KR20010000129A - Dual-band voltage controlled oscillator by using variable resonant circuit - Google Patents

Dual-band voltage controlled oscillator by using variable resonant circuit Download PDF

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KR20010000129A
KR20010000129A KR1020000029401A KR20000029401A KR20010000129A KR 20010000129 A KR20010000129 A KR 20010000129A KR 1020000029401 A KR1020000029401 A KR 1020000029401A KR 20000029401 A KR20000029401 A KR 20000029401A KR 20010000129 A KR20010000129 A KR 20010000129A
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윤기완
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안병엽
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Abstract

PURPOSE: A dual-band VCO(voltage controlled oscillator) with a variable resonator is provided to reduce the entire size of a circuit and to have the exact dual-band frequency by switching characteristics of a transistor by outputting the dual-band frequency variably through a single variable resonator and an oscillator. CONSTITUTION: A diode is turned off by a low-level switching signal of a dual-band frequency selector(40). A variable resonator(10) generates resonance frequency by a first frequency band decided by the other components(C1,C4-6,L1) except a second capacitor(C2). An oscillator(20) generates negative resistance and the first frequency band starts to oscillate when a first transistor(Q1) is turned on. An amplifier(30) amplifies the signal and matches impedance through capacitors(C11,C12). In a high-level switching signal of the dual-band frequency selector(40), the variable resonator(10) adds the second capacitor(C2) parallel to the first(C1) and generates the resonance frequency. The resonance frequency is lower than the first frequency band on turning-off of the diode. Therefore, the oscillator(20) and amplifier(30) output a second frequency band.

Description

가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기{DUAL-BAND VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR BY USING VARIABLE RESONANT CIRCUIT}Dual-Band Voltage-Operated Oscillator Using Variable Resonator {DUAL-BAND VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR BY USING VARIABLE RESONANT CIRCUIT}

본 발명은 이중대역(dual-band)을 갖는 전압제어발진기(voltage controlled oscillator)에 관한 것으로, 특히 다이오드 스위치 회로를 통해서 이중대역내에서 안정되게 가변주파수 신호를 출력하는 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage controlled oscillator having a dual band, and in particular, a dual band voltage controlled oscillator using a variable resonator which stably outputs a variable frequency signal in a dual band through a diode switch circuit. It is about.

무선통신 서비스가 발달해 나아감에 따라 현재 상용 서비스중인 디지탈 휴대용 전화기 및 PCS와 더불어 차세대의 WLL 및 IMT-2000과 같은 무선통신서비스가 향후 서비스될 예정이다. 이 차세대 무선통신 서비스는 화상전송과 같은 고용량 데이터의 처리 능력과 같이 여러 가지 기능이 요구되고 있다.As wireless service advances, next-generation digital mobile phones and PCS, as well as next-generation WLL and IMT-2000, will be serviced in the future. This next generation wireless communication service requires various functions such as processing capacity of high capacity data such as image transmission.

이 무선통신서비스는 각기 서로 상이한 주파수 대역, 예를 들면 디지탈 휴대용 전화기는 800MHz 대역을, PCS는 1.9GHz 대역을, IMT-2000은 1.8∼2.1GHz 대역을, 차세대 무선 통신서비스는 2.2GHz 대역을 사용한다.These wireless communication services use different frequency bands, for example, 800 MHz band for digital portable telephones, 1.9 GHz band for PCS, 1.8 to 2.1 GHz band for IMT-2000, and 2.2 GHz band for next-generation wireless communication services. do.

이 차세대 무선 통신 시스템의 RF 송수신부는 상술한 무선통신서비스에서 사용되는 무선 주파수(RF)를 제공하는 전압 제어 발진기를 가지는 것은 당연하다.It is natural that the RF transceiver of this next generation wireless communication system has a voltage controlled oscillator that provides radio frequency (RF) used in the aforementioned wireless communication service.

