KR20050062293A - Apparatus for the generation of calibration signal in receiver - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치에 관한 것임.The present invention relates to a signal generator for receiver calibration.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 수신기 내부에서 사용하는 국부발진기들의 출력 신호들을 그대로 사용하면서 교정신호를 연속적으로 스윕해 캘리브레이션용 데이터를 얻을 수 있도록 하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치를 제공하고자 함.An object of the present invention is to provide a signal generator for calibration of a receiver so that calibration data can be obtained by continuously sweeping a calibration signal while using output signals of local oscillators used inside the receiver.
3. 발명의 해결방법의 요지 3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 중간주파수(IF)에서 아날로그/디지털(A/D) 변환하는 수신기의 캘리브레이션용 신호 발생 장치에 있어서, 수신신호의 주파수 변경시 바뀐 주파수로 동조하는 주파수 변환단을 적어도 두개 구비하되, 기준신호에 따라 교정용 신호(고정 주파수 신호)를 발생하기 위한 교정용 신호 발생수단; 로컬단자에 제1 주파수 변환단의 국부발진기로부터 원하는 주파수대역의 변동 무선주파수(RF) 로컬신호를 인가받아, 입력단자로 인가된 상기 교정용 신호를 믹싱하기 위한 주파수 혼합수단; 상기 주파수 혼합수단에서 발생한 고차 모드의 신호를 필터링(고차 하모닉 제거)하기 위한 필터링수단; 및 상기 원하는 주파수대역에서 수신기 이득 특성을 측정할 수 있도록, 상기 필터링수단의 출력(교정용 신호)을 스위칭하여 상기 제1 주파수 변환단으로 인가시키는 스위칭수단을 포함함.The present invention provides a calibration signal generator for a receiver for converting an intermediate frequency (IF) into an analog / digital (A / D), and includes at least two frequency conversion stages that tune to a frequency changed when a frequency of a received signal is changed. Calibration signal generating means for generating a calibration signal (fixed frequency signal) in accordance with the reference signal; Frequency mixing means for receiving a local radio frequency (RF) local signal of a desired frequency band from a local oscillator of a first frequency conversion stage to a local terminal and mixing the calibration signal applied to an input terminal; Filtering means for filtering (higher harmonic rejection) the signal of the higher order mode generated by the frequency mixing means; And switching means for switching an output (calibration signal) of the filtering means and applying it to the first frequency conversion stage so as to measure a receiver gain characteristic in the desired frequency band.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치 등에 이용됨.The present invention is used in the signal generator for receiver calibration.
Description
본 발명은 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치에 관한 것으로, 특히 기존 수신기 내부에서 사용하는 국부발진기들의 출력 신호들을 그대로 사용하면서도, 교정신호를 연속적으로 스윕해 캘리브레이션용 데이터를 얻을 수 있도록 하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a signal generator for receiver calibration, and more particularly, to generate a signal for calibration of a receiver to continuously obtain a calibration data by sweeping a calibration signal while using output signals of local oscillators used in the existing receiver. Relates to a device.
광대역에서 수신되는 신호를 처리하는 수신기에서는, 수신기 자체의 광대역 대비 이득 특성이 일정해야 한다. 만일, 주파수 대비 수신기의 이득 특성이 일정하지 않다면, 같은 크기이지만 주파수가 틀린 신호들이 수신될 때, 크기가 다른 신호들이 수신되는 것처럼 표시되는 에러가 발생하기 때문이다. 그러나, 실제적으론 광대역의 주파수 대역 대비 일정한 이득 특성을 갖도록 제작하는 것은 불가능하다. 그 이유는 전치단에서 사용하는 저잡음 증폭기의 특성이 광대역에서 일정한 이득을 갖지 못하고, 신호 경로 절체를 위해 많이 사용하는 스위치의 주파수 대비 응답 특성도 일정하지 못하기 때문이다. 또한, 전치단에서는 넓은 수신 대역을 세부 대역으로 나뉘어 필터링을 하는데, 각 세부대역용 필터들의 삽입 손실, 평탄도 등의 특성들이 모두 다르기 때문이다. 일반적인 수신기는 동작 전에 미리 캘리브레이션을 수행하여 에러를 없애도록 한다. 캘리브레이션 동작은, 미리 레벨을 알고 있는 교정용 신호들을 수신기에 입력시키고, 수신기를 통과한 신호 레벨을 측정하므로서 수신기의 각 주파수별 이득 특성 데이터를 얻는 것이다. 이 데이터는 수신기 내부의 메모리에 저장시킨다. 그래서 실제 수신 신호를 측정할 때는 측정한 수신 신호 레벨 값과 메모리에서 읽어 온 그 신호 주파수에 해당하는 교정 값을 서로 더해 줌으로서 수신 신호 레벨의 측정치 정확도를 한층 높힐 수 있다. In a receiver that processes a signal received over a wideband, the gain characteristics of the receiver itself must be constant over the wideband. If the gain characteristics of the receiver are not constant with respect to frequency, an error occurs when signals having the same magnitude but different frequencies are received as if the signals having different magnitudes are received. In practice, however, it is impossible to fabricate the antenna to have a constant gain characteristic compared to a wide frequency band. The reason is that the characteristics of the low noise amplifier used at the pre-end do not have a constant gain in the wideband, and the frequency-to-response characteristics of the switches used for switching the signal path are not constant. In addition, the pre-end filters the wide reception band by dividing it into subbands, because characteristics such as insertion loss and flatness of each subband filter are all different. Typical receivers perform calibration before operation to eliminate errors. The calibration operation is to obtain the gain characteristic data for each frequency of the receiver by inputting calibration signals having a known level in advance to the receiver and measuring the signal level passing through the receiver. This data is stored in memory inside the receiver. Therefore, when measuring the actual received signal, the measurement accuracy of the received signal level can be further improved by adding the measured received signal level value and the correction value corresponding to the signal frequency read from the memory.
