, "A Single-Ended Modified Class-E PA With HD2 Rejection for Low-Power RF Applications," in IEEE Solid-State Circuits Letters, vol. 1, no. 1, pp. 22-25, Jan. 2018. M. Silva-Pereira and J. Caldinhas Vaz, "A Single-Ended Modified Class-E PA With HD2 Rejection for Low-Power RF Applications," in IEEE Solid-State Circuits Letters, vol. 1, no. 1, pp. 22-25, Jan. 2018.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일정 포락선(constant envelope) 변조를 지원하는 송신기에서 펄스폭 조절을 위한 장치를 디지털 회로로 구성하되, 2개의 비교기를 이용하여 펄스폭을 조절하고, 하나의 비교기에 히스테리시스를 부여하여 리플을 제거할 수 있는, 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems as described above, the apparatus for adjusting the pulse width in a transmitter supporting a constant envelope (constant envelope) modulation is composed of a digital circuit, the pulse width using two comparators It is to provide a pulse width control device having a ripple elimination circuit that can remove ripples by adjusting and applying hysteresis to one comparator.

특히, 본 발명의 목적은 피드백 바이어스 전압을 출력하기 위하여 그 크기를 카운팅하는 디지털 카운터를 구비하되, 기준전압과의 비교결과에 따라 카운트 업(up)을 하는 비교기와 카운트 다운(down)을 하는 비교기를 구비하고, 둘 중 하나의 비교기에 히스테리시스를 걸고, 2개의 비교기의 비교 신호가 동일하면 카운터를 유지(lock)시키도록 구성하는, 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치를 제공하는 것이다.Particularly, an object of the present invention is to include a digital counter for counting its size to output a feedback bias voltage, but a comparator that counts up according to a comparison result with a reference voltage and a comparator that counts down. It is to provide a pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit, configured to apply hysteresis to one of the two comparators and to hold the counter when the comparison signals of the two comparators are the same.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 관한 것으로서, 트리거 신호가 입력되는 신호 입력부; 상기 트리거 신호에 따라 톱니파 신호를 출력하는 톱니파 발생부; 상기 톱니파 신호를 입력받아 듀티를 가지는 구형파의 펄스 신호로 변환하되, 사전에 정해진 임계값에 의해 2개의 전압레벨을 갖는 펄스 신호로 변환하는 인버터; 상기 펄스 신호를 입력받아 상기 펄스 신호의 듀티비에 비례하는 전압(이하 듀티비 전압)을 출력하는 저역통과필터; 및, 상기 듀티비 전압과 기준 전압을 비교하여, 상기 기준 전압에 해당하는 바이어스 전압을 출력하고, 상기 바이어스 전압을 상기 톱니파 신호의 전압에 부가하여 피드백시키는 피드백 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit, a signal input unit to which a trigger signal is input; A sawtooth wave generator for outputting a sawtooth wave signal according to the trigger signal; An inverter which receives the sawtooth signal and converts it into a pulse signal of a square wave having a duty, and converts it into a pulse signal having two voltage levels by a predetermined threshold value; A low-pass filter that receives the pulse signal and outputs a voltage proportional to the duty ratio of the pulse signal (hereinafter, a duty ratio voltage); And a feedback control unit that compares the duty ratio voltage and the reference voltage, outputs a bias voltage corresponding to the reference voltage, and feedbacks the bias voltage by adding the bias voltage to the voltage of the sawtooth signal.

또, 본 발명은 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 있어서, 상기 톱니파 발생부는 전원을 공급하는 공급전원, 상기 트리거 신호에 의하여 상기 공급전원을 접지에 연결하거나 차단시키는 트랜지스터, 상기 공급전원에서 공급되는 전압을 충전하였다가 방전시키는 제1 콘덴서, 상기 공급전원과 상기 제1 콘덴서 사이에 형성되어 상기 인버터와 연결되는 출력단자로 구성되고, 상기 트랜지스터가 접지되면, 상기 공급전원과 상기 제1 콘덴서에 충전된 전압이 접지를 통해 방전되어, 상기 출력단자로 전압이 출력되지 않고, 상기 트랜지스터가 접지 연결을 차단하면, 상기 공급전원이 상기 제1 콘덴서와 상기 출력단자로 전압이 배분되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a pulse width control device having a ripple elimination circuit, the saw-tooth wave generator supply power, a transistor for connecting or disconnecting the supply power to ground by the trigger signal, supplied from the supply power A first capacitor that charges and discharges a voltage to be formed, and is formed between the supply power and the first capacitor and is an output terminal connected to the inverter. When the transistor is grounded, the supply power and the first capacitor When the charged voltage is discharged through the ground, the voltage is not output to the output terminal, and when the transistor blocks the ground connection, the supply power is distributed to the first capacitor and the output terminal. .

또, 본 발명은 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 있어서, 상기 인버터는 상기 톱니파 신호의 전압이 상기 임계값 보다 크면 2개의 전압레벨 중 높은 전압레벨을 출력하고, 상기 임계값 보다 작으면 2개의 전압레벨 중 낮은 전압레벨을 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit, the inverter outputs a higher voltage level of the two voltage levels when the voltage of the sawtooth signal is greater than the threshold value, 2 if the voltage is less than the threshold value It is characterized in that it outputs a lower voltage level among the voltage levels.

또, 본 발명은 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 있어서, 상기 저역통과필터는 RC 회로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that in the pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit, the low-pass filter is composed of an RC circuit.

또, 본 발명은 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 있어서, 상기 피드백 제어부는, 사전에 정해진 기준전압을 상기 튜티비 전압과 대비하여 큰 경우 카운트 업 신호를 출력하는 제1 비교기; 상기 튜티비 전압을 상기 기준전압과 대비하여 큰 경우 카운트 다운 신호를 출력하는 제2 비교기; 상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기의 신호에 의해 카운팅 값(이하 바이어스 크기)을 증가시키거나 감소시키는 카운터; 및, 상기 카운터의 바이어스 크기를 바이어스 전압으로 변환하는 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the pulse width adjustment device having a ripple cancellation circuit, the feedback control unit, a first comparator for outputting a count-up signal when the predetermined reference voltage is large compared to the TUBI voltage; A second comparator that outputs a countdown signal when the TBT ratio voltage is greater than the reference voltage; A counter that increases or decreases a counting value (hereinafter, bias size) by signals of the first comparator and the second comparator; And, it characterized in that it comprises a converter for converting the bias size of the counter to the bias voltage.