더욱이, 차세대 무선통신 서비스 초기인 과도기에는 여러 통신서비스들을 하나의 단말기로 수신 가능하도록 하는 기능이 반드시 요구되어야만 한다. 두 가지 주파수 대역의 수신을 위해서는 각각의 주파수 대역에 대응하는 중간주파수를 발생시켜주는 이중대역 전압제어발진기(dual-band VCO)가 필요하다.Moreover, in the transition period, which is the beginning of the next generation wireless communication service, a function for receiving multiple communication services by one terminal must be required. In order to receive two frequency bands, a dual-band VCO is required to generate an intermediate frequency corresponding to each frequency band.

종래 기술로서 알려진 이중대역 발진기는 일본특허공개 10-145262호의 듀얼밴드 VCO가 1996년 11월 11일, 일본전기에 의해 출원되어 공개되어 있다. 이 일본 특허공개의 VCO는 공진부에 있어서 마이크로스트립 인덕터의 중간에 스위치를 연결하여 스위치 온/오프시에 마이크로스트립 인덕터의 길이를 변환하여 다른 주파수를 얻고, 또 이렇게 얻어진 주파수를 믹서를 이용하여 주파수 변환하는 기술이다. 하지만, 마이크로스트립의 중간에 연결하는 바렉터 다이오드 스위치가 마이크로스트립 인덕터의 임피던스보다 더 크면 전혀 작동이 안된다는 문제점이 있었다.The dual band oscillator known as the prior art is disclosed and filed by Japan Electric on November 11, 1996, a dual band VCO of Japanese Patent Application Laid-open No. 10-145262. This Japanese Patent Publication VCO connects a switch in the middle of the microstrip inductor in the resonant section, and converts the length of the microstrip inductor at the time of switching on and off to obtain another frequency. It is a technique to convert. However, there is a problem that the varistor diode switch connecting the middle of the microstrip does not work at all when the impedance of the microstrip inductor is larger than the impedance of the microstrip inductor.

또 다른 종래 이중대역 발진기는 미국특허 5821820호의 듀얼밴드 전압 제어 발진기{"dual band voltage controlled oscillator"}가 1997년 8월 15일, 모토롤라에 의해 출원되어 공개되어 있다. 이 미국특허 기술은 발진부 트랜지스터를 독립적으로 사용하여 스위치 온/오프시에 상보적으로 온/오프하는데, 이때 서로 다른 인덕터가 공진부에 연결되어 주파수 변환하는 방법이다. 이 기술은 각각의 발진기를 단순히 스위치 회로로 묶어주고 있기 때문에 원하는 이중대역 발진주파수를 얻을 수는 있지만, 상기 스위치 회로는 두 발진기를 단순히 물리적인 결합으로 묶어놓은 형태이므로 전체 회로크기가 커지고 이 발진기를 함께 제어하는데 어려움이 있었다.Another conventional dual band oscillator is disclosed and published by Motorola on August 15, 1997, a dual band voltage controlled oscillator of US Pat. No. 58,21820. This U.S. patent technique uses an oscillator transistor independently to switch on / off complementarily on / off when a different inductor is connected to a resonator to convert the frequency. Since this technique simply binds each oscillator to a switch circuit, it is possible to obtain the desired dual-band oscillation frequency. However, since the switch circuit is a form of two oscillators simply bundled in a physical coupling, the overall circuit size becomes large and the oscillator There was difficulty controlling together.