상기의 캘리브레이션 동작에서 사용되는 교정용 신호는 주로 하모닉 발생기를 사용해 발생시켜 왔다. 하모닉 발생기는 임의의 주파수가 입력될 때 그 주파수의 2배, 3배, 4배,… 등의 고조파를 발생시키는 디바이스이다. 이 때 발생되는 하모닉 신호들은 수신기의 수신 대역 전체를 충분히 커버할 수 있는 신호들이다. 캘리브레이션용 데이터는, 이 하모닉 신호를 수신기에 통과시키고, 출력된 각 하모닉 신호의 최종 크기를 측정한 후, 각 신호별 이득 차이를 메모리에 저장 함으로서 얻을 수 있다. The calibration signal used in the above calibration operation has been mainly generated using a harmonic generator. Harmonic generators have two, three, four, ... It is a device for generating harmonics such as. The harmonic signals generated at this time are enough to cover the entire reception band of the receiver. Calibration data can be obtained by passing this harmonic signal through the receiver, measuring the final magnitude of each harmonic signal output, and storing the gain difference for each signal in a memory.
그러나, 이런 방법은 몇 가지 단점이 있는데, 그 첫째는 n차 하모닉 신호와 n+1차 하모닉 신호간 주파수 차이를 충분히 좁게 할 수 없다는 점이다. 연속되는 하모닉 신호간 주파수 간격을 줄이기 위해선 하모닉 발생기의 입력신호 주파수를 작은 값으로 해야 하는데, 그럴 경우 수신기 수신대역 중 상위 대역을 담당할 교정용 신호들의 차수가 너무 커져서 신호 레벨이 너무 작아지기 때문이다. 연속되는 차수의 하모닉 신호 주파수 사이의 중간 주파수가 수신되면 다른 수학적 방법으로 교정값을 계산해야 하는데, n차 하모닉 신호와 n+1차 하모닉 신호간 주파수 차이가 클수록 에러는 커지게 된다. However, this method has some disadvantages. The first is that the frequency difference between the n-th harmonic signal and the n + 1th harmonic signal cannot be narrowed sufficiently. In order to reduce the frequency spacing between consecutive harmonic signals, the harmonic generator input signal frequency should be set to a small value, because the order of the calibration signals to cover the upper band of the receiver reception band is too large and the signal level becomes too small. . If an intermediate frequency between successive harmonic signal frequencies is received, the correction value must be calculated by another mathematical method. The larger the frequency difference between the nth harmonic signal and the n + 1th harmonic signal, the greater the error.
둘째는 하모닉 신호의 차수별로 모두 크기가 다르다는 점이다. 하모닉 발생기의 출력 스펙트럼을 도 2에 나타내었다. 도 2에서 주파수 F는 기준 신호의 주파수일 수도 있고, 혹은 기준 신호를 이용해 하모닉 발생기 내부에서 만들어진 임의의 주파수일 수도 있다. 도 2에서 보면, 각 하모닉 신호들의 크기는 아래 수식처럼 고차 하모닉일수록 작아지는 것을 알 수가 있다. 이는 발생기 내부에서 하모닉 성분을 만들어 내는데 사용하는 다이오드의 특성이다. Second, the magnitudes of all harmonic signals are different. The output spectrum of the harmonic generator is shown in FIG. In FIG. 2, the frequency F may be the frequency of the reference signal or may be any frequency generated inside the harmonic generator using the reference signal. 2, it can be seen that the magnitude of each harmonic signal becomes smaller as the higher order harmonic is expressed by the following equation. This is a characteristic of diodes used to create harmonic components inside the generator.
M1 > M2 > M3 > M4 > M5M1> M2> M3> M4> M5
만일, 하모닉 발생기 내부에서 SRD 다이오드(Step Recovery Diode)를 사용했다면 n차 하모닉에서의 손실은 약 10×log(n)이다. 그러나, 다이오드가 액티브 디바이스임을 감안하면 수식과 일치하지 않을 것을 예상할 수 있다. If an SRD diode (Step Recovery Diode) is used inside the harmonic generator, the loss in the nth harmonic is about 10 x log (n). However, given that the diode is an active device, it can be expected that it will not match the equation.
이와 같이, 하모닉 신호별로 크기가 다르므로 수신 주파수 대역 전체에서 같은 크기의 조건으로 캘리브레이션을 할 수 없게 되는 단점이 있다. 즉, 광대역에서 수신되는 신호를 처리하는 수신기에서, 캘리브레이션용 교정 신호는 주로 하모닉 발생기를 사용해 발생시킨다. 그러나 이 방식은 연속되는 하모닉 주파수 차이를 충분히 좁게 할 수 없고, 하모닉 신호의 차수별로 모두 크기가 틀려서 수신 주파수 대역 전체에서 같은 크기의 조건으로 캘리브레이션을 할 수 없게 되는 단점이 있다.As such, since the magnitudes are different for each harmonic signal, there is a disadvantage in that calibration cannot be performed under the same size condition in the entire reception frequency band. That is, in a receiver for processing signals received over a wide band, the calibration signal for calibration is generated primarily using a harmonic generator. However, this method has a disadvantage in that the continuous harmonic frequency difference cannot be narrowed sufficiently, and the magnitudes of all harmonic signals are different in size, so that calibration cannot be performed under the same size condition in the entire reception frequency band.
