KR20010017604A - Apparatus for controlling phase lock loop and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위상동기루프에 관한 것으로, 특히 락타임을 최소화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase locked loop, and more particularly, to an apparatus and a method for minimizing lac time.
도 1은 통상적인 위상동기루프의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional phase locked loop.
통상적으로, 위상동기루프(PLL : PHASE LOCK PLOOP 이하 "위상동기루프"라 함)는 위상검출기(PHASE DETECTOR 이하 "위상검출기"라 함)와 루프필터(LOOP-FILTER 이하 "루프필터"라 함)와 전압제어발진기(VCO : VOLTAGE CONTROLED OSCILLATOR 이하 "전압제어발진기"라 함) 및 분주기(DIVIDER 이하 "분주기"라 함)로 구성되어 있다.Typically, a phase-locked loop (PLL: referred to as a "phase-locked loop" below PHASE LOCK PLOOP) is a phase detector (called "phase detector" below PHASE DETECTOR) and a loop filter (called "loop filter" below LOOP-FILTER) And a voltage controlled oscillator (VCO: VOLTAGE CONTROLED OSCILLATOR) and a divider ("VIVI" and "divider").
위상동기루프는 특정 주파수를 발진하여 일정 시간이 되면 출력되는 주파수가 소자나 사용되는 장치의 특성에 따라서 흔들릴 수 있는 문제점을 보완하기 위한 것이다. 상기와 같은 위상동기루프는 무선 단말기의 중간주파수나 반송파를 발생할 시에 사용이 되고 있다. 보통 위상동기루프에서 발생되는 주파수는 정해져있다. 그런데 듀얼모드를 사용하는 단말기의 경우 사용되는 주파수가 모드에 따라 크게 바뀌게 된다. 즉, 위상동기루프 자체에서 발생하는 주파수가 변동될 필요성이 제기된다. 상기와 같은 경우를 차지하고라도 위상동기루프에서 발생하는 주파수를 변경할 필요성이 있을 경우는 빈번하게 발생할 수가 있다.The phase-locked loop is intended to compensate for the problem that the output frequency may be shaken depending on the characteristics of the device or the device used when the specific frequency is oscillated. The phase-locked loop as described above is used when generating an intermediate frequency or a carrier wave of a wireless terminal. Usually, the frequency generated from the phase-locked loop is fixed. However, in the case of a terminal using a dual mode, the frequency used is greatly changed depending on the mode. That is, the need arises that the frequency generated in the phase-lock loop itself varies. Even in the case described above, if there is a need to change the frequency generated in the phase-locked loop may occur frequently.
일반적으로, 위상동기루프의 동작은 전압제어발진기에서 출력되는 신호를 일정비로 분주하여 위상검출기에서 위상차를 검출하고, 전압제어발진기를 조정하게 된다. 이후 전압제어발진기에서 출력되는 신호를 다시 분주하여 위상검출기에서 기준주파수와의 위상차를 검출하고, 전압제어발진기를 다시 조정하게 된다. 그러나 상기와 같은 동작에 의해서는 상술한 바와 같이 주파수 변환 폭이 큰 경우에는 많은 시간이 걸리게 되는 문제점이 있다.In general, the operation of the phase locked loop divides the signal output from the voltage controlled oscillator at a constant ratio to detect the phase difference in the phase detector and adjusts the voltage controlled oscillator. Thereafter, the signal output from the voltage controlled oscillator is divided again to detect a phase difference from the reference frequency in the phase detector, and the voltage controlled oscillator is readjusted. However, there is a problem in that the above operation takes a long time when the frequency conversion width is large as described above.
따라서 본 발명의 목적은 위상동기루프의 락타임을 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and method for minimizing the lactime of a phase locked loop.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 위상 검출기와 루프필터와 증폭기 및 전압제어 발진기를 구비한 위상동기루프의 제어 장치에 있어서, 채널 또는 밴드 선택에 따라 상기 위상동기루프에서 발생해야할 주파수에 비례한 기준 데이터를 저장하고 있는 메모리와, 소정의 제어신호에 따라 위상검출기에서 출력되는 신호의 전압값을 변화시켜주기 위한 신호변환부와, 상기 채널 또는 밴드 선택에 따라 상기 메모리에 저장된 기준 데이터를 기초로하여 상기 소정의 제어신호를 발생하는 제어부를 구비함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a phase synchronization loop control device including a phase detector, a loop filter, an amplifier, and a voltage controlled oscillator, which is proportional to a frequency to be generated in the phase synchronization loop according to channel or band selection. A memory storing one reference data, a signal converter for changing a voltage value of a signal output from a phase detector according to a predetermined control signal, and reference data stored in the memory according to the channel or band selection It characterized in that it comprises a control unit for generating the predetermined control signal.
