KR20000005453A

KR20000005453A - 원격시스템의 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20000005453A
Application number: KR1019980708221A
Authority: KR
Inventors: 자코브 맨너스트래레
Original assignee: 렌나트 데트레프센, 크리스터 다호너; 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍)
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 2000-01-25
Also published as: CN1118933C; AU2655597A; DE69730600D1; CN1219303A; US6078228A; AU714723B2; SE520317C2; EP0900478A1; WO1997044896A1; JP2000511017A; EP0900478B1; HK1019670A1; DE69730600T2; SE9601945D0; EE9800399A; SE9601945L; BR9709012A

Abstract

위상전이 전기회로(1)는 입력신호(V1)를 메인신호입력(12)으로부터 메인 신호출력(11)으로 운반하는 장치를 포함한다. 상기 회로(1)는 접속 및 비접속 가능한 제1활성장치(3)가 배열되는 입력(12)으로부터 출력(11)까지 제1신호경로(18) 및 접속 및 비접속 가능한 제2활성장치(4)와 180도 위상전이 장치(2)가 배열되는 제2신호경로(19)를 갖는다. 한 방법으로, 비위상전이 신호(V1') 또는 180도 위상전이 신호(V2')중의 한 개를 선택함에 의해, 상기 장치(3, 4)로 제어신호(U1, U2)가 상기 출력(11)으로부터의 송신 결과를 가지고 접속 및 비접속 상태로 설정된 후에 활성장치(3, 4)가 접속상태로 만들어 지게 선택된다. 상기 활성장치(3, 4)의 기능에 따라서, 상기 신호(V1', V2')는 이것과 관련된 위상 이외의 관점에 영향을 미칠 수 있다.

Description

원격시스템의 장치 및 방법

임의의 전기신호 처리장치에 있어서, 예컨데, 임의의 결합시 교류신호를 복수의 다른 외부 신호원으로부터 가감할 수 있는 기능이 필요하다. 다른 신호로부터 발생한 신호의 감산은 한 개 신호를 반대 위상을 갖는 다른 신호의 버전에 가산함으로써 양호하게 행해진다. 따라서, 상기 신호의 상대 위상이 180도 만큼 전이할 수 있는 신호 처리장치가 필요하게 되었다.

180도 위상전이회로는 미국특허 제5334959호에 기술되어 있다. 4개의 전계 효과 트랜지스터는 한쌍의 트랜지스터에 제어신호가 비위상전이 경로 스위치와 180도 위상전이 경로 전류스위치 사이의 신호경로를 스위치하는 전류 스위치로써 작용한다.

미국특허 제5334959호에 기술된 본 발명의 문제점은 상기 활성장치, 즉, 전계 효과 트랜지스터가 스위치 기능만 한다는 것이다. 또한, 미국특허 제5334959호는 트랜지스터 형태의 스위치 갯수가 4개 필요하다.

미국특허 제5334959호에 기술된 본 발명의 다른 문제점은 트랜지스터 형태의 4개 스위치가 접속상태로 설정되거나, 비접속상태로 설정되어야 한다는 것인데, 이것은 4개의 제어신호가 필요하다는 것을 의미한다.

미국특허 제5334959호에 기술된 본 발명의 다른 문제점은 상기 신호 처리장치가 위상전이 방법이외의 방법으로 신호를 유도할 필요가 있는 상황을 고려할 때 명백히 나타났다. 미국특허 제5334959호에 공지된 기술로써 이것을 하기 위해서는 상기 위상전이 장치와 외부 신호 처리장치를 직렬로 접속하는 것이 필요하다. 그러나, 이것은 2개의 각 장치가 서로 상호 접속되어 각 장치의 입력 임피던스 및 출력 임피던스의 오정합 문제를 일으킨다. 이 때문에 임피던스 정합회로가 필요하다.

본 발명은 첫 번째 조건으로 교류신호의 위상을 전이하는 장치 및 두 번째 조건으로 위상전이(phase shifts)하지 않는 신호를 진행시키는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 본 발명의 장치를 이용할 때 신호상에서 동시에 위상전이 및 활성유도(active influence) 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 회로의 개략 블록도.

도 2는 상대 위상전이를 갖는 3개 신호의 개략 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 회로의 개략 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 회로의 개략 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 방법의 개략 흐름도.

도 6은 본 발명에 따른 회로의 개략 블록도.

도 7은 본 발명에 따른 회로의 개략 블록도.

본 발명은 상기 기술된 공지기술의 결합으로 발생한 문제점, 즉, 스위치로써의 유일한 기능 및 임피던스 정합의 문제점을 극복하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 몇 개의 소자를 포함한 단지 한 개의 회로로 신호의 위상전이를 할 수 있을 뿐만 아니라 신호의 증폭을 변화시키는 것과 같이 신호상의 다른 유도를 할 수 있다. 상기 위상전이는 최소한 0도와 180도 사이에서 스위치될 수 있어야 한다.

상기 주어진 각도 만큼의 신호 위상전이는 상기 신호가 잘 정의된 주파수를 가지는 이상적인 경우에 필요하다. 만약 신호가 어떤 밴드폭을 가지는 경우, 즉, 다른 주파수를 갖는 신호가 중첩하는 경우, 그 위상전이는 상기 신호의 모든 주파수에 대하여 잘 정의 되지 않는다. 결과적으로, 상기 지시된 위상전이 값, 즉 0도와 180도는 정확한 값으로 해석되지 않는다. 오히려, 이러한 값은 본 발명이 이용되는 특정한 어플리케이션에 대하여 문제의 주파수 간격에 있는 주파수의 일반적인 위상전이로써 보여진다.

