KR960012084B1

KR960012084B1 - 무선 송수신기용 발진기 주파수 제어 회로와 송신 및 수신 발진기의 조합체

Info

Publication number: KR960012084B1
Application number: KR1019930702194A
Authority: KR
Inventors: 게라드 리 스티븐; 제이 배내타 루이스
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드; 안쏘니 제이. 살리 2세
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1996-09-12
Also published as: CA2099664A1; US5276913A; JPH06504898A; KR930703745A; JP3158438B2; WO1993011613A1

Abstract

내용없음

Description

[발명의 명칭]

무선 송수신기용 발진기 주파수 제어 회로와 송신 및 수신 발진기의 조합체

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경]

본 발명은 일반적으로 동시적이지 않은 시간 주기에 변조된 신호를 송신하고 수신하도록 동작하는 무선 송수신기 구조에 관한 것으로, 특히 그러한 무선 송수신기 구조안에서 동작하는 위상 고정 루프 회로에 관한 것이다.

통신 시스템은 두 개 또는 그 이상의 위치 사이에서 정보(이하에서는 정보 신호로 언급)를 송신하도록 동작하고, 통신 채널에 의해 상호 연결된 송신기와 수신기를 적어도 포함한다. 무선 통신 시스템이란 전송 채널이 통신 스펙트럼의 일정 범위의 주파수에 의해 정의되는 무선 주파수 채널을 포함하는 통신 시스템을 말한다.

무선 통신 시스템의 일부를 형성하는 송신기는 정보 신호를 무선 주파수 채널을 통해 전송하기에 적당한 형태로 변환하는 회로를 포함한다. 그런 회로는 변조라 불리는 과정을 수행하는 변조 회로를 포함한다. 변조 과정에서, 송신될 정보 신호는 한 무선 주파수 전자기파에 생겨진다(inpressed).

정보 신호가 새겨지는 무선 주파수 전기기파는 정보가 송신되는 무선 주파수 채널을 정의하는 범위내의 주파수를 갖는다. 상기 무선 주파수 전자기파는 대개 반송 신호로 불리며 정보 신호에 의해 한번 변조된 무선 주파수 전자기파는 보통 변조된 신호(modulated signal)로 불린다.

변조된 신호를 형성하기 위해 정보 신호를 반송 신호에 새기기 위한 여러 변조 기술이 알려져 있다. 예를들어, 진폭 변조, 주파수 변조, 위상 변조와 이들의 조합은 모두 변조된 신호를 형성하기 위해 정보 신호가 반송파에 새겨지도록 하는 변조 기술이다.

무선 통신 시스템은 송신기와 수신기 사이에 물리적인 연결이 전혀 필요없다는 데에 그 장점이 있으며, 또한 변조된 신호를 형성하기 위해 정보 신호가 일단 변조되면 변조된 신호는 광범위한 거리만큼 송신된다는 장점이 있다.

양방향(two-way) 무선 통신 시스템은 상기에 기술된 무선 통신 시스템과 유사한 무선 통신 시스템이지만, 한 위치로의 정보 전송과 그 위치로부터의 정보 전송이 모두 가능하게 한다. 그런 양방향 무선 시스템의 각 위치는 송신기와 수신기를 포함한다. 단일 장소에 위치한 송신기와 수신기는 통상적으로 무선 송수신기 또는 단순히 송수신기(transciever)로 언급되는 장치를 포함한다.

종래에 있어서, 양방향 통신 시스템내에서 동작하도록 만들어진 송수신기는 제 1 무선 주파수 채널을 통해 변조된 신호를 송신하고 상기 채널과 중복안되는 제 2의 주파수 채널을 통해 송신된 변조 신호를 수신하도록 동작한다. 그런 송수신기로 그리고 그런 송수신기에 의해 송신된 신호는 서로 다른 무선 주파수 채널에 따라 송신되기에, 두개 또는 그 이상의 송수신기 사이의 동시적인 양방향 통신이 허용된다. 양방향 통신 수행을 위해 신호는 각각의 두개 무선 주파수 채널에 따라 계속 송신된다. 이런 양방향 통신은 종종 일반적으로 송수신기의 전이중(duplex) 동작이라는 용어로 불린다.

전자기파 주파수 스펙트럼의 일정한 주파수 대역은 이러한 양방향 방식 통신에 할당되어 왔다. 예를들어, 800MH_Z와 900MH_Z사이에 이르는 주파수 대역은 미국에서 셀룰러 통신 시스템용으로 할당되어 왔다. 다수의 무선 주파수 채널은 여러 셀룰러 전화(송수신기 구조의 한 유형을 이룸)의 동작을 허용하는 그런 주파수 대역에 한정되어 왔다. 다른 주파수 대역은 무선 전화기(cordless telephone) (다른 유형의 무선 송수신기 구조를 이름)에 의한 통신에 할당되어 왔다.

이런 양방향 통신 시스템의 인가가 높아진 결과, 그런 양방향 통신에 할당된 유한한 갯수의 무선 주파수 채널로의 접속에 대한 요구가 증가되게 되었다. 이런 사용을 위해 할당된 주파수 대역을 더욱 효과적으로 이용하기 위한 기법들이 개발되어 왔다.

이러한 기법들중 몇몇은 정보 신호를 반송파상에 변조하기전에 정보 신호를 인코딩하는 단계를 포함한다. 정보 신호를 유용하게 인코딩함으로써 신호는 압축되고, 일단 변조된 신호는 더욱 효과적으로 전송된다(즉 동일한 양의 정보가 더 작은 양의 시간 동안 송신된다). 게다가, 인코드되면 변조된 신호는 계속적으로 송신될 필요가 없고, 변조된 신호는 이산적인 버스트(burst)로도 전송될 수 있다.