또, 본 발명은 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 있어서, 상기 피드백 제어부는, 상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기의 신호의 동일여부를 산출하는 논리 게이트를 더 포함하고, 상기 카운터는 상기 논리 게이트의 출력을 상기 카운터의 잠금 신호로 입력받고, 상기 잠금 신호에 따라 상기 카운트 업 신호나 상기 카운트 다운 신호에 우선하여 상기 카운팅 값을 유지시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the pulse width adjustment device having a ripple cancellation circuit, the feedback control unit further comprises a logic gate for calculating whether the signals of the first comparator and the second comparator are equal, and the counter is the It is characterized in that the output of the logic gate is received as a lock signal of the counter, and the counting value is maintained in preference to the count up signal or the count down signal according to the lock signal.

또, 본 발명은 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 있어서, 상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기 중 하나에 히스테리시스를 걸어주는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that a hysteresis is applied to one of the first comparator and the second comparator in a pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 의하면, 일정 포락선(constant envelope) 변조의 송신기에서 펄스폭 조절 장치를 디지털 회로로 구성함으로써, 디지털 신호에 의해 제어되어 펄스폭 조절을 보다 안정적이고 정확하게 조절할 수 있는 효과가 얻어진다.As described above, according to the pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit according to the present invention, the pulse width is controlled by a digital signal by configuring the pulse width adjustment device as a digital circuit in a transmitter of constant envelope modulation. The effect of adjusting the adjustment more stably and accurately is obtained.

또한, 본 발명에 따른 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 의하면, 출력전압을 기준전압과 대비하는 2개의 비교기 중에서 하나의 비교기에 히스테리시스를 걸어주고 2개가 모두 동일한 신호를 출력하면 피드백 제어신호를 유지시킴으로써, 기준전압에서 히스테리시스의 변동폭 만큼의 구간에서 발생되는 리플을 제거할 수 있는 효과가 얻어진다.In addition, according to the pulse width adjustment device having a ripple elimination circuit according to the present invention, if a hysteresis is applied to one of the two comparators that compares the output voltage with the reference voltage and both output the same signal, a feedback control signal is generated. By maintaining it, an effect capable of removing ripples generated in a section corresponding to the variation range of hysteresis at the reference voltage is obtained.

도 1은 종래기술에 따른 아날로그 방식의 펄스폭 조절 장치에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치에 대한 구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치의 피드백 제어부에 대한 구성도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치의 각 구간에서의 신호 그래프.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀티비 출력전압(VG)의 리플 현상을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치의 카운터에 입력되는 제어신호에 대한 그래프.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치의 듀티비 출력전압(VG)을 나타낸 그래프.
1 is a block diagram of an analog-type pulse width control device according to the prior art.
2 is a block diagram of a pulse width adjustment device according to a first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a feedback control unit of the pulse width adjustment device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a signal graph in each section of the pulse width adjustment device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the ripple phenomenon of the duty ratio output voltage V G according to the first embodiment of the present invention.
6 is a graph of a control signal input to the counter of the pulse width adjusting device according to the second embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the duty ratio output voltage V G of the pulse width adjusting device according to the second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, specific contents for carrying out the present invention will be described in accordance with the drawings.

또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.In addition, in describing this invention, the same part is attached | subjected with the same code | symbol, and the repeated description is abbreviate | omitted.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치(100)의 구성에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.First, the configuration of the pulse width adjusting device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 펄스폭 조절 장치(100)는 트리거 신호가 입력되는 신호 입력부(10), 톱니파(sawtooth wave) 신호를 발생하는 톱니파 발생부(20), 톱니파 신호를 펄스 신호로 변환하는 인버터(20), 인버터(20)의 출력을 필터링하여 듀티비 출력전압을 출력하는 저역통과필터(40), 및, 듀티비 출력전압과 기준전압을 비교하여 피드백 바이어스 전압을 출력하는 피드백 제어부(50)로 구성된다.As shown in Figure 2, the pulse width control device 100 according to an embodiment of the present invention is a signal input unit 10, a sawtooth wave generator for generating a sawtooth wave (sawtooth wave) signal, the trigger signal is input, The inverter 20 converts a sawtooth signal into a pulse signal, a low pass filter 40 that filters the output of the inverter 20 to output a duty ratio output voltage, and a feedback bias by comparing the duty ratio output voltage and a reference voltage It is composed of a feedback control unit 50 for outputting a voltage.

먼저, 신호 입력부(10)는 트리거 신호인 입력 신호를 수신한다. 입력 신호는 폭이 좁은 피크 펄스(peak pulse) 형태의 신호로 수신받는다. 특히, 입력 신호 Vin은 이진 신호로서 Vin = 1, Vin = 0로 표현될 수 있다. 즉, 피크(peak)일 때 1의 값을 피크가 아닐 때 0의 값을 갖는다.First, the signal input unit 10 receives an input signal that is a trigger signal. The input signal is received as a narrow peak pulse type signal. In particular, the input signal V in is a binary signal and can be expressed as V in = 1 and V in = 0. That is, a value of 1 when it is a peak and a value of 0 when it is not a peak.