발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 다이오드 스위치회로의 온/오프에 따라 하나의 가변 공진부 및 발진부를 통해서 이중 대역의 주파수를 가변적으로 출력함으로써 간단한 회로 구현으로 전체 회로 크기를 줄일 수 있으며 트랜지스터의 스위칭 특성에 의해 정확한 이중대역 주파수를 확보할 수 있는 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above by varying the frequency of the dual band through one variable resonator and the oscillator according to the on / off of the diode switch circuit to reduce the overall circuit size by a simple circuit implementation The present invention provides a dual band voltage controlled oscillator using a variable resonator which can be reduced and secure an accurate dual band frequency by switching characteristics of a transistor.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기에 있어서, 이중대역의 가변 주파수중에서 어느 하나의 주파수 대역으로 공진하는 가변 공진부와, 가변 공진부의 주파수를 발진하는 발진부와, 발진부의 발진 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부와, 스위칭 신호에 응답하여 가변 공진부에서 설정된 가변 주파수대역중에서 어느 하나를 선택하도록 턴온/턴오프되는 다이오드를 갖는 이중대역 주파수 선택부를 구비한다.The present invention for achieving the above object is a dual-band voltage controlled oscillator using a variable resonator, a variable resonator for resonating in any one of the variable frequency band of the dual band, the oscillator for oscillating the frequency of the variable resonator; And a dual band frequency selection unit having an amplifier for amplifying and outputting an oscillation signal of the oscillator and a diode turned on / off to select any one of the variable frequency bands set by the variable resonator in response to the switching signal.

본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기에 있어서, 상기 가변 공진부는 제 1주파수대역을 결정하도록 소정의 전압단자에 병렬로 연결된 제 1커패시터 및 인턱터와, 제 2주파수대역을 결정하도록 제 1커패시터에 병렬로 연결된 제 2커패시터를 포함한다.In the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator of the present invention, the variable resonator includes a first capacitor and an inductor connected in parallel to a predetermined voltage terminal to determine the first frequency band, and the first frequency to determine the second frequency band. And a second capacitor connected in parallel to the capacitor.

본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기에 있어서, 상기 이중대역 주파수 선택부는 스위칭 신호단에 직렬로 연결된 인덕터와 이에 병렬로 연결된 커패시터, 상기 인덕터와 접지단 사이에 순방향 연결된 다이오드를 포함한다. 그리고 상기 제 2커패시터는 상기 다이오드에 연결되어 있으며 스위칭 신호의 레벨에 따라 온/오프되어 가변공진부의 제 1커패시터에 병렬로 추가 연결/제거된다.In the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator of the present invention, the dual band frequency selector includes an inductor connected in series to a switching signal terminal, a capacitor connected in parallel thereto, and a diode forward connected between the inductor and the ground terminal. The second capacitor is connected to the diode and is turned on / off according to the level of the switching signal to be further connected / removed in parallel to the first capacitor of the variable resonance part.

본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기에 있어서, 상기 전압제어발진기는 모노리식마이크로파 집적회로(MMIC) 또는 혼합집적회로(HIC) 중에서 어느 하나로 제작된 것이 바람직하다.In the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator of the present invention, the voltage controlled oscillator is preferably manufactured by either a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) or a mixed integrated circuit (HIC).

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기의 회로도,1 is a circuit diagram of a dual band voltage controlled oscillator using a variable resonator according to an embodiment of the present invention;

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기내 이중대역 주파수 선택부의 스위치 OFF시 발진 주파수 및 위상 잡음을 각각 나타낸 그래프들,2A and 2B are graphs showing oscillation frequency and phase noise, respectively, when the dual band frequency selection unit is switched off in a dual band voltage controlled oscillator using the variable resonance unit of the present invention;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기내 이중대역 주파수 선택부의 스위치 ON시 발진 주파수 및 위상 잡음을 각각 나타낸 그래프들.3A and 3B are graphs showing oscillation frequency and phase noise, respectively, when the dual band frequency selection unit is switched on in a dual band voltage controlled oscillator using the variable resonance unit of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 가변 공진부 20 : 발진부10: variable resonator 20: oscillator

30 : 증폭부 40 : 이중대역 주파수 선택부30: amplification unit 40: dual band frequency selection unit

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 다음과 같이 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a dual band voltage controlled oscillator using a variable resonator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기는 가변 공진부(10)와 발진부(20)와 증폭부(30)와 이중대역 주파수 선택부(40)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator of the present invention includes a variable resonator 10, an oscillator 20, an amplifier 30, and a dual band frequency selector 40.

