KR19990011157U - 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 온도의 변동에 따른 오동조를 방지할 수 있도록 된 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치에 관한 것으로서, 인가되는 전압에 따라 그 용량값이 변동되는 바랙터 다이오드(V1)와 소정의 인덕턴스를 갖는 인덕터(L1)를 구비하여 국부발진회로(2)를 구성하고, 상기 바랙터 다이오드(V1)와 인덕터(L1)의 상호 보완작용으로 온도에 따른 주파수보상을 실행하도록 된 주파수동조장치에 있어서, 온도에 따라 그 출력전압이 변동되는 온도보상부(30)를 구비하여 구성되고, 상기 온도보상부(30)의 출력전압과 소정의 튜닝전압을 상기 국부발진회로(2)의 튜닝전압으로서 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어서는 상기 바랙터 다이오드가 주변의 온도에 반비례적으로 용량값이 변동되고, 또한 인가되는 전압이 낮아되면 그 용량값이 증가하는 것을 고려하여, 상기 온도보상부를 통해 온도에 반비례적인 전압레벨을 갖는 출력전압을 국부발진회로로 인가하게 된다.

따라서, 바랙터 다이오드의 온도특성을 상기 온도보상부의 출력전압으로 보상하게 됨으로써 온도의 변동에 대해 평탄한 특성을 갖는 국부발진주파수를 생성할 수 있게 된다.

Description

온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치

본 고안은 방송주파수신호 동조장치에 관한 것으로, 특히 온도의 변동에 따른 오동조를 방지할 수 있도록 된 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치에 관한 것이다.

일반적으로 라디오나 텔레비전 수상기에 있어서는 방송국으로부터 전송되어 오는 각 채널별 주파수신호로부터 소정의 주파수신호를 수신하기 위한 주파수동조장치를 구비하고 있다.

도 1은 현재 텔레비전 수상기에 채용되고 있는 일반적인 주파수동조장치를 나타낸 회로구성도이다.

도 1에서 참조번호 1은 방송주파수신호(RF : Radio Frequency)와 이후에 설명할 국부발진주파수를 믹싱하여 중간주파수신호(Intermediate Frequency)를 출력하는 믹서로서, 이는 상기 방송주파수신호가 f1이고 국부발진주파수가 f2라 할 때 f1±f2의 중간주파수신호를 출력하게 된다.

또한, 도면에서 참조번호 2는 튜닝전압(VT)에 따라 소정의 국부발진주파수를 생성하는 국부발진부로서, 이는 상기 튜닝전압(VT)에 따라 그 용량값이 변동되는 바랙터 다이오드(Varactor Diode : V1)와, 이 바랙터 다이오드(V1)에 대해 병렬로 설치된 인덕터(L1)를 구비하여 구성되어 있다.

또한, 참조번호 3은 동조주파수의 자동미세조정(AFT : Auto Fine Tunning)을 위한 자동미조부로서, 이는 입력되는 AFT전압에 대해 직렬로 접속된 저항(R1)과 이 저항(R1)을 통해 입력되는 AFT전압에 따라 그 용량값이 변동되는 바랙터 다이오드(V2)를 구비하여 구성된다.

또한, 도면에서 참조번호 4는 상기 국부발진부(2)로부터 출력되는 국부발진주파수를 증폭하여 상술한 믹서(1)로 인가하는 증폭기이다. 그리고, 이 증폭기(4)와 국부발진부(2) 및, 국부발진부(2)와 자동미조부(3)는 각각 커플링 콘덴서(C1, C2)를 통하여 결합되어 있다.

상기한 구성에 있어서, 국부발진부(2)에 의해 생성되는 국부발진주파수( f₀ )는 인덕터(L1)에 의한 인덕턴스값을 L, 바랙터 다이오드(V1)에 의한 용량값을 Ca이라 할 때 다음의 수학식 1로 설정된다.

또한, 도 1에서 상기 국부발진부(2)와 자동미조부(3)의 바랙터 다이오드(V1, V2)가 병렬로 설치되어 있으므로, 바랙터 다이오드(V2)에 의한 용량값을 Cb라 할 때, 상기 국부발진부(2)와 자동미조부(3)에 의해 생성되는 발진주파수, 즉 증폭기(4)를 통해 믹서(1)로 인가되는 국부발진주파수(f2)는 다음의 수학식 2로 표시된다.

