KR20080005108A

KR20080005108A - 안테나 컨트롤을 갖는 집적동조회로

Info

Publication number: KR20080005108A
Application number: KR1020070067536A
Authority: KR
Inventors: 요나스 욘슨
Original assignee: 딥콩
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2008-01-10
Also published as: CN101102139A; TW200820608A; DE602006002743D1; ES2314851T3; EP1876708A1; JP2008072695A; EP1876708B1; US20080009252A1

Abstract

본 발명의 무선주파수 신호용 집적동조회로(2)는 적어도 하나의 안테나(22)에 연결되도록 설계되어 있으며, 상기 집적동조회로는 상기 안테나에 연결되어 상기 안테나와 공진하도록 설계된 적어도 하나의 조정가능한 커패시턴스(12)를 갖는 내부 공진단(10)을 구비하고, 상기 집적동조회로는 또한 상기 안테나의 공진값을 변경하기 위해 상기 적어도 하나의 조정가능한 커패시턴스의 값을 제어하도록 설계된 제어유닛(20)을 구비한다.

집적동조회로, 조정가능한 커패시턴스, 공진단

Description

안테나 컨트롤을 갖는 집적동조회로{Integrated Tuner Circuit With Antenna Control}

본 발명은 안테나 컨트롤을 갖는 집적동조회로에 관한 것이다.

무선 주파수 전송은 일반적으로 큰 대역폭을 필요로 한다. 예컨대, DVB-H 표준에 따른 전송범위는 약 470MHz에서 890MHz까지 확장된다. 그러나, 가장 공통적으로 사용되는 안테나는 약 200MHz 또는 300MHz의 작은 대역폭 감도를 갖는다.

이 차이를 해결하기 위해, 2개의 주요 접근방법이 개발되었다.

제 1 타입의 집적동조회로는 각각이 다른 대역폭 감도를 갖는 다수의 스위치 안테나를 사용한다. 예컨대, 제 1 안테나는 470MHz에서 600MHz에 이르는 범위에 대해 설정되고 제 2 안테나는 600MHz에서 800MHz에 이르는 범위에 대해 설정된다. 이들 동조기는 안테나를 제어하는 특정한 추가 구성부품 뿐만 아니라 안테나들 사이에 전환(switching)을 보장하기 위한 내부 및 외부 구성부품을 필요로 한다.

또 다른 타입의 집적동조회로는 안테나와 공진하는 커패시턴스를 갖는 외부 안테나 공진단(resonance stage)을 사용하여 최대 공진 주파수를 설정함으로써 수신 범위를 설정한다. 이러한 외부 안테나 공진단은 대개 PIN 다이오드 또는 버랙터 다이오드(varactor diodes)를 사용하며 외부 전원(power supply)을 필요로 한다.

이 방안들은 모두 많은 외부 구성부품들을 필요로 하기 때문에 상기 방안 중 어느 것도 만족스럽지 못하다.

참조문헌 DE 43 32 798은 적응형 커패시턴스(adaptable capacitance)를 갖는 집적회로를 기술하고 있으나 여전히 만족스럽지 못하다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하고, 적응력이 높아진 안테나 컨트롤을 갖는 효율적인 집적동조회로를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 적어도 하나의 안테나와 외부 공진단에 연결되도록 설계된 무선주파수 신호용 직접동조회로로서, 상기 안테나에 연결되어 상기 안테나와 공진하도록 설계된 적어도 하나의 조정가능한 커패시턴스를 갖는 내부 공진단과, 상기 안테나의 공진값을 변경하기 위해 상기 적어도 하나의 조정가능한 커패시턴스의 값을 제어하도록 설계된 제어유닛과, 상기 외부 공진단을 인에이블시키도록 설계된 전압 발생기를 구비하는 직접동조회로를 제공한다. 조정가능한 커패시턴스를 갖는 내부 공진단의 사용으로 인해, 본 발명의 집적동조회로는 높은 적응력을 갖게 된다.

본 발명에 따른 안테나 컨트롤을 갖는 집적동조회로의 효과를 설명하면 다음 과 같다.

첫째, 본 발명의 집적동조회로는 내부 조정가능한 커패시턴스로 인해 안테나의 수신범위를 조절하는 이점을 갖는다.

