KR20040003890A - 라디오주파수 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라디오주파수 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신 제품 등에 장착되어 무선으로 라디오통신이 가능하도록 구현되는 라디오주파수 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈이 이동통신 제품 등에 장착되어 무선으로 라디오 기능을 수행할 수 있다. 또한, 회로 상에 추가로 캐패시터 및 그라운드를 구성하여 라디오주파수를 안정적으로 자동서치할 수 있을 뿐아니라 수신감도를 향상시켰다.

Description

라디오주파수 모듈{A radio frequency module}

본 발명은 라디오주파수 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선으로 라디오수신이 가능하도록 구성되는 라디오주파수 모듈에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 IC5767의 설계도이다.

도면에 도시된 상기 IC5767(100)에 대해 간략하게 살펴보면, 안테나로부터 전달된 신호를 증폭하는 증폭기(AMP)와, 각 입력신호를 최상의 조건으로 믹스하는 믹서(MIXER)와, 입력신호에 따른 각각의 게인의 양을 최상의 조건으로 자동조절하는 에이지시(AGC)와, 전압을 변화시켜 원하는 주파수의 초고주파를 발진시키는 브이시오(VCO)와, 복수입력신호 중 선택신호를 제어하여 출력시키는 먹스(MUX)와, 입력신호파형의 진폭을 일정한 크기로 제한하는 리미터(LIMITER)와, 변조된 신호를 다시 원래신호로 되돌리는 디모드(DEMOD)와, 아날로드신호를 디지털신호로 변환하는 에이디시(ADC)와, 신호가 버스로 출력되도록 버스의 경로를 제공하는 통신버스와, 신호를 발진시키는 수정발진기(XTAL OSCILLATOR) 등으로 구성된다.

그리고 상기 제어구성요소 뿐아니라 일반적인 IC5767에 구성된 제어요소가 도 1에 간략하게 구성되어져 있다.

상기 제어구성에서 라디오주파수신호를 감지하여 전달되는 과정을 일실시예로서 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

안테나로부터 감지된 라디오주파수 신호는 증폭기(AMP)로 전달된다. 상기 증폭기(AMP)를 통과하여 증폭된 라디오주파수 신호는 믹서(MIXER)를 통해서 최상의 조건으로 믹스되어, 리미터(LIMITER)로 전달된다. 상기 리미터(LIMITER)는 입력된 라디오주파수의 진폭을 일정한 크기로 제한한 후, 디모드(DEMOD)로 전달한다. 상기 디모드(DEMOD)로 전달된 FM라디오주파수 신호의 변조신호는 다시 원래신호로 되돌아가고, 디코더(DECODER)를 거쳐 아날로그신호가 디지털신호로 변환되어 좌,우 음향단자로 출력하게 된다.

종래에는 상기와 같은 라디오주파수 모듈을 구성하여 FM라디오를 수신함에 있어서, 제품에 장착되는 라디오주파수 모듈이 웨이퍼 타입(Wafer Type) 4층으로 설계되어, 크기와 부피가 큰 문제점이 있었다. 또한, 종래에는 라디오주파수에서수신대역에 따라 잡음발생의 차가 크게 나고, 잡음발생에 따른 수신감도가 많이 떨어졌다.

그리고, 종래에는 라디오주파수를 자동서치하는데 있어서, 공중파 라디오방송 등에서 제공하는 라디오주파수가 최대 18개라면, 모든 FM라디오주파수를 자동서치하지 못하고, 그 일부만 자동서치하였다. 게다가, 예를 들어 93.9Mhz의 FM라디오주파수를 자동서치하면, 93.9Mhz의 FM라디오주파수 뿐 아니라, 그와 유사한 93.7Mhz, 93.8Mhz 등에서 자동서치과정이 종료되었다. 이는 자동서치동작의 최상화 조건에 미치지 못하는 것으로, 자동서치 에러율이 상승함으로 인해서 결과적으로 제품의 신뢰성이 저감되는 결과를 가져오게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 IC부피를 줄이기 위한 SMD방식을 적용하여 구성되는 라디오주파수 모듈을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 정확한 자동서치 및 라디오주파수의 고감도 수신을 위한 라디오주파수 모듈을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 IC5767의 설계도.