즉, 일정 포락선 변조 방식의 송신기가 다루는 신호는 그 값이 0 또는 1인 이진 신호(Square wave)이다. 일반적인 송신기에서 Vin은 VCO(Voltage-control oscillator)에서 나온 사인파(sinusoidal) 신호를 인버터(inverter)를 통해서 이진 신호로 만들어 준다. 이때, 인버터를 거친 입력 신호의 듀티가 원하는 값이 아니므로, 듀티 조절을 통해서 바꾸어 주어야 한다. 예를 들어, VCO의 출력이 인버터를 통해 이진 신호를 만들었을 때의 듀티(Vin)가 40%이나 필요로 하는 듀티가 50%이면, 펄스폭 조절장치에 의하여, 듀티 조절하고, 원하는 듀티로 맞추어준 듀티 50%를 출력한다(Vout). 이 출력(Vout)이 파워앰프(PA)로 보내진다.That is, the signal handled by the transmitter of the constant envelope modulation method is a square wave whose value is 0 or 1. In a typical transmitter, V in converts a sinusoidal signal from a voltage-control oscillator (VCO) into a binary signal through an inverter. At this time, since the duty of the input signal that has passed through the inverter is not a desired value, it must be changed by adjusting the duty. For example, when the output of the VCO produces a binary signal through the inverter, if the duty (V in ) is 40% or the required duty is 50%, the duty is adjusted by the pulse width controller and the desired duty is achieved. Output 50% of the adjusted duty (V out ). This output (V out ) is sent to the power amplifier (PA).

다음으로, 톱니파 발생부(20)는 입력 신호(또는 트리거 신호)에 따라 톱니파(sawtooth wave) 신호를 출력하도록 구성된다.Next, the sawtooth wave generator 20 is configured to output a sawtooth wave signal according to an input signal (or trigger signal).

즉, 톱니파 발생부(20)는 전원을 공급하는 공급 전원(VS), 스위치 역할을 하는 트랜지스터(TS), 공급 전원(VS)에서 공급되는 전압을 충전하였다가 방전시키는 제1 콘덴서(C1), 및, 인버터(30)와 연결되는 출력단자(VX)로 구성된다.That is, the sawtooth wave generator 20 is a supply power supply (V S ) for supplying power, a transistor (T S ) serving as a switch, and a first capacitor for charging and discharging the voltage supplied from the supply power (V S ) ( C 1 ), and an output terminal V X connected to the inverter 30.

먼저, 트랜지스터(TS)는 컬렉터(C)에 공급 전원(VS)이 연결되고, 이미터(E)는 접지되고, 입력 신호(Vin)는 베이스(B)에 연결된다. 따라서 트랜지스터(TS)는 입력 신호(Vin)에 따라 접지를 단락시키는 스위치 역할을 수행한다.First, the transistor T S is connected to the supply power V S to the collector C, the emitter E is grounded, and the input signal V in is connected to the base B. Therefore, the transistor T S serves as a switch that shorts the ground according to the input signal V in .

또한, 제1 콘덴서(C1)는 공급 전원(VS)과 직렬로 연결되고, 그 반대측은 접지된다. 또한, 제1 콘덴서(C1)와 트랜지스터(TS)는 공급 전원(VS)에 대하여 병렬로 연결된다.Further, the first capacitor (C 1) is connected in series with the supply voltage (V S), the opposite side is grounded. In addition, the first capacitor C 1 and the transistor T S are connected in parallel to the supply power V S.

톱니파 신호의 출력 전압(Vx)의 단자는 공급 전원(VS)과 제1 콘덴서(C1) 사이에 형성된다. 즉, 출력 전압(Vx)의 단자와 제1 콘덴서(C1)는 공급 전원(VS)에 대하여 병렬로 연결된다.Terminal of the output voltage (V x) of the sawtooth signal is formed between the supply voltage (V S) and the first capacitor (C 1). That is, the terminal and the first capacitor (C 1) of the output voltage (V x), is connected in parallel with respect to the supply voltage (V S).

따라서, 입력 신호가 Vin = 1 일 때, 트랜지스터(TS)가 온(on) 되어 접지된다. 따라서 공급 전원(VS)은 접지되고, 제1 콘덴서(C1)도 접지되어 방전된다. 따라서 톱니파 발생부(20)의 출력 전압 Vx는 접지 전압이 된다. Therefore, when the input signal is V in = 1, the transistor T S is turned on and grounded. Therefore, the supply power V S is grounded, and the first capacitor C 1 is also grounded and discharged. Therefore, the output voltage V x of the sawtooth generator 20 becomes a ground voltage.

또한, 입력 신호가 Vin = 0 일 때, 트랜지스터(TS)가 오프(off) 되어, 공급 전원(VS)은 제1 콘덴서(C1)와 출력 전압(Vx)의 단자로 공급된다. 이때, 공급 전원(VS)의 일부가 제1 콘덴서(C1)에 충전되므로, 출력 전압(Vx)은 선형(linear)적으로 증가한다. 즉, 출력 전압(Vx)은 톱니파(sawtooth wave) 신호를 형성한다.In addition, when the input signal is V in = 0, the transistor T S is turned off, and the supply power V S is supplied to the terminal of the first capacitor C 1 and the output voltage V x . . At this time, since a part of the supply power V S is charged in the first capacitor C 1 , the output voltage V x increases linearly. That is, the output voltage V x forms a sawtooth wave signal.

톱니파 신호인 출력 전압(Vx)은 인버터(30)의 입력전압으로 공급된다.The output voltage V x which is a sawtooth signal is supplied to the input voltage of the inverter 30.

한편, 제2 콘덴서(C2)는 Vx 노드와 Vy노드의 DC 바이어스를 분리해주는 역할을 한다. 즉, Vy 노드에서의 전압은 톱니파 + 제어부(Control block)에서 나온 DC 바이어스(bias)의 합이다. 피 제어부(Control block)에서 생성된 DC 바이어스(bias)가 변화하면, 출력의 듀티가 변화하게 된다.Meanwhile, the second capacitor C 2 serves to separate the DC bias of the V x node and the V y node. That is, the voltage at the V y node is the sum of the sawtooth wave and the DC bias from the control block. When the DC bias generated in the control block changes, the duty of the output changes.

다음으로, 인버터(30)는 톱니파 신호를 입력받아 구형파의 펄스 신호로 변환한다. 즉, 인버터(30)는 톱니파 신호를 사전에 정해진 임계전압 또는 임계값을 이용하여, 2개의 전압 레벨을 갖는 구형파의 펄스 신호로 변환한다.Next, the inverter 30 receives a sawtooth wave signal and converts it into a square wave pulse signal. That is, the inverter 30 converts the sawtooth signal into a square-wave pulse signal having two voltage levels using a predetermined threshold voltage or threshold.

