KR20090085908A - 부정합 보상 기능을 갖는 고조파 제거 혼합기 및 이를이용한 튜너 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 튜너(Tuner)에 관한 것으로, 특히 수신된 RF 신호를 다운 컨버젼(down conversion)하는 과정 중에 생성되는 고조파를 제거하기 위한 고조파 제거 혼합기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 갖는 고조파 제거 혼합기는, 하나 이상의 국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진기와, 수신된 RF 신호와 상기 국부 발진기에서 생성된 국부 발진 신호를 혼합하여 출력하는 하나 이상의 혼합기와, 상기 각각의 혼합기로부터 출력되는 신호의 크기를 조절하여 각 신호 사이에 소정 비율을 갖도록 만드는 스케일링 회로와, 상기 스케일링 회로에 의해 신호의 크기가 조절된 복수의 신호 중에 M개의 신호를 합산하여 고조파를 제거하고 베이스 밴드 신호를 출력하는 가산기, 및 상기 혼합기 출력단과 상기 가산기 입력단 사이에 연결되어 상기 혼합기로부터 출력되는 신호를 이용하여 N차 고조파의 부정합(Mismatch)을 보상할 수 있는 가변 저항으로 이루어진 부정합 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020080011834
고조파 제거 혼합기, 시험 톤 발생기, 부정합

Description

부정합 보상 기능을 갖는 고조파 제거 혼합기 및 이를 이용한 튜너{HARMONIC REJECTION MIXER FOR COMPENSATING MISMATCH AND TUNER USING THE SAME}
본 발명은 튜너(Tuner)에 관한 것으로, 특히 수신된 무선 고주파 신호(이하, 'RF 신호'라 한다)를 다운 컨버젼(down conversion)하는 과정 중에 생성되는 고조파를 제거하기 위한 고조파 제거 혼합기에 관한 것이다.
일반적으로, 튜너란 안테나를 통하여 수신되는 RF 신호 중 불필요한 잡음을 제거하고, 원하는 대역의 RF 신호를 선택하여 베이스밴드(Baseband) 신호로 변환하는 장치를 말한다.
도 1은 종래기술에 따른 튜너의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 튜너는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amplifier, LNA)(100)와, 밴드 패스 필터(BPF)(110)와, RF 증폭기(120), 및 고조파 제거 혼합기(Harmonic rejection mixer; HRM)(250)를 포함한다.
상기 저잡음 증폭기(LNA)(100)는 안테나를 통하여 수신되는 RF신호를 증폭한다.
상기 밴드 패스 필터(BPF)(110)는 저잡음 증폭기(LNA)(100)에 의해 출력된 RF신호 중 원하는 주파수 대역만을 선택하고 불필요한 잡음을 제거한다.
상기 RF 증폭기(120)는 상기 밴드 패스 필터(BPF)(110)에서 출력된 신호를 증폭하여 고조파 제거 혼합기(HRM)(130)로 입력시킨다.
상기 고조파 제거 혼합기(HRM)(130)는 RF증폭기(120)의 출력 신호와 국부 발진 신호(LO)를 혼합하여 베이스 밴드(Baseband) 신호를 출력한다.
그러나, 위와 같은 종래의 튜너에서는 상기 고조파 제거 혼합기(HRM)(130) 내에서 상기 RF신호와 국부 발진 신호(LO)를 혼합하여 베이스 밴드 신호를 출력하는 동안에, 상기 국부 발진 신호(LO)의 위상과 혼합기(Mixer) 출력의 계수 비율(Scaling ratio)의 오차로 인하여 부정합(Mismatch)이 발생할 수 있고, 이 경우 일부 고조파(harmonic)가 제거되지 않아 HRR(Harmonic rejection ratio)이 제한되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 상기 RF신호와 국부 발진 신호(LO)를 혼합하여 베이스 밴드 신호를 출력하는 동안에 발생하는 특정 고 조파의 부정합을 방지할 수 있는 고조파 제거 혼합기 및 이를 이용한 튜너를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 갖는 고조파 제거 혼합기는, 하나 이상의 국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진기와, 수신된 RF 신호와 상기 국부 발진기에서 생성된 국부 발진 신호를 혼합하여 출력하는 하나 이상의 혼합기와, 상기 각각의 혼합기로부터 출력되는 신호의 크기를 조절하여 각 신호 사이에 소정 비율을 갖도록 만드는 스케일링 회로와, 상기 스케일링 회로에 의해 신호의 크기가 조절된 복수의 신호 중에 M개의 신호를 합산하여 고조파를 제거하고 베이스 밴드 신호를 출력하는 가산기, 및 상기 혼합기 출력단과 상기 가산기 입력단 사이에 연결되어 상기 혼합기로부터 출력되는 신호를 이용하여 N차 고조파의 부정합(Mism atch)을 보상할 수 있는 가변 저항으로 이루어진 부정합 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고조파 제거 혼합기는, 상기 수신된 RF 신호를 이용하여 서로 180도 위상차를 갖는 2개의 RF신호를 출력하는 차동증폭기를 더 포함하고, 상기 혼합기는 상기 차동증폭기의 출력신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합함으로써 짝수차 고조파를 제거하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고조파 제거 혼합기는, 상기 RF신호와 서로 45도의 위상차를 갖는 국부 발진 신호가 각각 입력되는 4개의 혼합기를 포함하고, 상기 부정합 보상기 는 서로 90도의 위상차를 갖는 2개의 국부 발진 신호가 입력되는 2개의 혼합기 출력신호를 이용하여 N차 고조파의 부정합을 보상하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 튜너는, 상기 고조파 제거 혼합기와, 상기 국부발진기에서 발생한 국부발진 신호를 이용하여 N차 고조파의 부정합을 추적하기 위한 부정합 추적 신호를 포함하는 시험(Test) 톤 신호를 생성하여 상기 고조파 제거 혼합기로 입력시키는 시험 톤 발생기와, 상기 고조파 제거 혼합기에 후단에 연결되어 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 베이스 밴드 필터와, 상기 베이스 밴드 필터를 통과한 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기, 및 상기 아날로그/디지털 변환기의 출력신호중 상기 부정합 추적 신호의 세기를 측정하여, 상기 부정합 추적 신호의 세기가 최소가 되도록 