이전에 공지된 기술의 문제점에 대한 해법은 2개의 활성장치를 병렬로 결합함으로써 본 발명에서 얻어지는데, 상기 장치중 한 개의 장치는 위상전이장치와 직렬로 접속된다. 상기 활성장치의 접속 및 비접속을 제어함으로써, 신호는 상기 2개의 경로를 통과하는 신호에 소정의 위상전이 차가 존재하는 2개의 신호경로중 한 개의 경로를 통과하게 만들어 진다.

본 발명에 따른 회로의 더욱 구체적인 설명은 2개의 활성장치에 대한 신호입력이 상기 회로의 메인 신호입력에 접속됨에 있다. 상기 제1장치는 메인 신호입력 및 위상전이 장치를 통한 제2장치에 직접 접속된다. 상기 활성장치의 신호출력은 상기 회로의 메인 신호출력에 접속된다. 이러한 접속은 상기 메인 신호입력으로부터 메인 신호출력까지 상기 회로를 통과하는 다른 신호경로가 존재한다는 것을 의미한다. 상기 2개의 활성장치는 사용자가 2개의 경로를 적어도 다르게 배치할 수 있는 상태를 가지는데, 이 상태는 접속 상태와 비접속 상태이다. 예컨데, 이러한 상태는 제어신호에 의해 각 장치의 제어신호 입력으로 제어될 수 있다.

상기 회로의 메인 신호입력에 교류 입력신호는 접속 및 비접속 상태의 결합을 선택하는 방법에 의해, 2개의 신호경로중 한 개의 경로를 통하여, 즉, 위상전이를 하지 않는 제1신호경로나 상기 위상전이 장치를 통과하는 제2신호경로를 통하여 상기 회로를 통과하게 만들어 진다. 상기 2개의 장치를 상기 각 비접속 상태로설정함으로써, 상기 2개의 신호경로는 상기 회로가 메인 신호입력과 메인 신호출력사이의 격리자(isolator)로써 작용함에 의해 폐쇄될 수 있다. 상기 활성장치를 통한 누설은 서로 소거되는데, 그 이유는 이 누설이 서로에 관하여 전이된 위상이기 때문이다. 불합리하게, 상기 신호는 접속된 상태로 활성장치를 각각 설정함으로써 2개의 신호경로를 동시에 통과하게 만들어 질 수 있다. 이러한 경우에, 상기 신호경로를 통과하는 신호는 활성장치가 비접속 상태에 있을 때 가능한 누설을 취소하는 상황과 비슷하게 서로 취소될 것이다.

본 발명의 장점은 위상전이가 상기 경로중 한 개의 경로를 통하여 180도 주위에 있을 때, 외부회로와의 임피던스 정합이 상기 회로를 통과하는 신호경로에서 일반화 될 수 있다는 점이다. 따라서, 2개의 다른 임피던스 정합회로가 어떠한 신호경로가 이용되는지에 따라서 독립적으로 접속될 필요성이 없다. 정식적으로, 제1신호경로를 따라 신호와 충돌로 임피던스는 제2신호경로를 따라 발생하는 임피던스와 동일하지 않다. 이것은 2개의 신호경로에 따라 신호에 영향을 미치는 다른 번호의 장치가 존재한다는 사실 때문이다. 이럼에도 불구하고, 두 개의 신호경로에 대한 일반적인 임피던스 정합이 가능하다. 상기 제2경로에 따른 위상전이 장치는 오정합 때문에 상기 제2활성장치로부터 반사되는 신호의 360도 위상전이를 발생시킨다. 즉, 2개의 180도 위상전이, 상기 반사 전에 한 개의 위상전이와 반사 후에 한 개의 위상전이가 발생한다.

다른 장점은 상기 경로중 한 개의 경로에 따른 180도 위상전이를 함으로써, 상기 회로의 입력 및 출력사이를 완전하게 전기적으로 격리시킬 수 있다는 점이다. 2개의 신호경로가 폐쇄된 상태에서, 2개의 신호격리에 따른 활성장치가 동일한 방법으로 상기 신호의 증폭에 영향을 끼친다는 사실에 입각해서 위와 같은 격리는 얻어진다. 상기 2개의 신호경로를 통한 누설은 180도의 위상전이를 가지는데, 이것은 상기 누설을 서로 취소하는 것을 의미한다.

본 발명의 다른 장점은 증폭기와 스위치로써 작용하는 활성장치를 이용할 수 있기 때문에 몇 개의 소자로 실행될 수 있다는 점이다.

도 1은 계략적인 기능 블록도 및 도 2와 접속하여 더욱 설명되는 신호(V1, V2, V1', V2')를 가진 본 발명의 회로(1)를 도시한다. 입력신호(V1)는 외부회로(도시않됨)에서 상기 회로(1)의 메인신호 입력(12)에 도달한다. 상기 신호입력(12)은 제1임피던스 정합장치(15)를 통하여 신호접지(17)에 접속된다. 비슷하게, 상기 회로(1)는 제2임피던스 정합장치(16)를 가진 신호출력(11)을 가진다. 상기 출력(11)으로부터의 출력신호(V1' 또는 V2')는 다른 회로(도시않됨)로 운반된다.

