KR102154209B1 - 단일 종단 rf 신호에 따라 복수의 차동 신호들과 루프스루 신호들을 생성하는 단일 칩 - Google Patents
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Abstract
단일 칩에 입력되는 단일 종단 RF 신호에 따른 복수의 차동 신호와 루프스루 신호들을 생성하는 단일 칩으로, PIP 응용의 지원에 대해 복수의 차동 신호와 루프스루 신호들의 다른 채널들 간의 지연이 최소화될 수 있고; 또한 단일 칩이 출력 검출기와 LNA의 이득을 제어하는 AGC 회로를 단일 칩 내부에 집적할 수 있으며, LNA의 이득이 다른 용도를 위해 단일 칩으로부터 출력될 수 있다.
Description
본 발명은 RF 수신기에 관한 것으로, 전용은 아니지만 특히 단일 종단(single-ended) RF 신호에 따라 복수의 차동 신호(differential signal)들과 루프스루 신호(loop-through signal)들을 생성하는 RF 수신기에 관한 것이다.
종래, 외부 부품들을 가지는 복수의 칩들이 연결되어 단일 종단 RF 신호에 따른 복수의 차동 신호와 루프 스루 신호들을 생성하였는데, 이는 원가와 복수의 칩들과 외부 부품들을 수용하기 위한 보드 공간의 면적을 증가시킬 뿐 아니라, 차동 신호와 루프스루 신호들의 다른 채널들 간에 지연을 도입시켰는데, 이 지연은 차동 신호와 루프스루 신호들의 다른 채널들이 동기되어야 하는 일부 응용분야와 디스플레이 장치 상에 화상표시되어야 하는 PIP(picture-in-picture) 화상들에 적합하지 않다.
이에 따라, 단일 종단 RF 신호에 따라 복수의 차동 신호와 루프 스루 신호들을 생성하는 새로운 해법이 필요하다.
본 발명의 한 목적은 복수의 차동 신호와 루프 스루 신호들의 다른 채널들 간의 지연이 최소화될 수 있는, 단일 칩(single chip)에 입력되는 단일 종단 RF 신호에 따라 복수의 차동 신호와 루프 스루 신호들을 생성하는 단일 칩을 제공하는 것이다.
본 발명은 단일 종단 RF 신호에 따라 복수의 차동 신호와 루프 스루 신호들을 생성하는 단일 칩을 개시하는데, 상기 단일 칩은: 제1 증폭기(amplifier)로, 제1 증폭기의 제1 단자가 단일 칩의 제1 핀에 접속되어 제1 단일 종단 RF 신호를 수신하고, 제1 증폭기의 제2 단자가 제1 단일 종단 RF 신호에 따른 제2 단일 종단 RF 신호를 출력하는 제1 증폭기와; 차동 증폭기(differential amplifier)로의 제1 단일 종단(single-ended)으로, 차동 증폭기로의 제1 단일 종단의 제1 단자가 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되고, 차동 증폭기로의 제1 단일 종단의 제2 단자 및 제3 단자가 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제1 쌍의 차동 RF 신호를 출력하며, 차동 증폭기로의 제1 단일 종단의 제2 단자 및 제3 단자가 각각 단일 칩의 제2 핀 및 제3 핀에 접속되는 차동 증폭기로의 제1 단일 종단과; 차동 증폭기로의 제2 단일 종단으로, 차동 증폭기로의 제2 단일 종단의 제1 단자가 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되고, 차동 증폭기로의 제2 단일 종단의 제2 및 제3 단자가 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제2 쌍의 차동 RF 신호를 출력하며, 차동 증폭기로의 제2 단일 종단의 제2 단자 및 제3 단자가 각각 단일 칩의 제4 핀 및 제5 핀에 접속되는 차동 증폭기로의 제2 단일 종단과; 제2 증폭기로, 제2 증폭기의 제1 단자가 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되고, 제2 증폭기의 제2 단자가 단일 칩의 제6 핀에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제3 단일 종단 RF 신호를 출력하는 제2 증폭기와; 그리고 제3 증폭기로, 제3 증폭기의 제1 단자가 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되고, 제3 증폭기의 제2 단자가 단일 칩의 제7핀에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제4 단일 종단 RF 신호를 출력하는 제3 증폭기를 구비한다.
한 실시예에서, 제1 증폭기는 LNA(Low-Noise Amplifier; 저잡음 증폭기)이다.
