KR19980027533A - Voltage controlled oscillation frequency automatic adjustment device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전압 제어 발진 주파수 조정 장치에 관한 것으로서, 특히 외부 환경이 변화하더라도 발진 주파수를 자동적으로 조정하기 위한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage controlled oscillation frequency adjusting device, and more particularly, to a voltage controlled oscillating frequency automatic adjusting device for automatically adjusting the oscillating frequency even when the external environment changes.
본 발명은 크리스탈 발진 신호를 입력하여 제어 전류 신호에 의하여 위상을 -450 쉬프트된 신호를 발생시키는 -450 위상 변환부, 상기 크리스탈 발진 신호와 상기 -450 쉬프트된 신호를 입력하여 ±900 위상 쉬프트된 신호를 발생시키는 ±900 위상 변환부, 상기 크리스탈 발진 신호와 상기 ±900 위상 쉬프트된 신호의 위상을 비교하여 제1위상차 전압을 발생시키는 제1위상 비교부, 제1위상차 전압을 전류로 변환하여 제어 전류 신호를 발생시키는 전압/전류 변환부, 제어 전류 신호 및 제2위상차 전압에 의하여 발진 주파수를 조정하는 전압 제어 발진부, 상기 전압 제어 발진부의 발진 신호를 수평 동기 신호의 주파수로 카운팅하여 카운팅 신호를 발생시키는 카운팅부 및 상기 카운팅 신호와 수평 동기 신호의 위상을 비교하여 제2위상차 전압을 발생시키는 제2위상 비교부를 포함함을 특징으로 한다.The present invention provides a -450 phase shifter for inputting a crystal oscillation signal to generate a -450 shifted phase by a control current signal, and a ± 900 phase shifted signal by inputting the crystal oscillation signal and the -450 shifted signal. ± 900 phase shifter for generating a first phase comparator for generating a first phase difference voltage by comparing the phase of the crystal oscillation signal and the ± 900 phase shifted signal, converts the first phase difference voltage to a current to control current A voltage control oscillator for adjusting the oscillation frequency according to a voltage / current converter for generating a signal, a control current signal and a second phase difference voltage, and counting an oscillation signal of the voltage controlled oscillator at a frequency of a horizontal synchronization signal to generate a counting signal A second counter that generates a second phase difference voltage by comparing a counting unit and a phase of the counting signal and a horizontal synchronization signal The comparison characterized in that it comprises parts.
본 발명에 의하면 전압 제어 발진 주파수를 수평 동기 신호뿐만 아니라 크리스탈 발진 신호를 이용하여 제어함으로써, 종래의 방식보다 발진 주파수 특성이 정확해지는 효과가 있다.According to the present invention, by controlling the voltage controlled oscillation frequency using not only the horizontal synchronization signal but also the crystal oscillation signal, the oscillation frequency characteristic is more accurate than the conventional method.
Description
본 발명은 전압 제어 발진 주파수 조정 장치에 관한 것으로서, 특히 외부 환경이 변화하더라도 발진 주파수를 자동적으로 조정하기 위한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage controlled oscillation frequency adjusting device, and more particularly, to a voltage controlled oscillating frequency automatic adjusting device for automatically adjusting the oscillating frequency even when the external environment changes.
일반적으로 VCR에서 사용하는 전압 제어 발진기의 주파수 조정 기술은 연산 트랜스콘덕턴스 증폭기(Operational Transconductance Amplifier)를 이용하여 전압 제어 발진기의 발진 주파수 및 특성을 영상 신호의 수평 동기 신호를 이용한 위상 동기 루프에 의해 발생되는 제어 전류로 전압 제어 발진기의 기본 특성을 제어하고 있다.In general, the frequency control technology of a voltage controlled oscillator used in a VCR uses an operational transconductance amplifier to generate the oscillation frequency and characteristics of the voltage controlled oscillator by a phase locked loop using a horizontal synchronizing signal of an image signal. The control current is controlled to control the basic characteristics of the voltage controlled oscillator.
