KR20020016392A - Voltage Control Oscillator for transmitting/receiving type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전압 제어 발진기에 관한 것으로 특히 송수신 전압제어 발진기를 하나의 회로로 구성하기에 적당하도록 한 송수신용 전압 제어 발진기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage controlled oscillator, and more particularly, to a voltage controlled oscillator for transmitting and receiving, which is adapted to constitute a circuit.
최근 수년간 휴대폰의 보급은 괄목 할 만한 성장을 이루었다. 한국내의 수요만도 이미 2000만대가 넘었고, 전세계적으로는 이보다 몇 배 또는 몇십 배에 이를 것이다.In recent years, the spread of mobile phones has seen remarkable growth. The demand in Korea has already exceeded 20 million units, and it will be several times or even tens of times globally.
이처럼 휴대폰 시장이 급성장을 이루고 있는 배경에는 휴대 단말기의 소형화, 다기능화, 디자인의 다양화에 의한 기능의 향상, 인터넷 관련 기기와의 융합과 인프라의 정비에 의한 통화 지역의 확대 등을 들 수 있다.Background of the rapid growth of the mobile phone market is the miniaturization of mobile terminals, the multifunctionalization, the improvement of functions by diversifying the design, the expansion of the call area by the convergence with the Internet-related devices and the maintenance of the infrastructure.
또한 최근에는 유럽의 GSM과 DCS의 양방 시스템으로 사용 가능한 듀얼 밴드기기, PCS도 사용가능한 트리플 밴드 기기 등도 시장에 등장하여 차세대 이동통신시스템인 IMT2000 관련 W-CDMA가 등장할 예정이고, 월드와이드(WWW)로 사용 가능한 휴대폰의 보급도 크게 기대되고 있다.Recently, dual band devices that can be used for both GSM and DCS systems in Europe and triple band devices that can also be used for PCS have appeared in the market, and the next generation mobile communication system, IMT2000-related W-CDMA, will be introduced. It is also expected to spread mobile phones that can be used.
이러한 배경 중에는 휴대 단말기에 사용되는 디바이스, 부품에는 소형, 경량, 박형화, 다기능 집적화라는 것이 항상 요구된다. 특히 앞에서 얘기한 듀얼밴드, 트리플밴드와 같은 시스템에서는 RF부의 신호처리 계통이 2배, 3배의 규모로 되기 때문에 부품에 대한 이러한 요구가 클 수밖에 없다.Among these backgrounds, devices, components, and components used in portable terminals are always required to be compact, lightweight, thin, and multifunctional. Especially in systems such as dual band and triple band, the RF signal processing system is doubled and tripled, so this demand for components is inevitably high.
일반적으로, 기존의 DCS중 디지털 방식의 경우는 PCS와 마찬가지로 CDMA 방식을 사용하며, 상기 DCS와 PCS의 하드웨어 구현상 가장 큰 차이점은 사용 주파수 대역과 채널 간격이 다르다는 점에 있다. 즉, DCS의 채널 간격은 30㎑이고, PCS의 채널 간격은 50㎑로서, 각각의 PLL의 기준 주파수는 19.68㎒(30㎑×656)와 24.6㎒를 사용한다.In general, the digital method of the existing DCS uses the CDMA method like the PCS, the biggest difference in the hardware implementation of the DCS and PCS is that the frequency band and the channel spacing is different. That is, the channel spacing of the DCS is 30 kHz, the channel spacing of the PCS is 50 kHz, and the reference frequencies of each PLL use 19.68 MHz (30 kHz × 656) and 24.6 MHz.
그런데, 앞에서도 설명한 바와 같이 지역 특성에 따라 또는 사용자의 필요성에 따라 동일한 단말기가 PCS로 또는 DCS 또는 GSM으로 사용되어야 하는 경우가 발생되었다. 이러한 경우 하나의 단말기에는 상술한 바와 같은 이종의 사용 주파수를모두 만족시켜 줘야 한다.However, as described above, the same terminal has to be used as PCS or DCS or GSM according to local characteristics or user needs. In this case, one terminal must satisfy all of the heterogeneous use frequencies as described above.