본 발명의 실시예에서 상기 가변 공진부(10)는 제 1주파수대역을 결정하는 병렬로 연결된 제 1커패시터(C1) 및 제 1인턱터(L1)와, 제 2주파수대역을 결정하도록 상기 커패시터(C1)에 병렬로 연결된 제 2커패시터(C2)를 포함한다. 게다가 상기 가변 공진부(10)는 제어전압단자(Vt)에 병렬로 연결된 저항(R1) 및 제 3커패시터(C3)와, 제 3커패시터(C3)에 병렬로 연결된 제 1 및 제 2인덕터(L1,L2)와, 제 1 및 제 2인덕터(L1,L2) 사이에 병렬로 연결된 바렉터(C4) 및 제 4커패시터(C5)와, 제 1커패시터(C1)에 병렬로 연결된 제 5커패시터(C6)로 구성된다.In the exemplary embodiment of the present invention, the variable resonator 10 includes the first capacitor C1 and the first inductor L1 connected in parallel to determine the first frequency band, and the capacitor C1 to determine the second frequency band. ) Includes a second capacitor C2 connected in parallel. In addition, the variable resonator 10 includes a resistor R1 and a third capacitor C3 connected in parallel to the control voltage terminal Vt, and first and second inductors L1 connected in parallel to the third capacitor C3. , L2, a varactor C4 and a fourth capacitor C5 connected in parallel between the first and second inductors L1 and L2, and a fifth capacitor C6 connected in parallel to the first capacitor C1. It is composed of

여기서, 바렉터(C4)는 제어전압단자(Vt)의 DC 전압변화에 따라서 그에 해당하는 일정 용량(커패시턴스)값을 발생한다. 그리고 제 2인덕터(L2)는 AC잡음이 공진회로에 들어오는 것을 막는 동시에 발진신호가 제어전압단자(Vt)로 넘어가는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한 상기 바렉터(C4)와 나머지 커패시터들(C1,C5,C6)는 주파수 대역을 정밀하게 조정하기 위한 것으로서 제 1인덕터(L1)와 함께 공진주파수를 결정한다. 게다가 제 3커패시터(C3)는 제어전압(Vt)의 AC 잡음 성분이 접지단자로 소멸되도록 한다.Here, the varactor C4 generates a corresponding capacitance value according to the DC voltage change of the control voltage terminal Vt. The second inductor L2 prevents AC noise from entering the resonant circuit and prevents the oscillation signal from going to the control voltage terminal Vt. In addition, the varactor C4 and the remaining capacitors C1, C5, and C6 are used to precisely adjust the frequency band and determine the resonance frequency together with the first inductor L1. In addition, the third capacitor C3 causes the AC noise component of the control voltage Vt to disappear to the ground terminal.

상기 발진부(20)는 가변 공진부(10)의 C6에 병렬로 연결된 제 1 및 제 2바이어스저항(R2,R3)과, 상기 저항의 연결 노드에 베이스가 연결되고 에미터와 접지 사이에 저항(R5) 및 바이패스 커패시터(C9)가 병렬로 연결된 제 1트랜지스터(Q1)와, 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스에 병렬로 연결된 제 6 및 제 7커패시터(C7,C8)와, 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 접지 사이에 연결된 제 8커패시터(C10)로 구성된다. 여기서, 바이어스 커패시터(C9)와 제 6 커패시터(C7) 및 저항(R5)은 네가티브 저항값을 발생하여 발진이 일어나도록 한다. 제 7커패시터(C8)는 DC블록과 AC 커플링 역할을 한다.The oscillator 20 includes first and second bias resistors R2 and R3 connected in parallel to C6 of the variable resonator 10, a base connected to the connection node of the resistor, and a resistor between the emitter and ground. A first transistor Q1 connected in parallel with R5 and the bypass capacitor C9, sixth and seventh capacitors C7 and C8 connected in parallel to the base of the first transistor Q1, and a first transistor And an eighth capacitor C10 connected between the collector of Q1) and ground. Here, the bias capacitor C9, the sixth capacitor C7, and the resistor R5 generate a negative resistance value to cause oscillation. The seventh capacitor C8 serves as an AC coupling with the DC block.

