KR950000670B1 - 유전체 공진기를 이용한 2.5Gbps 광수신기용 클럭 추출기 - Google Patents

유전체 공진기를 이용한 2.5Gbps 광수신기용 클럭 추출기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

유전체 공진기를 이용한 2.5Gbps 광수신기용 클럭 추출기
제 1 도는 본 발명에 의한 클럭 추출기의 구성도,
제 2 도는 제 1 도의 NRZ/RZ 신호 변환기의 구성도,
제 3 도는 제 2 도의 NRZ/RZ 변환기의 신호파형도,
제 4 도는 제 1 도의 유전체 공진기를 이용한 대역통과 필터의 구조도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : NRZ/RZ 변환기 2 : 대역통과 필터
10 : 전력 분배기 11, 12, 13 : 단자
R1, R2, R3 : 저항 L1, L2 : 마이크로스트립 라인
EXOR : 배타적 OR 게이트 21 : 유전체
22 : 듀로이드 기판 23 : 스트립 라인
24 : 컨넥터 25 : 공진주파수 조정봉
26 : 원통
본 발명은 Gbps급 광전송 시스템의 광수신기에 관한 것으로, 특히 광수신기에서의 데이타 재생을 위하여 수신된 NRZ(Non Returm to Zero) 데이타로부터 GHz급 클럭 신호를 추출하는 광수신기용 클럭 추출기에 관한 것이다.
일반적으로, 신호의 속도가 Gbps급이 되면 기존의 수백 Mbps급에서 사용하던 전자회로들은 사용할 수 없고 입출력 정합을 정확히 맞추어 주지 않으면 신호의 반사로 인하여 원하는 동작특성을 얻기가 어렵다.
따라서, 본 발명은 초고주파 회로 설계기법을 적용하여 NRZ/RZ 신호 변환기를 제작하고 유전체 공진기를 결합하여 GHz급 클럭 신호를 추출하는 클럭 추출기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 광수신기에서의 데이타 재생을 위해 수신된 NRZ 데이타로부터 GHz급 클럭 신호를 추출하는 광수신기용 클럭 추출기에 있어서, 수신된 Gbps의 NRZ 데이타를 클럭을 용이하게 추출하기 위해 클럭 성분이 많은 RZ 형태의 데이타로 변환하는 NRZ/RZ 변환수단, 및 상기 NRZ/RZ 변환수단에 연결되고 유전체 공진기를 이용하여 상기 NRZ/RZ 변환수단으로부터 입력된 RZ 데이타로부터 클럭 신호를 추출하는 대역통과 필터수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 발명에 의한 클럭 추출기의 구성도로서, (1)은 NRZ/RZ 신호 변환기, (2)는 유전체 공진기를 각각 나타낸다.
본 발명에 의한 클럭 추출기는 제 1 도에 도시한 바와 같이 NRZ/RZ 변환기(1)와 유전체 공진기를 이용한 대역통과 필터(2)로 구성된다.
상기 NRZ/RZ 변환기(1)는 수신된 Gbps의 NRZ 데이타로부터 클럭을 용이하게 추출하기 위하여 클럭 성분이 많은 RZ 형태의 데이타로 NRZ 데이타를 변환하는 기능을 한다.
상기 대역통과 필터(2)는 상기 NRZ/RZ 변환기(1)로부터 출력되는 RZ 데이타로부터 클럭 성분을 추출하는 기능을 한다.
제 2 도는 제 1 도의 NRZ/RZ 변환기(1)의 구성도로, (10)은 전력 분배기, (11), (12), (13)은 단자, R1, R2, R3은 저항, L1, L2는 마이크로스트립 라인, EXOR는 배타적 OR 게이트를 각각 나타낸다.
상기 NRZ/RZ 변환기(1)는 제 2 도에 도시한 바와 같이 일단은 서로 연결되고 타단은 입출력단에 연결되고 각각의 저항값이 50/3Ω인 저항(R1, R2, R3)으로 구성된 -6dB 전력 분배기(10)의 한쪽 단자(11)에 입력 신호인 NRZ 데이타가 입력되도록 하고 상기 전력 분배기(10)의 출력단자(12, 13)에는 마이크로스트립 라인(L1, L2)의 일단을 연결하고, 상기 마이크로스트립 라인(L1, L2)의 타단에 배타적 OR 게이트(EXOR)의 입력단을 연결하여 구성한다.
상기 마이크로스트립 라인(L1, L2)의 선폭은 사용하는 회로기판의 유전율과 마이크로스트립 라인의 특성 임피던스에 맞추어 주어야 하며 통상적으로 50Ω에 맞춘다.
본 발명의 바람직한 실시예로는 유전율 10.2인 듀로이드(Duroid) 회로기판을 사용하고 50Ω에 해당하는 선폭도 약 0.57mm로 한다.
상기 마이크로스트립 라인(L1, L2)은 상기 -6dB 전력 분배기(10)의 양출력과 디지탈 논리소자인 배타적 OR 게이트(EXOR)의 양입력을 임피던스 정합을 지키면서 연결하는 기능 이외에 상기 마이크로스트립 라인(L1, L2)의 길이에 차이를 두어 상기 배타적 OR 게이트(EXOR)의 양 입력신호간에 어느 한쪽이 다른 한쪽보다 시간적으로 지연된 신호를 얻는 기능을 한다. 상기 마이크로스트립 라인에서 단위 미터당 시간지연은 다음 식으로 주어진다.
시간지연/m=εeff/c[see/m], c=3 ×10m/sf
여기서 εeff는 사용기판의 유효 유전율이다.
2.488Gbps 데이타의 경우 데이타의 폭이 400ps 정도이므로 반주기에 해당하는 200ps 정도의 시간지연을 얻기 위해서는 유전율 10.2인 듀로이드 기판에서 약 23mm 정도의 마이크로스트립 라인이 필요하다. 즉 마이크로스트립 라인(L1, L2)의 길이 차이는 약 23mm 정도이다.
제 3 도는 제 2 도의 NRZ/RZ 변환기의 신호파형도이다.
상기 NRZ/RZ 변환기(1)가 NRZ 데이타로부터 RZ 데이타를 추출하는 동작은 제 3 도에 도시한 바와 같다.
제 4 도는 제 1 도의 대역통과 필터의 구성도로, (a)는 측면도, (b)는 단면도를 각각 나타낸다.