이와 같은 종래의 기술은 전압 제어 발진기의 발진 주파수 변동에 따른 변화가 또 다른 필터 등에 직접적으로 반영됨은 물론 전압 제어 발진기의 기본 특성 또한 위상 동기 루프 회로의 특성에 민감하여 초기 상태 전압 제어 발진 주파수가 설계 목표 주파수 근처로 발진을 해야만 전압 제어 발진기 특성을 조정 가능하게 되는 문제점이 있었다.Such a conventional technique is not only reflected the change in the oscillation frequency variation of the voltage controlled oscillator directly to another filter, but also the basic characteristics of the voltage controlled oscillator are also sensitive to the characteristics of the phase locked loop circuit, so that the initial state voltage controlled oscillation frequency is designed. Only when oscillation is performed near the target frequency, there is a problem in that the voltage controlled oscillator characteristics can be adjusted.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 기술에 비하여 정확한 전압 제어 발진기의 특성을 얻기 위하여 크리스탈 발진 주파수와 수평 동기 신호를 병행하여 전압 제어 발진기의 발진 주파수를 자동으로 조정하는 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is a voltage controlled oscillation frequency automatic adjustment device for automatically adjusting the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator in parallel with the crystal oscillation frequency and the horizontal synchronizing signal in order to obtain the characteristics of the voltage controlled oscillator compared to the prior art To provide.
도 1은 본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a voltage controlled oscillation frequency automatic adjustment device according to the present invention.
본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치는 크리스탈 발진 신호를 입력하여 제어 전류 신호에 의하여 위상을 -450 쉬프트된 신호를 발생시키는 -450 위상 변환부, 상기 크리스탈 발진 신호와 상기 -450 쉬프트된 신호를 입력하여 ±900 위상 쉬프트된 신호를 발생시키는 ±900 위상 변환부, 상기 크리스탈 발진 신호와 상기 ±900 위상 쉬프트된 신호의 위상을 비교하여 제1위상차 전압을 발생시키는 제1위상 비교부, 제1위상차 전압을 전류로 변환하여 제어 전류 신호를 발생시키는 전압/전류 변환부, 제어 전류 신호 및 제2위상차 전압에 의하여 발진 주파수를 조정하는 전압 제어 발진부, 상기 전압 제어 발진부의 발진 신호를 수평 동기 신호의 주파수로 카운팅하여 카운팅 신호를 발생시키는 카운팅부 및 상기 카운팅 신호와 수평 동기 신호의 위상을 비교하여 제2위상차 전압을 발생시키는 제2위상 비교부를 포함함을 특징으로 한다.The apparatus for automatically adjusting a voltage-controlled oscillation frequency according to the present invention inputs a crystal oscillation signal to generate a -450 phase shifted signal by a control current signal, wherein the crystal oscillation frequency and the -450 shifted signal are generated. A ± 900 phase shifter to generate a ± 900 phase shifted signal by inputting a first phase comparator to generate a first phase difference voltage by comparing a phase of the crystal oscillation signal and the ± 900 phase shifted signal; A voltage / current converter for converting a phase difference voltage into a current to generate a control current signal, a voltage controlled oscillator for adjusting the oscillation frequency by the control current signal and the second phase difference voltage, and converting the oscillation signal of the voltage controlled oscillator into a horizontal A counting unit generating a counting signal by counting at a frequency and a phase of the counting signal and a horizontal synchronization signal Comparison will be characterized in that it includes a second phase comparing portion for generating a second phase difference voltage.
상기 -450 위상 변환부는 저역 통과 필터로 구성됨을 특징으로 한다.The -450 phase shifter is configured as a low pass filter.
상기 ±900 위상 변환부는 차동 증폭기로 구성됨을 특징으로 한다.The ± 900 phase shifter is configured as a differential amplifier.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a voltage controlled oscillation frequency automatic adjustment device according to the present invention.