도 2는 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈의 중점 그라운드 방식을 도시한 상세도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : IC5767C1~C23 : 캐패시터

L1~L4: 리액터R1~R8 : 저항

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈은 라디오신호를 수신하기 위한 라디오수신칩과; 상기 라디오수신칩의 단자부에 연결되고, 안테나를 통해 수신되는 라디오주파수를 자동 서치하기 위한 자동서치부와; 상기 라디오수신칩의 단자부에 연결되고, 자동서치부에서 자동서치되는 라디오주파수의 레벨을 조절하기 위한 라디오주파수레벨 컨트롤부를 포함하여 구성되고, 그라운드에연결되야 하는 상기 라디오수신칩의 각 단자부는 중점그라운드방식에 의해서 연결되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈에 대해 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 SMD방식으로 라디오주파수 모듈을 구성한다. 상기 SMD방식은 PCB기판 상에 한 쪽면 또는 양면에 각 제어요소를 장착함으로 인해서 부피를 감소시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 라디오주파수 모듈은 한 쪽면에 제어요소를 장착하였다. 실질적으로 본 발명에 따른 일실시예에서 사용된 라디오주파수 모듈의 크기는 14mm*14mm이나, 종래에 사용된 라디오주파수 모듈의 크기가 25mm*15mm였다.

상기와 같은 SMD방식을 적용하기 위해서는 SMT공정을 필요로하는데, 이를 살펴보면 다음과 같다.

상기 SMT(Surface Mount Technology)는 표면실장기술로서, 인쇄회로기판(pcb)위에 납을 인쇄하여 그 위에 칩 부품을 장착하여 납땜 공정을 이용, 인쇄회로기판과 리드 부품간의 접합을 하는 기술을 말한다.

상기 SMT공정은 크게 세가지로 나뉘는데 이를 좀 더 상세하게 살펴보면, 먼저 인쇄공정을 수행한다. 상기 인쇄공정은 스크린 프린터를 사용하여 인쇄회로기판의 랜드(land)위에 적정량의 납을 공급하는 것을 말한다.

그 후, 장착공정을 수행한다. 상기 장착공정은 납 또는 칩 본드가 공급된 인쇄회로기판 위에 부품을 실장하는 것을 말한다.

마지막으로, 납땜공정을 수행한다. 상기 납땜공정은 칩부품이 실장된 인쇄회로기판에 적정량의 열을 가하여 부품과 인쇄회로기판과의 접합기술을 말한다.

도 2는 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈의 구성도이다.

우선, 상기 라디오주파수 모듈에 구성된 제어요소의 연결관계를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 라디오주파수 모듈은 도면에 도시된 바와 같이, 라디오주파수 송수신을 위한 IC5767(100)가 구성되고, 상기 IC5767(100)의 각 포트에 캐패시터 및 저항 등이 구성된다. 이를 상세하게 살펴보면, 상기 IC5767(100)의 2번 포트에 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2)가 병렬로 연결되어져 있다. 그리고 상기 제 1 캐패시터(C1)의 다른 일측에 제 2 저항(R2)이 연결된다. 한편, 제 2 캐패시터(C2)의 다른 일측은 제 1 저항(R1)과 연결되어져 있다.

상기 IC5767(100)의 3번 포트에는 제 2 다이오드(D2)의 캐소드가 연결된다. 또한, IC5767(100)의 3번 포트는 제 1 리액터(L1)와 연결된다. 그리고 제 2 다이오드(D2)의 애노드는 제 1 다이오드(D1)의 애노드와 연결된다. 그리고 제 1 다이오드(D1)의 캐소드는 IC5767(100)의 4번 포트와 연결된다. 또한, 상기 IC5767(100)의 4번포트와 제 2 리액터(L2)와 연결된다. 그 결과 제 1 리액터(L1)와 제 2 리액터(L2)는 병렬연결된다. 그리고 상기 제 1 리액터(L1)와 제 2 리액터(L2)의 다른 일측은 제 3 캐패시터(C3)와 연결된다. 그리고 상기 제 3 캐패시터(C3)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다. 또한, IC5767(100)의 5번포트는 제 2 리액터(L2)의 다른 일측과 연결되고, 6번포트에 연결된 제 4 캐패시터(C4)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다.

