KR19980046813A - 주파수편이 전신 변조용 발진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 또는 제 2 발진 주파수에서 선택가능하게 발진하는 시스템을 교습하고 있다. 상기 시스템은 발진출력을 제공하는 발진기를 포함한다. 더욱이, 상기 시스템은 일정 전압을 지니는 선택 신호에 응답하여 제 1 또는 제 2 임피던스를 선택하는 스위칭 디바이스를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 임피던스 각각은, 제 1 임피던스가 제공될 때 발진 출력이 제 1 발진 주파수에서 발진하고 제 2 임피던스가 제공될 때 발진 출력이 제 2 발진 주파수에서 발진하도록 선택 신호 전압에 관계없이 고정되어 있다.

Description

주파수편이 전신 변조용 발진기

본 발명은 일반적으로 원격 송신기에 관한 것이며, 보다 구체적으로 기술하면, 주파수 변조용 평형 발진기에 관한 것이다.

소형 무선주파수(RF) 송신기는, 주로 자동 차고 도어 시스템, 전자 사운드 시스템, 텔레비젼 및 VCR을 원격 제어하는 원격 신호통신 시스템과 관련하여 널리 사용되고 있다. 자동차 산업에 있어서는, 소형 RF송신기가 차량의 원격제어 접근을 제공함과 아울러, 예를 들면 경보 체계형태 및 트렁크 해제를 포함하는 다른 차량 기능을 작동시키도록 원격 킬리스 엔트리(keyless entry) 시스템에서 흔히 사용된다. 이상적으로는, 휴대용 송신기는 바테리에 의해 작동되며, 에너지 효율적이고, 소형 봉입체에 수용되도록 의도된 것이다.

한가지 공지된 소형 원격 시스템 설계에 있어서, RF송신기는 온/오프 스위치 패턴에 따라 엔코딩되는 미리 결정된 반송 주파수로 RF신호를 방출시킨다. 이러한 방출 신호는 이후로 원격수신기에 의해 수신된다. 상기 신호는, 일단 수신되는 경우 필요에 따라 처리된 다음에, 시스템의 기능 또는 형태를 제어하도록 제어신호로서 제공된다.

현재, 다수의 소형 원격 RF송신기는 국부발진 신호를 제공하기 위한 단일 발진기 설계를 사용한다. 도 1에 예시되어 있는 바와 같이, 종래의 송신기 회로(5)는 콜피츠 발진기로서 흔히 언급되는 단일 발진 회로로 도시되어 있다. 송신기 회로(5)는 안테나 소자(L₁)로부터 송신되는 국부 발진 신호를 발생시킨다. 단순성으로, 회로(5)는 자동차용 원격 제어 킬리스 엔트리 시스템에서 선택된 송신기 구성요소이었다.

도 1을 보다 세밀하게 언급하면, 회로(5)의 콜피츠 발진기는 콜피츠 구성 트랜지스터(Q₁) 및 입력 공진 탱크 회로를 포함한다. 상기 탱크 회로는 탄성 표면파 (SAW) 디바이스(2)와 같은 공진기 및 한쌍의 피드백 캐패시터(C₁,C₂)를 포함하는 것이 전형적이다. 더욱이, 상기 발진기는 또한 트랜지스터(Q₁)의 적합한 동작을 용이하게 하도록 다수의 바이어스용 레지스터를 포함한다. 송신기 회로(5)는 또한 RF 출력 신호를 방출하기 위한 안테나 소자로서 작용하는 인덕터(L₁)를 포함한다.

구조상, 트랜지스터(Q₁)는 베이스(4), 콜렉터(6) 및 에미터(8)를 포함한다. 베이스 단자(4)는 탄성 표면파 공진기(2)와 연결되어 있으며, 콜렉터(6)는 인덕터(L₁)와 연결되어 있고, 에미터(8)는 레지스터(R₃)를 통해 접지에 연결되어 있다. 그 이외에도, 피드백 캐패시터(C₂)는 에미터(8)와 접지 사이에 연결되어 있으며, 그 자체로는 레지스터(R₃)와 병렬을 이루고 있다. 피드백 캐패시터(C₁)는 콜렉터(6) 및 에미터(8) 사이에 연결되어 있다. 더욱이, 제 3 캐패시터(C₃)는 대량의 캐패시턴스를 제공하여 일정한 DC전압을 유지하도록 인덕터(L₁) 및 접지 사이에 연결되어 있다.

회로(5), 보다 구체적으로는 L₁및 C₃는 6V가 전형적인 DC바이어스 입력(V_IN)을 수신하도록 직류(DC) 전압원에 연결되어 있다. 송신기 회로(5)는 또한 RF 반송신호를 엔코딩하기 위한 데이터 입력신호(V_DATA)를 수신한다. 이하 상세히 기술되겠지만, 회로(5)는 인덕터(L₁)를 거쳐 방출용 출력 신호를 발생시킨다. 그와 같이 이행함에 있어서, 공진 탱크 회로와 관련하여 증폭기로서 작용하는 트랜지스터(Q₁)는 발진 전류신호(I)로서 인덕터(L₁)에 제공되는 공진 신호를 발생시킨다. 인덕터(L₁)를 통한 전류(I)의 통전은 다시 방출용 출력신호가 전자장으로서 송신되게 한다.

상기에 기술한 콜피츠 발진기는 원격 킬리스 엔트리 시스템의 RF신호 송신 용도에 매우 적합하다. 그러나, 그러한 발진기 설계는 제한된 양의 전력 출력을 제한다. 더욱이, 방출용 인덕터(L₁)에 대한 보다 큰 인덕턴스 값의 대체는 그러한 구성요소의 고요한 제한에 기인하여 상응하는 전력의 증가를 용이하게 달성할 수 없다. 구성요소 값의 최적화를 통해 출력 전력을 증강시키려는 유사한 시도는 그에 의해 형성되는 정합 손실에 비추어 볼 때 무익한 것으로 입증되었다. 더욱이, 트랜지스터(Q₁)에서의 레일-레일(rail-to rail) 전압 스윙은 회로를 통한 전류의 양을 한정시키려는 경향이 있으며, 이는 다시 주어진 송신기 회로에 의해 구현되는 사용 가능한 전력 출력을 감소시킨다.

콜피츠 발진기를 사용하는 소형 원격 송신기로부터 사용될 수 있는 제한된 전력의 결과로, 소형 원격 송신기에서의 용도와 관련된 또다른 문제가 생겼다. 전형적으로는, 소형 원격 송신기는 손에 쥐어 져서 대체로 시스템의 수신기로 향하게 된다. 그렇게 행함으로써, 기생 임피던스는 사용자의 손에 의해 형성된다. 이러한 부가적인 임피던스는 수신기를 향하는 송신된 에너지의 양을 감소시킨다. 이는 전형적인 콜피츠 발진기로부터 사용될 수 있는 제한된 전력에 비추어 볼 때 특히 중요한 문제가 된다.

더욱이, 현존하는 소형 원격 송신기는 주파수편이 전신(frequency shift key ; FSK)변조 방식을 사용한다. 이들 설계의 구현은 PIN 또는 버랙터 다이오드와 같은 값비싼 구성요소를 합체시켰다. 이러한 회로에서, PIN 또는 버랙터 다이오드는 인가되는 제어 전압의 변화에 응답하여 캐패시턴스를 변화시킨다. 불행하게도, 이러한 제어전압은 바테리 공급전압의 수명에 따라 변화한다. 그 자체로, FSK발진기의 중심 주파수는 다시 드리프트된다. 이러한 주파수 트리프트 현상은 소형 원격 송신기 설계의 장기간 효율에 극히 바람직스럽지 않다.

이들 문제에 비추어 볼 때, 드리프트 경향이 없는 예측 가능한 중심 주파수를 지니는 주파수편이 전신 변조용 발진기 회로에 대한 필요가 잔재한다. 더욱이, 보다 비용 효과적인 주파수편이 전신 변조용 발진기 회로에 대한 요구가 존재한다. 더군다나, 산업체에서는 전력 공급원으로부터 에너지를 덜 소모시켜, 그 자체로 연장된 수명을 갖는 주파수편이 전신 변조용 발진기 회로가 필요하다.

본 발명의 주된 이점은 공지 기술의 제한을 극복하는 것이다.

본 발명의 다른 이점은 주파수 드리프트 경향이 없는 예측가능한 중심 주파수를 갖는 주파수편이 전신 변조용 발진기 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 부가적인 이점은 보다 비용 효과적인 주파수편이 전신 변조용 발진기 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 이점은 전력 공급원으로부터 에너지를 덜 소모시켜, 그 자체로 연장된 수명을 갖는 주파수편이 전신 변조용 발진기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 단일 콜피츠형 발진기 및 송신기 회로를 예시하는 회로 다이어그램.

도 2는 평형 발진기 및 송신기 시스템의 블록 다이어그램.

도 3은 평형 발진기 및 송신기 시스템의 제 1 회로 실시예를 예시하는 도면.

도 4는 평형 발진기 및 송신기 시스템의 제 2 회로 실시예를 예시하는 도면.

도 5는 직렬 공진탱크 회로의 한 회로 실시예를 예시하는 도면.

도 6은 도 2의 평형 발진기 및 송신기 시스템에 의해 얻어진 전압파형을 그래프로 예시하는 도면.

도 7은 바람직한 평형 발진기 및 송신기 시스템의 블록 다이어그램.

도 8은 도 7 시스템의 제 1회로 실시예를 예시하는 도면.

도 9는 도 7 시스템의 제 2회로 실시예를 예시하는 도면.

도 10은 완충 발진기 및 송신기 회로를 예시하는 도면.

도 11은 제 1 또는 제 2 주파수에서 선택 가능하게 발진하는 시스템의 블록 다이어그램.

도 12는 도 11 시스템의 제 1 회로 실시예를 예시하는 도면.

도 13은 도 11 시스템의 바람직한 회로 실시예를 예시하는 도면.