이산적인 버스트로 송신되면, 송수신기로 송신되는 신호와 송수신기로부터 송신된 신호가 중복 안되는 시간 주기 동안에 송신되는 한, 송수신기로 정보를 보내고 송수신기로부터 정보를 송신받는데 단일의 무선 주파수 채널이 사용될 수 있다.

단일 채널상에 정보를 송신하고 수신함으로써, 양방향 통신에 할당된 주파수 대역의 송신 용량은 두 배가 된다. 신호 인코딩 기법들은 송신된 신호를 압축시킴으로써 송신기 응축을 더 많이 증가시킬 수 있다.

양방향 통신 시스템의 인기가 높아짐과 더불어 송수신기를 구성하는 회로가 축소(miniaturization)되었다. 그런 축소화는 사용자가 편리하게 가지고 다닐 수 있을 정도로 송수신기 구조의 무게와 크기를 감소시켰다.

무선 송수신기를 더욱 작게하는 것은 여전히 엄격한 설계 목표이며, 무선 송수신기의 물리적 크기를 더욱 감소시키기 위한 노력이 계속된다.

종래의 무선 송수신기는 변조된 신호의 동시적 송신 및 수신을 허용하기 위해 송신기 부분과 수신기 부분 양쪽을 모두 포함한다. 송신기와 수신기 양쪽 부분이 동시에 동작해야 하기 때문에, 송신기 부분의 회로와 수신기 부분의 회로는 분리되어야 하며 양쪽이 동시에 동작할 수 있어야 한다.

새로운 인 코딩기술은 동시에 동작할 필요가 없는 송신기 부분과 수신기 부분을 갖는 무선 송수신기 구조를 만들도록 허용하여, 그러한 똑같은 회로는 불필요하게 된다.

그런 불필요한 (잉여의) 회로는 부품수가 필요한 회로 부품수로 보다 더 많게하여 불필요한 부품 원가를 초래하게 되고, 무선 송수신기를 동작시키는데 필요한 출력 소모의 감소를 불필요하게 저지한다. 게다가, 불필요한 부품을 사용하면 회로크기가 필요한 회로 크기보다 더 크게 된다.

따라서, 회로의 동작시의 출력 소모, 회로의 비용, 회로의 물리적 크기를 감소시키기 위해 그런 불필요한 회로 부품을 포함하지 않는 무선 송수신기 구조를 설계할 필요가 있다.

[발명의 요약]

본 발명은 무선 송수신기의 회로 부품수를 줄이는 수단을 제공한다.

본 발명은 또한 바람직하게 무선 송수신기용 위상 고정 루프를 제공한다.

본 발명은 또한 개선된 구조를 갖는 무선 송수신기를 제공한다.

본 발명은 또한 추가적인 장점 및 특징을 제공하며, 그 자세한 내용은 바람직한 실시예에 대해 후술하는 상세한 설명을 숙독하므로써 더욱 명백해진다.

그러므로, 본 발명에 따라 송신기 부분과 수신기 부분을 갖는 무선 송수신기의 위상 고정 루프가 설명된다. 무선 송수신기의 송신기 부분과 수신기 부분 각각은 그 일부를 형성하는 적어도 하나의 국부 발진기를 포함한다. 이 위상 고정 루프는 송신기 부분의 적어도 하나의 국부 발진기 또는 수신기 부분의 적어도 하나의 국부 발진기에 교대로 위상 고정 루프를 연결하는 수단을 포함한다.

종래 무선 송수신기에서, 양방향 통신은 송신기 회로와 수신기 회로의 동시 동작에 의해 이루어진다. 무선 송수신기로 송신되는 신호는 제 1 주파수 채널상으로 송신되고 무선 송수신기에 의해 송신된 신호는 제 2 주파수 채널상으로 송신된다.

이제 도1에 나타난 개략적 도시를 참조하면, 선택된 어떤 시간 주기 동안에 무선 송수신기에 의해 송신되고 수신된 신호가 도시된다. 이와 유사하게, 블럭(112)에 도시된 파형은 통상적인 구조를 가진 무선 송수신기에 의해 수신된 통상의 변조된 신호이다. 블럭(106)내에 도시된 파형은 통상적인 구조를 가진 무선 송수신기에 의해 송신된 통상의 변조된 신호를 도시한다. 블럭(106)에 도신된 파형을 발생하고 송신하도록 동작하는 송신기 회로와 블럭(112)에 도시된 파형을 수신하도록 동작하는 수신기 회로가 동시에 동작 가능함에 따라, 양방향 통신이 허용된다. 송신기 회로와 수신기 회로가 동시 작동을 할 수 있기에, 송신기와 수신기 회로 각각은 독립적으로 동시에 동작을 할 수 있어야 한다.

전에 언급하였듯이, 기존 통신 시스템의 용량을 증가시키기 위해, 정보 신호를 인코드하고 이 인코드된 정보 신호를 반송파에 새겨넣어 변조된 신호를 형성하기 위한 기법들이 개발되었다.

