KR20010009128A

KR20010009128A - 위상동기모듈의 주파수 혼화 노이즈 개선 방법

Info

Publication number: KR20010009128A
Application number: KR1019990027321A
Authority: KR
Inventors: 한무열
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-02-05
Also published as: KR100344952B1

Abstract

본 발명은 특정 주파수 대역의 일정한 주파수 신호를 발생시키는 발진부와, 입력되는 전압에 대응하는 크기의 주파수를 발생시키도록 하는 전압 제어 발진기, 및 상기 전압 제어 발진기에서 발생되는 주파수와 상기 발진부에서 발생되는 주파수 신호를 입력받아 상기 전압 제어 발진기에 인가하는 전압의 크기를 변화시키는 PLL을 구비하는 위상 동기 루프 모듈에 관한 것으로 특히, 상기 전압 제어 발진기에서 출력되는 기준 주파수신호의 출력단을 2원화하고 이원화되어 있는 출력단중 하나의 출력단에는 역유입신호 차단 수단을 구비시키고, 다른 출력단에는 역유입신호 차단 수단을 구비시키지 않는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 역유입신호 차단 수단을 구비하고 있는 출력단에서 출력되는 기준 주파수 신호는 송수신 수단측으로 절달하는 제 2단계, 및 상기 제 1단계에서 역유입신호 차단 수단을 구비하고 있지 않는 출력단에서 출력되는 기준 주파수 신호는 상기 PLL측으로 절달하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상동기모듈의 주파수 혼화 노이즈 개선 방법을 제공하여 종래 전압제어 발진기에서 발생되는 기준 주파수는 출력 패드를 통해 출력되므로 PLL측으로 인가되는 신호에는 출력패드를 구성하는 수동소자에 의해 하모닉 특성에 악영향을 미치게되고, 또한 PLL측에는 안테나 측으로부터 역유입되는 노이즈에 의해 간섭현상이 발생되는 문제점을 해소할 수 있다.

Description

위상동기모듈의 주파수 혼화 노이즈 개선 방법{Correct method of frequency synthesizer noise of PLL module}

본 발명은 무선 송수신 기기에서 안테나를 통해 수신된 신호를 다운 컨버팅(Down Converting)하거나 송신 신호를 업 컨버팅(Up Converting)시 로칼 오실레이터 신호원으로 사용되는 전압제어 발진기와 PLL 및 루프 필터를 일체화한 PLL모듈의 안정된 주파수 발진 제어 및 노이즈 특성을 개선하여 휴대폰의 우수한 통화품질을 얻기 위한 위상동기모듈의 주파수 혼화 노이즈 개선 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 무선통신 기기들은 무선 데이터의 송수신을 위하여 송신 데이터를 변조하여 반송주파수 신호에 실어 전송하고, 수신시에는 수신되는 주사수 신호에서 반송주파수를 제한 후 이를 복조하는 동작을 수행하게 된다.

이때, 송수신시 반송주파수 혹은 채널주파수를 생성 또는 제거하기 위하여 사용되는 주파수 생성수단이 PLL모듈인데, 이는 흔히 기준주파수라고 칭하는 주파수 신호를 생성하는 디바이스이다.

상술한 바와 같은 PLL모듈은 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 구성되어있으며, 첨부한 도 2에는 첨부한 도 1의 전압 제어 발진기(300)의 내부 구성으로 기준 주파수 발진부(31)와 증폭부(32)와 네가티브 피드백 저항부(33) 및 출력 패드(34)로 구성되어 있다.

상기 구성 요소중 기준 주파수 발진부(31)는 입력단(In)에 일단이 연결되고 상기 입력단(In)과 연결되어 있는 PLL에서 발생되는 제어 전압를 입력받는 제 1코일(L1)과, 상기 제 1코일(L1)의 타단에 캐소드 단자가 연결되고 애노드 단자는 접지단과 연결되어 있는 바렉터 다이오드(VD)와, 두 개의 콘덴서가 직렬 연결되어 있으며 전체적으로 상기 바렉터 다이오드(VD)와 병렬연결되어 있는 제 2,3콘덴서(C2, C3)와, 상기 제 2콘덴서(C2)와 제 3콘덴서(C3)의 연결점에 일단이 연결되고 접지단에 타단이 연결되어 있는 제 2코일(L2), 및 상기 제 2콘덴서(C2)와 제 3콘덴서(C3)의 연결점에 일단이 연결되어 있는 제 4콘덴서(C4)로 구성된다.