본 발명의 이점들을 달성하기 위하여, 제 1 또는 제 2 발진주파수에서 선택가능하게 발진하기 위한 시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템은 발진 출력을 제공하기 위한 발진기를 포함한다. 더욱이, 상기 시스템은 일정 전압을 갖는 선택 신호에 응답하여 제 1 또는 제 2 임피던스를 선택하기 위한 스위칭 디바이스를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 임피던스 각각은, 상기 제 1 임피던스가 제공될 때에는 상기 발진 출력이 제 1 발진 주파수에서 발진하고 상기 제 2 임피던스가 제공될 때에는 상기 발진 출력이 제 2 발진 주파수에서 발진하도록 상기 선택 신호 전압에 관계없이 고정된다.

이들 및 다른 이점 그리고 목적은 첨부된 특허청구의 범위 및 그에 부착된 도면과 연관지어 정독되는 이하 상세한 설명으로부터 당업자에게 자명해 질 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하 비제한적인 실시예의 설명을 정독하면 보다 양호하게 이해될 것이다.

본 명세서의 도면은 일정 비율로 도시한 것이 아니라 단지 개략적인 도면일 뿐이므로 본원의 정보조사를 통해 당업자에 의해 결정될 수 있는, 본 발명의 특정 파라메타 또는 구조적 세부를 나타내도록 의도된 것이 아니다라는 점에 역점을 두어야 한다.

도 2를 참조하면, 평형 발진기 및 송신기 시스템(10)은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 예시되어 있다. 시스템(10)은 공진 주파수를 갖는 기준 신호를 발생시키기 위한 공진기(18)를 포함한다. 공진기(18)는 탄성 표면파(SAW) 디바이스를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 공진 주파수는 무선 주파수(RF) 범위내에 있는 것이 바람직스럽다. 그러나, 예를 들면, 벌크 탄성파(BAW) 디바이스와 같은 다른 구성요소가 상기 공진기의 기능적인 목적을 실현하는 데에도 사용될 수 있다는 점이 당업자에게는 자명할 것이다.

시스템(10)은, 각각이 상기 공진기(18)의 공진 주파수에 응답하여 발진출력을 발생시키는 제 1 및 제 2 발진기(12,15)를 추가로 포함한다. 제 1 발진기(12)는 발진기(18)에 의해 제공된 기준 신호와 상응하는 입력을 증폭시키는 증폭기(14), 및 증폭기(14)의 출력에 응답하여 발진신호를 발생시키도록 증폭기(14)와 연결되어 있는 공진회로(13)를 포함한다. 마찬가지로, 제 2 발진기(15)는 공진기(18)에 의해 제공되는 기준신호와 상응하는 입력을 증폭시키는 증폭기(16), 및 증폭기(16)의 출력에 응답하여 발진신호를 발생시키도록 증폭기(16)와 연결되어 있는 공진회로(17)를 포함한다. 이들 모두의 발진기가 동일한 기능적인 구성요소를 포함하는 것이 바람직스럽지만, 대체 발진기 설계가 실현되면서도 본 발명의 이점을 달성한다는 점이 당업자에게 자명해질 것이다. 평형 설계를 제공하기 위하여, 양자 모두의 발진기(12,15)의 출력은, 크기면에서는 동일하지만, 서로 180°위상이탈되어 있다.

시스템(10)은 단일 주파수를 갖는 출력 신호를 방출시키기 위한 안테나(11)를 또 포함한다. 안테나(11)의 출력 신호는 제 1 및 제 2 발진출력 모두의 합과 상응하다. 상기 출력신호와 상기 제 1 및 제 2발진 신호 사이의 관계는 시스템(10)의 출력 특성을 인식하면 가장 양호하게 이해될 수 있다. 출력 임피던스를 포함하는 경우, 시스템(10)은 전압 분할기 모델을 사용하여 가시화될 수 있다. 이러한 예를 사용하는 경우, 제 1 및 제 2 발진기 출력 모두는 분할기의 입력을 나타낸다. 상기 모델은 각각의 발진기에 의해 접지에 나타나는 임피던스와 관련된 제 1 임피던스와 아울러, 상기 제 1 임피던스와 직렬을 이루는 제 2 임피던스를 부가적으로 포함한다. 제 2 임피던스는 시스템(10)의 출력 임피던스의 모델이다. 이러한 전압 분할기 모델을 통해, 안테나(11)에 의해 발생되는 출력 신호는 상기 제 1 임피던스 양단에 걸린 전압을 나타낸다. 따라서, 평형 특성에 비추어볼 때, 시스템(10)의 안테나(11)에 의해 송신되는 출력신호는, 비록 전류가 동일하더라도 진폭만에서만 볼 때 상기 발진출력의 합과는 상이하다. 그럼에도 불구하고, 당업자에게는 자명하겠지만, 예를 들면 주파수 또는 위상, 아울러 그들의 컴비네이션면에서 상기 발진 출력의 합과는 의도적으로 분간될 수 있다는 점을 알 수 있을 것이다.

안테나(11)는 직류(DC) 중점을 지니는 인덕터를 포함하는 것이 바람직스럽다. 이러한 DC중점은 상기 인덕터를 제 1 및 제 2 등가 인덕터로 분할한다. 더군다나, 안테나(11)는 안테나(11)를 따라 일정 위치를 제공하는 교류(AC) 평형 발진지점을 포함하며 이 경우에 제 1 및 제 2 발진기(12,15)의 발진출력의 AC전압크기는 모두 거의 0이다. 이들 모두의 AC 및 DC중점에 비추어 볼 때 평형 발진기가 실현된다.

공진회로(13,17)의 완벽한 공차는 본 발명의 평형 발진기 설계에 필요하지 않다. 이러한 이점은 DC중점 및 AC중점, 아울러 평형 회로 그 자체를 통해 달성된다. 게다가, 안테나(11)가 단일의 1차 주파수에서 발진기 출력 모두를 송신하는 것이 바람직스럽지만, 공진회로(13,17)와 관련된 공차는 시스템(10)의 전반적인 동작에 그다지 중요하지 않다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 안테나(11)는 제 1 및 제 2 발진기(12,15) 모두의 발진 출력을 2차 권선상에 송신하기 위한 중심 탭(tap)된 트랜스의 1차 권선을 포함한다. 이러한 배치에 의해, 2차 권선은 상기 발진 출력을 방출함으로써 안테나 그 자체로 작용할 수 있다. 그러나, 이러한 해결방안은 저 주파 동작에 대하여 바람직하다. 다른 주파수에서의 동작을 지원하기 위하여, 출력 인덕터 등은 상기 발진 출력을 방출하도록 필터 및 정합 회로와 관련하여 사용되어야 한다.

도 3을 참조하면, 도 2의 평형 발진기 및 송신기 시스템의 회로 실시예(20)가 도시되어 있다. 평형 발진기 및 송신기 회로(20)는 제 1 및 제 2 의사(擬似) 콜피츠 발진기를 포함한다. 양자 모두의 의사 콜피츠 발진기는 서로에 대해 균형을 이루고 있으며 전력 출력 효율을 위해 공통 탱크 회로 및 발진전류신호(I)를 공유하고 있다. 본원에 기술되는 회로(20)는 특히 자동차 원격 킬리스 엔트리 시스템에 적용될 수 있다. 그러나, 다른 용도는 당업자에게 자명하게 인식될 수 있다.

보다 상세한 설명에 의하면, 회로(20)는 국부발진신호를 발생시키기 위한 2개의 의사 콜피츠 발진기 회로를 포함하는 평형 발진기 구성을 포함한다. 상기 발진기 회로는, 각각이 사이에 공진기 디바이스(22)와 연결되어 있는 제 1 트랜지스터(Q₂) 및 제 2 트랜지스터(Q₃)를 포함한다. 공진기 디바이스(22)는 발진전류신호(I)를 발생 및 안정화 시키기 위한 직렬 공진 입력 탱크로서 작용한다. 그와 같이 행함으로써, 공진 RF반송 주파수가 얻어진다.

제 1 및 제 2 트랜지스터(Q₂, Q₃) 각각은 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 포함하는 것이 바람직스럽다. 그러나, 이종 접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)와 같은 변형은 당업자에게 자명할 것이다. 또다른 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q₂, Q₃)는 각각 MMBTH10형 바이폴라 트랜지스터이다.

트랜지스터(Q₂, Q₃) 각각은 안정상태 동작을 위해 단일 루프이득을 제공하는 증폭단으로서 동작한다. 제 1 트랜지스터(Q₂)는 베이스, 콜렉터, 및 에미터(30,32,34) 각각을 포함한다. 마찬가지로, 제 2 트랜지스터(Q₃)는 베이스, 콜렉터, 및 에미터(36,38,40) 각각을 포함한다. 트랜지스터(Q₂, Q₃)는 각각, 동조 LC회로 및 양(+) 피드백을 지니는 의사 콜피츠 발진기로서 구성되어 있다. 당업자라면 여러 다른 트랜지스터 발진기 구성이 동일한 기능적 목적을 달성하기 위해 상기 배치에 대용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

공진기 디바이스(22)는 공진 출력랑니(42,44) 각각을 거쳐 트랜지스터(Q₂, Q₃)의 베이트 단자(30,36) 사이에 연결되어 있다. 공진기(22)는 압전 기판상에 형성된 금속 핑거어레이를 지니는 것으로 도시되어 있다. 공진기(22)는 반송 신호의 발진을 안정화시키도록 동작하는 것이 유리하다. 공진기 디바이스(22)는 직렬 공진 입력탱크 회로 탄성 표면파(SAW) 디바이스를 포함하는 것이 바람직스럽다. 그러나, 또 다른 실시예에 의하면, SAW공진기(22)는 RF Monolithics, Incorporated에 의해 제조 및 시판되는 R02073 SAW공진기이다.