정보 신호를 인코드하는데 이용된 인코딩 과정이 바람직하게도 신호 압축을 야기하기에, 인코드된 정보 신호로 형성된 변조된 신호는 인코드 안된 정보 신호로 형성된 변조된 신호보다 송신기와 수신기 사이의 정보 송신을 휠씬 효과적으로 한다. 게다가 그허한 인코딩 때문에, 이에 의해 형성된 변조된 신호는 계속적으로 송신할 필요가 없으며 변조된 신호는 이산적인 버스트(burst)로 송신될 수 있다.

이에 따라, 도1의 개략적 표현은 블럭(106)내의 파형을 블럭(118)의 블럭 부분(118A)으로 사상(mapping)하고 블럭(112)내의 파형을 블럭 (118)의 블럭부분(118B)으로 사상하는 것을 도시한다. 도1은 3대 1 매핑 비율로 도시된다. 다른 비율도 물론 가능하다. 블럭(118)의 블럭부분(118C, 118D)도 역시 도면에 도시된다. 도1의 도면에서는 118C 부분의 시간 주기 동안에는 아무런 파형도 송신되지 않지만, 그런 시간 주기 동안에도 유사하게 파형이 송신될 수 있다는 것을 알아야 한다. 블럭부분(118D)은 부분(118A)와 (118B) 사이의 시간 갭(time gap)을 나타내고 위상 고정 루프 회로에서 필요한 고정 시간(lock time)을 제공하기 위하여 본 발명의 위상 고정 루프에 의해 바람직스럽게 이용된다.

인코드되어 변도된 신호가 계속적으로 송신될 필요가 없고 이산적인 버스트로 송신될 수 있기 때문에 두개 이산의 송신기에 의해 발생된 신호를 단일 전송 채널을 사용하여 송신함으로써 임의의 양 방향 통신 시스템의 송신 용량을 증가 시킨다. 도1의 블럭(118)은 단일 무선 송수신기에 의해 변조된 신호를 송신하고 수신하기 위해 단일 송신 채널이 이용되는 도면을 도시한다. 무선 전화기로 양방향 통신을 하는데 단일의 송신 채널만이 요구되기에, 양방향 통신 시스템의 송신 용량은 두배가 되며 다른 기법에서는 더 큰 양만큼 증가될 수도 있다. 본질직으로, 통상적인 양방향 통신 시스템에 필요했던 두개의 송신 채널은 단이 주파수 (즉 송신) 채널에 위치한 타임 슬롯(time slot)으로 대체될 수 있다. 어떤 타임 슬롯은 정보의 송신에 관련되고 다른 타임 슬롯은 정보의 수신과 관련된다.

변조된 신호가 중복안된 시간 주기 동안에 무선 송수신기에 의해 송신되고 무선 송수신기로 송신되는 기법하에서 무선 송수신기가 동작 가능하면, 수신기와 송신기 회로와 일부 중복 부분은 동시에 동작하지 않으므로 필요하지 않다. 무선 송수신기의 송신기 부분과 수신기 부분이 공유될 수 있는 회로부분을 포함하는 무선 송수신기를 구성함으로써, 더 작은 크기와 값싼 가격 및 작은 전력 소모를 갖는 무선 송수신기가 만들어질 수 있다.

이제 도2의 블럭도를 참조하면, 일반적으로 참조번호(150)으로 표시되는 회로는, 기준 발진기에 의해 발생된 발진 신호의 기준 발진 주파수로 발진 신호의 발진 주파수를 고정하도록 동작한다.

도2의 회로(150)와 기능이 유사한 회로는 수많은 통상의 무선 송수신기 구조의 송신기 부분과 수신기 부분을 형성한다. 이 회로는 대개 발진 신호를 발생하는 발진기에 의해 발생된 발진 신호의 주파수 드리프트(drift)를 방지하기 위해서 송신기 회로에 의해 이용된다. 이 발진 신호는 신호가 변조되는 동안에 정보가 새겨지는 반송파를 형성한다. 이와 유사하게, 발진 신호를 발생시키는 또다른 그러한 회로가 발진기에 의해 발생된 발진 신호의 주파수 드리프트를 방지하기 위해서 대개 수신기 회로에 의해 이용된다. 그런 발진 신호는 변조된 신호의 정보 내용을 재생하기 위해 무선 주파수 신호는 아랫쪽 주파수로 변환하기 위해 요구된다.

전술한 주파수 드리프트를 방지하기 위해, 도2의 회로 (150)와 유사한 회로는 발진기에 의해 발생된 발진 신호의 주파수를 제 2 발진기에 의해 발생된 발진 신호와 바람직한 주파수 관계로 유지하도록 동작한다.

도 2의 회로(150)에 대해, 기준 발진기(156)는 안정된 발진 신호를 라인(162)상에 발생한다. 라인(162)은 디바이더 회로(168)에 연결되고 이 디바이더 회로는 라인(162) 상에 공급된 발진 신호의 주파수를 감소시키고 (이 감소는 도면에서 R로 표시된다), 원하는 감소된 주파수의 발진 신호를 라인(174)상에 발생하도록 동작한다.

라인(174)은 위상 검출기(180)로의 입력으로서 연결된다. 위상 검출기(180)는 또한 라인(185)상의 신호도 수신하도록 연결된다. 라인(186)상에 발생된 신호는 발진기(192)에 의해 라인(198)상에 발생된 발진 신호와 비례하는 값을 가진다.

라인(198)은 라인(210)에 스케일된 신호를 발생시키는 프리스케일러(prescaler)(204)에 연결되고, 프리스케일러는 디바이더 회로(216)에 연결된다. (프리스케일러(204)는 실제로는 지신에 인가된 신호가 스케일(scale)되는 디바이더회로이다). 디바이더 회로(216)는 라인(210)상에 공급된 발진신호의 주파수를 감소(이 감소는 도면에서 N으로 표시된다) 시키기 위해, 디바이더 회로 (168)와 유사한 방식으로 동작한다.

