KR970011588B1 - 통신기기의 전압제어 발진장치 - Google Patents

Abstract

없음

Description

통신기기의 전압제어 발진장치

제 1 도는 일반적인 셀룰라폰 시스템의 구성도.

제 2 도는 종래 전압제어 발진장치의 상세 블럭도.

제 3 도는 제 2 도의 각부 상세 회로도.

제 4 도는 본 발명에 의한 전압제어 발진장치 블럭 구성도.

제 5 도는 제 4 도의 각부 상세 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 공진부101 : 발진주파수 전력증폭부

102 : 발진주파수 출력정합부

본 발명은 통신기기에 관한 것으로, 특히 셀룰라폰에 있어 임피던스 변화에 의한 인입감도(Pulling Figure)현상을 최소화하여 발진기의 중심 주파수가 시프트 업/다운하는 문제를 최소화하도록 한 통신기기의 전압제어 발진장치에 관한 것이다.

통상, 발진기는 레이다, 통신, 항해 등의 분야에서 사용되는 기본적인 신호원을 말하며, 직류(DC) 전력를 고주파수(RF) 전력으로 바꾸어 주는 변화기로서 이칭으로 무한이득 증폭기라고도 부른다.

발진기는 전압제어 발진기(VCO : Voltage Controlled Oscillator)와 유전체 공진발진기(DRO : Dielectric Resonrtor Oscillator) 등이 있다.

발진기는 수퍼헤테로다인 수신기에 있어서 매우 중요한 회로이며, 주된 기능 가운데 하나는 수신주파수와 발진주파수를 혼합한 후 그 차이의 주파수 성분을 중간주파수로 변환시키는 신호원으로서 중요한 역할을 한다.

따라서 발진기에서 요구되는 성능으로는 다음과 같다.

1) 발진주파수는 온도, 전원전압, 부하 임피던스의 변화에도 충분히 안정된 특성을 나타내야 한다.

2) 송, 수신단의 혼합기를 구동하는데 필요한 안정된 출력레벨을 유지해야 한다.

이때, 인입감도현상, 즉, 입, 출력 임피던스의 변화에도 발진기의 중심주파수와 일정한 출력레벨에는 변화가 없어야 한다.

3) 스퓨리어스 발진이 없고 진폭과 위상 잡음 특성이 양호해야 한다.

상기와 같은 전압제어 발진기를 적용한 일반적인 셀룰라폰의 시스템은 제 1 도와 같다.

안테나(ANT)로부터 수신되는 고주파를 소정 레벨로 필터링하는 수신신호 필터부(1)와, 상기 수신신호 필터부(1)에서 얻어지는 고주파를 저잡음 증폭시키는 저잡음 증폭기(2)와, 상기 저잡음 증폭기(2)에서 증폭된 고주파를 대역 필터링하는 대역 필터(3)와, 주파수 합성신호를 발생하는 주파수 합성기(4)와, 상기 주파수 합성기(4)의 출력에 따라 발진주파수를 발생하는 전압제어 발진부(5)와, 상기 전압제어 발진부(5)에서 출력되는 발진주파수와 상기 대역 필터(6)에서 얻어지는 수신 고주파를 혼합하는 혼합기(6)와, 상기 혼합기(6)에서 출력되는 주파수로부터 중간주파수만을 출력하는 중간주파필터(7)와, 상기 중간주파필터(7)에서 얻어지는 중간주파수를 소정레벨로 증폭시켜 출력하는 중간주파 증폭기(8)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 일반적인 셀룰라폰은 안테나(ANT)를 통해 수신되는 고주파수를 수신신호 필터부(1)는 일정레벨로 필터링하여 출력시키게 되고, 저잡음 증폭기(2)는 그 필터링된 수신주파수를 증폭시킨다.

저잡음 증폭기(2)에서 증폭된 고주파는 대역 필터(3)를 통해 일정 대역으로 필터링되고, 혼합기(6)에서 전압제어 발진부(5)에서 얻어지는 발진주파수와 혼합되어져 중간주파 필터(7)로 입력된다.