그리고 IC5767(100)의 7번포트는 제 5 저항(R5)과 연결되고, 상기 제 5저항(R5)은 전원단자(VDD)와 연결된다. 그리고 제 4 캐패시터(C4)가 제 5 저항(R5)에 연결되어져 있다. 상기 IC5767(100)의 8번포트는 데이터단자(DATA)와 연결되고, IC5767(100)의 9번포트는 클럭단자(CLOCK)와 연결된다. 그리고 IC5767(100)의 11번포트는 R/W단자(READ/WRITE)와 연결되고, 12번포트는 버스모드(BUS-MODE)와 연결되고, 13번포트는 버스인에이블 단자(BUS-ENABLE)와 연결된다. 이때, 상기 버스모드(BUS-MODE)와 버스인에이블 단자(BUS-ENABLE)는 그라운드된다.

한편, IC5767(100)의 16번포트는 제 5 캐패시터(C5)와 연결되고, 상기 제 5 캐패시터(C5)는 수정발진자(X1)와 연결된다. 그리고 상기 수정발진자(X1)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다. IC5767(100)의 17번포트는 제 6 캐패시터(C6)와 연결되고, IC5767(100)의 18번포트는 제 7 캐패시터(C7)가 구성된다. 그리고 상기 제 6 캐패시터(C6)와 제 7 캐패시터(C7)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다.

한편, 상기 제 7 캐패시터(C7)는 직렬로 구성된 제 7 저항(R7), 제 8 캐패시터(C8)와 병렬구성된다. 여기에서 상기 제 8 캐패시터(C8)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다. 그리고 IC5767(100)의 19번포트는 제 9 캐패시터(C9)와 연결되고, 상기 제 9 캐패시터(C9)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다.

그리고 제 22번포트는 L(LEFT)출력단자와 연결되고, 제 23번포트는 R(RIGHT)출력단자와 연결된다.

또한, IC5767(100)의 24번포트는 제 14 캐패시터(C14)가 연결되고, 제 26번포트에는 제 13 캐패시터(C13), 27번포트에는 제 12 캐패시터(C12), 28번포트에는제 11 캐패시터(C11), 29번포트에는 제 10 캐패시터(C10)가 각각 연결된다. 그리고 상기 제 14 캐패시터(C14), 제 13 캐패시터(C13), 제 12 캐패시터(C12), 제 11 캐패시터(C11), 제 10 캐패시터(C10)는 각각 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다.

IC4757의 32번포트는 제 8 저항(R8)과 연결되고, 제 8 저항(R8)의 다른 일측에는 제 15 캐패시터(C15)가 구성된다. 제 34번포트는 상기 제 15 캐패시터(C15)와 연결되고, 또한 제 4 저항(R4)과 연결된다. 상기 제 4 저항(R4)은 전원단(VDD)과 연결된다. 또한 상기 제 15 캐패시터(C15)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다.

35번포트는 제 18 캐패시터(C18)와 연결되고, 상기 제 18 캐패시터(C18)의 다른 일측은 안테나(ANT)와 연결된다. 그리고 직렬로 연결된 제 16 캐패시터(C16)와 제 17 캐패시터(C17)가 35번포트와 37번포트 사이에 구성되어져 있고, 상기 제 16 캐패시터(C16)와 제 17 캐패시터(C17)와 병렬로 제 3 리액터(L3)가 구성된다.

한편, 38번포트는 제 19 캐패시터(C19)와 연결되고, 상기 제 19 캐패시터(C19)는 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다. 그리고 제 39번포트는 상기에서 언급한 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)과 연결된다. 그리고 제 38번포트와 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 저항(R2) 사이에 제 20 캐패시터(C20), 제 21 캐패시터(C21), 제 22 캐패시터(C22), 제 23 캐패시터(C23)가 병렬로 구성되어져 있다.

또한, 제 22 캐패시터(C22)의 일측단에 제 3 다이오드(D3)의 애노드단과 연결되고, 제 23 캐패시터(C23) 사이는 제 3 다이오드(D3)의 캐소드단과 연결된다. 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 저항(R2) 사이는 발진단 전원(OSC VCC)에 연결된 제 4 리액터(L4)와 연결된다. 그리고 상기 제 20 캐패시터(C20)와 제 21 캐패시터(C21)와 제 22 캐패시터(C22)와 제 23 캐패시터(C23)의 다른 일측단은 각각 중점 그라운드 방식으로 연결된다.

상기 중점 그라운드 방식으로 연결된 부분을 좀 더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈의 중점 그라운드 방식을 도시한 상세도이다.