위상 검출기(180)는 라인(174, 186)상에 공급된 발진 신호의 주파수와 위상을 비교한다. 위상 검출기(180)는 라인(174,186)상에 발생된 발진 신호 사이의 위상차를 나타내는 신호를 라인(222,230)상에 발생한다. 라인(222,230)상에 발생된 신호는 충전 펌프(charge pump :236)에 인가된다.

충전 펌프(236)는 라인(174,186)상에서 위상 검출기(180)에 공급된 발진 신호들 사이의 위상차에 응답하여 라인(242) 상에 신호를 발생한다.

라인(242)은 여깃는 저역 필터인 기억 장치에 연결된다(저역 필터(248)를 이루는 용량성 소자는 기억소자를 형성한다). 필터(248)는 때때로 루프 필터라 언급된다.

필터링된(즉 기억된) 라인(254)상의 신호는 발진기(192)에 인가된다. 라인(254)상에 발생된 신호는 발진기(192)의 발진 주파수가 위상 검출기(180)에 의해 발생된 신호 값에 응답하여 변경되도록 한다. 따라서 발진기(192)에 의해 발생된 발진신호의 주파수 발진기(156)에 의해 발생된 발진 신호의 주파수와의 바람직한 관계가 유지된다.

블럭(264)으로 이루어진 소자는 함께 모여 위상 고정 루프를 형성하는 디바이더(168,216), 위상 검출기(180), 스케일러(204), 충전 펌프(236)를 포함한다. 그런 회로는 종종 집적 회로상에 구성된다.

앞에서 기술하였듯이, 위상 고정 루프 회로는 통상적으로 무선 송수신기의 송신기부분과 수신기부분 양쪽에 대한 회로의 일부를 구성하기 때문에 두개 이상의 위상 고정 회로가 통상의 무선 송수신기의 일부분을 이룬다. 그러나, 도1의 블럭(118)에서 개략적으로 표현된 바와 같이 무선 송수신기의 송신기 부분과 수신기 부분이 동시에 동작하지 않고 비동시적 시간 동안 동작하는 경우, 위상 고정 루프 회로는 무선 송수신기의 수신기 부분과 송신기 부분 사이에 공유될 수 있다.

즉, 무선 송수신기의 송신기 부분이 변조된 신호를 발생하고 송신하는 시간 주기 동안에 위상 고정 루프는 송신기 부분의 일부를 형성한다. 반대로, 무선 송수신기의 수신기 부품이 무선 송수신기로 송신된 변조 신호를 수신하려고 동작할 때, 위상 고정 루프는 수신기 부분의 일부를 형성한다.

그리하여 무선 송수신기의 양방향 통신을 허용하는데 필요한 위상 고정 루프의 갯수가 절감된다.

도 3은 참조 번호(350)로 표기되는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 회로 블럭도이다. 도2의 회로 (150)와 유사한 회로(250)는 기준 발진기에 의해 발생된 발진 신호의 기준 발진 주파수로 발진기에 의해 발생된 발진 신호의 발진 주파수를 고정한다.

여기서는 기준 발진기(356)로 표시된 기준 발진기는 라인(362)상에 발진 신호를 발생하며 이 신호는 위상 고정 루프회로(364)에 인가된다. 회로(364)는 바람직하기로는 도2의 블럭(364)에 도시된 위상 고정 루프 회로와 유사한 구조이다.

위상 고정 루프 회로(364)는 라인(370)상에 신호를 발생하고 이 신호는 필터(372A) 에 인가된 후 발진기(392A)에 인가되거나 혹은 교대로 필터(372B)에 인가되고 그 다음에 발진기(392B)에 인가된다. 점선으로된 블럭(374)으로 표시된 스위치는 다중극 단일 쓰로우 스위치(multi-point siggle-throw switch)로서 라인(370)을 발진기(392A : 필터 372A를 통해) 또는 발진기(392B : 필터 372B를 통해)로 연결시킨다.

발진기(392A)는 발진 신호를 라인(1404)상에 발생하고 이 신호는 무선 송수신기의 송신기 부분의 믹서회로(mixer circuitry)에 인가된다. 발진기(392B)는 라인(408)상에 신호는 발생하고 이 신호는 무선 송수신기의 수신기 부분에 연결된다.

단일의 위상 고정 루프 회로(364)는 기준 발진기(356)에 의해 발생된 발진 신호의 발진 주파수에 발진기(392A) 또는 발진기(392B)의 주파수를 고정시킨다. 스위치(374)를 적절하게 위치시킴으로써, 위상 고정 루프회로(364)는 무선 송수신기의 송신기 부분이 변조된 신호를 발생하고 송신기는 시간 동안에 발진기(392A)에 연결된다. 그리고 유사하게 스위치(374)를 적절하게 위치시킴으로써 위상 고정 루프 회로는 무선 송신기의 수신기 부분이 변조된 신호를 수신하는 시간동안에 발진기(392B)에 연결된다.

스위치(374)가 도3에 보인 다중국 단일 쓰로우 스위치로 표시된 방식으로 동작하는 임의의 스위칭 메카니즘으로 이루어지기는 하지만, 바람직하기로는 상기 스위치가 PIN 다이오드 또는 멀티플렉서 혹은 멀티플렉서와 PIN 다이오드의 조합으로 이루어진다.