상기 부정합 보상부의 가변저항을 조절하기 위한 보상제어신호를 생성하여, 상기 부정합 보상부로 제공하는 디지털 신호 처리부 (DSP)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고조파 제거 혼합기 내에서 RF신호와 국부 발진 신호(LO)를 혼합하여 베이스 밴드 신호를 출력하는 동안에 발생하는 특정 고조파의 부정합을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 고조파 제거 혼합기 내에서 부정합 보상부를 이용하 여 고조파를 효율적으로 제거함으로써 HRR을 향상시킬 수 있고, 이로 인하여 튜너의 잡음지수(Noise Figure ; NF) 및 선형성 등을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 고조파 제거 혼합기 내에서 부정합 보상부를 이용하여 고조파를 효율적으로 제거함으로써, 고조파를 감쇠(attenuation)시키기 위해 사용되는 RF 필터의 차수를 상당히 줄일 수 있고, 아울러 종래 고조파에 의하여 제한되었던 대역까지 튜너의 대역폭을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 특정 N차 고조파를 제거하기 위한 튜닝부를 포함하는 고조파 제거 혼합기를 이용한 튜너의 바람직한 실시예를 서술한다. 이러한 설명은 본 발명의 기술적 사상을 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술하나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 튜너의 구성도이다. 도 3은 국부발진기에서 생성된 국부 발진 신호의 파형도이다. 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 고조파 제거 혼합기(HRM)에 대한 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고조파 제거 혼합기(HRM)에 대한 회로도이다. 도 6는 본 발명의 고조파 제거 혼합기에서 고 조파의 부정합(Mismatch)이 발생하지 않은 경우를 표시한 도면. 도 7는 본 발명의 고조파 제거 혼합기에서 고조파의 부정합(Mismatch)이 발생하여 완전한 제거가 되지 않는 경우를 표시한 도면. 도 8은 고조파의 부정합 발생시 에러 벡터를 상쇄시킬 수 있는 보상벡터를 표시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 튜너의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 튜너는 안테나(200), 저잡음 증폭기(LNA)(210), RF 필터(220), 국부발진기(230), 시험 톤 발생기(240), 고조파 제거 혼합기(HRM)(250), 베이스 밴드 필터 (260A, 260B), 아날로그/디지털 변환기(Analogue to digital conversion; A/ D)(270A, 270B) 및 디지털 신호 처리부(DS P)(280)를 포함한다.
상기 저잡음 증폭기(LNA)(210)는 안테나(200)로부터 받은 RF신호를 증폭하고, 증폭된 RF신호를 RF 필터(220)로 입력시킨다.
상기 RF필터(220)는 상기 저잡음 증폭기(LNA)(210)로부터 출력되는 RF신호 중 원하는 주파수 대역만을 선택하고 불필요한 잡음을 제거한 후 고조파 제거 혼합기(250)로 입력시킨다.
국부발진기(230)는 하나 이상의 국부 발진 신호를 생성하여 고조파 제거 혼합기(250)로 입력시킨다. 하기에서 기준(Reference) 국부 발진 신호는 'LO'로 표시하며, 상기 LO신호를 이용하여 위상 편이(phase shift) 시킨 복수의 위상을 갖는 국부 발진 신호는 'LO 1±, LO 2±, LO 3±, LO 4±' 등으로 표시한다.
도 3은 국부발진기(230)에서 생성되는 복수의 위상을 갖는 신호를 파형으로 표현한 것이다. 도 3에서, LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+는 각각 차례대로 LO 1-, LO 2-, LO 3-, LO 4-신호와 180도의 위상차이를 갖는다. 예를 들어, LO 1+와 LO 1-신호는 180도의 위상차이를 갖는다. 또한, LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+의 각각의 신호는 T0/8만큼의 위상차가 존재한다. 예를 들어, LO 1+와, LO2+ 신호는 T0/8만큼의 위상차를 갖고, LO2+는 LO3+신호와 T0/8만큼의 위상차를 갖으며, 역시 LO3+와 LO4+신호는 T0/8만큼의 위상차를 갖는다. 또한 LO 1-, LO 2-, LO 3-, LO 4-의 각각의 신호는 T0/8만큼의 위상차이를 갖는다. 상기 기준 국부 발진 신호(LO)는 수신하려는 RF 신호 주파수와 동일하거나 인접한 주파수를 갖는 신호로써, 가령 수십MHz에서 수 GHz 정도의 주파수를 갖는다.
시험 톤 발생기(240)는 특정 고조파의 제거 여부를 확인하기 위해서 인가하는 시험(Test) 톤 신호를 생성하는 장치이다. 특정 N차 고조파의 부정합(Mismatch)을 보정하고자 할 경우에, 상기 시험 톤 발생기(240)는 NLO+Fo를 시험(Test) 톤 신호를 생성시켜 고조파 제거 혼합기(250)로 입력시킨다. 상기에서 LO는 복수 위상을 갖는 경우에도 동일하게 적용된다. 여기서, NLO는 LO신호에 N배가 되는 신호이다. Fo(이하 '부정합 추적 신호'라 한다)는 고조파 제거 혼합기(250)를 통해 고조파가 완전히 제거되지 않고 고조파의 부정합이 발생한 경우, 특정 고조파의 부정합이 제거되었는지 여부를 판단하기 위해 사용되는 신호로서, 상기 NLO의 주파수에 인접한 주파수를 갖는 신호이다.
예를 들면, 3차 고조파의 부정합(Mismatch)를 보상하기 위해서는 3LO+Fo신호 를 시험 톤 발생기(240)에서 생성하여 고조파 제거 혼합기(250)로 입력시킨다. 상기 3LO는 LO신호에 3배가 되는 신호이다. 그리고, Fo는 상기 3LO에 인접한 주파수를 갖는 신호이다. 아래에서는 3차 고조파의 부정합(Mismatch)을 없애기 위해 3LO+Fo신호를 인가하여 LO신호와의 혼합(mixing)하는 과정을 설명한다.
만약, 고조파 제거 혼합기(250) 내에서 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 동안에 부정합(Mismatch)이 없다면, 고조파 제거 혼합기(250)에서는 3LO+Fo신호와 LO신호가 혼합되어 (3LO+Fo)-LO=2LO+Fo의 신호가 출력된다. 이 경우, 상기 고조파 제거 혼합기(250)의 출력단에는 부정합 추적 신호가 통과할 수 있는 주파수 대역을 설정한 베이스 밴드 필터(260A, 260B)를 형성함으로써 상기 2LO+Fo를 제거한다.