회로(20)는 한쌍의 출력탱크 회로를 부가적으로 포함한다. 각각의 출력 탱크 회로는 캐패시터 및 인덕터를 포함하고, 제 1 입력 탱크는 제 1 인덕터(L₂)를 포함하며 제 2 입력탱크는 제 2 인덕터(L₃)를 포함한다. 인덕터(L₂, L₃) 각각은 공통 공유된 발진전류신호(I)에 응답하여 출력신호를 방출시키기 위한 안테나 방출소자로서 작용한다. 제 1 인덕터(L₂)는 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터 단자(32) 및 노드(28) 사이에 연결되어 있으며, 제 2 인덕터(L₃)는 트랜지스터(Q₃)의 콜렉터단자(38) 및 노드(28) 사이에 연결되어 있다. 따라서, 인덕터(L₂, L₃)는 직렬 접속으로 노드(28)에 서로 연결되어 있다. 전압 입력원(24)은, 노드(28)에 DC전압입력(V_IN)을 인가하도록 인덕터(L₂, L₃) 사이의 노드(28)에 연결되어 있다. 본 발명의 일례에 의하면, 전압 입력신호(V_IN)는 +3볼트 DC신호이다. 인덕터(L₂, L₃)사이의 +3볼트의 인가는 필요한 이득을 이루도록 트랜지스터(Q₂,Q₃)를 바이어스시킨다. 인덕터(L₂, L₃) 각각은 미리 결정된 반송 주파수로 발진 신호를 나타내는 전자장을 송신 및 방출시키기 위한 안테나로서 작용한다.

회로(20)는 각각의 레지스터(R₆, R₇)를 통해 공진기 출력라인(42,44)모두에 연결되어 있는 데이터 입력(26)을 부가적으로 포함한다. 데이터 입력(26)은 SAW공진기(22) 양측에 인가되는 온/오프(on/off) 데이터 입력신호(V_DATA)를 수신하기에 접합하다. 공진기 출력라인(42,44) 각각은 또한 각각의 레지스터(R₅, R₆)를 거쳐 접지에 연결되어 있다. 데이터 입력신호(V_DATA)는 반송신호상의 정보를 제공하도록 변조방식을 통해 반송신호를 엔코딩한다. 바람직한 변조 포맷은 주파수편이 전신(frequency shift key ; FSK)이지만, 펄스폭변조(PWM) 및 진폭변조(AM)를 포함하는 다른 방식이 당업자에 의해 용이하게 대체될 수 있다. 반송신호상에 제공되어 있는 정보는 도어 잠금작동 메카니즘과 아울러 회로(20)의 온/오프 동작과 같은 여러 시스템 동작을 제어 및/또는 개시할 수 있다. 데이터 입력 신호(V_DATA)의 인가는 예를 들면 푸쉬버튼패드, 스위치 또는 다른 펄스작동 디바이스와 같은 작동 메카니즘을 통해 수동제어로 개시될 수 있다.

SAW공진기(22)는 한쌍의 의사 콜피츠에 의해 공통 공유되는 입력 탱크 회로를 구비하고 있다. 인덕터(L₂)는, 캐패시터(C₄, C₅)와 결합하여 제 1 출력탱크 회로를 공급한다. 마찬가지로, 인덕터(L₃)는, 캐패시터(C₆, C₇)와 결합하여, 제 2 출력탱크 회로를 형성한다. 직렬 공진압력 탱크와 공진 신호의 발진을 안정화시키지만, 출력 탱크는 RF출력 신호의 방출용으로 제공된다. 캐패시터(C₄, C₅)는 또한 전압분할기 회로망과 아울러, 트랜지스터(Q₂)에 대한 양(+)의 피드백 경로를 확립한다. 마찬가지로, 캐패시터(C₂, C₃)는 전압 분할기 및 트랜지스터(Q₃)에 대한 양(+)의 피드백 경로를 형성한다. 트랜지스터(Q₂, Q₃)의 각 사이클에 대해 달리 요구될 수 있는 에너지의 양을 감소시킴으로써 방출효율을 증강시키도록 캐패시터(C₄내지 C₇) 및 인덕터(L₂, L₃)에 에너지가 효율적으로 저장된다.

도 4를 참조하면, 회로(20)는 제 1 및 제 2 인덕터(L₂, L₃) 대신에 중심탭된 트랜스(46)를 포함하도록 변형구성될 수 있다. 이를 위해, 중심 탭된 트랜드(46)는 제 1의 1차 권선부분(48a) 및 제 2의 1차 권선부분(48b)을 지니는 1차 권선을 포함한다. 1차 권선부분(48a,48b)은 거의 동일한 사이즈인 것이 바람직스럽다. 전압 입력원(24)은, 중심탭에 DC전압 입력(V_IN)을 공급하도록 1차 권선부분(48a,48b) 사이에 배치되어 있는 중심탭(49)에 연결되어 있다.

중심탭된 트랜스(46)는 1차 권선부분(48a,48b)에 인접 배치된 2차 권선을 부가적으로 포함한다. 트랜스(46)는 1차 권선부분(48a) 및 2차권선(50) 사이에 제 1자성 결합을, 그리고 1차 권선 부분(48b) 및 2차권선(50) 사이에 제 2자성 결합을 형성하기에 적합하다. 2차권선(50)은 다시 양단부상에서 필터 및 정합 회로망(52)에 연결되어 있다. 상기 필터 ACL 정합 회로망(52)으로부터 연장되어 있는 한쌍의 출력 라인은, 출력 전자장을 방출 인덕터로부터 방출시키도록 방출 인덕터(L₄)에 연결되어 있다.

도 4의 변형 실시예에 의하면, 중심탭된 트랜스(46)의 제 1 및 제 2의 1차 권선부분(48a,48b) 각각은 이를 통해 송신되는 발진전류신호(I)에 응답하여 전자장을 발생시킨다. 그리하여, 1차 권선부분(48a,48b) 각각으로부터의 전자장은 중심탭된 트랜스(46)의 2차권선(50)상에 송신 및 유도된다. 2차권선(50) 상에 유도된 신호는 서로 합산된다. 상기 합산된 신호는 다시 바람직스럽지 못한 잡음을 제거하도록 필터링되고, 필터 및 정합 회로망(52)을 거쳐 임피던스 정합된다. 상기 필터링되고 임피던스 정합된 신호는 그후 단일 방출출력신호를 송신하도록 방출 인덕터(L₄)에 통과된다. 중심탭된 트랜스(46)의 사용은 우수 고조파(even harmonic)를 분리시키는 것이 유리하며 일반적으로 단일 방출출력신호 송신의 증강된 제어를 보다 양호하게 달성할 수 있다.

SAW공진기(22)는 변형의 필적할만한 직렬 공진 주파수 안정화 디바이스로 구현될 수 있는 직렬 공진 입력 탱크 회로이다. SAW공진기(22)의 변형으로서, 직렬 공진 탱크 회로는 벌크 탄성파(BAW) 디바이스, 수정 디바이스, 마이크로스트립 또는 바람직한 안정화 신호 발진을 달성할 수 있는 기타의 직렬 공진구조 또는 디바이스를 포함할 수 있다.

특히 도 5를 참조하면, 직렬 공진탱크회로(60)는 도2-도4의 SAW공진기(22)에 대한 변형으로서 도시되어 있다. 여기서, 직렬 공진탱크회로(60)는 레지스터(R_M), 캐패시터(C_M) 및 인덕터(L_M)를 포함한다. 이들 구성요소 각각은 직렬 공진탱크회로(60)를 형성하도록 연결되어 있다. 상기 탱크 회로(60)의 공진 주파수는 대체로 인덕터(L_M) 및 캐패시터(C_M)의 사이즈에 의존한다.

동작시, 회로(20)는 전압 입력원(24)을 통해 DC입력 전압신호(V_IN)를 수신한다. 데이터 입력(V_DATA)은 또한 미리 결정된 변조 방식을 통해 반송신호를 엔코팅하도록 데이터입력(26)을 거쳐 수신될 수 있다. 초기에, 회로(20)는 시동하여 공지된 주파수에서의 발진을 갖는 안정상태 에너지 레벨로 만드는 공진 신호를 형성한다. 그와 같이 행함으로써, 트랜지스터(Q₂,Q₃)는, 잡음 또는 다른 유도신호에 응답하여 콜렉터단자(38) 및 에미터 단자(40) 사이를 순회하여 안정상태에 이를때까지 만들어 지게 한다.

시동시, 각 증폭단은 1을 초과하는 이득을 제공한다. 안정상태에서, 각 증폭단의 이득은 에너지 손실을 고려하면 1과 대략 동일하거나 1보다 약간 크다. SAW공진기(22)를 갖는 직렬공진탱크회로는 회로(20)내에서의 신호발진의 안정화를 유지 및 보장한다. 발진신호는 다시 안테나 방출요소, 인덕터(L₂,L₃)를 통해 흐르는 전류신호(I)에 의해 발생된다. 그 이외에도, 캐패시터(C₄,C₅) 및 캐패시터(C₆,C₇)를 거쳐 제공되는 피드백 경로는 바람직한 주파수를 이루도록 루프시간을 조절하는 위상지연을 만들어 낸다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 의해 달성되는 전압 파형의 그래프가 도시되어 있다. 여기서, 도 2 회로(20)의 인덕터(L₂,L₃) 각각은 개별 전자장을 통해 개별 신호를 방출시키고, 이들 모두는 공통 공유된 발진전류신호(I)에 응답하여 동일한 반송 주파수를 지닌다. 인덕터(L₂,L₃)로부터의 이들 방출출력신호 및 전체 합산된 방출출력은 도 6에 제공된 파형(66)으로 예시되어 있다. 인덕터(L₂)로부터 송신된 제 1 방출 출력신호가 전압파형(62)으로 도시되어 있지만, 인덕터(L₃)로부터 송신된 제 2 방출출력신호는 전압파형(64)으로 도시되어 있다. 전압파형(62,64)은 동일한 진폭 및 서로에 대한 대략 180°위상편이 관계를 지니는 것으로 특징화된다. 방출된 방출신호(62,64)는 전압접지(28)에 대해 측정됨으로써 전술한 180°의 위상편이를 나타낸다. 파형(62,64)이 모두 노드(28)에 대해 측정되는 경우, 공통 공유된 전류신호(I)에 대한 파형(62,64) 모두의 합산은 결국 전압파형이 단일 방출출력신호(66)를 나타나게 한다. 따라서, 출력신호(66)는 본 발명의 한쌍의 평형 발진기 및 출력탱크를 사용하여 달성될 수 있다.

