KR102442717B1 - 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 보정 장치는 N(N은 자연수)비트(bit)의 DCO(Digitally Controlled Oscillator) 입력 코드가 최소 및 최대일 때, DCO 출력 주파수를 측정하는 주파수 측정부 및 DCO 입력 코드의 최소에서 최대까지를 M(M은 자연수)개의 구간으로 나눈 룩업 테이블(Look-up table, LUT)을 설계하여 DCO 출력 주파수에 해당하는 DCO 입력 코드들을 산출하고, 산출된 DCO 입력 코드들을 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출하며, 기울기의 역수를 산출하고, 산출된 역수를 이용하여 비선형성 보상 매핑 함수를 산출하며, 산출된 비선형성 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선에 대한 초기 보정이 되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치 및 방법{Correction device and method for nonlinear compensation mapping}
본 발명은 비선형성 보상 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 목표 객체의 특성을 파악하기 위한 고속 첩(chirp), 광대역 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 주파수 설계에 있어서 비선형성을 보상하여 선형화하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 FMCW 레이더 신호를 이용하여 표적을 실시간으로 탐지하고, 거리, 속도 등의 정보를 추출하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 FMCW 레이더 신호를 이용한 표적 탐지 기술은 전송하는 FMCW 레이더 신호와 이 신호가 물체에 부딪힌 후에 반사되어 들어오는 레이더 신호 간의 시간 및 위상 차이를 이용하여 물체로부터 정보(움직임, 거리 등)를 추출하는 기술이다. FMCW 신호로는 주로 정형파(sine wave), 톱니파(sawtooth wave), 삼각파(triangle wave), 구형파(square wave) 형태로 주파수 변조된 신호들이 쓰인다. 특히 이중에서도 삼각파와 톱니파가 가장 널리 쓰이고 있으며, 톱니파의 레이더 신호를 인가하였을 때 전송된 레이더 신호와 수신된 레이더 신호의 위상 차이에 대한 도면은 도 1에 도시된다. 여기서 전송된 레이더 신호와 수신된 레이더 신호의 같은 시간에서의 주파수 차이를 Intermediate Frequency(IF) 주파수라고 한다.
한편 도 1에서와 같이 빨간색의 실제 FMCW 변조 파형은 파란색의 이상적인 톱니파형처럼 선형적이지 않고 비선형적인 특성을 갖는다. 이러한 현상은 FMCW 변조기 내에서 DCO(Digitally Controlled Oscillator) 또는 DAC(Digital to Analog Converter)의 비선형성 때문이다. 이렇게 첩 신호가 비선형적인 경우 IF 주파수는 실시간으로 다른 값을 갖게 되고, 그 결과 물체 탐지의 정확도가 굉장히 저하되는 문제점을 가지고 있다.
따라서 고속 첩, 광대역 FMCW 주파수 변조기를 높은 선형성을 갖도록 구현하기 위해서는 새로운 방식의 비선형성 보상 기술들이 요구되고 있는 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2019-0036704호(2019.04.05.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 DCO 또는 DAC의 비선형성에 의한 성능 저하를 보상 매핑을 통해 선형화하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블(Look-up table, LUT)을 이용하여 디지털 구현을 하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치는 N(N은 자연수)비트(bit)의 DCO(Digitally Controlled Oscillator) 입력 코드가 최소 및 최대일 때, DCO 출력 주파수를 측정하는 주파수 측정부 및 상기 DCO 입력 코드의 최소에서 최대까지를 M(M은 자연수)개의 구간으로 나눈 룩업 테이블(Look-up table, LUT)을 설계하여 상기 DCO 출력 주파수에 해당하는 DCO 입력 코드들을 산출하고, 상기 산출된 DCO 입력 코드들을 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출하며, 상기 기울기의 역수를 산출하고, 상기 산출된 역수를 이용하여 비선형성 보상 매핑 함수를 산출하며, 상기 산출된 비선형성 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선에 대한 초기 보정이 되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 상기 주파수 측정부는, 필요한 주파수 코드(FCODE)의 출력 비트 수만큼 리셋이 있는 D플립플롭 기반으로 주파수 분주기 체인의 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, M개의 구간이 등간격이 되도록 상기 룩업 테이블을 설계하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 M개의 구간에 대한 값을 하기 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
Figure 112020128203686-pat00001
여기서, Fmax는 DCO 입력 코드가 최대일 때의 주파수 값을 의미하고, Fmin는 DCO 입력 코드가 최소일 때의 주파수 값을 의미한다.
