KR950010314B1 - 초고주파 전압 제어발진회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

초고주파 전압 제어발진회로

제 1 도는 종래의 회로도

제 2 도는 본 발명의 회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 유전체 공진자 4 : 마이크로 스트립 라인

5 : FET 6 : 바이어스 소자

7 : 출력매칭 소자 8 : 직렬궤환소자

9 : 출력포트 10 : 포텐시오메터

11 : 저항 12 : 게이트 소오스 정전용량(C_GS)

본 발명은 위성방송 수신용 저잡음 블록 콘버터(LNB)등의 초고주파 신호 처리 장치에서 요구하는 초고주파 발진회로에 관한 것으로, 특히 바랙터 다이오드를 사용하지 않고 전계 효과트랜지스터(FET)의 게이트 소오드 정전용량을 튜닝전압으로 변화시켜 공진주파수를 변경시키는 발진회로의 설계 변경을 통하여 파격적인 원가절감을 이룩할 수 있는 초고주파 전압제어 발진회로에 관한 것이다.

일반적으로 통신을 목적으로 초고주파를 사용할때는 이 초고주파 신호를 처리하기 위한 초고주파 발진기가 요구된다. 이러한 초고주파 발진기를 그 발진주파수의 위상잡음 및 주파수 안정도가 매우 중요하므로 대개 PLL(Phase Locked Loop)회로를 이용하게 된다.

PLL회로는 해당 발진회로에 튜닝전압을 안정하게 공급하게 되며 그 튜닝전압 가변을 통하여 위상잡음 및 주파수 안정도가 개선된 상태로 발진주파수를 가변한다.

이때, 발진기는 전압에 따라 용량이 변화하는 바랙터 다이오드로 설계되지만, 우선 초고주파용 바랙터 다이오드의 가격이 매우 높고 또한 복잡한 회로구성을 초래하므로 초고주파 제품의 원가상승을 가져온다.

제 1 도는 지금까지 사용되어 왔던 초고주파 발진회로의 구성을 보이고 있다. 여기에서 참조되는 바와 같이, FET(5)의 케이트(G)에는 저항을 통하여 접지된 마이크로 스트립 라인(4)을 연결하고 그 마이크로 스트립 라인(4)의 근처에 유전체 공진자(3)를 설치하여 유기되는 유전체 공진자(3)의 공진주파수 신호가 FET(5)의 게이트(G)에 입력되게 구성한다. 유전체 공진자(3) 주변에는 상기 마이크로 스트립라인(4)의 반대측에 마련된 스트립 라인(1)을 설치하고, 이 스트립 라인(1)을 통하여 바렉터 다이오드(2)에 튜닝전압 (V_T)에 인가되게 구성한다.

또한, 상기 FET(5)의 소오스(S)에는 직렬궤환 소자(8)를, 그의 드레인(D)에는 출력 매칭소자(7)를 통하여 출력포트(9)에 연결한다.

상기 출력 매칭소자(7)에는 바이어스 소자(6)를 통해 B+전압이 인가되게 구성한다.

이러한 기존의 발진회로는 마이크로 스트립 라인(1,4)과 유전체 공진자(3) 사이에서 튜닝전압(V_T)의 크기에 따라 변화하는 바랙터 다이오드(2)의 용량값에 의해 공진이 이루어져 FET(5)가 발진을 한다. 이러한 발진주파수는 직렬궤환소자(8)로 궤환되어 출력 매칭소자(7)를 통하여 출력포트(9)에 나타나게 된다.

이때 초고주파 발진주파수의 변경을 바렉터 다이오드(2)에 가해지는 튜닝전압(V_T)의 조정을 통하여 달성한다.

그러나 상기와 같은 기존의 초고주파 발진회로는 이 발진회로의 제작원가를 좌우하는 고가의 바렉터 다이오드를 사용하고 있고 또한 양산시 주파수 가변범위가 각 발진기마다 상이하게 된다는 문제점이 존재하게 된다.

본 발명은 저렴한 비용으로 안정된 발진주파수 특성을 가지며 가변 주파수 대역을 일정하게 유지할 수 있는 초고주파 전압 제어 발진회로를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적을 바렉터 다이오드를 사용하지 않고 전계 효과 트랜지스터(FET)의 게이트소인스 정전용량을 변화시켜 공진주파수를 변화시키는 초고주파 전압 제어발진회로를 제공하는 것이다.

이하 첨부한 도면로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

제 2 도는 본 발명의 회로구성도로써, FET(5)의 게이트(G)에는 마이크로 스트립 라인(4)을 연결하고 그의 소오소(S)에는 직렬궤환소자(8)(예 : 마이크로 스트립 라인)를 연결하고, 이 직렬궤환소자(8)를 거쳐서는 저항(11)과 포텐시오 메터(10)를 거친 튜닝 전압(T_T)이 상기 FET(5)의 소오스(S)측으로 인가되게 연결한다.