노이즈가 가장 많이 발생되는 부분을 PCB의 중심으로 설정하여 도시된 바와 같이 P점을 그라운드 처리를 한다. 상기와 같이 P점을 그라운드의 중점으로 설정한 후, 각 단의 그라운드를 P점으로 연결되도록 구성한다. 그리고 상기 P점은 제 3 라인에 구성된 최종 그라운드(Q)에 연결된다. 이에 따라 전위차가 발생되지 않고, P점에 연결된 각 구성요소의 전위차가 동일하게 성립된다. 이에 따라 각각 연결된 제어구성은 상호간섭을 발생하지 않는다.

앞서 설명한 바와 같이 제 3 캐패시터(C3)와 제 4 캐패시터(C4)가 중점 그라운드 방식으로 그라운드되기 위해서 PCB에 구성된 제 4 라인(L4)과 연결되어 결과적으로 P점에 도달한다. 그리고 수정발진자(X1) 또한 제 5 라인(L5)에 연결되어 P점에 도달한다.

또한, 제 6 캐패시터(C6), 제 7 캐패시터(C7), 제 8 캐패시터(C8), 제 9 캐패시터(C9), 제 10 캐패시터(C10), 제 11 캐패시터(C11), 제 12 캐패시터(C12), 제 13 캐패시터(C13), 제 14 캐패시터(C14), 제 8 저항(R8)도 각각 제 1 라인(L1)과 연결되고, 제 1 라인(L1)은 P점과 연결되어져 있다. 결과적으로 상기 제 1 라인(L1)에 연결된 모든 제어소자는 중점 그라운드방식으로 그라운드된다.

한편, 상기 제 16 캐패시터(C16)와 제 17 캐패시터(C17)도 PCB상에 구성된 제 2 라인(L2)과 연결되어지고, 상기 제 2 라인(L2)은 노이즈가 가장 많이 유기되는 P점에 도달하여 중점 그라운드 방식으로 그라운드된다.

이와 같이 본 발명에서는 전위차가 발생하지 않는 중점 그라운드방식을 사용하여, 노이즈가 가장 많이 발생하는 지점을 그라운드의 중심지점으로 잡아 구성하였다.

상기와 같이 중점 그라운드 방식을 채택한 이유는, 라디오주파수 모듈을 설계하기 위한 PCB ART WORK 기술에서 손쉽게 오토캐드(AUTO CAD)나 페이져(PAGER) 등의 제작툴을 사용하여 PCB제작이나 제품을 만들 수 있으나, 기존 그라운드 방식으로 설계하는 경우, 노이즈가 발생하는 문제가 있기 때문이다. 이에 따라 중점 그라운드 방식을 사용하여 노이즈 발생을 최소화하거나 억제시킨다.

상기 안테나(ANT)로부터 감지된 FM라디오주파수는 제 3 리액터(L3)와 제 16 캐패시터(C16), 제 17 캐패시터(C17)를 거쳐 동조되고, IC5767(100)로 전달된다. 안테나로부터 감지된 라디오주파수 신호는 증폭기(AMP)로 전달된다. 상기 증폭기(AMP)를 통과하여 증폭된 라디오주파수 신호는 믹서(MIXER)를 통해서 최상의 조건으로 믹스되어, 리미터(LIMITER)로 전달된다. 상기 리미터(LIMITER)는 입력된라디오주파수의 진폭을 일정한 크기로 제한한 후, 디모드(DEMOD)로 전달한다. 상기 디모드(DEMOD)로 전달된 FM라디오주파수 신호의 변조신호는 다시 원래신호로 되돌아가고, 디코더(DECODER)를 거쳐 아날로그신호가 디지털신호로 변환되어 좌,우 음향단자로 출력하게 된다.

상기와 같은 제어구성에서, 도면에 도시된 A부분의 적용으로 인해서, 자동서치 레벨을 정확하게 조절할 수 있다. 일예를 들어 살펴보면 다음과 같다. 사용자가 93.9Mhz의 FM라디오주파수를 서치하는 경우, 종래에는 93.9Mhz의 FM라디오주파수뿐아니라, 그와 유사한 93.7Mhz, 93.8Mhz 등에서 자동서치과정이 종료되었다. 그러나 상기 A부분의 추가 구성으로 인해서 사용자가 원하는 라디오주파수에 정확하게 도달할 수 있도록 자동서치레벨을 컨트롤한다. 또한, 정확한 라디오주파수 서치로 인해서 수신되는 디지털 노이즈를 감소시킨다.

