KR20100068809A - Device for generating ultra-wide band(uwb) frequency, transceiver comprising the same device and method of generating uwb frequency using frequency division - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 송수신장치에 관한 것으로, 특히 무선 송수신장치에서 국부발진기로 사용되는 광대역 주파수 발생장치 및 그 광대역 주파수 생성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless transceiver, and more particularly, to a broadband frequency generator used as a local oscillator in a wireless transceiver and a broadband frequency generating method thereof.
일반적으로 발진기(oscillator)는 소정 주파수의 교류신호를 발생하는 장치로서, 핸드폰, TV 수신기, 무선 모뎀 등과 같이 소정 채널을 통해 신호를 송수신하는 무선 송수신장치에 이용된다.In general, an oscillator is an apparatus that generates an AC signal of a predetermined frequency, and is used in a wireless transceiver that transmits and receives a signal through a predetermined channel such as a mobile phone, a TV receiver, a wireless modem, and the like.
종래에는 기본적으로 두 개의 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 사용하여 광대역(Ultra-Wide Band) 주파수, 예컨대 3432, 3960, 4488 MHz을 갖는 UWB 모드 1 대역의 주파수를 만들어 내었다. 이와 같이 종래의 광대역 주파수 발생장치는 PLL 회로 2개를 사용하기 때문에 한 개의 PLL 회로를 설계할 때에 비해서 큰 면적이 요구되며, 또한 전류소모 측면에 있어서도 불리한 면이 있었다.Conventionally, two phase locked loop (PLL) circuits are basically used to generate frequencies in the UWB mode 1 band having ultra-wide band frequencies, such as 3432, 3960, and 4488 MHz. As described above, since the conventional wideband frequency generator uses two PLL circuits, a larger area is required than when designing a single PLL circuit, and there is a disadvantage in terms of current consumption.
도 1은 종래의 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.1 is a structural diagram of a conventional broadband frequency generator.
도 1을 참조하면, 종래의 광대역 주파수 발생장치는 2개의 PLL 회로(10a, 10b), 2-분주기(20), 4-분주기(30), 필터(40), 주파수 선택기(50) 및 SSB(Single Side Band) 믹서(60)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a conventional broadband frequency generator includes two PLL circuits 10a and 10b, a two-divider 20, a four-divider 30, a filter 40, a frequency selector 50 and SSB (Single Side Band) mixer 60 is included.
PLL 회로(10a, 10b)는 입력 신호와 출력 신호의 위상차를 검출하고 이것에 비례한 전압에 의해 출력 신호 발생기의 위상을 제어함으로써, 출력 신호의 위상과 입력 신호의 위상을 같게 하는 회로로서, 내부로 기준주파수발생기, 위상 검출기, 펄스전압 변화기 등의 다수의 소자를 포함하지만, 출력단에서 전압 인가를 통해 원하는 발진 주파수로 출력할 수 있게 하는 VCO(Voltage Controlled Oscillator, 12a, 12b) 만이 도시되어 있다.The PLL circuits 10a and 10b detect the phase difference between the input signal and the output signal and control the phase of the output signal generator by a voltage proportional thereto, thereby making the phase of the output signal equal to the phase of the input signal. Although it includes a plurality of devices such as a reference frequency generator, a phase detector, a pulse voltage changer, and the like, only voltage controlled oscillators 12a and 12b (VCO) are shown, which enable output at a desired oscillation frequency through voltage application at an output terminal.
2개의 PLL 회로(10a, 10b)는 각각 다른 주파수를 갖는 신호를 출력하는데, 제1 PLL 회로(10a)의 경우 7.92 GHz 주파수의 신호를, 그리고 제2 PLL 회로(10b)는 2.112 GHz 주파수를 갖는 신호를 출력한다. 제1 PLL 회로(10a)에서 출력된 신호는 2-분주기(20)에 의해 3960 MHz로 분주하며, 제2 PLL 회로(10b)에서 출력된 신호는 4-분주기(30)에 의해 528 MHz로 분주한다. 2-분주기(20)에 의해 분주된 신호는 SSB 믹서(60)로 입력되고, 4-분주기(30)에 의해 분주된 신호는 필터(40) 및 주파수 선택기(50)를 거쳐 SSB 믹서(60)로 입력된다. 여기서, 화살표가 2개로 도시된 것은 I, 및 Q 신호로 분리되어 전송됨을 표시하기 위한 것이다.The two PLL circuits 10a and 10b each output a signal having a different frequency, the first PLL circuit 10a having a signal of 7.92 GHz frequency and the second PLL circuit 10b having a 2.112 GHz frequency. Output the signal. The signal output from the first PLL circuit 10a is divided into 3960 MHz by the two-divider 20, and the signal output from the second PLL circuit 10b is 528 MHz by the four-divider 30. Busy with The signal divided by the 2-divider 20 is input to the SSB mixer 60, and the signal divided by the 4-divider 30 is passed through the filter 40 and the frequency selector 50 to the SSB mixer ( 60). Here, two arrows are shown to indicate that the I and Q signals are transmitted separately.
