KR19980080177A - 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기와 동작 방법 - Google Patents

기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기와 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기가 헤르츠 범위에서 동작 가능하고, 이미터에 탱크회로가 연결된 트랜지스터와, 상기 탱크회로를 상기 트랜지스터의 베이스에 연결하는 추가 귀환경로를 포함하는 발진기에 관한 것이다.
상기 탱크회로의 유도소자들은 추가 귀환경로를 제공하는 전송선처럼, 프린트 포일(printed foil) 형태이고, 그와 같은 배열은 발진기의 동작 주파수 범위가 확장되면 발진기의 위상잡음 특성을 개선시킨다.

Description

기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기와 동작 방법
본 발명은 기가헤르츠(gigaHertz) 주파수 범위에서 동작 가능한 고주파수 발진기에 관한 것으로, 특히 차세대 디지털 텔레비젼(ATV) 신호용 발진기에 관한 것이다.
차세대 디지털 텔레비젼(ATV) 신호를 처리할 때, 튜너 발진기에서 발생하는 위상 잡음은 중요한 문제이다. 특히, 1 또는 2 기가헤르츠(gigaHertz) 이상의 고주파수에서 작동할 때, 발진기는 기계적으로 불안정해진다. 즉, 기계적인 자극으로 인하여 마이크로포닉스(microphonics) 또는 링잉(ringing)에 아주 민감해진다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 동작주파수가 확장되어도 발진기의 잡음을 개선하기 위한 탱크회로로부터 연결된 추가 귀환경로와, 기계적인 안정을 위하여 프린트 포일 유도소자(전송선)를 포함한 발진기를 사용한다.
본 발명의 주목적은 새로운 고주파수 발진기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 차세대 디지털 텔레비젼(ATV) 신호용 고주파수 발진기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기가헤르츠(gigaHertz) 영역에서 작동 가능하고, 안정적이고 저렴하며 위상 잡음이 적은 발진기를 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 의하여 구성된 발진기의 개략도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 의하여 구성된 인쇄회로기판(PCB) 발진기를 확대하여 도시한 배면도이다.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *****
10a: 인쇄회로기판의 앞면 10b: 인쇄회로기판의 아래면
12, 14: 띠 16, 18, 20: 패드(pads)
30: 관통구멍(printed-through holes)
본 발명의 구성과 작용을 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의하여 구성된 발진기로서, NPN형 발진기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에는 저항기(R6)를 통해 DC 전압원(Vcc)이 연결된다. 상기 DC 전압원(Vcc)은 바이패스 커패시터(C10)에 의해 접지와 연결된다. 발진기 귀환회로를 구성하는 커패시터(C3)는 상기 트랜지스터의 베이스 및 이미터에 연결되고, 그 이미터에 병렬연결된 저항기(R7)와 커패시터(C4)는 탱크회로에 연결된다.
탱크회로는 한 쌍의 반대의 극성 배랙터 다이오드(varactor diode)(D1 및 D2)와 병렬로 연결된 한 쌍의 주 유도소자(L2A 및 L2B)로 구성된다. 상기 배랙터 다이오드가 연결된 접점은 직렬 연결된 저항기(R2) 및 유도소자(L3)를 통해 튜닝전압이 입력된다. 발진기 트랜지스터(Q1)의 출력은, 콜렉터로부터 DC 제거 커패시터(C2)와, 저항기(R6)와 함께 직렬연결 된 한 쌍의 저항기(R8 및 R9)가 형성하는 감쇄기, 즉, 발진기의 풀링(pulling)특성을 개선하는 AC PI형 감쇄기에 제공되고, 상기 저항기(R8, R9)의 접점으로부터 커패시터(C5)를 통하여 출력된다.
추가 귀환회로가 상기 탱크회로와 트랜지스터(Q1)의 베이스 사이에 구성된다(트랜지스터(Q1) 및 커패시터(C3)의 고유 정전용량에 의해 제공되는 것을 포함됨). DC 전압원(Vcc)과 접지 사이의 저항기(R3 및 R4) 및 저항기(R1)의 직렬 연결에 의해 형성되는 DC분압기는 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 바이스(bias)를 제공한다. 병렬연결된 커패시터(C1)와 저항기(R1)의 단자는 전압원(Vcc)의해 발생되는 잡음을 감소시키기 위해 접지에 연결된다. 상기 유도소자(L2A)와 연결된 유도소자(L3)는 상기 저항기(R1)와 커패시터(C1)의 접점에 연결되어 있고, 그 유도소자(L3)의 다른 단자에는 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결된 저항기(약 10ohms)(R5)가 연결되어, 추가 귀환경로가 폐회로를 이룬다.
본 발명에 따르면, 상기 유도소자(L2A, L2B, L3)는 인쇄회로기판과 같은 절연판 위에 포일 패턴을 포함하는 전송선과 같이, 연결되고 인쇄되어 있다. 또한, 상기 유도소자(L3)는 탱크회로의 유도소자(L2A)와 상호 연결되어 있고, 상기 탱크회로와 상기 유도소자(L3) 사이에서 음의 상호결합계수를 얻을 수 있도록 연결된다.
도 2 및 도 3은 인쇄회로기판 위에 실제적으로 배치되는 발진기를 도시한 것으로서, 10a는 인쇄회기판의 윗면을 나타내고, 10b는 인쇄회로기판의 아래면을 나타낸다. 상기 윗면(10a)은 두 개의 비교적 긴 상호 연결된 띠(직류만 흐름)(12, 14)와 패드(pad)(16, 18, 20)와 같은 다수의 연결 및 상호연결 패드(pads) 또는 랜드(lands)를 포함하는 포일 패턴을 갖는다. 공지된 기술에 있는 바와 같이, 인쇄회로기판 위에 있는 복수개의 관통구멍(30)은 윗면(10a)의 소자를 아래면(10b)의 소자 또는 접지에 연결한다.
도면에 나타난 바와 같이, 트랜지스터, 배랙터 다이오드, 다양한 저항기, 커패시터 및 유도소자가 포일 패턴에 연결되어 있는 것과 같이 도시되어 있다. 특히 상기 유도소자는 인쇄회로기판 상의 전도성 포일의 부분에 의해 형성되어 있는 것을 주목해야 한다. 도 2와 도 3의 도면을 도면이 보이는 상태에서 서로 접으면, 도 2및 도 3의 구석에 표시된 지점(A, B, C, D)은 각각 일치한다.
탱크회로의 유도소자(L2A, L2B)에 대하여 유도소자(L3)의 특성은, 발진기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 입력되는 전체 전압으로 인하여, 유도소자(L3A 및 L3) 사이에 음의 상호 결합계수를 형성한다.
본 발명의 기술 분야의 당업자는, 상기 아래면(10b)의 대부분이 금속의 접지면이고, 또한, 기가헤르츠(gigaHertz) 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기를 설계할 때, 적절한 도선 배치 및 접지기술에 의하여 인쇄회로기판과 소자들이 차폐된 환경(미도시)에 있다는 것을 익히 알고 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 발진기는 기가헤르츠 주파수 범위에서 차세대 디지털 텔레비젼신호를 처리하도록 동작하고, 또한 위상잡음이 적고, 확장된 주파수에서 동작하고, 불분명한 마이크로포닉스에 비교적 영향을 적게 받는 것에 관한 것이었다.
본 발명의 기술 분야에 당업자는 본 발명의 실시예로부터 발명의 정신과 범위를 벗어남이 없이 많은 변경을 할 수 있을 것이다. 본 발명은 청구항에서 정의한 바에 의하여 한정된다.
본 발명의 의하여 구성된 발진기는, 인쇄회로기판에 탱크회로와 그 탱크회로와 함께 귀환경로를 형성하고, 프린트 포일 유도소자를 배치함으로써, 기가헤르츠 주파수 범위에서 차세대 디지털 텔레비젼신호를 처리할 수 있고, 또한 위상잡음이 적으며, 확장된 주파수에서 동작하고, 불분명한 마이크로포닉스에 비교적 영향을 적게 받는다.