도 1 은 종래의 수신기에서 캘리브레이션 신호 발생 구조를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a structure of generating a calibration signal in a conventional receiver.
도 1에 도시된 바와 같이, 수신기는 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어 출력하게 된다. 일반적인 수신기는 스퓨리어스 신호 제거 및 S/N비를 일정 값 이상 유지하기 위해 2~4번의 주파수 변환을 하는 슈퍼헤테로다인 방식을 많이 사용한다.As shown in FIG. 1, the receiver converts the received analog signal into a digital signal and outputs the digital signal. A typical receiver uses a superheterodyne scheme that performs two to four frequency conversions to remove spurious signals and maintain an S / N ratio above a certain value.
도 1에서는 주파수 변환을 3번하는 수신기를 나타내고 있다. 수신하고자하는 신호의 주파수가 변경되었을 때 수신기는 바뀐 주파수로 동조를 해야 한다. 이는 수신기 내부에 있는 국부발진기1,2,3(110,111,112)들을 사용하여 할 수 있는데, 도 1의 수신기 구조는 국부발진기1(110)만 스윕하여 변동하고, 국부발진기2,3(111,112)은 고정 주파수를 출력하는 구조이다.1 shows a receiver that performs frequency conversion three times. When the frequency of the signal to be received has changed, the receiver should tune to the changed frequency. This can be done using the local oscillators 1, 2, 3 (110, 111, 112) inside the receiver. The receiver structure of FIG. 1 is changed by sweeping only the local oscillator 1 (110), and the local oscillators 2, 3 (111, 112) are fixed. Frequency output structure.
수신기 첫 단에 있는 스위치는 수신기 캘리브레이션 동작을 할 때의 경로와((다)-(나))와 일반 신호를 수신하는 정상 동작 할 때의 경로((가)-(나))를 구분하기 위한 것이다. 수신기 입력 단에 아날로그 신호가 스위치의 (가)단자에 입력되고, 스위치의 (가)-(나)가 연결되어 있다면 입력 신호는 필터1(101)에 인가된다. 필터1(101)에서는 대역외 신호를 필터링하고 필터링된 신호는 믹서1(102)의 입력 단에 인가된다. 믹서1(102)에는 3개의 단자가 있는데 첫째는 주 신호 입력 단자이고, 둘째는 로컬신호(RF_LO) 입력단자, 셋째는 각각 입력된 주 신호와 로컬 신호가 서로 믹싱되어 서로의 주파수가 더해지거나 빼진 신호와 그들의 고차 모드들이 출력되게 된다. 믹서1(102)에선 로컬신호 입력 단자에 RF_LO신호가 입력되고, 필터1(101)로부터의 신호와 믹싱되어 출력단자를 통해 필터2(103)로 전달된다. 필터2(103)는 첫째 IF 주파수(수신신호와 RF LO신호간 서로 빼거나 더해진 주파수)의 신호만 통과시키고, 믹서1(102)에서 발생한 고차 모드의 신호들을 필터링하는 대역통과 필터이다. The switch on the first stage of the receiver is used to distinguish between the path ((c)-(b)) during the receiver calibration operation and the path (a)-(b) during normal operation receiving normal signals. will be. If an analog signal is input to the (a) terminal of the switch at the receiver input terminal and (a)-(b) of the switch is connected, the input signal is applied to the filter 1 (101). Filter 1 (101) filters out-of-band signals and the filtered signal is applied to the input of mixer 1 (102). Mixer 1 (102) has three terminals, the first of which is the main signal input terminal, the second of which is the local signal (RF_LO) input terminal, and the third of the input main and local signals are mixed with each other to add or subtract frequencies from each other. Signals and their higher order modes are output. In the mixer 1 (102), the RF_LO signal is input to the local signal input terminal, mixed with the signal from the filter (1 101), and transmitted to the filter (2) 103 through the output terminal. Filter 2 103 is a bandpass filter that first passes only signals of IF frequency (frequency subtracted or added between received signal and RF LO signal) and filters signals of higher order mode generated in mixer 1 (102).
필터2(103)의 출력은 믹서2(104)에 인가된다. 믹서2(104)의 역할은 로컬 입력 신호가 IF1_LO인 것과 출력 신호가 둘째 IF 주파수인 것을 제외하곤 기본적으로 믹서1(102)과 같다. 믹서2(104)의 출력은 필터3(105)에 인가되어 고차 하모닉 신호를 필터링하고, 믹서3(106)에 인가된다. 믹서3(106)의 역할도 로컬 입력 신호가 IF2_LO인 것과 출력 신호가 셋째 IF 주파수인 것을 제외하곤 기본적으로 믹서1(102)과 같다. 믹서3(106)의 뒤에 연결되어 있는 A/D 변환기(108)의 입력 주파수는 셋째 IF 주파수와 같다. 만일, A/D 변환 주파수가 기저대역이라면 셋째 IF주파수도 기저대역이어야 하고, 임의의 IF 주파수라면 셋째 IF주파수도 이와 동일해야 한다. 필터4(107)는 믹서3(106)에서의 고차 하모닉 성분을 필터링한 후 A/D 변환기(108)에 인가한다. A/D 변환기(108)는 입력된 아날로그 신호를 디지털로 변환하여 출력시킨다. The output of filter 2 103 is applied to mixer 2 104. The role of mixer 2 104 is basically the same as mixer 1 102 except that the local input signal is IF1_LO and the output signal is the second IF frequency. The output of mixer 2 104 is applied to filter 3 105 to filter the higher order harmonic signal and to mixer 3 106. The role of mixer 3 106 is also basically the same as mixer 1 102 except that the local input signal is IF2_LO and the output signal is the third IF frequency. The input frequency of the A / D converter 108 connected behind the mixer 3 106 is equal to the third IF frequency. If the A / D conversion frequency is baseband, the third IF frequency must be baseband, and if the IF frequency is arbitrary, the third IF frequency must be the same. Filter 4 107 filters the higher harmonic components in mixer 3 106 and then applies them to A / D converter 108. The A / D converter 108 converts the input analog signal into digital output.
