KR200458007Y1 - 신호발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 하나의 주파수신호를 이용하여 광범위의 주파수신호를 출력할 수 있도록 해 주는 신호발생장치에 관한 것이다.
본 고안에 따른 신호발생장치는 기본주파수와 그 고조파 중 하나의 주파수를 기준주파수신호로서 선택출력하는 기준주파수선택회로와, 국부발진주파수신호를 생성하는 국부발진회로, 상기 기준주파수선택회로에서 출력되는 기준주파수신호에 대하여 상기 국부발진회로에서 출력되는 국부발진주파수신호를 믹싱하여 출력주파수를 생성하는 믹서 및, 상기 기준주파수선택회로와 상기 국부발진회로를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
주파수,신호변환장치

Description

신호발생장치{Signal generation device}
도1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 신호발생장치의 구성을 나타낸 블록구성도.
도2는 도1에 도시된 기준주파수선택회로(1)의 내부구성을 나타낸 블록구성도.
도3은 일반적인 주파수신호에 대한 고조파특성을 설명하기 위한 도면.
도4는 도1에 도시된 국부발진회로(3)의 내부구성을 나타낸 블록구성도.
도5a 및 도5b는 본 고안의 제2 실시예에 따른 신호발생장치의 구성을 나타낸 블록구성도.
******* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *******
1 : 기준주파수선택회로, 2 : 믹서,
3 : 국부발진회로, 4 : 입력패드,
5 : 제어부.
본 고안은 하나의 주파수신호를 이용하여 광범위의 주파수신호를 출력할 수 있도록 해 주는 신호발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기 및 전자 분야에 있어서는 실험이나 제품 개발 등을 위해 다양한 종류의 계측장치가 이용되고 있다. 이러한 계측장치로는 오실로스코프나 스펙트럼 분석기 등 다양한 종류의 것이 있다. 이들 계측장치들은 입력되는 주파수신호 등의 아날로그신호를 분석하기 위한 용도로 사용된다.
상기 계측장치는 입력되는 주파수신호가 대략 수 MHz 에서 수GHz로서 넓은 범위를 갖는다. 따라서, 계측장치의 입력 주파수는 다양하고 넓은 범위를 만족할 것이 요구된다.
그러나, 주파수신호를 발생시키는 신호발생장치는 통상 특정 주파수에 국부발진주파수를 믹싱하도록 구성되는데, 이때 그 출력주파수의 범위는 일정 대역으로 한정된다. 이에, 광범위의 주파수를 발생시키기 위해 다수의 신호발생장치를 구비하는 방법이 있을 수 있으나, 이는 장치 부품의 단가가 높아져 가격 경쟁력을 저하시키게 됨은 물론 장치의 크기가 커지게 되는 단점이 있다.
이에, 본 고안은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 간단한 구성으로 하나의 주파수신호를 이용하여 광범위의 주파수신호를 발생할 수 있도록 해 주는 신호발생장치를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 신호발생장치는 기본주파수와 그 고조파 중 하나의 주파수를 기준주파수신호로서 선택출력하는 기준주파수선택회로 와, 국부발진주파수신호를 생성하는 국부발진회로, 상기 기준주파수선택회로에서 출력되는 기준주파수신호에 대하여 상기 국부발진회로에서 출력되는 국부발진주파수신호를 믹싱하여 출력주파수를 생성하는 믹서 및, 상기 기준주파수선택회로와 상기 국부발진회로를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자가 출력주파수의 범위를 설정하기 위한 입력패드를 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기준주파수선택회로는 상기 제어부로부터의 제어데이터에 대응하는 주파수신호를 발생하는 PLL회로와, 상기 PLL회로로부터 인가되는 주파수신호의 기본주파수를 필터링하여 출력하는 제1 밴드패스필터, 상기 PLL회로로부터 인가되는 주파수신호의 고조파신호를 필터링하여 출력하는 제2 밴드패스필터, 상기 제1 밴드필터로부터 출력되는 기본주파수의 신호레벨을 감쇄시켜 출력하는 감쇄기 및, 상기 감쇄기와 상기 제2 밴드패스필터로부터 인가되는 주파수신호를 상기 믹서로 선택 