SSB 믹서(60)로 입력된 신호들은 적절히 가감되어, 최종적으로 3432, 3960, 및 4488 MHz의 주파수를 갖는 UWB 모드 1 대역의 신호로서 출력된다.The signals input to the SSB mixer 60 are properly subtracted and finally output as signals in the UWB mode 1 band with frequencies of 3432, 3960, and 4488 MHz.
이와 같은 구조의 종래의 광대역 주파수 발생장치는 PLL 회로를 2개 포함하기 때문에 면적 및 구현에서 복잡하며, 또한 PLL 회로 2개를 이용하기 때문에 전류 소비가 크고, 그에 따라, 동작 속도 및 소비전력의 측면에서 불리하다. 또한, 앞서 어느 하나의 PLL 회로의 경우, 7G 이상의 주파수 신호를 발생시키는데, 일정 주파수 이상의 고주파수를 생성시키고 그러한 고주파주를 튜닝하는 데에는 높은 정밀성이 요구된다. 더 나아가, 이러한 고주파수를 분주시키는 위해서 분주기에서 상대적으로 많은 전력이 소비되는 문제점을 갖는다.The conventional broadband frequency generator having such a structure is complicated in area and implementation because it includes two PLL circuits, and the current consumption is large because two PLL circuits are used, and therefore, in terms of operating speed and power consumption. Is disadvantageous. In addition, in the case of any one of the PLL circuits above, generating a frequency signal of 7G or more, high precision is required to generate a high frequency of a certain frequency or more and to tune such a high frequency line. Furthermore, in order to divide these high frequencies, a relatively large amount of power is consumed in the divider.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 광대역 주파수 발생 장치의 문제점들을 해결함으로써, 작은 면적으로 구현할 수 있으며, 소비전력 측면에서도 우수한 광대역(UWB) 주파수 발생장치, 그 발생장치를 포함하는 송수신장치, 및 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법을 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to solve the problems of the conventional broadband frequency generator, it can be implemented in a small area, the broadband power (UWB) frequency generator in terms of power consumption, a transceiver including the generator, and It is to provide a wideband (UWB) frequency generation method by frequency distribution.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 소정 주파수의 소스신호를 발생시키는 PLL 회로; 복수 개의 2-분주기 및 1개의 3-분주기를 구비하고, 상기 소스신호를 분주시켜 부신호들을 생성하는 분주기부; 상기 소스신호 및 상기 부신호들을 입력받아 가감을 통해 광대역 주파수 신호들을 생성시키는 2개의 SSB 믹서를 구비하는 SSB 믹서부;를 포함하는 광대역 주파수 발생장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a PLL circuit for generating a source signal of a predetermined frequency; A divider unit having a plurality of two-dividers and one three-divider, for dividing the source signal to generate sub-signals; And an SSB mixer unit having two SSB mixers for receiving the source signal and the sub-signals to generate wide-band frequency signals through the addition and subtraction of the source signal and the sub-signals.
본 발명에 있어서, 상기 2-분주기는 3개이며, 상기 부신호들은 제1 ~ 3 부신호를 포함하며, 상기 제1 부신호는 3개의 상기 2-분주기 중 제1 2-분주기 및 제2 2-분주기가 직렬로 연결되어 생성되며, 상기 제2 부신호는 3개의 상기 2-분주기 중 상기 제1 2-분주기, 제3 2-분주기 및 상기 3-분주기가 직렬로 연결되어 생성되며, 상기 제3 부신호는 상기 제1 2-분주기로부터의 분주신호 및 상기 제2 부신호가 2개의 상기 SSB 믹서 중 제1 SSB 믹서로 입력되어 생성될 수 있다. 한편, 상기 2-분주기는 2개이며, 상기 부신호들은 제1 ~ 3 부신호를 포함하며, 상기 제1 부신호는 상기 2-분주기 중 제1 2-분주기 및 제2 2-분주기가 직렬로 연결되어 생성되며, 상기 제2 부신호는 상기 제1 및 제2 2-분주기, 및 상기 3-분주기가 직렬로 연결되어 생성되며, 상기 제3 부신호는 상기 제1 2-분주기로부터의 분주신호 및 상기 제2 부신호가 2개의 상기 SSB 믹서 중 제1 SSB 믹서로 입력되어 생성될 수도 있다. In the present invention, the two-divider is three, the sub-signals include the first to third sub-signals, the first sub-signal is the first two-divider and And a second two-divider is connected in series, and the second sub-signal is generated by the first two-divider, the third two-divider, and the three-divider in series. The third sub-signal may be generated by inputting the divided signal from the first two-divider and the second sub-signal to a first SSB mixer of the two SSB mixers. Meanwhile, the two-dividers are two, and the sub-signals include first to third sub-signals, and the first sub-signals include the first two-dividers and the second two-minutes of the two-dividers. A period is generated by connecting in series, and the second sub-signal is generated by connecting the first and second two-dividers and the three-divider in series, and the third sub-signal is generated by the first two. The divided signal from the divider and the second sub-signal may be generated by being input to a first SSB mixer of the two SSB mixers.