한 실시예에서, 단일 칩은 출력 검출기(power detector)와 AGC(Automatic Gain Control; 자동 이득 제어) 회로를 더 구비하고, 출력 검출기의 제1 단자는 LNA의 제2 단자에 접속되며, 제2 단일 종단 RF 신호의 출력 수준의 지표(indication)를 생성하는 출력 검출기의 출력(output)에 따라 AGC 회로가 LNA의 이득을 자동으로 제어하고, LNA의 이득은 단일 칩의 적어도 하나의 제8 핀으로 출력된다.
한 실시예에서, 제2 증폭기와 제3 증폭기는 각각 단위 이득(unity gain)을 가지는 버퍼(buffer)이다.
한 실시예에서, 단일 칩은 단일 칩의 제9 핀으로부터 입력되는 제어 신호에 따라 단일 칩의 출력을 증가 또는 감소시키는 출력 스위치를 더 구비한다.
한 실시예에서, 단일 칩이 외부 칩에 연결되는데, 외부 칩은 제1 쌍의 차동 RF 신호를 수신하고, 단일 칩의 적어도 하나의 제8 핀이 외부 칩의 적어도 하나의 핀에 연결된다.
한 실시예에서, 단일 칩이 외부 칩에 연결되는데, 외부 칩은 제1 쌍의 차동 RF 신호를 수신하고, 단일 칩의 적어도 하나의 제8 핀이 외부 칩의 적어도 하나의 핀에 연결되며, 단일 칩의 제9 핀이 제어 신호를 출력하는 외부 칩의 핀에 접속된다.
한 실시예에서, 단일 칩은 CMOS 공정에 기반한다.
당업계에 통상의 기술을 가진 자들이 청구된 발명의 특징들을 잘 이해할 수 있도록 본 발명을 구현하는 상세한 기술과 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 수반하는 이하의 설명에 기술된다.
본 발명의 전술한 국면들과 많은 부대되는 이점들은 첨부된 도면과 연계하여 읽으면 이하의 상세한 설명으로 더 잘 이해될 바와 같이 더 쉽게 이해될 것인데, 도면에서:
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른, 단일 종단 RF 신호(RFIN)에 따라 복수의 차동 신호와 루프스루 신호들을 생성하는 단일 칩을 도시하고;
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 1의 단일 칩의 한 예시적 적용을 도시하며;
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 1의 단일 칩의 다른 예시적 적용을 도시하고;
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 1의 단일 칩의 또 다른 예시적 적용을 도시한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른, 단일 종단 RF 신호(RFIN)에 따라 복수의 차동 신호와 루프스루 신호들을 생성하는 단일 칩을 도시하고;
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 1의 단일 칩의 한 예시적 적용을 도시하며;
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 1의 단일 칩의 다른 예시적 적용을 도시하고;
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 1의 단일 칩의 또 다른 예시적 적용을 도시한다.
본 발명의 상세한 설명이 다음과 같이 기술된다. 설명된 바람직한 실시예들은 예시와 설명의 목적으로 제공되며, 이들은 본 발명의 범위를 한정하고자 의도한 것이 아니다.
도 1은 단일 종단 RF 신호(RFIN)에 따라 복수의 차동 신호와 루프스루 신호들을 생성하는 단일 칩(100)을 도시하는데, 상기 단일 칩(100)은: LNA(101) 등의 제1 증폭기로, LNA(101) 등의 제1 증폭기의 제1 단자가 단일 칩(100)의 제1 핀(001)에 접속되어 제1 단일 종단 신호(RFIN)를 수신하고, LNA(101) 등의 제1 증폭기의 제2 단자가 제1 단일 종단 신호(RFIN)에 따른 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)를 출력하는 LNA(101) 등의 제1 증폭기와; 차동 증폭기(differential amplifier; 102A)로의 제1 단일 종단(single-ended)으로, 차동 증폭기(102A)로의 제1 단일 종단의 제1 단자가 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되어 LNA(101)가 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)를 수신하고, 제1 단일 종단 차동 증폭기(102A)의 제2 단자 및 제3 단자가 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)에 따른 제1 쌍의 차동 RF 신호들(RF_OUTP1, RF_OUTN1)을 출력하며, 제1 단일 종단 차동 증폭기(102A)의 제2 단자 및 제3 단자가 각각 단일 칩(100)의 제2 핀(002) 및 제3 핀(003)에 접속되는 차동 증폭기(102A)로의 제1 단일 종단과; 차동 증폭기(102B)로의 제2 단일 종단으로, 차동 증폭기(102B)로의 제2 단일 종단의 제1 단자가 LNA(101) 등의 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)를 수신하고, 차동 증폭기(102B)로의 제2 단일 종단의 제2 단자 및 제3 단자가 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)에 따른 제2 쌍의 차동 RF 신호들(RF_OUTP2, RF_OUTN2)을 출력하며, 차동 증폭기(102B)로의 제2 단일 종단의 제2 단자 및 제3 단자가 각각 단일 칩(100)의 제4 핀(004_ 및 제5 핀(005)에 접속되는 차동 증폭기(102B)로의 제2 단일 종단과; 제2 증폭기(103A)로, 제2 증폭기(103A)의 제1 단자가 LNA(101) 등의 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)를 수신하고, 제2 증폭기(103A)의 제2 단자가 단일 칩(100)의 제6 핀(006)에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)에 따른 제3 단일 종단 RF 신호(LT_1)를 출력하는 제2 증폭기(103A)와; 그리고 제3 증폭기(103B)로, 제3 증폭기(103B)의 제1 단자가 LNA(101) 등의 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)를 수신하고, 제3 증폭기(103B)의 제2 단자가 단일 칩(100)의 제7 핀(007)에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)에 따른 제4 단일 종단 RF 신호(LT_2)를 출력하는 제3 증폭기(103B)를 구비한다.