또한, 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2), 제 3 리액터(L3)의 값을 실험을 통해서 최적의 값을 검출하고, 이를 본 발명에 적용하였다. 이에 따라 상기 실험값을 적용한 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2), 제 3 리액터(L3)의 구성을 가지고 자동서치한 결과, 지상으로 제공되는 총 FM라디오주파수가 자동서치된다. 이때, 종래에는 상기 제 1 캐패시터의 값을 33nF, 제 2 캐패시터의 값을 3.3nF, 제 3 리액터의 값을 120nH로 적용하였으나, 본 발명에서는 제 1 캐패시터의 값을 39nF, 재 2 캐패시터의 값을 10nF, 제 3 리액터의 값을 220nH로 적용하였다.

이에 따라 지상으로 제공되는 총 FM라디오주파수가 18개라면, 종래에는 10개 정도만이 자동서치동작으로 감지되었고, 그 나머지는 오동작으로 인해서 서치영역에서 벗어나, 그 결과 자동서치동작의 에러가 발생되었다. 그러나, 본 발명으로 인해서, 지상으로 제공되는 총 FM라디오주파수가 모두 자동서치 구현시, 모두 검출됨으로서, 에러가 발생되지 않았다.

한편, 사용자가 FM라디오주파수에 따른 수신음을 청취하는데 있어서, 청취율을 좌우하는 것이 감도이다. 감도가 높으면 수신음 청취가 수월한데 비해서, 감도가 낮으면 수신음을 청취하는데 있어서 많은 잡음이 함께 수신된다.

이를 해결하기 위해서 본 발명에서는 제 16 캐패시터(C16)와 제 17 캐패시터(C17)의 값을 실험을 통해서 최적의 값을 검출하였다. 이때, 종래에는 상기 제 16 캐패시터의 값을 56pF, 제 18 캐패시터를 56pF으로 구성하였으나, 본 발명에서는 제 16 캐패시터의 값을 27pF, 제 17 캐패시터의 값을 20pF으로 구현하였다.

또한, IC5767(100)의 제 12포트와 제 13포트에 구성된 버스인에이블 단자(BUS-ENABLE)와 버스모드 단자(BUS-MODE)를 그라운드함으로서, 실용감도를 향상시킬 수 있게 되었다. 본 발명에서는 실용감도를 9db이하로 낮추어 구현되도록 함으로서, 사용자가 수신음을 청취하는데 있어서 느끼는 청취감도를 향상시켰다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 SMD방식을 적용하여 IC부피를 줄이고, 라디오주파수 모듈을 구성하고, 여기에 캐패시터 및 중점 그라운드 방식을 적용하여 자동서치 기능의 에러율을 최소화하고, 조파수감도를 향상시키는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

따라서 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈에 의해서 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명으로 인해서 SMT방식을 적용하여 라디오주파수 모듈을 구성하는 칩의 크기가 작아지게 되었다. 또한, 본 발명에서 중점 그라운드 방식을 적용하여 노이즈가 가장 많이 유기되는 지점을 중점 그라운드 처리하여, 각 단의 상호간섭이 억제되도록 한다.

그리고 라디오주파수를 자동서치하는데 있어서, 추가적으로 소자를 구성하여 자동서치동작에 따른 정확한 라디오주파수 서치를 할 수 있어, 이에 따라 노이즈가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 라디오주파수를 서치하는 자동서치영역이 정확하게 서치됨으로 인해서 에러발생율이 제로화되었다.

이에 따라 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈을 장착한 제품을 사용함에 있어서, 정확한 FM라디오주파수 서치 및 노이즈 억제 효과와 함께 청취 감도를 높여, 결과적으로 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되었다.

그 결과 본 발명에 따른 라디오주파수 모듈을 사용하는 사용자는 제품에 대한 만족감을 극대화시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 라디오신호를 수신하기 위한 라디오수신칩과;

   상기 라디오수신칩의 단자부에 연결되고, 안테나를 통해 수신되는 라디오주파수를 자동 서치하기 위한 자동서치부와;

   상기 라디오수신칩의 단자부에 연결되고, 자동서치부에서 자동서치되는 라디오주파수의 레벨을 조절하기 위한 라디오주파수레벨 컨트롤부를 포함하여 구성되고,

   그라운드에 연결되야 하는 상기 라디오수신칩의 각 단자부는 중점그라운드방식에 의해서 연결되는 것을 특징으로 하는 라디오주파수 모듈.