둘째, 본 발명의 집적동조회로는 신호의 입출력 품질을 모니터하는 모니터 유닛을 구비하여 조정가능한 커패시턴 값의 변경 및/또는 안테나 선택에 의한 수신범위를 설정하도록 사용된 품질정보를 제어모듈에 제공하는 이점을 갖는다.

셋째, 본 발명의 집적동조회로에서 조정가능한 커패시턴스는 금속-절연체-금속 커패시턴스로서, 이로 인해 안테나와 지면 사이의 전류손실을 줄이는 이점을 갖는다.

본 발명의 또 다른 특징과 이점은 도면과 함께 상세한 설명으로부터 명백해진다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 제 1 집적동조회로(2)가 기술되어 있다. 이 집적동조회로는 본드 패드(bond pads)라고도 하는 입력단자와 출력단자를 갖는 인터페이스 모듈(4)을 포함한다. 이 실시예에서, 인터페이스 모듈(4)은 적어도 하나의 입력단자(IN), 출력 단자(OUT) 및 접지단자(GND)를 갖는다.

집적동조회로는 상기 입력단자(IN)에 연결된 내부 증폭단(6)과 상기 출력단자(OUT)에 연결된 전압 발생기(8)를 구비한다.

본 발명의 집적동조회로는 또한 상기 출력단자(OUT)와 상기 접지단자(GND)에 연결된 내부 공진단(10)을 구비한다.

상술한 실시예에서, 내부 공진단(10)은 상기 출력단자(OUT)에 연결되고 상기 접지단자(GND)를 통해 지면에 연결된 조정가능한 커패시턴스(trimable capacitance)(12)를 구비한다.

또한, 집적동조회로(2)는 전압 발생기(8)와 출력단자(OUT) 사이에 연결된 스위치(14)를 구비한다.

집적동조회로(2)는 또한 상기 스위치(14)와 상기 조정가능한 커패시턴스(12)의 값을 디지털적으로 제어하도록 설계된 제어모듈(20)을 구비한다.

이러한 소자들 이외에, 집적동조회로는 표시되지 않은 종래의 동조기 구성부품들을 구비한다.

도 1a는 종래 50옴 안테나와 같은 외부 안테나(22)가 입력단자(IN)와 출력단자(OUT)에 연결된 집적동조회로의 제 1 사용을 도시하고 있다.

이점적으로, 안테나(22)의 임피던스 불완전을 보상하기 위해 사용된 밸런스 및 매칭모듈(balance and matching module)(24)이 상기 안테나(22)와 상기 입력단자(IN) 사이에 연결되어 있다.

이 실시예에서, 스위치(14)는 내부 공진회로(2)의 조정가능한 커패시턴스(12)에만 연결을 유지한 채 상기 출력단자(OUT)로부터 전압 발생기(8)와의 접속을 끊어 놓고 있다.

따라서, 조정가능한 커패시턴스(12)가 지면과 안테나(22) 사이에 연결되어 상기 안테나의 최대 공진값과 수신범위를 설정하는 L-C 탱크를 이룬다. 따라서, 제어모듈(20)에 의한 커패시턴스(12)의 값의 제어로 안테나(6)의 수신범위의 디지털 설정이 가능해 진다.

동일한 집적동조회로(2)의 또 다른 사용으로, 도 1b를 참조로 도시된 외부 공진단(30)이 사용된다.

이 외부 공진단(30)은 안테나(22), 출력단자(OUT), 밸런스 및 매칭모듈(24) 사이에 연결되어 있다. 이 외부 공진회로(30)를 인에이블시키기 위해, 스위치(14)가 전압 발생기(8)를 출력단자(OUT)에 연결시킨다.

보다 명확하게, 상기 외부 공진단(30)은 안테나(22)와 커페시턴스(34)의 제 1 단자 사이에 연결된 버랙터 다이오드(32)를 구비하여 안테나와 버랙터 다이오드의 출력 사이에 전압을 확립한다. 상기 커패시턴스(34)의 제 2 단자는 지면에 연결되어 있다. 제 1 레지스터(36)는 밸런스 및 매칭모듈(24)과 커패시턴스(34)의 제 2 단자 사이에 연결되어 있다.

