KR20020096109A

KR20020096109A - 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치

Info

Publication number: KR20020096109A
Application number: KR1020010034156A
Authority: KR
Inventors: 유승연; 한재준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-06-16
Filing date: 2001-06-16
Publication date: 2002-12-31
Also published as: KR100390510B1

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치에 관한 것으로, 외부 크리스탈 발진기의 주파수를 분주하는 기본 주파수 분주기와, 주파수 및 위상검출기와, 전압제어 발진기(VCO)의 출력 주파수를 분주하는 VCO 주파수 분주기와, 챠지 펌프(Charge Pump) 전류원을 포함하는 위상동기루프(PLL)와; 전압제어 발진기의 초기값으로 소정 레벨의 전압을 인가하기 위한 스위치와; 상기 전압제어 발진기의 주파수 신호와 락킹 주파수의 크기에 따라 상기 스위치를 제어하여 전압제어 발진기의 출력을 조절하는 스위치 제어기로 구성되어, 초기에 소정 레벨의 전압을 전압제어 발진기에 인가하여 그 출력 주파수에 의해 락을 걸도록 함으로써, 락 타임을 빠르게 하면서 동시에 위상잡음 제거를 위해 루프 필터의 대역폭을 조정할 필요가 없게 되고, 더욱 빠른 락 타임을 요구하는 차세대 이동통신 서비스(CDMA2000 및 IMT2000) 등에서 부수적인 소자를 사용하지 않고도 락 타임을 빠르게 함과 동시에 위상잡음을 최소화하는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치{APPARATUS FOR INCREASING BATTERY USING TIME OF MOBILE COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 배터리 사용시간을 증가시켜 통화 대기시간을 연장할 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치에 관한 것이다.

이동통신 단말기의 중요한 연구 대상 중 하나는 배터리 사용시간을 연장하는 것이다.

현재, 차세대 이동통신 시스템(CDMA 2000)은 배터리 사용시간 연장을 위하여 고속 페이징 채널(Quick Paging Channel)을 사용하고 있는데, 이 방법은 단말기가 슬립모드(Sleep mode)에 있는 시간을 최대한 늘리는 것을 요지로 하고 있다.

위상동기루프(PLL)의 락 타임(Lock Time)이 길면 짧은 경우에 비하여 신호 수신을 위해, 슬립모드에서 아이들모드(Idle mode)로 전환되는 시간이 짧아져, 전류 소모량이 증가하게 됨으로써 배터리 사용시간이 줄어들게 된다.

따라서, 이 발명의 목적은 위상동기루프(PLL : Phase Locked Loop)의 락 타임을 줄임으로서 배터리 대기시간을 늘어나게 하는 것이다.

그럼, 도1과 도2를 참조하여 종래의 위상동기루프의 락 타임을 조정하여 배터리 사용시간을 연장하기 위한 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 전압제어 발진기(VCO)는 발진 주파수가 안정하지 못하고 시간에 따라 계속 변하며 흔들리는 특성이 있는데, 이와 같이 흔들리는 발진기의 주파수를 고정시키기 위하여 위상동기루프(PLL)를 사용하고 있으며, 또한 위상동기루프(PLL)를 사용함으로서 전압제어 발진기(VCO)의 출력주파수를 원하는 대로 변화시킬 수 있게된다.

이때, 상기 위상동기루프(PLL)(2)는 도1에 도시된 바와 같이 크게 외부 크리스탈 발진기의 주파수를 분주하는 기본 주파수 분주기(2a), 주파수 및 위상검출기(2b), VCO(4)의 출력 주파수를 분주하는 VCO 주파수 분주기(2c), 챠지 펌프(Charge Pump) 전류원(2d)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 위상동기루프(PLL)는 VCO(4)의 출력주파수를 입력받아 이를 외부의 매우 안정한 크리스탈 발진기(1)의 출력주파수와 위상을 비교하고, 그 차이 값을 이용하여 챠지펌프 전류원(2d)의 전류량을 조절하는 역할을 한다.

다음, 루프 필터(3)는 상기 위상동기루프(PLL)칩(2)에서 교류 형태로 출력되는 챠지펌프 전류를 직류 전압으로 바꾸어준다.

즉, 상기 직류전압이 전압제어발진기(4)를 조절하여 계속적으로 안정적인 발진 주파수를 유지할 수 있게 하는 것이다.

