KR900004763B1

KR900004763B1 - 위성방송 수신기용 2중 국부발진주파수 발진기

Info

Publication number: KR900004763B1
Application number: KR1019870013703A
Authority: KR
Inventors: 전순익
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 안시환
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1990-07-05
Also published as: KR890011190A

Abstract

내용 없음.

Description

위성방송 수신기용 2중 국부발진주파수 발진기

제1도는 위성방송 수신 개요도.

제2도는 종래의 위성방송 수신용 2중주파수 변환기.

제3도는 본 발명에 따른 2중 국부발진주파수 발생기.

제4도는 제3도의 게이트스터브와 유전체 공진기의 등가회로도.

제5도는 본 발명의 제3도의 회로를 사용한 위성방송 수신용 2중주파수 변환기 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 갈륨비소 전계효과 트랜지스터 111,116,118,126,131 : 저항

110,112,125,130 : 캐패시터 113,120 : 쵸우크스터브

114,121 : 바이어스 스트립선로 115 : 드레인 스터브

117 : 소오스 스터브 122 : 아나로그 스위칭회로

123,128 : 제1-제2게이트 스터브 124,129 : 제1-제2유전체 공진기

127,132 : 제1-제2다이오드

본 발명은 저잡음 블럭다운 컨버터(Low noise block down converter)에 내장되는 국부발진주파수(Local Oscillator)에 관한 것으로, 특히 하나의 발진용 가륨비소 전계효과 트랜지스터(GaAs FET)로서 C밴드 및 Ku밴드의 국구발진 주파수를 선택적으로 발진 출력하는 이중 국부발진주파수 발진기에 관한 것이다.

일반적인 위성방송 수신과정은 제1도에 도시된 바와같이 위성에서 송신되는 전자파를 안테나로 수신하고, 이를 저잡음 증폭하여 소정의 국부발진주파수로 믹싱하여 소망하는 중간주파수(Inter mediate Frequency; IF라 칭함)을 얻어 증폭 출력하는 저잡음 주파수 변환기(LNB)와, 상기 저잡음 주파수 변환기(LNB)의 출력인 중간 주파수(IF)의 신호중 소망하는 채널의 신호를 선택 수신하는 수신기로 수신하도록 되어있다.

이때 저잡음 주파수 변환기(LNB)는 옥외에 설치되는 안테나에 부착되어지며, 이는 국부발진기를 구비하고 있다.

현재의 위성 TV방송은 3.7GHZ-4.7GHZ의 신호를 방송신호원으로 하는 C밴드 위성방송과, 11.7GHZ-12.2GHZ의 신호를 방송신호원으로 하는 Ku밴드 위성방송 2가지가 있다.

상기의 C밴드 대역의 신호를 가정에서 수신하기 위해서는 5.15GHZ의 주파수 국부발진기를 사용하여 950-1450MHZ의 중간주파수로 바꾼다음 옥내수신기로 전송하여야 하고, Ku밴드 대역의 신호를 가정에서 수신하기 위해서는 10.75GHZ의 주파수를 갖는 국부발진기를 저잡음 주파수 변환기에 구비하여 950-1450KHZ의 중간주파수로 주파수 변환하여야 위성방송을 옥내에서 수신할 수 있게된다.

따라서 C밴드 및 Ku밴드의 2밴드의 위성방송을 모두 수신할 수 있는 주파수 변환기를 구성하려면 2개의 국부발진주파수를 발진하는 국부발진기를 구비하여야 함을 알 수 있다.

상기와 같이 2밴드의 신호를 중간주파수로 변환하기 위한 종래의 2중 주파수 변환기를 제1도에 도시한 바와 같이 C밴드 및 Ku밴드의 신호로 입력되는 신호중 C밴드의 신호만을 저잡음 상태로 증폭하는 C밴드 저잡음 증폭기(1a)와 Ku밴드 신호만을 저잡음 상태로 증폭하는 Ku밴드 저잡음 증폭기(1b)와 상기 C밴드, Ku밴드 저잡음증폭기(1a)(1b)의 신호를 각각 입력하여 C밴드 및 Ku밴드의 신호만을 각각 대역통과 필터링하여 출력하는 C밴드, Ku밴드 대역통과 필터(2a)(2b)와, 소정레벨의 대역선택신호(Band Selection Signal : BSS)에 의해 소정 전원전압(VCC)만이 일방향으로 출력되도록 하는 전원부(3)와, 상기 전원부(3)에서 선택적으로 출력하는 전원을 공급받아 각각 C밴드의 국부발진주파수(5.15GHZ)(Lo1)과 Ku밴드의 국부발진주파수(10.75GHZ)(Lo2)를 발진 출력하는 C밴드 및 Ku밴드 국부발진기(4a)(4b)와, 상기 C밴드 및 Ku밴드 대역통과 필터(2a)(2b)에서 각각 출력되는 C밴드 및 Ku밴드의 고주파신호(RF)와 C밴드 또는 Ku밴드 국부발진주파수 발진기(4a)(4b)에서 출력되는 신호를 믹싱하여 중간주파수로 출력하는 주파수 변환혼합기(5)와 상기 혼합기(5)의 출력을 증폭출력하는 중간주파 증폭기(6)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 회로에서 A로부터 C밴드와 Ku밴드의 전자파가 입력되어 라인(10)에 실리게되면 이는 각각의 저잡음 증폭기(1a)(1b)에 의해 저잡음의 상태로 증폭되고, 각각의 밴드 대역만을 필터링하는 필터(2a)(2b)에 의해 필터링되어진 후 혼합기(5)의 일단에 입력된다.