이러한 상기 광대역 주파수 발생장치는 입력된 신호들을 선택신호를 통해 주파수별로 선택하여 출력하는 먹스를 더 포함하고, 상기 제1 ~ 제3 부신호는 상기 먹스로 입력되며, 상기 소스신호 및 상기 먹스로부터의 출력신호가 상기 SSB 믹서 중 제2 SSB 믹서로 입력되어 광대역 주파수 신호들이 발생될 수 있다. 예컨대, 상기 소스신호는 주파수가 3168 MHz이고, 상기 제1 ~ 제3 부신호는 주파수가 각각 792MHz, 264MHz, 및 1320MHz이며, 상기 광대역 주파수 신호들은 주파수가 3432 MHz, 3960 MHz 및 4488 MHz인 UWB 모드 1 대역 신호일 수 있다. The broadband frequency generator further includes a mux for selecting and outputting the input signals for each frequency through a selection signal, wherein the first to third sub-signals are input to the mux, and the source signal and the mux An output signal may be input to a second SSB mixer of the SSB mixer to generate wideband frequency signals. For example, the source signal has a frequency of 3168 MHz, the first to third sub-signals have a frequency of 792 MHz, 264 MHz, and 1320 MHz, respectively, and the wideband frequency signals have a frequency of 3432 MHz, 3960 MHz, and 4488 MHz. It may be a one-band signal.
본 발명에 있어서, 상기 2-분주기는 2개이며, 상기 부신호들은 제1 및 제2 부신호를 포함하며, 상기 제1 부신호는 2개의 상기 2-분주기 중 제1 2-분주기 및 제2 2-분주기가 직렬로 연결되어 생성되며, 상기 제2 부신호는 상기 제1 2-분주기, 상기 3-분주기, 필터 및 주파수 선택기가 직렬로 연결되어 생성될 수 있다. 이러한 구성에서, 상기 소스신호 및 상기 제1 부신호가 2개의 상기 SSB 믹서 중 제1 SSB 믹서로 입력되어 제1 광대역 주파수 신호가 생성되며, 상기 제2 부신호 및 상기 제1 광댁역 주파수 신호가 2개의 상기 SSB 믹서 중 제2 SSB 믹서에 입력되어 제2 및 제3 광대역 주파수 신호가 생성될 수 있다.In the present invention, the two-divider is two, the sub-signals include first and second sub-signals, the first sub-signal is the first two-divider of the two two-dividers And a second two-divider connected in series, and the second sub-signal may be generated by connecting the first two-divider, the three-divider, a filter, and a frequency selector in series. In this configuration, the source signal and the first sub-signal are input to a first SSB mixer of the two SSB mixers to generate a first wideband frequency signal, and the second sub-signal and the first wideband frequency signal The second SSB mixer may be input to a second SSB mixer to generate second and third wideband frequency signals.
본 발명은 또한 상기 과제를 달성하기 위하여, 광대역 주파수 신호를 수신하는 수신부; 상기 광대역 주파수 발생장치; 상기 수신부로부터 수신된 신호를 처리 하며, 상기 광대역 주파수 발생장치로부터 생성된 광대역 주파수 신호를 이용하여 송신신호를 생성하는 신호처리부; 및 상기 송신신호를 전송하는 송신부;를 포함하는 송수신장치를 제공한다.The present invention also provides a receiver for receiving a wideband frequency signal to achieve the above object; The broadband frequency generator; A signal processor for processing a signal received from the receiver, and generating a transmission signal using a broadband frequency signal generated from the broadband frequency generator; And a transmitter for transmitting the transmission signal.
