KR940000924B1 - 믹서회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

믹서회로

[도면의 간단한 설명]

제1도는 종래예에 있어서의 더블밸런스믹서의 등가회로도.

제2도는 종래예에 있어서의 싱글밸런스드믹서의 등가회로도.

제3도는 밸런트랜스의 사시도.

제4도 a,b는 종래예에 있어서의 싱글밸런스드믹서의 평면도 및 측면도.

제5도는 종래예에 있어서의 싱글밸런스드믹서의 변환손실의 주파수특성도.

제6도는 종래예에 있어서의 싱글밸런스드믹서의 등가회로도.

제7도 a,b는 본 발명의 일실시예에 있어서의 믹서회로의 평면도 및 측면도.

제8도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 등가회로도.

제9도는 그 변환손실의 주파수특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고주파입력/중간주파출력단자 3 : 국부발진입력단자

5 : 밸런트랜스 6,7 : 다이오우드

10 : 지지대 11 : 지지대스템

12,13 : 공심코일

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 위성방송용수신기의 ㄹ제2주파수변환기에 이용되는 믹서회로에 관한 것이다.

[배경기술]

위성방송은, 적도상공 고도 3만 6,000km에 정지한 방송위성으로부터 12GHz대의 전파를 방사하고, 고이득의 파라볼라 안테나등으로 수신한다. 파라볼라안테나로 집속된 전파는, 저잡음컨버터에 의해 1GHz대로 주파수 변환된 후, 동축케이블에 의해 옥내로 인도된다. 이 주파수변환은 일반적으로 제1주파수변환이라 호칭된다. 옥내에 인도된 1GHz대의 TV신호는, 주파수변환 되어서 400MHz대의 제2중간주파수신호로되고, 이 제2중간주파에 있어서 FM복조의 신호처리가 되어서 화상과 음성의 신호를 얻게 된다. 제2주파수변환기는 선국기능을 다하고 있으며, 1GHz대의 제1중간주파수신호로부터 1파를 선택하여, 제2중간주파신호를 얻는 역할을 가진다.

종래, 이 제2주파수변환기로서는, 트랜지스터를 사용한 트랜지스터믹서나 다이오우드와 밸런트랜스를 사용한 다이오우드믹서가 사용되고 있었다. 트랜지스터믹서는 변환이득이 있다고 하는 이점이 있지만, 인터셉트포인트가 낮기때문에 다이오우드믹서는 변환이득이 있다고 하는 이점이 있지만, 인터셉트포인트가 낮기때문에 다이오우드믹서쪽이 일반적으로 잘 사용되고 있었다.

이하 도면을 참조하면서 종래예에 대해서 설명한다. 제1도는 가장 잘 이용되는 더블밸런스트랜스드믹서의 등가회로도를 표시하고 있다. 제1도에서 (4),(5)는 밸런트랜스(6),(7),(8),(9)는 다이오우드이다. 이 믹서는 각 포오트사이가 평형하고 있으므로 아이솔레이션이 있고, 단자(3)에 인가되는 극부발진신호 및 단자 (1)에 인가되는 고주파 입력신호가 중간주파출력단자(2)에 누설되는 량이 작으므로, 아이솔레이션을 위한 필터의 설계가 용이하다.

제2도는 싱글밸런스드믹서의 등가회로도를 표시하고 있으며, (5)는 밸런트랜스, (6),(7)은 다이오우드이다. 싱글밸런스드믹서의 특징은, 더블밸런스드믹서에 비해 구성이 보다 간단하며, 코스트가 값싸다는 것과, 다이오우드 및 밸런트랜스가 적기때문에 변환 손실이 작은것이다. 그 반면, 고주파입력단자(1)와 중간주파 출력단자(1) 사이의 아이솔에이션은 없으므로, 보다 감쇠특성의 양호한 필터가 필요하다(참고문헌 : 고주파 회로의 설계와 실제, 미야모또 사찌히꼬 저작 1987년 10월 발행).