국부발진기1,2,3(110,111,112)은 각각 RF_LO, IF1_LO, IF2_LO을 출력하며, 발진기 내부에서 이들을 만들 때 기준신호 발생기(113)로부터 인가받은 기준신호를 사용한다.The local oscillators 1, 2, 3 (110, 111, 112) output RF_LO, IF1_LO, IF2_LO, respectively, and use the reference signal applied from the reference signal generator 113 when making them in the oscillator.
하모닉발생기(109)는 기준신호 발생기(113)로부터 기준신호를 입력받아 하모닉 신호들을 발생시킨다. The harmonic generator 109 receives the reference signal from the reference signal generator 113 and generates harmonic signals.
수신기가 캘리브레이션을 수행할 때는 스위치의 연결위치가 (다)-(나)로 되어 수신기 입력 신호를 끊고 하모닉 발생기(109)의 출력 신호가 수신기로 입력된다.When the receiver performs calibration, the connection position of the switch becomes (C)-(B) so that the receiver input signal is cut off and the output signal of the harmonic generator 109 is input to the receiver.
상기와 같이 기존 방식은 캘리브레이션을 수행하는데 입력신호로, 하모닉 발생기의 출력인 하모닉 신호를 사용하므로, 원하는 주파수의 정확한 위치에서 캘리브레이션을 할 수가 없고, 하모닉 차수가 변함에 따라 크기가 변하므로 정밀한 캘리브레이션을 위해선 사전에 크기 값들을 모두 메모리에 저장하고 있어야 하는 단점이 있다. As described above, the conventional method uses a harmonic signal, which is an output of the harmonic generator, as an input signal to perform calibration, and thus cannot precisely calibrate at the exact position of a desired frequency, and precisely calibrate because the magnitude changes as the harmonic order changes. The disadvantage is that all size values must be stored in memory beforehand.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 수신기 내부에서 사용하는 국부발진기들의 출력 신호들을 그대로 사용하면서 교정신호를 연속적으로 스윕해 캘리브레이션용 데이터를 얻을 수 있도록 하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems, and the receiver calibration signal to continuously obtain the calibration data by sweeping the calibration signal while using the output signals of the local oscillators used in the receiver as it is The object is to provide a generator.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중간주파수(IF)에서 아날로그/디지털(A/D) 변환하는 수신기의 캘리브레이션용 신호 발생 장치에 있어서, 수신신호의 주파수 변경시 바뀐 주파수로 동조하는 주파수 변환단을 적어도 두개 구비하되, 기준신호에 따라 교정용 신호(고정 주파수 신호)를 발생하기 위한 교정용 신호 발생수단; 로컬단자에 제1 주파수 변환단의 국부발진기로부터 원하는 주파수대역의 변동 무선주파수(RF) 로컬신호를 인가받아, 입력단자로 인가된 상기 교정용 신호를 믹싱하기 위한 주파수 혼합수단; 상기 주파수 혼합수단에서 발생한 고차 모드의 신호를 필터링(고차 하모닉 제거)하기 위한 필터링수단; 및 상기 원하는 주파수대역에서 수신기 이득 특성을 측정할 수 있도록, 상기 필터링수단의 출력(교정용 신호)을 스위칭하여 상기 제1 주파수 변환단으로 인가시키는 스위칭수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a signal generator for calibrating a receiver for converting an intermediate frequency (IF) to an analog / digital (A / D), the frequency conversion stage of tuning to a frequency changed when the frequency of the received signal is changed. At least two, calibration signal generating means for generating a calibration signal (fixed frequency signal) according to the reference signal; Frequency mixing means for receiving a local radio frequency (RF) local signal of a desired frequency band from a local oscillator of a first frequency conversion stage to a local terminal and mixing the calibration signal applied to an input terminal; Filtering means for filtering (higher harmonic rejection) the signal of the higher order mode generated by the frequency mixing means; And switching means for switching an output (calibration signal) of the filtering means and applying it to the first frequency conversion stage so that the receiver gain characteristic can be measured in the desired frequency band.
