KR20000010941U

KR20000010941U - 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신 제어장치

Info

Publication number: KR20000010941U
Application number: KR2019980023411U
Authority: KR
Inventors: 김재영
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1998-11-28
Filing date: 1998-11-28
Publication date: 2000-06-26

Abstract

본 고안은 단일 위상동기루프(PLL) 구조를 갖는 무선 주파수 송수신제어장치를 제공하기 위한 것으로, 본 고안에 따른 무선 주파수 송수신제어장치는, 하나의 발진기로 선택된 채널의 송신주기와 수신주기별로 해당되는 발진주파수를 각각 제공하고, 하나의 위상동기루프로 송신주기에 적합한 위상비교결과와 수신주기에 적합한 위상비교결과를 시분할 주기에 따라 발진기로 제공하고, 시분할 주기에 따라 해당되는 분주비에 관련된 정보를 상기 위상동기루프로 제공하는 마이컴을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 무선 주파수 송수신제어장치의 구성을 간소화시켜 시스템의 제조원가를 다운시키는 효과가 있다.

Description

단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신 제어장치

본 고안은 무선통신시스템에 있어서 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 RF라고 약함) 송수신제어장치에 관한 것으로, 특히 단일 위상동기루프(Phase Locked Loop) 구조를 갖는 무선주파수 송수신제어장치에 관한 것이다.

무선통신시스템에 구비되는 무선 주파수 송수신제어장치는 안테나에 연결되어 300GHz보다 낮은 주파수를 무선으로 송수신할 수 있도록 구성된 것이다. 송수신 주기를 기준으로 한 시분할 방식으로 운영되는 기존의 무선 주파수 송수신제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이 듀얼 위상동기루프(Phase Locked Loop, 이하 PLL이라 약함) 구조로 구성된다.

즉, 도 1에 도시된 무선 주파수 송수신제어장치는 안테나(101)를 통해 송수신되는 RF를 소정의 대역폭으로 필터링하는 대역통과필터(102), 마이컴(110)에 의해 제어되어 시분할 방식으로 운영되는 RF 송신(TX)주기와 수신(RX)주기에 따라 도 2에 도시된 바와 같은 스위칭주기로 운영되는 송수신 스위치(TX/RX SW, 103), 송수신 스위치(103)로부터 전송되는 무선 주파수에 대한 저잡음 증폭기(LNA(Low Noise Amp), 104), 수신용 발진기(RX LO)(107), 저잡음 증폭기(104)로부터 출력되는 수신데이타와 수신용 발진기(107)로부터 제공되는 발진 주파수를 혼합하여 출력하는 혼합기(105), 혼합기(105)로부터의 출력신호를 중간주파 증폭처리를 하는 중간주파증폭기(IF AMP)(108), 중간주파 증폭기(108)로부터 출력되는 신호를 주파수변조하여 수신 데이타로서 출력하는 주파수변조 검파기(FM DET)(109), 마이컴(110)으로 부터 제공되는 선택된 채널의 수신주기에 해당하는 분주비에 관련된 정보에 의해 운영되는 수신용 PLL(106), 발진된 송신 데이타를 전력 증폭하여 송수신 스위치(103)로 출력하는 전력 증폭기(PA)(113), 인가되는 임의의 송신할 데이타의 발진 주파수를 출력하는 송신용 발진기(112), 및 마이컴(110)으로부터 제공되는 선택된 채널의 송신주기에 해당하는 분주비에 관련된 정보에 의해 운영되는 송신용 PLL(111)로 구성된다.

이와 같이 듀얼 PLL구조를 갖는 이유는, 송신시에는 f_RF신호만을 고려한 위상동기루프 결과가 이용되나 수신시에는 f_RF+IF신호를 고려한 위상동기루프 결과가 이용되어야 하므로, 송수신시 별도의 분주비로 PLL이 운영되어야 하기 때문이다.

