KR0137913B1 - 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기 - Google Patents
캐패시터 스위칭 전압제어 발진기Info
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Abstract
본 발명은 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기에 관한 것으로, 특히 CT-2시스템의 RF모듈, 단방향 무전기 및 시분할 다원접속(TDMA)방식의 무선통신 시스템에서 캐패시터 스위칭을 통해 송, 수신 국부발진 주파수를 한개의 모듈에서 발생시킬 수 있는 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기(VCO)에 관한 것이다.
본 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기는 인덕터(L)와, 제1캐패시터(C4)와, 상기 인덕터와 병렬 접속된 제2캐패시터(C2)와, 상기 제2캐패시터와 병렬 접속된 제3캐패시터(C1)와, 상기 제3캐패시터와 접지간에 직렬 접속되며 인가 전압에 따라 캐패시턴스가 가변되는 전압가변 캐패시터(Cv)로 이루어진 공진회로(13)와; 상기 제3캐패시터의 일단자가 베이스에 접속되고 에미터에 타단자가 접속되어 상기 공진회로(13)와 함께 발진회로를 형성하는 트랜지스터(Q2)와; 송신 및 수신 스위칭 제어신호(TXEN)와 송, 수신 발진 주파수 제어신호(CONT)를 발생하는 제어수단(11)과; 상기 송,수신 스위칭 제어신호가 입력되는 경우만 상기 제1캐패시터(C4)를 상기 인덕터(L)에 병렬 접속시키기 위한 캐패시터 스위칭 수단(12)과; 상기 송, 수신 발진 주파수 제어신호(CONT)와 상기 발진회로의 출력(Vco)에 응답하여 송, 수신 발진주파수에 대응한 입력전압(Vin)을 상기 전압가변 캐패시터(Cv)로 출력하기 위한 듀얼 주파수 합성기(15)로 구성된다.
Description
제1도는 종래의 콜피츠형 전압제어발진기의 회로구성도,
제2도는 본 발명에 따른 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기의 블록도.
제3도는 콘드롤러의 송,수신 스위칭제어신호에 대란 신호천이도,
제4도는 제2도에 도시된 본 발명의 상세회로도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11:콘트롤러12:캐패시터 스위치
13:공진기14:발진기
15:듀얼주파수합성기16:저역통과필터
17:전압가변 캐패시터
본 발명은 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기에 관한 것으로, 특히 CT-2 시스템의 RF모듈, 단방향 무전기 및 시분할 다원접속(TDMA)방식의 무선통신 시스템에서 캐패시터 스위칭을 통해 송,수신 국부발진 주파수를 한개의 모듈에서 발생시킬 수 있는 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기(VCO)에 관한 것이다.
헤테로다인 방식의 무선통신 시스템은 신호의 송,수신에 필요한 별도의 송수신 극부발진주파수를 발생하기 위해 별도의 송,수신 국부발진회로를 구비하고 있다.
제1도에는 종래의 캐패시터 피드백 콜피츠형 발진기를 변형한 클랩-고리엘(Clapp-Gouriet) VCO가 도시되어 있으며, 이 VCO는 한개의 트랜지스터(Q1)와 두개의 캐패시터(C1,C2)를 사용한 피드백 회로를 형성하여 부성저항을 발생시킨다.
이때 발생된 부성저항은 공진기의 부하(RL)의 손실을 상쇄시켜 발진을 일으키게 한다. 이때 입력임피던스는 두 캐패시터(C1,C2)와 가변 캐패시터(CV) 및 인덕터(L)의 조합에 따라 변한다.
결국 입력전압(Vin)의 레벨젼화에 따라 가변캐패시턴스(Cv)가 변하여 전체회로의 캐패시턴스가 변하게 되며, 그 결과 발진주파수가 정해진 발진범위내에서 제어된다.
제1도에서 미설명부호 Cc는 커플링 캐패시터이고, R1과 R2는 저항을 나타낸다.
상기한 바와 같이 종래의 전압제어발진기는 어느 일정한 범위내에서 입력되는 신호의 전압레벨에 따라 캐패시터가 가변되어 개패시턴스의 가변범위내에서 발진주파수를 발생시키는 구조를 가지고 있으나 100MHz이상 주파수차가 나는 신호를 발생시키기에는 불가능한 구조로 보통 20MHz 이내의 주파수 대역에서만 부성저항을 발생시킬 수 있다는 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 캐패시터 스위칭을 통해 송,수신 국부 발진 주파수를 한개의모듈에서 발생시킬 수 있는 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인덕터와, 제1캐패시터와, 상기 인덕터와 병렬 접속된 제2캐패시터와, 상기 제2캐패시터와 병렬 접속된 제3캐패시터와, 상기 제3캐패시터와 접지간에 직렬 접속되며 인가 전압에 따라 캐패시턴스가 가변되는 전압가변 캐패시터로 이루어진 공진회로와; 상기 제3캐패시터의 일단자가 베이스에 접속되고 에미터에 타단자가 접속되어 상기 공진회로와 함께 발진회로를 형성하는 트랜지스터와; 송신 및 수신 스위칭 제어신호와 송, 수신 발진 주파수 제어신호를 발생하는 제어수단과; 상기 송,수신 스위칭 제어신호가 입력되는 경우만 상기 제1캐패시터를 상기 인덕터(L)에 병렬 접속시키기 위한 캐패시터 스위칭 수단과; 상기 송, 수신 발진 주파수 제어신호와 상기 발진회로의 출력에 응답하여 송, 수신 발진주파수에 대응한 입력전압을 상기 전압가변 캐패시터로 출력하기 위한 듀얼 주파수 합성기로 구성되는 것을 특징으로 하는 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기를 제공한다.