특히, 인버터(30)는 입력받은 전압이 임계 전압(VTH) 이상이면 일정한 크기의 전압(2개의 전압 레벨 중 높은 레벨의 전압)을 출력하고, 임계값 또는 임계 전압(VTH) 보다 낮으면 0(2개의 전압 레벨 중 낮은 레벨의 전압)을 출력하여, 듀티(D)를 갖는 펄스 신호(또는 펄스 출력신호)(Vout)를 출력한다.In particular, the inverter 30, if the output (voltage of the higher of the two voltage levels level) voltages if the received input voltage threshold voltage (V TH) above a certain size, and is lower than the threshold value or the threshold voltage (V TH) Outputs 0 (the voltage of the lower one of the two voltage levels), and outputs a pulse signal (or pulse output signal) V out having a duty D.

다음으로, 저역통과필터(LPF, low pass filter)(40)는 인버터(20)의 출력을 필터링하여 듀티비 출력전압(또는 펄스 신호의 실효값의 전압)을 출력한다. 즉, 펄스 출력신호의 PWM의 듀티비에 비례하는 전압(또는 듀티비 출력전압) VG을 출력한다. 즉, 듀티비 출력전압은 듀티비의 크기를 나타낸다.Next, a low pass filter (LPF) 40 filters the output of the inverter 20 to output a duty ratio output voltage (or a voltage of an effective value of a pulse signal). That is, a voltage (or duty ratio output voltage) V G proportional to the duty ratio of the PWM of the pulse output signal is output. That is, the duty ratio output voltage represents the magnitude of the duty ratio.

바람직하게는, 저역통과필터(40)는 RC 회로에 의한 필터로 구성된다.Preferably, the low-pass filter 40 is composed of a filter by an RC circuit.

다음으로, 피드백 제어부(50)는 듀티비 출력전압(VG)과 기준전압(VREF)을 비교하여 피드백 바이어스 전압(VB)을 출력한다. 피드백 바이어스 전압(VB)에 의해 인버터(30)에는 피드백된 전압(VY)이 입력된다.Next, the feedback control unit 50 compares the duty ratio output voltage V G and the reference voltage V REF to output the feedback bias voltage V B. The feedback voltage V Y is input to the inverter 30 by the feedback bias voltage V B.

도 3에서 보는 바와 같이, 피드백 제어부(50)는 카운트 업(UP) 신호를 출력하는 제1 비교기(51), 카운트 다운(UP) 신호를 출력하는 제2 비교기(52), 제1 및 제2 비교기(51,52)의 출력신호의 동일 여부를 판단하는 논리 게이트(53), 바이어스 크기를 카운팅하는 카운터(54), 및, 카운팅 값을 바이어스 전압(VB)으로 변환하는 전압 디지털-아날로그 컨버터(55)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the feedback control unit 50 includes a first comparator 51 outputting a count up signal, a second comparator 52 outputting a count down signal, and first and second outputs. Logic gate 53 for determining whether output signals of comparators 51 and 52 are equal, counter 54 for counting bias magnitude, and voltage digital-to-analog converter for converting counting values to bias voltage V B It consists of (55).

먼저, 제1 비교기(51)는 + 단자에 기준전압(VREF)이 입력되고, - 단자에 듀티비 출력전압(VG)이 입력된다. 즉, 제1 비교기(51)는 기준전압(VREF)이 듀티비 출력전압(VG) 보다 크면 1을 출력하고 그렇지 않으면 0을 출력한다. 제1 비교기(51)의 출력신호는 카운터(54)의 카운트 업(UP) 신호로 입력되어, 카운트 업 신호가 1이면 카운터(54)의 카운팅을 증가시킨다.First, in the first comparator 51, a reference voltage V REF is input to the + terminal and a duty ratio output voltage V G is input to the-terminal. That is, the first comparator 51 outputs 1 when the reference voltage V REF is greater than the duty ratio output voltage V G , and otherwise outputs 0. The output signal of the first comparator 51 is input as a count up signal of the counter 54, and if the count up signal is 1, the counting of the counter 54 is increased.

다음으로, 제2 비교기(52)는 + 단자에 듀티비 출력전압(VG)이 입력되고, - 단자에 기준전압(VREF)이 입력된다. 즉, 제2 비교기(52)는 2개의 입력신호를 제1 비교기(51)와는 반대로 입력된다. 따라서 제2 비교기(52)는 듀티비 출력전압(VG)이 기준전압(VREF) 보다 크면 1을 출력하고 그렇지 않으면 0을 출력한다. 제2 비교기(52)의 출력신호는 카운터(54)의 카운트 다운(DN) 신호로 입력되어, 카운트 다운 신호가 1이면 카운터(54)의 카운팅을 감소시킨다.Next, in the second comparator 52, the duty ratio output voltage V G is input to the + terminal, and the reference voltage V REF is input to the-terminal. That is, the second comparator 52 inputs two input signals as opposed to the first comparator 51. Therefore, the second comparator 52 outputs 1 when the duty ratio output voltage V G is greater than the reference voltage V REF and 0 otherwise. The output signal of the second comparator 52 is input to the countdown (DN) signal of the counter 54, and if the countdown signal is 1, the counting of the counter 54 is reduced.

다음으로, 논리 게이트(53)는 제1 및 제2 비교기(51,52)의 출력신호를 입력받아, 양 출력신호의 동일 여부를 판단한다. 바람직하게는, XOR 연산 논리 게이트로서 XOR 연산을 수행한다. 즉, 제1 및 제2 비교기(51,52)의 출력신호가 동일하면 0을, 상이하면 1을 출력한다. XOR 게이트(53)의 출력신호는 카운터(54)의 잠금(Lock)신호로 입력된다. 특히, 2개의 출력신호가 동일할 때 카운팅이 유지되도록 하는 잠금신호가 발생된다.Next, the logic gate 53 receives the output signals of the first and second comparators 51 and 52 and determines whether the output signals are the same. Preferably, the XOR operation is performed as an XOR operation logic gate. That is, if the output signals of the first and second comparators 51 and 52 are the same, 0 is output, and if it is different, 1 is output. The output signal of the XOR gate 53 is input as a lock signal of the counter 54. In particular, a lock signal is generated so that the counting is maintained when the two output signals are the same.

