KR200142921Y1 - 고격리도를 갖는 스위치회로 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 고격리도를 갖는 스위치회로는 송수신제어 신호의 크기를 별도의 음전원이나 직류변화없이 큰 음전압을 얻을 수 있도록 함으로써, FET 스위치의 격리도를 크게 하여 양전원만으로도 고격리도를 갖는 스위치를 얻을 수 있는 이점이 있다.

Description

고격리도를 갖는 스위치회로

제1도는 종래의 스위치회로를 나타내는 도면.

제2도는 본 고안에 따른 스위치회로를 나타내는 도면.

제3a도 내지 제3c는 제2도에 도시된 각 부의 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

C4 : 커패시터 R3 : 저항

R4 : 저항

본 고안은 이동통신에 있어서 디지털 무선기기에 관한 것으로, 특히 송수신 절환시 서로의 간섭을 막기 위해 시간 듀플렉싱 스위치(Time Duplexing Switch)의 격리도를 높인 고격리도를 갖는 스위치 회로에 관한 것이다.

양방향 전송을 위해서는 하나의 라인을 사용하는 Duplex 전송방식이 이미 제한되어 있다. 양방향 전송은 동시에 양방향 전송이 불가능한 Half-duplex와 동시에 양방향 전송이 가능한 Full-duplex가 있다.

양방향 통신에 있어서 아날로그 시스템에서는 송신과 수신의 주파수가 서로 다른 두 주파수를 한 쌍으로 구성하여 송신과 수신을 하며, 이 송수신 주파수가 다르기 때문에 발생되는 송수신시의 서로의 간섭을 막아주기 위해 통과대역이 송신 및 수신 주파수에 각각 동조되어 있는 2개의 대역통과필터(Duplexer)를 사용해야 한다.

그러나 디지탈 시스템은 기지국(base station)과 이동국(mobile station)간의 무선 인터페이스 기술에 큰 변화를 가져왔다. 또한 이 가운데 단일 주파수 채널을 송신과 수신의 일정한 시간으로 분리하여 통신을 하는 TDD(Time Division Duplex)라는 시분할방식을 사용하는 시스템에서는 송수신의 주파수를 분리해주는 Duplex Filter가 필요 없으므로 단말기의 크기와 무게를 많이 줄일 수 있다.

TDD 시스템에서는 Time Duplexing Switch를 사용한다.

상기와 같은 스위치로서는 주로 N채널 FET가 사용되며, 제1도는 종래의 스위치 회로를 나타내는 도면이다.

제1도에 있어서 a점에서의 입력신호가 FET의 게이트에 입력된다. FET가 OPEN되기 위해서는 게이트와 소스간의 음전압이 걸려야 한다. 이때 송수신간의 간섭을 줄이기 위해서는 드레인과 소스간의 격리가 커야 한다. 그러기 위해서는 게이트의 입력전압이 큰 음전압이어야 한다. 또한 FET가 SHORT되기 위해서는 반대로 양전압이 필요하다. 그러나 휴대용 무선기기 등과 같은 전지구동기 등은 이러한 전압차에 한계를 가지므로 음전압을 필요로 한다. 따라서 음전압이나 직류변환을 위한 별도의 회로를 추가해야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 양방향 통신에 있어서 송수신시 서로의 간섭을 줄이기 위해 음전원이나 직류변환없이 송수신 절환 스위치의 격리도를 높이는 고격리도를 갖는 스위치 회로를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 고격리도를 갖는 스위치 회로는 단일 주파수 채널을 송신과 수신의 일정한 시간으로 분리하여 통신하는 시분할 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 스피커를 통해 입력된 신호를 신호변환하여 안테나를 통해 전파로서 전송하기 위한 송신수단과, 안테나에서 수신된 신호를 신호변환하여 사용자에게 전송되는 수신수단과, 상기 안테나에 소스단자를 접속하고 상기 송신수단에 드레인 단자를 접속하고 게이트 단자로 수신제어 신호를 입력하는 입력단자가 접속된 FET 스위치수단과, 상기 안테나에 전송선을 통하여(-)측을 접속하고 (+)측에 상기 입력단자를 접속한 정류수단과, 상기 정류수단의 (+)측과 접시사이에 접속된 커패시터와, 수신제어 신호의 역신호가 안테나와 접속된 스위치 회로에 있어서, 상기 입력단자와 상기 FET의 게이트 단자 사이에 접속된 커패시터 ; 상기 커패시터와 병렬로 접속된 저항을 더 포함하여 상기 FET의 게이트 단자로 음전압이 인가되어 FET의 드레인과 소스간의 격리도가 커지는 것을 특징으로 한다.

이어서 첨부된 도면을 첨부하여 본 고안에 따른 고격리도를 갖는 스위치 회로의 일실시예를 설명한다.

제2도는 본 고안에 따른 스위치 회로를 나타내는 도면으로서, 스위치 기능을 갖는 N채널 FET(Q), FET(Q)의 드레인 단자와 송신부에 접속되어 직류커플링을 하는 C1, FET(Q)의 게이트 단자에 일측이 접속된 R1, FET(Q)의 소스단자와 안테나에 접속된 R2, 안테나에서 수신한 전파를 수신부에 전송하기 위해 사용주파수대의 임피던스 정합용으로 안테나와 수신부 사이에 접속된 전송로, 전송로와 수신부에 직류커플링을 위한 C2, 전송로와 C2 사이에 (-)측이 접속된 다이오드(D1), 다이오드(D1)의 (+)측이 접속되어 다이오드의 순방향 바이어스시 원하지 않는 직렬 인덕턴스를 제거하기 위한 C3, R1의 다른 일측과 입력단자에 접속된 C4, C4와 병렬로 접속된 R3, 입력단자와 다이오드(D1)의 (+)측에 접속되어 바이어스를 조절하는 R4로 구성된다.