한 실시예에서의 단일 방출출력신호(66)는 대략 315MHz의 주파수를 지닌다. 그 이외에도, 제 1 및 제 2 출력탱크의 인덕터(L₂) 및 인덕터(L₃) 모두로부터의 출력은, +3볼트 DC에서 설정되는 것이 바람직스러운 노드(28)에 대해 대칭인 평형신호이다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 변형 실시예 중 하나의 중심탭된 트랜스(46)에 의해 만들어지는 개별방출신호는 송신되기 이전에 합산되고 그 다음에 필터링되어 임피던스 정합될 수 있다.

도 7을 참조하면, 완충된 평형발진기 및 송신기 시스템(70)이 예시되어 있다. 시스템(70)은 공진 주파수를 갖는 기준 신호를 발생시키기 위한 공진기(72)를 포함한다. 공진기(72)는 탄성표면파(SAW) 디바이스를 포함하는 것이 바람직하며, 공진 주파수는 무선주파수(RF) 범위내에 있는 것이 바람직하다. 그러나 예를 들면 벌크 탄성파(BAW) 디바이스와 같은 다른 구성요소들이 또한 공진기의 기능적인 목적을 이루는데 사용될 수 있다는 점이 당업자에게는 자명할 것이다.

시스템(70)은, 각각이 공진기(72)의 공진주파수에 응답하여 발진출력을 발생시키는 제 1 및 제 2 발진기(74,76)를 추가로 포함한다. 제 1 발진기(74)는 공진기(72)에 의해 발생되는 기준신호에 상응하는 입력을 증폭시키는 증폭기(78) 및 증폭기(78)의 출력에 응답하여 발진신호를 발생시키도록 증폭기(78)와 연결된 공진회로(80)를 포함한다. 마찬가지로, 제 2 발진기(76)는 공진기(72)에 의해 발생되는 기준신호에 상응하는 입력을 증폭하는 증폭기(82), 및 증폭기(82)의 출력에 응답하여 발진신호를 발생시키도록 증폭기(82)와 연결된 공진회로(84)를 포함한다. 양자 모두의 발진기가 동일한 기능적인 구성요소를 포함하는 것이 바람직스럽지만, 변형 발진기 설계가 실현되면서도 본 발명의 이점을 달성할 수 있다는 점이 당업자에게는 자명할 것이다. 평형설계를 제공하기 위하여, 양자모두의 발진기(74,76)의 출력은 진폭면에서는 동일하지만 서로에 대해 180°위상 이탈되어 있다.

동작시 소형 원격 RF 송신기를 잡거나 받침에 있어서, 사용자의 손에 의해 형성되는 것과 같은 기생 임피던스의 효과를 실질적으로 최소화시키는 수단으로서, 시스템(70)은 또한 제 1 및 제 2 버퍼(86,88)를 포함한다. 제 1 및 제 2 버퍼(86,88)는 기능적인 면에서 안테나(100)와 공진회로(80,84) 각각을 분리시킨다. 이를 위하여, 제 1 버퍼(86)는 공진회로(93)와 연결된 완충증폭기(90)를 포함하고, 제 2 버퍼(88)는 또한 공진회로(93)와 연결된 완충증폭기(96)를 포함한다. 공진회로(93)는 직렬 또는 병렬 공진탱크 및 공진요소(100)를 포함한다. 이러한 배치에 의해, 시스템(70)의 출력 임피던스는, 안테나(100)의 DC중심지점으로부터 발진기(74,76)에 의해 만들어진 경로 모두를 따라 볼 수 있는 것처럼, 실질적으로 감소되며 전류는 증가된다. 이와 같이 전류 이득을 통한 전류의 증가 및 임피던스의 감소는 결국 안테나(100)에 의해 방출되는 바와 같은 출력 신호가 보다 큰 퍼센트의 제 1 및 제 2 발진신호를 구성하게 한다. 출력 신호가 보다 큰 퍼센트의 제 1 및 제 2 발진신호를 지님에 따라, 보다 강력한 출력신호, 그 자체로는 보다 강력한 송신기가 실현된다.

더욱이, 시스템(70)은 단일 주파수를 갖는 출력신호를 방출하기 위한 안테나(100)를 포함한다. 안테나(100)의 출력신호는 제 1 및 제 2 발진출력 모두의 합에 상응한다. 상기 출력신호 및 상기 제 1 및 제 2 발진신호 사이의 관계는 시스템(70)의 출력 특성을 인식함으로써 가장 양호하게 이해될 수 있다. 출력 임피던스를 포함하는 경우, 시스템(70)은 전압 분할기 모델을 사용하여 가시화될 수 있다. 이러한 예를 사용하면, 제 1 및 제 2 발진기 출력 모두는 상기 분할기의 입력으로 표시된다. 상기 모델은 접지에 대한 각각의 발진기로 보여지는 바와 같은 임피던스와 관련된 제 1 임피던스와 아울러 상기 제 1 임피던스와 직렬을 이루는 제 2 임피던스를 부가적으로 포함한다. 제 2 임피던스는 시스템(70)의 출력 임피던스의 모델이다. 이러한 전압 분할기 모델을 통해, 안테나(100)에 의해 발생되는 출력신호는 상기 제 1 임피던스 양단에 걸린 전압강하로 표시된다. 따라서, 그의 평형 특성에 비추어 볼 때, 시스템(70)의 안테나(100)에 의해 송신되는 출력신호는 진폭면만으로 발진출력의 합과 상이한다. 그럼에도 불구하고, 상기 출력신호는, 당업자에게는 자명하겠지만, 예를 들면 주파수 또는 위상과 아울러 그의 컴비네이션에서 발진출력의 합과는 의도적으로 구별될 수 있다는 점을 알 수 있다.

안테나(100)는 공진회로(93)의 일부로서 직류(DC)중심지점을 지니는 인덕터를 포함하는 것이 바람직스럽다. 이러한 DC중심 지점은 상기 인덕터를 제 1 및 제 2 등가 인덕터로 분할한다. 이러한 중심지점으로부터, 고 임피던스가 각각의 발진기를 통해 접지에 만들어진다. 더군다나, 안테나(100)는 안테나(100)를 따라 일정위치를 제공하는 교류(AC)평형 발진지점을 포함하는데, 이 경우 제 1 및 제 2 발진기(74,76)의 발진 출력의 크기는 모두 거의 0이다. AC 및 DC중심지점 모두에 비추어 볼 때, 평형 발진기가 실현된다.

공진회로(80,84,93)에 대한 완벽한 공차는 본 발명의 평형 발진기 설계에 필요하지 않다. 이러한 이점은 DC 및 AC 중심지점과 아울러 평형회로 그 자체를 통해 달성된다. 더욱이, 안테나(100)가 단일의 1차 주파수에서 발진기 출력 모두를 송신하는 것이 바람직스러운 경우, 공진회로(80,84,93)와 연관된 공차는 시스템(70)의 전체 동작에 그다지 중요하지 않다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 안테나(100)는 제 1 및 제 2 발진기(74,76) 모두의 발진출력을 2차 권선상에 송신하기 위한 중심탭된 트랜스의 1차권선을 포함한다. 이러한 배치에 의해, 2차권선은 자체적으로 발진출력을 방출할 수 있다. 변형예로는, 출력 인덕터 등은 상기 발진 출력을 방출할 목적으로 필터 및 정합회로와 관련하여 사용될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 발진출력신호 각각의 출력범위를 증가시키기 위한 디바이스가 또한 합체되어 있다. 전술한 전압분할기 모델을 사용할 경우, 이러한 디바이스는 상기에 한정된 기생 임피던스에 대한 시스템(70)의 감도를 감소시키도록 출력 전력을 더욱 더 직접적으로 증가시킨다. 상기 디바이스는 캐패시터를 포함하는 것이 바람직하지만, 다른 임피던스가 사용될 수 있는데, 이는 증폭기(78,82)와 관련된 보다 큰 전압범위를 완충 증폭기(90,96) 각각에 가한다.

도 8을 참조하면, 도 7의 완충된 평형 발진기 및 송신기 시스템의 회로 실시예(110)가 예시되어 있다. 완충된 평형발진기 및 송신기회로(110)는 제 1 및 제 2의사 콜피츠 발진기를 포함한다. 의사 콜피츠 발진기 모두는 서로에 대하여 평형을 이루고 있으며 전력 출력 효율을 위해 공통 탱크 회로 및 발진전류신호(I)를 공유한다. 본원에 기술되는 회로(110)는 특히 자동차 원격 킬리스 엔트리 시스템에 적용될 수 있다. 그러나, 다른 용도는 당업자에게 분명히 인식될 수 있다.

보다 상세한 설명에 의하면, 회로(110)는 국부발진신호를 발생시키기 위한 24개의 의사 콜피츠 발진기 회로를 포함하는 평형 발진기 구성을 포함한다. 상기 발진기 회로는, 각각이 사이에서 공진기 디바이스(112)와 연결되어 있는 제 1트랜지스터(Q₄) 및 제 2 트랜지스터(Q₅)를 포함한다. 공진기 디바이스(112)는 발진전류신호(I)를 발생 및 안정화시키기 위한 직렬 공진입력 탱크로서 작용한다. 그와 같이 행함으로써, 공진 RF 반송 주파수가 얻어진다.

제 1 및 제 2 트랜지스터(Q₄,Q₅) 각각은 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 포함하는 것이 바람직스럽다. 그러나, 이종 접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)와 같은 변형은 당업자에게 자명할 것이다. 또다른 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q₄, Q₅)는 각각 MMBTH10형 바이폴라 트랜지스터이다.

트랜지스터(Q₄,Q₅) 각각은 안정상태 동작을 위해 단일 루프 이득을 제공하는 증폭단으로서 동작한다. 제 1 트랜지스터(Q₄)는 베이스, 콜렉터, 및 에미터(120,122,124) 각각을 포함한다. 마찬가지로, 제 2 트랜지스터(Q₅)는 베이스, 콜렉터, 및 에미터(126,128,130) 각각을 포함한다. 트랜지스터(Q₄,Q₅)는 각각, 동조 LC회로 및 양(+)의 피드백을 갖는 의사 콜피츠 발진기로서 구성되어 있다. 당업자라면 여러 다른 트랜지스터 발진기 구성이 동일한 기능적인 목적을 달성하기 위해 상기 배치에 대용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

공진기 디바이스(112)는 출력라인(132,134) 각각을 거쳐 트랜지스터(Q₄,Q₅)의 베이트 단자(120,126) 사이에 연결되어 있다. 공진기(112)는 압전 기판상에 형성된 금속 핑거어레이를 지니는 것으로 도시되어 있다. 공진기(112)는 반송 신호의 발진을 안정화시키도록 동작하는 것이 유리하다. 공진기 디바이스(112)는 직렬공진입력 탱크회로 탄성표면(SAW) 디바이스를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 또 다른 실시예에 의하면, SAW공진기(112)는 RF Monolithices, Incorporated에 의해 제조 및 시판되는 R02073 SAW공진기이다.

