KR960002188Y1 - 튜너의 발진회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

튜너의 발진회로

제1도는 종래의 회로도

제2도는 본고안의 전체회로 구성도

제3도는 본고안의 기판배치상세구성도

제4도는 본고안의 패턴간 접지 유무에 따른 전자파커플링 발생 표시도

제5도는 본고안의 보정회로 유무에 따른 주파수특성도

제6도는 본고안의 보정회로 유무에 따른 출력주파수표시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

Q₁, Q₂: 트랜지스터 L₁∼L₄: 코일

D₁,D₂: 바렉터다이오드

본 고안은 방송신호를 수신하는 튜너의 발진회로에 관한 것으로, 좀더 상세하게 UHF대역 하틀리(Hartley)발진회로에서 멀티레이어 PCB를 채용탱크 인덕터와 출력 커플링 인덕터간에 상호영향을 배제시켜 안정된 발진신호를 얻기위한 튜너의 발진회로에 관한 것이다.

종래의 기술은 제1도에 도시된 바와같이 증폭용 트랜지스터(Q₁)의 베이스단에 블럭킹 캐패시너(1)를 연결하고, 콜렉션단에 커플링 캐패시터(2)를 연결하며, 에미터단에 바이패스 캐패시터(3)를 연결하여 접지시켰다.

그리고, 사익 블럭킹 캐패시터(1)와 커플링 캐패시터(2)사이에 위상이동 네트워크(5)를 구성하였으며,상기 위상이동 네트워크(5)는 서로 직렬연결된 두코인(L₁)(L₂)과 캐패시터(4)를 병렬로 연결하여 구성하였다.

상기한 종래의 기술구성에서 증폭용 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터 출력신호는 위상이동 네트워크(5)를 통과하면서 위상이 180°천이되어 트랜지스터(Q₁)의 베이스 입력으로 피드백된다.

그러면, 트랜지스터(Q₁)의 베이스와 콜렉터는 180°의 위상차를 가지므로 상기 위상이동 네트워크(5)에 의한 180°위상천이와 더불어 전체회로는 포지티브(양)피드백 특성을 가지며 발진신호를 발생한다.

그러나 이와같은 종래의 기술에서는 상기 위상이동 네트워크(5)의 탱크인턱터(L₁)와 피드백조정용 인덕터(L₂) 이의 상호 인덕턴스관계를 고려해야 하기때문에 회로설계가 어렵고 그에따른 발진동작이 불안정해지는 문제가 발생한다.

따라서, 본 고안은 상기한 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출한것으로, 본 고안의 목적은 발진호로에 멀티레이어(Multi-Layer) PCB (인쇄회로기판)를 채용하여 탱크인덕터와 피드백조정용 커플링 인덕터간의 상호 영향을 배제시켜 안정된 발진신호를 출력시키도록하고, 튜너의 일정대역을 튜닝하는데 있어 로우밴드와 하이밴드에서의 출력 레벨특성을 보정하기 위해 출력 커플링 인턱터에 직렬로 바렉터 다이오드를 사용한 튜너의 발진회로를 제공함에 있다.

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성은, 에미터가 공통으로 접지된 발진증폭용 트랜지스터의 콜렉터와 전원(B⁺)간 연결되어 바이어스 저항의 발진특성에 미치는 영향을 줄이기 위한 초크코일인덕터와, 상기 트랜지스터의 베이스에 전원(VT)에 병렬로 연결되어 발진주파수를 결정하기 위한 탱크인덕터 및 바렉터 다이오드와 상기 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에 연결되어 콜렉터 출력신호를 베이스로 피드백시 피드백량을 조정하기 위한 피드백조절 인덕터(L₃)와, 상기 피드백 인덕터로부터 발진신호를 유지시켜 외부회로에 공급하기 위한 출력커플링 인덕터와, 상기 피드백조절인덕터와 전원(VT)사이에 구성되어 발진대역내에서 출력레벨을 보정하기 위한 레벨 보정회로로 이루어진것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 탱크 인덕터와 피드백조절인덕터간의 상호영향을 최소화하기 위해 다층 PCB상에서 층을 분리해 배치시키고, 각 인덕터 패턴간에 접지(GND)면을 설정하며, 상기 출력커플링 인덕터값은 외부회로와의 영향을 최소화하기 위해 피드백 조절 인덕터값보다 크게 설정한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안의 전체구성도로서 제2a도는 회로도이고 제2b도는 기판배치도이다.

본 고안에서 트랜지수터(Q₂)는 공통(Common) 에미터로 접지된 발진증폭용 트랜지스터이다.

상기 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터단에는 저항(Rc)과 코인(L₁)을 통해 전원단(B⁺)에 연결하며, 상기 코일(L₁)은 상기 바이어스 저항(Rc)의 발진특성에 미치는 영향을 최소화시키기 위한 초크코일이다.