그리고, 여기서 상기 Ca 및 Cb는 튜닝전압(VT)과 AFT 전압에 따라 그 값이 변동되게 되므로, 상기 구성에 있어서는 각종 전압신호에 따라 그에 대응하는 국부발진주파수를 생성하여 출력하게 된다.

그런데, 상술한 주파수동조장치에 있어서는 다음과 같은 문제가 있게 된다.

즉, 일반적으로 인덕턴스나 용량을 갖는 소자의 경우에는 온도에 따라 그 소자 특성이 변동되기 때문에 상기한 소자를 이용하여 발진회로를 구성하는 경우에는 온도의 변동에 따른 발진주파수의 변동을 고려할 필요가 있게 된다.

상기한 주파수동조회로에 있어서 국부발진부(2)에 사용되는 인덕터(L1)는 온도가 증가됨에 따라 그 인덕턴스값이 커지기 때문에, 이 인덕턴스값만을 고려할 때 상기 국부발진부(2)에서 생성되는 발진주파수는 도 2의 L로 나타낸 바와 같이 온도에 따라 점차 낮아지게 되고, 국부발진부(2)와 자동미조부(3)에 사용되는 바랙터 다이오드(V1, V2)는 온도가 증가됨에 따라 그 용량값이 작아지기 때문에, 이 용량값만을 고려하게 되면 상기 국부발진부(2)에서 생성되는 발진주파수는 도 2의 C로 나타낸 바와 같이 온도가 증가함에 따라 점차 증가되게 된다.

따라서, 이상적으로 상기 인덕터(L1)와 바랙터 다이오드(V1, V2)의 온도변동률이 동일하게 설정된다면 상기 국부발진부(2)와 자동미조부(3)에 의해 생성되는 발진주파수는 도 2의 a로 나타낸 바와 같이 온도에 무관하게 일정한 주파수특성을 갖게 될 것이다.

그러나, 현실적으로 바랙터 다이오드(V1, V2)의 변동폭이 인덕터(L1)의 변동폭 보다 크기 때문에, 국부발진부(2)와 자동미조부(3)에 의해 생성되는 발진주파수는 도 2의 b로 나타낸 바와 같이 온도가 증가됨에 따라 점차 증가되는 특성을 나타내게 되는 바, 이는 방송수신장치의 채널선국능력을 현저히 저하시키게 된다.

이에, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 온도에 따른 발진주파수의 변동을 보상할 수 있도록 된 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 주파수동조장치를 나타낸 회로구성도.

도 2는 종래의 주파수동조장치의 문제점을 설명하기 위한 온도 대 주파수특 성도.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동 조장치를 나타낸 회로구성도.

도 4a는 도 3에서 온도센서의 온도 대 저항 특성을 나타낸 특성곡선도.

도 4b는 도 3에서 바랙터 다이오드의 전압 대 용량 특성을 나타낸 특성곡선 도.

도 5는 도 3에서의 주파수보상부의 다른 구성예를 나타낸 회로구성도.

**** 도면의 주요부분에 대한 간단한 설면 ****

1 : 믹서, 2 : 국부발진부,

3 : 자동미조부, 4 : 증폭부,

30 : 온도보상부, 31 : NTC형 온도센서,

51 :PTC형 온도센서, V1, V2 : 바랙터 다이오드.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 고안에 따른 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치는 인가되는 전압에 따라 그 용량값이 변동되는 바랙터 다이오드와 소정의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 구비하여 국부발진회로를 구성하고, 상기 바랙터 다이오드와 인덕터의 상호 보완작용으로 온도에 따른 주파수보상을 실행하도록 된 주파수동조장치에 있어서, 온도에 따라 그 출력전압이 변동되는 온도보상부를 구비하여 구성되고, 상기 온도보상부의 출력전압과 소정의 튜닝전압을 상기 국부발진회로의 튜닝전압으로서 인가하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 있어서, 상기 바랙터 다이오드는 인가되는 전압이 증가되면 그 용량값이 감소하게 되고, 상기 온도보상부는 온도에 반비례적인 전압레벨을 갖는 출력전압을 국부발진회로로 인가하게 된다.

따라서, 바랙터 다이오드의 온도특성을 상기 온도보상부의 출력전압으로 보상하게 됨으로써 온도의 변동에 대해 평탄한 특성을 갖는 국부발진주파수를 생성할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예를 설명한다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치의 구성을 나타낸 회로구성도로, 도 3에서 상술한 도 1과 동일한 구성부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3에서 참조번호 30은 온도변동에 따라 소정의 튜닝전압을 상기 국부발진부(2)로 인가하는 온도보상부이다.