중간주파 필터(7)는 입력되는 주파수에서 중간주파수를 필터링하여 순수한 수신신호만을 출력시키게 되고, 수신신호는 중간주파 증폭기(8)에서 소정레벨로 증폭되어 후단의 신호처리부로 인가되어 수신신호가 처리된다.

이러한 일반적인 셀룰라폰에 적용되는 종래의 전압제어 발진장치는 첨부된 도면 제 2 도에 도시된 바와 같이, 발진 중심주파수에서 공진계수값을 크게 하여 원하는 주파수에서 발진시키는 공진회로(9)와, 상기 공진회로(9)에 의해 얻어지는 공진주파수에 따라 발진주파수를 전력증폭시키는 전력증폭부(10)와, 상기 전력증폭부(10)에서 전력증폭된 주파수를 정합시키는 내부 정합회로(11)와, 상기 내부 정합회로(11)에서 정합된 주파수를 전력증폭시키는 버퍼증폭기(12)와, 상기 버퍼증폭기(12)에서 출력되는 주파수의 출력레벨을 정합시켜 출력레벨을 일정하게 유지시키는 출력정합회로(13)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래 전압제어 발진장치의 동작을 첨부한 도면 제 3 도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공진회로(9)는 발진 중심주파수에서 공진계수(Q)값을 크게 하여 원하는 주파수에서 발진이 이루어지도록 공진주파수를 출력하게 된다.

이에 따라 상기 공진회로(9)에 의해 얻어지는 공진주파수에 의해 전력증폭부(10)는 발진을 하여 주파수를 전력증폭시켜 출력시키게 되며, 그 출력되는 발진주파수를 내부 정합회로(11)는 후단의 버퍼증폭기(12)의 입력에 알맞게 정합시켜 버퍼증폭기(12)에 인가하게 된다.

버퍼증폭기(12)는 전술한 전력증폭부(10)와 동일하게 입력되는 발진주파수를 전력증폭하여 출력시키게 되고, 이 전력증폭된 발진주파수를 출력정합회로(13)는 정합시켜 출력레벨을 일정하게 유지시켜 준다.

그러나 이와 같은 종래의 전압 발진 제어장치는 발진주파수가 임피던스가 매우 큰 전력증폭 트랜지스터의 에미터에서 출력되므로 임피던스에 의한 영향이 누적되어 출력레벨이 불안정한 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위해 전력증폭 트랜지스터의 콜렉터단자에서 발진주파수를 출력시키거나 전력증폭 트랜지스터의 에미터에서 발진주파수를 출력시키고 후단의 버퍼증폭기로 출력레벨을 일정하게 하는 방법이 대두되었으나 이러한 방법은 스퓨리어스 발진현상과 위상 잡음과 같은 문제점을 발생하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 전압제어 발진장치의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 임피던스 변화에 의한 인입감도(Pulling Figure)현상을 최소화하여 발진기의 중심주파수가 시프트 업/다운하는 문제를 최소화하도록 셀룰라폰의 전압제어 발진장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단은 발진 중심주파수에서 충분히 공진될 수 있도록 공진계수값을 최대로 높여 공진을 하는 공진수단과, 발진주파수를 전력증폭시켜 출력하는 발진주파수 전력증폭수단과, 상기 공진수단의 출력레벨과 발진주파수 전력증폭수단의 출력레벨을 정합시켜 상기 발진주파수 전력증폭수단에서 출력되는 발진주파수의 출력레벨을 일정하게 유지토록 하는 발진주파수 출력정합수단으로 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 4 도는 본 발명에 의한 셀룰라폰의 전압제어 발진장치 블럭도로서, 도시된 바와 같이 발진 중심주파수에서 충분히 공진될 수 있도록 공진계수값을 최대로 높여 공진을 하는 공진부(100)와, 발진주파수를 전력증폭시켜 출력하는 발진주파수 전력증폭부(101)와, 상기 공진부(100)의 출력레벨과 발진주파수 전력증폭부(101)의 출력레벨을 정합시켜 상기 발진주파수 전력증폭부(101)에서 출력되는 발진주파수의 출력레벨을 일정하게 유지토록 하는 발진주파수 출력정합부(102)와, 상기 발진주파수 전력증폭부(101)에서 전력증폭된 주파수를 정합시키는 내부 정합회로(103)와, 상기 내부 정합회로(103)에서 정합된 주파수를 전력증폭시키는 버퍼증폭기(104)와, 상기 버퍼증폭기(104)에서 출력되는 주파수의 출력레벨을 정합시켜 출력레벨을 일정하게 유지시키는 출력정합회로(105)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 통신기기의 전압제어 발진장치의 작용, 효과를 첨부한 도면 제 5 도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공진부(100)는 발진 중심주파수에서 충분히 공진될 수 있도록 공진계수(Q)값을 최대로 높여 공진을 하여 공진주파수를 발진주파수 출력정합부(102)에 인가한다.