도 1은 통상적인 위상동기루프의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional phase locked loop.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프를 제어하기 위한 개략적인 블록 구성도이다.2 is a schematic block diagram for controlling a phase locked loop according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프를 제어하기 위한 개략적인 회로 구성도이다.3 is a schematic circuit diagram for controlling a phase locked loop according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 신호의 변화를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a change in a signal according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프의 동작을 제어하기 위한 제어 흐름도이다.5 is a control flowchart for controlling the operation of the phase locked loop according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific details appear in the following description, which is provided to aid a more general understanding of the present invention, and it should be understood by those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. It will be self explanatory. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프를 제어하기 위한 개략적인 블록 구성도이다.2 is a schematic block diagram for controlling a phase locked loop according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프를 제어하기 위한 개략적인 회로 구성도이다.3 is a schematic circuit diagram for controlling a phase locked loop according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 신호의 변화를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a change in a signal according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프의 동작을 제어하기 위한 제어 흐름도이다.5 is a control flowchart for controlling the operation of the phase locked loop according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 구성을 도 1을 참조하여 하기에 설명한다.A configuration according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1.
제어부(100)는 무선단말기의 전반적인 동작을 제어하고, 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프를 제어하기 위한 동작을 수행한다. 메모리(110)는 동작 프로그램을 저장하는 롬(ROM)과 전기적으로 프로그램이 가능한 이이피롬(EEPROM)과 램(RAM)으로 구성될 수 있다. 메모리(110)는 본 발명의 실시예에 따라 위상동기루프의 위상검출기(140) 출력신호를 변화시킴으로써 주파수 변환을 신속하게 동작시키기 위한 기준 데이터를 저장하고 있다. 송수신부(101)는 상기 제어부(100)의 제어를 받으며, 각종 데이터를 안테나를 통해 기지국으로 송신한다. 또한 송수신부(101)는 안테나를 통해 수신한 무선 신호를 변환하여 출력한다.The controller 100 controls the overall operation of the wireless terminal, and performs an operation for controlling the phase locked loop according to the embodiment of the present invention. The memory 110 may include a ROM that stores an operating program, an electrically programmable EEPROM, and a RAM. The memory 110 stores reference data for quickly operating frequency conversion by changing the phase detector 140 output signal of the phase locked loop according to the embodiment of the present invention. The transceiver 101 is controlled by the controller 100 and transmits various data to the base station through an antenna. In addition, the transceiver 101 converts and outputs a radio signal received through the antenna.
신호변환부(10)는 제어부(100)의 제어를 받으며 위상검출기에서 출력되는 신호의 전압값을 변화시켜준다.The signal converter 10 is controlled by the controller 100 and changes the voltage value of the signal output from the phase detector.
상기 신호변환부(10)는 PDM 발생기(PULSE DENSITY MODULATION GENERATOR : 120)와, DA(DIGITAL ANALOG)변환부(130), 가산부(160)로 이루어진다.The signal converter 10 includes a PDMSE MODULATION GENERATOR 120, a digital analog converter 130, and an adder 160.
PDM 발생기(120)는 제어부의 제어를 받아 소정의 밀도를 가지는 펄스변조 신호를 출력하게 된다. 상기 PDM 발생기(120)에서 출력되는 신호는 DA변환부(10)에 의해 아날로그 신호로 변환되어 가산부(160)에 공급된다. 가산부(160)는 위상검출기(140)에서 출력되는 신호와 DA변환부(130)에서 출력되는 신호를 가산하여 출력한다. 도 2의 구성에서 가산부(160)가 루프필터(150)와 증폭기(170) 사이에 위치하여 구성되었지만 그 위치가 루프필터(150)의 앞단이나, 전압제어발진기(180)의 앞단에 위치할 수 있음은 물론이다.The PDM generator 120 outputs a pulse modulated signal having a predetermined density under the control of the controller. The signal output from the PDM generator 120 is converted into an analog signal by the DA converter 10 and supplied to the adder 160. The adder 160 adds and outputs the signal output from the phase detector 140 and the signal output from the DA converter 130. In the configuration of FIG. 2, the adder 160 is positioned between the loop filter 150 and the amplifier 170, but the position thereof may be located at the front end of the loop filter 150 or at the front end of the voltage controlled oscillator 180. Of course it can.