상기 온도보상부(30)는 소정의 입력전원(Vcc)에 대해 저항(R3) 및 트랜지스터(Q1)의 전류통로가 직렬로 접속되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터가 상기 국부발진부(2)에 결합되어 있다. 그리고, 이와 더불어 상기 전원전압(Vcc)과 접지 사이에 저항(R4) 및 온도센서(31)가 직렬로 접속되면서, 상기 저항(R4) 및 온도센서(31)의 접속노드에 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스가 결합된 구성으로 되어 있다.

여기서, 상기 온도센서(31)는 도 4a에 나타낸 바와 같이 온도가 증가함에 따라 그 저항값이 저하되는 NTC(Negative Thermal Condition)형의 것으로서, 상기 온도보상부(30)는 온도가 증가하게 되면 온도센서(31)의 저항값이 저하되어 트랜지스터(Q1)의 베이스전압이 저하되게 됨으로써 국부발진부(30)로 공급되는 전류량이 저하되게 되고, 온도가 저하되게 되면 온도센서(31)의 저항값이 증가되어 트랜지스터(Q1)의 베이스전압이 증가되게 됨으로써 국부발진부(2)로 공급되는 전류량이 증가하게 된다.

즉, 상기 온도보상부(30)는 국부발진부(2)에 대해 온도가 상승하게 되면 낮은 튜닝전압, 온도가 하강하게 되면 높은 튜닝전압을 공급하게 되고, 이러한 튜닝전압은 국부발진부(2)로 공급되는 본래의 튜닝전압(VT)에 부가되게 된다.

한편, 도 3에서 국부발진부(2)로 공급되는 튜닝전압(VT)의 공급라인상에 저항(R2)이 설치되어 있는 바, 이 저항(R2)은 그 저항(R2)을 통해 공급되는 전류를 I1이라 할 때, 국부발진부(2)로 공급되는 튜닝전압(VT)을 I1×R1 만큼 감소시키게 되고, 도 3에서 상술한 온도보상부(30)는 정상적인 온도상태(상온)에서 국부발진부(2)로 공급되는 전압이 상기 I1×R1의 값을 갖도록 저항(R3, R4)의 값이 설정된다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.

국부발진부(2)와 자동미조부(3)에 구비되어 있는 바랙터 다이오드(V1, V2)는 도 4b에 나타낸 바와 같이 인가되는 전압에 반비례적으로 그 용량값이 변동되게 된다.

따라서, 국부발진부(2)로 인가되는 튜닝전압(VT), 즉 튜닝전압(VT1+VT2)이 높아지게 되면 바랙터 다이오드(V1)의 용량값이 작아지면서 상기 수학식1에 따라 국부발진주파수(f2)는 증가되게 되고, 또 상기 튜닝전압이 낮아지게 되면 바랙터 다이오드(V1)의 용량값이 커지면서 국부발진주파수(f2)는 낮아지게 된다.

우선, 정상적인 온도상태에서는 국부발진부(2)로 인가되는 튜닝전압(VT1+VT2)은 VT=VT1+VT2의 관계를 만족하게 된다. 따라서, 이 경우에는 종래의 주파수동조장치와 마찬가지로 국부발진부(2)에 정상적인 튜닝전압(VT)이 인가되는 상태로 설정되게 된다.