그리고 GSM과 DCS 듀얼 방식에 사용되고 있는 전압 제어 발진기는 송신 듀얼 고전력 전압 제어 발진기(TX Dual High Power VCO)와 수신 듀얼 전압 제어 발진기(RX Dual VCO) 즉, 듀얼 전압 제어 발진기가 사용되는데 이 경우 송신용과 수신용 듀얼 전압 제어 발진기는 각각 회로로 구성하여 사용되고 있다.In addition, the voltage controlled oscillator used in the dual GSM and DCS schemes uses a TX dual high power VCO and a RX dual VCO, that is, a dual voltage controlled oscillator. Dual voltage-controlled oscillators for receiving and receiving are used in circuits.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 송수신 듀얼 전압 제어 발진기를 설명하기로 한다.Hereinafter, a transmission / reception dual voltage controlled oscillator according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 수신 전압 제어 발진기(RX VCO)의 회로 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 송신 전압 제어 발진기(TX VCO)의 회로 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a reception voltage controlled oscillator (RX VCO) according to the prior art, and FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a transmission voltage controlled oscillator (TX VCO) according to the prior art.
종래 기술에 따른 전압 제어 발진기중 수신용 전압 제어 발진기의 회로 구성은 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 크게 기준 주파수의 발생을 위한 기준주파수 발진부(11) 및 기준주파수 증폭부(12)로 구분할 수 있다.The circuit configuration of the reception voltage control oscillator of the conventional voltage control oscillator according to the prior art is largely divided into a reference frequency oscillator 11 and a reference frequency amplifier 12 for generation of a reference frequency. Can be distinguished.
이때, 참조번호 11로 표시되는 기준주파수 발진부(11)는 도면상 도시하지 않았지만 위상고정루프(Phase Locked Loop : PLL)에서 출력되는 전압신호를 입력받아 GSM, DCS 또는 PCS에 적합한 기준주파수를 발생시키기 위해 발진 동작하는 부분이며, 참조번호 12로 표시되는 기준주파수 증폭부는 각 증폭부를 구성하고 있는 트랜지스터의 베이스 단자에 걸리는 신호를 받아 증폭부내 트랜지스터가 온동작하여 참조부호 OUT로 표시되는 출력단에 GSM, DCS 또는 PCS용 기준주파수중 어느 하나의 기준주파수가 출력되어진다.At this time, the reference frequency oscillator 11, which is indicated by reference numeral 11, although not shown in the drawing to receive a voltage signal output from a phase locked loop (PLL) to generate a reference frequency suitable for GSM, DCS or PCS The reference frequency amplifying unit, which is indicated by reference numeral 12, receives a signal applied to the base terminal of the transistors constituting each amplifying unit, and the transistor in the amplifying unit is turned on so that the output terminal indicated by the reference symbol OUT is GSM, DCS. Or, any one of the reference frequency of the PCS reference frequency is output.
그리고 종래 기술에 따른 전압 제어 발진기중 송신용 전압 제어 발진기의 회로 구성은 첨부한 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 크게 기준 주파수의 발생을 위한 기준주파수 발진부(21) 및 기준주파수 증폭부(22)로 구분할 수 있다.The circuit configuration of the voltage controlled oscillator for transmission in the voltage controlled oscillator according to the prior art is largely as shown in FIG. 2, a reference frequency oscillator 21 and a reference frequency amplifier 22 for generating a reference frequency. Can be divided into
이때, 참조번호 21로 표시되는 기준주파수 발진부(21) 역시 도면상 도시하지 않았지만 위상고정루프(PLL)에서 출력되는 전압신호를 입력받아 GSM, DCS 또는 PCS에 적합한 기준주파수를 발생시키기 위해 발진 동작하는 부분이며, 참조번호 22로 표시되는 기준주파수 증폭부는 각 증폭부를 구성하고 있는 트랜지스터의 베이스 단자에 걸리는 신호를 받아 증폭부내 트랜지스터가 온동작하여 참조부호 OUT로 표시되는 출력단에 GSM, DCS 또는 PCS용 기준주파수중 어느 하나의 기준주파수가 출력되어진다.At this time, the reference frequency oscillator 21 indicated by reference numeral 21 also oscillates to generate a reference frequency suitable for GSM, DCS or PCS by receiving the voltage signal output from the phase locked loop (PLL), although not shown in the drawing. Reference frequency amplifying section, which is indicated by reference numeral 22, receives a signal applied to a base terminal of a transistor constituting each amplifying section, and the transistor in the amplifying section is turned on so that a reference for GSM, DCS, or PCS is shown at the output terminal indicated by reference numeral OUT. Any reference frequency of the frequencies is output.