제3a도 내지 제3c는 제2도에 도시된 각 부의 파형도로서, 제3a는 a점에서의 파형도이며 송수신을 제어하기 위한 제어신호이다. 제3b도는 b점에서의 파형도이며 제3a도의 역신호이고, 제3c도는 c점에서의 파형도이다.

본 고안의 동작을 설명하기 전에 송수신에 관해 간단히 설명한다.

이동국의 주요기능은 음성 및 제어신호의 송신 및 수신기능이다. 송신기능은 음성 등을 음향적인 변환, 변조, 주파수 변환, 전력증폭을 행하여 전파로써 송출하는 기능이고, 수신은 전파로부터 전기신호로 수신하여 증폭, 주파수변환, 복조, 전기음향 변환을 행하여 음성 등을 얻는 기능이다. 이와 더불어 회선접속, 절단, 통화위치 등록 등의 무선 인터페이스을 위한 제어기능이 있다.

송신부에서는 스피커를 통해 들어온 입력신호는 아날로그 신호에서 다지탈신호로 변환된 후 디지탈처리 후 채널전송에 접합한 신호로 변환되며 원하는 주파수로 천이되어 안테나를 통해 전파로서 전송한다.

수신부에서는 안테나를 거쳐 전기신호로 수신된 신호는 적당한 크기로 증폭되고 디지탈복조되어 디지탈 음성신호로 합성된 후 아날로그 신호로 변환되어 스피커를 통해 사용자에게 전해진다.

이하 제2도와 제3a도 내지 제3b를 결부시켜 본 고안에 따른 일실시예의 동작을 상세히 설명한다.

제2도에 있어서, C4, R3, R4 외에 다른 구성요소는 종래의 스위치 회로와 같은 구성과 기능을 갖는다.

수신제어신호(제3a도)는 송수신을 시분할하기 위해 일정한 주기를 갖는 구형파로서 a점에 입력된다. 수신제어신호는 active low로서 low일 때는 수신, high일 때는 송신기능을 갖도록 제어할 수 있다. 상기에 설명한 수신부의 기능과 송신부의 기능이 수신제어신호에 의해 절환된다. 수신제어신호의 역신호인(제3b도)는 active high로서 low일 때는 송신, high일 때 수신기능을 갖도록 제어하며 b점에 입력된다.

a점에 입력된 수신제어 신호는 C2를 통해 직류성분이 제거되어 양전압과 음전압이 나타나는 제3c도와 같은 파형으로 변환되어 FET(Q)의 게이트 단자에 입력된다. 수신제어신호가 low이면는 high가 되고, 다이오드(D1)는 오프상태가 되어 안테나로 수신된 신호가 수신부에 전송된다. 이때 FET(Q) 게이트 단자로 입력되는 신호는 음전압이므로 V_GS가 더욱 큰 음전압이 걸려 오프 채널저항이 커지므로 FET의 드레인과 소스 사이의 격리도는 0의 입력일 때보다 더 커져서 송신부의 신호가 수신부에 전달되는 것을 막아준다.

수신제어 신호가 high이면는 low가 되고, 다이오드(D1)는 온상태가 되어 안테나로 수신된 신호가 수신부에 전송되지 못하게 하고 송신부의 신호가 안테나에 전달된다. 이때 FET(Q) 게이트 단자에 입력되는 신호는 양전압이므로 FET의 드레인과 소스 사이는 큰 전류가 흐르는 온 상태가 되어 송신부의 신호를 안테나로 전송할 수 있게 한다. FET의 특성상 작은 양전압으로도 드레인과 소스 사이에는 큰 전류가 흐른다.

수신대기 상태와 같이 절환이 필요하지 않을 때는 수신제어 신호가 active low이므로 R3을 통해 직류전압을 전송하며 R3의 값을 조정하여 평균직류 전위를 조절할 수가 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 고격리도를 갖는 스위치 회로는 송수신제어 신호의 크기를 별도의 음전원이나 직류변환없이 큰 음전압을 얻을 수 있도록 함으로써, FET 스위치의 격리도를 크게 하여 양전원만으로도 고격리도를 갖는 스위치를 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 단일 주파수 채널을 송신과 수신의 일정한 시간으로 분리하여 통신하는 시분할 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서, 스피커를 통해 입력된 신호를 신호변환하여 안테나를 통해 전파로서 전송하기 위한 송신수단과, 안테나에서 수신된 신호를 신호변환하여 사용자에게 전송되는 수신수단과, 상기 안테나에 소스단자를 접속하고 상기 송신수단에 드레인 단자를 접속하고 게이트 단자로 수신제어 신호를 입력하는 입력단자가 접속된 FET 스위치 수단과, 상기 안테나에 전송선을 통하여 (-)측을 접속하고 (+)측에 상기 입력단자를 접속한 정류수단과, 상기 정류수단의 (+)측과 접시사이에 접속된 커패시터와, 수신제어 신호의 역신호가 안테나와 접속된 스위치 회로에 있어서, 상기 입력단자와 상기 FET의 게이트 단자 사이에 접속된 커패시터 ; 상기 커패시터와 병렬로 접속된 저항을 더 포함하여 상기 FET의 게이트 단자로 음전압이 인가되어 FET의 드레인과 소스간의 격리도가 커지는 것을 특징으로 하는 고격리도를 갖는 스위치회로.