상기와 같이 입력되는 상태에서 대역선택신호(BSS)가 로직(logic)상태로 C밴드 선택으로 되면, 전원부(3)를 라인(11)으로만 전원을 공급한다.

이때 C밴드의 국부발진기(4a)는 5.15GHZ의 C밴드 대역의 국부발진주파수(Lo1)를 발진하여 혼합기(5)에 입력함으로써, C밴드의 고주파(RF)와 C밴드의 국부발진주파수(Lo1)의 차 및 합의 주파수인 950-1450MHZ의 중간주파수의 변환주파수를 중간주파 증폭기(6)에 입력시킨다.

따라서 상기 혼합기(5)에서 출력되는 중간주파수(IF)는 증폭되어 출력라인(14)을 통해 옥내수신기의 입력단(B)으로 흐름을 알 수 있다.

한편 전원부(3)의 대역선택신호(BSS)가 Ku밴드 선택논리로 입력되어지면 라인(11)으로 출력되었던 바이어스 전원을 차단하고 라인(12)으로 직류바이어스를 공급함으로써 Ku밴드 국부발진기(4b)만이 동작한다.

따라서 혼합기(5)에서의 중간주파수 출력은 Ku밴드 대역통과 필터(2b)에서 필터링되어 출력된 신호와 믹싱된 차와 합주파수인 중간주파수(IF)를 출력한다.

그러나 상기와 같이 구성된 주파수 변환기는 C밴드의 국부발진기(4a)와 Ku밴드의 국부발진기(4b)를 따로 구성하여야 한다는 문제를 초래함과 동시에 국부발진기(4a)(4b)를 각각 구성함으로 고가의 부품을 이중으로 사용함으로써 원가상승의 요인과 시스템의 크기가 대형화되는 문제를 가져왔다.

따라서 본 발명의 목적은 1개의 발진출력용 칼륨비소 전계효과 트랜지스(EaAs FET)와 2개의 다른 공진주파수 공진기로써 2중 국부발진기를 구성하고 바이어스 전원의 선택적공급에 의해 소망하는 국부발진주파수를 발진하는 회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본발명에 따른 회로도로써, 소정의 바이어스 전원을 입력하고 게이트에 궤화신호 입력하여 발진을 행하는 능동소자인 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(이하 GaAs FET라 함)(110)와, 동작 전원전압(VCC)의 전류를 소정 제한하는 저항(111)과 상기 저항(111)의 전원신호를 입력함과 동시에 캐패시터(112)가 접속되어 발진된 억류되는 신호를 차단하는 쵸오크스터브(Choke Stub)(113)와 고저항의 임픽던스를 갖고 상기 쵸우크 스터브(113)에 접속되어 상기 바이어스 공급만을 통과시키어 상기 GaAs FET(110)의 드레인에 공급하는 바이어스 스트립선로(114)로 구성된 제1바이어스 공급회로와, 상기 GaAs FET(110)의 드레인단에 접속되어 상기 GaAs FET(110)와 부하저항(116)간의 임피던스를 정합하는 드레인 스터브(116)와, 상기 GaAs FET(110)의 소오스단에 접속되어 발진조건을 위해 사용되는 소오스 서터브(117)와, 음전원(GND)을 공급하기 위한 바이어스 저항(118)과 상기 저항(118)에 의한 신호를 입력함과 동시에 캐패시터(119)가 접속되어 상기 소오스 스터브(117)를 통해 소오스단에 구동바이어스를 공급하기 위한 쵸오크 스터브(120)와 상기 쵸오크 스터브(120)의 신호만을 소오스 스터브(117)의 일방향으로 공급하기 위하여 고저항 입력 임피던스를 갖고 쵸오크 스터브(120)와 소오스 스터브(117) 사이에 접속된 바이어스 스트립선로(121)로 구성된 제2바이어스 공급회로와, 국부발진 선택신호(Local Oscillator Selection Signal : LS)에 의해 입력되는 양전원(V⁺)과 음전원(V^_)의 신호중 하나의 신호만을 선택스위칭 출력하는 아나로그 스위칭회로(122)와, 일측입력단자(150)가 상기 아나로그 스위칭회로(122)의 전원출력단과 접속되고 그 출력단(151)이 에노드(Anode)가 상기 GaAs FET(110)의 게이트에 접속된 스위칭 다이오드(127)의 케소드(Cathode)에 접속되어 발진정합을 위한 제1게이트 스터브(123)와 상기 제1게이트 스터브(123)으로부터 소정거리 d가 떨어져 이격 위치되어 상기 게이트 스터브(123)에 소정 바이어스 공급시 전자결합되어 공진작용을 하는 유전체공진기(124)와 상기 제1게이트 스터브(123)와 접지사이에 직렬 접속되어 직류바이어스를 차단하고 발진조건을 만족시키기 위한 임피던스 정합을 행하는 캐패시터(125)와 저항(126)으로 구성된 제1공진회로와, 제2게이트 스터브(128)와 스위칭 다이오드(132) 제2유전체공진기(129)와 캐패시터(130), 저항(131)이 상기 제1공진회로와 동일한 구성으로 접속되어 상기 스위칭회로(122)로부터 순방향의 바이어스가 공급시에 공진작용을 행하는 제2공진회로로 구성된다.