반면에, 고조파 제거 혼합기(250) 내에서 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 동안에 고조파의 부정합(Mismatch)이 발생하면, 상기 고조파 제거 혼합기(2 50)에서 3차 고조파 성분이 출력될 수 있다. 그러면, 3LO+Fo신호와 상기 3차 고조파 신호가 혼합되어 (3LO+Fo)-3LO=Fo의 신호가 출력된다. 그리고, 상기 부정합(Mismatch) 추적 신호(Fo)는 베이스 밴드 필터(260A, 260B)를 통과하여 최종적으로 디지털 신호 처리부(DSP)(280)에 제공되며, 상기 디지털 신호 처리부(DS P)(280)는 상기 부정합 추적 신호(Fo)를 이용하여 3차 고조파의 제거 여부에 대한 확인 및 상기 3차 고조파를 제거하기 위한 보상제어신호를 생성할 수 있게 된다.
상기 고조파 제거 혼합기(250)는 RF필터(220)에서 출력되는 RF신호와 상기 국부발진기(230)에서 생성된 국부 발진 신호(LO)를 혼합기로 혼합(Mixing)하고 가 산기로 합산하는 과정을 통해서 고조파를 제거하고 베이스 밴드 신호를 출력할 뿐만 아니라, 특정 고조파가 제거되었는지 여부를 확인하기 위한 시험 톤 신호와 국부 발진 신호(LO)를 혼합하고 합산하여 출력시킴으로써 상기 특정 고조파의 제거 여부를 추적할 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 상기 시험 톤 신호를 통하여 상기 고조파 제거 혼합기(250) 내에 현재 부정합이 발생하였는지 여부를 확인할 수 있고, 상기 고조파 제거 혼합기(250) 내에서 혼합기(미도시)와 가산기(미도시) 사이에 연결된 가변 저항(미도시)을 이용하여 가산기에 의하여 합산되는 값을 조정함으로써 상기 부정합에 의하여 발생된 고조파 성분을 제거할 수 있다.
상기 고조파 제거 혼합기(250)는 출력된 베이스 밴드 신호를 베이스 밴드 필터(260A, 260B)로 입력시킨다
상기 베이스 밴드 필터(260A, 260B)는 고조파 제거 혼합기(250)에서 출력되는 I채널 및 Q채널의 베이스 밴드(Baseband)신호를 각각 입력받아 원하는 주파수 대역만을 통과시킨다. 상기 베이스 밴드 필터(260A, 260B)는 부정합 추적 신호(Fo)를 선택할 수 있도록 상기 부정합 추적 신호를 포함하는 주파수 대역을 갖는다. 상기 베이스 밴드 필터(260A, 260B)는 필터링한 출력신호를 아날로그/디지털 변환기(A/D)(270A, 270B)로 입력시킨다.
상기 아날로그/디지털 변환기(A/D)(270A, 270B)는 상기 베이스 밴드 필터(26 0A, 260B)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 신호 처리부(DSP)(280)에 입력시킨다.
상기 디지털 신호 처리부(DSP)(280)는 상기 아날로그/디지털 변환기(A/D)(2 70A, 270B)에서 출력된 신호를 이용하여 부정합 추적 신호(Fo) 신호의 세기(전력)을 측정한다. 그리고, 상기 디지털 신호 처리부(DSP)는 상기 부정합 추적 신호(Fo)의 세기(전력)가 최소가 되도록 상기 고조파 제거 혼합기(250)의 출력값을 제어하기 위한 제어 신호(이하 '보상제어신호'라 한다)를 상기 고조파 제거 혼합기(250)로 피드백한다. 여기서, 부정합 추적 신호(Fo)신호의 전력값이 0이거나 가장 작을 때가 고조파의 부정합(Mismatch)이 발생하지 않거나 가장 작을 때를 의미한다. 따라서, 상기 고조파 제거 혼합기(250)는 상기 보상제어신호를 이용하여 반복적으로 피드백 함으로써, 부정합에 의하여 제거되지 않는 고조파 성분을 제거하기 위한 부정합 보상 벡터를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 부정합 보상 벡터는 상기 고조파 제거 혼합기(250) 내에서 가산기에 의해 합산되는 신호(즉, RF 신호와 국부 발진 신호의 혼합 신호)의 벡터 성분에 대한 크기와 위상을 보상함으로써 부정합에 의하여 고조파 성분이 출력되는 것을 방지할 수 있다.
도 4은 도 2에서의 고조파 제거 혼합기(HRM)의 세부 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본발명에 따른 고조파 제거 혼합기(HRM)(250)는 차동 증폭기(251), 국부발진기(230), 혼합기(252), 스케일링(scaling)회로(253), 부정합 보상부(254) 및 가산기(255)를 포함한다.
상기 차동 증폭기(251)는 입력된 RF 신호를 증폭하여 서로 180도의 위상차를 갖는 두 개의 RF신호를 출력한다. 상기 두 개의 RF출력 신호는 혼합기(Mixe r)(252)에 입력된다.
상기 혼합기(Mixer)(252)는 차동증폭기(251)의 출력신호와 국부발진기(230)에서 생성된 국부 발진 신호를 이용하여 그 합과 차에 해당하는 신호를 생성시킨다. 상기 혼합기(Mixer)(252)의 출력 신호는 스케일링 회로(253)로 입력된다.
예를 들어, 상기 국부발진기(230)에서는 기본 국부 발진 신호(LO)를 45도씩 순차적으로 위상 편이 시킴으로써 서로 45도의 위상차이를 갖는 4개의 국부 발진 신호(LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+, LO 1-, LO 2-, LO 3-, LO 4-)를 출력하고, 상기 혼합기(250)는 상기 차동증폭기(251)의 출력과 상기 4개의 국부 발진 신호(LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+, LO 1-, LO 2-, LO 3-, LO 4-)를 혼합하면, 2, 4, 6...차의 짝수차수의 고조파(even order harmonic)가 모두 제거될 수 있다. 이는 LO N+(LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+)와 LO N-(LO 1-, LO 2-, LO 3-, LO 4-)에 의해 각각 생성되는 짝수 차수의 고조파는 서로 동일한 위상과 크기를 갖기 때문에, 상기 혼합기(252)의 출력단에서는 상기 동일한 위상과 크기를 갖는 짝수차 고조파 신호가 서로 상쇄될 수 있다.