이때, 위상동기루프(PLL)의 락 타임은 루프 필터(3)를 구성하는 내부 저항과 커패시터의 값에 따라 변하게 되는데, 이와 같이 루프 필터(3)의 내부 소자값이 바뀌면 루프 대역폭(Loop B.W)도 변하게 된다.

일반적으로 루프 대역폭(Loop B.W)이 작으면 위상잡음이 작지만 락 타임이 증가하고, 반대로 루프 대역폭(Loop B.W)이 크면 락 타임은 짧지만 위상잡음이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 종래의 기술은 소정개의 저항과 스위치용 트랜지스터(Q1)를 부가적으로 더 사용하여 루프 대역폭(Loop B.W)을 크게 함으로써, 초기에 발진기를 안정화시키는 시간을 짧게 하고, 이후 락이 걸리면 스위치용 트랜지스터(Q1)의 스위칭에 의해 루프 대역폭(Loop B.W)을 줄여 위상잡음을 감소시키는 방법이다.

즉, 위상동기루프(PLL)의 루프 필터에 저항과 스위치용 트랜지스터를 사용하여, 루프 대역폭을 늘려 주파수 락을 빠르게 잡은 후, 루프 대역폭을 줄이도록 스위칭 하여 위상 노이즈 문제를 해결하는 방식이다.

상기와 같은 종래 장치의 동작 및 작용을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도2에서 루프 필터 부분의 저항(R2)값을 증가시키면 루프 대역폭(Loop B.W)도 증가하고, 저항(R2)값을 감소시키면 루프 대역폭(Loop B.W)도 감소한다.

다시 말해, 락이 걸리기 전까지는 저항(R2)값을 큰 값으로 사용하여 루프 대역폭(Loop B.W)를 크게 하여 락 타임을 줄이고, 이후 락이 걸려 위상동기루프(2)에서 락 검출신호가 출력되면, 이 신호에 의해 스위치용 트랜지스터(Q1)가 동작하여 저항(R2)에 저항(R4)을 병렬 연결시킨다.

따라서, 저항(R2) 값이 작아지는 효과를 갖게 되므로 루프 대역폭(Loop B.W)이 줄어들어 위상잡음을 줄일 수 있다.

즉, 종래의 기술은 상기와 같이 저항(R4)과 스위치용 트랜지스터(Q1)에 의해 루프 필터의 내부 저항(R2)값을 조절하여 락 타임을 줄이면서도 위상잡음을 개선하는 것이다.

그러나, 종래의 기술은 루프 필터 구현시 원래 사용되는 커패시터(C1, C2, C3) 및 저항(R2, R3) 소자 외에 스위칭 트랜지스터(Q1)와 저항(R4) 등의 소자를 더 사용하므로 추가 비용이 더 소요되는 문제점이 있으며, 또한 기판의 면적이 제한된 상태에서 공간을 더 차지하게 되고 락이 걸린 상태에서 스위칭 트랜지스터가 계속 켜져 있는 상태이므로 트랜지스터로부터 잡음이 발생되어 위상잡음 특성이 나빠지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 이동통신 단말기의 배터리 사용시간을 증가시켜 통화 대기시간을 연장할 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 위상동기루프의 내부 구성을 보인 블록도.

도 2는 종래 락 타임 개선을 위한 루프필터의 내부 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명에 의한 장치의 위상동기루프의 내부 구성을 보인 블록도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10a : 스위치 제어부 10b : 스위치

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부 크리스탈 발진기의 주파수를 분주하는 기본 주파수 분주기와, 주파수 및 위상검출기와, 전압제어 발진기(VCO)의 출력 주파수를 분주하는 VCO 주파수 분주기와, 챠지 펌프(Charge Pump) 전류원을 포함하는 위상동기루프(PLL)와; 전압제어 발진기의 초기값으로 소정 레벨의 전압을 인가하기 위한 스위치와; 상기 전압제어 발진기의 주파수 신호와 락킹 주파수의 크기에 따라 상기 스위치를 제어하여 전압제어 발진기의 출력을 조절하는 스위치 제어기로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면다음과 같다.

일단, 본 발명에 의한 장치의 기본적인 구성은 종래 장치의 구성과 거의 비슷하다.