상기 증폭부(30)는 상기 발진부(20)의 제 1바이어스 저항(R2)과 전원 단자( Vcc) 사이에 연결된 제 3바이어스 저항(R4)과, 제 3바이어스 저항(R4)에 병렬로 연결된 인덕터(L3)와, 상기 인덕터(L3)에 콜렉터가 연결되고 제 1 및 제 3바이어스 저항의 연결 노드에 베이스가 연결되고 에미터가 발진부(20)의 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결된 제 2트랜지스터(Q2)와, 상기 제 2트랜지스터의 콜렉터와 접지단자 사이에 연결된 커패시터(C11)와, 상기 커패시터에 병렬로 연결되어 출력 주파수를 출력하는 커패시터(C12)로 구성된다. 여기서 제 3바이어스 저항(R4)은 상기 발진부(20)의 제 1 및 제 2바이어스 저항(R2,R3)과 함께 바이어스 전압을 맞추는 역할을 한다. 그리고 인덕터(L3)는 AC 블록킹 역할을 하고, 제 2트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결된 커패시터(C11,C12)는 임픽던스 매칭을 한다.The amplifier 30 is an inductor connected in parallel to the third bias resistor R4 and the third bias resistor R4 connected between the first bias resistor R2 and the power supply terminal Vcc of the oscillator 20. (L3), and a second collector connected to the inductor L3, a base connected to the connection node of the first and third bias resistors, and an emitter connected to the collector of the first transistor Q1 of the oscillator 20. A transistor Q2, a capacitor C11 connected between the collector and the ground terminal of the second transistor, and a capacitor C12 connected in parallel to the capacitor and outputting an output frequency. Here, the third bias resistor R4 serves to match the bias voltage with the first and second bias resistors R2 and R3 of the oscillator 20. The inductor L3 serves as an AC blocking function, and the capacitors C11 and C12 connected to the collector of the second transistor Q2 perform impedance matching.

상기 이중대역 주파수 선택부(40)는 스위칭 신호단(Vsw)에 직렬로 연결된 인덕터(L4)와, 인턱터(L4)에 병렬로 연결된 커패시터(C13)와, 인덕터(L4)와 접지단 사이에 순방향 연결된 다이오드(D1)로 구성된다. 여기서 인덕터(L4)는 스위치의 AC 잡음 성분을 차단하는 동시에 발진신호가 스위치쪽으로 접지되어 사라지는 것을 방지하는 역할을 하고, 커패시터(C13)는 AC 잡음 성분이 접지되어 소멸하게 한다. 그리고, 본 발명의 가장 중요한 역할을 하는 다이오드(D1)는 스위칭 신호(Vsw)의 레벨에 따라 온/오프되어 공진부(10)의 제 2커패시터(C2) 값을 제 1커패시터(C1)와 병렬로 더하거나, 더하지 않는다.The dual band frequency selector 40 includes an inductor L4 connected in series with the switching signal terminal Vsw, a capacitor C13 connected in parallel with the inductor L4, and a forward direction between the inductor L4 and the ground terminal. It consists of a connected diode D1. The inductor L4 blocks the AC noise component of the switch and prevents the oscillation signal from being grounded to the switch and disappears. The capacitor C13 causes the AC noise component to be grounded and extinguished. In addition, the diode D1 which plays the most important role of the present invention is turned on / off according to the level of the switching signal Vsw to parallel the value of the second capacitor C2 of the resonator 10 with the first capacitor C1. Add or don't.

상기와 같이 구성된 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기는 다음과 같이 작동한다.The dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator of the present invention configured as described above operates as follows.