또한 상기 제어부는, 상기 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 하기 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
Figure 112020128203686-pat00002
여기서, SM은 M번째 DCO 주파수 곡선의 기울기를 의미하고, OM은 M번째 DCO 입력 코드를 의미하며, IM은 M번째 구간을 의미한다.
또한 상기 제어부는, 상기 기울기의 역수를 하기 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
Figure 112020128203686-pat00003
또한 상기 제어부는, 상기 초기 보정을 통해 DCO 주파수 곡선의 기울기가 1이 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 방법은 보정 장치가 N비트의 DCO 입력 코드가 최소 및 최대일 때, DCO 출력 주파수를 측정하는 단계, 상기 보정 장치가 상기 DCO 입력 코드의 최소에서 최대까지를 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 설계하여 상기 DCO 출력 주파수에 해당하는 DCO 입력 코드들을 산출하는 단계, 상기 보정 장치가 상기 산출된 DCO 입력 코드들을 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출하는 단계, 상기 보정 장치가 상기 기울기의 역수를 산출하는 단계, 상기 보정 장치가 상기 산출된 역수를 이용하여 비선형성 보상 매핑 함수를 산출하는 단계 및 상기 보정 장치가 상기 산출된 비선형성 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선에 대한 초기 보정을 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치 및 방법은 DCO 또는 DAC의 비선형성에 의한 성능 저하를 보상 매핑을 통해 선형화함으로써, 고선형성을 가진 첩 신호 발생이 가능하도록 한다.
또한 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 이용하여 디지털 구현을 하여 매핑 구조를 간단하게 하고, 초기 보정 절차도 간단하게 진행할 수 있다.
도 1은 종래의 FMCW 레이더 전송파 및 수신파 신호의 비선형성이 미치는 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치를 포함하는 FMCW 주파수 변조기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치의 하드웨어 구현 및 구동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 측정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RSTB 신호 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 측정부의 타이밍 다이어그램을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치가 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 기반으로 비선형성 보상 매핑을 수행하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치가 4개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 기반으로 비선형성 보상 매핑을 수행하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치를 포함하는 FMCW 주파수 변조기를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치를 설명하기 위한 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치의 하드웨어 구현 및 구동을 설명하기 위한 개략도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 측정부를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RSTB 신호 생성을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 측정부의 타이밍 다이어그램을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 보정 장치(100)는 DCO 또는 DAC의 비선형성에 의한 성능 저하를 보상 매핑을 통해 선형화한다. 보정 장치(100)는 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 이용하여 디지털 구현을 한다. 여기서 보정 장치(100)는 FMCW 주파수 변조기(200) 내에 구현될 수 있으며, FMCW 주파수 변조기(200)의 DLF(Digital Loop Filter)부와 DSM(Delta-Sigma Modulator)부의 뒷단에 위치하는 형태로 구현될 수 있다. 한편 FMCW 주파수 변조기(200)는 공지된 기술에 해당함에 따라 자세한 설명을 하지 않는다.
보정 장치(100)는 주파수 측정부(Frequency Counter)(40) 및 제어부(50)를 포함하고, 비선형성 보상(Nonlinearity Compensation, NC) 매핑부(10), 디코더부(20), DCO부(30) 및 저장부(60)를 더 포함할 수 있다.
NC 매핑부(10)는 DLF부와 DSM부의 뒷단과 연결되고, N(N은 자연수)비트(bit)의 입력 코드를 입력받는다. 이때 NC 매핑부(10)는 입력된 입력 코드의 비선형성을 제어부(50)로부터 산출된 비선형성 보상 매핑 함수로 초기 보정한다. NC 매핑부(10)는 N비트의 입력 코드를 입력받아 N비트로 출력한다.
디코더부(20)는 NC 매핑부(10)로부터 N비트의 입력 코드를 입력받고, 입력된 입력 코드를 디코딩하여 FCW(Frequency Control Word)의 형태로 데이터를 출력한다.
DCO부(30)는 디코더부(20)로부터 출력되는 데이터를 입력받고, 입력된 데이터를 디지털 신시사이저가 만들어 내는 음향의 기본적인 신호를 직접 발행시켜 출력한다. 이때 DCO부(30)는 FMCW 주파수 변조기(200)의 출력단일 수 있다.
주파수 측정부(40)는 DCO부(30)와 연결되어 N비트의 DCO 입력 코드에 대한 DCO 출력 주파수를 측정한다. 이때 주파수 측정부(40)는 DCO 입력 코드가 최소 및 최대일 때, 각각에 대한 DCO 출력 주파수를 측정할 수 있다. 즉 주파수 측정부(40)는 DCO 입력 코드가 최소일 때의 주파수(Fmin) 및 DCO 입력 코드가 최대일 때의 주파수(Fmax)를 측정할 수 있다.