더 나아가 본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, PLL(Phase Locked Loop) 회로를 통해 소정 주파수의 소스신호를 발생시키는 단계; 적어도 하나의 2-분주기, 3-분주기 및 제1 SSB(Single Side Band) 믹서를 이용하여 상기 소스신호를 서로 다른 주파수를 갖는 복수 개의 부신호들로 분주시키는 단계; 및 먹스(MUX) 회로 및 제2 SSB 믹서를 이용하여 상기 소스 신호와 상기 부신호들을 서로 가감하여 광대역(UWB: Ultra-Wide Band) 주파수 신호들을 생성시키는 단계;를 포함하는 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법을 제공한다.Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of: generating a source signal of a predetermined frequency through a phase locked loop (PLL) circuit; Dividing the source signal into a plurality of sub-signals having different frequencies using at least one 2-divider, 3-divider and a first SSB mixer; And generating Ultra-Wide Band (UWB) frequency signals by adding and subtracting the source signal and the sub-signals to each other using a MUX circuit and a second SSB mixer. UWB) provides a frequency generation method.
한편, 본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, PLL(Phase Locked Loop) 회로를 통해 소정 주파수의 소스신호를 발생시키는 단계; 및 적어도 하나의 2-분주기, 3-분주기 및 SSB(Single Side Band) 믹서를 이용하여 광대역(UWB: Ultra-Wide Band) 주파수 신호들을 생성시키는 단계;를 포함하는 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법을 제공한다.On the other hand, the present invention, to achieve the above object, generating a source signal of a predetermined frequency through a phase locked loop (PLL) circuit; And generating ultra-wide band (UWB) frequency signals using at least one two-divider, three-divider, and single side band (SSB) mixer. ) Provides a frequency generation method.
본 발명에 있어서, 상기 2-분주기는 2개이고, 상기 3분 주기는 1개이며, 상기 SSB 믹서는 2개이며, 상기 광대역(UWB: Ultra-Wide Band) 주파수 신호들을 생성시키는 단계는, 상기 소스신호를 2개의 상기 2-분주기를 통해 분주시켜 제1 부신호를 생성하는 단계; 상기 소스신호를 1개의 상기 2-분주기 및 상기 3-분주기를 통해 분주시키고, 필터 및 주파수 선택기를 통과시켜 I 및 Q 신호를 구비한 제2 부신호 를 생성하는 단계; 상기 소스신호 및 상기 제1 부신호를 2개의 상기 SSB 믹서 중 제1 SSB 믹서에 입력하여 제1 광대역 주파수 신호를 생성하는 단계; 상기 제1 광대역 주파수 신호 및 상기 제2 부신호를 2개의 상기 SSB 믹서 중 제2 믹서에 입력하여 제2 및 제3 광대역 주파수 신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.In the present invention, the two-divider is two, the three-division period is one, the SSB mixer is two, and generating the ultra-wide band (UWB) frequency signals, the Dividing a source signal through the two dividers to generate a first sub-signal; Dividing the source signal through one of the two-dividers and the three-dividers, and passing a filter and a frequency selector to generate a second sub-signal having I and Q signals; Generating a first wideband frequency signal by inputting the source signal and the first sub-signal to a first SSB mixer of the two SSB mixers; And inputting the first wideband frequency signal and the second subsignal to a second mixer of the two SSB mixers to generate second and third wideband frequency signals.
본 발명에 의한 광대역(UWB) 주파수 발생장치, 그 발생장치를 포함하는 송수신장치, 및 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법은 PLL 회로를 한 개만 이용하기 때문에 설계상 단순하며 장치의 면적 효율을 높일 수 있으며, 전류소모 측면에서 우수하다. The wideband (UWB) frequency generator according to the present invention, the transceiver including the generator, and the wideband (UWB) frequency generation method by frequency distribution are simple in design because they use only one PLL circuit and the area efficiency of the device is increased. It is possible to increase the power consumption and is excellent in terms of current consumption.
또한, PLL 회로를 통해 비교적 낮은 주파수 신호를 생성하여 분주시킴으로써, 분주기에서 소비되는 전류를 상대적으로 감소시킬 수 있고, 또한 SSB 믹서에서 전류 소비 또한 감소시킬 수 있다.In addition, by generating and dividing a relatively low frequency signal through the PLL circuit, it is possible to relatively reduce the current consumed in the divider, and also reduce the current consumption in the SSB mixer.