상기 회로(1)는 상기 메인 신호입력(12)으로부터 메인 신호출력(11)까지 2개의 다른 신호경로(18, 19)를 갖는다. 제1신호경로(18)는 제1활성장치(3)를 포함하고, 제2신호경로(19)는 위상전이장치(2) 및 제2활성장치(4)를 포함한다. 이러한 예로써, 상기 활성장치(3, 4)는 증폭기이지만, 이 증폭기(3, 4)는 증폭기능 이외의 기능을 할 수 있는 다른 활성장치의 형태가 될 수 있다. 신호입력(7, 9) 및 신호출력(8, 10)에 부가하여, 2개의 활성장치(3, 4)는 각각의 제어신호 입력(13, 14)을 가진다. 상기 제1장치(3)의 제어신호 입력(13)에 제어신호(U1)는 상기 장치(3)가 접속상태로 설정됨으로써, 상기 제1신호경로(18)는 개방된다. 상기 제2장치(4)의 제어신호 입력(14)에 제어신호(U2)는 상기 장치(4)가 접속상태로 설정됨으로써, 제2신호경로(19)는 개방된다. 상기 제어신호(U1, U2)는 스위치 또는 신호발생기의 형태로 될 수 있는 외부회로(20, 21)에서 발생될 수 있다.

2개의 활성장치(3, 4)는 각각의 신호(V1) 및 신호(V2)를 서로 독립적으로 운반시킬 수 있다. 따라서, 상기 회로를 통과하는 신호경로의 4개의 다른 결합, 즉, 상기 제1신호경로(18), 제2신호경로(19), 동시에 2개의 신호경로(18, 19) 및 제1(18) 신호경로와 제2(19) 신호경로가 폐쇄되는 상태가 존재한다.

도 2는 교류신호(V1 및 V2)를 도시하는 다이어그램을 도시한다. 이 신호(V1, V2)는 시간(T)에 따라 변하는 전압레벨(V)을 시간 다이어그램(TD)으로 도시한다. 상기 신호(V1 및 V2)사이의 위상전이(FF)는 신호백터(V1V 및 V2V)로 표시된 신호가 각(angular)의 차이(FF)를 가지고 다른 방향으로 향하는 그러한 방법의 위상 다이어그램(PD)을 도시한다. 또한, 상기 위상차(FF)는 시간 다이어그램(TD)으로 보여줄 수 있다. 그러나, 특정한 눈금이 시간축(T)상에 표시되지 않는다는 것을 주목해야 한다. 왜냐하면, 상기 신호의 위상과 이 위상의 순간값 사이의 관계는 상기 신호주파수에 의존하기 때문이다. 이것은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명이 임의의 주파수 간격에서 이용될 수 있기 때문에 계획된 것이다.

상기 시간 다이어그램의 메인신호입력(12)에서 수신된 신호(V1)는 입체곡선으로 표시되고, 위상 다이어그램(PD)에서는 입체벡터(V1V)로 표시된다. 상기 점 곡선 및 점 백터(V2V)는 위상전이 신호(V2)를 나타낸다. 상기 입력신호(V1)와 관계에 있어서, 상기 신호(V2)는 180도의 위상전이(FF)를 가진다.

신호 주파수와 접속으로 아래에 더욱 상세히 토론될 바와 같이, 정확히 180도가 아닌 값으로 위상전이될 수 있다. 이러한 목적으로 쓰인 부가적인 곡선(V3)은 시간 다이어그램(TD)으로 도시된다. 이 곡선(V3)은 180도 이외의 입력신호에 관하여 위상전이를 하는 신호의 외형을 도시한다. 그러나, 이 신호(V3)는 도 2에 단지 도시된다.

상기 신호(V1)가 상기 회로(1)의 어느 신호경로(18, 19)를 통과하는지 선택하고, 상기 활성장치(3, 4)를 접속하고 비접속하기 위하여 제어신호(U1, U2)를 이용함으로써, 상기 신호(V1') 또는 신호(V2')는 다음과 같은 4개의 대안에 따라서 메인신호 출력(11)이 얻어진다.

첫 번째 대안은 상기 활성장치(3, 4)의 어느 것도 접속상태에 있지 않다는 것이다. 다음, 상기 회로(1)는 메인 신호입력(12)과 메인 신호출력(11)사이의 격리자로서 작용한다. 상기 활성장치(3, 4)를 통한 누설은 동일한 양인데, 그 이유는 활성장치(3, 4)가 동일함에 따라 동일한 신호를 유도하기 때문이다. 상기 낮은 신호경로(19)를 통한 누설이 상기 위상전이 장치(2)에서 180도 위상전이 된다는 사실에 기인하여, 상기 누설은 메인 신호출력(11)에서 서로 취소된다.

두 번째 대안은 상기 활성장치(3, 4)가 각각 접속상태에 있다는 것이다. 이러한 대안이 다소 유용하지 않더라도, 이러한 대안이 고려되는 경우 회로(1)에서 발생하는 것을 설명하는데 적합하다. 이러한 두 번째 대안의 이용을 배제할 것은 아무것도 없다. 상기 회로(1)는 이러한 경우에 "가상 격리자"로써 작용한다. 상기 첫 번째 대안에서 가능한 누설과 유사하게, 상기 제1신호경로(18)를 통과하는 신호(V1')는 아래의 신호경로(19)를 통과하는 180도 위상전이 신호(V2')에 의해 상기 메인 신호출력(11)에서 취소될 것이다. 상기 2개의 신호경로가 개방되어, 상기 회로(1)가 메인 신호입력(12)과 출력(11)사이의 격리자가 되지 않을 때 조차도, 신호는 상기 회로(1)를 통과하지 않을 것이다.