상기 제3도의 구성중 각종 스터브 및 스트립선로라 명칭된 것은 유전율이 양호한 테이론기판의 양면에 부착 또는 금이동이 증착하여 이를 사진식각법 또는 에칭작업에 의해 형성한 것이고, 그 이외의 소자들을 마이크로 웨이브용의 소자들이다.

제4도는 제3도 제1, 제2공진회로의 등가적 회로도로서, 제1, 제2게이트 스터브(123)(128)이 등가적으로 코일성분(l1)을 갖고 있고, 제1, 제2유전체 공진기(124)(129)가 코일(L2)과 캐패시터(C2)와 저항(R2) 성분으로 되어있음을 나타내고 있으며, 코일(L2)과 캐패시터(C2)와 저항(R2)으로 된 유전체 공진기(124)(129)가 코일성분(L1)의 제1, 제2게이트 스터브(123)(128)의 각각에 소정의 거리 d를 유지하여 전자 결합하고 있다.

이하 본 발명에 따른 제3도의 동작예를 제4도를 참조하여 상세히 설명한다.

지금 전원단자(VCC)에 전원이 공급되어지면 이는 저항(111)과 쵸우크스터브(113)를 통해 고저항의 특성 임피던스를 갖는 바이어스 스트립선로(114)에 실리게되야 GaAs FET(110)의 드레인에는 상기의 동작에 의해서 직류바이어스가 실리게 된다.

상기와 같은 상태에서 국부발진 선택신호(LS)가 제1국부발진 선택신호 예를들어 5.15FGHZ의 국부발진 주파수(Lo1)를 선택하기 위한 신호논리 "로우"로 되면 아나로그 스위칭회로(122)는 스위칭되어 전원라인(VL1)으로는 음전원(V1)을 전원라인(VL2)으로는 양전원(V⁺)을 공급한다.

이때 제1게이트 스터브(123)의 입력단(150)으로는 순방향의 바이어스가 공급됨으로써 다이오드(127)의 "턴온"스위칭되며, 이로인해 음전원(V^_)의 순방향 바이어스가 GaAs FET(110)의 게이트를 구동하게 되고, 제2게이트 스터브(128)의 입력단(152)는 역전압이 공급됨으로써 스위칭 다이오드(132)는 오픈되어 차단된다.

따라서 제1게이트 스터브(123)와 5.15GHZ의 유전체 공진기인 제1유전체 공진기(124)에 의한 제1유전체 공진회로는 GaAs FET(110)와 순방향 다이오드(127)에 의해 제1게이트 스터브(123)와 제1유전체 공진기(124)가 제4도와 같이 전자결합되어 제1유전체 공진기(124)의 주파수 5.15GHZ의 신호성분만이 궤환된다.

또한 제1게이트 스터브(123)의 입력단(150)에는 순방향의 바이어스 전원이 계속적으로 공급됨으로써 GaAs FET(110)의 게이트(G)를 구동하게 되며, 이것은 소오스단자(S)에 접속된 소오스 스터브(117)에 의해 발진조건을 만족함으로써 GaAs FET(110)는 결국 5.15GHZ의 발진을 행하여 드레인(D)에 접속된 드레인 스터브(115)를 통해 제1국부발진신호(Lo1)를 출력(OUT)한다.