또한, 본 발명은, 기저대역에서 아날로그/디지털(A/D) 변환하는 수신기의 캘리브레이션용 신호 발생 장치에 있어서, 수신신호의 주파수 변경시 바뀐 주파수로 동조하는 주파수 변환단을 적어도 세개 구비하되, 로컬단자에 제1 주파수 변환단의 국부발진기의 고정 중간주파수 로컬신호를 인가받아, 입력단자에 인가된 제2 주파수 변환단의 국부발진기의 고정 중간주파수 로컬신호를 믹싱하기 위한 제1 주파수 혼합수단; 상기 제1 주파수 혼합수단에서 발생한 고차 모드의 신호를 필터링(고차 하모닉 제거)하기 위한 제1 필터링수단; 로컬단자에 제3 주파수 변환단의 국부발진기로부터 원하는 주파수대역의 변동 무선주파수(RF) 로컬신호를 인가받아, 입력단자로 인가된 상기 제1 필터링수단의 출력신호를 믹싱하기 위한 제2 주파수 혼합수단; 상기 제2 주파수 혼합수단에서 발생한 고차 모드의 신호를 필터링(고차 하모닉 제거)하기 위한 제2 필터링수단; 및 상기 원하는 주파수대역에서 수신기 이득 특성을 측정할 수 있도록, 상기 제2 필터링수단의 출력(교정용 신호)을 스위칭하여 상기 제3 주파수 변환단으로 인가시키는 스위칭수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the calibration signal generator for the receiver for converting the baseband to analog / digital (A / D), at least three frequency conversion stage for tuning to the frequency changed when the frequency of the received signal is provided, local First frequency mixing means for receiving a fixed intermediate frequency local signal of the local oscillator of the first frequency conversion stage to the terminal and mixing the fixed intermediate frequency local signal of the local oscillator of the second frequency conversion stage applied to the input terminal; First filtering means for filtering (higher harmonic rejection) the signal of the higher order mode generated by the first frequency mixing means; Second frequency mixing means for mixing the output signal of the first filtering means applied to the local terminal with a variable radio frequency (RF) local signal of a desired frequency band from the local oscillator of the third frequency conversion stage to the local terminal; ; Second filtering means for filtering (higher harmonic rejection) the signal of the higher order mode generated by the second frequency mixing means; And switching means for switching an output (calibration signal) of the second filtering means to the third frequency conversion stage so as to measure a receiver gain characteristic in the desired frequency band.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 본 발명에 따른 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 일실시예 구성도로서, 중간주파수(IF)에서 아날로그/디지털(A/D) 변환하는 수신기의 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 구조를 나타낸 것이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a signal generator for calibrating a receiver for converting an analog / digital (A / D) signal from an intermediate frequency (IF) according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치는, 수신신호의 주파수 변경시 바뀐 주파수로 동조하는 주파수 변환단(31,32, 33)을 구비하되, 기준신호에 따라 교정용 신호(고정 주파수 신호)를 발생하기 위한 국부 발진기4(312)와, 로컬단자에 제1 주파수 변환단(31)의 국부발진기1(309)로부터 원하는 주파수대역의 변동 무선주파수 로컬신호(RF_LO)를 인가받아, 입력단자로 인가된 상기 교정용 신호를 믹싱하기 위한 믹서4(313)와, 믹서4(313)에서 발생한 고차 모드의 신호를 필터링(고차 하모닉 제거)하기 위한 필터5(314) 및 상기 원하는 주파수대역에서 수신기 이득 특성을 측정할 수 있도록, 필터5(314)의 출력(교정용 신호)을 스위칭하여 제1 주파수 변환단(31)으로 인가시키는 스위치를 구비한다.As shown in FIG. 3, the signal generator for calibrating a receiver according to the present invention includes frequency conversion stages 31, 32, and 33 that tune to a frequency changed when a frequency of a received signal is changed, and is calibrated according to a reference signal. Local oscillator 4 (312) for generating an application signal (fixed frequency signal) and local frequency oscillation signal RF_LO of the desired frequency band from the local oscillator 1 (309) of the first frequency conversion stage 31 to the local terminal. The mixer 4 (313) for mixing the calibration signal applied to the input terminal, and the filter 5 (314) for filtering (high-order harmonic removal) of the signal of the higher order mode generated in the mixer 4 (313) and In order to measure the receiver gain characteristic in the desired frequency band, a switch for switching the output (calibration signal) of the filter 5 314 to the first frequency conversion stage 31 is provided.
여기서, 제1 주파수 변환단(31)의 국부발진기1(309)는 임의의 주파수에서 수신기 이득 특성을 측정하기 위해서, 해당 주파수용의 무선주파수(RF) 로컬신호를 출력하며, 출력 변경시 상기 교정용 신호의 간격도 변경되어, 상기 교정용 신호가 어느 주파수에 있던지 일정 크기를 유지할 수 있어, 캘리브레이션의 정확도를 높일 수 있다.Here, the local oscillator 1 309 of the first frequency conversion stage 31 outputs a radio frequency (RF) local signal for the frequency in order to measure the receiver gain characteristic at an arbitrary frequency, and corrects the output when the output is changed. The spacing of the redundancy signal is also changed to maintain a constant size at which frequency the calibration signal is located, thereby increasing the accuracy of the calibration.
이외에도, 주파수 변환단(믹서, 필터, 국부발진기)이 추가로 구성되는 만큼, 본 발명에 따라 IF에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치를 구성하여 교정 신호를 연속적으로 스윕해 캘리브레이션용 데이터를 얻을 수 있음은 당업자에게 있어 자명하다. 또한, 상기 주파수 변환단은 다단으로 구성될 수 있고, 주파수 변환단이 추가로 구성되는 만큼, 동일 개수의 각 주파수 변환단(필터, 믹서, 국부발진기)을 추가적으로 구성할 수 있다.In addition, as the frequency conversion stage (mixer, filter, local oscillator) is further configured, a signal generation device for a receiver calibration that performs A / D conversion in the IF according to the present invention is configured to continuously sweep the calibration signal to perform calibration data. It will be apparent to those skilled in the art that can be obtained. In addition, the frequency conversion stage may be configured in multiple stages, and as the frequency conversion stage is further configured, each frequency conversion stage (filter, mixer, local oscillator) of the same number may be additionally configured.