본 발명에 의한 전압 제어 발진 주파수 자동 조정 장치는 입력 신호의 위상을 -450 쉬프트시키기 위한 -450 위상 변환부(110), 입력 신호의 위상을 ±900 쉬프트시키기 위한 ±900 위상 변환부(120), 입력되는 신호들의 위상을 비교하는 제1위상 비교부(130), 입력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부(140), 입력되는 전압 신호를 전류 신호로 변환하기 위한 전압/전류 변환부(150), 전압에 의해 발진 주파수가 조정되는 전압 제어 발진부(160), 입력되는 발진 주파수를 분주하기 위한 카운팅부(170), 입력되는 신호들의 위상을 비교하는 제2위상 비교부(180)로 구성된다.The apparatus for automatically adjusting a voltage controlled oscillation frequency according to the present invention includes a -450 phase shifter 110 for shifting the phase of the input signal by -450, a ± 900 phase shifter 120 for shifting the phase of the input signal by ± 900, A first phase comparator 130 for comparing phases of input signals, an amplifier 140 for amplifying an input signal, a voltage / current converter 150 for converting an input voltage signal into a current signal, A voltage controlled oscillator 160 whose oscillation frequency is adjusted by voltage, a counting unit 170 for dividing the input oscillation frequency, and a second phase comparator 180 comparing the phases of the input signals.
도 1에는 도시되어 있으나, 위의 구성에서 언급되지 않은 커패시터 C1, C2는 노이즈 제거 및 리플을 줄이기 위해 사용한 소자이다. 그리고 트랜지스터 Q1∼Q3, R1∼R3은 출력 회로로부터 입력 회로의 영향을 줄이기 위한 버퍼용 회로 구성이다.Although shown in FIG. 1, the capacitors C1 and C2, which are not mentioned in the above configuration, are devices used to remove noise and reduce ripple. The transistors Q1 to Q3 and R1 to R3 are buffer circuit configurations for reducing the influence of the input circuit from the output circuit.
-450 위상 변환부(110)는 기본 연산 트랜스콘덕턴스 증폭기(OTA:Operational Transconductance Amplifier) 회로로 구성되며, 크리스탈 발진 신호를 입력받아 -450 위상을 쉬프트시켜 출력한다.The -450 phase shifter 110 is composed of a basic operational transconductance amplifier (OTA) circuit, and receives a crystal oscillation signal and shifts the -450 phase to output it.
±900 위상 변환부(120)는 -450 쉬프트된 발진 신호와 00의 발진 신호를 입력받아 ±900 위상 변환된 발진 신호를 출력한다.The ± 900 phase shifter 120 receives the -450 shifted oscillation signal and the 00 oscillation signal and outputs the ± 900 phase shifted oscillation signal.
제1위상 비교부(130)는 ±900 위상 변환된 발진 신호와 00의 발진 신호를 입력하여 양 입력 신호의 위상차가 항상 900가 되도록 제1위상차 전압을 발생시킨다. 그리고 출력단에 있는 커패시터 C1은 노이즈 및 리플을 제거하는 역할을 한다.The first phase comparator 130 inputs an oscillation signal having a phase shift of ± 900 and an oscillation signal of 00 to generate a first phase difference voltage such that the phase difference between both input signals is always 900. Capacitor C1 at the output stage removes noise and ripple.
증폭부(140)는 제1위상차 전압을 회로에서 처리하기 용이한 레벨로 증폭하여 출력한다.The amplifier 140 amplifies and outputs the first phase difference voltage to a level easy to be processed in a circuit.
전압/전류 변환부(150)는 증폭된 제1위상차 전압을 전류로 변환하여 제어 전류 신호(Igm)를 발생시킨다. 제어 전류 신호는 트랜지스터 Q2의 베이스에 인가되어 -450 위상 변환부(110)의 위상의 변환을 제어하는 콜렉터 전류를 제어한다.The voltage / current converter 150 generates a control current signal Igm by converting the amplified first phase difference voltage into a current. The control current signal is applied to the base of the transistor Q2 to control the collector current for controlling the phase shift of the -450 phase shifter 110.
그리고 이 제어 전류 신호는 Q3을 통하여 전압 제어 발진부(160)로 피드백 되어 발진 신호의 주파수를 제어한다.The control current signal is fed back to the voltage controlled oscillator 160 through Q3 to control the frequency of the oscillation signal.
만일 -450 위상 변환부(110)의 출력이 어떠한 원인에 의하여 지연이 되면 ±900 위상 변환부(120)의 출력도 영향을 받아 지연이 된다. 이로 인하여 제1위상 비교부(130)의 제1위상차 전압은 낮아지게 된다.If the output of the -450 phase shifter 110 is delayed due to any cause, the output of the ± 900 phase shifter 120 is also affected and delayed. As a result, the first phase difference voltage of the first phase comparator 130 is lowered.