Claims (7)

  1. 발진기 트랜지스터의 이미터에 연결된 튜닝 가능한 탱크회로를 제공하는 단계와,
    상기 탱크회로로부터 상기 발진기 트랜지스터의 베이스에 추가귀환경로를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기의 동작 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탱크회로는 상기 제 1유도소자를 포함하고 상기 추가귀환경로를 제공하는 단계는,
    제 2유도소자를 갖는 상기 제 1유도 소자에 상호 결합하여 설치하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2유도소자 사이에서 음의 결합계수를 얻는 단계와,
    상기 발진기 트랜지스터의 베이스 접지(base-ground) 회로 사이에 추가 귀환전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기의 동작 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1유도소자는 절연판 상에 프린트 포일 패턴을 포함하고,
    상기 제 2유도소자는 상기 제 1포일패턴과 병치한 절연판의 반대면 상에 프린트 포일 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기의 동작 방법.
  4. 베이스와 이미터를 갖는 발진기 트랜지스터와,
    상기 트랜지스터의 이미터에 연결된 튜닝 가능한 탱크회로와,
    상기 탱크회로에서 순환하는 전류로부터 전압을 발생시키기 위해 상기 튜닝 가능한 탱크회로에 연결된 전송선과,
    상기 발진기 트랜지스터의 주파수응답 특성을 확장시키기 위하여, 양의 귀환방식으로 상기 트랜지스터의 베이스에, 상기 전압을 인가하는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 튜닝 가능한 탱크회로는 제 1유도소자를 포함하고,
    상기 연결된 전송선 내에 형성된 제 2유도소자와,
    상기 제 1유도소자와 관계되는 음의 상호 결합계수에 상기 제 2유도소자를 연관시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기.
  6. 제 5항에 있어서,
    절연판과,
    상기 절연판 상에 제 1포일 패턴을 포함하는 상기 제 1유도소자와,
    상기 제 1포일 패턴에 병치하는 상기 절연판의 반대면 상에 제 2포일 패턴을 포함하는 상기 제 2유도소자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기.
  7. 베이스와 이미터를 갖는 발진기 트랜지스터와,
    상기 트랜지스터의 상기 이미터에 연결된 제 1유도소자를 포함하는 튜닝 가능한 탱크회로와,
    상기 튜닝 가능한 탱크회로에서 순환하는 전류로부터 전압을 발생시키기 위한 상기 튜닝 가능한 탱크회로 내에서 제 1유도소자에 연결된 제 2유도소자를 포함하는 연결된 전송선과,
    상기 제 1유도소자와 관계되는 음의 상호 결합계수에 상기 제 2유도소자를 연관시키는 수단과,
    절연판,
    상기 절연판 상에 제 1포일 패턴을 포함하는 제 1유도소자와,
    상기 제 1포일 패턴에 병치하는 상기 절연판의 반대면 상의 제 2포일 패턴을 포함하는 제 2유도소자와,
    상기 발진기 트랜지스터의 주파수 응답특성을 확장하기 위하여, 양의 귀환방식으로 상기 트랜지스터의 베이스에 전압을 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기가헤르츠 주파수 범위에서 동작 가능한 발진기.
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