우선, 이중대역 주파수 선택부(40)에서 스위칭 신호(Vsw)가 로우레벨로 되어 다이오드가 턴오프될 경우 가변 공진부(10)는 제 2커패시터(C2)를 제외하고 제 1커패시터(C1), 바렉터(C4) 내지 제 5, 6 커패시터들(C5,C6) 및 제 1인덕터(L1)에 의해 결정된 제 1주파수대역(약 2.3GHz)으로 공진 주파수를 발생한다.First, when the switching signal Vsw becomes low in the dual band frequency selector 40 and the diode is turned off, the variable resonator 10 may exclude the first capacitor C1 except for the second capacitor C2, The resonant frequency is generated in the first frequency band (about 2.3 GHz) determined by the varactors C4 through the fifth and sixth capacitors C5 and C6 and the first inductor L1.

이에, 발진부(20)는 제 1트랜지스터(Q1)가 C6 커패시터를 통해 인가된 신호에 응답하여 턴온되면 바이어스 커패시터(C9)와 제 6커패시터(C7) 및 저항(R5)을 통해 네가티브 저항값이 발생하게 되어 가변 공진부(10)의 제 1주파수대역(약 2.3GHz)에서 발진이 일어난다.Thus, when the first transistor Q1 is turned on in response to the signal applied through the C6 capacitor, the oscillator 20 generates a negative resistance value through the bias capacitor C9, the sixth capacitor C7, and the resistor R5. The oscillation occurs in the first frequency band (about 2.3 GHz) of the variable resonator 10.

그리고, 증폭부(30)는 공통 에미터(common emmiter)인 제 2트랜지스터(Q2)를 통해 발진된 신호를 증폭하고 제 1 내지 제 3바이어스 저항(R2,R3,R4)의 바이어스 전압에 대응하도록 커패시터 C11, C12를 통해 임피던스 매칭을 해서 제 1주파수대역(약 2.3GHz)의 주파수를 출력한다.The amplifier 30 amplifies the oscillated signal through the second transistor Q2, which is a common emitter, and corresponds to the bias voltages of the first to third bias resistors R2, R3, and R4. Impedance matching is performed through capacitors C11 and C12 to output a frequency in a first frequency band (about 2.3 GHz).

반대로, 이중대역 주파수 선택부(40)에서 스위칭 신호(Vsw)가 하이레벨로 되어 다이오드가 턴온될 경우 가변 공진부(10)는 제 2커패시터(C2)를 제 1커패시터(C1)에 병렬로 추가하고 바렉터(C4)와 나머지 커패시터들(C1,C5,C6) 및 제 1인덕터(L1)에 의해 결정된 제 2주파수대역(약 2GHz)으로 공진 주파수를 발생한다. 이때, 다이오드가 턴온되면 제 2커패시터(C2)와 제 1커패시터(C1)의 값이 더해져 결국 다이오드가 턴오프되었을 때의 제 1주파수대역(약 2.3GHz)보다 공진 주파수가 낮아진다.On the contrary, when the switching signal Vsw becomes high level in the dual band frequency selector 40 and the diode is turned on, the variable resonator 10 adds the second capacitor C2 in parallel to the first capacitor C1. And generates a resonant frequency in the second frequency band (about 2 GHz) determined by the varactor C4, the remaining capacitors C1, C5, C6, and the first inductor L1. At this time, when the diode is turned on, the values of the second capacitor C2 and the first capacitor C1 are added, so that the resonance frequency is lower than the first frequency band (about 2.3 GHz) when the diode is turned off.

이에 따라, 발진부(20) 및 증폭부(30)는 상술한 바와 동일한 발진 및 증폭 작동하여 결국 출력단에 제 2주파수대역(약 2GHz)의 주파수를 출력한다.Accordingly, the oscillator 20 and the amplification unit 30 operate the same oscillation and amplification as described above, and eventually output the frequency of the second frequency band (about 2 GHz) to the output terminal.