회로(110)는 한쌍의 출력탱크 회로를 부가적으로 포함하고, 이는 트랜지스터(Q₄,Q₅)와 결합하여 제 1 및 제 2 발진기를 형성한다. 각각의 출력 탱크 회로는 캐패시터 및 인덕터를 포함하고, 제 1 입력 탱크는 제 1 인덕터(L₅)를 포함하며 제 2 입력탱크는 제 2 인덕터(L₆)를 포함한다. 제 1 인덕터(L₅)는 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터 단자(122) 및 노드(118) 사이에 연결되어 있으며, 제 2 인덕터(L₆)는 트랜지스터(Q₅)의 콜렉터 단자(128) 및 노드(118) 사이에 연결되어 있다. 따라서, 인덕터(L₅,L₆)는 직렬 접속으로 노드(118)에 서로 연결되어 있다. 전압 입력원(114)은, 노드(118)에 DC전압입력(V_IN)을 인가하도록 인덕터(L₅,L₆) 사이의 노드(118)에 연결되어 있다. 본 발명의 일례에 의하면, 전압 입력신호(V_IN)는 +3볼트 DC신호이다. 인덕터(L₅,L₆)사이의 +3볼트의 인가는 필요한 이득을 이루도록 트랜지스터(Q₄,Q₅)를 바이어스시킨다.

더욱이, 회로(110)는 각각의 레지스터(R₁₂, R₁₃)를 통해 공진기 출력라인(132,134)모두에 연결되어 있는 데이터 입력(116)을 포함한다. 데이터 입력(116)은 SAW공진기(112)의 양측에 인가되는 온/오프 데이터 입력신호(V_DATA)를 수신하기에 적합하다. 공진기 출력라인(132,134) 각각은 또한 각각의 레지스터(R₁₁,R₁₄)를 거쳐 접지에 연결되어 있다. 데이터 입력신호(V_DATA)는 반송신호상의 정보를 제공하도록 변조방식을 통해 반송신호를 엔코딩한다. 바람직한 변조 포맷은 주파수편이 전신(FSK)이지만, 펄스폭 변조(PWM) 및 진폭변조(AM)를 포함하는 다른 방식이 당업자에 의해 용이하게 대체될 수 있다. 반송신호상에 제공되어 있는 정보는 도어 잠금작동 메카니즘과 아울러 회로(110)의 온/오프 동작과 같은 여러 시스템 동작을 제어 및/또는 개시할 수 있다. 데이터 입력 신호(V_DATA)의 인가는 예를 들면 푸쉬버튼패드, 스위치 또는 다른 펄스작동 디바이스와 같은 작동 메카니즘을 통해 수동제어로 개시될 수 있다.

SAW공진기(112)는 한쌍의 평형 발진기에 의해 공통 공유되는 입력 탱크 회로를 구비하고 있다. 인덕터(L₅)는, 캐패시터(C₈,C₉)와 결합하여, 제 1 출력탱크회로를 공급한다. 마찬가지로, 인덕터(L₆)는, 캐패시터(C₁₀, C₁₁)와 결합하여, 제 2 출력탱크회로를 형성한다. 직렬공진압력탱크와 공진신호의 발진을 안정화시키지만, 출력탱크는 RF출력신호의 방출용으로 제공된다. 캐패시터(C₈, C₉)는 또한 전압 분할기 회로망과 아울러 트랜지스터(Q₄)에 대한 양(+)의 피드백 경로를 확립한다. 마찬가지로, 캐패시터(C₁₀, C₁₁)는 전압 분할기 및 트랜지스터(Q₅)에 대한 양(+)의 피드백 경로를 형성한다. 트랜지스터(Q₄, Q₅)의 각 사이클에 대해 달리 요구될 수 있는 에너지의 양을 감소시키도록 안테나에 의한 방출효율을 증강시키기 위해 캐패시터 (C₈내지 C₁₁) 및 인덕터(L₅, L₆)에 에너지가 효율적으로 저장된다.

도 7의 안테나(100)는 미리 결정된 반송 주파수로 완충된 발진신호를 나타내는 전자장을 송신 및 방출하기 위해 본 발명의 실시예에서 구현된다. 또다른 실시예에서는, 인덕터(L₇)는 공통DC공급기능을 갖는 중심지점과 아울러 접지로 뻗은 인덕터 모두 사이에 병렬배치되어 있는 레지스터를 포함하는 공통DC공급기능을 갖지 않는 중심지점을 지니는 서로 직렬 연결된 2개의 인덕터를 추가로 포함할 수 있다.

회로(110)는 또한 가생 임피던스의 효과를 실질적으로 최소화시키는 수단을 제공한다. 도 7에 제 1 및 제 2 버퍼(86,88)로서 도시되어 있는 본 발명의 이러한 실시태양을 실현하기 위하여, 회로(110)는 제3 트랜지스터(Q₆) 및 제 4 트랜지스터(Q₇)를 부가적으로 포함한다. 제 3 및 제 4 트랜지스터(Q₆, Q₇) 모두는 바이폴라 접합 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 이종접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)와 같은 변형이 사용될 수 있으며 당업자에게는 자명할 것이다. 또다른 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q₆, Q₇)는 각각 MMBTH10형 바이폴라 트랜지스터이다.

트랜지스터(Q₆,Q₇) 각각은 그들 각각의 의사 콜피츠 발진기에 의해 발생되는 제1 및 제 2 발진출력신호를 완충시키기 위한 버퍼로서 작용한다. 트랜지스터(Q₆)가 제 1 추가탱크 및 트랜지스터(Q₄)와 관련된 출력공진탱크모두에 연결되어 있는 반면에, 트랜지스터(Q₇)는 제2추가공진탱크 및 트랜지스터(Q₅)와 관련된 출력공진탱크모두에 연결되어 있다. 도 7에서 공진회로(93)로서 공급되는 제 1 및 제 2 추가공진탱크는 기능면에서 회로(110)의 출력 임피던스를 감소시킨다. 그와 같이 행함으로써, 안테나(L₇)에 의해 궁극적으로 방출되는 출력신호는 증가된 퍼센트의 제 1 및 제 2 출력신호를 포함한다.

트랜지스터(Q₆)는 베이스, 콜렉터, 및 에미터(136, 138, 140) 각각을 포함하며, 트랜지스터(Q₇)는 베이스, 콜렉터, 및 에미터(142, 144, 146) 각각을 포함한다. 트랜지스터(Q₆)의 베이스(136)는, 트랜지스터(Q₄)의 에미터(124)가 또한 레지스터(R₁₀)와 연결되어 있는 노드에서, 캐패시터(C₈,C₉)사이에 연결되어 있고, 콜렉터(138)는 노드(118)와 연결되어 있다. 더구나, 에미터(140)는 제1추가 공진 탱크와 연결되어 있다. 제 1 추가 공진 탱크는, 모두 접지되어 있는 캐패시터(C₁₂) 및 레지스터(R₁₆)를 포함함과 아울러 제2 추가 공진 탱크와 연결되어 있는 인덕터(L₇)의 제1단자를 포함한다. 마찬가지로, 트랜지스터(Q₇)의 베이스(142)는, 트랜지스터(Q₅)의 에미터(130)가 또한 레지스터(R₁₅)와 연결되어 있는 노드에서, 캐패시터(C₁₀, C₁₁)사이에 연결되어 있고, 콜렉터(144)는 노드(118)와 연결되어 있다. 더구나, 에미터(146)는 제2추가 공진 탱크와 연결되어 있다. 제 2 추가 공진 탱크는, 모두 접지되어 있는 캐패시터(C₁₃) 및 레지스터(R₁₇)를 포함함과 아울러 상기 제1 추가 공진 탱크와 연결되어 있는 인덕터(L₇)의 제2단자를 포함한다. 당업자라면 여러 다른 트랜지스터 버퍼 구성이 동일한 기능적인 목적을 달성하도록 상기 배치에 대용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

도 9를 참조하면, 도 7의 완충된 평형 발진기 및 송신기 시스템의 제2회로 실시예가 예시되어 있다. 도 8의 회로(150)는 제 1 및 제 2 의사 콜피츠 발진기의 발진출력 각각의 출력 범위를 증가시키기 위한 디바이스를 포함하도록 변형 구성될 수 있다. 이러한 디바이스는 제 1 및 제 2 의사 콜피츠 발진기 각각에 대한 제 1 및 제 2 전압 분할기 회로를 포함하는 것이 바람직스럽다.

보다 구체적인 설명에 의하면, 트랜지스터(Q₄, Q₅)는 각각, 전압분할기 회로를 형성하는 제 1 및 제 2 변형 공진 회로에 의해 트랜지스터(Q₆, Q₇) 각각과 연결되어 있다. 트랜지스터(Q₄)에 대하여, 콜렉터(122)는 캐패시터(C₈)와 연결되어 있고, 에미터(124)는 캐패시터(C₉, C₁₄)와 아울러 레지스터(R₁₀)에 연결되어 있다. 더욱이, 캐패시터(C₈)는 트랜지스터(Q₆)의 입력 노드에서 캐패시터(C₁₄)와 연결되어 있다. 마찬가지로, 트랜지스터(Q₅)의 콜렉터(128)는 캐패시터(C₁₀)와 연결되어 있다. 에미터(130)는 캐패시터(C₁₁, C₁₅) 및 레지스터 (R₁₅)에 연결되어 있다. 캐패시터(C₁₀)는 트랜지스터(Q₇)의 입력 노드에서 캐패시터 (C₁₅)와도 연결되어 있다. 트랜지스터(Q₆, Q₇)의 베이스(136, 142)는 캐패시터(C₈, C₁₄; C₁₀, C₁₅) 각각이 보다 큰 전압 스윙을 발생시키도록 서로 결합하는 지점에서 트랜지스터(Q₄, Q₅)에 의해 공급된다.