제어부(50)는 DCO 입력 코드의 최소에서 최대까지를 M(M은 자연수)개의 구간으로 나눈 룩업 테이블(Look-up table, LUT)을 설계하여 DCO 출력 주파수(Fmin, Fmax)에 해당하는 DCO 입력 코드들을 각각 산출한다. 이때 제어부(50)는 M개의 구간이 등간격이 되도록 룩업 테이블을 설계할 수 있다. 제어부(50)는 하기 [수학식 1]을 이용하여 M개의 구간에 대한 값을 산출할 수 있다.
Figure 112020128203686-pat00004
여기서, Fmax는 DCO 입력 코드가 최대일 때의 주파수 값을 의미하고, Fmin는 DCO 입력 코드가 최소일 때의 주파수 값을 의미한다.
제어부(50)는 산출된 DCO 입력 코드들을 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출하며, 산출된 기울기의 역수를 산출한다. 제어부(50)는 하기 [수학식 2]를 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출할 수 있고, 하기 [수학식 3]을 이용하여 산출된 기울기의 역수를 산출할 수 있다.
Figure 112020128203686-pat00005
Figure 112020128203686-pat00006
여기서, SM은 M번째 DCO 주파수 곡선의 기울기를 의미하고, OM은 M번째 DCO 입력 코드를 의미하며, IM은 M번째 구간을 의미한다.
제어부(50)는 산출된 역수를 이용하여 비선형성 보상 매핑 함수를 산출한다. 여기서 비선형성 보상 매핑 함수는 실제 출력되는 DCO 주파수의 곡선과 기울기가 1인 직선을 기준으로 대칭되는 곡선으로 이루어진 함수일 수 있다. 즉 제어부(50)는 산출된 비선형성 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선이 이상적인 DCO 곡선, 즉 기울기가 1인 직선이 되도록 초기 보정이 되도록 제어할 수 있다.
저장부(60)는 보정 장치(100)의 구동을 하기 위한 프로그램 또는 알고리즘이 저장된다. 저장부(60)는 제어부(50)로부터 산출된 DCO 입력 코드, 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기, 기울기의 역수, 비선형성 보상 매핑 함수 중 적어도 하나가 저장될 수 있다. 저장부(60)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.
한편 룩업 테이블을 기반으로 매핑의 계수들을 결정하기 위한 보정 장치(100)의 혼합모드(mixed mode) 하드웨어 구현 및 구동은 다음과 같다. 하드웨어 구현은 기존 위상 동기화 루프의 DLF부에서 DCO부(30)를 제어하는 경로와 제어부(50)에서 DCO부(30)를 제어하는 경로를 각각 스위치로 온오프(on/off)시킬 수 있도록 구현하고, 각 경로의 주파수 제어 단어(Frequency Control Word, FCW)를 IFCW 및 OFCW로 설정한다. 이때 DCO 출력 클록(CLKMEAS)의 주파수를 측정하는 주파수 측정부(40)는 기준이 되는 위상 동기화 루프의 기준 클록(CLKREF)을 이용하여 실시간으로 DCO 클록에 대한 주파수 코드(FCODE)를 측정할 수 있다. 또한 제어부(50)의 룩업 테이블에 대한 디지털 로직 구동은 4단계로 구동될 수 있다. 제1 단계는 OFCW 코드를 최소값과 최대값으로 인가한 경우, DCO 출력 클록의 주파수를 측정하여 주파수 최소값(FMIN) 및 주파수 최대값(FMAX)을 측정한다(51). 제2 단계는 DCO 출력 클록의 주파수가 FMIN 및 FMAX의 이상적인 M개의 내분점을 나눈 경우의 DCO 입력코드인 OFCW1 내지 OFCWM-1 값을 산출한다(52). 이때 DCO부(30)의 출력 주파스의 제어는 연속 근사(successive approximation, SAR) 방식을 이용하여 프로세스 시간을 단축할 수 있다. 제3 단계 및 제4 단계는 산출된 OFCW1 내지 OFCWM-1 값을 각각 [수학식 2] 및 [수학식 3]에 대입하여 S1 내지 SM 및 W1 내지 WM 값을 각각 산출한다(53, 54).
여기서 주파수 측정부(40)의 구조는 필요한 FCODE의 출력 비트 수만큼 리셋이 있는 D플립플롭 기반으로 주파수 분주기 체인의 스테이지를 구현하고, RSTB 신호는 기준 클록에 의해 생성된다. 상세하게는 RSTB 신호는 기준 클록과 지연된 기준 클록의 AND 게이팅을 통해 동기(synchronous)한 SRSTB 신호를 생성하고, 생성된 SRSTB 신호와 외부로부터 수신된 비동기(asynchronous)한 ARSTB 신호를 AND 게이팅하여 생성한다.