이제 도4의 블럭도를 참조하면, 본 발명의 위상 고정 루프 회로의 바람직한 제 1실시예로서 참조 번호(550)으로 참조되는 회로가 상세히 도시된다. 여기서, 발진기(556)인 기준 발진기는 라인(562)상에 기준 발진 주파수의 발진 신호를 발생하며, 이 신호는 디바이더 회로(568)에 인가된다.

디바이더(568)는 자신에게 인가되는 신호의 주파수를 원하는 인수(factor)만큼 감소시키고, 감소된 주파수 신호를 라인(574)상에 발생시킨다.

라인(574)은 위상 검출기(580)의 제 1입력단에 연결된다. 라인(586)은 발진기(592A 또는 592B)에 의해 발생된 발진신호를 위산 검출기(580)에 공급한다. 발진기(592A)는 라인(598A)상에 발진신호를 발생하고 발진기(592B)는 라인(598B)상에 발진신호를 발생한다. 라인(598A) 또는 라인(598B)는 프리스케일러(604)에 연결되고 프로스케일러는 디바이더 회로(616)에 연결된 라인(610)에 연결된 라인(610)상에 스케일된 신호를 발생한다. 디바이더(616)는 디바이더(568)와 유사하게 동작하여 자신에 인가된 신호의 주파수를 필요한 인수(이 인수는 도면에서 N으로 표시된다)만큼 감소시킨다.

위상 검출기(580)는 자신에게 라인(574,586)상으로 인가된 신호 사이의 위상차를 검출하고, 인가된 두개 신호 사이의 위상차를 나타내는 출력 신호를 라인(622,630)에 발생한다. 충전 펌프(636)는 라인(642)상에 신호를 발생하며, 이 신호는 필터(648A) 또는 필터(648B)에 인가된다. 필터(648A)는 라인(654A)상에 신호를 발생하며 이 신호는 발진 주파수를 변경하기 위해 발진기(592A)에 인가된다. 유사하게, 필터(648B)는 라인(654B)상에 신호를 발생하며 이 신호는 발진주파수를 변경하기 위해 발진기(592B)에 인가된다.

블럭(674)으로 도시되며 멀티플렉서(674A,674B)와 PIN다이오드(674',647B')로 표현된 스위치는 교대로 충전 펌프(636)를 필터(648A)에 연결하거나 충전 펌프(636)를 필터(648B)에 연결한다. 도4가 두개의 블럭(674A,674B)을 도시하기는 하지만 단일의 멀티플렉서가 멀티플렉서(674A) 및 (674B) 모두를 포함할 수도 있음을 이해할 것이다. 여기서, 멀티플렉서(674A)와 다이오드(674A')가 함께 개방과 폐쇄 동작을 수행하며 멀티플렉서(674A)와 다이오드(674A')도 동일하다. 멀티플렉서(674A)와 다이오드(674A')가 닫힌 위치에 있을때 멀티플렉서(674B)와 다이오드(674B)가 열린 위치에 있으며 그 반대로 성립한다. 또한, 도시된바와 같이 스위치(674)는 교대로 라인(598A)을 프리스케일러(604)에 연결하거나 라인(598B)을 프리스케일러(604)에 연결한다.

무선송수신기의 송신기부분이 변조된 신호를 송신하는 동안에, 멀티플렉서(674A)와 다이오드(674A')는 닫혀져서 기준 발진기(556)에 의해 발생된 발진 신호의 주파수로 발진기(592A)에 의해 발생된 발진 신호의 주파수를 고정시키도록 한다. 역으로, 무선송신기의 수신기 부분이 자신에게 송신된 변조 신호를 수신하는 경우는 멀티플렉서(674B)와 다이오드(674B')까지 닫힌 위치로 위치되어 기준 발진기(556)에 의해 발생된 발진 신호로 발진기(592B)에 의해 발생된 발진 신호를 고정시킨다.

도5는 본 발명의 바람직한 제 2실시예로서 일반적으로 참조번호(750)로 표시되는 회로의 블럭도이다. 다시, 여기서는 발진기(756)인 기준 발진기가 기준 발진 주파수를 갖는 기준발진 신호를 라인(762)상에 발생한다.

라인(762)은 디바이더 회로(768)에 연결되며 이 회로는 필요한 인수(그와 같은 인수는 도면에서 R로 표시)만큼 자신에 인가된 발진 신호의 주파수를 감소시키고 감소된 주파수의 발진 신호를 라인(774)상에 발생한다. 라인(774)은 위상 검출기(780)의 입력단에 연결된다. 라인(786)은 위상 검출기(780)의 제 2입력단에 인가된다. 라인(786)상에서 검출기(780)로 인가된 신호는 발진기(792A) 또는 발진기(792B)에 의해 발생된 발진 신호를 나타낸다.

발진기(792A)는 라인(798A)상에 발진 신호를 발생하며 이와 유사하게 발진기(792B)는 라인(792B)상에 발진 신호를 발생한다. 라인(798A)또는 (798B)은 프리스케일러(804)에 연결되며 프리스케일러(804)는 디바이더 회로(16)에 인가되는 스케일된 신호를 라인(810)상에 발생한다. 디바이더 회로(816)는 디바이더(768)와 유사하게 동작하여, 필요한 인수(그런 인수는 도면에서 N으로 표시)만큼 자신에 인가된 신호의 주파수를 감소하도록 한다.