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 국부발진회로는 상기 제어부로부터의 제어데이터에 대응되는 전압을 출력하는 PLL회로와, 상기 PLL회로에서 출력되는 전압에 대응되는 주파수신호를 생성하는 전압제어발진기, 상기 전압제어발진기에서 출력되는 주파수신호를 체배하는 주파수체배기 및, 상기 전압제어발진기와 상기 주파수체배기로부터 출력되는 주파수신호를 국부발진주파수로서 상기 믹서로 선택 입력하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주파수체배기의 출력단에는 1GHz 이상의 주파수 통과대역을 갖는 고역통과필터가 결합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기한 바에 의하면 하나의 주파수신호에 대해 기본주파수와 그 고조파신호를 기준주파수로 선택하도록 하고, 이 기준주파수와 국부발진주파수를 선택적으로 믹싱하도록 함으로써, 간단한 구성으로 보다 광대역의 주파수신호를 발생시키는 것이 가능하게 된다.
이어, 본 고안에 따른 실시예를 설명한다.
도1은 본 고안에 따른 신호발생장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도1에서 기준주파수선택회로(1)는 이후에 설명할 제어부(5)로부터의 제어에 따라 기본주파수(Fundamental) 또는 이 기본주파수의 고조파(harmonic) 중 선택된 주파수를 믹서(2)로 출력한다.
국부발진회로(3)는 이후에 설명할 제어부(5)로부터의 제어에 따라 선택된 국부발진주파수를 믹서(2)로 출력한다.
믹서(2)는 상기 기준주파수선택회로(1)와 상기 국부발진회로(3)로부터 입력되는 주파수를 믹싱함으로써, 목적하는 대역의 출력주파수를 발생시킨다.
입력패드(4)는 사용자가 본 신호발생장치를 조작하기 위한 것으로, 이 입력패드(4)에는 통상의 것과 마찬가지로 사용자가 본 장비를 통해 생성되는 출력주파수범위를 설정하기 위한 선택버튼을 구비하여 구성된다.
제어부(5)는 본 장비를 전체적으로 제어하는 기능을 수행한다. 특히, 제어부(5)는 입력패드(4)에 의해 출력주파수 범위가 설정되면, 그 설정값을 근거로 상기 기준주파수선택회로(1) 및 국부발진회로(3)를 적절하게 제어하게 된다. 제어 부(5)의 제어동작에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.
도2는 도1에 도시된 기준주파수선택회로(1)의 구성을 구체적으로 나타낸 블록구성도이다.
도2에서 제어부(5)로부터 인가되는 제어데이터(DATA1)에 따라 PLL회로(11)에서 출력되는 예컨대 345.6MHz의 주파수신호는 스위칭부(12)로 입력되고, 스위칭부(12)는 제어부(5)로부터의 스위칭신호(SW1)에 따라 입력되는 주파수신호를 제1 대역통과필터(제1 BPF:13) 또는 제2 대역통과필터(제2 BPF:14)에 선택적으로 입력한다. 여기서, 제1 대역통과필터(13)는 특정 레벨 주파수신호의 기본주파수, 예컨대 345.6MHz, 제2 대역통과필터(14)는 기본주파수의 고조파, 예컨대 691.2MHz의 주파수 통과대역을 갖도록 설정된다. 또한, 도3에 도시된 바와 같이 일반적으로 주파수신호는 기본주파수(f0)와 이 기본주파수(f0)의 정수배를 갖는 고조파성분(f1,f2...)을 가지며, 기본주파수(f0)의 신호레벨(I0)보다 고조파성분(f1,f2...)의 신호레벨(I1,I2,...)은 작은 값을 갖는다. 이에, 제1 대역통과필터(13)의 출력신호는 제1 감쇄기(15)를 통해 제2 스위칭부(16)의 입력으로 인가되고, 제 2대역통과필터(14)의 출력신호는 제2 스위칭부(16)의 입력으로 인가된다. 이때, 상기 제1 감쇄기(15)의 감쇄레벨은 기본적으로 기본주파수(f0)의 신호레벨(I0)과 고조파(f1) 신호레벨(I1) 차이값에 대응되게 설정되되, 이후 믹서(2)의 주파수 믹싱 특성을 고려하여 그 차이값보다 크거나 작게 설정될 수 있다. 즉, 제2 스위칭부(16)로 입력되는 주파수의 신호레벨은 동일하게 된다. 제2 스위칭부(16)는 제어부(5)로부터의 스위칭신호(SW2)에 따라 입력되는 주파수신호를 선택적으로 출력한다. 그리고, 이와같이 출력되는 주파수신호는 제2 감쇄기(17)를 통해 믹서(2)로 인가되어 국부발진회로(3)로부터 인가되는 국부발진 주파수신호와 믹싱된다.