이때 주파수 측정부(40)의 각 내부 신호는 기준 클록과 지연된 기준 클록을 AND 게이팅한 STSTB 신호에 의해 기준 클록의 상승 에지(positive edge)에서 DCO 출력 클록이 인가되기 시작하면서 카운팅을 시작한다. 이와 같은 주기적인 카운터의 리셋을 통해 기준 클록은 인에이블(enable)된 동아에만 DCO 출력 클록이 몇 번 들어가는지 카운팅하여 DCO 출력 클록의 주파수를 측정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치가 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 기반으로 비선형성 보상 매핑을 수행하는 과정을 설명하기 위한 그래프이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보정 장치가 4개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 기반으로 비선형성 보상 매핑을 수행하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3, 도 8 및 도 9를 참조하면, 보정 장치(100)는 M개의 구간을 갖는 룩업 테이블을 기반으로 비선형성 보상 매핑을 수행한다(도 9).
일 실시예로, M이 4인 4개의 구간을 갖는 룩업 테이블 기반으로 비선형성 보상 매핑을 수행하는 경우(도 8), X축은 매핑의 DCO 입력 코드이고, 빨간색 Y축은 DCO　출력 코드이며, 둘 다 0부터 2N-1까지의 값을 가진다. 여기서 파란색 Y축은 DCO 입력 코드에 따른 DCO 출력 주파수를 정규화하여 나타낸 값이고, 이상적인(ideal) DCO 곡선은 기울기가 1인 값을 갖는다. 즉 DCO 입력 코드에 따른 실제 DCO 출력 주파수가 비선형적이기 때문에 보정 장치(100)는 4개의 직선 구간으로 나누어 모델링을 하고, 해당 근사된 추세선을 파란색 직선과 같이 나타낼 수 있다. 이때 제1 DCO 입력 코드(O1), 제2 DCO 입력 코드(O2), 제3 DCO 입력 코드(O3)는 DCO 출력 주파수가 DCO 입력 코드가 0일 때의 주파수(Fmin)와 2N-1일 때의 주파수(Fmax)의 4등점 값(기울기가 1이 되도록 정규화하면 I1, I2, I3)을 가질 때의 DCO 입력 코드 값들이다. 그러므로 Fmin, Fmax, I1, I2, I3는 모두 DCO 실제 측정으로 통해 얻을 수 있는 값이므로, 보정 장치(100)는 O1, O2, O3를 룩업 테이블을 기반으로 산출하고, 정규화된 DCO 주파수 곡선의 기울기들인 S1, S2, S3, S4를 산출한다. 또한 보정 장치(100)는 S1, S2, S3, S4 기울기의 역수인 W1, W2, W3, W4도 산출한다. 보정 장치(100)는 하기 [수학식 4], [수학식 5]와 같이 S1, S2, S3, S4 및 W1, W2, W3, W4를 산출할 수 있다.
Figure 112020128203686-pat00007
Figure 112020128203686-pat00008
보정 장치(100)는 최종적으로 4개의 균등한 구간으로 전체 DCO 입력 코드를 나누어 기울기가 W1, W2, W3, W4가 되도록 빨간색 직선과 같이 비선형성 보상 매핑 함수를 산출할 수 있다. 보정 장치(100)는 비선형 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선에 대한 초기 보정을 하여 DCO 주파수를 선형화하여 고선형성을 가진 첩 신호가 발생되도록 한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 및 도 10을 참조하면, 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 방법은 DCO 또는 DAC의 비선형성에 의한 성능 저하를 보상 매핑을 통해 선형화한다. 또한 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 방법은 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 이용하여 디지털 구현을 하여 매핑 구조를 간단하게 하고, 초기 보정 절차도 간단하게 진행할 수 있다.
S110 단계에서, 보정 장치(100)는 DCO 입력 코드가 최소 및 최대일 때, DCO 출력 주파수를 측정한다. 즉 보정 장치(100)는 DCO 입력 코드가 최소일 때의 주파수(Fmin) 및 DCO 입력 코드가 최대일 때의 주파수(Fmax)를 측정할 수 있다.
S120 단계에서, 보정 장치(100)는 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 설계하여 DCO 출력 주파수에 해당하는 DCO 입력 코드를 산출한다. 이때 보정 장치(100)는 M개의 구간이 등간격이 되도록 룩업 테이블을 설계할 수 있다. 보정 장치(100)는 [수학식 1]을 이용하여 M개의 구간에 대한 값을 산출할 수 있다.