세 번째 대안은 접속 상태에 있는 제1활성장치(3) 및 비접속 상태에 있는 제2활성장치(4)에 기인하여 상기 제1신호경로(18)만이 개방되는 것이다. 상기 입력신호(V1)는 이러한 경우에 위상전이됨이 없이 메인신호 출력(11)으로 운반된다. 도 2의 시간 다이어그램을 참조로해서, 출력신호(V1')는 상기 다이어그램(TD)에 도시된 신호(V1)에 의해 표시된다.

네 번째 대안은 접속 상태에 있는 제2활성장치(4) 및 비접속 상태에 있는 제1활성장치(3)에 기인하여 제2신호경로(19)만이 개방되는 것이다. 상기 입력신호(V1)는 이러한 경우에 상기 위상전이 장치(2)를 통하여 상기 메인신호 출력(11)으로 운반된다. 도 2의 시간 다이어그램(TD)을 참조로, 상기 출력신호(V2')는 상기 입력신호(V1)에 대하여 180도 위상전이 되는 다이어그램(TD)의 신호(V2)로 나타낸다.

상기 신호경로(18, 19)중 한 개만이 개방되는 뒤의 2개의 대안에 있어서, 신호잡음을 막는 것은 최소 부분의 입력신호(V1)가 상기 활성장치(3, 4)의 입력(7, 9)에서 반사될 수 있다는 사실에 기인하여 메인 신호입력(12)에서 발생할 수 있다. 이러한 반사는 상기 2개의 신호경로(18, 19)가 메인신호입력(12)에 접속되기 때문에 발생할 수 있고, 상기 제1신호경로(18)에 따른 총 임피던스가 제2신호경로(19)에 따른 총 임피던스 값과 다른 값이 될 수 있는 임피던스 값을 상기 제1임피던스 정합장치(15)가 갖기 때문에 발생할 수 있다. 상기 제1임피던스 정합장치(15)가 일정한 임피던스 값을 갖을 때, 상기 신호경로(18, 19)중 적어도 한 개는 상기 메인 신호입력(12)에 접속된 외부회로(도시않됨)에 관하여 오정합될 것이다.

반사/임피던스 오정합에 대한 이러한 문제점은 상기 활성장치(3, 4)를 통한 누설 및 신호가 메인 신호출력(11)에서 서로 취소하는 상기 2개의 첫 번째 대안에서 나타나는 문제점이 아니다. 그러나, 이러한 문제는 상기 위상전이 장치(2)가 상기 입력신호(V1)의 위상을 180도 만큼 전이한다는 사실에 입각해서 2개의 후자의 대안에서 회피된다. 상기 신호경로(18)의 첫 번째 만이 개방될 때, 상기 제2의 활성장치(4)의 신호입력(9)에서 반사되고, 비접속 상태에 있는 입력신호(V1)의 일부분은 입력신호(V1)를 방해하지 않을 것이다. 상기 메인 신호입력(12)에서, 상기 입력신호(V1)의 반사부분과 입력신호 자체 사이에서 360도 위상전이가 될 것이다. 왜냐하면, 상기 반사부분이 상기 180도 위상전이 장치(2)를 2회 통과하기 때문이다.

상기 기술된 4개의 대안에 있어서, 상기 출력신호(V1', V2')와 입력신호(V1)사이의 상대 위상상에 다른 신호경로(18, 19) 유도만이 토론되었다. 지금까지 토론된 활성장치(3, 4)의 유일한 기능은 접속과 비접속 기능 및 그들의 진폭을 확대하는 것이다. 자연적으로, 상기 활성장치(3, 4)는 접속/비접속 기능 및 증폭기능을 부과하여 필터링, 변조 등과 같이 통과신호를 유도하는 기능을 갖는다.

다른 기능을 갖는 블록에 의한 본 발명의 설명은 2가지의 장점을 도시하는데, 이러한 2가지 장점에는 상기 메인 신호입력(12)에서 공통 임피던스 정합장치(15)의 장점 및 신호의 누설이 상기 메인 신호출력(11)에서 취소되는 장점이 있다.

도 5에는 상기 회로(1)를 이용함으로써,상기 입력신호(V1)가 180도의 위상전이를 가지고 메인 신호입력(12)으로부터 메인 신호출력(11)으로 운반되는 본 발명의 방법이 도시된다. 이 방법에는 다음과 같은 단계들을 포함한다.

첫 번째 단계(201)에서, 제2신호경로(19)가 선택된다. 이러한 선택은 상기 기술된 네 번째 대안에 따라 상기 회로(1)를 통하여 입력신호(V1)를 운반할 목적으로 이루어 진다. 예컨데, 이러한 선택은 회로(1) 사용자가 결정한 특성이 될 수 있다. 그러나, 이러한 선택은 자동적으로 이루어져서, 상기 외부회로(20, 21)는 상기 외부회로(20, 21)의 기능에 따라 제어신호(U1,U2)를 발생한다.