다만, 본 발명에서는 종래 전압제어 발진기(4)의 제어신호 초기값이 0(V) 였던 것에 반하여, 전압제어 발진기의 제어신호를 소정값으로 미리 설정해 놓는다는 차이점이 있다.

즉, 제어신호가 크게 변하면 전압제어 발진기(VCO)의 출력주파수도 크게 변하게 되고, 주파수의 변화값이 크면 락 타임이 오래 걸린다.

이때, 종래의 방법에 의해서는 초기상태(전압제어 신호가 0(V))일 때, 전압제어 발진기의 출력주파수에서 가장 멀리 떨어진 곳(예를 들어, 전압제어 신호가 3(V) 일 때)까지 움직이는 시간이 가장 오래 걸리게 되는 것이다.

그러나, 본 발명에서는 초기상태의 전압제어 신호를 0(V)와 가장 높은 값의 중간값(예를 들어, 가장 높은 값이 3(v)이면 1.5(v)로 초기값을 설정) 으로 설정함으로써, 발진 주파수가 변하는데 걸리는 시간이 전압제어 신호가 0(V)일 때와 3(V)일 때가 같아지며, 종래의 방식에 비해 초기 상태에서 전압제어 신호가 3(v)일 때의 전압제어 발진기의 출력 주파수까지 도달하는데 걸리는 시간이 절반으로 줄어들게 되는 것이다.

도3은 본 발명에 의한 장치의 구성을 보인 블록도로서, 본 발명에서는 위상동기루프 칩(10)에서 초기에 소정 레벨의 전압을 미리 출력하여, 락 타임을 최소화 시키도록 한다.

즉, 위상동기루프 칩(10)에서 초기에 소정 레벨의 전압이 발생되어 전압제어 발진기(4)의 전압제어 부분(미도시)에 전달되면, 위상동기루프(10)는 전압제어 발진기(4)에서 출력되는 주파수 신호를 입력받아 락킹 주파수와 비교한다.

상기 비교 결과, 전압제어 발진기(4)의 출력이 높을 경우에는, 스위치(10b)를 오프시켜 전압제어 발진기(4)로 인가되던 전압을 차단하고, 이 후에는 종래와 마찬가지로 위상동기루프에 의해서 락을 걸게 된다.

반대로, 상기 전압제어 발진기(4)의 출력이 락킹 주파수보다 낮을 경우에는, 스위치(10b)를 턴온 상태 그대로 유지하고 그 상태에서 위상동기루프를 동작시켜 락을 걸게 된다.

즉, 스위치(10b)를 통해 소정 레벨의 전압을 인가하여 전압제어 발진기를 동작시킨 상태에서 락킹 주파수를 찾으므로 종래에 비교해 훨씬 빠른 속도로 락을 걸게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치는, 초기에 소정 레벨의 전압을 전압제어 발진기에 인가하여 그 출력 주파수에 의해 락을 걸도록 함으로써, 락 타임을 빠르게 하면서 동시에 위상잡음 제거를 위해 루프 필터의 대역폭을 조정할 필요가 없게 된다.

따라서, 더욱 빠른 락 타임을 요구하는 차세대 이동통신 서비스(CDMA2000 및 IMT2000) 등에서 부수적인 소자를 사용하지 않고도 락 타임을 빠르게 함과 동시에 위상잡음을 최소화하는 효과가 있다.

Claims

외부 크리스탈 발진기의 주파수를 분주하는 기본 주파수 분주기와, 주파수 및 위상검출기와, 전압제어 발진기(VCO)의 출력 주파수를 분주하는 VCO 주파수 분주기와, 챠지 펌프(Charge Pump) 전류원을 포함하는 위상동기루프(PLL)와; 전압제어 발진기의 초기값으로 소정 레벨의 전압을 인가하기 위한 스위치와; 상기 전압제어 발진기의 주파수 신호와 락킹 주파수의 크기에 따라 상기 스위치를 제어하여 전압제어 발진기의 출력을 조절하는 스위치 제어기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치.
제1항에 있어서, 상기 스위치 제어부는 전압제어 발진기의 출력이 락킹 주파수보다 높을 경우, 스위치를 오프시켜 전압제어 발진기로 인가되던 전압을 차단하고, 반대로 전압제어 발진기의 출력이 락킹 주파수보다 낮을 경우, 스위치를 턴온 상태 그대로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 배터리 사용시간 증가장치.