KR20110029662A

KR20110029662A - Rf signal processing circuit

Info

Publication number: KR20110029662A
Application number: KR1020090087440A
Authority: KR
Inventors: 한동학
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2011-03-23
Also published as: KR101585251B1

Abstract

PURPOSE: An RF(Radio Frequency) signal processing circuit is provided to have a loop-through function for reducing power consumption. CONSTITUTION: An input amplification unit amplifies an RF signal inputted through an input terminal, and a first switch unit(300) is arranged between the input amplification unit and the input terminal. A zero power unit(500) transfers the RF signal to a loop-through terminal(L/T) selectively, and a second switch unit(400) transfers the signal from the input amplification unit to the zero power unit.

Description

RF signal processing circuit {RF SIGNAL PROCESSING CIRCUIT}

본 발명은 RF 신호처리회로에 관한 것으로, 보다 자세하게는 디지털 신호를 처리하는 RF 신호처리회로의 동작특성을 향상시키기 위한 것이다.The present invention relates to an RF signal processing circuit, and more particularly, to improve an operating characteristic of an RF signal processing circuit for processing a digital signal.

무선통신 기술이 발달하면서, 음성신호와 영상신호를 멀리 떨어진 곳으로 전송하고, 이를 수신할 수 있게 되었다. 음성신호와 영상신호를 전송하는 경우에는 RF 신호라고 하는 통신 주파수가 수백Mhz에서 수Ghz의 신호를 이용한다. 송신장비에서 음성신호와 영상신호를 RF 신호와 결합시키고, 수신장비에서는 RF 신호와 음성신호 및 영상신호를 분리시킨다. 이때 결합시키는 것을 변조라고 하고 분리시키는 것을 복조라고 한다.With the development of wireless communication technology, it is possible to transmit and receive audio and video signals far away. When transmitting audio signals and video signals, a communication frequency called an RF signal uses a signal of several hundred MHz to several Ghz. In the transmission equipment, the audio signal and the video signal are combined with the RF signal, and in the reception equipment, the RF signal and the audio signal and the video signal are separated. In this case, combining is called modulation and separating is called demodulation.

RF 신호를 처리하는 RF 신호 처리장치에는 자동이득제어 신호를 생성하는 자동이득제어 회로가 구비된다. 안테나를 통해 RF 신호 처리장치에 입력된 RF 신호는 항상 일정한 상태로 입력되는 것이 아니라 전송 경로에 따라 신호의 강약이 계속 변하게 된다. 자동이득제어 회로는 이것을 보상하기 위해서 설치된 회로로서, 증폭 기의 게인(Gain)을 제어하여 RF 신호 처리장치가 최종 처리한 신호가 항상 일정한 세기를 가질 수 있도록 한다. An RF signal processing apparatus for processing an RF signal is provided with an automatic gain control circuit for generating an automatic gain control signal. The RF signal input to the RF signal processing apparatus through the antenna is not always input in a constant state, but the strength and weakness of the signal continuously change according to the transmission path. The automatic gain control circuit is a circuit installed to compensate for this, and controls the gain of the amplifier so that the signal finally processed by the RF signal processor always has a constant intensity.

최근에는 하나의 제품에 RF 신호를 처리하는 RF 신호 처리장치를 2개 이상 배치되는 경우도 있다. 예를 들어 텔레비전 세트의 경우 2개의 RF 신호처리 장치를 구비하여 하나는 현재 영상을 표시하는데 사용되고, 나머지 하나는 사용자가 원하는 영상을 표시하지는 않고 저장하는데 사용할 수 있다.Recently, two or more RF signal processing devices for processing RF signals are disposed in a single product. For example, a television set may include two RF signal processing devices, one of which is used to display a current image and the other of which may be used to store the image without displaying the desired image.