한편 상기와 같이 동작할 때 드레인(D)에서 소오스(S)측으로 흐르는 바이어스 전원은 고저항 특성 임피던스를 갖는 바이어스 스트립선로(121)를 통과하여 쵸우크회로 구성인 쵸오크 스터브(120)와 캐패시터(119)에 거쳐서 바이어스 저항 즉, 소오스 저항(118)의 크기에 의해 전류 및 그 전압의 값이 조정된다.

또 한편 제1게이트 스터브(123)와 접지사이에 직렬 접속된 캐패시터(125)는 직류바이어스를 차단하며 저항(126)은 5.15GHZ 제1게이트 스터브(123)로 발진조건에 안정되게 정합시켜 줌으로써 5.15GHZ의 제1국부발진주파수(Lo1)를 유지도록 한다.

상기와 같이 안정된 5.15GHZ의 제1국부발진주파수를 발진출력하는 상태에서, 국부발진 선택신호(LS)를 제2국부발진 신호의 선택논리 "하이"로 천이시키면 아나로그 스위칭회로(122)의 출력전원라인(VL1)과 (VL2)에 실리는 신호성분은 상기 스위칭회로(122)의 스위칭 동작에 의해 바뀌게 된다.

따라서 제1게이트 스터브(123)의 입력단(150)에는 역바이어스인 양전원(V⁺)이 공급되어 짐으로 제1공진회로는 인액티브(In Active)로 되고 제2게이트 스터브(128)의 입력단(152)에는 순방향 바이어스인 음전원(V^_)이 공급되어 제2공진회로는 액티브 동작한다.

그러므로 제2게이트 스터브(128)의 출력단자(153)에 접속된 다이오드(132)가 "온"되어 GaAs FET(110)의 게이트에는 제2유전체 공진기(129)와 제2게이트 스터브(128)의 거리 d에 의한 전자결합에 의해서 유효하게 발생되는 10.75GHZ의 신호가 입력되므로 상기 GaAs FET(110)는 10.75GHZ의 발진신호만을 드레인 스터브(115)를 통해 출력함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 소망하는 주파수 서로다른 2개의 공진회로를 전원스위칭 방식으로 제어하여 하나의 갈륨비소 전계효과 트랜지스터로 이중 국부발진을 실행함으로써 회로를 간단하게 구성할 수 있는 동시에 가격을 저렴하게 할 수 있는 이점이 있다.

Claims

위성방송 수신기용 이중 국부발진주파수 발진기에 있어서, 소정의 전원전압을 드레인으로 입력하고 소정의 궤환신호를 게이트로 입력하여 소정발진 동작을 행하는 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(110)와, 소정 전원전압(VCC)만을 상기 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(110)의 드레인에 입력시키고 드레인으로 부터 출력되는 발진기의 쵸우크 동작을 하는 제1바이어스 공급수단과, 상기 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(110)의 드레인으로부터 출력되는 발진신호와 부하 사이의 임피던스 정합을 행하는 드레인스터브(115)와, 상기 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(110)의 소오스에 접속되어 발진조건을 만족하는 소오스 스터브(117)와, 고저항의 특성 임피던스의 바이어스 스트립선로가 상기 소오스 스터브(117)에 접속되고 상기 소오스단의 고주파를 쵸오크 하는 동시에 소정의 순방향 전원을 상기 소오스단에 공급하는 제2바이어스 수단과, 국부발진 선택신호(LS)의 입력논리에 의해 제1 또는 제2국부발진용 순방향 바이어스를 스위칭 출력하는 아나로그 스위칭회로(122)와, 제1, 제2공진 주파수를 발생하기 위한 제1, 제2게이트 스터브와 제1, 제2유전체 공진기를 가지며 상기 아나로그 스위칭회로(122)에서 제1국부발진 전원이 입력시에 제1공진주파수와 소정의 순방향 바이어스만을 상기 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(110)의 게이트에 공급하여 발진도록 하고, 제2국부발진 전원이 입력시 제2공진주파수와 소정의 순방향 바이어스만을 상기 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(116)의 게이트에 공급하여 발진도록 하는 공진수단을 구비하여 국부발진 선택신호(LS)의 선택적 입력에 의해 제1국부 발진신호(Lo1)와 제2국부 발진신호(Lo2)가 상기 갈륨비소 전계효과 트랜지스터(110)의 드레인에 접속된 드레인 스터브(115)에서 선택적으로 출력되도록 동작함을 특징으로 하는 회로.