한 실시예에서, 단일 칩(100)은 단일 종단 RF 신호(RFIN)에 따른 두 쌍보다 많은(more than two) 쌍의 차동 신호들을 생성한다.
한 실시예에서, 단일 칩(100)은 단일 종단 RF 신호(RFIN)에 따른 두 쌍보다 많은 쌍의 루프스루(loop-through) 신호들을 생성한다.
한 실시예에서, 단일 칩(100)은 단일 종단 RF 신호(RFIN)에 따른 두 쌍보다 많은 쌍의 차동 신호들과 두 쌍보다 많은 쌍의 루프스루 신호들을 생성한다.
한 실시예에서, 제2 증폭기(103A)와 제3 증폭기(103B)의 각각은 단위 이득(unity gain)을 가지는 버퍼(buffer)이다.
한 실시예에서, 단일 칩(100)은 CMOS 공정에 기반한다.
한 실시예에서, 단일 칩(100)은 출력 검출기(power detector; 104)와 AGC 회로(105)를 더 구비하는데, 출력 검출기(104)는 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)를 출력하는 LNA(101)의 제2 단자에 접속되고, AGC 회로(105)는 제2 단일 종단 RF 신호(RF_LNA)의 출력 수준(power level)의 지표를 생성하는 출력 검출기(104)의 출력(output)에 따라 LNA(101)의 이득을 자동으로 제어하며, LNA(101)의 이득(LNA_GAIN)은 단일 칩(100)의 적어도 하나의 제8 핀(008)으로 출력된다.
한 실시예에서, 단일 칩(100)은 단일 칩(100)의 제9 핀(009)으로부터 입력된 제어 신호(PWD)에 따라 단일 칩(100)의 출력을 증가 또는 감소시키는 출력 스위치(106)를 더 구비한다.
한 실시예에서, 도 2는 셋탑박스(set-top box; 250)에 연결되어 HDMI 등의 인터페이스를 통해 텔레비전(TV)(300)에 비디오 신호들을 생성하는 단일 칩(100)의 개략을 도시하는데, 셋탑박스(250)는 차동 신호 수신기, 동조기(tuner) 및 복조기(demodulator)와, 그리고 메인칩(250B)을 포함하는 프론트엔드 블록(front-end block) 또는 칩(250A)을 구비하고, 프론트엔드 블록 또는 칩(250A)은 제1 쌍의 차동 RF 신호들(RF_OUTP1, RF_OUTN1)을 수신하여 제1 쌍의 차동 RF 신호들(RF_OUTP1, RF_OUTN1)에 기반한 동조 및 복조를 수행하며, LNA(101)의 이득(LNA_GAIN)이 단일 칩(100)으로부터 메인칩(250B)으로 출력되어 메인칩(250B)이 LNA_GAIN을 입력된 단일 종단 RF 신호(RFIN)의 RSSI에 관련된 정보를 취득하여 더 나은 성능의 달성을 위해 프론트엔드 블록 또는 칩(250A) 내의 파라미터들을 제어할 수 있다. 한 실시예에서, 메인칩(250B)이 단일 칩(100)에 단일 칩(100)의 출력을 증가 또는 감소시키는 제어 신호(PWD)를 출력함으로써, 외부 출력 스위치를 가질 필요가 없으므로 보드의 면적을 절감할 뿐 아니라 외부 출력 스위치의 원가도 절감한다.