이에 따라 발진주파수 출력정합부(102)는 발진주파수 전력증폭부(101)로부터 출력되는 발진주파수의 출력레벨과 상기 공진부(100)의 출력레벨을 임피던스의 변화에도 일정하게 출력될 수 있도록 출력레벨을 정합시킨다.

이렇게 함으로써 임피던스의 변화에 민감하게 작용하는 인입감도현상을 방지할 수 있게 된다.

이때 발진주파수 전력증폭부(101)는 제 5 도에 도시된 바와 같이 종래의 발진주파수 전력증폭부(제 3 도의 10)와 동일한 구성이며 단지 발진주파수의 출력단이 에미터에서 콜렉터로 변화되었다.

한편, 상기와 같이 발진주파수 전력증폭부(101)에서 출력되는 발진주파수의 출력레벨을 정합시키므로써 출력되는 발진주파수는 임피던스의 변화에도 일정한 레벨로 출력되어 내부 정합회로(103)에 인가된다.

내부 정합회로(103)는 입력되는 발진주파수의 레벨이 손실되지 않도록 정합시킨 후 버퍼 증폭기(104)에 인가하게 되고, 버퍼증폭기(104)는 종래와 동일하게 동작하여 입력되는 발진주파수를 비선형 동작으로 전력증폭시켜 출력하게 된다.

상기 버퍼증폭기(104)에서 출력되는 발진주파수는 출력정합회로(105)에서 출력레벨이 일정하도록 정합되어 최종적인 발진주파수로 혼합기(제 1 도의 6)에 입력되어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 발진주파수 전력증폭 트랜지스터의 콜렉터단자로 발진주파수를 출력시키고 공진회로와 전력증폭 트랜지스터 사이에 정합회로를 개재함으로써 출력되는 발진주파수의 출력레벨을 정합시켜 발진 중심주파수의 변화를 감소할 수 있어 임피던스의 변화에 의한 발진주파수의 출력레벨을 보상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 발진 중심주파수에서 충분히 공진될 수 있도록 공진계수값을 최대로 높여 공진을 하는 공진수단과, 발진주파수를 전력증폭시켜 출력하는 발진주파수 전력증폭수단과, 상기 공진수단과 발진주파수 전력증폭수단에 개재되어 공진 출력레벨과 발진주파수 전력증폭수단의 출력레벨을 정합시켜 상기 발진주파수 전력증폭수단에서 출력되는 발진주파수의 출력레벨을 일정하게 유지토록 하는 발진주파수 출력정합수단과, 상기 발진 주파수 전력증폭수단에서 전력증폭된 주파수를 정합 및 전력증폭시키고 출력을 정합시켜 출력레벨을 일정하게 유지시키는 버퍼 및 증폭수단으로 구성됨을 특징으로 하는 통신기기의 전압제어 발진장치.