KR19980085920A - 절체 클락동기 및 위상보상회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클락의 동기나 듀티비에 아주 민감한 시스템이나 위상의 변화에 민감한 시스템에 적용가능한 것으로, 외부 클락 동기의 갑작스러운 변화에도 듀티 및 주파수의 큰 변화없이 시스템에 안정된 상태에서 외부 클락을 트랙킹하여 동위상의 클락을 가질 수 있도록 하는 절체 클락동기 및 위상보상회로를 제공한다.

본 발명은 CDMA 방식 이동통신 기지국에 PLL을 적용하여 외부 클락 공급보드에서 입력되는 기준 클락의 절체시 주파수합성부에서 전압 제어 크리스탈 발진기의 출력 클락과 기준 클락을 비교하여 전압 또는 전류를 변화시켜 VCXO의 출력을 기준 클락과 동일한 위상을 가진 클락을 갖도록 해주며, 주파수 합성부의 출력이 VCXO에 입력될 때 로우 패스 필터를 거치도록 하여 로우 패스 필터의 특성에 따라 통과 대역을 작게 하면 기준 클락이 급격히 변화하여도 VCXO의 클락 출력은 서서히 바뀐 위상에 동기를 맞추어가도록 함으로써 기지국의 시스템에 항상 안정된 클락을 공급할 수 있도록 한 것이다.

Description

절체 클락동기 및 위상보상회로

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식 이동통신 기지국에 관한 것으로, 특히 이동통신 기지국 시스템에 PLL을 적용하여 수신되는 클락 동기의 갑작스러운 변화에도 듀티 및 주파수의 큰 변화없이 내부 클락이 외부에서 공급되는 클락의 동기와 위상을 맞추어갈 수 있도록 한 절체 클락동기 및 위상보상회로에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA 방식을 이용한 무선 통신 시스템에서는 각 기지국의 경우 GPS(Global Positioning System)에서 수신한 기준 클락(1PPS, 10MHz)을 클락 공급보드에서 받아 그 클락을 기준으로 19.6608MHz 및 PP2S를 다수의 채널용 보드에 다시 공급해준다.

이때, 클락 공급 보드에 이상이 발생하면, 기지국 전체 시스템이 마비되므로 이를 방지하기 위한 수단으로 2개의 클락 공급 보드를 구비하여 사용중이 클락 공급 보드에 이상이 발생될 경우 다수의 채널용 보드로의 클락 공급을 중단함과 동시에 예비의 다른 클락 공급보드를 사용하여 다수의 채널용 보드에 클락을 공급해 주도록 하고 있다.

그러나 종래에는 도 1의 (A)(B)에 도시된 바와 같이 클락 공급 보드가 절체되어 클락 1에서 클락 2로 절체될 때 도 1의 (C)에 도시된 바와 같이 최소 3-4클락 이상이 유실(Z 부분)될 뿐만 아니라 동기나 위상이 그 이전과 일치되지 않으므로 그 클락을 사용하는 채널용 보드에 치명적인 영향을 주게 되었으며, 이와 같이 치명적인 영향을 받은 채널보드들은 현재 진행중이 일을 수행하지 못하고 다시 초기화하여야 하는 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 외부에서 공급되는 클락이 변화하여도 그 변화에 둔감하여 변화전의 클락에 동기되어 있던 내부 클락은 변화된 클락에 서서히 동기되어지며 위상도 서서히 변화한 클락과 일치하여 클락 공급 단절이나 급격한 변화를 방지할 수 있도록 함으로써 외부 클락의 갑작스러운 변화에도 시스템이 안정된 상태에서 외부 클락을 트랙킹하여 동위상의 클락을 가질 수 있도록 한 절체 클락 동기 및 위상 보상 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외부 클락 공급보드에서 입력되는 기준 클락의 절체시 주파수합성부에서 전압 제어 크리스탈 발진기(이하, VCXO라 칭함)의 출력 클락과 기준 클락을 비교하여 전압 또는 전류를 변화시켜 VCXO의 출력을 기준 클락과 동일한 위상을 가진 클락을 갖도록 해주며, 주파수 합성부의 출력이 VCXO에 입력될 때 로우 패스 필터를 거치도록 하여 로우 패스 필터의 특성에 따라 통과 대역을 작게 하면 기준 클락이 급격히 변화하여도 VCXO의 클락 출력은 서서히 바뀐 위상에 동기를 맞추어가도록 함으로써 기지국의 시스템에 항상 안정된 클락을 공급할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

도1은 종래의 클락 교체시의 각 클락의 타이밍도

도2는 본 발명에 따른 절체 클락동기 및 위상보상회로의 블록 구성도

도3은 본 발명에 따른 클락 교체시의 각 클락의 타이밍도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ; 제1클락공급보드2 : 제2클락공급보드

3 : 스위칭회로4 : PLL

5 : VCXO6 : 주파수합성부

7 : 로우패스필터

도 2는 본 발명에 따른 절체 클락 동기 및 위상 보상 회로의 구성 블록도를 도시한 것으로, 클락 1을 출력하는 제1 클락공급보드(1)와, 클락 2를 출력하는 제2 클락공급보드(2)와, 상기 제1, 제2 클락공급보드(1)(2)로부터 출력되는 클락을 선택적으로 스위칭시키는 스위칭회로(3)와, 상기 스위칭회로(3)로부터 입력되는 기준클락신호와 VCXO에서 입력되는 클락을 비교하여 전압 또는 전류를 변화시키며 기준 클락의 급격한 변화시에도 VCXO의 출력이 로우패스필터를 통해 서서히 바뀐 위상에 동기를 맞추어갈 수 있도록 하여 안정된 주기를 가지는 클락을 발생시키는 PLL(4)로 구성된다.