더 나아가 본 발명은 2-분주기 2개 또는 3개와 3-분주기 1개만을 이용하기 때문에, 회로적으로 단순하며, 전류소모 측면에서 매우 우수하다.Furthermore, since the present invention uses only two or three 2-dividers and one 3-divider, the present invention is simple in circuit and excellent in current consumption.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소와 바로 연결될 수도 있지만, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 구조나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, when a component is described as being connected to another component, it may be directly connected to another component, but a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the structure or size of each component is exaggerated for convenience and clarity of explanation, and parts irrelevant to the description are omitted. Like numbers refer to like elements in the figures. It is to be understood that the terminology used is for the purpose of describing the present invention only and is not used to limit the scope of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.2 is a structural diagram of a wideband frequency generator according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 광대역 주파수 발생장치(100)는 PLL 회로(110), 2-분주기 및 3-분주기를 구비한 분주기부(120), 먹스(130) 및 2개의 SSB 믹서를 구비한 SSB 믹서부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
PLL 회로(110)는 앞서 종래 기술에서 언급한 바와 같이 입력 신호와 출력 신호의 위상차를 검출하고 이것에 비례한 전압에 의해 출력 신호 발생기의 위상을 제어함으로써, 출력 신호의 위상과 입력 신호의 위상을 같게 하는 회로이다. 이러한 PLL 회로(100) 내부에는 기준주파수발생기, 위상 검출기, 펄스전압 변화기 등의 다수의 소자를 포함하지만, 편의상 VCO(112)만을 도시하였다. VCO(112)는 PLL 회로의 출력단에서 전압 인가를 통해 원하는 발진 주파수로 출력할 수 있도록 하는 기능을 한다. 본 실시예의 PLL 회로(110)는 3168 MHz의 주파수를 갖는 신호를 출력한다. 이하, PLL 회로에서 출력된 신호를 '소스신호'라 한다.The
분주기부(120)는 3개의 2-분주기(122, 124, 128)와 1개의 3-분주기(126)를 포함한다. 분주기는 말 그대로 입력된 주파수를 분주, 즉 분배시키는 기능을 하는데, 이러한 분주기로 래치(latch)-타입이나 CML(Common Mode Logic)-타입 등의 기존에 많이 사용하는 분주기를 사용할 수 있다. The
본 실시예에서는 제1 2-분주기(122)와 제2 2-분주기(124)가 PLL 회로(110)에 직렬로 연결되어 792 MHz의 제1 부신호를 생성한다. 수식적으로 간단히 계산하면, 3168/4 = 792 MHz가 된다. 한편, 제1 2-분주기(122), 3-분주기(126) 및 제3 2-분주기(128)가 PLL 회로(110)에 직렬로 연결되어 264 MHz의 제2 부신호를 생성한다. 역시 수식적으로 계산하면, 3168/12 = 264 MHz가 된다. 한편, 직렬로 연결된 제1 2-분주기(122), 3-분주기(126) 및 제3 2-분주기(128)의 순서는 바뀌어도 상관없음은 물론이다. 즉, 각 분주기에서 출력 주파수들 중에서 필요한 주파수 신호만을 이용하면 되기 때문이다.In this embodiment, the first two-
한편, 제1 2-분주기(122)의 출력신호, 즉 1584 MHz의 신호와 제2 부신호는 SSB 믹서(140)의 제1 SSB 믹서(142)로 입력되어 1320 MHz의 제3 부신호가 생성된다. 수식적으로 계산하면, 1584 - 256 = 1320 MHz가 된다. 이와 같이 생성된 제1 ~ 제3 부신호는 먹스(MUX, 130)로 입력되어 선택신호를 통해 순차적으로 제2 SSB 믹서(144)로 입력된다.On the other hand, the output signal of the first two-
SSB 믹서부(140)는 제1 SSB 믹서(142) 및 제2 SSB 믹서(144)를 포함하는데, 앞서 언급한 바와 같이 제1 SSB 믹서(142)는 제3 부신호를 생성하는데 이용된다. 한편, 제2 SSB 믹서(144)는 광대역 주파수 발생장치에서 요구되는 실질적인 광대역 주파수 신호를 생성하는 데에 이용된다.The
SSB 믹서는 입력된 두 신호를 혼합하여 두 신호의 주파수에 대한 합신호 및 차신호를 발생시킨다. 합신호 및 차신호 둘 다를 출력시킬 수도 있지만 일반적으로는 내부적인 장치, 예컨대 필터 등을 통해 어느 하나의 신호만 출력되도록 할 수 있다. 앞서, 제1 SSB 믹서(142)의 경우는 차신호만을 출력하는 경우이다.The SSB mixer mixes two input signals to generate a sum signal and a difference signal for the frequencies of the two signals. Both sum and difference signals may be output, but generally only one signal may be output through an internal device such as a filter. In the case of the
한편, 먹스(130)로부터 순차적 입력된 신호들과 PLL 회로(110)의 소스신호가 제2 SSB 믹서(144)로 입력되어 광대역 주파수 신호들, 즉 3432, 3960, 및 4488 MHz의 신호가 생성된다. 수식적으로는 3168 + 264 = 3432 MHz, 3168 + 792 = 3960 MHz, 및 3168 + 1320 = 4488 MHz 가 성립함을 알 수 있다. 또한, 제2 SSB 믹서(144)는 합신호만을 출력함을 알 수 있다. Meanwhile, signals sequentially input from the