이 경우 2개의 RF 신호처리장치를 메인 RF 신호처리장치와 슬레이브 RF 신호처리장치로 나눌 수 있다. 메인 RF 신호처리장치는 입력된 신호를 내부에 처리하거나 슬레이브 RF 신호처리 장치로 전달하는 기능을 가지고 있어야 한다. 이 기능을 루프 스루 기능이라고 한다.In this case, two RF signal processing devices may be divided into a main RF signal processing device and a slave RF signal processing device. The main RF signal processing device shall have the function of processing the input signal internally or transferring it to the slave RF signal processing device. This function is called the loop through function.

본 발명은 루프스루 기능을 가지는 RF 신호처리 회로를 제공한다.The present invention provides an RF signal processing circuit having a loop through function.

본 발명은 입력단을 통해 입력된 RF 신호를 증폭하여 전달하기 위한 입력증폭부; 상기 입력증폭부와 상기 입력단 사이에 배치된 제1 스위치부; 상기 입력단으로 입력되는 RF 신호를 선택적으로 루프스루 단자로 전달하기 위한 제로파워부; 및 상기 제로파워부를 활성화시키기 위해서, 상기 입력증폭부에서 전달된 신호를 상기 제로파워부로 전달하기 위한 제2 스위치부를 포함하는 RF 신호처리회로를 제공한다.The present invention includes an input amplifier for amplifying and transmitting the RF signal input through the input; A first switch unit disposed between the input amplifier and the input terminal; A zero power unit for selectively transmitting the RF signal input to the input terminal to a loop through terminal; And a second switch unit for transferring the signal transmitted from the input amplifier to the zero power unit to activate the zero power unit.

또한, 상기 제1 스위치부는 스위칭 다이오드를 포함한다. 또한, 상기 제2 스위치부는 스위칭 다이오드를 포함한다. 상기 제로파워부는 피모스 트랜지스터를 포함한다.In addition, the first switch unit includes a switching diode. In addition, the second switch unit includes a switching diode. The zero power unit includes a PMOS transistor.

본 발명에 의해서 루프스루 기능을 가지는 RF 신호처리 회로를 제공할 수 있다. 특히, 소비전력을 줄일 수 있는 루프스루 기능을 가질 수 있으면서도, 하나의 집적회로에 구현되는 RF 신호처리회로를 용이하게 구현할 수 있다.According to the present invention, an RF signal processing circuit having a loop through function can be provided. In particular, while having a loop-through function to reduce power consumption, it is possible to easily implement the RF signal processing circuit implemented in one integrated circuit.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. do.

도1은 본 발명을 설명하기 위한 RF 신호처리회로를 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram showing an RF signal processing circuit for explaining the present invention.

도1에 도시된 바와 같이, RF 신호처리회로는 LNA 회로(10), 트랙킹 필터(11), 믹서(12), 로우패스 필터(13a,13b), 전압제어 증폭기(14a,14b), 아날로그 디지털 변환기(15a,15b), DSP(Digital Signal Processor,16), 디지털 아날로그 변환기(20), 증폭기(21), 위상고정루프 회로(17,18), 오실레이터(19), 자동이득 제어부(22)를 포함한다. 여기서 로우패스 필터(13a,13b), 전압제어 증폭기(14a,14b), 아날로그 디지털 변환기(15a,15b)가 쌍으로 배치된 것은 RF 신호를 처리함에 있어서 위상이 서로 반대인 정신호와 부신호를 병렬로 처리하기 위한 것이다. 특히, 도1에 도시된 RF 신호처리회로는 최근에 개발되고 있는 하나의 칩에 RF 신호처리관련 모든 회로를 집적시키는 칩튜너라는 것을 나타낸 것이다.As shown in Fig. 1, the RF signal processing circuit includes the LNA circuit 10, the tracking filter 11, the mixer 12, the low pass filters 13a and 13b, the voltage control amplifiers 14a and 14b, and analog and digital signals. The converters 15a and 15b, the DSP (Digital Signal Processor) 16, the digital analog converter 20, the amplifier 21, the phase locked loop circuits 17 and 18, the oscillator 19, and the automatic gain control unit 22 Include. Here, the low-pass filters 13a and 13b, the voltage control amplifiers 14a and 14b, and the analog-to-digital converters 15a and 15b are arranged in pairs so that positive and negative signals having opposite phases in parallel in processing an RF signal are parallel to each other. To deal with. In particular, the RF signal processing circuit shown in Fig. 1 shows that it is a chip tuner that integrates all the RF signal processing-related circuits in one chip that is recently developed.