한편, 카운터(54)는 카운트 업(UP) 신호에 의해 카운팅 값(또는 바이어스 크기)을 하나씩 증가시키고, 카운트 다운(UP) 신호에 의해 카운팅 값을 하나씩 감소시킨다. 또한, 잠금(Lock) 신호가 입력되면, 카운트 업(UP) 신호 또는 카운트 다운(UP) 신호의 입력을 무시하고 현재의 카운팅 값을 유지시킨다.On the other hand, the counter 54 increments the counting value (or bias magnitude) one by one by the count up signal and decrements the counting value by one signal by the count down signal. In addition, when a lock signal is input, the input of the count up signal or the count down signal is ignored and the current counting value is maintained.

다음으로, 전압 디지털-아날로그 컨버터(VDAC, voltage digital analog converter)(55)는 카운팅값(또는 바이어스 크기)을 입력받아, 입력받은 바이어스 크기에 해당하는 바이어스 전압(VB)으로 변환한다.Next, the voltage digital-analog converter (VDAC) 55 receives a counting value (or bias magnitude) and converts it into a bias voltage V B corresponding to the received bias magnitude.

N비트 VDAC를 사용하는 경우, 출력되는 바이어스 전압(VB)은 다음과 같다.When N-bit VDAC is used, the output bias voltage (V B ) is as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112018117255464-pat00001
Figure 112018117255464-pat00001

여기서, VS 는 공급 전압이고, n은 카운팅값(또는 바이어스 크기)이다.Here, V S is a supply voltage, and n is a counting value (or bias magnitude).

피드백 제어부(50)는 위와 같은 구성에 의하여, 기준전압(VREF)에 해당하는 바이어스 전압(VB)을 출력한다.The feedback control unit 50 outputs the bias voltage V B corresponding to the reference voltage V REF by the above configuration.

듀티비 출력전압(VG)이 기준전압(VREF)보다 작으면 제1 비교기(51)의 카운팅 업 신호가 1을 출력하므로, 카운터(54)는 카운팅 값(또는 바이어스 크기)를 계속 하나씩 증가시킨다. 카운팅 값(바이어스 크기)가 증가되면 바이어스 전압(VB)이 증가한다. 피드백 전압(VY)은 원래 전압(Vx)에서 바이어스 전압(VB)만큼 바이어스 되므로, 역시 증가한다. 피드백 전압(VY)이 증가하면, 듀티비 출력전압(VG)도 증가한다.When the duty ratio output voltage V G is smaller than the reference voltage V REF , the counting-up signal of the first comparator 51 outputs 1, so the counter 54 continues to increase the counting value (or bias magnitude) one by one. Order. When the counting value (bias size) increases, the bias voltage V B increases. Since the feedback voltage V Y is biased by the bias voltage V B from the original voltage V x , it also increases. When the feedback voltage V Y increases, the duty ratio output voltage V G also increases.

이와 같은 피드백 과정을 반복하여, 듀티비 출력전압(VG)이 기준전압(VREF)보다 클 때까지 듀티비 출력전압(VG)은 지속적으로 증가한다. 즉, 듀티비 출력전압(VG)이 기준전압(VREF) 보다 클 때까지 이 피드백 과정은 반복된다.By repeating this feedback process, the duty ratio output voltage V G continuously increases until the duty ratio output voltage V G is greater than the reference voltage V REF . That is, this feedback process is repeated until the duty ratio output voltage V G is greater than the reference voltage V REF .

또한, 반대로, 듀티비 출력전압(VG)이 기준전압(VREF)보다 크면 제2 비교기(52)의 카운팅 다운 신호가 1을 출력하므로, 카운터(54)는 카운팅 값(또는 바이어스 크기)를 계속 하나씩 감소시킨다. 카운팅 값(바이어스 크기)가 감소되면 바이어스 전압(VB)이 감소하고 피드백 전압(VY)도 역시 감소한다. 피드백 전압(VY)이 감소하면, 듀티비 출력전압(VG)도 감소한다.In addition, on the contrary, when the duty ratio output voltage V G is greater than the reference voltage V REF , the counting down signal of the second comparator 52 outputs 1, so the counter 54 sets the counting value (or bias magnitude). Keep decreasing by one. When the counting value (bias size) decreases, the bias voltage V B decreases and the feedback voltage V Y also decreases. When the feedback voltage V Y decreases, the duty ratio output voltage V G also decreases.

이와 같은 피드백 과정을 반복하여, 듀티비 출력전압(VG)이 기준전압(VREF)보다 작을 때까지, 듀티비 출력전압(VG)은 지속적으로 감소한다. 즉, 듀티비 출력전압(VG)이 기준전압(VREF) 보다 작을 때까지 이 피드백 과정은 반복된다.In this repeat the feedback process, until the duty ratio of the output voltage (V G) is lower than the reference voltage (V REF), and the duty ratio output voltage (V G) is continuously reduced. That is, this feedback process is repeated until the duty ratio output voltage V G is smaller than the reference voltage V REF .

즉, 목표하는 펄스폭(또는 듀티비)에 대하여, 목표 듀티비에 해당하는 펄스신호의 실효 전압을 기준 전압(VREF)으로 설정하면, 목표하는 펄스신호를 획득할 수 있다.That is, when the effective voltage of the pulse signal corresponding to the target duty ratio is set to the reference voltage V REF for the target pulse width (or duty ratio), the target pulse signal can be obtained.

다음으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치(100)의 동작을 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the operation of the pulse width adjusting device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4a 또는 도 4b에서 보는 바와 같이, 먼저, 입력 신호(Vin)는 폭이 좁은 피크 펄스로 입력된다. 특히, 입력 신호(Vin)는 일정한 주기(Ts)로 피크 펄스가 입력된다.4A or 4B, first, the input signal V in is input as a narrow peak pulse. In particular, the peak pulse is input to the input signal V in at a constant period T s .