이때, 도 1에 나타낸 바와 같은 수신용 전압 제어 발진기의 출력 레벨은 DCN의 경우 5dBm 이하이고, 주파수 대역은 921MHz이며, 도 2에 나타낸 바와 같은 송신용 전압 제어 발진기의 출력 레벨 역시 DCN의 경우 3dBm이하이며, 주파수 대역은 898MHz이다.At this time, the output level of the receiving voltage controlled oscillator as shown in FIG. 1 is 5 dBm or less for DCN, the frequency band is 921 MHz, and the output level of the transmitting voltage controlled oscillator as shown in FIG. 2 is also 3 dBm or less for DCN. The frequency band is 898 MHz.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 수신 및 송신용 전압 제어 발진기의 경우에는 하나의 GSM, DCN 또는 PCS 단말기에 각각의 회로를 구성하여야 했다. 따라서, 점차 소형화 경량화 슬립화되어지는 소비자의 취향을 만족시키는데 기술적으로 한계를 내포하고 있다. 또한, 중복적인 하드웨어의 사용은 생산단가의 상승요인으로 작용하는 문제점이 있다.However, in the conventional voltage-controlled oscillator for receiving and transmitting as described above, each circuit must be configured in one GSM, DCN or PCS terminal. Therefore, there is a technical limitation in satisfying the tastes of consumers who are gradually miniaturized, lightweight, and slipped. In addition, there is a problem that the use of redundant hardware acts as an increase factor of the production cost.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 송수신용 전압제어 발진기를 하나의 전압제어 발진기로 구성하여 회로를 단순히 할 수 있는 송수신용 전압제어 발진기를 구성하는데 목적이 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to configure a voltage-controlled oscillator for transmission and reception that can simply configure the circuit by configuring a voltage-controlled oscillator for transmission and reception as one voltage-controlled oscillator.
도 1은 종래 기술에 따른 수신 전압 제어 발진기(RX VCO)의 회로 구성을 나타낸 도면1 illustrates a circuit configuration of a reception voltage controlled oscillator (RX VCO) according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 송신 전압 제어 발진기(TX VCO)의 회로 구성을 나타낸 도면2 is a circuit diagram illustrating a transmission voltage controlled oscillator (TX VCO) according to the related art.
도 3은 본 발명에 따른 송수신용 전압 제어 발진기를 나타낸 회로 구성도3 is a circuit diagram illustrating a voltage controlled oscillator for transmission and reception according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
31 : 주파수 발진부 32 : 스위칭 회로부31: frequency oscillator 32: switching circuit
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 입력되는 구동 전압에 따라 저주파 또는 고주파 대역의 신호를 기준신호로 발생시키는 주파수 발진부와, 상기 주파수 발진부의 상기 저주파 또는 고주파 대역의 기준신호를 발생시키도록 제어하는 스위칭 회로부와, 상기 스위칭 회로부의 동작에 따라 상기 주파수 발진부에서 출력되는 저주파 또는 고주파 대역의 신호를 출력하는 출력회로부로 구성된다.According to an aspect of the present invention, a frequency oscillator for generating a low frequency or high frequency band signal as a reference signal according to an input driving voltage, and a reference signal for the low frequency or high frequency band of the frequency oscillator is generated. And a switching circuit section for controlling and an output circuit section for outputting a low frequency or high frequency band signal output from the frequency oscillation section in accordance with the operation of the switching circuit section.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 송수신용 전압 제어 발진기를 나타낸 회로 구성도로서, 첨부한 도 3에 도시되어 있는 본 발명에 따른 송수신용 전압제어 발진기의 구성을 살펴보면, 입력되는 구동 전압에 따라 저주파 또는 고주파 대역의 신호를 기준신호로 발생시키는 주파수 발진부(31)와, 상기 주파수 발진부(31)의 상기 저주파 또는 고주파 대역의 기준신호를 발생시키도록 제어하는 스위칭 회로부(32)와, 상기스위칭 회로부(32)의 동작에 따라 상기 주파수 발진부(31)에서 출력되는 저주파 또는 고주파 대역의 신호를 출력하는 출력회로부로 구성된다.3 is a circuit diagram illustrating a voltage-controlled oscillator for transmitting and receiving according to the present invention. Referring to the configuration of the voltage-controlled oscillator for transmitting and receiving according to the present invention shown in FIG. 3, a low frequency or a high frequency depends on an input driving voltage. A frequency oscillator 31 for generating a signal of a band as a reference signal, a switching circuit portion 32 for controlling to generate a reference signal of the low frequency or high frequency band of the frequency oscillator 31, and the switching circuit portion 32 According to the operation of the frequency oscillation unit 31 is composed of an output circuit unit for outputting a signal of the low frequency or high frequency band.