상기 스케일링 회로(253)는 상기 혼합기(252)의 출력단마다 연결된 저항을 이용하여 상기 혼합기(252)에서 출력된 신호의 크기를 조절한다. 이와 같이 상기 스케일링 회로(253)는 상기 혼합기(252)로부터 출력되는 신호의 크기를 조절함으로써, 상기 혼합기(252)의 전체 출력 중 가산기(255)로 입력될 N개 신호의 비율을 소정 비율로 조절할 수 있다. 상기 스케일링 회로(253)의 출력 신호 중 N개의 신호는 가산기(255)로 입력된다.
상기 부정합 보상부(254)는 혼합기(Mixer)(252)의 출력단과 가산기(255)의 입력단 사이에 연결된다. 상기 부정합 보상부(254)는 디지털 신호 처리부(DSP)(280)로부터 제공되는 보상제어신호를 이용하여 부정합에 의해서 제거되지 않은 고조파 성분에 대응하는 에러 벡터를 제거하기 위한 보상 벡터를 생성한다. 상기 보상제어신호는 특정 N차 고조파의 제거 여부를 추적하기 위한 부정합 추적 신호(Fo)의 세기가 최소가 되도록 제어하는 신호로서, 상기 부정합 보상부(254)는 상기 보상제어신호에 따라 상기 보상 벡터의 이득 및 위상을 조절한다. 또한 상기 부정합 보상부(254)는 내부에 구성된 이득 보상부(미도시)와 위상 보상부(미도시)를 이용하여 상기 보상벡터의 크기 및 위상을 조절할 수 있다. 즉, 상기 이득 보상부에서는 부정합 보상벡터의 이득 부분을 보상하는 이득 조정 벡터를 생성하고, 상기 위상 보상부에서는 부정합 보상벡터의 위상 부분을 보상하는 위상 조정 벡터를 생성한다. 부정합 보상부(254)의 출력 신호는 가산기(255)로 입력된다.
상기 가산기(255)는 부정합 보상부(254)에서 생성된 상기 보상 벡터와 스케일링 회로(253)의 출력 신호 중 N개의 신호를 합산하게 된다. 이를 통해 3차, 5차 등의 홀수 차수의 고조파를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 부정합에 의하여 특정 차수의 고조파 성분이 제거되지 않는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고조파 제거 혼합기(HRM)에 대한 회로도이다.
도 5에 도시된 회로도는, 본 발명에 따라 3차 고조파의 부정합(Mismatch)을 보상하는 회로에 대한 구성예를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 3차 이외의 특정 고조파를 제거할 수 있도록 구현이 가능하다. 따라서, 이하에서는 3차 고조파를 제거하기 위한 고조파 제거 혼합기(HRM)의 회로도를 중심으로 본 발명에 따라 고조파의 부정합을 보상하는 구성을 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 의 고조파 제거 혼합기는 차동 증폭기(251), 국부발진기(230), 혼합기(252A, 252B, 252C, 252D), 스케일링(scaling) 회로(253A, 253B, 253C, 253D, 253E, 253F, 253G, 253H, 253I, 253J, 253K, 253L), 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D) 및 가산기(255A, 255B)를 포함한다.
상기 차동 증폭기(251)는 입력된 RF 신호를 증폭하여 서로 180도의 위상차를 갖는 두 개의 RF신호를 출력한다. 상기 두 개의 RF출력 신호는 혼합기(252A, 252B, 252C, 252D)로 입력된다.
국부발진기(230)는 LO2+를 기준 신호으로 하여, LO2+와 -45도 위상 차이가 나는 LO1+ 신호, LO2+와 +45도 위상차이가 나는 LO3+ 신호, LO2+와 +90도 위상차이가 나는 LO4+ 신호를 출력시킨다. 또한 국부발진기(230)는 상기 4개의 신호(LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+)에 180도 차이를 갖는 LO1-, LO2-, LO3-, LO4-인 4개의 신호를 출력한다.
혼합기(252A, 252B, 252C, 252D)는 차동 증폭기(251)의 출력신호와 국부발진기(230)에서 생성된 국부 발진 신호(LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+, LO1-, LO2-, LO3-, LO4-)를 혼합한다. 상기 혼합기(252A, 252B, 252C, 252D)의 출력위상은 혼합기(252B)의 출력 중 RF 신호와 LO 2+의 혼합에 의한 출력인 θ도를 기준으로 설명 하며, θ는 임의의 값이다.
구체적으로, 상기 혼합기(252A)는 RF신호와 LO1+와의 혼합을 통해서 θ-45도의 위상을 갖는 신호를 출력하고, RF신호와 LO1-와의 혼합을 통해 θ+135도의 위상을 갖는 신호를 출력한다.
상기 혼합기(252B)는 RF신호와 LO2+와의 혼합을 통해서 θ도의 위상을 갖는 신호를 출력하고, RF신호와 LO2-와의 혼합을 통해 θ+180도의 위상을 갖는 신호를 출력시킨다.
상기 혼합기(252C)는 RF신호와 LO3+와의 혼합을 통해서 θ+45도의 위상을 갖는 신호를 출력하고, RF신호와 LO3-와의 혼합을 통해 θ-135도의 위상을 갖는 신호를 출력한다.
상기 혼합기(252D)는 RF신호와 LO4+와의 혼합을 통해서 θ+90도의 위상을 갖는 신호를 출력하고, RF신호와 LO4-와의 혼합을 통해 θ-90도의 위상을 갖는 신호를 출력한다.
위와 같이 혼합기(252A, 252B, 252C, 252D)는 차동증폭기(251)의 출력신호와 국부발진기(230)에서 생성된 국부 발진 신호를 이용하여 그 합과 차에 해당하는 신호를 생성시킴으로써 짝수파 고조파를 제거할 수 있다. 또한, 혼합기(252A, 252B, 252C, 252D)에서 생성된 신호는 스케일링 회로(253)로 입력된다.