다음으로, 입력 신호(Vin)가 입력되면, 톱니파 발생부(30)에 의하여 톱니파(sawtooth wave) 신호(Vx)가 출력된다.Next, when the input signal V in is input, the sawtooth wave signal V x is output by the sawtooth generator 30.

즉, 입력 신호(Vin)가 1 일 때, 트랜지스터(TS)가 온(on) 되어 공급 전원(VS)은 접지되고, 제1 콘덴서(C1)도 접지되어 방전된다. 따라서 톱니파 발생부(20)의 출력 전압(Vx), 즉, 톱니파 신호(Vx)는 접지전압 0으로 출력된다.That is, when the input signal V in is 1, the transistor T S is turned on, the supply power V S is grounded, and the first capacitor C 1 is also grounded to discharge. Therefore, the output voltage V x of the sawtooth generator 20, that is, the sawtooth signal V x is output to the ground voltage 0.

그리고, 입력 신호(Vin)가 0 일 때, 트랜지스터(TS)가 오프(off) 되어, 공급 전원(VS)은 제1 콘덴서(C1)와 출력 전압(Vx)의 단자로 공급되어, 출력 전압(Vx)은 선형(linear)적으로 증가한다. 즉, 출력 전압(Vx)은 톱니파(sawtooth wave) 신호를 형성한다. 출력 전압(Vx)은 인버터(30)에 입력된다.Then, when the input signal V in is 0, the transistor T S is turned off, and the supply power V S is supplied to the terminal of the first capacitor C 1 and the output voltage V x . As a result, the output voltage V x increases linearly. That is, the output voltage V x forms a sawtooth wave signal. The output voltage V x is input to the inverter 30.

다음으로, 피드백 전압(VY)은 피드백 제어부(50)에 의한 바이어스(bias) 전압(VB)이 추가되어, 원래 전압(Vx)에서 바이어스(bias) 전압(VB) 만큼 바이어스(bias)된다.Next, the feedback voltage (V Y) is feedback control bias by (50) (bias) is added to the voltage (V B), as the bias (bias original voltage (V x) bias (bias) voltage (V B) from )do.

따라서 도 4a 또는 도 4b와 같이, 피드백 전압(VY)은 원래 전압(Vx)에 비해 바이어스(bias) 전압(VB) 만큼 바이어스(bias)된다. 따라서 피드백 전압(VY)도 톱니파(sawtooth wave) 신호를 형성한다.Therefore, as shown in FIG. 4A or 4B, the feedback voltage V Y is biased by a bias voltage V B compared to the original voltage V x . Therefore, the feedback voltage V Y also forms a sawtooth wave signal.

다음으로, 인버터(30)의 출력전압(Vout)은 인버터(30)의 임계전압(VTH)에 의해 듀티(D)를 갖는 펄스 신호로 출력된다. 즉, 피드백 전압(VY)이 임계전압(VTH) 보다 작으면 0으로 출력되고, 피드백 전압(VY)이 임계전압(VTH) 이상이면 일정한 크기의 전압으로 출력된다.Next, the output voltage V out of the inverter 30 is output as a pulse signal having a duty D by the threshold voltage V TH of the inverter 30. That is, if the feedback voltage V Y is less than the threshold voltage V TH , it is output as 0, and if the feedback voltage V Y is greater than or equal to the threshold voltage V TH , it is output as a voltage having a constant magnitude.

도 4a의 바이어스 전압(VB)은 상대적으로 높고, 도 4b의 바이어스 전압(VB)은 상대적으로 낮다. 그 결과, 도 4a의 듀티비(펄스폭)가 높고, 도 4b의 듀티비(펄스폭)가 낮음을 알 수 있다. 즉, 최종 출력신호의 펄스폭(또는 듀티비)은 바이어스 전압(VB)에 의해 비례하여 결정된다.The bias voltage V B of FIG. 4A is relatively high, and the bias voltage V B of FIG. 4B is relatively low. As a result, it can be seen that the duty ratio (pulse width) of FIG. 4A is high and the duty ratio (pulse width) of FIG. 4B is low. That is, the pulse width (or duty ratio) of the final output signal is determined proportionally by the bias voltage V B.

다음으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치(100)에서 발생되는 리플 현상에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.Next, a ripple phenomenon generated in the pulse width adjusting device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도 5에서 보는 바와 같이, 듀티비 출력전압(VG)은 기준 전압(VREF)까지 지속적으로 증가하다가, 기준 전압(VREF) 부분에서 리플이 발생된다. 즉, 기준 전압(VREF) 부근에서는 듀티비 출력전압(VG)이 약간의 변화만으로도 카운터(54)가 증가하거나 감소하고, 바이어스 전압(VB)에 의해 듀티비 출력전압(VG)이 변동하게 된다. 듀티비 출력전압(VG)과 기준 전압(VREF)이 완전히 동일한 경우는 매우 드물기 때문에, 피드백 제어부(50)는 지속적으로 바이어스 전압(VB)의 감소와 증가를 반복한다.As shown in Figure 5, the duty ratio of the output voltage (V G) is increased while continuously to the reference voltage (V REF), the ripple in the voltage reference (V REF) portion is generated. That is, in the vicinity of the reference voltage (V REF), the duty ratio output voltage (V G), the duty ratio of the output voltage (V G) by the increase in the counter 54 or decreased with little change, and the bias voltage (V B) is Will fluctuate. Since it is very rare that the duty ratio output voltage V G and the reference voltage V REF are completely the same, the feedback control unit 50 continuously decreases and increases the bias voltage V B.

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 펄스폭 조절 장치(100)의 구성에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.Next, the configuration of the pulse width adjusting device 100 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

본 발명의 제2 실시예는 앞서 설명한 제1 실시예의 구성과 동일하고, 다만, 제1 및 제2 비교기(51,52) 중에서 하나의 비교기에 히스테리시스(hyteresis)를 걸어주는 구성에서만 차이가 있다. 즉, 제1 및 제2 비교기(51,52) 중에서 하나의 비교기를 히스테리시스를 가지는 비교기로 사용한다.The second embodiment of the present invention is the same as the configuration of the first embodiment described above, but there is a difference only in the configuration in which hysteresis is applied to one of the first and second comparators 51 and 52. That is, one of the first and second comparators 51 and 52 is used as a comparator having hysteresis.