마이컴(110)에서 각 PLL(106, 111)로 제공되는 분주비는 무선 주파수 송수신 제어장치에 전원이 인가된 후, 송신주기든 수신주기든 관계없이 첫번째 주기를 수행할 때, 동시에 제공된다. 도 2에 도시된 예는 수신, 송신순으로 처리되는 경우로서, 첫번째 수신주기에 마이컴(110)은 각 PLL(106, 111)로 해당되는 채널의 분주비에 관련된 정보를 제공한다. 따라서 PLL(106, 111)은 마이컴(110)으로부터 한번 제공된 분주비에 관련된 정보에 의해 운영조건이 설정되어 운영된다. 이 운영조건은 선택 채널이 변경될 때, 인가되는 분주비에 관련된 정보에 의해 변경된다.

그러나 계속되는 소형경량화 추세에 따라 상술한 무선 주파수 송수신제어장치의 하드웨어를 간소화하고자 하는 노력이 계속되고 있는 추세이다.

본 고안은 상술한 추세에 따라 안출한 것으로, 무선통신시스템에 있어서 단일 위상동기루프 구조로 운영되는 무선 주파수 송수신제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 무선 주파수 송수신제어장치는, 안테나를 통해 송수신되는 무선 주파수에 대해 시분할 방식으로 송수신 경로를 제공하는 스위치, 스위치를 통해 수신되는 무선 주파수에 대한 저잡음 증폭처리를 하는 저잡음 증폭기, 저잡음 증폭기의 출력신호와 수신주기에 제공되는 소정의 발진주파수를 혼합하여 수신데이타로서 출력하는 혼합기, 발진처리된 송신 데이타의 전력을 증폭하여 스위치로 출력하는 전력 증폭기를 포함하는 무선 주파수 송수신제어장치는, 시분할 방식으로 송수신되는 무선 주파수의 송신주기와 수신주기단위로 별도의 발진주파수를 혼합기와 전력증폭기로 각각 제공하는 발진기; 시분할 방식으로 무선 주파수를 송수신할 수 있도록 스위치의 동작을 제어하면서, 송신주기에는 선택된 송신채널에 상응하는 분주비(Divide Ratio)에 관련된 제 1 정보만을 제공하고, 수신주기에는 선택된 수신채널에 상응하는 분주비에 관련된 제 2 정보만을 제공하는 마이컴;송신주기에는 제 1 정보에 의해 결정된 분주비로 운영되면서 발진기로부터 귀환되는 신호와 기준신호간의 위상을 비교하여 발진기로 출력하고, 수신주기에는 제 2 정보에 의해 결정된 분주비로 운영되면서 발진기로부터 귀환되는 신호와 기준신호간의 위상을 비교하여 발진기로 출력하는 위상동기루프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 듀얼 위상동기루프 구조를 갖는 기존의 무선 주파수 송수신제어장치의 블럭도이고,

도 2는 도 1과 같이 구성된 무선 주파수 송수신제어장치에 있어서 위상동기루프 데이타 제공시기를 설명하기 위한 타이밍도이고,

도 3은 본 고안에 따른 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신제어장치의 블럭도이고,

도 4는 도 3과 같이 구성된 무선 주파수 송수신제어장치에 있어서 위상동기루프 데이타 제공시기를 설명하기 위한 타이밍도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 안테나 102 : 대역통과필터

103 : 송수신 스위치(TX/RX SW) 104 : 저잡음 증폭기(LNA)

105 : 혼합기 108 : 중간주파 증폭기(IF AMP)

109 : FM검파기 113 : 전력 증폭기(PA)

310 : 마이컴 320 : 위상동기루프(PLL)

330 : 발진기(VCO)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 단일 위상동기루프 구조를 갖는 무선 주파수 송수신제어장치의 블럭도로서, 안테나(101), 대역통과필터(102), 송수신 스위치(TX/RX SW)(103), 저잡음 증폭기(Low Noise Amp, 이하 LNA라고 약함)(104), 혼합기(105), 중간주파 증폭기(Intermediate Frequency AMP, 이하 IF AMP라고 약함)(108), 주파수변조(Frequency Modulation, 이하 FM이라 약함) 검파기(109), 전력 증폭기(Power Amp, 이하 PA라고 약함)(113), 마이컴(310), 송수신이 공용으로 이용하는 위상동기루프(Phase Locked Loop, 이하 PLL이라 약함)(320), 발진기(Voltage Controlled Oscillator)(330)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 무선 주파수 송수신 제어장치는 다음과 같이 동작한다.