상기 스케일링 회로(253)는 상기 혼합기(252)의 출력단마다 연결된 저항(53A, 253B, 253C, 253D, 253E, 253F, 253G, 253H, 253I, 253J, 253K, 253L)을 이용하여 상기 혼합기(252)에서 출력된 신호의 크기를 조절한다.
상기 가산기(255A, 255B)는 상기 스케일링 회로(253)의 출력 신호 중 N개의 신호를 합산하여 출력함으로써 3차, 5차, 11차, 13차, 19차, 21차 등의 홀수 차수의 고조파를 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명에서 상기 고조파 제거 혼합기 내에서 고조파의 부정합(Mis m atch)이 발생하지 않은 경우에 고조파가 제거되는 원리를 설명하는 도면으로써, 도 5에 도시된 가산기(255A)의 제1단자(810)에 들어오는 3개의 신호를 벡터화하여 표현한 도면이다. 이와 같은 벡터 해석은, 가산기(255A, 255B)의 제2단자(820), 제3단자(830), 제4단자(840)를 통해 들어오는 모든 신호들도 동일하게 적용될 수 있다. 구체적으로, 도 5에서는 저항(253G)을 통해 출력되는 신호를 벡터(2)로 표현하고, 저항(253E)을 통해 출력되는 신호를 벡터(1)로 표현하고, 저항(253B)을 통해 출력되는 신호를 벡터(3)로 표현한다. 상기 3개(253G, 253E, 253B)의 저항을 통해 출력되는 3개의 신호에 의해 생성되는 1차 고조파(600)는 45도(2), 0도(1), -45도 (3)를 이루는 벡터로 표현되고, 상기 3개(253G, 253E, 253B)의 저항을 통해 출력되는 3개의 신호에 의해 생성되는 3차 고조파(610)는 135도(2), 0도(1), -135도(3)를 이루는 벡터로 표현되고, 상기 3개(253G, 253E, 253B)의 저항을 통해 출력되는 3개의 신호에 의해 생성되는 5차 고조파(620)는 225도(2), 0도(1), -225도(3)를 이루는 벡터로 표현되고, 상기 3개(253G, 253E, 253B)의 저항을 통해 생성되는 3개의 신호에 의해 생성되는 7차 고조파(630)는 315도(2), 0도(1), -315도(3)를 이루는 벡터로 표현된다.
또한, 스케일링회로(253)는 상기 혼합기(252)의 출력단마다 연결된 저항(25 3A, 253B, 253C, 253D, 253E, 253F, 253G, 253H, 253I, 253J, 253K, 253L)을 이용하여 상기 합산되는 3개의 신호의 크기 비율을 1 :
Figure 112008009555983-PAT00001
: 1 로 조절한다. 즉, 상기 스케일링회로(253)는 벡터(2) 및 벡터(3)의 크기를 1로 하고 벡터(1)의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00002
로 조절한다.
구체적으로, 상기 저항(253A)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00003
RX며, 혼합기(252A)의 θ-45도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255B)의 제3단자(830)사이에 연결된다. 이에 따라, 상기 저항(253A)은 상기 혼합기(252A)로부터 출력되는 θ-45도의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00004
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255B)의 제3단자(830)로 입력된다.
상기 저항(253B)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00005
RX이며, 혼합기(252A)의 θ-45도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255A)의 제1단자(810)사이에 연결된다. 이에 따라, 상기 저항(253B)은 θ-45도의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00006
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255A)의 제1단자(810)로 입력된다.
상기 저항(253C)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00007
RX이며, 혼합기(252A)의 θ+135도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255B)의 제4단자(840)사이에 연결된다. 이에 따 라 상기 저항(253C)은 θ+135도의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00008
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255B)의 제4단자(840)로 입력된다.
상기 저항(253D)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00009
RX이며, 혼합기(252A)의 θ+135도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255A)의 제2단자(820)사이에 연결된다. 상기 저항(253D)은 θ+135도의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00010
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255A)의 제2단자(820)로 입력된다.
상기 저항(253E)은 그 크기가 RX이며, 혼합기(252B)의 θ도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255A)의 제1단자(810)사이에 연결된다. 상기 저항(253D)은 θ의 위상을 갖는 신호의 크기를 RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255A)의 제1단자(810)로 입력된다.
상기 저항(253F)은 그 크기가 RX이며, 혼합기(252B)의 θ+180도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255A)의 제2단자(820)사이에 연결된다. 상기 저항(253F)은 θ+180의 위상을 갖는 신호의 크기를 RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255A)의 제2단자(820)로 입력된다.
상기 저항(253G)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00011
RX이며, 혼합기(252C)의 θ+45도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255A)의 제1단자(810)사이에 연결된다. 상기 저 항(253G)은 θ+45의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00012
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255A)의 제1단자(810)로 입력된다.
상기 저항(253H)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00013
RX이며, 혼합기(252C)의 θ+45도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255B)의 제4단자(840)사이에 연결된다. 상기 저항(253H)은 θ+45의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00014
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255B)의 제4단자(840)로 입력된다.
상기 저항(253I)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00015
RX이며, 혼합기(252C)의 θ-135도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255A)의 제2단자(820)사이에 연결된다. 상기 저항(253I)은 θ-135의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00016
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255A)의 제2단자(820)로 입력된다.
상기 저항(253J)은 그 크기가
Figure 112008009555983-PAT00017
RX이며, 혼합기(252C)에서 발생한 θ-135도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255B)의 제3단자(830)사이에 연결된다. 상기 저항(253J)은 θ-135의 위상을 갖는 신호의 크기를
Figure 112008009555983-PAT00018
RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255B)의 제3단자(830)로 입력된다.
상기 저항(253K)은 그 크기가 RX이며, 혼합기(252D)의 θ-90도의 위상을 갖 는 신호의 출력부와 가산기(255B)의 제3단자(830)사이에 연결된다. 상기 저항(253K)은 θ-90의 위상을 갖는 신호의 크기를 RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255B)의 제3단자(830)로 입력된다.
상기 저항(253L)은 그 크기가 RX이며, 혼합기(252D)의 θ+90도의 위상을 갖는 신호의 출력부와 가산기(255B)의 제4단자(840)사이에 연결된다. 상기 저항(253L)은 θ+90의 위상을 갖는 신호의 크기를 RX를 이용하여 조절하며, 조절된 신호는 가산기(255B)의 제4단자(840)로 입력된다.