더군다나, 레지스터 회로망은 본원에 상세하게 기술된 변형 공진 회로와 V_DATA사이에 제공된다. 트랜지스터 (Q₁₆)에 대하여는, 레지스터(R₁₉)가 트랜지스터 (Q₆)의 베이스(136)의 입력노드와 연결되어 있으며, 레지스터(R₁₈)는 베이스(136)의 입력 노드로부터 접지에 연결되어 있다. 그 자체로는, 레지스터(R₁₈)는 캐패시터(C₁₄, C₉)와 병력을 이루고 있다. 마찬가지로, 레지스터(R₂₀)는 트랜지스터(Q₇)의 베이스(142)의 입력 노드와 연결되어 있으며, 레지스터(R₂₁)가 이와 같은 베이스(142)의 입력 노드로부터 접지로 연결되어 레지스터(R₂₁)가 캐패시터(C₁₅, C₁₁)와 병렬 배치된다. 그와 같이 행함으로써, 레지스터 (R₁₈, R₂₁) 양단에서 만들어지는 출력 범위는 실질적으로 증가된다. 이러한 증가는, 추가 전압 분할기에 비추어 볼 때, 트랜지스터(Q₄, Q₅) 각각의 콜렉터 접지 전압, 그들의 관련 범위에 대한 베이스(136, 142)의 재배치에 기인한다. 상기 캐패시터 및 레지스터 구성요소에 대한 특정 값을 사용하는 한 실시예에서, 전압 범위는 100퍼센트까지 증가된다.

도 10을 참조하면, 완충된 발진기 및 송신기 회로(160)를 도시하는 또 다른 변형 실시예가 예시되어 있다. 회로(160)는 의하 콜피츠 발진기(162), 버퍼(164) 및 출력 시스템(166)과 같은 3개의 기능단을 포함한다. 본원에 기술된 회로(160)는 특히 자동차 원격 킬리스 엔트리 시스템에 적용될 수 있다. 그러나, 다른 용도는 당업자에게 자명하게 예견될 수 있다.

보다 구체적인 설명에 의하면, 발진기(162)는 콜피츠 구성 트랜지스터(Q₁₀) 및 입력 공진 탱크 회로를 포함한다. 상기 탱크 회로는 탄성 표면파(SAW) 디바이스(172)와 같은 공진기, 한쌍의 피드백 캐패시터(C₁₆, C₁₇), 인덕터(L₈)와 아울러 일정 DC 전압을 유지하도록 대량의 캐패시턴스를 제공하는 캐패시터(C₁₉)를 포함하는 것이 전형적이다. 더구나, 상기 발진기는 또한 트랜지스터(Q₁₀)의 적절한 동작을 용이하게 하는 다수의 바이어스용 레지스터를 포함한다. 트랜지스터(Q₁₀)는 기능적으로는 안정 상태 동작용 단일 루프이득을 제공한다.

구조적으로, 트랜지스터(Q₁₀)는 베이스(176), 콜렉터(178) 및 에미터(180)를 포함한다. 베이스 단자(176)는 탄성표면파 공진기(172)와 연결되어 있으며, 콜렉터(178)는 인덕터(L₈)와 연결되어 있고, 에미터(180)는 레지스터(R₂₄)를 통해 접지에 연결되어 있다. 그 이외에도, 피드백, 캐패시터(C₁₆)는 에미터(180) 및 접지 사이에 연결되어 있으며, 그 자체로는 레지스터(R₂₄)와 병렬을 이루고 있는 반면에, 피드백 캐패시터(C₁₇)는 콜렉터(178) 및 에미터(180) 사이에 연결되어 있다. 캐패시터(C₁₉)는 접지 및 V₁N 사이에 연결되어 있다.

트랜지스터(Q₁₀)는 DC 바이러스 입력 (V₁N), 전형적으로는 6V를 수신하도록 인덕터 (L₈)를 통해 직류 (DC) 전압원(170)에 연결되어 있다. 발진기(162)는 또한 전압 분할기 회로를 형성하는 레지스터 회로망을 통해 RF 반송 신호를 엔코딩하기 위한 데이타 입력 신호(V_DATA)를 수신한다. 데이타 입력(168)은 SAW 공진기(172)에 인가되는 온/오프 데이타 입력 신호(V_DATA)를 수신하는 데 적합하다. 상기 데이타 입력 신호(V_DATA)는 반송 신호 상의 정보를 제공하도록 변조 방식을 통해 반송 신호를 엔코딩한다. 바람직한 변조 포맷은 주파수 편이 전신(FSK)이지만, 펄스폭 변조(PWM) 및 진폭변조(AM)을 포함하는 다른 방식이 당업자에 의해 용이하게 대용될 수 있다. 반송 신호상에 제공되는 정보는 도어잠금작동 메카니즘과 아울러 회로(160)의 온/오프 동작과 같은 여러 시스템 동작을 제어 및/또는 개시할 수 있다. 데이타 입력 신호(V_DATA)의 인가는, 예를 들면 푸쉬 버튼 패드, 스위치 또는 다른 펄스 작동 디바이스와 같은 작동 메카니즘을 통해 수동 제어로 개시될 수 있다. 이러한 구성에 의해 증폭기로서 작용하는 트랜지스터(Q₁₀)는 공진 탱크 회로와 결합하여 발진 출력 신호를 발생시킨다.

트랜지스터(Q₁₀, Q₁₁) 각각은 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 포함하는 것이 바람직스럽다. 그러나, 이종 접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)와 같은 변형은 당업자에게 자명할 것이다. 또다른 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q₂, Q₃)는 각각 MMBTH10형 바이폴라 트랜지스터이다.

공진기 디바이스(172)는 트랜지스터(Q₁₀)의 베이스 단자(176) 및 접지 사이에 연결되어 있다. 공진기(172)는 반송 신호의 발진을 안정화 시키도록 동작하는 것이 유리하다. 공진기 디바이스(172)는 직렬 공진 입력 탱크 회로 탄성 표면파(SAW) 디바이스를 포함하는 것이 바람직스럽다. 그러나, 또 다른 실시예에 의하면, SAW공진기(172)는 RF Monolithics, Incorporated에 의해 제조 및 시판되는 R02073 SAW 공진기이다.

버퍼(164)는 기능적으로 본원에 상세하게 기술한 여러 수단을 통해 만들어지는 기생 임피던스의 효과를 최소화 시킨다. 이러한 이점을 실현하기 위하여, 버퍼(164)는 트랜지스터(Q₁₁)와 아울러 인덕터(L₉) 및 캐패시터(C₁₈)의 버퍼 공진 탱크를 포함한다. 트랜지스터(Q₁₁)는 베이스(184), 콜렉터(186) 및 에미터(182)를 포함한다. 버퍼(164)는 2개의 노드로 발진기(162)와 연결되어 있다. 우선, 버퍼(164)는 콜렉터(186)에서 직류(DC) 전압원(170)을 통해 DC 바이어스 입력 (V₁N)을 수신하고, 이로부터 발진기(162)의 L₈은 또한 바이어스된다. 버퍼(164)는 또한 트랜지스터(Q₁₀)의 에미터(180) 및 트랜지스터(Q₁₁)의 베이스(184)에서 발진기(162)와 연결되어 있다.

출력단(166)은 발진 신호를 송신할 목적으로 버퍼(164)와 연결되어 있다. 공진 주파수에서 발진 출력을 지니는 버퍼(164)의 출력은 단(166)에 송신된다. 단(166)은 회로의 출력 임피던스를 정합시키기 위한 디바이스(174)를 추가로 포함한다. 마지막으로 출력단(166)은 결과적인 발진 신호를 송신하도록 인덕터(L₁₀)의 형태를 이루는 안테나를 포함한다.

본 발명의 발진기 및 송신기 회로는 소형 봉입체내에 장착되고, 특히 원격 제어 킬리스 엔트리 시스템과 연관하여 사용하기 위한 제어 신호를 송신하는데 유리하게 사용될 수 있다. 그러한 용도로, 사용자는 선택된 정보를 지니는 반송 신호를 엔코딩하도록 V_DATA입력을 수동 작동시킬 수 있다.

반송신호 및 변조 정보는 그 후 출력탱크를 통해 송신기 회로로부터 방출된다. 대체로 차량내에 장착되어 있는 수신기는 방출 신호를 수신하고, 변조 정보를 데코딩하며, 예를 들면 차량 도어의 잠금 또는 해제, 경보 체계의 작동 또는 해제와 같은 선택 동작을 개시 및/또는 실행한다. 종래의 해결 방안과 대조적으로, 이들 회로는 증가된 출력 전력을 얻고 그에 따라 효과적인 전력 사용을 유지하는데 유리하다.

더군다나, 본 발명의 실시예가 본 발명으로부터 벗어나지 않고 변형될 수 있는 여러 사이즈의 구성 요소를 사용할 수 있다. 일례로서, 인덕터(L₈, L₉) 각각은 대략 40nH의 인덕턴스를 제공한다. 캐패시터(C₁₇, C₁₈) 각각은 대략 4.7pF의 캐패시턴스를 지닐 수 있지만, 캐패시터 (C₁₆)는 22pF의 캐패시턴스를 지닌다. 레지스터(R₂₃)는 대략 15㏀의 저항을 지닐 수 있다. 레지스터(R₂₂)는 대략 6.8㏀의 저항을 지닐 수 있지만, 레지스터(R₂₄)는 대략 180Ω의 저항을 지닌다.

도 11을 참조하면, 제 1 또는 제 2 주파수에서 선택가능하게 발진하는 시스템(200)의 블록 다이어 그램이 예시되어 있다. 시스템(200)은 f₁또는 f₂에서 발진출력을 발생시키는 발진기(220) 및 상기 발진 출력을 송신하는 안테나 (225)를 포함한다. 발진기(220)는 일반적으로, 기준 신호를 발생시키는, SAW 또는 BAW와 같은 공진기(도시되지 않음), 상기 기준 신호를 증폭시키는 증폭기(도시되지 않음) 및 상기 기준 신호를 증폭시키는 증폭기에 응답하여 상기 발진 출력을 발생시키도록 인덕터 및 캐패시터를 포함하는 공진 회로(도시되지 않음)를 포함한다. 본 발명의 한 실시예에서, 발진기(220)는 콜피츠 발진 회로이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 발진기(220)는 평형 발진기 구성을 포함한다.