밸런트랜스는 주파수가, 1GHz의 신호를 취급하기때문에 소형의 환형(toroidal) 코어나 소위 안경꼴코어를 사용하여 구성하는 것이 일반적이며, 제3도에 표시한 바와 같이 직경 0.1∼0.3mm 정도의 선재를 코어(5')를 감으므로서 만들어진다(참고문헌:민생용고주파 디바이스핸드북, 일본덴기(주) 1986년 6월 발행). 여기에서 (30),(31)은 불평행단자, (32),(33)은 평형단자, (34)는 접지단자이다.

이렇게 하여 얻어진 밸런트랜스 및 다이오우드를 프린트기판에 실장해서 믹서회로가 구성되나, 제4도 a,b는 그 일예를 표시하고 있다. 믹서회로로서 가장 중요한 변환손실의 주파수특성은, 제5도에 표시한 바와 같이 6∼7dB를 얻게되고, 더블밸런스믹서에서는 8∼10dB인데 비하면, 약간 변경손실은 적어진다.

이상과 같이 구성된 믹서회로에 대하여, 이하 그 동작에 대해서 싱글밸런스드믹서를 예로잡아서 설명한다. 제2도의 밸런트랜스(5)의 역할은, 국부발진 입력단자(3)에 인가되는 국부발진기출력신호를 불평형-평형 변환하여 다이오우드(6),(7)에 주입하는 일이다. 여기에서 중요한 것은, 밸런트랜스(5)가 평형되어 있는 일이며, 그 의미는 A점 및 C점의 국부발진기출력성분의 위상이 B점(권선의 중간점탬)에 대해서 각각 ±90°±90°로 되어있는 일이다. 이와 같이 평형되고 있으면, 분리된 국부발진기출력신호는 고주파입력단자 및 중간주파출력단자(1)에 있어서 서로 취소하게 되므로, 소위 아이솔레이션이 양호하게 된다. 다이오우드(6), (7)는 높은 주파수의 신호에 대해서 충분히 빠른 스위칭특성이 필요하므로 쇼트키장벽다이오우드가 통상적으로 사용된다. 이들 다이오우드가 국부발진신호에 의해 온, 오프한다고 생각하면 제6도와 같은 등가회로를 생각할 수 있다. (참고문헌 : 트로이달코어활용백과 P.270, 야마무라 히데호 저작 1983년 1월)

제6도에 의하면, 단자(1)에 인가되는 고주파입력신호는 국부발진신호에 의해 스위칭되므로, 다음식에서 표시되는 바와 같은 성분의 출력신호가 중간주파출력단자(1)에 나타난다.

f_Ifm,n=±mf_RF±nf_LO

m,n=0,1,2,……

f_1F: 중간주파수

f_RF: 고주파입력주파수

f_LO: 국부발진주파수

위식에서 m=n=o은 직류성분이며, 일반적으로 직류성분은 블록된다. 또 높은 차원의 출력은 중간주파수 출력단자에 접속되는 LPF에 의해서 제거되어서, 중간 주파신호로서는, 국부발진신호와 고주파입력신호의 주파수의 차이성분만이 인출되어어서, 주파수변환의 기능을 달성할 수 있다.

그러나, 제4도에 표한 바와 같은 종래예에 있어서의 믹서회로에서는, 밸런트랜스(5)를 프린트기판(14)에 실장하기위하여, 밸런트랜스(5)의 입출력단자가 되는 선재를 프린트기판(14)에 형성된 구멍에 삽입한 후에, 납땜담금질등으로 전기적 접속을 행할 필요가 있었다. 밸런트랜스(5)에 사용되는 선재는 직경 0.1∼0.3mm정도의 구리선에 폴리우레탄 등의 보호피막을 부착시킨 것이며, 부드럽기 때문에 실장시의 단자의 삽입이 하기어렵고, 그 단자길이도 변화하기쉬우므로, 변환이득등의 성능도 흐트러지기 쉽다고 하는 결점이 있었다.

[발명의 개시]

본 발명은 상기 과제에 비추어, 고주파특성에 뛰어나고 양산시에 성능의 불균일이 적고, 프린트기판으로의 실장이 용이한 믹서회로를 제공하는 것이다.