위와 같은 과정을 통해서 가산기(255A, 255B)의 제1단자(810), 제2단자(820), 제3단자(830), 제4단자(840)로 들어오는 3개 신호의 크기 비율을 1 :
Figure 112008009555983-PAT00019
: 1 로 조절한 후 가산기(255A, 255B)에서 합산함에 따라 3차, 5차, 11차 등의 고조파를 제거할 수 있게 된다.
이에 반하여, 상기 고조파 제거 혼합기(250) 내에서 국부 발진 신호(LO 1+, LO 2+,LO 3+,LO 4+)의 위상 또는 상기 스케일링회로(253)에서의 계수 비율(Scaling ratio)의 오차로 인하여 부정합이 발생하게 되면, 다음과 같이 홀수 차수 고조파에 에러 벡터 성분이 발생하여 고조파가 모두 제거되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
도 7은 도 6의 벡터 신호에 부정합이 발생한 경우를 도시한 것이다. 상기 3개(253G, 253E, 253B)의 저항을 통해 출력되는 3개의 신호에 의해 생성되는 1차 고조파(700)는 46도(2), 0도(1), -45도(3)를 이루는 3개의 벡터로 표현된다. 그리고, 상기 3개(253G, 253E, 253B)의 저항을 통해 출력되는 3개의 신호에 의해 생성되는 3차 고조파(710)는 138도(2), 0도(1), -135도(3)를 이루는 3개의 벡터로 표현된다. 상기 3개(253G, 253E, 253B)의 저항을 통해 출력되는 3개의 신호에 의해 생성되는 5차 고조파(720)는 230도(2), 0도(1), -225도(3)를 이루는 3개의 벡터로 표현된다. 상기 고조파(700, 710, 720)를 제거하기 위해 각각의 고조파의 3개의 벡터를 합산하는 경우, 에러 벡터가 발생하여 고조파가 완전히 제거되지 않는 부정합이 발생하게 된다.
그러나, 본 발명에서는 상기 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D)를 이용하여 다음과 같이 상기 에러 벡터를 상쇄시킬 수 있는 부정합 보상벡터를 생성함으로써 하게 된다. 부정합으로 인하여 제거되지 못한 고조파 성분(711, 721)을 제거할 수 있게 된다.
구체적으로, 상기 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D)는 가산기(255)에 의해 출력되는 I채널 신호와 Q채널 신호 중, I채널 신호의 이득을 보상하기 위한 보상부(245A)와, I채널 신호의 위상을 보상하기 위한 보상부(245B)와, Q채널 신호의 이득을 보상하기 위한 보상부(254C), 및 Q채널 신호의 위상을 보상하기 위한 보상부(254D)로 구분될 수 있다.
상기 I채널 신호의 이득 보상부(254A)는 가산기(255A)의 출력신호인 I채널 신호의 이득을 조정하기 위한 벡터 성분을 생성하고, 상기 I채널 신호의 위상 보상부(254B)는 가산기(255A)의 출력신호인 I채널 신호의 위상 조정하기 위한 벡터 성분을 생성하며, 상기 Q채널 신호의 이득 보상부(254C)는 가산기(255B)의 출력신호 인 Q채널 신호의 이득을 조정하기 위한 벡터 성분을 생성하고, 상기 Q채널 신호의 위상 보상부(254D)는 가산기(255B)의 출력신호인 Q채널 신호의 위상을 조정하기 위한 벡터 성분을 생성한다.
특히, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 4개의 혼합기(252A, 252B, 252C, 252D)에 서로 45도(T0/8)의 위상차를 갖는 국부발진신호(LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+, LO 1-, LO 2-, LO 3-, LO 4-)가 각각 입력될 시, 상기 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D)는 상기 국부발진신호(LO 1+, LO 2+, LO 3+, LO 4+, LO 1-, LO 2-, LO 3-, LO 4-) 중 서로 90도의 위상차를 갖는 2개의 국부 발진 신호(예를 들어, LO 2+,LO 4+, LO 2-, LO 4-)가 입력되는 2개의 혼합기(252B, 252D) 출력신호를 이용하여 상기 보상 벡터를 생성하는 것이 바람직하다.
즉, 혼합기(252B)의 출력과 혼합기(252D)의 출력신호는 서로 직교관계에 있으며, 상기 2개의 출력신호를 이용하여 상기 보상 벡터를 발생시킨다. 상기 직교관계에 있는 혼합기(252B, 252D)의 출력을 이용하여 보상벡터를 생성하는 이유는 다음과 같다. 예를 들어, 하나의 보상 벡터를 형성하기 위해서는 상기 보상 벡터를 구성하는 이득 조정 벡터 및 위상 조정 벡터 중에 우선 하나를 생성한 후에, 다른 하나의 벡터를 생성하게 된다. 이는 우선 이득 조정 벡터를 생성시킨 경우라면, 위상 조정 벡터를 생성시킴에 있어서 이미 생성된 이득 조정 벡터가 변화되지 않아야 하기 때문이다. 만약, 위상이 45도 차이를 가지는 신호를 사용하여 보상할 경우 양 벡터를 내적식 A*B=ㅣAㅣㅣBㅣcosθ에 의해 내적 하게 되면 cos45도의 크기 1/
Figure 112008009555983-PAT00020
만큼에 이득(gain)값이 변한다. 따라서, 위와 같이 직교관계에 있지 않은 두 신호를 이용하여 이득 조정 벡터 및 위상 조정 벡터를 순차적으로 형성하고자 하는 경우, 먼저 생성된 이득 조정 벡터의 값이 변화하게 되기 때문이다.
반면에, 본 발명에서와 같이, 4개의 혼합기(252A, 252B, 252C, 252D)의 출력 중 위상이 90도 차이를 갖는 2개의 혼합기(252B, 252D)의 출력 신호를 사용하여 보상할 경우, 양 벡터를 내적 하게 되면 cos90도의 크기가 0이므로 이득(gain)값이 변하지 않는다. 따라서, 이득 조정 벡터 및 위상 조정 벡터를 순차적으로 형성하고자 하는 경우, 먼저 생성된 이득 조정 벡터의 이득(gain)값이 변화되지 않는다. 이와 같은 이유로 직교관계에 있는 신호를 2개의 혼합기(252B, 252D)의 출력 신호를사용하여 이득 조정 벡터 및 위상 조정 벡터 중 하나의 조정 벡터를 먼저 확정하고 다른 하나의 조정벡터를 확정함에 있어서 먼저 확정된 조정 벡터의 값이 변화됨이 없이 원하는 보상 벡터를 얻을 수 있게 된다.