이전 단계(501)의 선택에 따라, 상기 제1활성장치(3)는 비접속 상태로 설정된 다음 단계(502)에 있고, 제2활성장치(4)는 접속상태로 설정된다. 상기 접속 및 비접속상태로 활성장치(3, 4)를 설정하는 것은 제어신호(U1, U2)를 각각의 제어신호 입력(13, 14)으로 보냄으로써 이루어질 수 있다.

다음 단계(503)에서 입력신호(V1)는 메인 신호입력(12)에서 수신되고, 이러한 단계(503)전에, 입력신호(V1)는 외부회로(도시않됨)로부터 메인 신호입력(12)으로 사전에 보내질 수 있다.

다음 단계(504)에 있어서, 신호(V1)는 위상전이 장치(2)에서 180도 위상전이 된다. 실제로, 이것은 상기 기술된 바와 같이 신호(V1)가 위상전이 장치(2)에서 지연되는 것을 의미할 수도 있다. 상기 신호(V1)가 상기 장치(2)를 통과할 때, 상기 위상전이 신호(V2)는 상기 제2활성장치(4)로 운반된다.

다음 단계(505)의 신호(V2)는 상기 제2활성장치(4)를 통하여 운반되어, 상기 신호(V2)는 증폭된다.

결정단계(506)의 신호(V2')는 메인신호출력(11)으로부터의 상기 신호(V2')를 송신함으로써 다른 회로(도시않됨)에 운반된다.

도 3 및 도 4는 개별소자에 의해 실행되는 양호한 실시예를 도시한다. 도 3은 블록도를 도시하고, 도 4는 소자가 도시된 회로도를 도시한다.

메인신호입력(IN)을 포함하는 제1임피던스 정합장치(31)는 위상전이 및 활성장치(30)에 접속된다. 이 위상전이 및 활성장치(30)는 위상전이 장치(32), 비위상전이 장치(33) 및 증폭기 장치(34)와 같은 3개의 장치를 포함한다. 제2임피던스 정합장치(35)는 증폭기 장치(34)에 접속되고, 메인신호출력(UT)을 포함한다. 또한, 상기 증폭기 장치(34)는 상기 제어신호(U1 및 U2)를 발생하는 2개의 제어신호발생기(36, 37)에 접속된다.

상기 제1임피던스 정합장치(31)는 직렬로 접속된 2개의 커패시턴스(C2, C5)를 포함한다. 임피던스 장치(Z2)는 상기 2개의 커패시턴스 장치(C2, C5)와 병렬로 상기 신호접지(GND)에 접속된다.

상기 비위상전이장치(33)는 상기 제1임피던스 정합장치(31)로부터 증폭기 장치(34)로 신호경로를 구성한다. 이러한 장치(33)가 특정부품을 포함하지 않는다는 사실에도 불구하고, 도 4의 개별 블록으로서 도시된다. 상기 위상전이 장치(32)는 임피던스 장치(Z1)로 이루어져, 간단한 실행으로 지연라인을 구성할 수 있다. 상기 위상전이 장치(32)를 통과하는 신호경로의 길이가 상기 비위상전이장치(33)를 통과하는 신호경로보다 길다는 사실에 입각해서, 상기 신호(V1)는 도 2의 시간 다이어그램(TD)에 도시된 180도의 위상전이에 해당하는 시간간격으로 지연된다. 상기 지연라인의 정확한 길이(임피던스 장치 Z1)는 상기 신호(V1)의 주파수에 따른다. 본 발명의 주파수 의존도는 이하에 상세히 토론된다.

상기 증폭기 장치(34)는 이중 게이트, 즉, 제1게이트(G11 및 G21) 및 제2게이트(G12 및 G22)를 갖는 2개의 전계 효과 트랜지스터를 가진다. 상기 제1트랜지스터(F1)의 제1게이트(G11)에 접속되는 것은 비위상전이장치(33)이고, 상기 제2트랜지스터(F2)의 제1게이트(G21)에 접속되는 것은 위상전이장치(32)이다. 상기 제1트랜지스터(F1)의 제2게이트(G12)는 제1제어신호 입력(P0)에 접속되고, 상기 제2트랜지스터(F2)의 제2게이트(G22)는 제2제어신호 입력(P1)에 접속된다. 이러한 2개의 제어신호 입력(P0,P1)에 접속되는 것은 제어신호(U1 및 U2)를 발생할 수 있는 2개의 외부 신호발생기(36 및 37)이다. 상기 제1트랜지스터(F1)는 상기 제2트랜지스터(F2)의 드레인(D2)에 접속되는 드레인(D1)을 갖는다. 이러한 2개의 드레인(D1 및 D2)은 임피던스 장치(Z3)를 통하여 직류원(DC)에 접속된다. 이 직류원(DC)은 커패시턴스 장치(C6)와 병렬로 신호접지(GND)에 접속된다. 상기 2개의 트랜지스터(F1 및 F2)는 서로 접속되고, 커패시턴스 장치(C1)와 병렬로 레지스터(R1)를 통하여 신호접지(GND)에 접속되는 소오스(S1 및 S2)를 갖는다.