이 목적을 달성하기위하여 본 발명의 믹서회로는, 페라이트코어에 선재를 감아서 이루어진 1쌍의 불평형 단자와, 접지단자와 1쌍의 평형단자를 가진 밸런트랜스와, 그 밸런트랜스의 각가의 단자를 지지대단부에 갖춰지는 각각의 도전성 스템에 접속하고, 또한 밸런트랜스를 고정하는 상기 지지대와, 1쌍의 평형단자사이에 동일한 극성으로 직렬접속된 다이오우드와, 상기 지지대의 각각의 평형단자와 접지단자사이에 접속된 공심코일을 구비하고, 1쌍의 불평형단자를 국부발진 입력단자로 하고, 직렬접속된 다이오우드의 접속점을 고주파 입력단자 및 중간주파출력단자로 하는 것이다.

이 구성에 의해서 본 발명의 믹서회로에서는, 국부발진신호는 밸런트랜스의 1쌍의 불평형 단자의 한쪽을 접지단자, 다른쪽을 입력단자로서 입력된다. 입력된 국부발진신호는 밸런트랜스에 의해서 불평형-평형변환이 이루어지고, 위상이 180。 다른 평형신호가 되어서 각각의 평형단자-접지단자사이에 발생한다. 이 평형화된국부발진신호는, 평형단자사이에 동일극성으로 직렬접속된 다이오우드에 의해 스위칭된다. 이 스위칭작용에 의해 고주파신호와 국부발진신호로부터 믹서동작에 의해서, 중간주파신호 및 높은 차원의 주파수성분을 가진 신호가 중간주파출력단자에 발생한다. 이것을 중간주파출력단자에 접속되는 LPF(저역통과필터)를 개재해서 인출하면, 중간주파신호만을 얻게된다.

그런데, 국부발진신호에 의해서 스위칭되는 다이오우드를 고주파입력단자쪽으로부터 볼때, 만일 밸런트랜스의 평형단자와 다이오우드의 접속점까지의 리이드길이가 충분히 짧으면, 그 임피이던스는 접지상태와 개방상태로 되므로 믹서동작은 효율좋게 행하여진다.

그러나, 본 발명의 경우에는, 밸런트랜스의 고정을 위하여 스템부착의 지지대를 사용하고 있어, 밸런트랜스의 평형단자와 다이오우드의 접속점까지의 리이드길이는 무시할 수 없게되며, 높은 주파수를 취급할 수록 믹서의 변환손실은 크게되어 버린다. 이것은, 고주파 입력단자로부터 다이오우드쪽을 본 인피이던스가 믹서동작에 이상적인 접지 및 개방상태로 스위칭되지 않기 때문이다. 그래서 다이오우드와 지지대의 평형단자인 각각의 시템과의 접속과 접지 단자사이에 각각 공심코일을 접속하므로 임피이던스를 내리면, 믹서의 변환 손실의 열화는 회복될 수 있다. 또한, 공심코일의 사용에 으해 국부발진신호의 진폭은 약간 감쇠하나, 위성방송수신기의 경우와 같이 위쪽로우컬의 주파수변환에서는 큰 과제라고는 말할 수 없다.

또, 각각의 공심코일은 동일한 것을 사용하므로서, 밸런트런스의 평형단자의 밸런스를 손상하지 않도록 할 수 있으므로 국부발진신호의 고주파입력단자에의 누설은 약화하는 일은 없다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하 본 발명의 일실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 제7도A, B는, 볼 발명의 일실시예에 있어서의 믹서회로르 표시한 것이다. 제7도에 있어서, (1)은 고주파입력단자 및 중간주파 출력단자이고, (3)은 국부발진입력단자이고, (5)는 국부발진신호를 불평형-평형변환하기 위한 밸런트랜스이며, (6) 및 (7)은 국부발진신호에 의해서 스위칭되는 쇼트키장벽다이오우드이며, (10)은 밸런트랜스(5)를 고정하고, 프린트기판(19)에 밸런트랜스(5)를 삽입하기 용이하게 하기위한 지지대이다. 또 (11)은 밸런트랜스(5)의 단자와 접속되는 지지대스템, (12),(13)은 일단부가 지지대 스템(11)을 개재해서 밸런트랜스(5)의 1쌍의 평형단자에 타단부가 접지단자(접지관통구멍)(14),(15)에 각각 접속된 공심코일이다. 제7도의 등가회로를 제8도에 표시하고 있다.

