KR20020010020A

KR20020010020A - 네가티브 전압제어 수정발진기 회로

Info

Publication number: KR20020010020A
Application number: KR1020000043780A
Authority: KR
Inventors: 성인규
Original assignee: 이순례; 대진통신기(주)
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-02

Abstract

본 발명은 바랙터 다이오드의 캐소드에 전원을 인가하고 애노드에 제어전압을 인가하여 제어전압에 반대로 주파수를 제어하는 네가티브 전압제어 수정발진기회로에 관한 것으로, 제어전압이 그 애노드에 인가되고 전원전압이 그 캐소드에 인가되는 바랙터 다이오드(DV₂)를 사용하여 그 발진하는 중심주파수가 가변되는 중심주파수 가변 발진부(21)와; 상기 중심주파수 가변 발진부(21)에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력함과 동시에 궤환시키는 증폭부(22)로 구성되어 제어전압에 의해 반대로 제어되는 전압제어발진기를 제공할 수 있다. 또한, 전원전압을 분압하여 인가함으로써 정밀도가 높게 발진신호의 주파수를 제어할 수 있다.

Description

네가티브 전압제어 수정발진기 회로{An crystal voltage controlled oscillator using a negative controlling voltage}

본 발명은 네가티브 전압제어 수정발진기 회로에 관한 것으로, 특히 바랙터 다이오드의 캐소드에 전원을 인가하고 애노드에 제어전압을 인가하여 제어전압에 반대로 주파수를 제어하는 네가티브 전압제어 수정발진기회로에 관한 것이다.

일반적으로 전압제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator)는 LC 발진기의 인덕터 대신에 수정발진기를 사용하고, 거기에 바랙터 다이오드를 병렬로 연결하고 그 바랙터 다이오드에 제어전압을 인가하여 바랙터 다이오드의 용량값을 변화시켜 발진주파수를 변화시킨다.

도 1에 종래의 전압제어 발진기의 예가 도시된다.

트랜지스터(Q₁)는 증폭기를 구성하고, 저항(R₁, R₂)은 그 증폭기의 바이어스 저항이다. 상기 트랜지스터(Q₁)의 에미터와 접지 사이에 에미터 저항(R_E)을 연결하여 거기서 발진신호를 출력한다. 동시에 캐패시터(C₂,C₃)를 입력에 연결하여 발진신호의 일부를 궤환시킨다. 궤환되는 발진신호는 수정발진기(X₁)와 궤환 캐패시터(C₂,C₃)로 구성되는 LC 발진회로에 인가되어 계속적으로 발진하게 한다. 이때 이 LC 발진회로에 병렬로 바랙터 다이오드(DV₁)를 도시된 바와 같이 연결하고 그 캐소드단자에 제어전압(V_c)를 인가하여 중심주파수를 조정한다.

종래의 전압제어 발진기는 바랙터 다이오드의 캐소드에 제어전압을 인가하여 중심 주파수를 조정했기 때문에 제어 전압과 바랙터 다이오드의 용량간의 관계는 반비례 관계(, 여기서 Q는 전하량, V는 전압)이므로 제어전압이 증가하면 바랙터 다이오드의 용량은 감소하고 바랙터 다이오드의 용량의 감소는 LC 발진기의 용량의 감소로 이어져 결과적으로에 의해 중심주파수가 증가하게 된다. 따라서, 제어전압을 감소시킬 때 중심주파수가 증가하고, 제어전압을 증가시킬 때 중심주파수가 감소하는 장치에 사용하고자 하는 경우 이러한 포지티브(positive) 전압제어 발진기를 사용할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로,

본 발명의 목적은 제어전압의 증가에 따라 중심주파수가 감소하는 네가티브 전압제어 수정발진기 회로를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 전압제어 발진기의 예,