위상 검출기(780)는 라인(794,786)상에 자신에게 인가된 신호들의 위상을 비교하고 이들 사이의 위상차 값을 나타내는 신호를 라인(822,830)상에 발생한다. 라인(822,830)은 교대로 충전 펌프(836A) 또는 충전 펌프(836B)에 연결된다.

충전펌프(836A)는 여기서는 필터(848A)인 기억장치에 인가되는 신호를 라인(842A)상에 발생한다. 필터(848A)는 발진 주파수를 변경하기 위해 발진기(792A)에 인가되는 필터링된 신호를 라인 (854A) 상에 발생한다. 유사하게, 충전펌프(836B)는 여기서는 필터(848B)인 기억 소자에 인가되는 신호를 라인(842B)상에 발생한다. 필터(848B)는 발진 주파수를 변경하기 위해 발진기(792B)에 인가되는 필터링된 신호를 라인(854B)상에 발생한다.

점선으로 도시되어 블럭(874)으로 표시되며 다중극 단일 쓰로우 스위치로 표현된 스위치는 기준 발진기(756)에 의해 발생된 발진 신호의 발진 주파수로 발진기(792A)의 주파수를 고정하거나 기준 발진(756)에 의해 발생된 발진 신호로 발진기(792B)에 의해 발생된 발진 신호의 주파수를 고정하도록 동작한다. 예시의 목적으로 보인 스위치(874)는 다중국 단일 쓰로우 스위치로 표현되었지만 스위치는 바람직하게 멀티플렉서와 PIN 다이오드와의 조합으로 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 특히, 발진기(792A)와 (792B)를 연결하는 스위치 부분은 바람직하기로는 PIN 다이오드로 구성되고 위상 검출기(780)와 충전 펌프(836A,836B)를 연결하는 스위치 부분은 바람직하기로는 멀티플렉서로 이루어진다.

스위치(874)의 스위치 극들은 무선 송수신기의 송신기 부분이 변조된 신호를 송신하도록 동작하는 시간 동안에 발진기(792A)에 의해 발생된 발진 신호를 주파수 고정하고, 변조된 신호가 무선 송수신기의 수신기 부분에 의해 수신될때 발진기(792B)가 주파수 고정되도록 위치된다.

도 6의 블럭도를 살펴보면, 동시가 아닌 시간 주기 동안에 변조된 신호를 송수신 하도록 동작하는, 참조 번호(950)로 일반적으로 도시된 무선 송수신기가 도시된다. 무선 전화기(950)는 선행하는 도면에 그들의 일부로서 도시된 위상 고정 루프 회로를 포함한다. 송수신기(950)의 수신기 부분은 도 6의 상단부에서의 블럭으로 나타나고 송수신기(950)의 송신기 부분은 도 6의 하단부에서의 블럭으로 나타난다.

송수신기에 송신된 변조 신호를 수신하도록 동작할때 안테나(956)는 무선 주파수인 수신된 전자기 신호를 라인(962)상에서 전기 신호를 변환한다. 라인(962)은 인가된 신호를 필터링 하기 위해 또 라인(974)상에 필터링된 신호를 발생하기 위해 필터 회로(968)에 연결된다. 라인(974)은 믹서 회로(980)의 제 1 입력단에 연결된다. 라인(986)은 믹서 회로(980)의 제 2 입력에 연결된다. 발진기(992)는 라인(956)상에 발진 신호를 발생한다. 믹서(980)는 자신에 인가된 신호를 주파수 면에서 하향 변환하도록 동작하고 라인(994)상에 하향 변환된 신호를 발생하도록 동작한다.

라인(994)은 필터링된 신호를 라인(1004)상에 발생하는 필터(998)에 연결된다. 그다음에 라인(1004)은 라인(1016)상에 증폭된 신호를 발생하는 증폭기(1010)에 연결된다. 라인(1016)상에 발생된 신호는 믹서(1024)의 제 1 입력단에 인가된다. 라인(1030)은 믹서 회로(1024)의 제 2 입력단에 연결된다. 발진기(1036)은 발진 신호를 라인(1030)상에 발생한다. 믹서(1024)는 라인(1024)상에 제 2의 하향 혼합된 신호를 발생한다. 라인 (1042)은 복조 회로(1046)에 연결된다. 복조기(1046)는 라인(1048)상에 복조 신호를 발생하고 이것은 스피커(1052)와 같은 트랜스듀서(transducer) 에 인가된다.

무선 송수신기(950)가 변조된 신호를 발생하고 송신하도록 동작할때, 트랜스듀서(1056)와 같은 트랜스듀서는 신호를 라인(1068)상에 전기 형태로 변환한다. 라인(1062)은 발생된 전기 신호를 변조 신호(1068)에 인가하도록 변조 회로(1068)에 연결된다. 라인(1074)도 변조기(1068)에 연결된다. 발진기(1080)는 발진 신호를 라인(1074)상에 발생한다. 변조기(1068)는 라인(182)상에 신호를 발생하고 이 신호는 믹서 (1116)의 제 1 입력단에 인가된다.

발진기(992)에 의해 라인(1122)상에 발생된 발진 신호는 믹서(1116)의 제 2 입력단에 인가된다. 믹서(1116)는 라인(1110)상에 자신에게 인가된 신호를 주파수 상향 변환하도록 동작하고 라인(1128)상에 상향 변환된 신호를 발생한다. 라인(1128)은 라인(1140)상에 필터링된 신호를 발생하는 필터(1134)에 연결된다. 라인(1140)은 증폭된 신호를 라인(1148)상에 발생하는 증폭기(1144)의 입력단에 연결된다. 이와 같이 증폭된 신호는 필터(1150)에 인가된다. 필터(1150)는 라인(1152)상에 필터링된 신호를 발생하고 이것은 신호가 송신되는 안테나(956)에 연결된다.