이제, 본 발명에 따라 IF에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 전체 구조를 살펴보기로 한다. 다만, 주파수 변환단의 구성은 적어도 2단으로 한정하여 설명하지만, 이의 구성은 다단으로 구성될 수 있음을 시사한 바 있다. Now, the overall structure of the signal generator for receiver calibration for A / D conversion in IF according to the present invention will be described. However, the configuration of the frequency conversion stage is limited to at least two stages, but it has been suggested that the configuration can be configured in multiple stages.
상기한 바와 같이, IF에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 동작 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.As described above, the operation of the receiver calibration signal generator for A / D conversion in IF will be described in detail as follows.
도 3에서 스위치의 경로가 (가)-(나)이면, 아날로그 신호가 입력된다. 입력된 신호는 필터1(301)에서 대역외 신호를 필터링한 후 믹서1(302)에 인가된다. 믹서1(302)에서는 RF_LO을 로컬 신호로 인가받고, 필터1(301)로부터의 신호와 믹싱한다. 믹싱된 결과는 두 신호의 주파수가 더해지거나 빼진 신호와 고차 모드들로 나타나며, 이는 필터2(303)에 인가된다. 필터2(303)는 첫째 IF 주파수(수신신호와 RF_LO신호간 서로 빼거나 더해진 주파수)의 신호만 통과시키고, 믹서1(302)에서 발생한 고차 모드의 신호들을 필터링하는 대역통과 필터이다. 믹서2(304)는 로컬 신호로 IF1_LO을 인가받는 것을 제외하곤 믹서1(301)과 기능이 같다. 필터3(305)은 믹서2(304)의 출력 중 둘째 IF주파수만 통과시키는 기능을 한다. 믹서3(306)도 로컬 신호로 IF2_LO을 인가받는 것을 제외하곤 믹서1(302)과 기능이 같다. In FIG. 3, when the path of the switch is (a)-(b), an analog signal is input. The input signal is applied to mixer 1 302 after filtering the out-of-band signal in filter 1 301. The mixer 1 302 receives RF_LO as a local signal and mixes the signal from the filter 1 301. The result of the mixing is shown in the higher order modes and the added or subtracted frequency of the two signals, which are applied to filter 2 (303). Filter 2 303 is a bandpass filter that first passes only signals of IF frequency (frequency subtracted or added between received signal and RF_LO signal) and filters signals of higher order mode generated in mixer 1 (302). Mixer 2 304 has the same function as Mixer 1 301 except that IF1_LO is applied as a local signal. Filter 3 305 only passes the second IF frequency of the output of mixer 2 (304). Mixer 3 306 has the same function as Mixer 1 302 except that IF2_LO is applied as a local signal.
필터4(307)는 믹서3(306)의 출력 중 셋째 IF주파수만 통과시키는 기능을 하며, 출력을 A/D 변환기(308)에 인가한다. 각 로컬 신호인 RF_LO, IF1_LO, IF2_LO 신호는 국부발진기1,2,3(309,310,311)에서 발생시키며, 이들 신호를 발생시키는데 필요한 기준신호는 기준신호 발생기(315)로부터 인가받는다. 원하는 신호를 수신하기 위해선 RF_LO신호만 변동시키고, IF1_LO, IF2_LO 신호는 고정된 주파수이다.The filter 4 307 functions to pass only the third IF frequency of the output of the mixer 3 306 and applies the output to the A / D converter 308. The local signals RF_LO, IF1_LO and IF2_LO are generated by the local oscillators 1, 2, and 3 (309, 310 and 311), and the reference signals necessary to generate these signals are applied from the reference signal generator 315. In order to receive the desired signal, only the RF_LO signal is changed, and the IF1_LO and IF2_LO signals have a fixed frequency.
국부발진기4(312)는 교정용 신호를 만들기 위한 발진기이며, 출력으로 고정 주파수 신호인 c (=첫째 IF 주파수)를 신호로 출력해 믹서4(313)에 인가한다. 믹서4(313)의 로컬 신호로는 국부발진기1(309)의 출력인 RF_LO을 그대로 사용한다. 필터5(314)는 믹서4(313)의 출력 신호 중 고차 하모닉을 제거하는 기능을 하며, 필터1(301)과 같은 디바이스를 사용해도 된다.The local oscillator 4 312 is an oscillator for making a calibration signal, and outputs a fixed frequency signal c (= first IF frequency) as a signal and applies it to the mixer 4 313. As a local signal of mixer 4 313, RF_LO, which is the output of local oscillator 1 309, is used as it is. Filter 5 314 functions to remove higher order harmonics from the output signal of mixer 4 313, and a device such as filter 1 301 may be used.
캘리브레이션을 할 때는 스위치의 경로가 (다)-(나)가 되며, 필터5(314)의 출력이 스위치 (다) 단자에 인가됨으로서 캘리브레이션이 시작된다. 그러므로, 임의의 주파수에서 수신기 이득 특성을 측정하기 위해선, 스위치를 (다)-(나)경로로 스위칭하고 단지 국부발진기1(309)의 출력을 원하는 임의의 주파수용으로만 출력시키면 된다. When calibrating, the path of the switch is (C)-(B), and the output of the filter 5 314 is applied to the switch (C) terminal. Therefore, to measure the receiver gain characteristics at any frequency, it is necessary to switch the switch to the (C)-(B) path and only output the output of local oscillator 1 309 for any desired frequency.