참고로, UWB 통신은 3.1 ~ 10.6G 주파수 스펙트럼에서 528 MHz 대역폭을 갖는 14개 대역을 사용하는데, 3432, 3960, 및 4488 MHz 주파수는 현재 UWB 통신에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 3개 대역의 중심 주파수들로, UWB 모드 1 대역(UWB mode 1 band) 주파수라고 한다. 본 실시예에서는 UWB 모드 1 대역 주파수들만을 생성하였으나 더 높은 대역의 주파수들도 생성할 수 있음은 물론이다. 예컨대, 현재 4488MHz 신호에 3-분주기(126)의 출력신호를 합침으로써, 5016 MHz 신호를 생성할 수 있다.For reference, UWB communications use 14 bands with a 528 MHz bandwidth in the 3.1 to 10.6G frequency spectrum, with the 3432, 3960, and 4488 MHz frequencies being the center frequencies of the three bands most commonly used in UWB communications today. This is referred to as a UWB mode 1 band frequency. In the present embodiment, only the UWB mode 1 band frequencies are generated, but the higher band frequencies may be generated. For example, a 5016 MHz signal can be generated by combining the output signal of the 3-
본 실시예에서의 광대역 주파수 발생장치는 종래와 달리 PLL 회로(110)를 하나만 사용하기 때문에 면적 효율을 높일 수 있으며, 전력 소모를 현저하게 줄일 수 있다. 또한, 발생시키는 신호도 앞서 7G 대 주파수보다는 상대적으로 낮은 3168 MHz의 주파수 신호를 발생시킴으로써, 튜닝이 비교적 용이하고, PLL 회로의 앞단으로 연결되는 제1 2-분주기의 전류소모를 상대적으로 낮출 수 있다.Unlike the related art, the wideband frequency generator according to the present embodiment uses only one
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.3 is a structural diagram of a wideband frequency generator according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 광대역 주파수 발생장치(100a)는 앞서 도 2에서와 비슷하게 PLL 회로(110), 2-분주기 및 3-분주기를 구비한 분주기부(120a), 먹스(130) 및 2개의 SSB 믹서를 구비한 SSB 믹서부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
본 실시예에서는 도 2의 광대역 주파수 발생장치(100a)와 달리 2-분주기를 하나 더 줄여서 분주기부(120a)를 구현한다. 즉, 분주기부(120a)는 제1 2-분주기(122a), 제2 2-분주기(124a) 및 3-분주기(126a)가 PLL 회로(110)에 직렬로 연결되는데, 제1 부신호 생성을 위해 별도의 2-분주기를 더 연결하는 것이 아니라, 두 번째 연결되어 있는 제2 2-분주기(124a)를 통해 바로 얻어내게 된다.In the present embodiment, unlike the
결국, 제1 부신호는 제2 2-분주기(124a)에서, 그리고 제2 부신호는 3-분주기(126a)에서 생성하며, 제3 부신호는 도 2에서와 마찬가지로 제1 2-분주기(122a), 및 3-분주기(126a)를 제1 SSB 믹서(142)에 입력시켜 생성한다. 그 외 제1 ~ 3 부신호를 먹스(130)로 입력시키고, 먹스(130)로부터의 출력과 소스신호를 제2 SSB 믹서(144)에 입력시켜 광대역 주파수 신호를 생성하는 과정은 동일하다.As a result, the first sub-signal is generated in the second two-
본 실시예의 광대역 주파수 발생장치는 분주기부에서 하나의 2-분주기를 생략함으로써, 면적 효율 및 소비 전력 효율을 좀더 향상시킬 수 있다.In the wideband frequency generator of this embodiment, by omitting one 2-divider in the divider, the area efficiency and power consumption efficiency can be further improved.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.4 is a structural diagram of a wideband frequency generating device according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 광대역 주파수 발생장치(100b)는 PLL 회로(110), 2-분주기, 3-분주기, 필터(125) 및 주파수 선택기(129)를 구비한 분주기부(120b), 및 2개의 SSB 믹서를 구비한 SSB 믹서부(140)를 포함한다. 본 실시예의 광대역 주파수 발생장치(100b)는 도 2 및 도 3과 달리 먹스를 구비하지 않는다.Referring to FIG. 4, the
광대역 주파수 생성과정을 설명하면, 먼저, 분주기부(120b)는 2개의 2-분주기(122b, 124b), 1개의 3-분주기(126b), 필터(125) 및 주파수 선택기(129)를 구비한다. PLL 회로(110)에 연결된 제1 2-분주기(122b)에 제2 2-분주기(124b)와 3-분주기(126b)가 각각 연결된다. 그에 따라, 제1-2분주기(122b)는 1584 MHz의 출력신호를, 제2-2분주기(124b)는 792 MHz의 출력신호를, 즉 제1 부신호를, 그리고 3-분주기(126b)는 528 MHz의 출력신호, 즉 제2 부신호를 생성한다.Referring to the broadband frequency generation process, first, the