한 실시예에서, 도 3은 PVR/PIP (Picture-in-Picture) 셋탑박스(260)에 HDMI 등의 인터페이스를 통해 연결되어 각 텔레비전(TV)(300)에 비디오 신호들을 생성하는 단일 칩(100)의 개략을 도시하는데, 셋탑박스(260)는 각각 차동 신호 또는 단일 종단 신호 수신기와, 동조기 및 복조기를 포함하는 두 프론트엔드 칩 또는 블록(260A, 260B)들을 구비하고, 메인칩(260E)이 두 프론트엔드 칩 또는 블록(260A, 260B)들과 접속하여(interface) 텔레비전(TV)(300)으로의 비디오 신호들의 복수 채널들을 생성하는 데 사용되며, 프론트엔드 칩 또는 블록(260A)이 제1 쌍의 차동 신호들(RF_OUTP1, RF_OUTN1)을 수신하여 수신된 제1 쌍의 차동 신호(RF_OUTP1, RF_OUTN1)에 기반하여 동조 및 복조를 수행하고, 프론트엔드 칩 또는 블록(260B)이 제2 쌍의 차동 신호들(RF_OUTP2, RF_OUTN2)을 수신하여 수신된 제2 쌍의 차동 신호(RF_OUTP21, RF_OUTN2)에 기반하여 동조 및 복조를 수행하며, 프론트엔드 칩 또는 블록(260C)이 단일 칩(100)으로부터 단일 종단 신호(LT_1)를 수신하여 수신된 단일 종단 신호(LT_1)에 기반하여 동조 및 복조를 수행하고, 프론트엔드 칩 또는 블록(260D)이 단일 칩(100)으로부터 단일 종단 신호(LT_2)를 수신하여 수신된 단일 종단 신호(LT_2)에 기반하여 동조 및 복조를 수행한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 두 텔레비전(TV)(300)들은 PVR/PIP 셋탑박스(260)에 연결되고, PVR/PIP 셋탑박스(260)는 각 TV(300)에 PIP 화상을 산출할 수 있는데, 예를 들어 프론트엔드 블록(260A)과 프론트엔드 블록(260B)이 두 비디오 프로그램들을 선택하고, 메인칩(260E)이 두 비디오 프로그램들을 조합하여 조합된 비디오 프로그램을 TV(300)로 전송할 수 있다; 이와는 달리 프론트엔드 블록(260A)과 프론트엔드 블록(260C)이 두 비디오 프로그램들을 선택하고, 메인칩(260E)이 두 비디오 프로그램들을 조합하여 조합된 비디오 프로그램을 TV(300)로 전송할 수 있다.
한 실시예에서, 도 4는 단일 칩(100)이 각각 HDMI 등의 인터페이스를 통해 텔레비전(TV)(300)에 비디오 신호들을 생성하는, 프론트엔드 칩(270A)과 메인칩(270B)을 가지는 셋탑박스(270)와 프론트엔드 칩(271A)과 메인칩(271B)을 가지는 셋탑박스(271)에 연결된 개략적 구성을 도시하는데, 프론트엔드 블록 또는 칩(270A)은 차동 신호 수신기와, 동조기 및 복조기를 구비하여, 프론트엔드 블록 또는 칩(270A)이 제1 쌍의 차동 신호들(RF_OUTP1, RF_OUTN1)을 수신하여 수신된 제1 쌍의 차동 신호(RF_OUTP1, RF_OUTN1)에 기반하여 동조 및 복조를 수행하고, 프론트엔드 칩 또는 블록(260B)이 제2 쌍의 차동 신호들(RF_OUTP2, RF_OUTN2)을 수신하여 수신된 제2 쌍의 차동 신호(RF_OUTP21, RF_OUTN2)에 기반하여 동조 및 복조를 수행하며, 프론트엔드 칩 또는 블록(271A)이 단일 칩(100)으로부터 단일 종단 신호(LT_1)를 수신하여 수신된 단일 종단 신호(LT_1)에 기반하여 동조 및 복조를 수행하고, 단일 칩(100)은 TV(350) 내부에 비디오 신호를 생성하는 내장(built-in) 동조기 및 복조기를 가지는 TV(350)에 단일 종단 신호(LT_2)를 직접 전송할 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시와 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 배타적이거나 본 발명을 개시된 정확한 형태들로 한정할 것을 의도한 것이 아니며, 위 교시 내용을 알고 나면 많은 변경과 변형이 가능할 것이 명확하다. 실시예들은 본 발명의 원리와 그 실제적인 적용을 가장 잘 설명할 목적으로 선택 및 기술되었으며, 이에 따라 당업계에 통상의 기술을 가진 다른 자가 본 발명과 고려되는 특별한 용도에 맞춘 다양한 변형들과 함께 실시예들을 가장 잘 사용할 수 있게 한다. 본 발명의 범위는 이 명세서에 첨부된 청구항들과 그 등가물들로 규정된다.