이 외부 공진단(30)을 통한 전압의 가변으로 안테나(22)의 최대 공진이 도달되는 값을 변경함으로써 최대 수신 범위가 변경된다. 보다 명확하게, 외부 공진단(30)과 안테나(22)는 버랙터 다이오드(32)를 제어함으로써 공진 주파수가 설정되는 L-C 탱크를 형성한다.

이러한 외부 공진단의 사용은 종래적이며 더 상세히 설명하지 않을 것이다.

이 실시예에서, 공진은 전압 발생기(8)에 의해 전원공급되는 외부 공진단(30)과 내부 공진단(10) 모두에 의해 설정된다.

내부 레지스터(38)는 외부 공진회로(30)의 임피던스를 전압 발생기(8)와 스위치(14)의 출력 임피던스로부터 분리시킨다.

따라서, 본 발명의 집적동조회로는 외부 공진단이 있거나 없이도 양호한 적응력을 갖는 안테나에 연결될 수 있다. 내부 조정가능한 커패시턴스의 제어는 공진값을 변경함으로써 안테나의 수신범위의 조정을 가능하게 한다. 내부 스위치(14)와 전압 발생기의 사용으로 외부 공진단이 인에이블 및 디스에이블되며 이에 따라 본 발명의 동조기와 기존 회로에 대한 어떠한 변경없이 이와 같은 외부 공진단을 포함한 기존 회로를 결합하게 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예가 기술되어 있다. 이 실시예에서, 동일한 구성부품은 이전 실시예에서와 같이 동일한 참조번호로 표시되어 있다.

이 실시예에서, 집적동조회로(2)는 INA, INB, INC로 표시된 3개의 입력단자와 OUTA, OUTB로 표시된 2개의 출력단자를 구비한다.

각각의 입력단자(INA 및 INB)는 내부 스위치단(40)에 연결되어 있고 상기 스위치단은 또한 출력 단자(OUTB)에 연결되어 있어, 상기 스위치단(40)이 상기 출력단자(OUTB)를 상기 입력단자(INA 및 INB) 중 하나 또는 다른 하나에 연결하게 할 수 있다.

집적동조회로는 또한 상술한 소자들, 즉, 내부 공진단(10), 제어모듈(20), 증폭단(6), 전압 발생기(8) 및 스위치(14)를 구비한다. 이 실시예에서, 증폭단(6)은 입력단자(INC)에 연결되어 있고, 제어모듈(20)은 또한 내부 스위치단(40)을 제어하도록 설계되어 있다. 더욱이, 전압 발생기(8)와 출력단자(OUTA)를 디스에이블시키기 위해 개방하도록 스위치(14)가 입력단자(INA)에 직접 연결되어 있다.

사용시, 이러한 집적동조회로는 각각이 주파수 스펙트럼의 특정 범위를 수신 하도록 설계된 2개의 안테나(42A 및 42B)에 연결되어 있다.

보다 명확하게, 각각의 입력단자(INA 및 INB)가 각각의 안테나(42A 및 42B)에 연결되어 있으며, 이에 따라 안테나(42A)가 또한 출력단자(OUTA)를 통해 내부 공진단에 연결되어 있다.

출력단자(OUTB)는 입력단자(INC)를 통해 증폭단(6)에 출력이 제공되는 밸런스 및 매칭모듈(24)에 연결되어 있다.

스위치단(40)에 따라, 집적동조회로(2)는 안테나(42A) 또는 안테나(42B)를 직접 사용한다.

더욱이, 내부 스위치(14)의 사용으로 인해, 이러한 동조기는 기존의 외부 공진단과 함께 사용될 수 있다.

안테나(42A)가 사용되는 경우, 공진값은 도 1a를 참조로 기술된 바와 같이 내부 공진단(10)에 의해 설정되고, 안테나(42B)가 사용되는 경우, 공진값은 종래 방식으로 설정된다.

따라서, 본 발명의 집적동조회로는 내부 조정가능한 커패시턴스로 인해 안테나의 수신범위를 조절하는데 사용될 수 있다. 또한, 내부 스위치로 인해, 기존의 외부 공진회로와 다수의 안테나가 함께 사용될 수 있다.

물론 다른 실시예들도 또한 가능하다.

이점적으로, 동조기는 신호 입력 및 출력의 품질을 모니터하는 유닛을 구비한다. 이 모니터 유닛은 조정가능한 커패시턴스 값의 변경 및/또는 안테나 선택에 의해 수신범위를 설정하도록 사용된 품질 정보를 제어모듈에 제공한다.