도 2는 본 발명에 의한 네가티브 전압제어 수정 발진기 회로의 구성을 나타내는 회로도,

도 3은 전원전압을 저항으로 분압하여 인가하는 본 발명에 의한 다른 실시예,

도 4는 분압저항을 3개를 사용한 실시예이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21 : 중심주파수 가변 발진부 22 : 증폭기

31 : 전원전압 조절부 SW1 : 스위치

C₁, C₂: 궤환 캐패시터 X₁: 수정발진기

DV₂: 바랙터 다이오드 Q₁: 트랜지스터

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 발진기는 제어전압이 그 애노드에 인가되고 전원전압이 그 캐소드에 인가되는 바랙터 다이오드(DV₂)를 사용하여 그 발진하는 중심주파수가 가변되는 중심주파수 가변 발진부(21)와; 상기 중심주파수 가변 발진부(21)에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력함과 동시에 궤환시키는 증폭부(22)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 실시예를 들어 첨부된 도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2에 본 발명에 의한 네가티브 전압제어 수정 발진기 회로의 구성을 나타내는 회로도가 도시된다.

중심주파수 가변 발진부(21)는 제어전압이 그 애노드에 인가되고 전원전압이 그 캐소드에 인가되는 바랙터 다이오드(DV₂)와, 제어전압(V_C)이 인가되는 입력저항(R₃)과, 유도성 소자로 동작하고 LC 발진회로를 구성하는 수정발진기(X₁)와, 증폭기(22)의 출력신호를 궤환시키고 LC 발진회로를 구성하는 서로 직렬 연결된 캐패시터(C₁,C₂)로 구성된다. 증폭기(22)는 상기 중심주파수 가변 발진부(21)의 출력 발진신호를 증폭하는 트랜지스터(Q₁)와, 상기 트랜지스터(Q₁)의 바이어스를 제공하는 바이어스 저항(R₁,R₂)과로 구성된다. 여기서, 초크코일(L₁)은 고주파 잡음을 제거하며, 에미터 저항(R_E)은 출력저항을 구성한다.

본 전압제어 발진기는 외부에서 공급되는 제어전압(V_C)을 입력저항(R₃)을 통해 바랙터 다이오드(DV₂)의 애노드에 인가한다. 바랙터 다이오드(DV₂)는 그 캐소드가 전원전압(Vcc)에 연결되고, 그 애노드에 제어전압이 인가된다. 전원전압(Vcc)이 5V라고 할 때, 제어전압(V_C)이 3 V가 인가되면 바랙터 다이오드(DV₂)에 인가되는 전압은 5V-3V=2V가 되므로 제어전압(V_C)이 2V가 인가된 것과 같다.

바랙터 다이오드(DV₂)의 정전용량은 인가되는 전압에 반비례하므로 바랙터 다이오드(DV₂)는 2V가 인가될 때의 정전용량값을 가져 종래의 전압 제어 발진기(도 1참조)에 3V의 제어전압을 인가했을 때보다 그 정전용량은 감소하게 된다. 정전용량의 감소에 따라 서로 직렬 연결 상태인 바랙터 다이오드(DV₁)와 캐패시터(C₁,C₂)의총 정전용량은 증가하게 된다.

정전용량의 증가는 LC 발진회로의 주파수가에 의해 구해지기 때문에 주파수 f 는 감소하게 된다. 제어전압(V_C)이 2 V가 인가되면 바랙터 다이오드(DV₂)에 인가되는 전압은 5V-2V=3V가 되므로 제어전압(V_C)이 3V가 인가된 것과 같다. 바랙터 다이오드(DV₂)의 정전용량은 3V가 인가될 때의 정전용량값을 가져 종래의 전압 제어 발진기(도 1참조)에 2V의 제어전압을 인가했을 때보다 그 정전용량은 증가하게 된다. 정전용량의 증가에 따라 서로 직렬 연결 상태인 바랙터 다이오드(DV₂)와 캐패시터(C₁,C₂)의 총 정전용량은 감소하게 된다.

