KR910000371B1

KR910000371B1 - 정현파 합성회로

Info

Publication number: KR910000371B1
Application number: KR1019880012328A
Authority: KR
Inventors: 황인환
Original assignee: 삼성반도체통신 주식회사; 강진구
Priority date: 1988-09-23
Filing date: 1988-09-23
Publication date: 1991-01-24
Also published as: KR900005684A

Abstract

내용 없음.

Description

정현파 합성회로

제1도는 일반적인 정현파 발생회로의 예시도.

제2도는 본 발명의 실시예를 나타낸 회로도.

제3도는 본 발명의 출력파형의 상세도.

제4a도는 본 발명의 복호기 출력에 따른 콘덴서의 수와 용량선택 상태도.

(b)도는 본 발명의 정현파에서 하단부 파형을 출력시키기 위한 스위치 구동상태도.

(c)도는 본 발명의 정현파에서 상단부 파형을 출력시키기 위한 스위치 구동상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스위치트리 2 : 복호기

3 : 계수기 4 : 복호기 및 로직회로

0P₁: 연산증폭기 5 : 디지털 아날로그 콘버터

6-1,6-2…7-1,7-2… : 출력진폭변환스위치부

8 : 저역통과필터 9 : 전압폴로워

A,B,C,D… : 스위치 C₁,C₂,C₃: 콘덴서

Vref : 기준전압

본 발명은 집적회로상에 용이하게 실현할 수 있게 한 정현파 합성회로에 관한 것으로 DTMF(Dual Tone Multi-Frequency) 신호발생기, FSK 변조(Frequency Shift Keying Modulation), PSK 변조(Phase Shift Keying Modulation), 음성신호 처리기술등에 널리 사용될 수 있게 한 것이다.

종래의 정현파 발생회로는 제1도와 같이 구성되어 있는 것으로, 동시에 발생시키고자하는 단일신호의 수에따라 디지털아날로그 콘버터(5)의 갯수가 결정되고 이 디지털 아날로그 콘버터(5)들의 신호들이 합성되어 정현파를 출력시킨다. 이때 각 신호의 계단파 꼴의 전위(VT)에 따라 기준전압(Vref)을 직렬저항의 비로서 결정하게되고 저항(R₁,R₂,R₃,…)은 계단파 꼴 전위의 비를 갖고 있어 내부에 다수개의 스위치들로서 구성된 스위치트리(1)에 의하여 원하는 저항값(R₁,R₁+R₂,R₁+R₂+R₃등)이 선택된다. 즉, 클럭에 의하여 계수기(3)가 계수되면 이 계수된 값이 복호기(2)에 입력되고 복호기에서 복호된 출력이 스위치트리(1)의 스위치를 제어하여 원하는 저항값을 선택되어 연산증폭용 가산기(OP₁)에 입력되 디지털 아날로그 콘버터(5)들의 합성된 출력이 정현파로서 나타나게 된다. 그러나 이와 같은 회로는 기준전압(Vref)과 그라운드점 사이에 직렬저항이 연결되어 있어 항상 전류가 흐르기 때문에 전력소모가 클뿐만 아니라, 반도체 칩상에 상기 회로를 실현할 경우에 제조공정시 저항값이 각 전위에 따라 상이하게 되는 전압변동상수(Voltage Coefficient)가 생겨 선형잡음이 발생되고, 2개 이상의 복합신호를 발생시키고자 할때에는 복합신호의 갯수만큼의 분배저항, 디지털 아날로그 콘버터를 사용하여야 하므로 칩집적도가 떨어지게 되는 단점이 생기는 것이었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로 본 발명의 목적은 직렬분배저항을 스위치드 커패시터회로로 구성시키어 전력소모를 크게 감소시키고 출력진폭 변환부의 신호에 레벨을 가변시킬 수 있는 정현파 합성회로를 제공하고자 하는 것이다. 다른 목적은 단일의 칩에 회로를 형성시킬때 고집적화 시킬 수 있는 정현파 합성회로를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 특징은 정현파의 부분적인 전위를 결정하는 스위치와, 동일한 톤의 진폭을 가변하는 스위치와, 파형 위상결정용 스위치로 구성되고 콘덴서들로 구성되는 출력진폭변환스위치부들과, 연산증폭기에 연결된 콘덴서로 구성되어 복호기 및 로직회로의 출력에 의하여 상기 스위치들이 제어되게 한 것에 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 본 발명에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 실시예를 나타낸 회로도로서 출력진폭변환스위치부(6-1)(6-2)… 및 출력진폭변환스위치부(7-1)(7-2)…에서 출력되는 2개의 신호를 합성시켜 정현파를 얻고자하는 것이나, 경우에 따라서는 여러가지 신호를 합성시켜 정현파를 얻고자 할때에도 출력진폭변환스위치부만 추가되면 그대로 실시할 수 있다.