(21)은 유전체, (22)는 듀로이드 기판, (23)은 스트립 라인, (24)는 컨넥터, (25)는 공진주파수 조정봉, (26)는 원통을 각각 나타낸다.
초고주파 회로에서 사용되는 유전체 공진기는 스트립 라인으로 구성한 필터보다 손실이 적고, 도파관을 이용한 필터보다는 크기가 작다는 이점이 있으므로 대역통과 필터(2)는 유전체 공진기를 사용한다. 유전체는 그 크기에 의하여 고유의 공진주파수가 결정되며 원하는 공진주파수를 가진 유전체 공진기를 제작하기 전에 선정한다.
상기 유전체 공진기를 이용한 대역통과 필터(22)는 제 4 도에 도시한 바와 같이 속이 비어 있는 밀폐된 원통(6)을 만들고 유전체(21)를 실장시키고 마이크로스트립 라인(23)을 구현하기 위한 듀로이드 기판(22)을 실장하고, 상기 원통(26) 내의 듀로이드 기판(22) 위에 자체 공진주파수가 약 2GHz 정도인 유전체(21)를 실장하고, 입출력 신호와 상기 유전체(21)간의 유도 결합을 위한 마이크로스트립 라인(23)을 상기 듀로이드 기판(22) 위에 유전체(21)의 양측면을 실장한다. 상기 듀로이드 기판(22) 위의 마이크로스트립 라인(23)에 상기 원통(26)을 통해 입출력 신호를 연결하기 위한 접속용 컨넥터(24)를 접속시킨다. 상기 원통(26)에 공진주파수 조정봉(25)을 설치하여 원통(26)내의 체적을 변환시켜 공진주파수를 조정한다.
상기 원통(26)은 지름을 상기 유전체(21)의 지름의 3 내지 4배, 높이를 유전체 높이의 3배 정도로 제작하며 재질은 황동(Brass)으로 한다.
상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 Gbps급의 NRZ 데이타로부터 클럭 성분을 추출할 수 있고 수 Gbps급의 디지틀 데이타 전송시에 효과적으로 데이타를 재생할 수 있는 적용 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 광수신기에서의 데이타 재생을 위한 수신된 NRZ 데이타로부터 GHz급 클럭 신호를 추출하는 광수신기용 클럭 추출기에 있어서 ; 수신된 Gbps의 NRZ 데이타를 클럭을 용이하게 추출하기 위해 클럭 성분이 많은 RZ 형태의 데이타로 변환하는 NRZ/RZ 변환수단(1), 및 상기 NRZ/RZ 변환수단(1)에 연결되고 유전체 공진기를 이용하여 상기 NRZ/RZ 변환수단(1)으로부터 입력되는 RZ 데이타로부터 클럭 신호를 추출하는 대역통과 필터수단(2)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광수신기용 클럭 추출기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 NRZ/RZ 변환수단(1)은 3개의 저항(R1, R2, R3)으로 구성되어 NRZ 데이타가 입력되는 전력 분배수단(10), 상기 전력 분배수단(10)의 양출력단(12, 13)에 각각 연결되어 임피던스 정합기능을 수행하는 제 1 및 제 2 마이크로스트립 라인(L1, L2), 및 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 라인(L1, L2)에 입력단이 연결된 배타적 논리합 수단(EXOR)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광수신기용 클럭 추출기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 대역통과 필터 수단(2)은 속이 비어 있는 밀폐된 원통(26), 상기 밀폐된 원통(26) 내에 실장된 듀로이드 기판(22), 상기 듀로이드 기판(22) 위에 실장된 유전체(21), 상기 듀로이드 기판(22) 위의 유전체 양측면에 실장되어 상기 유전체(21)간의 유도 결합을 위한 마이크로스트립 라인(23), 상기 원통(26)을 통해 상기 마이크로스트립 라인(23)에 각각 접속되어 입출력 신호를 연결하기 위한 접속용 컨넥터(24), 및 상기 원통(26)에 설치되어 상기 원통(26)내의 체적을 변환시켜 공진주파수를 조정하는 공진주파수 조정봉(25)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광수신기용 클럭 추출기.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 라인(L1, L2)은 길이 차이를 두어 상기 배타적 논리합 수단(EXOR)의 양입력중 한입력이 지연된 신호를 얻도록 하는 것을 특징으로 하는 광수신기용 클럭 추출기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 원통(26)은 지름이 상기 유전체(21)의 지름의 3 내지 4배가 되도록 하고 높이가 상기 유전체(21)의 높이의 3배가 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 광수신기용 클럭 추출기.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 유전체(21)는 2GHz의 자체 공진주파수를 갖는 유전체로 구현되는 것을 특징으로 하는 광수신기용 클럭 추출기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7515007B2 (en) 2005-11-17 2009-04-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Integrated dielectric resonator filter and clock extraction device using the same

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