LNA 회로(10)는 안테나를 통해 입력되는 RF 신호를 입력받아 노이즈를 줄이고 증폭하는 회로이다. LNA 회로는 입력된 RF 신호가 약한 경우 동작시키고, 강한 경우에는 동작을 시키기 않는다. 강한 신호를 증폭시키게 되면 잡음특성이 더욱 나빠지기 때문이다. The LNA circuit 10 receives a RF signal input through an antenna to reduce and amplify noise. The LNA circuit operates when the input RF signal is weak and does not operate when the RF signal is strong. This is because amplifying a strong signal worsens the noise characteristic.

LNA 회로는 저잡음 증폭기라고도 불리운다. RF 신호처리회로의 수신단에서 수신된 신호는 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력레벨을 갖고 있다, 그 렇기 때문에 반드시 증폭이 필요한데, 이미 외부에서 많은 잡음을 포함해서 날아온 신호이기 때문에 무엇보다도 잡음을 최소화하는 증폭기능이 필요하다. LNA는 NF(잡음지수)가 낮도록 동작점과 매칭포인트를 잡아서 설계되며, 보통 1.5~2.5 사이의 NF값이 되도록 설계된다. LNA 회로는 저잡음 특성을 가지도록 낮은 잡음지수를 가지는 트랜지스터를 이용하고, 저항 등의 열잡음소자를 적게 사용하면서 최대한 게인이 높도록 설계된다.LNA circuits are also called low noise amplifiers. The signal received at the receiving end of the RF signal processing circuit has a very low power level due to the effects of attenuation and noise. Therefore, it is necessary to amplify the signal. Minimizing amplifier capability is required. The LNA is designed to capture the operating point and the matching point so that the noise figure (NF) is low, and is usually designed to be an NF value between 1.5 and 2.5. The LNA circuit is designed to use a transistor having a low noise figure to have a low noise characteristic, and to gain as much as possible while using less thermal noise devices such as resistors.

트랙킹 필터(11)는 LNA 회로에서 출력된 신호를 필터링하기 위한 회로이다. 믹서(12)는 위상고정루프 회로(17)에서 제공되는 기준클럭신호와 트랙킹 필터(11)에서 출력되는 신호를 믹싱하여 출력하기 위한 블럭이다. 로우패스 필터(13a,13b)는 믹서(12)에서 출력되는 신호의 필터링을 위한 것으로, 필터링되는 대역은 DSP에서 제공하는 신호에 따라 정해진다. 전압제어 증폭기(14a,14b)는 로우패스 필터(13a,13b)에서 제공하는 신호를 DSP(16)에서 제공하는 신호에 응답하여 증폭한다. The tracking filter 11 is a circuit for filtering the signal output from the LNA circuit. The mixer 12 is a block for mixing and outputting the reference clock signal provided from the phase locked loop circuit 17 and the signal output from the tracking filter 11. The low pass filters 13a and 13b are for filtering the signal output from the mixer 12, and the band to be filtered is determined according to the signal provided by the DSP. The voltage controlled amplifiers 14a and 14b amplify the signals provided by the low pass filters 13a and 13b in response to the signals provided by the DSP 16.