그러므로, 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기는 이중대역 주파수 선택부(40)에서 스위칭 신호(Vsw)에 따라 다이오드(D1)가 턴온 또는 턴오프됨에 따라 가변 공진부(10)는 공진 주파수를 결정하는 임피던스 값(LC)을 가변하여 제 1 또는 제 2주파수 대역의 신호를 발생하게 된다. 즉, 가변 공진부(10)는 다이오드(D1)가 턴오프되면 임피던스 값의 변화가 없도록 제 2커패시터(C2)를 무시하고 제 1커패시터(C1) 및 제 1인덕터(L1) 등에 의해 LC 공진 주파수를 제 1주파수대역(약 2.3GHz)으로 한다. 반면에, 다이오드(D1)가 턴온되면 임피던스 값이 변화되도록 제 2커패시터(C2)를 선택적으로 제 1커패시터(C1)에 병렬 연결하여 LC 공진 주파수를 제 2주파수대역(약 2GHz)으로 낮춘다.Therefore, in the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator of the present invention, the variable resonator 10 is resonant as the diode D1 is turned on or off in response to the switching signal Vsw in the dual band frequency selector 40. The impedance value LC for determining the frequency is varied to generate a signal in the first or second frequency band. That is, when the diode D1 is turned off, the variable resonator 10 ignores the second capacitor C2 so that there is no change in the impedance value, and the LC resonant frequency is determined by the first capacitor C1 and the first inductor L1. Denotes a first frequency band (about 2.3 GHz). On the other hand, when the diode D1 is turned on, the LC capacitor frequency is lowered to the second frequency band (about 2 GHz) by selectively connecting the second capacitor C2 in parallel with the first capacitor C1 so that the impedance value is changed.

한편, 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기를 제품화하기 위해서는 모노리식마이크로파 집적회로(MMIC) 또는 혼합집적회로(HIC) 중에서 어느 하나로 제작하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to commercialize the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator of the present invention, it is preferable to manufacture either monolithic microwave integrated circuit (MMIC) or mixed integrated circuit (HIC).

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기내 이중대역 주파수 선택부의 스위치 OFF시 발진 주파수 및 위상 잡음을 각각 나타낸 그래프들이다. 이를 참조하면, 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기는 스위치가 OFF되면 발진 주파수를 약 2.296GHz로 한다.2A and 2B are graphs showing oscillation frequency and phase noise when the dual band frequency selector is switched off in the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonance unit of the present invention, respectively. Referring to this, the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonator according to the present invention sets the oscillation frequency to about 2.296 GHz when the switch is turned off.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기내 이중대역 주파수 선택부의 스위치 ON시 발진 주파수 및 위상 잡음을 각각 나타낸 그래프들이다. 이를 참조하면, 본 발명의 이중대역 전압제어발진기는 스위치가 ON되면 발진 주파수를 약 2.020GHz로 한다.3A and 3B are graphs illustrating oscillation frequency and phase noise when the dual band frequency selector is switched on in the dual band voltage controlled oscillator using the variable resonance unit of the present invention, respectively. Referring to this, the dual band voltage controlled oscillator of the present invention sets the oscillation frequency to about 2.020 GHz when the switch is turned on.

따라서, 본 발명에 따른 이중대역 전압제어 발진기는 다이오드의 턴온/턴오프에 따라 병렬 결합되는 커패시터에 의해 가변 주파수대역을 결정하는 임피던스 값이 변경되므로 서로 상이한 이중대역의 공진 주파수를 발생한다.Accordingly, the dual band voltage controlled oscillator according to the present invention generates resonance frequencies of different dual bands because the impedance value for determining the variable frequency band is changed by a capacitor coupled in parallel according to the turn-on / turn-off of the diode.