한편, 상기 장치가 설치되는 주위의 온도가 상승하게 되면, 도 2에서 설명한 바와 같이 인덕터(L1)에 의한 인덕턴스의 값이 증가되면서 바랙터 다이오드(V1)의 용량값이 감소되고, 또 이때 인덕턴스의 증가분 보다 용량값의 감소분이 크게 되면서 믹서(1)로 인가되는 국부발진부파수(f2)가 증가될 우려가 있게 된다. 그런데, 이때 온도보상부(30)에 있어서는 온도센서(31)의 저항치가 온도의 증가에 따라 감소되면서 트랜지스터(Q1)의 베이스전위가 저하되게 되고, 이에 따라 온도보상부(30)로부터 상기 국부발진부(2)로 인가되는 튜닝전압(VT2)은 정상적인 온도상태 보다 낮아지게 된다. 따라서, 국부발진부(2)의 바랙터 다이오드(V1)로 인가되는 전압이 낮아져서 도 4b에 나타낸 바와 같이 바랙터 다이오드(V1)에 의한 용량값이 소정치 만큼 증가되게 됨으로써 믹서(1)로 공급되는 국부발진주파수(f2)가 증가되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 장치가 설치되는 주위의 온도가 하강하게 되면, 상술한 설명과 반대적으로 인덕터(L1)에 의한 인덕턴스의 값이 감소되면서 바랙터 다이오드(V1)의 용량값이 증가되고, 또 이때 인덕턴스의 감소분 보다 용량값의 증가분이 크게 되면서 믹서(1)로 인가되는 국부발진부파수(f2)가 낮아질 우려가 있게 된다. 그런데, 이때 온도보상부(30)에 있어서는 온도센서(31)의 저항치가 온도의 저하에 따라 증가되면서 트랜지스터(Q1)의 베이스전위가 상승하게 되고, 이에 따라 온도보상부(30)로부터 상기 국부발진부(2)로 인가되는 튜닝전압(VT2)은 정상적인 온도상태 보다 높아지게 된다. 따라서, 국부발진부(2)의 바랙터 다이오드(V1)로 인가되는 전압이 높아져서 도 4b에 나타낸 바와 같이 바랙터 다이오드(V1)에 의한 용량값이 소정치 만큼 감소되게 됨으로써 믹서(1)로 공급되는 국부발진주파수(f2)가 낮아지는 것을 방지하게 된다.

즉, 상기 실시예에 있어서는 바랙터 다이오드(V1)의 용량값 변동을 온도보상부(30)를 통해 얻어진 전압으로 제어함으로써 온도에 대해 평탄한 특성을 갖는 국부발진주파수를 발생시킬 수 있게 된다.

또한, 본 고안은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 고안의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있게 된다.

즉, 예를 들어 상기 실시예에 있어서는 온도보상부(30)를 NTC특성을 갖는 온도센서를 이용하여 실현하였으나, 이는 PTC(Positive Thermal Condition) 특성을 갖는 온도센서를 이용하여 구성할 수 있는 바, 이 경우에는 도 5에 나타낸 바와 같이 전원전압(Vcc)과 접지 사이에 온도센서(51)와 저항(R5)를 순차적으로 접속하고, 상기 온도센서(51)와 저항(R5)의 접속 노드에 트랜지스터(Q1)의 베이스를 접속하면 된다.

또한, 본 고안은 특정한 주파수동조장치에 한정되지 않고, 인덕터와 바랙터 다이오드의 상호 보완작용으로 온도보상을 실행하도록 된 주파수동조장치에는 동일한 방식으로 적용하여 실시할 수 있다.

즉, 본 고안은 본 명세서에 기술된 청구범위에 의해서만 한정될 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 온도에 따른 발진주파수의 변동을 보상하여 온도에 대하여 항상 평탄한 주파수특성을 갖는 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치를 실현할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 인가되는 전압에 따라 그 용량값이 변동되는 바랙터 다이오드(V1)와 소정의 인덕턴스를 갖는 인덕터(L1)를 구비하여 국부발진회로(2)를 구성하고, 상기 바랙터 다이오드(V1)와 인덕터(L1)의 상호 보완작용으로 온도에 따른 주파수보상을 실행하도록 된 주파수동조장치에 있어서,

   온도에 따라 그 출력전압이 변동되는 온도보상부(30)를 구비하여 구성되고, 상기 온도보상부(30)의 출력전압과 소정의 튜닝전압을 상기 국부발진회로(2)의 튜닝전압으로서 인가하는 것을 특징으로 하는 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 온도보상부(30)는 소정의 전원전압(Vcc)에 제1 저항(R3) 및 트랜지스터(Q1)의 전류통로가 직렬로 접속되고, 상기 전원전압(Vcc)과 접지 사이에 제2 저항(R4) 및 NTC형 온도센서(31)가 직렬로 접속되면서 그 접속노드에 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스가 접속되며, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터가 상기 국부발진회로(30)에 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 온도보상부(30)는 소정의 전원전압(Vcc)에 제1 저항(R3) 및 트랜지스터(Q1)의 전류통로가 직렬로 접속되고, 상기 전원전압(Vcc)과 접지 사이에 PTC형 온도센서(51) 및 제2 저항(R5)이 직렬로 접속되면서 그 접속노드에 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스가 접속되며, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터가 상기 국부발진회로(30)에 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 온도 드리프트 보상기능을 갖춘 주파수동조장치.