아날로그 디지털 변환기(15a,15b)는 전압제어 증폭기(14a,14b)에서 제공하는 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환하여 DSP(16)로 출력한다. DSP(16)는 디지털 신호를 처리하는 블럭으로서, I2C 패턴의 입력신호를 입력받고 아날로그 디지털 변환기(15a,15b)에서 출력되는 디지털 신호를 입력받아 처리하여 디지털 아날로그 변환기(20)로 출력한다. 또한, DSP(16)는 자동이득제어 회로(22), 로우패스 필터(13a,13b)와 전압제어 증폭기(14a,14b)를 제어하는 제어신호를 생성하여 출력한다. The analog to digital converters 15a and 15b convert the analog signals provided by the voltage control amplifiers 14a and 14b into digital values and output them to the DSP 16. The DSP 16 is a block for processing digital signals. The DSP 16 receives an input signal of an I2C pattern, receives a digital signal output from the analog digital converters 15a and 15b, processes the digital signal, and outputs the digital signal to the digital analog converter 20. In addition, the DSP 16 generates and outputs a control signal for controlling the automatic gain control circuit 22, the low pass filters 13a and 13b, and the voltage control amplifiers 14a and 14b.

크리스탈(19)는 위상지연루프 회로(17,18)에서 기준클럭을 생성하기 위한 기준주파수를 정하기 위한 것이다. 위상지연루프 회로(17,18)는 크리스탈(19)과 내부의 회로를 이용하여 생성된 기준클럭을 입력받아, 위상고정된 클럭을 생성하여 각각 믹서(12)와 DSP(16)로 출력한다. 디지털 아날로그 변환기(20)는 DSP(16)에서 출력하는 신호를 아날로그 값으로 변환하여 출력한다. 증폭기(21)는 디지털 아날로그 변환기(20)에 의해 변환된 값을 증폭하여 중간신호(IF)로 출력한다. 자동이득제어 회로(22)는 DSP(16)에서 제공하는 신호에 따라 LNA 회로(10)의 증폭을 제어한다. LNA 회로(10)는 자동이득제어 회로(22)에 의해 입력되는 RF 신호를 증폭한다. The crystal 19 is for determining a reference frequency for generating a reference clock in the phase delay loop circuits 17 and 18. The phase delay loop circuits 17 and 18 receive the reference clock generated by using the crystal 19 and the internal circuit, generate a phase locked clock, and output them to the mixer 12 and the DSP 16, respectively. The digital-to-analog converter 20 converts the signal output from the DSP 16 into an analog value and outputs it. The amplifier 21 amplifies the value converted by the digital-to-analog converter 20 and outputs it as an intermediate signal IF. The automatic gain control circuit 22 controls the amplification of the LNA circuit 10 in accordance with the signal provided from the DSP 16. The LNA circuit 10 amplifies the RF signal input by the automatic gain control circuit 22.

최근에는 도1에 도시된 RF 신호처리회로를 하나의 IC 로 구현하고 있다. RF 신호처리회로 하나의 IC 구현하면, 크기나 파워소모면에서 유리하기 때문에 다양하게 활용할 수 있다. 그러나, 최근에 IC로 구현된 RF 신호처리회로는 루프스루 기능을 가지고 있지 않아. 많은 파워를 소모하고 있다. 루프스루 기능이라는 것은 입력된 신호를 외부로 그대로 전달하는 기능이다. 최근에 RF 신호처리회로를 장착하는 제품들의 기능이 다양해지면서, 2개 이상의 RF 신호처리회로가 장착되는 경우가 있다. 이 경우에 메인으로 사용되는 RF 신호처리회로는 입력되는 RF 신호를 내부의 신호처리와 상관없이 슬레이브로 사용되는 RF 신호처리회로로 전달할 수 있는데, 이 기능이 루프 스루 기능이다.Recently, the RF signal processing circuit shown in FIG. 1 is implemented as a single IC. RF signal processing circuit implementation of a single IC, because it is advantageous in terms of size and power consumption can be utilized in various ways. However, recently, RF signal processing circuits implemented with ICs do not have a loop-through function. It consumes a lot of power. The loop-through function is a function for transmitting an input signal to the outside as it is. Recently, as the functions of products equipped with RF signal processing circuits are diversified, there are cases where two or more RF signal processing circuits are mounted. In this case, the RF signal processing circuit used as the main can transfer the input RF signal to the RF signal processing circuit used as the slave regardless of the internal signal processing. This function is a loop through function.