도 4 는 본 발명에 따른 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 다른 실시예 구성도로서, 기저대역에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 구조를 나타낸 것이다.4 is a configuration diagram of another embodiment of a signal generator for calibrating a receiver according to the present invention, and shows a structure of a signal generator for calibrating a receiver for A / D conversion in baseband.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기저대역에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치는, 수신신호의 주파수 변경시 바뀐 주파수로 동조하는 주파수 변환단(41,42,43)을 구비하되, 로컬단자에 제1 주파수 변환단(42)의 국부발진기2(410)의 고정 중간주파수 로컬신호를 인가받아, 입력단자에 인가된 제2 주파수 변환단(43)의 국부발진기3(411)의 고정 중간주파수 로컬신호를 믹싱하기 위한 믹서4(412)와, 믹서4(412)에서 발생한 고차 모드의 신호를 필터링(고차 하모닉 제거)하기 위한 필터5(413)와, 로컬단자에 제3 주파수 변환단(41)의 국부발진기1(409)로부터 원하는 주파수대역의 변동 무선주파수 로컬신호(RF_LO)를 인가받아, 입력단자로 인가된 필터5(413)의 출력신호를 믹싱하기 위한 믹서5(414)와, 믹서5(414)에서 발생한 고차 모드의 신호를 필터링(고차 하모닉 제거)하기 위한 믹서5(415) 및 상기 원하는 주파수대역에서 수신기 이득 특성을 측정할 수 있도록, 필터6(415)의 출력(교정용 신호)을 스위칭하여 제3 주파수 변환단(41)으로 인가시키는 스위치를 구비한다.As shown in FIG. 4, the signal generator for calibrating the A / D conversion in the baseband according to the present invention includes a frequency conversion stage 41, 42, 43 that tunes to a frequency changed when a frequency of a received signal is changed. The local oscillator 3 (411) of the second frequency conversion terminal 43, which is provided, but receives a fixed intermediate frequency local signal of the local oscillator 2 (410) of the first frequency conversion terminal 42 to the local terminal. Mixer 4 (412) for mixing a fixed intermediate frequency local signal of the < RTI ID = 0.0 >), filter 5 (413) < / RTI > for filtering (higher harmonic rejection) signals of the higher order mode generated in mixer 4 (412), and a third terminal at the local terminal. Mixer 5 for mixing the output signal of the filter 5 (413) applied to the input terminal with the variable radio frequency local signal RF_LO of the desired frequency band from the local oscillator 1 (409) of the frequency conversion stage 41 ( 414 and the high-order mode signal generated by mixer 5 (414) Mixer 5 (415) for the second harmonic removal and the output (calibration signal) of filter 6 (415) is switched to third frequency conversion stage (41) so that receiver gain characteristics can be measured in the desired frequency band. And a switch to be applied.
이외에도, 주파수 변환단(믹서, 필터, 국부발진기)이 추가로 구성되는 만큼, 본 발명에 따라 기저대역에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치를 구성하여 교정 신호를 연속적으로 스윕해 캘리브레이션용 데이터를 얻을 수 있음은 당업자에게 있어 자명하다. 또한, 상기 주파수 변환단은 다단으로 구성될 수 있고, 주파수 변환단이 추가로 구성되는 만큼, 동일 개수의 각 주파수 변환단(필터, 믹서, 국부발진기)을 추가적으로 구성할 수 있다.In addition, as the frequency conversion stage (mixer, filter, local oscillator) is further configured, according to the present invention to configure a signal calibration device for the receiver calibration for A / D conversion in the baseband to continuously sweep the calibration signal for calibration It is apparent to those skilled in the art that data can be obtained. In addition, the frequency conversion stage may be configured in multiple stages, and as the frequency conversion stage is further configured, each frequency conversion stage (filter, mixer, local oscillator) of the same number may be additionally configured.
이제, 본 발명에 따라 기저대역에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 전체 구조를 살펴보기로 한다. 다만, 주파수 변환단의 구성은 적어도 3단으로 한정하여 설명하지만, 이의 구성은 다단으로 구성될 수 있음을 시사한 바 있다. Now, the overall structure of the signal generation device for receiver calibration for A / D conversion in baseband according to the present invention will be described. However, the configuration of the frequency conversion stage is limited to at least three stages, but it has been suggested that the configuration can be configured in multiple stages.
상기한 바와 같이, 기저대역에서 A/D 변환하는 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 동작 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.As described above, the operation of the receiver calibration signal generator for A / D conversion in the baseband will be described in detail as follows.
도 4에서는 기저대역에서 A/D 변환하는 수신기의 경우에 적용할 수 있는 개선된 캘리브레이션 신호 발생 구조를 나타내고 있으며, 스위치, 필터1,2,3(401,403,405), 믹서1,2,3(402,404,406), 국부발진기1,2,3(409,410,411), 기준신호 발생기(416)의 기능은 기본적으로 상기에서 설명한 도 3과 같다. FIG. 4 shows an improved calibration signal generation structure applicable to a baseband receiver in A / D conversion, and includes switches, filters 1, 2, 3 (401, 403, 405), mixers 1, 2, 3 (402, 404, 406). The functions of the local oscillators 1, 2, 3 (409, 410, 411) and the reference signal generator 416 are basically the same as those of FIG.