제1위상차 전압이 낮아지게 되면 전압/전류 변환부(150)의 제어 전류 신호는 증가하게 된다. 이로 인하여 -450 위상 변환부(110)는 제어 전류 신호가 증가함에 따라서 출력 신호의 위상을 앞서게 해준다.When the first phase difference voltage is lowered, the control current signal of the voltage / current converter 150 increases. As a result, the -450 phase shifter 110 advances the phase of the output signal as the control current signal increases.
따라서 이와 같은 제어 동작에 의하여 각 부의 출력 신호의 위상을 일정하게 제어하며, 만일 -450 위상 변환부(110)의 출력 위상이 변화하지 않고 일정한 상태를 유지하면 제어 전류도 일정하게 된다.Accordingly, the phase of the output signal of each unit is constantly controlled by such a control operation. If the output phase of the -450 phase shifter 110 is not changed and is kept constant, the control current is also constant.
그러므로 제어 전류 신호는 -450 위상 변환부(110)는 물론 전압 제어 발진부(160)로 피드백되어 발진 주파수를 제어하기 때문에 칩(CHIP)의 저항이나 공정 상의 작은 변화에도 위상을 일정하게 유지시킨다.Therefore, since the control current signal is fed back to the -450 phase shifter 110 as well as the voltage controlled oscillator 160 to control the oscillation frequency, the control current signal maintains a constant phase even with small changes in resistance or process of the chip.
이와 같이 -450 위상 변환부(110)의 출력 위상이 일정하게 되면 제어 전류 신호도 일정하게 되어 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수도 일정하게 유지된다.As such, when the output phase of the -450 phase shifter 110 is constant, the control current signal is also constant, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 160 is also maintained.
위와 같은 동작에 의하여 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수를 일정하게 제어하는 것과 동시에 영상 신호 처리의 기준 신호인 수평 동기 신호(fH)에 의하여 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수를 제어한다.By controlling the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 160 by the above operation, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 160 is controlled by the horizontal synchronization signal fH, which is a reference signal of the image signal processing.
카운팅부(170)는 전압 제어 발진부(160)의 출력인 발진 신호를 입력하고, 발진 신호를 카운팅하여 수평 동기 신호와 동일한 동일한 주파수로 분주하여 출력한다.The counting unit 170 inputs an oscillation signal that is an output of the voltage controlled oscillator 160, counts the oscillation signal, divides it into the same frequency as the horizontal synchronization signal, and outputs the divided signal.
제2위상 비교부(180)는 수평 동기 신호와 카운팅부(160)의 출력을 입력하여, 양 신호의 위상을 비교하여 제2위상차 전압을 발생시킨다.The second phase comparator 180 inputs the horizontal synchronization signal and the output of the counting unit 160 to compare the phases of both signals to generate a second phase difference voltage.
제2위상차 전압은 커패시터 C2를 통해 노이즈 및 리플을 제거한 후에 전압 제어 발진부(160)에 피드백되어 수평 동기 신호에 의하여 발진 주파수를 제어한다.The second phase difference voltage is fed back to the voltage controlled oscillator 160 after removing noise and ripple through the capacitor C2 to control the oscillation frequency by the horizontal synchronization signal.
이상과 같이 전압 제어 발진부(160)의 발진 주파수는 크리스탈을 이용하여 제어되기도 하고, 별도로 수평 동기 신호에 의하여 제어되기 때문에 정확한 주파수를 유지할 수 있다. 이로 인하여 발진 주파수 조정 개수를 줄일 수 있다.As described above, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 160 may be controlled by using a crystal or separately by a horizontal synchronization signal, thereby maintaining an accurate frequency. This can reduce the number of oscillation frequency adjustments.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 전압 제어 발진 주파수를 수평 동기 신호뿐만 아니라 크리스탈 발진 신호를 이용하여 제어함으로써, 종래의 방식보다 발진 주파수 특성이 정확해지는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by controlling the voltage controlled oscillation frequency using not only the horizontal synchronization signal but also the crystal oscillation signal, the oscillation frequency characteristic is more accurate than the conventional method.
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