RF 신호처리회로가 장착되는 제품을 제조하는 곳에서는 메인 RF 신호처리회로가 스탠바이 모드인 경우, 제품 전체의 소비전력이 1W 이하가 되기를 원하고 있다. 스탠바이 모드에서도 루프 스루 기능은 동작해야 하기 때문에, 소비전력을 줄 이면서도 안정적인 루프 스루 기능을 구현할 수 있는 RF 신호처리회로가 필요하다.In the manufacture of products equipped with the RF signal processing circuit, when the main RF signal processing circuit is in the standby mode, the entire power consumption of the product is desired to be less than 1W. Since the loop-through function must operate in the standby mode, an RF signal processing circuit is required to realize a stable loop-through function while reducing power consumption.

본 발명은 루프스루 기능을 구현한 IC 형태의 RF 신호처리회로를 제공한다. The present invention provides an RF signal processing circuit of an IC type that implements a loop through function.

도2는 본 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 신호처리회로를 나타내는 블럭도이다.2 is a block diagram showing an RF signal processing circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

도2에 도시된 바와 같이, RF 신호처리회로는 LNA 및 스플리터 회로(100), 트랙킹 필터(110), 믹서(120), 로우패스 필터(130a,130b), 전압제어 증폭기(140a,140b), 아날로그 디지털 변환기(150a,150b), DSP(160), 디지털 아날로그 변환기(200), 증폭기(210), 위상고정루프 회로(170,180), 오실레이터(190), 자동이득 제어회로(220), 오실레이터(190), 아날로그 디지털 변환기(300), 디지털 아날로그 변환기(400), 스위치부(300,400), 제로파워부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the RF signal processing circuit includes the LNA and splitter circuit 100, the tracking filter 110, the mixer 120, the low pass filters 130a and 130b, the voltage control amplifiers 140a and 140b, Analog-to-digital converters 150a and 150b, DSP 160, digital-to-analog converters 200, amplifiers 210, phase-locked loop circuits 170 and 180, oscillators 190, automatic gain control circuits 220, oscillators 190 ), Analog to digital converter 300, digital to analog converter 400, the switch unit 300, 400, and zero power unit 500.

도2에 도시된 각 블럭들중 도1에 도시된 블럭과 같은 명칭은 실질적으로 같은 동작을 한다. 본 실시예에 따른 RF 신호처리회로는 RF 신호가 입력되는 입력부분에 스위치부(300, 400), 제로파워부(500)를 구비한 것이 특징이다. 스위치부(300, 400)는 각각 스위칭 다이오드(SD1,SD2)를 포함하고, 제로파워부(500)는 피모스 트랜지스터(PM)를 포함한다. 또한, LNA 및 스플리터 회로(100)는 LNA 회로와 밸룬회로를 포함하는 회로이다. LNA 및 스플리터 회로(100)는 전원이 인가되는 경우에는 스위칭 다이오드(SD2)로 신호를 출력하지 않고, 전원이 인가되지 않는 경우에는 스위칭 다이오드(SD2)로 신호를 출력한다.Of the blocks shown in Fig. 2, the same names as the blocks shown in Fig. 1 function substantially the same. The RF signal processing circuit according to the present embodiment is characterized in that the switch unit 300, 400 and the zero power unit 500 is provided at the input portion to which the RF signal is input. The switch units 300 and 400 include switching diodes SD1 and SD2, respectively, and the zero power unit 500 includes a PMOS transistor PM. In addition, the LNA and the splitter circuit 100 are circuits including an LNA circuit and a balun circuit. The LNA and the splitter circuit 100 do not output a signal to the switching diode SD2 when power is applied, and output the signal to the switching diode SD2 when power is not applied.