그 세부 구성을 각 구성 요소별로 살펴보면, 우선 주파수 발진부(31)는 입력단에 걸리는 전압(Vt)을 제 1 코일(L31)을 통해 캐소드 단자에 입력받고 애노드 단자는 접지단과 연결되는 바랙터 다이오드(D1)와, 두 개의 콘덴서가 직렬연결되어 있으며 전체적으로 상기 바랙터 다이오드(D1)와 병렬연결된 제 32, 33 콘덴서(C32,C33)와, 상기 제 32, 33 콘덴서(C32,C33)의 연결점에 일측이 연결되고 타측이 접지단에 연결되어 직렬연결된 제 31, 32 코일(L31,L32)로 구성되고, 상기 출력회로부는 배터리 전원(B+)과 접지단 사이에 직렬연결된 된 제 31부터 제 34 저항(R31,R32,R33,R34)과, 일측이 배터리 전원(B+)에 연결되고 타측이 일 트랜지스터 콜렉터단에 연결된 코일과, 콜렉터가 출력측과 연결되고, 베이스단이 제 31, 32 저항(R31,R32)의 연결점을 통해 접지단에 연결되고, 에미터가 다른 트랜지스터의 콜렉터에 연결된 일 트랜지스터와, 베이스단이 제 32, 33 저항(R32,R33) 연결점에 연결되어, 제 31 코일(L31)의 일측에 연결되고, 에미터가 접지단에 연결된 다른 트랜지스터로 구성되고, 주파수 변환부(32)는 상기 제 31, 32 코일(L31,L32)의 연결점에 일측이 연결되고, 타측은 각각 접지단에 연결된 제 34 콘덴서(C34)와, 상기 제 31, 32 코일(L31,L32)의 연결점에 일측이 연결되고 타측은 제 33, 34 저항(R33,R34)의 연결점에 연결된 제 35 콘덴서(C35)와, 상기 제 33, 34 저항(R33,R34)의 연결점에 콜렉터가 연결되고, 에미터가 접지와 연결되며, 베이스가 송수신(TX/RX) 신호 입력단에 연결된 제 31 트랜지스터(TR31)로 구성된다.Looking at the detailed configuration of each component, first, the frequency oscillator 31 receives the voltage (Vt) applied to the input terminal to the cathode terminal through the first coil (L31), the anode terminal is connected to the varactor diode (D1) ), Two capacitors are connected in series, and one side is connected to the 32nd and 33rd capacitors C32 and C33 connected in parallel with the varactor diode D1 and the 32nd and 33rd capacitors C32 and C33. 31 and 32 coils (L31 and L32) connected to each other and connected to the ground terminal in series, and the output circuit unit includes the 31st to 34th resistors (R31) connected in series between the battery power source B + and the ground terminal. , R32, R33, R34, one side is connected to the battery power source (B +), the other side is connected to one transistor collector terminal, the collector is connected to the output side, the base end is 31, 32 resistors (R31, R32) Connected to ground via the connection point of the One transistor connected to the collector of the transistor, and the base terminal is connected to the connection point of the 32nd, 33rd resistors (R32, R33), is connected to one side of the 31st coil (L31), the emitter is composed of another transistor connected to the ground terminal The frequency converter 32 has one side connected to the connection points of the thirty-first and thirty-second coils L31 and L32, and the thirty-fourth condenser C34 and the thirty-first and thirty-second coils One side is connected to the connection point of L31, L32, and the other side is a collector at the connection point of the thirty-third capacitor C35 connected to the connection point of the 33rd, 34th resistors R33, R34, and the 33rd, 34th resistors R33, R34. Is connected, the emitter is connected to ground, and the base is composed of a thirty-first transistor TR31 connected to a transmit / receive (TX / RX) signal input terminal.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 송수신용 전압 제어 발진기는 주파수 발진부(31)의 제 31, 32 코일(L31,L32) 사이와 바이어스 저항인 제 33,34 저항(R33,R34) 사이에 주파수와 출력 레벨을 동시에 변화시키는 스위칭 회로부(32)를 구성한 것으로 송수신 신호 입력단에서 제 31 트랜지스터(TR31)로 전압을 인가시키면, 제 31 트랜지스터(TR31)가 온되어 주파수 발진부(31)의 제 31 코일(L31)만 동작하게 되므로 주파수는 높아지고(예를 들면 921MHz), 그에 따라 수신용 전압 제어 발진기로서 동작하게 된다.The voltage controlled oscillator for transmitting and receiving according to the present invention having such a configuration has a frequency between the thirty-first and thirty-second coils L31 and L32 of the frequency oscillator 31 and between the thirty-third and thirty-fourth resistors R33 and R34 which are bias resistors. When the voltage is applied to the thirty-first transistor TR31 from the transmit / receive signal input terminal, the thirty-first transistor TR31 is turned on to turn on the thirty-first coil L31 of the frequency oscillator 31. ), The frequency is increased (e.g., 921 MHz), thereby operating as a receiving voltage controlled oscillator.