한편 상기 FET(5)의 드레인(D)은 출력 매칭소자(7)(예 : LC동조회로)를 거쳐 출력포트(9)에 연결하고, 상기 출력매칭소자(7)에는 바이어스 소자(6)(예 : 초크코일)를 통한 B+전압이 인가되어 상기 드레인(D)측으로 인가되게 연결한다.

한편 상기 FET(5)의 게이트-소오스와 마이크로 스트립 라인(4)에 인가하여 유전체 공지자(3)를 배치한다. 도면중 12는 FET(5)의 게이트 소오스 간용량(C_GS)이다.

이와같이 구성된 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

마이크로 스트립 라인(4)는 유전체 공진자(3)와 결합하고 있기 때문에, 발진주파수만을 반사하고, 부(負)성 저항을 갖는 게이트단자(G)와의 사이에 반복적으로 반사가 일어나서 발진을 개시한다. 발진출력 신호는 드레인 단자(D)로 부터 출력매칭소자(7)를 경유하여 출력포트(9)로 출력된다.

전압전압(B+)는 초크코일 등으로 직류성분은 통과시키고 고주파 성분은 차단시키는 바이어스 소자(6)(예 : 초크코일)를 거쳐 출력매칭소자(7)에 인가되는 때문에, 드레인 단자(D)는 전원(B+)의 임피던스에 영향을 받지 않는다.

여기서, 게이트 단자(G)와 소오스단자(S) 사이에는 캐패시턴스(C_GS)가 존재하는데, 이 게이트-소오스 정전용량(C_GS)은 게이트-소오스 접합(junction)에 인가되는 전압, 즉 게이트-소오스 역방향 바이어스 전압에 따라 게이트-소오스 접합에서 공핍층(depletion region)의 두께가 변화됨으로써 그 정전용량(C_GS)이 변화하게 된다.

이 게이트-소오스 정전용량(C_GS)은 유전체 공진자(3)와 결합하여 공진주파수를 결정하게 되는데, 제 2 도에 도시된 바와 같이 저항(11) 및 포텐시오메터(10)을 통하여 튜닝전압(V_T)을 FET(5)의 소오스 단자(S)에 공급하면, 그 소오스 단자(S)에 고급되는 튜닝전압(V_T)에 따라 이 FET(5)의 게이트-소오스 역방향 바이어스 전압이 변경되며, 이에 따라 게이트와 소오스 사이의 정전용량(C_GS)이 변화된다.

게이트-소오스 정전용량(C_GS)와 유전체 공진자(3)는 결합되어 공진주파수를 결정하므로 게이트-소오스 정전용량(C_GS)의 변화에 의해 공진주파수 변하게 되고, 그 공진된 주파수 신호들이 본 초고주파 발전회로의 출력포트(9)로 출력된다. 결과적으로 종래의 발진회로에 바랙터 다이오드(2)를 제거하고, 유전체(3)를 FET(5)의 게이트-소오스 근처로 옮기고, 게이트-소오스간 정전용량(C_GS)에 결합시켜 공진되게 한 후, 게이트-소오스 역방향 바이어스 전압을 튜닝전압(V_T)으로 변화시켜 게이트-소오스 정전용량(C_GS)을 변화시킴으로써 유전체공진자(3)와 게이트 소오스 정전용량(C_GS)에 의해 결정되는 공진주파수를 변화시켜 원하는 주파수의 발진신호를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 종래에 사용되던 바랙터 다이오드, 스트립 라인 및 저항소자 대신에 유전체 공진자를 전계 효과 트랜지스터의 게이트와 소오스 사이에 설치하고 전계 효과 트랜지스터의 소오스에 튜닝전압을 인가함으로써, 유전체 공진자와 결합하여 공진주파수를 변화시키는 게이트와 소오스 사이의 정전용량을 변화시키므로, 고가의 바랙터 다이오드를 사용하지 않게 되어 원가절감이 가능하고, 또 소자의 수가 줄게 되어 공정의 감소와 장치의 크기를 줄일 수 있다.

Claims (2)

1. 발진용 FET와 이 발진용 FET의 게이트 소오스, 드레인에 각각 마련되는 마이크로 스트립 라인, 직렬궤환소자, 출력매칭 소자와 유전체 공진자를 포함하는 초고주파 발진회로에 있어서, 발진용 FET(5)의 게이트-소오스측과 마이크로 스트립 라인(4)에 근접하여 유전체 공진자(3)를 배치하고, 상기 발진용 FET(5)의 소오스 측에는 게이트-소오스간 역방향 바이어스값 변화에 따른 게이트-소오스 사이의 정전용량(12)을 가변하기 위한 튜닝전압(V_T)이 인가되게 구성하는 것을 특징으로 하는 초고주파 전압 제어 발진회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 FET(5)의 소오스 측에 인가되는 튜닝전압(V_T)은 발진대역 조정을 위한 포텐시오메터를 거쳐 인가되게 구성하는 것을 특징으로 하는 초고주파 전압 제어 발진회로.