Claims (8)
- 단일 종단 RF 신호에 따른 복수의 차동 신호들과 루프스루 신호들을 생성하는 단일 칩으로, 상기 단일 칩이:
제1 증폭기로, 상기 제1 증폭기의 제1 단자가 상기 단일 칩의 제1 핀에 접속되어 제1 단일 종단 RF 신호를 수신하고, 상기 제1 증폭기의 제2 단자가 상기 제1 단일 종단 RF 신호에 따른 제2 단일 종단 RF 신호를 출력하는 제1 증폭기와;
차동 증폭기로의 제1 단일 종단으로, 상기 차동 증폭기로의 제1 단일 종단의 제1 단자가 상기 제1 증폭기의 제2 단자와 접속되어 상기 제2 단일 종단 RF 신호를 수신하고, 상기 차동 증폭기로의 제1 단일 종단의 제2 단자 및 제3 단자가 상기 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제1 쌍의 차동 RF 신호들을 출력하며, 상기 차동 증폭기로의 제1 단일 종단이 제2 단자 및 제3 단자가 각각 상기 단일 칩의 제2 핀 및 제3 핀에 접속되는 차동 증폭기로의 제1 단일 종단과;
차동 증폭기로의 제2 단일 종단으로, 상기 차동 증폭기로의 제2 단일 종단의 제1 단자가 상기 제1 증폭기의 제2 단자와 접속되어 상기 제2 단일 종단 RF 신호를 수신하고, 상기 차동 증폭기로의 제2 단일 종단의 제2 단자 및 제3 단자가 상기 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제2 쌍의 차동 RF 신호들을 출력하며, 상기 차동 증폭기로의 제2 단일 종단이 제2 단자 및 제3 단자가 각각 상기 단일 칩의 제4 핀 및 제5 핀에 접속되는 차동 증폭기로의 제2 단일 종단과;
제2 증폭기로, 상기 제2 증폭기의 제1 단자가 상기 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호를 수신하고, 상기 제2 증폭기의 제2 단자가 상기 단일 칩의 제6 핀에 접속되어 상기 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제3 단일 종단 RF 신호를 출력하는 제2 증폭기와; 그리고
제3 증폭기로, 상기 제3 증폭기의 제1 단자가 상기 제1 증폭기의 제2 단자에 접속되어 제2 단일 종단 RF 신호를 수신하고, 상기 제3 증폭기의 제2 단자가 상기 단일 칩의 제7 핀에 접속되어 상기 제2 단일 종단 RF 신호에 따른 제4 단일 종단 RF 신호를 출력하는 제3 증폭기를
구비하는 단일 칩. - 청구항 1에서,
제1 증폭기가 LNA인 단일 칩. - 청구항 2에서,
출력 검출기와 AGC 회로를 더 구비하고, 상기 출력 검출기의 제1 단자가 상기 LNA의 제2 단자에 접속되며, 상기 AGC 회로가 상기 제2 단일 종단 RF 신호의 출력 수준의 지표를 생성하는 상기 출력 검출기의 출력에 따라 상기 LNA의 이득을 자동으로 제어하고, 상기 LNA의 상기 이득이 상기 단일 칩의 적어도 하나의 제8 핀에 출력되는 단일 칩. - 청구항 3에서,
상기 제2 증폭기와 상기 제3 증폭기의 각각이 단위 이득을 가지는 버퍼인 단일 칩. - 청구항 3에서,
상기 단일 칩의 제9 핀으로부터 입력되는 제어 신호에 따라 상기 단일 칩의 출력을 증가 또는 감소시키는 출력 스위치를 더 구비하는 단일 칩. - 청구항 3에서,
상기 단일 칩이 외부 칩에 연결되고, 상기 외부 칩이 상기 제1 쌍의 차동 RF 신호를 수신하며, 상기 단일 칩의 적어도 하나의 제8 핀이 상기 외부 칩의 적어도 하나의 핀에 연결되는 단일 칩. - 청구항 5에서,
상기 단일 칩이 외부 칩에 연결되고, 상기 외부 칩이 상기 제1 쌍의 차동 RF 신호를 수신하며, 상기 단일 칩의 적어도 하나의 제8 핀이 상기 외부 칩의 적어도 하나의 핀에 연결되고, 상기 단일 칩의 제9 핀이 상기 외부 칩의 핀에 접속되어 제어 신호를 출력하는 단일 칩. - 청구항 1에서,
CMOS 공정에 기반하는 단일 칩.
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