따라서, LC 발진회로의 주파수는에 의해 주파수 f 는 증가하게 된다.

도 3에 전원전압을 저항으로 분압하여 인가하는 본 발명에 의한 다른 실시예가 도시된다.

본 실시예에서는 전원전압을 분압하여 제공하는 전원전압 조절부(31)가 부가된다. 전원전압 조절부(31)는 외부에서 공급되는 전원전압(V_CC)을 두 개의 저항(R₃₁,R₃₂)에 의해 분압한다. 분압된 전압은의 식에 의해 분압된다. 예를 들어 10K 저항(R₃₁)과 30K 저항(R₃₂)으로 분압하는 경우, 그 분압비는 0.75이므로 제어전압을 5V 인가하는 경우 3.75V의 분압 전압(V₂)을 인가할 수 있다.

이 분압전압(V₂)이 바랙터 다이오드(DV₂)의 캐소드에 인가되어 분압전압(V₂)과 제어전압(V_C)의 차에 의해 용량을 변화시킨다. 바랙터 다이오드(DV₂)에 인가되는 전압은 3.75V-2.5V=1.25V이다.

이렇게 바랙터 다이오드(DV₁)의 용량값이 변화되면 수정발진기(X₁), 바랙터 다이오드(DV₂), 캐패시터(C₁, C₂)로 구성되는 LC 발진회로에서 정전용량값이 정밀하게 변화되어 발진신호의 주파수가 변화하게 된다. 본 실시예에 의한 정전용량의 변화 범위가 2pF 인데 반하여 종래의 전압제어 발진기의 정전용량의 변화범위는 0.5V로 제어전압이 변화한다고 할 때, 20pF 이므로 그에 따른 발진신호의 주파수 변화도 더 크게 되어 본 실시예에 의한 전압제어 발진기의 발진신호가 더 미세하게 그 주파수가 변화한다.

분압 저항의 수를 증가시키면 분압저항을 두 개 사용한 경우보다 더 미세하게 조절이 가능하다. 도 4에 분압저항을 3개를 사용한 실시예가 도시된다. 3개의 분압저항을 사용하면,,의 값을 갖는 두 개의 분압전압을 사용할 수 있다. 이 분압전압을 스위치(SW1)를 사용하여 선택적으로 사용하여 정밀도를 더 높일 수 있다

마찬가지로 분압저항을 4개, 5개,...이상 사용할 수 있으며, 전압제어 발진기가 조절할 수 있는 주파수 범위와 거기에 사용된 바랙터 다이오드의 용량 값의 변화범위에 따라 분압저항의 수를 얼마든지 늘려서 분압되는 전압을 미세하게 변화시킬 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명이 적용되는 경우의 예 중 하나이며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지의 변형과 개선이 가능함은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 바랙터 다이오드의 캐소드에 전원을 연결하고 애노드에 제어전압을 연결하여 사용함으로써 제어전압에 의해 반대로 제어되는 전압제어발진기를 제공할 수 있다. 또한, 전원전압을 분압하여 인가함으로써 정밀도가 높게 발진신호의 주파수를 제어할 수 있다.

Claims

제어전압이 그 애노드에 인가되고 전원전압이 그 캐소드에 인가되는 바랙터 다이오드(DV₂)를 사용하여 그 발진하는 중심주파수가 가변되는 중심주파수 가변 발진부(21)와;

상기 중심주파수 가변 발진부(21)에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력함과 동시에 궤환시키는 증폭부(22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 네가티브 전압제어 수정발진기회로.
제 1항에 있어서, 상기 전원전압을 분압저항으로 분압하여 인가하는 것을 특징으로 하는 네가티브 전압제어 수정발진기회로.
제 1항에 있어서, 상기 전원전압을 다수의 분압저항으로 분압하고 다수의 스위치에 의해 선택하여 인가하는 것을 특징으로 하는 네가티브 전압제어 수정발진기회로.