제1 및 제2 부신호는 SSB 믹서부(140)로 입력된다. 즉, 제1 부신호와 소스신호가 제1 SSB 믹서(142)로 입력되어 3960 MHz의 제1 광대역 주파수 신호가 생성된다. 한편, 제2 부신호는 필터(125)를 통해 동일 주파수의 I 및 Q 신호로 분리되어 주파수 선택기(129)로 입력된다. I(-528MHz) 신호와 Q(+528MHz) 신호는 주파수 선택기(129)를 통해 선택적으로 제2 SSB 믹서(144)로 입력된다. 주파수 선택기(129)로부터의 I신호 및 Q 신호, 그리고 제1 SSB 믹서(142)로부터의 제1 광대역 주파수 신호가 제2 SSB 믹서(144)로 입력되고, 그에 따라, 3432 MHz의 제2 광대역 주파수 신호, 및 4488 MHz의 제3 광대역 주파수 신호가 생성된다. The first and second sub-signals are input to the
참고로, 도 2~4은 기본적으로 싱글 신호(single signal)로 도시되어 있으나 기본적으로 모든 신호는 차동 신호(differential) 신호이며, 앞서 PPF가 차동 신호 신호를 받아 I(In-phase) 및 Q(Quadrature-phase) 신호와 같은 쿼드러쳐(quadrature) 신호로 변환시켜주는 역할을 한다. 도 4에서 도시된 필터(125)가 바로 그러한 역할을 한다. 한편, 도면 상으로는 도시되지 않았지만 본 발명에 나와 있는 SSB 믹서는 두 개의 DSB (Double Side-Band) 믹서로 구성되며 각각의 DSB 믹서는 길버트 믹서(Gilbert-double balanced mixer)로 구성된다. 그렇기 때문에 상기 SSB가 구동되기 위해서는 4개의 LO 신호(I,Ib,Q,Qb)와 4개의 RF신호(I,Ib,Q,Qb)가 있어야 하므로 상기 SSB입력으로 들어오는 신호는 쿼드러쳐 신호가 될 수 있다. 이런 SSB 토폴로지(topology)는 SSB 신호(single sideband signal)을 만드는데 효과적이기 때문에 주로 사용되고 있다.For reference, FIGS. 2 to 4 are basically shown as a single signal, but basically all signals are differential signals, and the PPF receives the differential signal and the I (In-phase) and Q ( It converts into quadrature signals such as quadrature-phase signals. The
본 실시예의 광대역 주파수 발생장치(100b)는 먹스를 생략함으로써, 회로의 사이즈 및 전류 소모 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 장점을 가질 수 있다.The
한편, 도 2 ~ 4의 광대역 주파수 발생장치들(100, 100a, 100b)에서 필요한 주파수 신호만을 추출하기 위한 필터들이 각 구성요소들 입출력단으로 연결될 수 있다. 예컨대, 도 2에서, 제1 SSB 믹서(142) 입력단으로, 또는 제2 SSB 믹서(144)의 입력단으로 다중위상필터(PPF: Poly Phase Filter)가 연결될 수 있다.On the other hand, filters for extracting only the frequency signal required in the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 2 ~ 4의 광대역 주파수 발생장치를 포함한 송수신장치에 대한 구조도이다.5 is a structural diagram of a transceiver including the wideband frequency generator of FIGS. 2 to 4 according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 송수신장치는 수신부(200), 신호처리부(300), 송신부(400) 및 광대역 주파수 발생장치(100)를 포함한다. 수신부(200)는 신호를 수신하며, 송신부(300)는 송신신호를 전송한다. 일반적으로 수신부 및 송신부는 하나의 인터페이스 모듈로 구현될 수 있다. 신호처리부(300)는 수신부(200)로부터 수신된 신호를 처리하며, 광대역 주파수 발생장치로부터 생성된 광대역 주파수 신호를 이용하여 송신신호를 생성하는 등의 다양한 기능을 수행한다. 광대역 주파수 발 생장치(100)는 광대역 주파수 신호를 발생시키는데, 앞서 도 2 ~ 4를 통해 설명한 광대역 주파수 발생장치들 중 어느 하나일 수 있다.Referring to FIG. 5, the transceiver of this embodiment includes a
본 실시예의 송수신장치는 도 2 ~ 4에서 설명한 바와 같은 광대역 주파수 발생장치를 채용함으로써, 송수신장치의 집적도를 향상시킬 수 있으며, 또한, 전력 소모를 최대한 줄일 수 있게 한다. 한편, 본 실시예의 송수신장치는 예컨대, 핸드폰, TV 수신기, 무선 모뎀 등의 UWB 통신을 수행할 수 있는 모든 전자기기가 될 수 있다.The transceiver according to the present embodiment employs a wideband frequency generator as described with reference to FIGS. 2 to 4, thereby improving the integration degree of the transceiver and further reducing power consumption. On the other hand, the transceiver of the present embodiment may be any electronic device capable of performing UWB communication, such as a mobile phone, a TV receiver, a wireless modem.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법을 보여주는 흐름도로서, 이해의 편의를 위해 도 2 및 3을 참조하여 설명한다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for generating a wideband (UWB) frequency by frequency distribution according to another embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIGS. 2 and 3 for convenience of understanding.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 주파수 분배에 의한 광대역 주파수 생성방법은 먼저, PLL 회로(110)를 통해 소스신호를 발생시킨다(S100). 다음, 분주기 및 SSB 믹서를 이용하여 부신호들을 생성한다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 제1 및 제2 2-분주기(122, 124)를 이용하여 제1 부신호를 생성하고, 제1 및 제3 2-분주기 및 3-분주기(122, 126, 128)를 이용하여 제2 부신호를 생성하며, 제1 2-분주기(122) 및 제2 부신호를 제1 SSB 믹서(142)에 입력하여 제3 부신호를 생성한다. 한편, 도 3의 광대역 주파수 발생장치의 경우는 2-분주기 하나를 생략하여, 제2 2-분주기(126)에서 바로 제1 부신호를 생성한다.Referring to FIG. 6, in the wideband frequency generation method by frequency division of the present embodiment, first, a source signal is generated through the PLL circuit 110 (S100). Next, sub-signals are generated using a divider and an SSB mixer. For example, referring to FIG. 2, a first sub-signal is generated using the first and second two-