본 발명은 클럭신호를 받아 계수하는 계수기(3)와, 계수기의 계수출력을 받아 복호신호를 공급시키는 복호기 및 로직회로(4)로 구성하여 기준전압(Vref)이 공급되는 스위치(A-H), 출력진폭변환스위치부의 스위치(I-N), 연산증폭기(OP₁)에 연결된 스위치(P)(Q)들을 접속 및 개방시키도록 구성되어 있다. 출력진폭변환스위치부(6-1)(6-2)…,(7-1)(7-2)…는 각 콘덴서들의 용량만 상이하고 각 스위치에 의하여 제어되는 구성은 동일한 것으로, 출력진폭변환스위치부(6-1)는 동일한 톤의 진폭가변을 위한 스위치(I)(J)가 구성되고, 정현파 위상(+)(-)을 콘트롤하는 스위치(K)(L)(P)와 스위치(M)(N)(Q)가 콘덴서(C1) 사이에 연결되게 구성하여 노우드점(NO)을 통하여 연산증폭기(OP₁)의 반전단자(-)와 연결되게 구성한다. 연산증폭기(OP₁)의 비반전단자(+)는 접지시키고 반전단자(-)와 출력측사이에는 콘덴서(C₁₄)를 연결시킨후 병렬로 스위치(P)(Q)를 통하여 콘덴서 (C₁₃)가 연결되게 구성한다. 여기서 콘덴서(C₁₄)는 스위치(K,L,M,N,O,Q)의 연동시 연산증폭기(OP₁)의 출력전압을 전상태로 유지해주도록 한다. 그리고 연산증폭기(OP₁)의 출력측에는 저항(R₁)과 콘덴서(C₁₅)로 구성된 저역통과필터(8)을 통하여 전압 폴로워(9)에 연결되어 파형이 정형되게 구성한 것이다. 여기서 출력진폭변환스위치(6-1)에 의하여 정편파가 합성되는 전달특성은 다음과 같이 표현되며,

즉, 본 발명식은 식(1)(2)에서 C_x값은 스위치(A-D)를 제4a도의 커패시터 갯수에 맞추어 연동시켜 C_x의 함값이 조정되 정현파형태의 출력을 얻을 수 있으며, 극성은 제4bc도와 같이 스위치(K)(L)(M)(N)의 조정으로 입력기준전전압(Vref)의 극성을 반전시키는 효과를 준다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과는 다음과 같다. 클럭신호에 의해 계수기(3)가 계수되면 그 개수된 출력이 복호기 및 로직회로(4)에 입력된다. 복호기 및 로직회로(4)의 출력은 스위치(A-S)를 제어하여 기준전압(Vref)을 이용하여 원하는 정현파 톤을 얻게된다. 스위치(A)(B)(C)(D)는 1싸이클중 부분적인 스텝의 전위량을 결정하게 되고 스위치(I)(J)은 동일한 톤의 전폭을 가변시키며, 스위치(K)(L)(P) 및 스위치(M)(N)(Q)는 파형의 극성을 콘트롤하게 된다. 예를 들어 스위치(A)가 접속되로 출력진폭변환스위치부(6-1)에서 스위치(I)(K)(L)이 접속되는 경우를 살펴보면 연산증폭기(OP₁)의 반전단사(-)에는 콘덴서(C₁)가 직렬로 연결된 상태가 되고, 스위치(P)가 접속된 상태에서 연산증폭기(OP₁)의 이득은 대체적으로

이 된다(콘덴서 C₁₄의 용량은 식(1)에서 무시). 여기서 콘덴서(C₁₄)는 다른 전위량을 결정할때 스위치(K,L,M,P,Q)의 연동에 의하여 전위가 변하기 않도록 출력전압을 유지하는 기능을 한다. 따라서 출력진폭 변환스위치(6-1)부의 내부스위치의 접속여부에 따라 노우드점(NO)에는 콘덴서(C₁)나 콘덴서(C₂)가 연결되거나, 콘덴서(C₁)(C₂)가 병렬로 연결될 수 있어 연산증폭기(OP₁)의 이득값을 변경시킬 수 있게된다. 스위치(B-D)에 의하여 선택되는 출력진폭변환스위치부(6-2)(6-3)(6-4)와, 스위치(E-H)에 의하여 선택되는 출력진폭변환스위치루(7-1)(7-2)(7-3)(7-4)에 의하여 각 콘덴서의 값이 변하여 연산증폭기(OP₁)의 이득이 변경된다.

