KR200340702Y1 - 전송선의임피던스정합장치 - Google Patents

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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks

Abstract

본 고안은 전송선의 임피던스 정합장치에 관한 것으로, 샘플 클럭신호를 이용하여 전송선에 입력되는 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부와; 상기 주파수 검출부에서 검출된 주파수와 기준주파수와 비교하여 저주파수 대역 또는 고주파수 대역으로 판별하는 주파수 비교부와; 상기 주파수 비교부의 판별에 의해 저주파대역 임피던스 정합부 또는 고주파대역 임피던스 정합부로 스위칭하기 위한 디먹스부와; 상기 디먹스부의 출력에 따라 저주파대역 또는 고주파대역의 임피던스 정합을 하기 위해 임피던스가 구비되는 임피던스 정합부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 주파수 대역의 변화에 관계없이 임피던스 부정합에 의한 반사현상을 제거하여 신호의 안정시간을 최소화하고 동작속도를 최대로 하는데 효과를 제공한다.

Description

전송선의 임피던스 정합장치
본 고안은 전송전의 임피던스 정합장치에 관한 것으로, 시스템이 고주파로 동작할 때 하나의 시스템과 다른 시스템 사이에 반향없이 서로 임피던스 정합이 되게 하는 전송선의 임피던스 정합장치에 관한 것이다.
도1에는 일반적인 전송선을 미세하게 분할한 미세면적 전송선의 회로해석의 예가 도시된다.
전송선로상에는 손실이 있기 마련이므로, 전송선상에 인덕턴스 L값과 커패시턴스 C값이 이상적인 경우 L값에 직렬로 R값이 존재하고, C값에 병렬로 컨덕턴스 G값이 존재한다.
임피던스 정합을 위해서 A 점으로부터 본 임피던스가 Z0라고 할 때, 전송선에 특성 임피던스와 같은 값을 갖는 터미네이션 저항을 달아 준다. 그래서 저항 값이 동일한 이유 때문에 전자파 반사현상을 방지하고 신호의 안정시간을 최대로 하여 회로의 동작속도가 최대가 된다.
이 때, 특성 임피던스 값 Z0는이다.
(R : 저항, G : 컨덕턴스, L : 인덕턴스, C : 커패시턴스)
터미네이션 방법은 도2에 도시된 바와 같이 A점에서 바라본 특정임피던스와 같은 저항을 달아주면 된다.
그러나, 저주파(w < 100MHz) 대역에서는 R과 G값이 L과 C값에 비해 미약하지만, 즉 무시해도 되는 값으로서로써 이상적인 경우와 비슷해지지만 w가 수백 MHz보다 크면, R, G값을 무시할 수 없기 때문에 임피던스 Z0의 값의 변경이 필요하게 된다.
또한, 시스템의 성능이 점점 고속으로 옮겨가는 임피던스 매칭은 중요한 개념이 되는데 임피던스가 맞지 않아 반사현상이 발생하면, 언더댐핑, 오버댐핑등으로 신호가 원하는 범위까지 도달하는데 많은 시간이 걸리게 되고, 결국적으로 시스템의 성능에도 영향을 미치게 된다.
따라서, 시스템이 수백 MHz이상으로 동작하는 경우에는 서로 다른 시스템이 존재할 경우, 어느 한 시스템에서 다른 시스템 사이의 임피던스를 고려해야만 하는 문제점이 있다.
이에 본 고안은 상기 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 하나의 전송선에 대하여 저주파 대역이나 고주파 대역에서 임피던스 정합시킬 수 있도록 하는 전송선의 임피던스 정합장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 전송선의 임피던스 정합장치는 샘플 클럭신호를 이용하여 전송선에 입력되는 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부와; 상기 주파수 검출부에서 검출된 주파수와 기준주파수와 비교하여 저주파수대역 또는 고주파수 대역으로 판별하는 주파수 비교부와; 상기 주파수 비교부의 판별에 의해 저주파대역 임피던스 정합부 또는 고주파대역 임피던스 정합부로 스위칭하기 위한 디먹스부와; 상기 디먹스부의 출력에 따라 저주파대역 또는 고주파대역의 임피던스 정합을 하기 위해 임피던스가 구비되는 임피던스 정합부을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
도1은 일반적인 전송선의 미소길이에 대한 회로해석도,
도2는 종래의 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합부의 개략도,
도3은 본 고안에 의한 전송선의 임피던스 정합장치의 구성도,
도4는 본 고안에 의한 고주파수대역 임피던스 정합의 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 주파수 검출부 11 : 앤드 연산기
12 : 카운터 13 : 디스플레이부
20 : 주파수 비교부 30 : 디먹스부
40 : 임피던스 정합부 41 : 저주파수 대역 임피던스 정합부
42 : 고주파수 대역 임피던스 정합부
이하 첨부한 도면을 참조로 하여 본 고안을 상세히 설명한다.
도 3에는 본 고안에 의한 전송선의 임피던스 정합장치의 블록도가 도시된다.
도시된 바와 같이 샘플 클럭신호를 이용하여 전송선에 입력되는 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부(10)와, 상기 주파수 검출부(10)를 통해서 검출된 주파수와 기준주파수를 비교하여 저주파수 대역 또는 고주파수 대역으로 판별하는 주파수 비교부(20)와, 상기 주파수 비교부(20)의 판별에 의거하여 저주파대역 임피던스 정합부과 고주파대역 임피던스 정합부로 스위칭을 하기 위한 디먹스부(30)와, 상기 디먹스부(30)에 출력에 따라 저주파대역 및 고주파대역용의 임피던스 정합을 위한 임피던스가 구비되는 임피던스 정합부(40)로 구성된다.
상기 주파수 대역 검출부(20)는 샘플 클럭과 측정용 주파수를 입력받아 앤드연산하는 앤드연산기(11)와, 상기 앤드연산된 샘플 클럭을 이용하여 측정용 주파수를 카운트하여 분주하는 카운터(12)와, 상기 카운터(12)의 카운트 된 값을 디스플레이하는 디스플레이부(13)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 상기 주파수 대역 검출부(10)는 측정하고자 하는 전송로상에서의 주파수를 미리 알고 있는 샘플 펄스와 앤드 연산을 취하여 주파수가 얼마인지를 디스플레이한다.
상기 주파수 비교부(20)는 주파수가 저주파수대역에 속하는지 고주파수 대역에 속하는 지를 비교하여 저주파수이면 상기 저주파수대역에 대응하는 임피던스 정합이 이루어지도록 스위칭되게 하고 고주파이면 고주파수 대역에 대응하는 임피던스 정합이 이루어지도록 스위칭되게 한다.
상기 디먹스부(30)는 상기 주파수 비교부(20)에서 판별되어진 값에 의거하여측정주파수가 저주파수 대역에 속하는 경우에는 0값을 출력하여 상기 임피던스 정합부(40)내에서 저주파수 대역 임피던스 정합이 이루어지게 하고, 측정 주파수가 고주파수 대역에 속하는 경우에는 1값을 출력하여 상기 임피던스 정합부(40)내의 고주파수 대역 임피던스 정합이 이루어지게 한다.
상기 임피던스 정합부(41)는 측정 주파수가 저주파수 대역에 속하는 경우에 임피던스 정합을 위한 저주파수 대역 임피던스 정합부(41)와, 고주파수 대역에 속하는 경우에 임피던스 정합을 위한 고주파수 대역 임피던스 정합부(42)로 구성된다.
임피던스 정합부(40)에서 특성임피던스는가 되므로, 이상적인 경우, 즉, 손실이 없는 경우 (R=G=0)에는로써 저주파에서는 R << ωL, G<< ωC인 관계로 터미네이션 저항을 Z0로 부착하면 되지만, 주파수가 수백 MHz의 고주파가 되면 R과 L의 관계는 그대로 R<<ωL이지만 G와 C의 관계는 G≥ωC가 된다.
따라서,로 되는데 고주파수대역 임피던스 정합부(42)는 Z0를 병렬로 하여 그 값을 맞추어야 한다. 이렇게 하면 손실이 있는 고주파 전송선상에서 임피던스 매칭이 되는 것이다.
도 4에서는 고주파수 대역 임피던스 정합부(42)의 구성이 도시된다. 도시된 바와 같이 저주파수 대역의 특성임피던스 Z0가 병렬로 연결되어져 특성 임피던스Z0' =Z0// Z0를 갖는다.
따라서, 상기 주파수 비교부(20)에서 판별되어진 값이 저주파수 대역에 속하는 경우에는 상기 디먹스부(30)는 0값을 출력하게 되고 , 이에 따라 전송선의 임피던스 정합을 위해서 상기 임피던스 정합부(40)내의 저주파수 대역 임피던스 정합부 (41)로 스위칭이 이루어지고 고주파수 대역 임피던스 정합부(42)는 오프된다.
또한 측정 주파수가 고주파수 대역에 속하는 경우에는 상기 디먹스부(30)는 1값을 출력하고, 이에 따라 상기 임피던스 정합부(40)내의 고주파수 대역 임피던스 정합부(42)로 스위칭이 이루어지고 저주파수 대역 임피던스 정합부(41)는 오프된다.
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정된 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변환 및 변경이 가능한 것이 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식으로 가진 자에게 명백할 것이다.
본 고안에 의하면, 저주파수 대역에서의 임피던스 정합을 위한 Z0임피던스를 갖는 저항소자가 구비된 저주파수 대역 임피던스 정합부와 아울러 고주파수 대역에서의 임피던스 정합을 위해 특성 임피던스 Z0가 병렬로 연결된 고주파수 대역 임피던스 정합부를 구성함으로써 주파수 대역의 변화에 관계없이 임피던스 부정합에 의한 반사현상을 제거하여 신호의 안정시간을 최소화하고 동작속도를 최대로 하는데효과를 제공한다.