우선, 대역통과필터(102)는 상술한 도 1에서 언급한 바와 같이 소정의 대역필터링 계수로 안테나(101)로부터 전송되는 무선 주파수를 필터링하여 송수신 스위치(103)로 전송하거나 송수신 스위치(103)로부터 전송되는 송신할 데이타를 필터링하여 안테나(101)로 출력한다.

송수신 스위치(103)는 마이컴(310)에 의해 제어되어 송신주기동안에는 기준접점(S0)이 (S1)접점과 스위칭되고, 수신주기동안에는 기준접점(S0)이 (S2)접점과 스위칭되도록 동작한다.

LNA(104)는 통신시스템에서 일반적으로 사용되는 고주파 증폭기로서, 수신주기동안 송수신 스위치(103)로부터 전송되는 수신데이타를 고주파 증폭하여 출력한다. 출력된 신호는 혼합기(105)로 전송된다.

혼합기(105)는 LNA(104)로부터 출력되는 수신데이타와 발진기(330)로부터 제공되는 발진주파수를 혼합하여 출력하고, IF AMP(108)는 혼합기(105)로부터 출력된 신호를 소정치로 증폭한다. IF AMP(108)에서 증폭된 데이타는 FM 검파기(109)로 전송되어 주파수 변조처리된 수신데이타(RX DATA)로서 출력된다.

이와 같이 송수신 스위치(103), LNA(104), 혼합기(105), IF AMP(108) 및 FM검파기(109)를 이용한 무선 주파수 수신처리시, 발진기(330)는 수신용 발진기로서의 역할을 수행한다. 즉 발진기(330)로부터 출력되는 발진 주파수는 선택된 채널의 수신주기에 적합한(f_RF+IF를 고려한) 발진주파수를 출력한다. 출력된 발진주파수는 혼합기(105)와 PLL(320)로 각각 제공된다.

PLL(320) 역시 무선 주파수 수신처리시에는 수신용 PLL로서의 역할을 수행하는데, 이를 위하여 마이컴(310)측에서는 그에 적합한 분주비에 관련된 정보를 제공한다. 즉, 마이컴(310)은 무선 주파수 수신처리시, 선택된 채널의 수신주기에 적합한 분주비에 관련된 정보를 PLL(320)로 제공한다.

이를 위하여 마이컴(310)은 이용 가능한 무선 주파수대역에 설정되어 있는 채널별 송신주기와 수신주기에 사용되는 분주비에 관련된 정보를 관리한다. 분주비에 관련된 정보는 PLL운영에 필요한 N, A, R변수 및 클럭신호(CLK)와 래치 인에이블(Latch Enable)신호이다. N은 PLL(320)내의 프로그램 가능한 카운터(미도시됨)의 분주비이고, A는 스웰로우 카운터(Swallow Counter)(미도시됨)의 분주비이고, R은 프로그램 가능한 기준카운터(미도시됨)의 분주비이다. 그리고, 수신주기와 송신주기가 시분할방식으로 운영되도록 무선 주파수 송수신 제어장치의 전기능을 제어하는데, 그 대표적인 예는 송수신 스위치(103)에 대한 스위칭제어이다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 수신(RX)경로와 송신(TX)경로가 선택적으로 제공되도록 송수신 스위치(103)의 동작을 제어한다.