기준 발진기(1156)는 라인(1162)상에 기준 발진 신호를 발생하고 이것은 위상 고정 루프(1164)와 위상 고정 루프(1170)에도 인가된다. 위상 고정 루프 회로(1164,1170)는 바람직하게 도 2의 회로(264)와 유사한 구조이다. 회로(1164)는 점선으로 된 블럭(1184)으로 표시된 스위치를 통해 교대로 필터(1174)에 연결되고 그뒤에 발진기(1036)에 연결되거나 필터(1178)에 연결된 후 발진기(1080)에 연결된다. 스위치의 위치에 따라, 발진기(1036) 또는 발진기(1080)는 발진기 (1036 또는 1080)중 하나에 의해 발생된 발진 신호를 기준 발진기(1156)에 의해 발생된 발진 신호의 기준 발진 주파수로 고정하기 위해 위상 고정 루프 회로(1164) 및 기준 발진기(1156)에 연결된다.

위상 고정 루프(1170)는 필터(1190)를 통해 발진기(992)에 연결되어 발진기(992)에 의해 발생된 발진 신호를 기준 발진기(1156)의 신호로 고정한다.

무선 송수신기(950)는 바람직하기로는 스위치(1184)의 위치 선정을 제어하기 위해 라인(1206)상에 제어 신호를 발생하는 프로세서(1200)를 더 포함한다. 프로세서(1200)는 무선 송수신기(950)가 송신된 변조 신호를 수신하도록 동작할때 위상 고정 루프 회로(1164)를 발진기(1036)로 연결하도록 라인(1206)상에 제어 신호를 발생하고, 무선 송수신기(950)가 변조된 신호를 발생하고 송신하도록 동작하는 시간 동안에 위상 고정 루프 회로(1164)를 발진기(1080)로 연결하는 제어신호를 발생하도록 동작한다.

마지막으로 이제 도 7의 블럭도를 보면, 통신 장치(1256)와 다수의 원격 장치(remote unit) (1262A-1262N)로 이루어지는 무선 통신 시스템이 도시된다. 원격 장치(1262A-1262N) 각각은 바람직하게 도 6에 이미 도시된 것과 같은 회로를 포함한다.

그러나, 장치(1256)는 참조 번호(1272)로 참조되는 위상 고정 루프 회로와 참조 번호(1278A-1278N)로 참조되는 다수의 발진기를 포함한다. 위상 고정 루프(1272)는 스위치(1290 및/또는 1296)를 적절히 위치 선정함으로써 기억 소자(여기서는 저역필터)(1288A-N 또는 1292A-N)를 통해 발진기(1278A-N) 또는 (1284A-N) 중 필요한 한개로 선택적으로 연결된다.

발진기(1278 A-N)는 블럭(1304와 1308)으로 표시된 송신기회로에 적절하게 연결되고 발진기(1284A-1284N)는 블럭(1312와 1316)으로 표시된 수신기 회로에 적절하게 연결된다. 이런 방식으로, 단일의 위상 고정 루프 회로가 다수의 발진기중 하나에 연결될 수 있다.

비록 본 발명은 여러 도면에 도시된 실시예와 연관지어 기술되었지만, 그 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 동일한 기능을 실행하는 실시예가 사용될 수 있으며 수정과 부가가 이루어질 수 있음을 이해해야 할 것이다. 그로므로, 본 발명은 다른 단일의 실시예에 국한되지 말아야 하며 별첨의 특허청구범위에 따라 해석되어야 한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 선택된 시간 주기 동안 무선 송수신기에 의해 송신되고 수신되는 신호를 개략적으로 표시.

제2도는 기준 발진기에 의해 발생된 발진 신호의 기준 발진 주파수로 발진 신호의 발진 주파수를 고정시키도록 동작하는 위상 고정 루프 회로의 블럭도이다.

제3도는 본 발명에 따른 일 실시예의 위상 고정 루프 회로에 대한 블럭도이다.

제4도는 본 발명의 위상 고정 루프 회로에 대한 바람직한 제 1 실시예의 블럭도이다.

제5도는 본 발명의 위상 고정 루프 회로에 대한 바람직한 제 2 실시예의 블럭도이다.

제6도는 본 발명의 바람직한 실시예의 가르침에 따라 만들어진 무선 송수신기의 블럭도.

제7도는 본 발명의 가르침을 구현하며, 이에 의해 다수의 원격으로 위치한 장치와 통신하기 위해 변조된 신호를 송수신하도록 동작하는 통신 장치의 블록도이다.