더욱이, 시스템(200)은 스위칭 디바이스(205)를 포함한다. 스위칭 디바이스(205)는 선택 신호(210)에 응답하여 발진기(220)에 제1(Z₁) 또는 제2(Z₂) 임피던스(215)를 제공한다. 이러한 구성의 결과로서, 시스템(200)의 발진기 출력은 제1(Z₁) 임피던스가 발진기(220)에 제공될 경우 제 1 주파수(f₁)에서 발진하고, 시스템(200)의 발진기 출력은 제 2 (Z₂) 임피던스가 발진기(220)에 제공될 경우 제 2 주파수(f₂)에서 발진한다.

스위칭 디바이스(205)는 선택 신호(210)의 전압 레벨에 따라 제 1 (Z₁) 및 제 2 (Z₂) 임피던스(215) 사이로 스위칭한다. 그 자체로, 선택 신호(210)가 제 1 전압레벨에 있는 경우, 제 1 임피던스(Z₁)가 이네이블되고, 선택 신호(210)가 제 2 전압 레벨에 있는 경우 제 2 임피던스(Z₂)가 이네이블된다. 더군다나, 공지된 기술과는 달리, 제 1 (Z₁) 및 제 2 (Z₂) 임피던스(215) 각각은 선택 신호(210)의 전압 레벨에 따라 고정된 임피던스 값을 지닌다. 따라서, 본 발명은 드리프트의 경향이 없는 제 1 및 제 2 임피던스를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 스위칭 디바이스(205)는 바이폴라 접합 트랜지스터를 포함한다. 결과적으로, 스위칭 디바이스(205)는 선택 신호(210)에 응답하여 포화 동작 모드 및 오프 동작 모드 사이로 스위칭한다. 포화 모드 및 오프 모드 사이로의 천이시 트랜지스터가 활성 동작 모드에 있는 동안 만들어지는 원치않는 반사를 제거하기 위하여, 필터(도시되지 않음)가 또한 합체된다.

도 12를 참조하면, 도 11의 시스템(200)의 제 1 회로 실시예(230)가 도시되어 있다. 제 1 회로 실시예(230)는 발진기(235) 및 변조기(240)를 포함한다. 발진기(235)는 콜피츠 발진기를 포함한다. 그러나, 발진기(235)는 다른 발진기 구성에 의해 실현될 수 있다는 점이 당업자에게 자명할 것이다.

콜피츠 발진기(235)는 트랜지스터(Q₁₃) 및 입력 공진 탱크 회로를 포함한다. 상기 탱크 회로는 탄성표면파(SAW) 디바이스(245)와 같은 공진기, 및 한쌍의 피드백 캐패시터(C₂₂, C₂₃)를 포함하는 것이 전형적이다. 더구나, 발진기(235)는 또한 트랜지스터(Q₁₃)의 적합한 동작을 용이하게 하도록 다수의 바이어스용 레지스터를 포함한다. 제1회로실시예(230)는 결과적인 발진출력신호를 방출하는 안테나 소자로서 작용하는 인덕터(L₁₁)를 추가로 포함한다.

구조적으로, 트랜지스터(Q₁₃)는 베이스, 콜렉터 및 에미터를 포함한다. 베이스 단자는 탄성표면파 공진기(245)와 연결되어 있으며, 콜렉터는 인덕터(L₁₁)와 연결되어 있고, 에미터는 레지스터(R₃₁)를 통해 접지에 연결되어 있다. 그 이외에도, 피드백, 캐패시터(C₂₃)는 에미터 및 접지 사이에 연결되어 있으며, 그 자체로는 레지스터(R₃₁)와 병렬을 이루고 있다. 더욱이, 제 3 캐패시터(C₂₄)는 일정 DC전압을 유지하도록 대량의 캐패시턴스를 제공하기 위해 인덕터(L₁₁) 및 접지사이에 연결되어 있다.

제 1 회로 실시예(230), 보다 구체적으로는 L₁₁및 C₂₄는, 6V가 전형적인 DC바이어스 입력(V_IN)을 수신하도록 직류(DC) 전압원에 연결되어 있다. 회로(230)는 또한 RF반송신호를 엔코딩하도록 스위칭 디바이스 또는 변조기(240)를 통해 데이타 입력 신호(V_{FM DATA})를 수신한다. 이하 상세하게 기술하겠지만, 회로(230)는 인덕터(L₁₁)를 거쳐 방출출력 신호를 발생시킨다. 그와 같이 행함에 있어서, 증폭기로서 작용하는 트랜지스터(Q₁₃)는 공진탱크 회로와 결합하여, 발진전류신호로서 인덕터(L₁₁)에 제공되는 공진신호를 발생시킨다. 인덕터(L₁₁)를 통한 발진전류신호의 통전은 다시 상기 방출출력신호가 전자장으로서 송신하게 한다.

변조기(240)는 데이타 입력전압신호(V_{FM DATA})에 응답하여 제1 또는 제2 임피던스를 제공한다. 제 1 및 제 2 임피던스 각각은 고정되어 있으며 제2 임피던스가 이네이블 될 경우에 인덕터(L₁₁)를 통과하는 발진전류출력이 제 1 발진 주파수를 지니고 제 2 임피던스가 이네이블되는 경우 인덕터(L₁₁)를 통과하는 발진전류출력이 제2 발진 주파수를 지니도록 데이타 입력전압신호(V_{FM DATA})의 전압레벨에 의존하지 않는다.

변조기(240)는 트랜지스터(Q₁₂)를 포함하는 트랜지스터 회로에 의해 실현된다. 트랜지스터(Q₁₂)는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 통해 실현되는 것이 바람직스럽지만, 전계효과트랜지스터가 또한 사용될 수 있다. 트랜지스터(Q₁₂)는 입력 레지스터(R₂₆)를 통해 데이타입력전압신호(V_{FM DATA})와 연결된 베이스, 레지스터(R₂₈) 및 캐패시터(C₂₁) 노드사이에 연결된 콜렉터, 및 접지에 연결된 에미터를 포함한다. 레지스터(R₂₈) 및 캐패시터(C₂₁)노드는 트랜지스터(Q₁₂)의 콜렉터로부터 고정 임피던스를 제공한다. 이러한 구성에 의해서, 변조기(240)는 트랜지스터(Q₁₂)가 오프동작모드에 있는 동안만의 고정 임피던스, 및 포화 동작모드에 있는 트랜지스터(Q₁₂)의 결과로 만들어지는 임피던스와 결합된 고정 임피던스 사이로 이동한다.

변조기(240)는 필터(250)를 추가로 포함한다. 필터(250)는 트랜지스터(Q₁₂)가 활성동작모드에서 기능을 하는 동안 만들어지는 원치 않는 반사를 제거하도록 합체되어 있다. 필터(250)는 접지에 연결되어 있는 레지스터(R₂₇) 및 캐패시터(C₂₀)를 포함한다. 데이타입력전압신호(V_{FM DATA})의 전압레벨에 의존하여, 트랜지스터(Q₁₂)는 오프 또는 포화모드중 어느 하나로 기능을 한다. 그러나, 고레벨로부터 저레벨로 또는 저레벨로부터 고레벨로 데이타입력전압신호(V_{FM DATA})의 전압레벨의 변화는 트랜지스터(Q₁₂)가 오프 모드에서 포화모드로 또는 포화모드에서 오프모드로 이동하게 한다. 이러한 천이시, 일정 기간동안 트랜지스터(Q₁₂)는 선형활성동작모드로 기능을 하기 시작한다. 이는 결과적으로 회로(230)를 통한 잠재적인 손상 방사가 간단히 최소화되게 한다.

도 13을 참조하면, 도 11의 시스템(200)의 바람직한 회로 실시예(255)가 예시되어 있다. 여기서, 회로(255)는 평형발진기(260) 및 변조기(265)를 포함한다. 평형 발진기(260)는 제 1 및 제 2 의사 콜피츠 발진기를 포함한다. 양자 모두의 의사 콜피츠 발진기는 서로에 대하여 평형을 이루고 있으며 전력출력효율을 위해 공동탱크 회로 및 발진전류신호를 공유한다.

보다 구체적인 설명에 의하면, 평형발진기(260)는 국부발진 신호를 발생시키기 위한 2개의 의사 콜피츠 발진기 회로를 포함한다. 상기 발진기 회로는, 각각이 사이에서 공진기 디바이스(270)와 연결되어 있는 제 1 트랜지스터(Q₁₄) 및 제 2 트랜지스터(Q₁₈)를 포함한다. 공진기 디바이스(270)는 인덕터(L₁₂, L₁₃)를 구동시키는 발진전류신호를 발생 및 안정화시키기 위한 직렬공진입력탱크로서 적용한다. 그와 같이 행함으로서, 공진RF반송주파수가 얻어진다.

제 1 및 제 2 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈) 각각은 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 포함하는 것이 바람직스럽다. 그러나, 이종 접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)와 같은 변형은 당업자에게 자명할 것이다. 또다른 실시예에 의하면, 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈)는 각각 MMBTH10형 바이폴라 트랜지스터이다.

트랜지스터(Q₁₄,Q₁₄) 각각은 안정상태 동작을 위해 단일 루프 이득을 제공하는 증폭단으로서 작용한다. 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈)모두는 베이스, 콜렉터, 및 에미터를 포함하고, 동조 LC회로 및 양(+)의 피드백을 지니는 의사 콜피츠 발진기로서 구성되어 있다. 당업자라면 여러 다른 트랜지스터 발진기 구성이 동일한 기능적인 목적을 달성하기 위해 상기 배치에 대용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

공진기 디바이스(270)는 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈)의 베이스 사이에 연결되어 있다. 더구나 레지스터(R₃₄, R₄₀)각각은, 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈)각각의 동작을 부가적으로 용이하게 하도록 각 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈)의 베이스 및 공진기(270)사이의 노드에 합체되어 있으며 접지에 이어져 있다. 공진기(270)는 반송 신호의 발진을 안정화시키도록 동작하는 것이 유리하다. 공진기 디바이스(270)는 직렬공진입력 탱크회로 탄성표면파(SAW) 디바이스를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 또 다른 실시예에 의하면, 공진기(270)는 RF Momolithics, Incorporated에 의해 제조 및 시판되는 R02073 SAW공진기이다.