S130 단계에서, 보정 장치(100)는 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출한다. 보정 장치(100)는 [수학식 2]을 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출할 수 있다.
S140 단계에서, 보정 장치(100)는 산출된 기울기의 역수를 산출한다. 보정 장치(100)는 [수학식 3]을 이용하여 기울기의 역수를 산출할 수 있다.
S150 단계에서, 보정 장치(100)는 산출된 역수를 이용하여 비선형성 보상 매핑 함수를 산출한다. 여기서 비선형성 보상 매핑 함수는 실제 출력되는 DCO 주파수의 곡선과 기울기가 1인 직선을 기준으로 대칭되는 곡선으로 이루어진 함수로써, 산출된 역수를 연결한 곡선일 수 있다.
S160 단계에서, 보정 장치(100)는 초기 보정을 한다. 보정 장치(100)는 산출된 비선형성 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선이 이상적인 DCO 곡선, 즉 기울기가 1인 직선이 되도록 초기 보정을 한다. 이를 통해 보정 장치(100)는 고선형성을 가진 첩 신호 발생이 가능하도록 한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10: 비선형성 보상 매핑부
20: 디코더부
30: DCO부
40: 주파수 측정부
50: 제어부
60: 저장부
100: 보정 장치
200: FMCW 주파수 변조기

Claims (8)

  1. N(N은 자연수)비트(bit)의 DCO(Digitally Controlled Oscillator) 입력 코드가 최소 및 최대일 때, DCO 출력 주파수를 측정하는 주파수 측정부; 및
    상기 DCO 입력 코드의 최소에서 최대까지를 M(M은 자연수)개의 구간으로 나눈 룩업 테이블(Look-up table, LUT)을 설계하여 상기 DCO 출력 주파수에 해당하는 DCO 입력 코드들을 산출하고, 상기 산출된 DCO 입력 코드들을 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출하며, 상기 기울기의 역수를 산출하고, 상기 산출된 역수를 이용하여 비선형성 보상 매핑 함수를 산출하며, 상기 산출된 비선형성 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선에 대한 초기 보정이 되도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 하기 수학식을 이용하여 산출하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치.
    [수학식]
    Figure 112022061810475-pat00022

    (여기서, SM은 M번째 DCO 주파수 곡선의 기울기를 의미하고, OM은 M번째 DCO 입력 코드를 의미하며, IM은 M번째 구간을 의미함)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주파수 측정부는,
    필요한 주파수 코드(FCODE)의 출력 비트 수만큼 리셋이 있는 D플립플롭 기반으로 주파수 분주기 체인의 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    M개의 구간이 등간격이 되도록 상기 룩업 테이블을 설계하는 것을 특징으로 하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 M개의 구간에 대한 값을 하기 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치.
    [수학식]
    Figure 112022061810475-pat00009

    (여기서, Fmax는 DCO 입력 코드가 최대일 때의 주파수 값을 의미하고, Fmin는 DCO 입력 코드가 최소일 때의 주파수 값을 의미함)
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기울기의 역수를 하기 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치.
    [수학식]
    Figure 112022061810475-pat00011
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 초기 보정을 통해 DCO 주파수 곡선의 기울기가 1이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 장치.
  8. 보정 장치가 N비트의 DCO 입력 코드가 최소 및 최대일 때, DCO 출력 주파수를 측정하는 단계;
    상기 보정 장치가 상기 DCO 입력 코드의 최소에서 최대까지를 M개의 구간으로 나눈 룩업 테이블을 설계하여 상기 DCO 출력 주파수에 해당하는 DCO 입력 코드들을 산출하는 단계;
    상기 보정 장치가 상기 산출된 DCO 입력 코드들을 이용하여 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기를 산출하는 단계;
    상기 보정 장치가 상기 기울기의 역수를 산출하는 단계;
    상기 보정 장치가 상기 산출된 역수를 이용하여 비선형성 보상 매핑 함수를 산출하는 단계; 및
    상기 보정 장치가 상기 산출된 비선형성 보상 매핑 함수를 이용하여 DCO 주파수 곡선에 대한 초기 보정을 하는 단계;를 포함하되,
    상기 정규화된 DCO 주파수 곡선의 구간별 기울기는 하기의 수학식을 이용하여 산출되는 비선형성 보상 매핑을 하는 보정 방법.
    [수학식]
    Figure 112022061810475-pat00023

    (여기서, SM은 M번째 DCO 주파수 곡선의 기울기를 의미하고, OM은 M번째 DCO 입력 코드를 의미하며, IM은 M번째 구간을 의미함)
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