Claims

국부 발진 신호를 발생하는 국부 발진기를 구비하는 송신기 부분과, 역시 국부 발진 신호를 발생하는 국부 발진기를 구비하는 수신기 부분을 포함하는 무선 송수신기(radio transceiver)에 있어서, 상기 수신기 부분의 국부 발진기와 상기 송신기 부분의 국부 발진기 및 이들과 교대로 결합하는 발진기 주파수 제어 회로로 이루어진 조합체로서, 상기 발진기 주파수 제어 회로는 기준 발진 주파수를 갖는 기준 발진 신호를 발생시키기 위한 기준 발진기와, 상기 기준 발진기에 의해 발생된 기준 발진 신호를 나타내는 신호 및 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호 또는 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 교대로 나타내는 신호를 수신하기 위해 연결되며, 상기 기준 발진 신호 및 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호간의 검출된 위상차에 응답하거나 상기 기준 발진 신호와 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호 사이의 검출된 위상차에 응답하여 위상차 신호를 발생하도록 동작하는 위상 검출기와, 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 연결되는 제 1 부분과 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 연결되는 제 2 부분을 포함하며, 1) 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호의 특성과 2) 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호의 특성을 교대로 변경하기 위한 변경 수단과, 스위치를 포함하며, 상기 스위치는 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 상기 위상 검출기에 제공하고 또한 상기 위상 검출기에 의해 발생된 상기 위상차 신호를 상기 변경 수단의 상기 제 1 부분에 제공하기 위해 제 1 스위치 장소에 위치될 수 있으며, 또는 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 상기 위상 검출기에 제공하고 또한 상기 위상 검출기에 의해 발생된 상기 위상차 신호를 상기 변경 수단의 상기 제 2 부분에 제공하기 위해 제 2 스위치 장소에 위치될 수 있으며, 상기 변경 수단은 상기 스위치가 상기 제 1 스위치 장소에 위치된 경우 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호의 특성을 변경시키고 상기 스위치가 상기 제 2 스위치 장소에 위치된 경우는 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호의 특성을 변경 시키도록 하는 것을 특징으로 하는 조합체.
제 1 항에 있어서, 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 상기 위상 검출기에 제공하고 또한 상기 위상 검출기에 의해 발생된 상기 위상차 신호를 상기 변경 수단의 제 1 부분에 제공하기 위해, 혹은 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 상기 위상 검출기에 제공하고 또한 상기 위상 검출기에 의해 발생된 상기 위상차 신호를 상기 변경 수단의 제 2 부분에 제공하기 위해, 상기 스위치의 위치 지정을 제어하는 제어 신호를 발생하는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조합체.
제 2 항에 있어서, 상기 스위치는 상기 제어 수단에 의해 발생된 상기 제어 신호를 수신하기 위해 연결된 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 조합체.
제 2 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 무선 송수신기의 수신기 부분이 신호를 수신하도록 동작하는 시간 주기 동안 상기 스위치를 상기 제 1 스위치 장소에 위치시키는 제어 신호를 발생시켜, 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 위상 검출기에 제공하고 또한 상기 위상 검출기에 의해 발생된 위상차 신호를 상기 변경 수단의 제 1 부분에 공급하도록 허용하는 것을 특징으로 하는 조합체.
제 2 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 무선 수신기의 송신기 부분이 신호를 송신하도록 동작하는 시간 주기 동안 상기 스위치를 상기 제 2 스위치 장소에 위치시키는 제어 신호를 발생시켜, 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진신호를 상기 위상 검출기에 공급하고 또한 상기 위상 검출기에 의해 발생된 위상차 신호를 상기 변경 수단의 제 2 부분에 공급하도록 허용하는 것을 특징으로 하는 조합체.
국부 발진 신호를 발생하는 국부 발진기를 구비한 송신기 부분과 역시 국부 발진 신호를 발생하는 국부 발진기를 구비한 수신기 부분을 가진 무선 송수신기를 위한 위상 고정 루프 회로로서, 기준 발진 주파수를 가진 기준 발진 신호를 발생하기 위한 기준 발진기를 형성하는 수단과, 상기 기준 발진기에 의해 발생된 기준 발진 신호를 나타내는 신호와, 상기 송신기 부분의 국부 발진기를 나타내는 신호 또는 상기 수신기 부분의 국부 발진기를 교대로 나타내는 신호를 수신하도록 연결된 비교 수단으로서, 1) 상기 기준 발진 신호를 나타내는 신호가 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 나타내는 신호와 비교될때 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진신호를 나타내는 신호의 특성과 사이 기준 발진기에 의해 발생된 상기 기준 발진 신호를 나타내는 신호의 특성의 비교를 표시하는 또는 2) 상기 기준 발진 신호를 나타내는 신호가 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 나타내는 신호와 비교될때 상기 기준 발진기에 의해 발생된 상기 기준 발진 신호를 나타내는 신호의 특성과 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 나타내는 신호의 특성의 비교를 교대로 표시하는 비교 신호를 발생하도록 동작하는 상기 비교수단과, 상기 비교수단 및 변경 수단을 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 또는 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 연결하기 위해 스위치를 형성하는 수단을 포함하며, 상기 변경 수단은 상기 비교 수단에 의해 발생된 상기 비교 신호를 수신하도록 연결되고 또한 교대로 1) 상기 기준 발진 신호를 나타내는 신호가 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 나타내는 신호와 비교될때 상기 송신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호의 특징을 변경하거나 2) 상기 기준 발진 신호를 나타내는 신호가 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호를 나타내는 신호와 비교될때 상기 수신기 부분의 국부 발진기에 의해 발생된 국부 발진 신호의 특징을 변경하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프 회로.
제 6 항에 있어서, 상기 송신기 부분의 국부 발진기 또는 상기 수신기 부분의 국부 발진기를 상기 비교 수단 및 상기 변경 수단에 연결하기 위해, 상기 스위치를 형성하는 수단의 위치 지정을 제어하는 제어 신호로 발생하는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프 회로.
제 7 항에 있어서, 상기 스위치를 형성하는 수단은 상기 제어 수단에 의해 발생된 상기 제어 신호를 수신하도록 연결된 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프 회로.