제8도에서 지지대(10)의 스템(11) 등의 인덕턴스성분은, 인덕턴스(20)(21),(22),(23),(24)에 의해 표시하고 있다.

국부발진입력단자(3)로부터 입력된 국부발진신호는, 밸런트랜스(5)에 의해서, 불평형-평형변환되어서 다이오우드(6),(7)에 공급되어, 다이오우드(6),(7)를 스위칭한다. 이때, 고주파입력단자(1)로부터 다이오우드쪽을 본 임피이던스는, 지지대스템(11)등에 의한 인덕턴스성분(20),(21),(22) 등에 의해서, 믹서동작에 이상적인 접지 및 개방상태로 스위칭되지 않는다. 즉, 공심코일을 접속하지않는 경우의 믹서윕 변환손실은 제9도에 표시한 바와 같이 고역에서 주파수특성이 나쁘다. 이것을 보상하기위하여 공심코일(12),(13)에 의해 다이오우드(6),(7)과 지지대(10)의 접속점의 임피이던스를 내리면, 믹서의 변환손실의 열화는 제9도에 표시한 바와 같이 회복할 수 있다.

공심코일은 선직경 0.6mm에서 코일직경 3mm, 1.5턴언정도로되고, 다소 콩심코일의 인덕턴스가 변화해도 미것의 특성변화는 적다. 인덕턴스가 작을수록 변환손실의 회복이 양호하나, VCO(국부발진회로)의 부하가 크게되어, 발진정지가 발생하기 쉽게 되므로, 주의가 필요하다.

또한, 본 실시예에서는, 지지대(10)의 인덕턴스성분을 보상하는 목적으로 공심코일(12),(13)을 사용하였으나, 공심코일 대신에 프린트기판에 마이크로스트립라인이 형성되어도 동등한 효과를 얻을 수 있고, 그때의 마이크로스트립라인의 폭은 0.3mm, 길이는 약 25mm이다. 단, 프린트기판은 유리에폭시기재로 두께 1.0mm의 것을 사용하였을 경우이다. 마이크로스트립라인의 경우에 있어서도, 그 길이등을 다소변경해도 믹서의 특성변화는 적다. 이때, 다이오우드(6),(7)로서 표면실장 가능한 것을 사용하므로서, 믹서회로를 구성하는 부품을 거의 전부표면 실장공정에서 장착이 가능하게된다.

또, 밸런트랜스에는 안경꼴코어를 사용해서 가장 기본적인 전송트랜스의 감는법을 표시하였으나, 순전송트랜스에 감아도, 또 환형코어를 사용한 밸런트랜스를 사용하더라고 지지대에 고정하면 고역의 변환손실이 나쁘게되나, 공심코일에 의해서 그 열화를 회복할 수 있다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명에 의하면, 밸런트랜스를 지지대에 고정하고 지지대의 스템 등에 의해 발생한 인덕턴스성분을 공심코일에 의해 보상하므로서, 고주파특성에 뛰어나며 다량생산시의 특성의 불균일이 적고, 프린트기판에의 실장이 용이한 믹서회로를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 페라이트코어에 선재를 감아서 이루어진, 1쌍의 불평형단자와, 접지단자와 1쌍의 평형단자를 가진 밸런트랜스와, 상기 밸런트랜스의 각각의 단자를 지지대단부에 갖추어지는 각각의 도전성의 스템에 접속하고, 또한 밸런트랜스를 고정하는 상기 지지대와, 1쌍의 평형단자사이에 동일한 극성으로 직렬접속된 다이오우드와, 상기 지지대의 각각의 평형단자와 접지단자 사이에 접속된 공심코일을 구비하고, 1쌍의 불평형단자를 국부발진입력단자, 직렬접속된 다이오우드의 접속점을 고주파입력단자 및 중간주파 출력단자로 하는 것을 특징으로 하는 믹서회로.