스위치(K)(L)(P)가 접속되는 경우 출력진폭 스위치부(6-1)의 동작을 살펴보면 기준전압(Vref)이 콘덴서(C₁)에 충전되고 전술한 바와 같은

비의 이득을 연산증폭기(OP₁)가 얻게되나, 스위치(M)(N)(Q)가 접속되는 경우 콘덴서(C₁)(C₁₃)에 충전된 전원은 방전되나 연산증폭기(OP₁)의 출력값은 콘덴서(C₁₄)에서 충전된 값을 그대로 유지한다. 즉, 제3도와 같은 상단부의 정현파 합성신호를 얻고자 할때에는 제4c도와 같이 스위치(K)(N)(Q),(M)(L)(P)가 제어되고 하단부의 정현파 합성신호를 얻고자 할때에는 제4b도와 같이 스위치(K)(L)(P),(M)(N)(Q)가 제어되게된 제4도에서 H레벨신호에 의하여 상기 스위치들이 접속되공 L레벨신호에 의하여는 상기 스위치들이 개방된다.

그리고 제3도의 정현파 합성신호에서 계단파로 나타나는 출력전위는 출력진폭변환스위치부(6-1)(6-2)…들의 내부스위치 접속에 의하여 선택되는 콘덴서(C₁)(C₂)(C₃)…수에 의하여 결정되는 것으로, 제4a도와 같은 복호기의 출력에 의하여 결정된다. 복호기는 16개의 4비트신호로서 상기 스위치(A)(B)…들을 제어할 수 있다.

즉, 스위치(A)(E)는 출력진폭변환스위치부(6-1)(7-1)의 콘덴서(C₁),(C₂),(C₉)를 선택하게 되고 이 커패시터의 각 단위용량은 1Cu가 된다.그리고 스위치(B)(F)는 출력진폭변환스위치부(6-2)(7-2)의 콘덴서 (C₃),(C₄),(C₁₀)가 선택되고, 이 커패시터의 각 단위용량은 2Cu가 되는 것으로, 각 출력진폭변환스위치부의 커패시터 단위용량이 점진적으로 증가됨을 알 수 있다.

따라서 원하는 콘덴서(C₁),(C₂)…와 그 용량을 선택하여 정현파 합성출력의 계단파로 나타나는 각 전위를 얻을 수 있게 되는 것으로 그 신호가 연산증폭기(OP₁)의 출력1을 나타난다. 출력1의 신호는 저역통과필터(8)와 전압폴로워회로(9)를 통하여 원하는 출력 2의 정현파를 얻을 수 있게 된다. 특히 본 발명은 상기식(1)(2)에서 입력주파수 f에 대해 (1-Z^-1)C₁₄으로 저역통과필터의 기생특성을 갖고 있으므로 계단파형태의 출력특성을 갖는 기존의 회로보다 양질의 정현파 출력을 얻을 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명 복호기의 출력으로 파형의 상콘트롤스위치, 동일한 통의 진폭가변용 스위치, 계단파출력의 전위선택용 스위치를 제어함으로써 커패시터비에 따른 정현파를 제공할 수가 있는 것으로 위상변화에 의한 출력신호를 얻고자하는 PSK 변조에 쉽게 응용할 수가 있는 것이다. 또한 단일의 칩으로 구성시키는 경우 분배저항을 사용하지 않고 스위치드 커패시터의 실현으로 칩면적으로 감소, 저소비전력, 안정된 출력을 얻을 수 있는 이점이 있는 것이다.

Claims

정현파의 부분적인 전위를 결정하는 스위치(A-H)와, 동일한톤의 진폭가변용 스위치(I)(J)와, 파형 위상결정용스위치(K)(L)(P), (M)(N)(Q)가 구성되고 콘덴서(C₁)(C₂)…로 구성되는 출력진폭변환스위치부(6-1)(6-2)…(7-1)(7-2)…와, 연산증폭기(OP₁)에 연결된 콘덴서(C₁₃)(C₁₄)로 구성되어 복호기 및 로직회로(4)의 출력에 의하여 상기 스위치들이 제어되어 선택된 콘덴서들의 용량비에 따른 이득이 출력되게한 정현파 합성회로.
제1항에 있어서, 출력진폭변환스위치부(6-1)은 파형위상결정용스위치(K)(L)(P) 및 스위치(M)(N)(Q)의 각각의 동작으로 정현파의 하단부 출력이 발생되게 구성하고, 파형위상결정용스위치(K)(N)(Q) 및 스위치(M)(L)(P)의 각각의 동작으로 정현파의 상단부 출력이 발생되게 구성한 정현파 합성회로.
제1항에 있어서, 각각의 출력진폭변환스위치부(6-1)(6-2)(6-3)…에 진폭변환용스위치(I)(J)를 통하여 연결되는 콘덴서(C₁)(C₂)(C₃)(C₄)…가 각각 1Cu, 2Cu, 3Cu, 4Cu 등으로 용량이 배가되게 구성시켜된 정현파 합성회로.