단, 상기 스위칭회로(3)는 일측이 인에이블상태이면, 타측은 디스에이블상태를 유지하는 것으로, 어느 한쪽이 비정상일 때 자동적으로 다른 정상인 쪽으로 스위칭되도록 구성되어 있다.

그리고 상기 PLL(4)은 입력 전압에 해당하는 클락을 발생시키는 VCXO(5)와, 외부 클락 공급 보드로부터 입력되는 기준 클락과 상기 VCXO(5)로부터 궤환되어 입력되는 클락을 비교하여 전압 또는 전류를 변화시켜 VCXO(5)의 출력을 기준 클락과 동일한 위상을 가진 클락으로 합성하는 주파수합성부(6)와, 상기 기준 클락의 급격한 변화시에도 상기 VCXO(5)의 출력이 서서히 바뀐 위상에 동기를 맞추어갈 수 있도록 하는 로우 패스 필터(7)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 먼저, 도 3의 (A)와 같이 외부로부터 입력되는 클락이 제1 클락공급보드(1)에서 제2 클락공급보드(2)로 절체되어 도 3의 (B)와 같이 입력되면, 기지국의 시스템에 공급되는 클락 입력이 단절되므로 위상의 변화가 생겨 불안정한 상태가 된다.

이때, 이 제2 클락공급보드(2)로부터의 불안정한 클락 입력은 PLL(4)의 주파수합성부(6)의 기준 클락으로 입력되는데, 여기서 VCXO(5)를 제어하면 클락의 단절없이 클락 2를 트랙킹한 VCXO(5)의 출력이 나오게 된다.

그런데, 제1 클락공급보드(1)의 클락 1에서 제2 클락공급보드(2)의 클락 2로 빠르게 트랙킹되면 VCXO(5)에서 나오는 클락 출력에서 주기의 급작한 변화가 일시적으로 나타나게 된다.

따라서, VCXO(5)에서 나온 클락이 주파수합성부(6)에 입력되고 로우 패스 필터(7)를 통과하게 하여 제1 클락공급보드(1)의 클락 1에서 제2 클락공급보드(2)의 클락 2로 트랙킹하므로 위상이 일치될 때까지의 시간(수십 ms)을 충분히 제공함으로써 외부 클락의 급작스러운 변화에 상관없이 안정된 주기를 가진 도 3의 (C)와 같은 클락을 발생할 수 있는 것으로 도 3의 (C)에서 T는 클락 1에서 클락 2로 서서히 트랙킹해가는 과정을 나타내며, Y는 클락 2에 맞추어진 상태를 나타낸 것이다.

또한, 전체 시스템 내의 보드들간의 기준 클락의 위상도 일치시킬 수 있게 된다.

이때, 제1 클락공급보드(1)의 클락 1에서 제2 클락공급보드(2)의 클락 2로 트랙킹하여 위상과 주파수를 일치시키는데 걸리는 시간은 시스템내에서 사용되는 클락 조건에 따라 다르므로 로우 패스 필터(7) 설계시 통과 대역을 어떻게 설계하는가로 쉽게 조정할 수 있다.

즉, 통과 대역 폭을 작게 하면 제1 클락공급보드(1)의 클락 1로부터 제2 클락공급보드(2)의 클락 2로 트랙킹하여 클락 2와 일치하는데 소요 시간이 증가하므로 주기의 변화를 1ns보다 훨씬 낮추어 줄 수 있게 된다.

본 발명은 외부에서 기준 클락을 받아 전체 시스템이 동기되어져 동작하는 시스템, 외부에서 공급되는 클락이 불안정하지만 시스템은 그 클락을 기준으로 해야 하는 보드나 시스템, 외부에서 공급되는 클락이 이중화되어 있고 그 두가지 이상의 클락이 서로 위상이 맞지 않을 경우 등에 적용가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 외부에서 공급되는 기준 클락의 교체시 클락의 갑작스러운 변화에도 듀티 및 주파수의 큰 변화없이 내부 클락이 외부에서 공급되는 클락의 동기와 위상을 맞춰갈 수 있게 되므로 해당 클락을 공급받는 기지국의 시스템은 안정된 클락을 공급받을 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. GPS로부터 수신되는 기준 클락을 클락 공급 보드에서 입력받아 그 클락을 기준으로 소정 조파수를 다수의 채널용 보드에 공급하는 CDMA 방식을 이용한 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서, 사용중이 클락공급보드에 이상 발생시 자신의 클락 공급을 중단하고 예비의 다른 클락 공급보드로부터 클락을 공급하여 주는 복수의 클락 공급보드와, 상기 복수의 클락공급보드로부터 출력되는 클락을 선택적으로 스위칭시키는 스위칭회로와, 상기 스위칭회로를 통해 입력되는 기준클락신호와 VCXO에서 입력되는 클락을 비교하여 전압 또는 전류를 변화시키며 기준 클락의 급격한 변화시에도 VCXO의 출력이 로우패스필터를 통해 서서히 바뀐 위상에 동기를 맞추어갈 수 있도록 하여 안정된 주기를 가지는 클락을 발생시키는 PLL로 구성된 것을 특징으로 하는 절체 클락동기 및 위상보상회로.