따라서 이하에서 설명되지 않는 제2 실시예의 구성은 앞서 기재된 제1 실시예의 구성을 참조한다.Therefore, the configuration of the second embodiment not described below refers to the configuration of the first embodiment described above.

또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 비교기(51)에 히스테리시스를 걸어주는 실시예로 설명한다. 그러나 제2 비교기(52)에 히스테리시스를 걸어줄 수도 있다.In addition, hereinafter, for convenience of description, it will be described as an embodiment in which hysteresis is applied to the first comparator 51. However, hysteresis may be applied to the second comparator 52.

도 6은 기준 전압(VREF)과 듀티비 출력전압(VG)의 차이값에 따른 카운터(64)에 입력되는 제어신호를 표시한 그래프이다. 즉, 도 6(a)는 제1 비교기(51)의 카운트 업(UP) 신호를 나타낸 그래프이고, 도 6(b)는 제2 비교기(52)의 카운트 다운(DN) 신호를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 6(c)는 잠금 신호를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing a control signal input to the counter 64 according to the difference between the reference voltage V REF and the duty ratio output voltage V G. That is, FIG. 6 (a) is a graph showing the count up signal of the first comparator 51, and FIG. 6 (b) is a graph showing the count down (DN) signal of the second comparator 52. 6 (c) is a graph showing a lock signal.

즉, 도 6(a)에서 보는 바와 같이, 제1 비교기(51)에 히스테리시스를 걸어주었기 때문에, 듀티비 출력전압(VG)이 감소하는 경우(즉, 기준 전압(VREF)과 듀티비 출력전압(VG)의 차이가 증가하는 경우)에는 듀티비 출력전압(VG)이 기준 전압(VREF) 보다 작더라도 카운트 업(UP) 신호가 발생되지 않는다. 도 6(a)의 빨간색 그래프 구간이 이에 해당된다.That is, as shown in FIG. 6 (a), since the hysteresis is applied to the first comparator 51, the duty ratio output voltage V G decreases (ie, the reference voltage V REF and the duty ratio output). When the difference between the voltages V G increases, the count up signal is not generated even if the duty ratio output voltage V G is smaller than the reference voltage V REF . The red graph section in FIG. 6 (a) corresponds to this.

또한, 듀티비 출력전압(VG)이 증가하는 경우에는 듀티비 출력전압(VG)이 기준 전압(VREF) 보다 크더라도 카운트 업(UP) 신호가 계속 발생된다. 도 6(b)의 파란색 그래프 구간이 이에 해당된다.In addition, when the duty ratio output voltage V G increases, the count up signal is continuously generated even if the duty ratio output voltage V G is greater than the reference voltage V REF . The blue graph section of FIG. 6 (b) corresponds to this.

그리고 도 6(b)에서 보는 바와 같이, 제2 비교기(52)는 히스테리시스를 걸어주지 않았기 때문에, 기준 전압(VREF)과 듀티비 출력전압(VG)이 일치하는 부분을 중심으로 다운(DN) 신호가 0 또는 1이 명확하게 구분되어 출력된다.And, as shown in FIG. 6 (b), since the second comparator 52 does not apply hysteresis, down (DN) is centered around a portion where the reference voltage (V REF ) and the duty ratio output voltage (V G ) coincide. ) 0 or 1 signal is clearly divided and output.

그런데 카운터(54)에 입력되는 잠금 신호(Lock)는 제1 및 제2 비교기(51,52)의 동일 여부에 의해 결정되는 신호이므로, 제1 비교기(51)의 히스테리시스 구간에서만 신호가 출력된다(즉, 신호 1값이 출력된다). 따라서 히스테리시스 구간에서는 잠금신호가 출력되어 카운터(54)의 카운팅 값이 유지되어, 바이어스 전압(VB)이 일정 수준으로 유지된다. 따라서 듀티비 출력전압(VG)도 일정하게 유지된다.However, since the lock signal Lock input to the counter 54 is a signal determined by whether the first and second comparators 51 and 52 are the same, the signal is output only in the hysteresis section of the first comparator 51 ( That is, the signal 1 value is output). Therefore, in the hysteresis section, a lock signal is output, and the counting value of the counter 54 is maintained, so that the bias voltage V B is maintained at a constant level. Therefore, the duty ratio output voltage V G is also kept constant.

이때의 듀티비 출력전압(VG)이 도 7에 도시되고 있다. 즉, 듀티비 출력전압(VG)이 증가하는 경우에는 듀티비 출력전압(VG)이 기준 전압(VREF) 보다 높은 구간에서 일정한 전압으로 유지된다. 또한, 듀티비 출력전압(VG)이 감소하는 경우에는 듀티비 출력전압(VG)이 기준 전압(VREF) 보다 낮은 구간에서 일정한 전압으로 유지된다. The duty ratio output voltage V G at this time is illustrated in FIG. 7. That is, when the duty ratio output voltage V G increases, the duty ratio output voltage V G is maintained at a constant voltage in a section higher than the reference voltage V REF . In addition, when the duty ratio output voltage V G decreases, the duty ratio output voltage V G is maintained at a constant voltage in a section lower than the reference voltage V REF .

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Above, although the invention made by the present inventors has been specifically described according to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously changed without departing from the gist thereof.

이 특허는 민군기술협력사업 UM17302RD3(’17.6.21) “IoT 및 원격 감시장치용 초저전력 장거리통신 Radio 칩 개발”의 지원을 받아 수행된 연구임.This patent was carried out with the support of the Civil Forces Technology Cooperation Project “UM17302RD3 ('17 .6.21)”, “Development of ultra-low-power long-distance communication for radio monitoring devices and radio” chips.