또한, 상기 증폭부(32)는 임의의 양전압(Vcc)을 제 3코일(L3)을 통해 콜렉터 단자에 입력받는 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 3코일(L3)에 걸리는 상기 양전압(Vcc)에 의하여 충전되는 제 5콘덴서(C5)와, 상기 제 3코일(L3)에 걸리는 전압을 일단에 입력받고 타단이 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자에 연결되어 있는 제 1저항(R1)과, 상기 제 1저항(R1)에 걸리는 전압에 의해 충전되는 제 6콘덴서(C6)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자에 걸리는 전압에 의해 충전되는 제 7콘덴서(C7)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자에 콜렉터 단자가 연결되는 제 2트랜지스터(Q2)와, 상기 제 1트랜지스터(Q1)와 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 단자를 연결하는 제 2저항(R2) 및 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자와 접지단 사이에 연결되는 제 3저항(R3)으로 구성된다.

또한, 상기 네가티브 피드백 저항부(33)는 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 단자와 에미터 단자에 연결되며 상기 제 2저항(R2)을 통해 출력되는 전압에 의해 충전되는 제 8콘덴서(C8)와, 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 에미터 단자에 걸리는 전압에 의해 충전되는 제 9콘덴서(C9), 및 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 에미터 단자와 접지단 사이에 연결되는 제 4저항(R4)으로 구성된다.

마지막으로, 상기 출력 패드(34)는 직렬 연결되어 있으며 전체적으로 상기 제 1트랜지스터(Q1)의 콜렉터 단자과 접지단에 연결되어 있는 제 10, 11콘덴서(C10, C11)와, 상기 제 10, 11콘덴서(C10, C11)의 연결점에 일단이 연결되어 있는 제 12콘덴서(C12)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 전압 제어 발진기를 구비하고 있는 PLL모듈의 동작중 전압 제어 발진기의 동작을 살펴보면, 입력단(In)을 통해 유입되는 PLL(200)에서 출력되는 제어전압이 바렉터 다이오드(VD)의 임계전압 이상인 경우에 한하여 제 3콘덴서(C3)와 제 2코일(L2)에 의한 LC공진이 이루어져 상기 제 3콘덴서(C2)와 제 2코일(L2)의 고유값과 인가전압의 크기에 대응하는 특정의 주파수가 발생되어 진다.

따라서, 기준 주파수 발진부(31)의 구성요소인 상기 제 3콘덴서(C3)와 제 2코일(L2)의 공진주파수가 증폭부(31)를 이루고 있는 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 걸리게되고, 상기 제 2트랜지스터(Q2)는 베이스 단자에 걸리는 공진 주파수의 전압 상태에 따라 온/오프 동작하게 된다.

상기 제 2트랜지스터(Q2)의 온동작시에 한하여 상기 제 1트랜지스터(Q1)의 전류도통경로가 형성되며, 그로 인해 출력패드(34)를 통해 증폭된 기준 주파수를 출력하게 된다.

이때, 상기 전압제어 발진기(300)에서 발생되는 기준주파수는 RF송수신부측으로 전달되어 안테나를 통해 수신된 신호를 다운 컨버팅(Down Converting)하거나 송신 신호를 업 컨버팅(Up Converting)시 로칼 오실레이터 신호원으로 사용되게된다. 또한, PLL(200)측으로 궤환되어 상기 PLL(200)측에서 상기 전압제어 발진기(300)에 인가하는 전압의 크기를 조정하는 검출신호로 사용되어 진다.

이때, 상기 전압제어 발진기(300)에서 발생되는 기준 주파수는 역궤환을 막기 위해 구비되어 있는 출력 패드(34)를 통해 출력되므로 상기 PLL(200)으로 인가되는 신호에는 출력패드를 구성하는 수동소자에 의해 하모닉 특성에 악영향을 미치게되고, 또한 PLL(200)측에는 안테나 측으로부터 역유입되는 노이즈에 의해 상기 전압제어 발진기(300)를 제어하는 데 필요한 전압의 크기를 정확하게 조정할 수 없다는 문제점이 발생되었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 무선 송수신 기기에서 안테나를 통해 수신된 신호를 다운 컨버팅(Down Converting)하거나 송신 신호를 업 컨버팅(Up Converting)시 로칼 오실레이터 신호원으로 사용되는 전압제어 발진기와 PLL 및 루프 필터를 일체화한 PLL모듈의 안정된 주파수 발진 제어 및 노이즈 특성을 개선하여 휴대폰의 우수한 통화품질을 얻기 위한 위상동기모듈의 주파수 혼화 노이즈 개선 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 위상 동기 루프 모듈의 블록 구성 예시도,

도 2는 도 1에 도시되어 있는 전압 제어 발진기의 회로 구성 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 위상 동기 루프 모듈의 블록 구성 예시도,