상기 트랜지스터(Q₂)의 베이스단에는 콘덴서(CC₁)(C_R)를 통하여 코일(L₂)과 바렉터 다이오드(D₁)및 저항(R₁)을 통해 전원단(V_T)에 연결하며, 상기 코인 (L₂)은 발진주파수를 결정하기 위한 탱크 인덕터이다.

상기 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터단과 상기 전원단(V_T)사이에는 콘덴서(C_F)와 코일(L₃)및 콘덴서(C₁)와 저항(R₂)을 직렬로 연결하며, 상기 코인(L₃)은 콜렉터 출력신호를 베이스로 출력시키는데 있어서 피드백량을 조정하기 위한 인덕터이다.

출력단(out)에는 상기 코인(L₃)과 대향하여 코인 (L₄)콘덴서(C₃)와 직렬로 연결하며, 상기 코일(L₄)은 상기 코일(L₃)로부터 발진신호를 유기시켜 외부회로에 출력단(out)을 통해 공급하기 위한 커플링용 인덕터이다.

상기 콘덴서(C₂)의 양편에는 바렉터다이오드(D₂)와 콘덴서(C₂)가 각각 병렬로 연결되어 접지되는데 이들은 발진대역내에서 출력레벨을 보정하기 위한 레별보정용 캐패시터이다.

상기 콘덴서(C₃)는 출력 커플링레벨을 조정하기 위한 커플링조정용 캐패시터이다.

제2b도는 상기한 회로(제2a도)구성의 기판배치도로서, 상층부는 회로부품들이 구성된 부품면(11)이고, 하층부는 밑면(14)이며, 상기 부품면(11)과 밑면(14)사이에 제1내층(12)과 제2내층(13)으로 구성된다.

그리고 측면에는 측면단자용도체(15)가 형성된다.

이와같은 회로에서 트랜지스터(Q₂)의 베이스단에 연결된 콘덴서(CC₁)(C_R)와 바렉터 다이오드(D₁)및 코일(L₂)로 구성된 회로를 탱크회로, 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터단에 연결된 콘덴서(C_F)(C₁)(C₂)와 코인 (L₃)및 바렉터다이오드(D₂)로 구성된 회로를 출력피드백회로라고 하는데, 상기 탱크회로와 출력피드백회로는 상기 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터 출력신호를 베이스로 포지티브피드백 시키기 위한 위상이동 네트워크로 작용한다. 제3도는 제2b도의 상세도로서, 제3a도는 본 고안의 회로부품이 배치된 부품면(11)의 실시예로서 관통홀(#₁~#₄)이 다수개 배치되며 전원단(B⁺)(V_T)과 출력단(out)및 접지(GND)구성이 있다.

제3b도는 제2b도의 제1내층(12)을 상세히 도시한 것으로, 참조번호 12a는 코일(L₄)부분으로 커플링되는 부위이다.

이와같이 구성함으로써 하틀리회로에서 문제점으로 작용한 탱크인덕터(L₂)와 피드백조정용코일(L₃)와의 상호작용효과를 최소화하기 위해 멀티 PCB상에서 서로간의 층을 분리해 배치시킨후 각 패턴간의 접지(GND)면을 설정하였다.

이와같이 각패턴간의 접지면 유무에 따라 제4도에 도시된 바와같이 전자파 커플링이 발생되기도하고 안되기도 한다.

즉, 제4a도는 제1패턴과 제2패턴사이에 접지(GND)면이 없으므로 전류흐름에 따라 전자파 커플링이 발생되는데 반하여, 제4b도는 제1패텬과 제2패턴사이에 접지면이 있으므로 전류흐름에 따른 전자파커플링이 발생되지 않는다.

제3C도는 제2b도의 제2내층(13)을 상세히 도시한 것이고, 제3d도는 제2b도의 밑면(14)을 상세히 도시한 것이다.

이와같이 발진대역내에서 출력레벨 특성편차를 보정하기 위해 상기 피드백 조정용 코일(L₃)과 접지(GND)면사이에 콘덴서(C₁)(C₂)와 바렉터다이오드(D₂)로 구성된 보정회로를 삽입하였으며, 출력(out)신호를 공급하는 외부회로의 악영향(Pulling특성)을 최소화하기 위해 신호커플링용 코인(L₄)을 상기 피드백 조정용코일(L₃)보다 크게 (L₄〉L₃) 설정한다.

제5도는 코일(L₃)에 구성된 보정회로(C₁,C₂,D₂)의 유무에 따른 주파수 특성을 도시한것으로, 제5a도는 보정회로가 없으므로 발진주파수 대역(f₁,f_m,f₂)내에서 출력레벨이 상승(Level up)되거나 하강(Leveldown)되는 불안정한 출력을 보이고 있다. 그러나 제5b도에서와 같이 보정회로가 있는 경우에는, 저 주파수대역(f₁〈f 〈fm)에서 C₂와 같은 등가회로가 형성되고, 중간주파수대역(f=fm)에서 C₂'''와 같은 등가회로가 형성되며, 저주파수대역(fm 〈 f 〈f₂)에서 C₂'''와같은 등가회로가 형성되므로 상기 등가회로의 크기는 C₂' 〉 C₂" 〉 C₂'"로 되므로 출력레벨은 상승 하강 변동없이 일정하게 이루어진다.