또 다른 실시예로, 제어유닛은 구성 정보를 수신하여 수신범위를 설정한다.

이점적으로, 조정가능한 커패시턴스는 안테나와 지면 사이의 전류 손실을 줄이기 위해 금속-절연체-금속(Metal Insulator Metal, MIM) 커패시턴스와 같은 특정한 커패시턴스이다.

일실시예에서, 내부 커패시턴스는 병렬로 다수의 개개의 커패시턴스의 사용에 의해 디지털적으로 조정되며, 각각의 커패시턴스는 스위치로서 사용되고 디지털적으로 제어되는 트랜지스터와 직렬연결되어 있다. 따라서, 트랜지스터의 디지털 제어로 커패시턴스의 전체 값의 제어가 가능해 진다.

또 다른 실시예에서, 집적동조회로는 내부 안테나 공진단만을 구비하며 어떠한 전압 발생기도 포함하지 않아, 외부 공진단에 전원을 공급하도록 설계되어 있지 않다.

또 다른 실시예에서, 밸런스 및 매칭모듈이 동조기내에 일체로 형성되어 있다.

또 다른 실시예에서, 2개의 안테나가 사용되는 경우, 각각의 안테나가 내부 공진단에 연결되어 있다. 동일한 내부 공진단이 사용되는 경우, 상기 내부 공진단을 안테나 중 하나 또는 다른 하나에 연결시키는 스위치가 추가된다. 더욱이, 각 안테나는 또한 외부 공진단에 연결될 수 있다.

다른 실시예 및 상술한 실시예들의 결합이 또한 달성될 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예의 두 가지 사용을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것이다.

Claims

적어도 하나의 안테나(22:42A,42B)와 외부 공진단(30)에 연결되도록 설계된 무선주파수 신호용 직접동조회로(2)로서,

상기 안테나에 연결되어 상기 안테나와 공진하도록 설계된 적어도 하나의 조정가능한 커패시턴스(12)를 갖는 내부 공진단(10)과,

상기 안테나의 공진값을 변경하기 위해 상기 적어도 하나의 조정가능한 커패시턴스의 값을 제어하도록 설계된 제어유닛(20)과,

상기 외부 공진단을 인에이블시키도록 설계된 전압 발생기(8)를 구비하는 직접동조회로.
제 1 항에 있어서,

상기 내부 공진단의 상기 조정가능한 커패시턴스가 안테나(22:42A,42B)에 연결되도록 설계된 집적동조회로의 단자(OUT; OUTA)와 접지(GND)에 연결되도록 설계된 단자 사이에 연결되어 있는 직접동조회로.
제 1 항에 있어서,

상기 외부 공진단으로부터 상기 전압 발생기를 연결시키거나 연결을 끊어 놓기 위한 내부 스위치(14)를 더 구비하는 직접동조회로.
제 3 항에 있어서,

상기 조정가능한 커패시턴스는 상기 집적동조회로의 단자(OUT)에 연결되어 있고, 상기 전압 발생기(8)는 상기 내부 스위치(14)를 통해 상기 집적동조회로의 동일 단자에 연결되어 있는 직접동조회로.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어유닛(20)은 구성정보를 수신하고 상기 구성정보에 따라 상기 조정가능한 커패시턴스의 값을 제어하도록 설계되어 있는 직접동조회로.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어유닛(20)은 전송품질 정보를 수신하고 상기 전송품질 정보에 따라 상기 조정가능한 커패시턴스의 값을 제어하도록 설계되어 있는 직접동조회로.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

다수의 안테나(42A,42B)에 연결되어 있도록 또한 설계되어 있고, 상기 안테나들 사이에서 전환하기 위한 내부 스위치단(40)을 구비하며, 상기 내부 공진단(10)은 상기 안테나 중 적어도 하나에 연결되도록 설계되어 있는 직접동조회로.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조정가능한 커패시턴스는 병렬로 연결된 다수의 개개의 커패시턴스로 형성되고, 개개의 커패시턴스는 스위치로서 기능하는 트랜지스터와 함께 직렬연결되어 있는 직접동조회로.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조정가능한 커패시턴스는 적어도 하나의 금속-절연체-금속 커패시턴스를 구비하는 직접동조회로.