도 4는 도 3에 도시되어 있는 전압 제어 발진기의 회로 구성 예시도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 특정 주파수 대역의 일정한 주파수 신호를 발생시키는 발진부와, 입력되는 전압에 대응하는 크기의 주파수를 발생시키도록 하는 전압 제어 발진기, 및 상기 전압 제어 발진기에서 발생되는 주파수와 상기 발진부에서 발생되는 주파수 신호를 입력받아 상기 전압 제어 발진기에 인가하는 전압의 크기를 변화시키는 PLL을 구비하는 위상 동기 루프 모듈에 있어서: 상기 전압 제어 발진기에서 출력되는 기준 주파수신호의 출력단을 2원화 하고 이원화되어 있는 출력단중 하나의 출력단에는 역유입신호 차단 수단을 구비시키고, 다른 출력단에는 역유입신호 차단 수단을 구비시키지 않는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 역유입신호 차단 수단을 구비하고 있는 출력단에서 출력되는 기준 주파수 신호는 송수신 수단측으로 절달하는 제 2단계, 및 상기 제 1단계에서 역유입신호 차단 수단을 구비하고 있지 않는 출력단에서 출력되는 기준 주파수 신호는 상기 PLL측으로 절달하는 제 3단계를 포함하는 데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명의 기술적 사상은 종래 동일한 하나의 기준 주파수 출력단을 두 개로 구분하고 하나의 기준 주파수 출력단은 송수신 수단측으로 연결하고 다른 하나의 기준 주파수 출력단은 PLL측으로 연결하므로써, 수신신호에 영향을 받는 노이즈나 기준신호 출력단에 구비되어 있던 출력 패드에 의한 하모딕 특성악화현상을 방지하도록 하는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 사상이 적용된 PLL모듈은 첨부한 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 구성되어있으며, 첨부한 도 4에는 첨부한 도 3의 전압 제어 발진기(300)의 내부 구성으로 기준 주파수 발진부(31)와 증폭부(32) 및 네가티브 피드백 저항부(33)로 구성되어 있다.

이때, 상술한 바와 같은 구성은 첨부한 도 2에 도시되어 있는 종래 구성과 별차이가 없으며 다만, 종래 전압 제어 발진기에서 생성되는 기준 주파수신호의 출력단을 2원화하고 출력단에는 역유입신호 차단용 콘덴서(C10)를 구비시키고, 다른 출력단에는 역유입신호 차단용 콘덴서를 구비시키지 않는 것이다.

또한, 기준 주파수 신호를 필요로 하는 송수신단으로로는 상기 역유입신호 차단용 콘덴서(C10)를 통해 기준 주파수 신호를 전달하고, PLL측으로는 어떤 수동소자와 연결되지 않는 출력단을 통해 전달한다.

상기 제 2트랜지스터(Q2)의 온동작시에 한하여 상기 제 1트랜지스터(Q1)의 전류도통경로가 형성되며, 그로 인해 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자에 걸리는 전압의 변화 즉, 주파수 신호가 제 10콘덴서(C10)를 통해 RF송수신부측으로 전달되고 그에 따라 안테나를 통해 수신된 신호를 다운 컨버팅(Down Converting)하거나 송신 신호를 업 컨버팅(Up Converting)시 로칼 오실레이터 신호원으로 사용되게된다.

또한, PLL(200)측으로 궤환되는 기준주파수는 단순히 상기 제 2트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자에 걸리는 전압의 변화가 직접적으로 전달되어 진다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 위상동기모듈의 주파수 혼화 노이즈 개선 방법을 제공하여 종래 기술에서 발생되었던 문제점 즉, 전압제어 발진기에서 발생되는 기준 주파수는 역궤환을 막기 위해 구비되어 있는 출력 패드를 통해 출력되므로 PLL측으로 인가되는 신호에는 출력패드를 구성하는 수동소자에 의해 하모닉 특성에 악영향을 미치게되고, 또한 PLL측에는 안테나 측으로부터 역유입되는 노이즈에 의해 전압제어 발진기를 제어하는 데 필요한 전압의 크기를 정확하게 조정할 수 없다는 문제점을 해소할 수 있다.

Claims

특정 주파수 대역의 일정한 주파수 신호를 발생시키는 발진부와, 입력되는 전압에 대응하는 크기의 주파수를 발생시키도록 하는 전압 제어 발진기, 및 상기 전압 제어 발진기에서 발생되는 주파수와 상기 발진부에서 발생되는 주파수 신호를 입력받아 상기 전압 제어 발진기에 인가하는 전압의 크기를 변화시키는 PLL을 구비하는 위상 동기 루프 모듈에 있어서:

상기 전압 제어 발진기에서 출력되는 기준 주파수신호의 출력단을 2원화 하고 이원화되어 있는 출력단중 하나의 출력단에는 역유입신호 차단 수단을 구비시키고, 다른 출력단에는 역유입신호 차단 수단을 구비시키지 않는 제 1단계와;

상기 제 1단계에서 역유입신호 차단 수단을 구비하고 있는 출력단에서 출력되는 기준 주파수 신호는 송수신 수단측으로 절달하는 제 2단계; 및

상기 제 1단계에서 역유입신호 차단 수단을 구비하고 있지 않는 출력단에서 출력되는 기준 주파수 신호는 상기 PLL측으로 절달하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상동기모듈의 주파수 혼화 노이즈 개선 방법.