단, 필터4(407)는 사용대역이 기저대역이므로 저역통과 필터를 사용한다. 캘리브레이션시에는 국부발진기3(411)과 국부발진기2(410)의 출력 신호들이 믹서4(412)의 입력 신호, 로컬 신호에 각각 입력되고, 믹서4(412)의 출력은 필터5(413)에 인가된다. 필터5(413)에서는 원하는 신호만 필터링 한 후 믹서5(414)의 입력 신호로 인가된다. 믹서5(414)에서는 국부발진기1(409)의 신호가 로컬 신호로 입력되고, 믹싱된 결과를 필터6(415)에 인가된다. However, filter 4 (407) uses a low pass filter because the use band is the base band. During calibration, the output signals of the local oscillator 3 411 and the local oscillator 2 410 are input to the input signal of the mixer 4 412 and the local signal, respectively, and the output of the mixer 4 412 is supplied to the filter 5 413. Is approved. In filter 5 413, only the desired signal is filtered and then applied as an input signal of mixer 5 414. In mixer 5 (414), the signal of local oscillator 1 (409) is input as a local signal, and the mixed result is applied to filter 6 (415).
캘리브레이션시 스위치는 (다)-(나)로 스위칭하므로 필터6(415) 출력인 교정용 신호는 수신기에 입력된다. 이 구조에서도, 캘리브레이션시 임의의 주파수에서 수신기 이득 특성을 측정하기 위해선, 스위치를 (다)-(나)경로로 스위칭하고, 단지 국부발진기1(409)의 출력을 원하는 임의의 주파수용으로만 출력시키면 된다.During calibration, the switch switches from (C) to (B), so the calibration signal, which is the output of Filter 6 (415), is input to the receiver. Even in this structure, in order to measure the receiver gain characteristics at any frequency during calibration, switch the switch to (C)-(B) path, and only output the output of Local Oscillator 1 (409) for any desired frequency. Just do it.
상기와 같이 본 발명은 기존 수신기 내부에서 사용하는 국부발진기들의 출력 신호들을 그대로 사용하며, 정상 동작의 경우와 같이 국부발진기1(409)의 출력을 스윕하면 교정 신호가 스윕되는 구조를 나타낸 것이다. 이와 같은 구조를 사용할 경우 국부발진기1(409)의 출력을 변경시키면, 교정용 신호 간격도 마음먹은 대로 변경할 수 있고, 또한 교정 신호가 어느 주파수에 있던지 일정 크기를 유지할 수 있어 캘리브레이션의 정확도를 크게 높힐 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention uses the output signals of the local oscillators used in the existing receiver as they are, and shows a structure in which a calibration signal is swept when the output of the local oscillator 1 409 is swept as in the normal operation. In such a structure, if the output of the local oscillator 1 (409) is changed, the calibration signal interval can be changed at will, and the calibration signal can be maintained at a certain size, which greatly improves the accuracy of the calibration. There are advantages to it.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.). Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 광대역 수신기를 캘리브레이션할 때 교정용 신호 간격을 마음대로 할 수 있으며, 교정 신호가 어느 주파수에 있던지 일정 크기를 유지할 수 있어 캘리브레이션의 정확도를 크게 높힐 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, the calibration signal interval can be freely calibrated when the wideband receiver is calibrated, and the frequency of the calibration signal can be maintained at a certain size, thereby improving the accuracy of the calibration.
또한, 본 발명은, 수신기 내부에서 사용하는 기존의 국부발진기들의 출력 신호들을 그대로 사용하므로 경제적인 효과도 가져올 수 있다. 이러한 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 방법은 스펙트럼 아날라이져와 같이 수신대역이 광대역인 수신기가 필요한 계측장비, 기타 광대역용 무선 수신 시스템에 적용 가능하다.In addition, the present invention, as it uses the output signals of the existing local oscillators used in the receiver as it can bring economic effects. The signal generation method for the receiver calibration is applicable to measurement equipment and other broadband wireless receiving systems requiring a receiver having a wide reception band such as a spectrum analyzer.
도 1 은 종래의 수신기에서 캘리브레이션 신호 발생 구조를 나타낸 구성도.1 is a configuration diagram showing a structure of generating a calibration signal in a conventional receiver.
도 2 는 종래 하모닉 발생기의 출력 스펙트럼을 나타낸 예시도.2 is an exemplary diagram showing an output spectrum of a conventional harmonic generator.
도 3 은 본 발명에 따른 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 일실시예 구성도.3 is a block diagram of an embodiment of a signal generator for calibrating a receiver according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 수신기 캘리브레이션용 신호 발생 장치의 다른 실시예 구성도.4 is a configuration diagram of another embodiment of a signal generator for receiver calibration according to the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
301 : 필터1 302 : 믹서1301: filter 1 302: mixer 1
303 : 필터2 304 : 믹서2303 Filter 2 304 Mixer 2
305 : 필터3 306 : 믹서3305: filter 3 306: mixer 3
307 : 필터4 308 : A/D 변환기307 Filter 4 308 A / D Converter
309 : 국부발진기1 310 : 국부발진기2309: local oscillator 1 310: local oscillator 2
311 : 국부발진기3 312 : 국부발진기4311 Local Oscillator 3 312 Local Oscillator 4
313 : 믹서4 314 : 필터5313 Mixer 4 314 Filter 5
315 : 기준신호 발생기315: reference signal generator
Claims (5)
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Cited By (2)
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| KR20210042851A (en) * | 2020-09-18 | 2021-04-20 | 베이징 바이두 넷컴 사이언스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | audio recognition method, audio recognition apparatus, electronic equipment, computer readable storage medium and computer program |
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