반대로 송수신 신호 입력단(TX/RX)을 오프시키면 제 31 트랜지스터(TR31) 역시 오프되므로 주파수 발진부(31)의 제 31, 제 32 코일(L31,L32)이 모두 동작하게 되어 전체 코일의 길이가 길어지므로 주파수는 낮아지고(예를 들면 898MHz), 그에 따라 송신용 전압 제어 발진기로서 동작하게 된다.On the contrary, when the transmission / reception signal input terminals TX / RX are turned off, the thirty-first transistor TR31 is also turned off, so that the thirty-first and thirty-second coils L31 and L32 of the frequency oscillator 31 operate to lengthen the entire coil. The frequency is lowered (e.g., 898 MHz), thus operating as a voltage controlled oscillator for transmission.
즉, 출력단(OUTPUT)으로 출력되는 레벨은 송수신 신호 입력단(TX/RX)에 전압을 인가시키면, 제 31 트랜지스터(TR31)가 도통되고 제 34 저항(R34)으로는 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서 제 31 트랜지스터(TR31)의 베이스 단에 상대적으로 낮은 전압이 인가되어 제 31 트랜지스터(TR31)에 적은 전류가 흐르고 출력레벨은 저하된다(-5dBm).That is, when the voltage output to the output terminal OUTPUT is applied to the transmission / reception signal input terminals TX / RX, the thirty-first transistor TR31 becomes conductive and no current flows to the thirty-fourth resistor R34. Accordingly, a relatively low voltage is applied to the base terminal of the thirty-first transistor TR31 so that a small current flows in the thirty-first transistor TR31 and the output level is reduced (-5 dBm).
반대로 송수신 신호 입력단(TX/RX)에 전압을 인가하지 않으면, 제 31 트랜지스터(TR31)가 동작하지 않으므로 제 34 저항(R34)으로는 전류가 흐르게 된다. 따라서 제 31 트랜지스터(TR31)의 베이스 단에 상대적으로 높은 전압이 인가되어 제 31 트랜지스터(TR31)에 높은 전류가 흐르고 출력레벨은 상승된다(3dBm).On the contrary, when no voltage is applied to the transmission / reception signal input terminals TX / RX, the thirty-first transistor TR31 does not operate, and thus current flows through the thirty-fourth resistor R34. Therefore, a relatively high voltage is applied to the base terminal of the thirty-first transistor TR31 so that a high current flows through the thirty-first transistor TR31 and the output level is increased (3 dBm).
결과적으로 송수신 신호 입력단을 온시키면 주파수는 높아지고 출력레벨은 -5dBm의 수신 전압제어 발진기로 동작하고, 송수신 신호 입력단을 오프시키면 주파수는 낮아지고 출력레벨은 3dBm의 송신 전압제어 발진기로 동작할 수 있게 된다.As a result, when the transmit / receive signal input is turned on, the frequency is increased and the output level is operated as a receiving voltage controlled oscillator of -5dBm. .
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.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it will be appreciated that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 송수신 전압제어 발진기는 GSM, DCS 듀얼 방식의 각각의 제품에 적용되던 수신용 전압제어 발진기와 송신용 전압 제어 발진기를 하나의 전압 제어 발진기로 구성할 수 있으므로 원가를 절감할 수 있으며, 제품 크기 역시 줄일 수 있다.As described above, the transmit / receive voltage controlled oscillator according to the present invention can reduce the cost because the receiving voltage controlled oscillator and the transmit voltage controlled oscillator, which are applied to each product of the GSM and DCS dual systems, can be configured as one voltage controlled oscillator. You can also reduce the size of the product.
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2000
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Also Published As
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