10 : 신호 입력부 20 : 톱니파 발생부
30 : 인버터 40 : 저역통과필터
50 : 피드백 제어부 51 : 제1 비교기
52 : 제2 비교기 53 : 논리 게이트
54 : 카운터 55 : 컨버터
10: signal input unit 20: saw wave generator
30: inverter 40: low-pass filter
50: feedback control unit 51: first comparator
52: second comparator 53: logic gate
54: counter 55: converter

Claims (7)

리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치에 있어서,
트리거 신호가 입력되는 신호 입력부;
상기 트리거 신호에 따라 톱니파 신호를 출력하는 톱니파 발생부;
상기 톱니파 신호를 입력받아 듀티를 가지는 구형파의 펄스 신호로 변환하되, 사전에 정해진 임계값에 의해 2개의 전압레벨을 갖는 펄스 신호로 변환하는 인버터;
상기 펄스 신호를 입력받아 상기 펄스 신호의 듀티비에 비례하는 전압(이하 듀티비 전압)을 출력하는 저역통과필터; 및,
상기 듀티비 전압과 기준 전압을 비교하여, 상기 기준 전압에 해당하는 바이어스 전압을 출력하고, 상기 바이어스 전압을 상기 톱니파 신호의 전압에 부가하여 피드백시키는 피드백 제어부를 포함하고,
상기 피드백 제어부는,
사전에 정해진 기준전압을 상기 듀티비 전압과 대비하여 큰 경우 카운트 업 신호를 출력하는 제1 비교기;
상기 듀티비 전압을 상기 기준전압과 대비하여 큰 경우 카운트 다운 신호를 출력하는 제2 비교기;
상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기의 신호의 동일여부를 산출하는 논리 게이트;
상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기의 신호에 의해 카운팅 값(이하 바이어스 크기)을 증가시키거나 감소시키는 카운터; 및,
상기 카운터의 바이어스 크기를 바이어스 전압으로 변환하는 컨버터를 포함하고,
상기 카운터는 상기 논리 게이트의 출력을 상기 카운터의 잠금 신호로 입력받고, 상기 잠금 신호에 따라 상기 카운트 업 신호나 상기 카운트 다운 신호에 우선하여 상기 카운팅 값을 유지시키고,
상기 제1 비교기와 상기 제2 비교기 중 하나에 히스테리시스를 걸어주는 것을 특징으로 하는 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치.
In the pulse width adjustment device having a ripple removal circuit,
A signal input unit to which a trigger signal is input;
A sawtooth wave generator for outputting a sawtooth wave signal according to the trigger signal;
An inverter which receives the sawtooth signal and converts it into a pulse signal of a square wave having a duty, and converts it into a pulse signal having two voltage levels by a predetermined threshold value;
A low pass filter that receives the pulse signal and outputs a voltage proportional to the duty ratio of the pulse signal (hereinafter, a duty ratio voltage); And,
And a feedback control unit that compares the duty ratio voltage and a reference voltage, outputs a bias voltage corresponding to the reference voltage, and adds the bias voltage to the voltage of the sawtooth signal to feed back the feedback voltage.
The feedback control unit,
A first comparator for outputting a count-up signal when a predetermined reference voltage is greater than the duty ratio voltage;
A second comparator that outputs a countdown signal when the duty ratio voltage is large compared to the reference voltage;
A logic gate calculating whether the signals of the first comparator and the second comparator are identical;
A counter that increases or decreases a counting value (hereinafter, bias size) by signals of the first comparator and the second comparator; And,
And a converter for converting the bias size of the counter to a bias voltage,
The counter receives the output of the logic gate as a lock signal of the counter, maintains the counting value in preference to the count up signal or the count down signal according to the lock signal,
A pulse width adjusting device having a ripple elimination circuit, characterized in that hysteresis is applied to one of the first comparator and the second comparator.
제1항에 있어서,
상기 톱니파 발생부는 전원을 공급하는 공급전원, 상기 트리거 신호에 의하여 상기 공급전원을 접지에 연결하거나 차단시키는 트랜지스터, 상기 공급전원에서 공급되는 전압을 충전하였다가 방전시키는 제1 콘덴서, 상기 공급전원과 상기 제1 콘덴서 사이에 형성되어 상기 인버터와 연결되는 출력단자로 구성되고,
상기 트랜지스터가 접지되면, 상기 공급전원과 상기 제1 콘덴서에 충전된 전압이 접지를 통해 방전되어, 상기 출력단자로 전압이 출력되지 않고,
상기 트랜지스터가 접지 연결을 차단하면, 상기 공급전원이 상기 제1 콘덴서와 상기 출력단자로 전압이 배분되는 것을 특징으로 하는 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치.
According to claim 1,
The saw wave generator includes a supply power supplying power, a transistor connecting or blocking the supply power to ground by the trigger signal, a first capacitor charging and discharging a voltage supplied from the supply power, the supply power and the It is formed between the first capacitor and is composed of an output terminal connected to the inverter,
When the transistor is grounded, the voltage supplied to the supply power and the first capacitor is discharged through ground, so that no voltage is output to the output terminal.
When the transistor blocks the ground connection, the pulse width control device having a ripple elimination circuit, characterized in that the voltage is distributed to the supply voltage of the first capacitor and the output terminal.
제1항에 있어서,
상기 인버터는 상기 톱니파 신호의 전압이 상기 임계값 보다 크면 2개의 전압레벨 중 높은 전압레벨을 출력하고, 상기 임계값 보다 작으면 2개의 전압레벨 중 낮은 전압레벨을 출력하는 것을 특징으로 하는 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치.
According to claim 1,
The inverter outputs a high voltage level of two voltage levels when the voltage of the sawtooth signal is greater than the threshold value, and a low voltage level of the two voltage levels when the voltage of the sawtooth signal is less than the threshold value. Pulse width adjustment device with.
제1항에 있어서,
상기 저역통과필터는 RC 회로 구성되는 것을 특징으로 하는 리플 제거 회로를 가진 펄스폭 조절 장치.
According to claim 1,
The low-pass filter is a pulse width control device having a ripple elimination circuit, characterized in that consisting of an RC circuit.
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