상술한 바와 같이, 본 발명은 다이오드의 턴온/턴오프에 의해 공진 주파수를 가변적으로 변경하는 하나의 공진회로 및 발진회로를 통해 이중대역의 주파수 신호를 선택적으로 출력함으로써 종래 기술에 비해 발진기 회로의 간단하게 구현하고 이중대역의 발진기를 제어하는 것이 간단해진다.As described above, the present invention simplifies the oscillator circuit compared to the prior art by selectively outputting a dual band frequency signal through one resonant circuit and an oscillator circuit which variably change the resonant frequency by turning on / off the diode. Implementation and control of the dual band oscillator is simplified.

이로 인해, 본 발명을 서로 상이한 주파수 대역을 서비스하는 무선통신 시스템에 적용할 경우 장치의 소형화를 달성하면서 이로 인한 전력 소모를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.For this reason, when the present invention is applied to a wireless communication system serving different frequency bands, the device can be miniaturized and the power consumption can be greatly reduced.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.

Claims (5)

가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기에 있어서,In a dual band voltage controlled oscillator using a variable resonator, 이중대역의 가변 주파수중에서 어느 하나의 주파수 대역으로 공진하는 가변 공진부;A variable resonator configured to resonate in any one frequency band among variable frequencies of a dual band; 상기 가변 공진부의 주파수를 발진하는 발진부;An oscillator for oscillating the frequency of the variable resonator; 상기 발진부의 발진 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부; 및An amplifier for amplifying and outputting an oscillation signal of the oscillator; And 스위칭 신호에 응답하여 상기 가변 공진부에서 설정된 가변 주파수대역중에서 어느 하나를 선택하도록 턴온/턴오프되는 다이오드를 갖는 이중대역 주파수 선택부를 구비한 것을 특징으로 하는 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기.And a dual band frequency selector having a diode which is turned on / off to select any one of the variable frequency bands set by the variable resonator in response to a switching signal. 제 1항에 있어서, 상기 가변 공진부는,The method of claim 1, wherein the variable resonator, 제 1주파수대역을 결정하도록 소정의 전압단자에 병렬로 연결된 제 1커패시터 및 인턱터와, 제 2주파수대역을 결정하도록 상기 제 1커패시터에 병렬로 연결된 제 2커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기.And a first capacitor and an inductor connected in parallel to a predetermined voltage terminal to determine a first frequency band, and a second capacitor connected in parallel to the first capacitor to determine a second frequency band. Dual band voltage controlled oscillator. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이중대역 주파수 선택부는,The method of claim 1 or 2, wherein the dual band frequency selection unit, 스위칭 신호단에 직렬로 연결된 인덕터와 이에 병렬로 연결된 커패시터, 상기 인덕터와 접지단 사이에 순방향 연결된 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기.And an inductor connected in series to a switching signal terminal, a capacitor connected in parallel thereto, and a diode connected forward between the inductor and the ground terminal. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 2커패시터는,The method of claim 2 or 3, wherein the second capacitor, 상기 다이오드에 연결되어 있으며 스위칭 신호의 레벨에 따라 온/오프되어 가변공진부의 제 1커패시터에 병렬로 추가 연결/제거되는 것을 특징으로 하는 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기.And a diode connected to the diode and turned on / off according to the level of the switching signal to be further connected / removed in parallel to the first capacitor of the variable resonance part. 제 1항에 있어서, 상기 전압제어발진기는The oscillator of claim 1, wherein the voltage controlled oscillator 모노리식마이크로파 집적회로(MMIC) 또는 혼합집적회로(HIC) 중에서 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 하는 가변공진부를 이용한 이중대역 전압제어발진기.A dual band voltage controlled oscillator using a variable resonator, characterized in that it is made of either monolithic microwave integrated circuit (MMIC) or mixed integrated circuit (HIC).
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KR20040044210A (en) * 2002-11-19 2004-05-28 주식회사 쏘닉스 Radio frequency synthesizer using SAW resonator
USD979776S1 (en) * 2021-08-31 2023-02-28 David Sternlight Heating pad

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