도4는 도1에 도시된 국부발진회로(3)의 구성을 구체적으로 나타낸 블록구성도이다.
도4에서 국부발진회로(3)에서 PLL회로(31)는 제어부(5)로부터 인가되는 제어데이터(DATA2)와 전압제어발진기(VCO:33)의 출력단에서 피드백되는 발진주파수신호를 근거로 소정 레벨의 전압을 증폭기(32)를 통해 증폭시켜 출력한다. 전압제어발진기(33)는 입력되는 전압에 대응되도록 예컨대 600~1,360MHz의 주파수신호를 생성하여 출력한다. 전압제어발진기(33)의 출력은 스위칭부(34)에 입력되고, 스위칭부(34)는 제어부(5)로부터 인가되는 스위칭신호(SW3)에 따라 입력되는 주파수신호를 주파수체배기(35) 또는 스위칭부(37)에 선택적으로 입력한다. 주파수체배기(35)는 스위칭부(34)를 통해 입력되는 600~1,360MHz대역의 주파수신호를 2체배하여 1,200~2,720MHz대역의 주파수신호를 생성하고, 이와 같이 생성되는 주파수신호는 고역통과필터(HPF:36)를 통해 스위칭부(37)에 입력된다. 이때, 상기 고역통과필터(36)는 1.3GHz이상의 주파수통과대역을 갖는다. 그리고, 스위칭부(37)는 제어부(5)로부터의 스위칭신호(SW4)에 따라 스위칭부(34) 또는 주파수체배기(35) 및 고역통과필터(36)를 통해 인가되는 주파수신호를 국부발진주파수로서 믹서(2)로 선택 입력한다.
상기 도2 및 도4에서 제어부(5)는 입력패드(4)에 의해 설정되는 출력주파수가 생성되도록 상기 스위칭부(12,16,34,37)를 스위칭제어하게 된다.
다음 표1은 기준주파수선택회로(1)에서 선택된 기준주파수와 국부발진회로(3)에서 생성된 국부발진주파수가 믹서(2)를 통해 믹싱되어 생성되는 출력주파수를 나타낸 것이다.
기준주파수(MHz) 국부발진주파수(MHz) 출력주파수(MHz)
691.2 721.2~1,291.2 30~600
691.2 1,291.2~1,691.2 600~1,000
345.6 1,345.6~2,045.6 1,000~1,700
345.6 1,345.4~1,654.4 1,700~2,000
691.2 1,308.8~1,808.8 2,000~2,500
345.6 2,154.4~2,654.4 2,500~3,000
상기 표1에 의하면 345.6MHz와 이에 대한 제1 고조파인 691.2MHz가 기준주파수로서 선택 입력되고, 전압제어발진기(33)으로부터 출력되는 600~1,360MHz와 이에 대한 2체배 주파수인 1,200~2,720MHz 사이의 주파수가 국부발진주파수로서 선택 입력되어, 30~3,000MHz의 광범위한 대역의 입력주파수를 발생시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서는 믹서(2)에서 출력되는 출력주파주의 신호레벨이 일정하게 유지되도록 하기 위해 기준주파수선택회로(1)에서 기본주파수의 신호레벨을 고조파와 신호레벨이 일정하도록 실시하였으나, 도5a와 도5b에 도시된 바와 같이 기준주파수선택회로(1)에서 기본주파수의 신호레벨은 감쇄시키지 않고, 국부발진회로(3)에서 주파수체배기(35)의 출력단에 제3 감쇄기(38)를 구비하여, 기본주파수와 믹싱되는 국부발진주파수의 신호레벨을 감쇄시키도록 실시하는 것이 가능하다.