상기 메인 신호출력(UT)은 상기 2개의 트랜지스터(F1,F2)의 상호 접속 드레인(D1,D2)에 접속된 제2임피던스 정합장치(35)를 통과한다. 이 제2임퍼던스 정합장치(25)는 상기 신호접지(GND)에 직렬로 접속된 2개의 커패시턴스 장치(C3,C4)를 포함한다. 이 임피던스 장치(Z3)는 상기 기술된 바와 같이 제2임피던스 정합장치(35)의 일부분일 뿐만아니라 상기 증폭기 장치(34)의 일부분이 될 수 있다.

상기 2개의 트랜지스터(F1, F2)는 상기 제어신호(U1 및 U2)의 형태로 상기 신호발생기(36 및 37)로부터 각 트랜지스터(F1 및 F2)의 제2게이트(G12 및 G22)로 인가된 양의 전압으로 접속된다. 이러한 접속 상태로, 각 트랜지스터(F1, F2)의 제1게이트(G11, G21)의 신호는 상기 소오스(S1, S2)로부터 드레인(D1, D2)으로 각 트랜지스터를 통과하는 전류를 제어할 수 있다. 각 트랜지스터(F1, F2)의 드레인(D1, D2)상의 전압레벨은 상기 트랜지스터(F1, F2)의 특성, 상기 저항(R1)의 임피던스(Z3) 및 레지스턴스에 의해 주어진 증폭인자를 가진 입력신호(V1)에 비례한다.

상기 트랜지스터(F1, F2)는 각 트랜지스터(F1, F2)의 제2게이트(G12, G22)에 인가된 음의 전위에 의해 비접속 상태로 설정된다. 이러한 비접속 상태에서, 전류는 각 트랜지스터(F1, F2)의 소오스(S1, S2)로부터 드레인(D1, D2)으로 흐르지 않으므로써, 상기 메인신호입력(IN)은 상기 메인신호출력(UT)으로부터 격리된다.

상기 입력신호(V1)는 메인 신호입력(IN)에 도달하고, 상기 제1임피던스 정합장치(31)를 통하여 위상전이 장치(32) 및 비위상전이장치(33)로 향한다. 상기 증폭기 장치(34)의 트랜지스터(F1, F2)가 접속상태에 있는 것에 따라, 상기 신호(V1)는 상기 토론된 바와 같이 증폭인자에 의해 증폭된 트랜지스터(F1, F2)를 통하여 흐를 것이다. 상기 제2임피던스 정합장치(35)는 상기 트랜지스터(F1 및 F2)의 드레인(D1, D2)에 접속된다. 상기 출력신호(V1' 또는 V2')중 한 개의 출력은 상기 증폭기 장치(34)로부터 발생한 신호(V1 또는 V2)중의 한 개의 신호에 따라 제2임피던스 정합장치(35)의 메인신호출력(UT)으로부터 발생된다.

이러한 실행예는 본 발명에 따른 장치가 얼마나 콤팩트하게, 즉, 소수의 부품으로 만들어지는 방법을 도시한다.

본 발명이 개별 부품을 이용하여 실행되는 다른 장치는 도 6 및 도 7에 도시된다. 이전의 예와 비슷하게, 도 6은 블록도를 도시하고, 도 7은 부품을 도시한 회로도를 도시한다.

메인신호입력(IN)을 포함하는 제1임피던스 정합장치(61)는 위상전이 및 활성장치(60)에 결합된다. 상기 위상전이 및 활성장치(60)는 위상전이 장치(62), 비위상전이 장치(63) 및 다이오우드(64)와 같은 3개의 장치를 포함한다. 제2임피던스 정합장치(65)는 상기 다이오우드(64)에 접속되고, 메인신호출력(UT)을 포함한다. 상기 다이오우드(64)에는 제어신호(U1 및 U2)를 발생할 수 있는 2개의 제어신호발생기(66, 67)가 접속된다.

상기 제1임피던스 정합장치(61)는 직렬로 접속된 2개의 커패시턴스(C7, C8)를 포함한다. 인덕턴스(L1)는 신호접지(GND)에 2개의 커패시턴스(C7, C8)와 병렬로 접속된다.

상기 위상전이 장치(62)는 간단한 실행시 이전의 예와 같이 지연라인을 이루는 임피던스(Z4)를 구성한다. 상기 비위상전이 장치(63)는 간단한 방법으로 제1임피던스 정합장치에서 다이오우드(64)로 신호경로를 구성한다. 이러한 장치(63)가 특정한 부품을 포함하지 않는다는 사실에 불구하고, 도 6 및 도 7에 각 블록과 같이 명백하게 도시하기 위한 것이다.

상기 다이오우드(64)는 제1포토 다이오우드(FD1) 및 제2포토 다이오우드(FD2)를 포함한다. 상기 제1다이오우드(FD1)의 에노드(A1)는 커패시턴스(C9)를 통하여 비위상전이장치(63)에 접속된다. 상기 제2다이오우드(FD2)의 에노드(A2)는 커패시턴스(C10)를 통하여 위상전이 장치(62)에 접속된다. 2개 다이오우드(FD1, FD2)의 에노드(A1, A2)는 저항(R2, R3)을 통하여 제1제어신호 입력(P2) 및 제2제어신호 입력(P3)에 접속된다. 제어신호(U1, U2)를 발생할 수 있는 외부신호발생기(66, 67)는 상기 제1및 제2제어신호 입력(P2, P3)에 접속된다. 2개의 제어신호 입력(P2, P3)은 커패시턴스(C11, C12)를 통하여 신호접지(GND)에 접속된다. 상기 다이오우드(FD1, FD2)는 서로 접속될 뿐만 아니라 제2임피던스 정합장치(65)에 접속될 수 있는 캐소드(K1 및 K2)를 가진다.