회로(255)는 한쌍의 출력탱크 회로를 부가적으로 포함한다. 각각의 출력 탱크 회로는 캐패시터 및 인덕터를 포함하고, 제 1 입력 탱크는 제 1 인덕터(L₁₂)를 포함하며 제 2 입력탱크는 제 2 인덕터(L₁₃)를 포함한다. 인덕터(L₁₂, L₁₃) 각각은 이들 모두를 통과하는 발진 전류 신호에 응답하여 출력신호를 방출하는 안테나 방출 요소로서 작용한다. 제 1 인덕터(L₁₂)는 트랜지스터(Q₁₄)의 콜렉터와 레지스터(R₃₃), 제 1 변조기 레지스터(R₃₈) 및 전압 입력 신호 (V_IN)를 포함하는 노드 사이에 연결되어 있다. 마찬가지로 제 2 인덕터(L₁₃)는 트랜지스터(Q₁₈)의 콜렉터와 또한 레지스터(R₃₉), 제 2 변조기 레지스터(R₃₅) 및 전압 입력 신호(V_IN)를 포함하는 동일 노드 사이에 연결되어 있다. 따라서, 인덕터(L₁₂, L₁₃)는 직렬 접속으로 이러한 노드에 서로 연결되어 있다.

전압 입력원은 노드에 DC 전압 입력(V_IN)을 인가하도록 노드에 연결되어 있다. 본 발명의 일례에서, 전압 입력 신호(V_IN)는 +3볼트 DC신호이다. 인덕터(L₁₂, L₁₃) 사이의 +3볼트의 인가는 필요한 이득을 이루도록 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈)를 바이어스시킨다. 인덕터(L₁₂, L₁₃) 각각은 미리 결정된 반송 주파수로 발진 신호를 나타내는 전자장을 송신 및 방출시키기 위한 안테나로서 작용한다.

변조기(265)는 FM 데이타 입력에 응답하여 제1 또는 제2 임피던스를 기능적으로 제공한다. 이러한 목적으로, 변조기는 입력 레지스터(R₃₆) 및 반조 트랜지스터 회로를 통해 공진기(270)의 출력라인 모두에 연결되는 FM 데이타 입력을 포함한다. FM 데이타 입력은 반조 트랜지스터 회로를 통해 SAW공진기(270)의 양측에 인가되는 온/오프 데이타 입력 신호(V_{FM DATA})는 반송 신호상의 정보를 제공하도록 변조 주파수 편이 전신(FSK)이지만, 펄스 폭 변조(PWM)를 포함하는 다른 방식이 당업자에 의해 용이하게 대용될 수 있다.

변조기(265)의 반조 트랜지스터 회로는 한쌍의 트랜지스터(Q₁₅, Q₁₆)의 베이스는 FM 데이타 입력 레지스터(R₃₆) 및 필터(275)를 결합시키는 노드에 상호 접속되어 있다. V_{FM DATA}의 전압 레벨에 응답하여 제 1 및 제 2 임피던스 사이로 이동하기 위하여, 변조기는 한쌍의 레지스터-캐패시터 브랜치를 포함한다. 상기 쌍을 이루는 각 브랜치의 제 1 레그(leg)는 레지스터(R₃₅, R₃₈) 각각을 포함하며, 이들은 전압 입력 신호(V_IN)를 가하는 노드, 인덕터( L₁₂, L₁₃) 및 레지스터(R₃₃, R₃₉) 사이에 연결되어 있다. 각 브랜치의 제 2 레그는 공진기(270)의 출력에 연결되어 있는 캐패시터(C₂₇, C₂₉)를 포함한다. 각 브랜치의 각 레그 사이에는 콜렉터 노드가 있으며 이 경우 각 트랜지스터(Q₁₅, Q₁₆)의 각 콜렉터는 결합되어 있다. 각 트랜지스터(Q₁₅, Q₁₆)의 에미터는 또 접지에 연결되어 있다.

필터(275)는 트랜지스터(Q₁₅, Q₁₆)가 활성 동작 모드에서 기능을 하는 동안에 만들어지는 원치 않는 반사를 제거하도록 합체되어 있다. 필터(275)는 접지에 연결된 레지스터(R₃₇) 및 캐패시터(C₂₈)를 포함한다. 데이타 입력 전압 신호(V_{FM DATA})의 전압 레벨에 따라, 트랜지스터(Q₁₅, Q₁₆)는 오프 또는 포화모드중 하나로 기능을 한다. 그러나, 고레벨로부터 저레벨로 또는 저레벨로부터 고레벨로 데이타 입력 전압 신호(V_{FM DATA})의 전압레벨의 변화는 트랜지스터(Q₁₅, Q₁₆)가 오프 모드에서 포화모드로 이동하거나 이와는 반대로 포화모드에서 오프모드로 이동되게 한다. 이러한 천이시 일정 기간동안 트랜지스터(Q₁₅, Q₁₆)는 선형 활성 동작 모드로 기능을 한다. 이는 결과적으로 회로(255)를 통한 잠재적인 손상 반사가 필터(275)를 합체시킴으로써 간단히 최소화되게 한다.

SAW공진기(270)는 한쌍의 의사 콜피츠에 의해 공통 공유되어 있는 입력 탱크 회로를 구비한다. 인덕터(L₁₂)는, 캐패시터(C₂₅, C₂₆)와 결합하여 제 1 출력 탱크 회로를 제공한다. 마찬가지로, 인덕터(L₁₃)는, 캐패시터(C₃₀, C₃₁)와 결합하여 제 2 출력 탱크 회로를 형성한다. 직렬 공진 압력 탱크가 공진신호의 발진을 안정화시키지만, 출력탱크는 RF출력신호의 방출을 제공한다. 캐패시터(C₂₅, C₂₆)는 또한 전압 분할기 회로망과 아울러 트랜지스터(Q₁₄)에 대한 양(+)의 피드백 경로를 확립한다. 마찬가지로, 캐패시터(C₃₀, C₃₁)는 전압 분할기 및 트랜지스터(Q₁₈)에 대한 양(+)의 피드백 경로를 형성한다. 트랜지스터(Q₁₄, Q₁₈)에 대해 달리 요구될 수 있는 에너지의 양을 감소시킴으로써 방출 효율을 증가시키도록 캐패시터 (C₂₅, C₂₆, C₃₀, C₃₁)에 에너지가 효율적으로 저장된다.

특정의 발명이 예시적인 실시예를 참고로 기술되었지만, 이러한 설명은 제한하는 의미로 해석된 것이라고 의미하지 않는다. 비록 본 발명이 바람직한 실시예로 기술되었지만, 상기 예시적인 실시예의 여러 변형과 아울러 본 발명의 추가 실시예가 본원에 첨부된 특허 청구의 범위에서 인용된 바와 같이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고서 이러한 설명을 참고하면 당업자에게 자명할 것이라고 이해한다. 그러므로, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 있는 그러한 어느 변형 또는 실시예를 포함하도록 의도된 것이다.

본원에 인용된 미합중국 특허 모두는 이들 전체에 기재된 바와 같이 본원에 참고가 된다.

내용없음

Claims (12)

1. 제 1 또는 제 2 발진 주파수에서 선택 가능하게 발진하는 시스템에 있어서,

   발진 출력을 제공하는 발진기; 및

   일정 전압을 지니는 선택 신호에 응답하여 제 1 또는 제 2 임피던스를 선택하는 스위칭 디바이스로서, 상기 임피던스 각각이 상기 선택 신호 전압에 관계없이 고정되어 있으며, 상기 제 1 임피던스가 제공되는 경우 상기 발진 출력이 제 1 발진 주파수에서 발진하고 상기 제 2 임피던스가 제공되는 경우 상기 발진 출력이 제 2 발진 주파수에서 발진하는 스위칭 디바이스를 포함하는 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발진기는,

   기준 신호를 발생시키는 공진기;

   상기 기준 신호를 증폭하는 증폭기; 및

   상기 기준 신호를 증폭하는 증폭기에 응답하여 상기 발진 출력을 발생시키는 고진 회로를 포함하는 시스템
3. 제 2 항에 있어서, 상기 공진기는 탄성 표면파(SAW) 디바이스를 포함하는 시스템
4. 제 2 항에 있어서, 상기 공진회로는 캐패시터 및 인덕터를 포함하는 시스템
5. 제 2 항에 있어서, 상기 증폭기는 바이폴라 접합 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터 중 최소한 하나를 포함하는 시스템
6. 제 1 항에 있어서, 상기 발진기는 평형 콜피츠 발진 회로를 포함하는 시스템
7. 제 1 항에 있어서, 상기 선택 신호는 상기 스위칭 디바이스가 변조기로서 작용하도록 주파수 변조 반송파를 나타내는 시스템
8. 제 7 항에 있어서, 상기 변조기는 주파수 편이 전신(FSK) 변조 및 주파수 변조(FM) 중 최소한 하나를 사용하는 시스템
9. 제 1 항에 있어서, 상기 발진 출력을 송신하는 안테나를 부가적으로 포함하는 시스템
10. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 디바이스는 상기 선택 신호에 응답하여 포화 동작 모드로 구동되거나 오프동작모드로 구동되는 트랜지스터를 포함하는 시스템
11. 제 10 항에 있어서, 상기 스위칭 디바이스는 상기 트랜지스터가 활성 동작 모드로 구동될 때 발생되는 원치 않는 반사를 제거하는 필터를 부가적으로 포함하는 시스템
12. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 임피던스는 대략 6pF의 캐패시턴스 및 대략 100Ω의 저항을 포함하며, 상기 제2 임피던스는 대략 10pF의 캐패시턴스 및 대략 10,000Ω의 저항을 포함하는 시스템