위상검출기(140)는 입력되는 레퍼런스 주파수와 피드백된 주파수의 위상을 검출하여 위상차에 따른 전류를 출력한다. 증폭기(170)는 위상검출기(100)에서 입력되는 신호를 소정 증폭하여 출력한다. 루프필터(150)는 저역통과필터로 구성될 수 있다. 전압제어발진기(180)는 입력되는 전압에 비례하여 주파수를 발진한다. 분주기(190)는 전압제어발진기(180)의 출력주파수를 N배로 분주하여 위상 검출기(140)로 피드백한다.The phase detector 140 detects a phase of an input reference frequency and a feedback frequency and outputs a current according to a phase difference. The amplifier 170 amplifies and outputs a signal input from the phase detector 100. The loop filter 150 may be configured as a low pass filter. The voltage controlled oscillator 180 oscillates a frequency in proportion to the input voltage. The divider 190 divides the output frequency of the voltage controlled oscillator 180 by N times and feeds it back to the phase detector 140.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구체적인 회로 구성을 살펴보면 다음과 같다. PDM 발생기(120)에서 출력되는 신호는 저항(R1)과 콘덴서(C1)로 이루어진 RC필터에 의해 직류성분으로 바뀌게 된다. 바뀌게 된 신호는 가산부(160 : "A" 지점)에 의해 위상검출기(140)에서 출력되는 신호에 가산되어 전압이 승압되어 출력된다. 도 4에 도시된 바와 같이 위상검출기(140)의 출력신호(V_source)에 제 1 제어신호(PDM_in)가 가산되어 출력신호(V_load)가 나오게 된다.Looking at the specific circuit configuration according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. The signal output from the PDM generator 120 is converted into a DC component by an RC filter composed of a resistor R1 and a capacitor C1. The changed signal is added to the signal output from the phase detector 140 by the adder 160 (point “A”), and the voltage is boosted and output. As shown in FIG. 4, the first control signal PDM_in is added to the output signal V_source of the phase detector 140 to output the output signal V_load.
도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 동작을 하기에 설명한다.The operation according to the present invention is described below with reference to FIGS. 2 to 5.
500 단계에서 제어부(100)는 핸드오프 또는 밴드변환에 의해 위상동기루프의 출력 주파수를 변환해야할 상황이 발생되었는지 검사한다. 상기 상황의 검출은 기지국으로부터 수신되는 핸드오프 명령이나 사용자의 밴드 선택을 위한 키 입력을 검출함으로써 이루어질 수도 있다. 주파수 변환을 위한 상황이 발생되었으면 510 단계로 진행하여 메모리(110)에 저장된 기준데이터를 검출하여 PDM 발생기(120)를 통해 펄스밀도변조 신호를 출력한다. 상기 메모리(110)에 저장된 기준데이터의 예를 하기 표 1에 나타내었다.In step 500, the controller 100 checks whether a situation in which the output frequency of the phase locked loop needs to be converted by handoff or band conversion occurs. The detection of the situation may be made by detecting a handoff command received from the base station or a key input for selecting a band of the user. If a situation for frequency conversion occurs, the process proceeds to step 510 to detect the reference data stored in the memory 110 and outputs a pulse density modulation signal through the PDM generator 120. An example of reference data stored in the memory 110 is shown in Table 1 below.
예를 들어 기지국으로부터의 핸드오프 명령에 의해 1번 채널로의 주파수 변환 요구가 발생되었으면, 즉, 300MHz의 주파수 발생이 요구되면 그에 따른 PDM 발생기(120)의 출력 펄스 밀도가 "100"이 되게 하기 위한 소정의 값에 의해 PDM 발생기(120)를 제어하게 된다. 520 단계에서 DA 변환부(10)는 입력되는 펄스신호를 RC필터를 통해 디지털 신호(DC 성분)로 변환하여 출력하게 된다. 출력된 신호는 가산기(160)에 의해 위상검출기(140)의 출력신호에 가산되게 된다. 즉, 전압제어발진기(180)로 입력되는 전압이 승압되게 된다.For example, if a frequency conversion request to channel 1 is generated by a handoff command from a base station, that is, when generation of a frequency of 300 MHz is required, the output pulse density of the PDM generator 120 accordingly becomes "100". The PDM generator 120 is controlled by a predetermined value. In step 520, the DA converter 10 converts the input pulse signal into a digital signal (DC component) through an RC filter and outputs the digital signal. The output signal is added to the output signal of the phase detector 140 by the adder 160. That is, the voltage input to the voltage controlled oscillator 180 is stepped up.
그러면 통상 원하는 주파수를 얻기 위한 전압제어발진기(180)의 제어전압이 V_load라 하면 이미 PDM 발생기(120)에서 출력되는 신호에 의해 V_load의 전압이 얻어지게 되어 위상동기루프의 락업을 위한 시간이 단축됨을 알 수 있다. 일반적으로 V_load의 전압값을 얻기 위해서는 종래기술에서 언급한 바와 같이 서서히 전압제어발진기(180)의 전압값을 증가시킴에 의해 위상동기가 이루어지고 있다.Then, if the control voltage of the voltage controlled oscillator 180 to obtain the desired frequency is V_load, the voltage of V_load is obtained by the signal already output from the PDM generator 120, so that the time for the phase-up loop lockup is shortened. Able to know. Generally, in order to obtain a voltage value of V_load, phase synchronization is performed by gradually increasing the voltage value of the voltage controlled oscillator 180 as mentioned in the related art.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명의 특허청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명은 신호변환부를 통해 미리 원하는 주파수의 제어전압으로 승압시켜줌으로써, 위상검출기의 락업 시간을 단축할 수 있다.As described above, the present invention can shorten the lockup time of the phase detector by boosting the control voltage of a desired frequency in advance through the signal converter.
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