도2에 도시된 RF 신호처리회로는 전원이 인가되는 경우 제로파워부(500)의 피모스 트랜지스터(PM)는 턴오프 상태를 유지하고, 스위칭 다이오드(SD1)가 턴온 상태가 되어 입력된 신호를 LNA 및 스플리터 회로(100)로 전달된다.In the RF signal processing circuit illustrated in FIG. 2, when power is applied, the PMOS transistor PM of the zero power unit 500 maintains a turn-off state, and the switching diode SD1 is turned on to receive an input signal. And to the LNA and splitter circuit 100.

전원이 인가되지 않는 경우에는 제로파워부(500)의 피모스 트랜지스터(PM)는 턴온 상태를 유지하고, 스위칭 다이오드(SD1)가 오프 상태가 되어 입력된 신호는 LNA 및 스플리터 회로(100)로 신호가 전달되지 않는다. 이 때에는 입력단으로 통해 입력된 RF 신호가 루프스루 아웃단자(L/T)로 출력된다. 따라서, 전원이 인가되지 않는 상태에서는 RF 신호처리회로에 입력된 RF 신호가 루프스루 아웃단자(L/T)로 출력될 수 있다.When the power is not applied, the PMOS transistor PM of the zero power unit 500 remains turned on, and the switching diode SD1 is turned off so that the input signal is sent to the LNA and the splitter circuit 100. Is not delivered. In this case, the RF signal input through the input terminal is output to the loop through out terminal L / T. Therefore, the RF signal input to the RF signal processing circuit may be output to the loop through out terminal L / T in a state where power is not applied.

따라서, 본 발명에 의해서 전원이 인가되지 않는 상태에서도 입력된 RF 신호를 루프스루 단자로(L/T)로 출력할 수 있는 루프스루 기능을 효율적으로 제공할 수 있는 RF 신호처리 회로를 쉽게 구현할 수 있다. Therefore, according to the present invention, it is easy to implement an RF signal processing circuit that can efficiently provide a loop-through function for outputting an input RF signal to a loop-through terminal (L / T) even when power is not applied. have.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

도1은 본 발명을 설명하기 위한 RF 신호처리회로를 나타내는 블럭도.1 is a block diagram showing an RF signal processing circuit for explaining the present invention.

도2는 본 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 신호처리회로를 나타내는 블럭도.2 is a block diagram showing an RF signal processing circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: LNA 회로 110: 트랙킹 필터100: LNA circuit 110: tracking filter

120: 믹서 130: 로우패스필터120: mixer 130: low pass filter

140: 전압제어 증폭기 150: 아날로그-디지털 변환기140: voltage controlled amplifier 150: analog-to-digital converter

160: DSP 200: 디지털-아날로그 변환기160: DSP 200: digital-to-analog converter

220: 자동이득제어회로 300, 400: 스위치부220: automatic gain control circuit 300, 400: switch unit

500: 제로파워부500: zero power unit

Claims

An input amplifier for amplifying and transmitting the RF signal input through the input terminal;

A first switch unit disposed between the input amplifier and the input terminal;

A zero power unit for selectively transmitting the RF signal input to the input terminal to a loop through terminal; And

In order to activate the zero power unit, a second switch unit for transmitting the signal transmitted from the input amplifier to the zero power unit

RF signal processing circuit comprising a.

The method of claim 1,

The first switch unit

RF signal processing circuit comprising a switching diode.

The method of claim 1,

The second switch unit

RF signal processing circuit comprising a switching diode.

The method of claim 1,

The zero power unit RF signal processing circuit including a PMOS transistor.