즉, 상기한 장치에 있어서는 하나의 주파수신호에 대해 기본주파수와 그 고조파신호를 기준주파수로 선택하도록 하고, 이 기준주파수와 국부발진주파수를 선택적으로 믹싱하도록 함으로써, 간단한 구성으로 보다 광대역의 주파수신호를 발생시키는 것이 가능하게 된다.
한편, 본 고안은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 실시예에 있어서는 기준주파수의 기본주파수를 감쇄시키거나 이 기본주파수와 믹싱되는 국부발진주파수를 감쇄시키도록 실시하였으나, 기준주파수의 고조파신호를 증폭시키거나 이 고조파신호와 믹싱되는 국부발진주파수를 증폭시키도록 실시하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 하나의 주파수신호에 대해 기본주파수와 그 고조파신호를 기준주파수로 선택하도록 하고, 이 기준주파수와 국부발진주파수를 선택적으로 믹싱하도록 함으로써, 간단한 구성으로 보다 광대역의 주파수신호를 발생시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (5)

  1. 기본주파수(Fundamental)와 그 고조파(Harmonic) 중 하나의 주파수를 기준주파수신호로서 선택출력하는 기준주파수선택회로와,
    국부발진주파수신호를 생성하는 국부발진회로,
    상기 기준주파수선택회로에서 출력되는 기준주파수신호에 대하여 상기 국부발진회로에서 출력되는 국부발진주파수신호를 믹싱하여 출력주파수를 생성하는 믹서 및,
    상기 기준주파수선택회로와 상기 국부발진회로를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 신호발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자가 출력주파수의 범위를 설정하기 위한 입력패드를 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 신호발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준주파수선택회로는 상기 제어부로부터의 제어데이터에 대응하는 주파수신호를 발생하는 PLL회로와, 상기 PLL회로로부터 인가되는 주파수신호에서 기본주파수를 필터링하여 출력하는 제1 밴드패스필터, 상기 PLL회로로부터 인가되는 주파수신호에서 기본주파수의 고조파신호를 필터링하여 출력하는 제2 밴드패스필터, 상기 제1 밴드필터로부터 출력되는 기본주파수의 신호레벨을 감쇄시켜 출력하는 감쇄기 및, 상기 감쇄기로부터 인가되는 기본주파수와 상기 제2 밴드패스필터로부터 인가되는 기본주파수의 고조파신호를 상기 믹서로 선택 출력하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 신호발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 국부발진회로는 상기 제어부로부터의 제어데이터에 대응되는 전압을 출력하는 PLL회로와, 상기 PLL회로에서 출력되는 전압에 대응되는 제1 대역의 주파수신호를 생성하는 전압제어발진기, 상기 전압제어발진기에서 출력되는 제1 대역의 주파수신호를 체배하는 주파수체배기 및, 상기 전압제어발진기로부터 출력되는 제1 대역의 주파수신호와 상기 주파수체배기로부터 출력되는 체배대역의 주파수신호를 국부발진주파수로서 상기 믹서로 선택 입력하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 신호발생장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주파수체배기의 출력단에는 1.3GHz 이상의 주파수 통과대역을 갖는 고역통과필터가 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 신호발생장치.
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