즉, 제6도에 전체적으로 도시한바와 이 보정회로의 유무에 따라 출력레벨이 상당히 영향을 받으며, 보정회로가 있을때 각 대역(Band)을 구분하는 캐패시터값(C₂)은 해당하는 대역내의 V_T전압값에 해당하는 바렉터다이오드(D₂)의 캐패시턴스값을 CV라하면,

(D₂)의 캐패시턴스값을 CV라하면,

C₂' = (C_V/V_T= 로우//C₁)+C₂

C₂" = (C_V/V_T= 미들//C₁)+C₂

C₂"' = (C_V/V_T= 하이//C₁)+C₂이고,

이므로 상기한 C₂' 〉 C₂" 〉 C₂'" 가 성립한다.

다시 언급하면, 로우채널에서 합성 캐패시턴스값이 가장 크고 하이 채널로 갈수록 합성 캐패시턴스값이 작아 지므로 코일(L₃)과 합성 리액턴스값도 하이채널로 갈수록 작아진다. 이것은 결국 코일(L₃) 단자쪽으로 흐르는 선호전류의 크기가 하이태널로 갈수록 커진다는 뜻이므로 코일(L₄)에 의해서 커플링되는 양은 보정회로가 없을 경우와 비교해서 로우쪽은 레벨이 떨어지고 하이쪽은 레벨이 상승되므로 보정회로가 있으면 커플링량이 전체적으로 균일하게 되어 출력레벨이 또한 일정한 안정화된 출력특성을 보정해주게 된다.

한편, 상기코일(L₄)의 인덕턴스값이 코일(L₃)의 인덕턴스값보다 크다는 의미는 임피던스값이 크다는 뜻이고, 발진신호의 커D 링을 담당하는 코일(L₄)을 통해 외부회로와 출력단(out)을 통해 연결되어 있으므로 외부회로의 임피던스 변화는 큰 임피던스값을 갖는 코일(L₄)에 의해 차단되어 전체발진회로의 폴링(Pulling)특성이 개선될 수 있다.

즉, 상기 출력단(out)을 통해 연결된 외부회로를 대표하는 등가 임피던스를 Zo라 할때,

코일(L₃)에서 바라보는 코일(L₄)의 임피던스는 코일(L₄)에 의해 결정된다.

여기에서, 콘덴서(C₃)는 커플링 레벨의 미세조정 및 매칭용 콘덴서이므로 그 임피던스값은 코일(L₄)의 임피던스값에 비해 무시할 수 있을 정도로 작다.

이상에서, 상세히 설명한 바와같이 통상적으로 많이 사용되고 있는 커플링형 발진회로에 광대역발진시 설계상 문제점인 2개 인덕터간 상호효과와 소형화에 불리한점을 개선하여 본 고안에서는 UHF대역 하틀리 발진회로에서 멀티레이어 PCB를 채용 탱크 인덕터와 출력 커플링 인덕터간의 상호 영향을 배제시켜 안정된 발진신호를 출력시키고, 출력커플링 인덕터에 직렬로 바렉터 다이로드로 구성된 보정회로를 구성함으로써 일정대역 튜닝시로우밴드와 하이밴드에서의 출력레벨특성이 상당히 향상된 효과가 있다.

Claims (3)

1. 에미터가 공통으로 접지된 발진증폭용 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터와 전원(B⁺)간 연결되어 바이어스 저항(Rc)의 발진특성에 미치는 영향을 줄이기 위한 초크코일인덕터(L₁)과, 상기 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 전(V_T)에 별렬로 연결되어 발진주파수를 결정하기 위한 탱크 인덕터(L₂) 및 바렉터 다이오드(D₁)와, 상기 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에 연결되어 콜렉터 출력신호를 베이스로 피드백시 피드백량을 조정하기 위한 피드백 조절 인덕터(L₃)와, 상기 피드백 인덕터(L₃)로부터 발진신호를 유기시켜 외부회로에 공급하기 위한 출력 커플링 인덕터(L₄)와, 상기 피드백 조절인덕터(L₃)와 전원(V_T)사이에 구성되어 발진대역내에서 출력레벨을 보정하기 위한 레벨 보정회로(C₁)(C₂)(D₂)로 이루어진것을 특징으로하는 튜너의 발진회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 탱크 인덕터(L₂)와 피드백조절 인덕터(L₃)간의 상호영향을 최소화하기 위해 다층 PCB상에서 층을 분리해 배치시키고, 각 인덕터 패턴간에 접지(GND)면을 설정한 것을 특징으로 하는 발진회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 출력커플링 인덕터(L₄)값은 외부회로와의 영향을 최소화하기 위해 피드백조절 인턱터(L₃)값보다 크게 설정한 것을 특징으로 하는 발진회로.