구체적으로, 상기 부정합 보상부(254A)는 가산기(255A)의 출력 신호인 I채널신호의 이득 조정 벡터를 생성한다. 상기 부정합 보상부(254A)는 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ+180도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제1단자(810)사이에 연결된 가변저항R1(500)과, 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제2단자(820)사이에 연결된 가변저항R1(501)과, 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제1단자(810)사이에 연결된 가변저항R2(502)와, 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ+180도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제2단자(820)사이에 연결된 가변저항R2(503)를 포함한다.
상기 가변저항R1(500), 상기 가변저항R1(501)과 상기 가변저항R2(502), 상기 가변저항R2(503)는 R1+R2=R0의 식을 만족하는 R1, R2값이어야 하며 R0는 일정한 상수 값이다. R1+R2값을 R0로 고정하지 않을 경우 가산기(255)의 출력인 I채널 신호와 Q채널 신호의 크기가 영향을 받게 된다. 따라서, I/Q 신호가 불안정(imbal ance)화 되는 것을 방지하면서 고조파의 부정합을 보상하기 위해서 R0는 상수 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 R1, R2값을 조절함에 따라 I채널 신호의 이득 조정 벡터가 생성되고, 상기 이득 조정 벡터는 가산기(255A)로 입력된다.
상기 부정합 보상부(254B)는 가산기(255A)의 출력신호인 I채널 신호의 위상 조정 벡터를 생성한다. 상기 부정합 보상부(254B)는 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ-90도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제1단자(810)사이에 연결된 가변저항R3(504)와, 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ+90도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제2단자(820)사이에 연결된 가변저항R3(505)와, 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ+90의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제1단자(810)사이에 연결된 가변저항R4(506)와, 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ-90도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255A)의 제2단자(820)사이에 연결된 가변저항R4(507)를 포함한다.
상기 가변저항R3(504), 상기 가변저항R3(505)과 상기 가변저항R4(506), 상기 가변저항R4(507)는 R3+R4=R0의 식을 만족하는 R3, R4값이어야 하며 R0는 일정한 상수 값이다. 상기 R3, R4을 조절함에 따라 I채널 신호의 위상 조정 벡터가 생성되고, 상기 위상 조정 벡터는 가산기(255A)로 입력된다.
상기 부정합 보상부(254C)는 가산기(255B)의 출력신호인 Q채널 신호의 이득 조정 벡터를 생성한다. 상기 부정합 보상부(254C)는 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ-90도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제3단자(830)사이에 연결된 가변저항R5(508)와, 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ+90도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제4단자(840)사이에 연결된 가변저항R5(509)와, 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ+90도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제3단자(830)사이에 연결된 가변저항R6(510)와, 혼합기(252D)의 출력신호 중 θ-90도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제4단자(840)사이에 연결된 가변저항R6(511)를 포함한다.
상기 가변저항R5(508), 상기 가변저항R5(509)과 상기 가변저항R6(510), 상기 가변저항R6(511)는 R5+R6=R0의 식을 만족하는 R5, R6값이어야 하며 R0는 일정한 상수 값이다. 상기 R5, R6값을 조절함에 따라 Q채널 신호의 이득 조정 벡터가 생성되고, 상기 이득 조정 벡터는 가산기(255B)로 입력된다.
상기 부정합 보상부(254D)는 가산기(255B)의 출력 신호인 Q채널 신호의 위상 조정 벡터를 생성한다. 상기 부정합 보상부(254D)는 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ+180도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제3단자(830)사이에 연결된 가변저항R7(512)과, 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제4단자(840)사이에 연결된 가변저항R7(513)과, 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제3단자(830)사이에 연결된 가변저항R8(514)과, 혼합기(252B)의 출력신호 중 θ+180도의 위상을 갖는 출력단과 가산기(255B)의 제4단자(840)사이에 연결된 가변저항R8(515)을 포함한다.
상기 가변저항R7(512), 상기 가변저항R7(513)과 상기 가변저항R8(514), 상기 가변저항R8(515)는 R7+R8=R0의 식을 만족하는 R7, R8값이어야 하며 R0는 일정한 상수 값이다. 상기 R7, R8값을 조절함에 따라 Q채널 신호의 위상 조정 벡터가 생성되고, 상기 위상 조정 벡터는 가산기(255B)로 입력된다.
위와 같이 각 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D)에서 발생한 부정합 보상벡터들은 가산기(255A, 255B)로 입력된다.
상기 가산기(255A)는 제1단자(810)에 들어오는 신호를 합산하여 하나의 신호 출력을 발생시키고, 제2단자(820)에 들어오는 신호를 합산하여 다른 하나의 신호 출력을 발생시키는 역할을 한다. 저항(253B, 253E, 253G)을 통해 발생한 출력 신호를 합산하여 3차, 5차, 11차 등의 고조파를 제거한다. 상기 가변저항R1(500) 및 상기 가변저항R2(502)을 통해서 생성되는 이득 보상 신호와 가변저항R3(504) 및 가변저항R4(506)을 통해서 생성되는 위상 보상 신호를 합산하여 보상벡터를 생성한다. 상기 보상벡터와 가산기(255A)의 제1단자(810)로 들어오는 신호중 3차 고조파의 부정합에 의해 발생 된 에러 벡터를 합산함으로써 3차 고조파의 부정합을 상쇄시킨다. 또한 저항(253D, 253F, 253I)을 통해 발생한 출력 신호를 합산하여 3차, 5차, 11차 등의 고조파를 제거한다. 상기 가변저항R1(501) 및 상기 가변저항R2(503)를 통해서 생성되는 이득 보상 신호와 상기 가변저항R3(505) 상기 가변저항R4(507)를 통해서 생성되는 위상 보상 신호를 합산하여 보상벡터를 생성한다. 상기 보상벡터와 상기 가산기(255A)의 제2단자(820)로 들어오는 신호중 3차 고조파의 부정합에 의해 발생 된 에러 벡터를 합산함으로써 3차 고조파의 부정합을 상쇄시킨다.