다음, 먹스 및 SSB 믹서를 이용하여 광대역 주파수 신호를 생성한다(S130). 즉, 제1 ~ 3 부신호들을 먹스(130)에 입력하고, 선택신호를 통해 먹스(30)로부터 출력된 신호들과 소스신호가 제2 SSB 믹서로 입력되어 3432, 3960, 및 4488 MHz 의 광대역 주파수 신호들이 생성된다.Next, a wideband frequency signal is generated using the MUX and the SSB mixer (S130). That is, the first to third sub-signals are input to the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법을 보여주는 흐름도로서, 이해의 편의를 위해 도 4를 참조하여 설명한다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for generating a wideband (UWB) frequency by frequency distribution according to another embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG. 4 for convenience of understanding.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 주파수 분배에 의한 광대역 주파수 생성방법은 먼저, PLL 회로(110)를 통해 소스신호를 발생시킨다(S200). 다음, 2개의 2-분주기를 이용하여 제1 부신호를 생성한다(S120). 즉, 직렬로 연결된 제1 2-분주기(122b) 및 제2 2-분주기(124b)를 이용하여 제1 부신호를 생성한다.Referring to FIG. 7, the method for generating a wideband frequency by frequency distribution according to the present embodiment first generates a source signal through the PLL circuit 110 (S200). Next, the first sub-signal is generated using two 2-dividers (S120). That is, a first sub-signal is generated by using the first two-
다음, 제1 2-분주기(122b), 3-분주기(126b), 필터(125) 및 주파수 선택기(129)를 이용하여 제2 부신호를 생성한다(S220). 여기서, 제2 부신호는 앞서 설명한 바와 같이 I 및 Q 신호를 포함한다. 한편, 이러한 제1 부신호 및 제2 부신호는 동시적으로 생성될 수 있음은 물론이다. 다음. 제1 부신호 및 소스신호가 제1 SSB 믹서(142)로 입력되어 3960MHz의 제1 광대역 주파수 신호가 생성된다(S230). 또한, 제1 광대역 주파수 신호와 제2 부신호가 제2 SSB 믹서(144)로 입력됨으로써, 3432MHz, 및 4488MHz의 광대역 주파수 신호들이 생성된다.Next, a second sub-signal is generated using the first two-
지금까지, 본 발명을 도면에 표시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 종래의 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.1 is a structural diagram of a conventional broadband frequency generator.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.2 is a structural diagram of a wideband frequency generator according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.3 is a structural diagram of a wideband frequency generator according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광대역 주파수 발생장치에 대한 구조도이다.4 is a structural diagram of a wideband frequency generating device according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 2 ~ 4의 광대역 주파수 발생장치를 포함한 송수신장치에 대한 구조도이다.5 is a structural diagram of a transceiver including the wideband frequency generator of FIGS. 2 to 4 according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법을 보여주는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for generating wideband (UWB) frequency by frequency distribution according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주파수 분배에 의한 광대역(UWB) 주파수 생성방법을 보여주는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method for generating wideband (UWB) frequency by frequency distribution according to another embodiment of the present invention.
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