상기 메인신호출력(UT)은 제2임피던스 정합장치(65)를 통하여 상기 다이오우드(FD1, FD2)의 캐소드(K1, D2)에 접속된다. 상기 제2임피던스 정합장치(65)는 신호접지(GND)에 직렬로 접속된 2개의 커패시턴스(C13, C14) 및 이러한 임피던스(C13, C14)와 병렬로 접속된 제2인덕턴스(L2)를 포함한다.

상기 2개의 포토 다이오우드(FD1, FD2)는 상기 제어신호(U1 및 U2)의 형태로 상기 신호발생기(66 및 67)로부터 차례로 각 다이오우드(FD1 및 FD2)에 접속되는 제어신호 입력(P2, P3)에 양의 전압을 인가하는 접속상태로 설정된다. 이러한 접속상태에서, 상기 다이오우드(FD1, FD2)는 각 다이오우드(FD1, FD2)의 에노드(A1, A2)에 도달하는 신호(V1, V2)를 통과시킨다. 상기 포토 다이오우드(FD1, FD2)가 변화광을 조광하는 경우(도시않됨), 각 다이오우드를 통과하는 신호(V1, V2)는 광 변량에 맞추어 변조된다. 광 검출기와 같은 광 다이오우드(FD1, FD2)의 사용 설명은 본 발명의 범위밖에 있고, 전기 활성장치(64)를 도시할 목적으로 여기에 지시된다.

상기 다이오우드(FD1, FD2)는 제어신호 입력(P2, P3) 및 저항(R2 및 R3)을 거쳐 각 다이오우드(FD1, FD2)의 에노드(A1, A2)에 인가된 음의 전압에 의해 비접속 상태로 설정될 수 있다. 상기 비접속 상태에서 신호(V1, V2)는 상기 메인신호입력(IN)이 상기 메인신호출력(UT)으로부터 격리되는 것에 의하여 다이오우드(FD1, FD2)를 통과하지 못한다.

상기 입력신호(V1)는 메인신호입력(IN)에 도달하고, 상기 제1임피던스 정합장치(61)를 통과하며, 또한, 위상전이 장치(62) 및 비위상전이 장치(63)로 향한다. 상기 다이오우드(64)의 어느 포토 다이오우드(FD1, FD2)가 접속상태에 있는지에 따라, 상기 신호(V1)는 각 다이오우드(FD1, FD2)상의 일시적인 광 변화에 의해 변조된 다이오우드(FD1, FD2)를 통하여 흐를 것이다. 상기 제2임피던스 정합장치(65)는 각 다이오우드(FD1 및 FD2)의 캐소드(K1, K2)에 접속된다. 상기 출력신호(V1' 또는 V2')중 한 개의 신호는 상기 다이오우드(64)에 들어오는 신호(V1 또는 V2)중 어떤 신호에 따라 상기 제2정합장치(65)의 메인신호출력(UT)에서 출력된다.

상기 예에서 기술된 바와 같이, 본 발명에 대한 변수는 상기 신호(V1)의 주파수이다. 그럼에도 불구하고, 임피던스 값, 저항 값 및 커패시턴스 값이 절대값이 아니기 때문에 상기 주파수 값은 지금까지 토론되지 않았다. 이것은 상기 신호주파수가 수십배 다른 적용분야가 있다는 것을 기억하고 있다. 상기 토론된 바와 같이, 상기 위상전이장치(32, 62)는 지연라인의 형태로 될 수 있다. 180도의 위상전이에 해당하는 전기신호의 시간지연을 하기 위해서, 알맞은 한도의 치수를 유지하는 동안, 상기 신호 주파수는 적어도 수백 메기헤르쯔(MHz)가 되어야 한다. 그러나, 그 한도는 180도 위상전이가 지연라인을 통과하는 것 이외의 방법으로 얻어지는 경우 문제되지 않는다.

약 890MHz 주파수를 갖는 신호의 180도 위상전이 및 증폭용 회로의 예는 도 4에 따라 접속되고, 다음과 같은 소자를 포함할 수 있다.

전계 효과 트랜지스터 :

F1 : 3SK240 F2 : 3SK240

캐패시턴스 :

C1 : 33 pF C2 : 2.7 pF C3 : 1 pF C4 : 4.7 pF

C5 : 2.7 pF C6 : 33 pF

임피던스 및 저항

R1 : 470 Ohm

Z1 : 69 Ohm 94.5 ㎜ 길이 지연라인

Z2 : 69 Ohm Z3 : 69 Ohm

다른 주파수용 회로는 상기 값과 다른 값을 갖는 0부품을 가질 것이다.

상기 예에 따른 회로의 일부분에 대한 적용 예는 무선수신기이다. 상기 메인신호입력(IN)으로의 신호(V1)는 상기 경우에 메인신호입력(IN)에 접속된 안테나로부터 신호가 될 수 있다. 상기 입력신호(V1)는 주파수 간격(DF)내에 많은 다른 신호를 갖는 신호가 중복될 수 있다. 상기 주파수 간격(DF)은 저주파(F0) 및 고주파(F1)에 의해 범위가 정해진다. 상기 예에서와 같이, 약 180도의 위상전이를 얻기 위해서, 상기 주파수 간격(DF)이 상기 간격(DF)에서 최저 주파수(F0)보다 훨씬 작게될 필요가 있다. 상기 간격(DF)밖의 주파수는 상기 주파수가 상한(F1)보다 크고 하한(F0)보다 작은지 여부에 따라 180도 이상 또는 180도 이하로 위상전이된다.