그리고, 마이컴(310)은 도 4에 도시된 바와 같이 수신주기(RX)에는 선택된 채널의 수신주기에 적합한 분주비에 관련된 정보를 PLL(320)로 제공하고, 송신주기(TX)에는 선택된 채널에 송신주기에 적합한 분주비에 관련된 정보를 PLL(320)로 제공한다. 제공되는 송수신 분주비는 송신시와 수신시 위상동기루프 결과가 f_IF만큼의 주파수 차를 발생시킬 수 있는 값으로 이루어진다. 이와 같이 마이컴(310)에서 PLL(320)로 제공되는 분주비에 관련된 정보는 PLL DATA라고도 한다.

한편, 마이컴(310)은 송신주기동안에 임의의 송신데이타가 송출될 수 있도록 PLL(320)로 해당 채널에 적합한 송신 분주비에 관련된 정보를 제공하고, PLL(320)은 마이컴(310)으로부터 제공된 분주비에 관련된 정보에 의해 도 4에 도시된 1 송신주기동안의 운영조건을 설정하고, 인가되는 기준신호와 발진기(330)로부터 귀환되는 신호의 위상을 비교하여 발진기(330)로 출력한다. 이 때, PLL(320)과 발진기(330)를 통해 출력되는 발진주파수가 안정된 값으로 출력되기까지 어느 정도의 정착시간(Settling Time)이 존재한다. 이 정착시간은 수신주기에서 송신주기로 변환된 직후와 송신주기에서 수신주기로 변환된 직후에 각각 발생된다.

발진기(330)는 송신시에는 PLL(320)로부터 출력되는 위상 비교결과에 송신하고자 하는 데이타를 실어서 발진한 주파수를 출력하고, 출력된 발진 주파수는 PA(113)로 전송되어 소정치로 증폭된다. 증폭된 송신데이타는 송수신 스위치(103)가 제공하는 경로를 통해 대역통과필터(102)로 전송된다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 무선통신시스템에 사용되는 무선 주파수 송수신 제어장치에 구비되는 위상동기루프(PLL)와 발진기를 송수신시 공동으로 사용할 수 있는 단일 구조로 구현함으로써, 무선 주파수 송수신제어장치의 구성을 간소화시켜 시스템의 제조원가를 다운시키는 효과가 있다.

Claims

안테나(101)를 통해 송수신되는 무선 주파수에 대해 시분할 방식으로 송수신 경로를 제공하는 스위치(103), 상기 스위치(103)를 통해 수신되는 무선 주파수에 대한 저잡음 증폭처리를 하는 저잡음 증폭기(104), 상기 저잡음 증폭기(104)의 출력신호와 수신주기에 제공되는 소정의 발진주파수를 혼합하여 수신데이타로서 출력하는 혼합기(105), 발진처리된 송신 데이타의 전력을 증폭하여 상기 스위치(103)로 출력하는 전력 증폭기(113)를 포함하는 무선 주파수 송수신제어장치는,

상기 시분할 방식으로 송수신되는 상기 무선 주파수의 송신주기와 수신주기단위로 별도의 발진주파수를 상기 혼합기(105)와 전력증폭기(113)로 각각 제공하는 발진기(330);

상기 시분할 방식으로 무선 주파수를 송수신할 수 있도록 상기 스위치(103)의 동작을 제어하면서, 상기 송신주기에는 선택된 송신채널에 상응하는 분주비(Divide Ratio)에 관련된 제 1 정보만을 제공하고, 상기 수신주기에는 선택된 수신채널에 상응하는 분주비에 관련된 제 2 정보만을 제공하는 마이컴(310);

상기 송신주기에는 상기 제 1 정보에 의해 결정된 분주비로 운영되면서 상기 발진기(330)로부터 귀환되는 신호와 기준신호간의 위상을 비교하여 상기 발진기(330)로 출력하고, 상기 수신주기에는 상기 제 2 정보에 의해 결정된 분주비로 운영되면서 상기 발진기(330)로부터 귀환되는 신호와 기준신호간의 위상을 비교하여 상기 발진기(330)로 출력하는 위상동기루프(320)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 송수신제어장치.