상기 가산기(255B)는 제3단자(830)에 들어오는 신호를 합산하여 하나의 신호 출력을 발생시키고, 제4단자(840)에 들어오는 신호를 합산하여 다른 하나의 신호 출력을 발생시키는 역할을 한다. 저항(253A, 253J, 253K)을 통해 발생한 출력 신호를 합산하여 3차, 5차, 11차 등의 고조파를 제거한다. 상기 가변저항R5(508) 및 상기 가변저항R6(510)을 통해서 생성되는 이득 보상 신호와 상기 가변저항R7(512) 및 상기 가변저항R8(514)을 통해서 생성되는 위상 보상 신호를 합산하여 보상벡터를 생성한다. 상기 보상벡터와 상기 가산기(255B)의 제3단자(830)로 들어오는 신호중 3차 고조파의 부정합에 의해 생성된 에러 벡터를 합산함으로써 3차 고조파의 부정합을 상쇄시킨다. 또한 저항(253C, 253H, 253L)을 통해 발생한 출력 신호를 합산하여 3차, 5차, 11차 등의 고조파를 제거한다. 상기 가변저항R5(509) 및 상기 가변저항R6(511)을 통해서 생성되는 이득 보상 신호와 상기 가변저항R7(513) 및 상기 가변저항R8(515)을 통해서 생성되는 위상 보상 신호를 합산하여 보상벡터를 생성한다. 상기 보상벡터와 상기 가산기(255B)의 제4단자(840)로 들어오는 신호중 3차 고조파의 부정합에 의해 생성된 에러 벡터를 합산함으로써 3차 고조파의 부정합을 상쇄시킨다.
위와 같이 각 가산기(255A, 255B)의 입력단자(810, 820, 830, 840)에 입력된 신호들을 합산하게 되면, 고조파 제거 혼합기(250) 내에서 혼합기(252) 및 스케링링회로(253) 등에 의해서 생성되는 불필요한 고조파를 제거함과 동시에 에러 벡터와 보상 벡터의 상쇄에 의해서 3차 고조파의 부정합(Mismatch)을 제거한다.
도 8은 고조파의 부정합 발생시 에러 벡터를 상쇄시킬 수 있는 보상벡터를 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 7에서 설명한 바와 같이 고조파의 부정합이 발생한 경우에, 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D)를 이용하여 상기 에러(error)벡터(920)를 제거시킬 수 있는 보상 벡터(910)를 생성한다. 상기 보상 벡터의 이득 성분은 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D) 중 이득 보상부(254A, 254C)에 의해 조절될 수 있으며, 상기 보상 벡터의 위상 성분은 위상 보상부(254B, 254D)에 의해서 조절될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 상기 부정합 보상부(254A, 254B, 254C, 254D)를 이용하여 보상벡터(910)를 생성하고, 상기 보상벡터(910)와 에러 벡터(920)을 합산함으로써 상기 에러 벡터(920)를 제거한다. 따라서, 보상벡터를 이용하여 잔존하는 특정 고조파의 부정합을 제거할 수 있다.
도 1은 종래의 고조파 제거 혼합기를 가지는 튜너를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 튜너를 도시한 도면.
도 3은 국부 발진 신호의 파형을 그림으로 도시한 도면.
도 4는 도 2에서의 고조파 제거 혼합기의 세부 구성도를 도시한 도면.
도 5은 본 발명의 실시에 따른 고조파 제거 혼합기를 도시한 도면.
도 6는 본 발명의 고조파 제거 혼합기에서 고조파의 부정합(Mismatch)이 발생하지 않은 경우를 표시한 도면.
도 7은 본 발명의 고조파 제거 혼합기에서 고조파의 부정합(Mismatch)이 발생하여 완전한 제거가 되지 않는 경우를 표시한 도면.
도 8은 고조파의 부정합 발생시 에러 벡터를 상쇄시킬 수 있는 보상벡터를 나타내는 도면.

Claims (4)

  1. 하나 이상의 국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진기;
    수신된 RF 신호와 상기 국부 발진기에서 생성된 국부 발진 신호를 혼합하여 출력하는 하나 이상의 혼합기;
    상기 각각의 혼합기로부터 출력되는 신호의 크기를 조절하여 각 신호 사이에 소정 비율을 갖도록 만드는 스케일링 회로;
    상기 스케일링 회로에 의해 신호의 크기가 조절된 복수의 신호 중에 M개의 신호를 합산하여 고조파를 제거하고 베이스 밴드 신호를 출력하는 가산기;및
    상기 혼합기 출력단과 상기 가산기 입력단 사이에 연결되어 상기 혼합기로부터 출력되는 신호를 이용하여 N차 고조파의 부정합(Mismatch)을 보상할 수 있는 가변 저항으로 이루어진 부정합 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 혼합기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수신된 RF 신호를 이용하여 서로 180도 위상차를 갖는 2개의 RF신호를 출력하는 차동증폭기를 더 포함하고,
    상기 혼합기는 상기 차동증폭기의 출력신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합함으로써 짝수차 고조파를 제거하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 혼합기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 RF신호와 서로 45도의 위상차를 갖는 국부 발진 신호가 각각 입력되는 4개의 혼합기를 포함하고,
    상기 부정합 보상기는 서로 90도의 위상차를 갖는 2개의 국부 발진 신호가 입력되는 2개의 혼합기 출력신호를 이용하여 N차 고조파의 부정합을 보상하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 혼합기.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 따른 고조파 제거 혼합기;
    상기 국부발진기에서 발생한 국부발진 신호를 이용하여 N차 고조파의 부정합을 추적하기 위한 부정합 추적 신호를 포함하는 시험(Test) 톤 신호를 생성하여 상기 고조파 제거 혼합기로 입력시키는 시험 톤 발생기;
    상기 고조파 제거 혼합기에 후단에 연결되어 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 베이스 밴드 필터;
    상기 베이스 밴드 필터를 통과한 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기; 및
    상기 아날로그/디지털 변환기의 출력신호중 상기 부정합 추적 신호의 세기를 측정하여, 상기 부정합 추적 신호의 세기가 최소가 되도록 상기 부정합 보상부의 가변저항을 조절하기 위한 보상제어신호를 생성하여, 상기 부정합 보상부로 제공하는 디지털 신호 처리부 (DSP)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜너.
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