이러한 이유 때문에, 본 발명의 골격내에서 상기 주파수 간격(DF)의 절대치 및 한도(F0 및 F1)를 지정할 필요성이 없다. 다른 요건은 주파수가 상기 간격(F0, F1)에 근사한 주파수인지의 질문에서, 본 발명이 180도 이외의 위상전이를 갖는 회로를 통과해야 하는 적용시 나타날 수 있다. 이러한 요건이 정확하면, 작은 간격(DF)만 허용되고, 상기 요건이 덜 정확하면, 상대적으로 폭 넓은 간격(DF)이 허용된다.

Claims

교류 입력신호(V1)가 도달하는 메인 신호입력(12);

교류신호가 송신되는 메인 신호출력(11);

상기 메인 신호입력(12)에 접속된 신호입력(5) 및 신호출력(6)을 포함하는 적어도 한 개의 위상전이 장치(2);

상기 메인 신호입력(12)에 접속된 신호입력(7) 및 상기 메인 신호출력(11)에 접속된 신호출력(8)을 포함하는 제1전기 활성장치(3);

상기 위상전이 장치(2)의 신호출력(6)에 접속된 신호입력(9) 및 상기 메인 신호출력(11)에 접속된 신호출력(10)을 포함하는 위상전이 전기회로(1)에 있어서,

상기 2개의 전기 활성장치(3, 4)는 접속상태와 비접속 상태 사이에서 각각 스위칭될 수 있는데,

상기 메인 신호출력(11)으로 접속상태에 있는 제1전기 활성장치(11)는 상기 입력신호(V1)와 동일한 위상을 갖는 출력신호(V1')를 출력하기 위하여 배열되고,

상기 메인 신호출력(11)으로 접속상태에 있는 제2전기 활성장치(4)는 상기 입력신호(V1)에 관하여 미리 정해진 위상전이를 하는 출력신호(V2')를 출력하기 위해서 배열되는데, 상기 위상전이(FF)는 위상전이 장치(2)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항에 있어서, 상기 위상전이 장치(2)는 약 180도의 입력신호(V1)에 관한 출력신호(V2')의 위상을 전이하는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항에 있어서, 상기 활성장치(3, 4)는 상기 장치(3, 4)의 접속 및 비접속 상태를 제어하는 제어신호(U1, U2)의 수신하기 위하여 제어신호 입력(13, 14)을 가지는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상전이 장치(2)는 지연라인(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 활성장치(3, 4)는 증폭기(F1, F2)를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 전기 활성장치(3, 4)는 댐핑장치(F1, F2)를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 활성장치(3, 4)는 변조장치(FD1, FD2)를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 전기 활성장치(3, 4)는 동일한 전기 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상전이 전기회로(1)는 집적회로에 포함되는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상전이 전기회로(1)는 개별 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상전이 전기회로(1)는 개별소자 및 적어도 한 개의 집적회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상전이 전기회로.
제1접속 및 비접속 가능한 활성장치(3)가 상기 회로(1)의 메인 신호입력(12)과 메인 신호출력(11)사이에 접속되어 상기 회로(1)를 통과하는 제1신호경로(18)를 형성하고, 위상전이 장치(2)가 제2접속 및 비접속 가능 활성장치(4)와 직렬로 접속되고, 그리고 상기 회로의 메인 신호입력(12)과 메인 신호출력(11)사이에 접속되어 상기 회로(1)를 통한 제2신호경로(19)를 형성하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법에 있어서,

신호경로(18, 19)의 선택단계;

상기 신호경로(18, 19)의 선택에 따라 접속 또는 비접속 상태로 상기 활성장치(3, 4)를 설정하는 단계;

상기 메인 신호입력(12)에서 상기 교류신호(V1)를 수신하는 단계;

상기 신호(V1)를 위상전이하는 단계;

적어도 한 개의 활성장치(3, 4)에서 출력신호(V1', V2')를 방출하는 단계;

상기 메인신호출력(11)으로부터 출력신호(V1', V2')를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법.
제12항에 있어서, 상기 위상전이는 약 180도인 것을 특징으로 하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법.
상기 활성장치(3, 4)는 제어신호 입력(13, 14)을 포함하는 제12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 접속 및 비접속 상태의 활성장치(3, 4)의 설정은 각 장치(3, 4)의 제어신호 입력(13, 14)으로 제어신호(U1, U2)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법.
제12항 내지 제14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상전이는 상기 신호(V1)를 지연함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법.
제12항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성장치(3, 4)중 적어도 한 개의 장치를 통한 신호(V2)의 운반은 상기 신호(V2)의 댐핑을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법.
제12항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성장치(3, 4)중 적어도 한 개의 장치를 통한 신호(V2)의 운반은 상기 신호(V2)의 댐핑을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법.
제12항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성장치(3, 4)중 적어도 한 개의 장치를 통한 신호(V2)의 운반은 상기 신호(V2)의 변조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기회로(1)에서 교류신호(V1) 위상전이 방법.