Claims (3)

  1. 샘플 클럭신호를 이용하여 전송선에 입력되는 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부와;
    상기 주파수 검출부에서 검출된 주파수와 기준주파수와 비교하여 저주파수 대역 또는 고주파수 대역으로 판별하는 주파수 비교부와;
    상기 주파수 비교부의 판별에 의해 저주파대역 임피던스 정합부 또는 고주파대역 임피던스 정합부로 스위칭하기 위한 디먹스부와;
    상기 디먹스부의 출력에 따라 저주파대역 또는 고주파대역의 임피던스 정합을 하기 위해 임피던스가 구비되는 임피던스 정합부로 구성된 것을 특징으로 하는 전송선의 임피던스 정합장치
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 검출부는,
    샘플클럭신호와 입력신호를 앤드 연산하는 앤드연산기와;
    상기 앤드연산기에서 앤드 연산된 결과에 따라 입력신호의 주파수를 카운트하는 카운터와;
    상기 카운트의 값을 디스플레이하는 디스플레이부로 구성된 것을 특징으로 하는 전송선의 임피던스 정합장치
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 임피던스 정합부는,
    저주파수대역의 임피던스 정합을 위해 특성임피던스 Z0의 저항소자가 구비되는 저주파수 대역 임피던스 정합부화;
    고주파수 대역의 임피던스 정합을 위해 구비되는 특성임피던스 Z0가 병렬로 연결되어 구비되는 고주파수 대역 임피던스 정합부로 구성된 것을 특징으로 하는 전송선의 임피던스 정합장치
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