이하에 첨부도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
제2도에는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기의 블록도가 도시되어 있고, 제3도는 콘트롤러의 송, 수신 스위칭 제어신호(TXEN)에 대한 신호 천이도가 도시되어 있다.
먼저 제2도를 참고하면 콘트롤러(11)의 송, 수신 스위칭 제어신호(TXEN)에 따라 캐패시터 스위치(12)가 동작하고 콘트롤러(11)로부터의 제어신호(CONT)와 발진기(14)로부터의 출력(VCO)에 따라 주파수 합성기(15)로부터 발생된 입력전압(Vin)이 저역통과필터(16)를 거쳐 전압가변 캐패시터(17)의 캐패시턴스를 제어하여 원하는 채널 주파수를 맞춘다.
이때 캐패시터 스위치(12)는 송, 수신시에 발생되어야 할 주파수를 결정하며 전압 가변 캐패시터(17)는 채널 주파수를 결정하는 데 사용된다.
캐패시터 스위치(12)와 전압가변 캐패시터(17)의 조합에 따라 공진 주파수가 결정되고 그 결과 발진기(14)내에서 공진 주파수를 갖는 신호가 발생된다.
이하에 제3도를 참고하여 제4도에 도시된 본 발명의 상세회로를 설명한다.
제3도의 TXEN의 신호천이도에서 송신(TX)버스트 타임(Burst Time)(TBI)시에는 TXEN 제어신호의 상태가 온이 되고 나머지 시간, 즉 수신(RX)버스트 타임시에는 오프가 된다.
여기서 TBI과 RBI을 제외한 나머지 TB2-----TBN, RB2-----RBN은 다른 채널에 할당된 버스트 타임 구간을 나타낸다.
따라서 제4도에서 콘트롤러(11)에 의해 제어되는 TXEN제어신호가 온인 경우 PNT 트랜지스터(Q1)의 바이어스 조건은 오프가 되어 차단상태로 된다. 이 경우 캐소드가 Q1의 콜렉터에 접속된 스위칭 다이오드(D1)는 온상태가 되어 캐패시터(C4)에 전류가 흐르게 되고 캐패시터 스위칭은 온상태가 된다.
한편 콘트롤러(11)의 송, 수신 선택신호, 송수신 발진주파수에 대한 데이타 등을 포함한 제어신호(CONT)와 발진 트랜지스터(Q2)의 에미터에서 커플링 캐패시터(Cc)를 통해 입력된 발진 출력(Vco)에 응답하여 송수신 발진주파수에 대응한 입력전압(Vin)을 듀얼주파수합성기(15)에서 발생하면 입력전압(Vin)역시 캐패시터(C5,C6) 및 저항(R7)에 의해 구성되어 고주파 성분을 바이패스시키는 루프(loop)필터를 거쳐 전압가변 캐패시터(Cv)에 인가되므로 인가된 전압에 따라 가변 캐패시터(Cv)값이 결정된다.
이때 트랜지스터(Q2)의 에미터와 베이스간에 접속된 캐패시터(C1)는 부성저항을 발생시키는 피드백회로를 구성하며 발진기 전체 회로에 입력 임피던스는 캐패시터(Cv,C1,C2,C3 및 C4) 및 인덕터(L)의 조합형태로 되어 송신시의 발진 주파수를 발생하게 된다.
한편 콘트롤러(11)에 의해 제어되는 TXEN제어신호가 오프인 경우 PNP트랜지스터(Q1)은 저항(R3,R4 및 R5)의 바이어스 조건에 따라 도통상태가 되고, 이때 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전위는 스위칭 다이오드(D1)의 캐소드 전위보다 높게 되므로 다이오드(D1)는 차단상태가 된다.
그 결과 발진기 전체회로의 입력임피던수는 캐패시턴스(C1,Cv,C3 및 C2)와 인덕터(L)의 조합형태에 따라 좌우되어 수신시의 발진주파수를 발생하게 된다.
제3도에서 미설명부호 R1과 R2는 바이어스 설정용 저항을 가리킨다.
상기한 바와 같은 본 발명에서는 콘트롤러로부터의 TXEN제어신호에 의해 캐패시터(C4)를 LG공진회로에 접속 또는 분리시켜 기본 송, 수신 발진 주파수를 선택하고, 입력 전압(Vin)에 의해 전압가변 캐패시터(Cv)를 가변시켜 채널 주파수를 결정함에 의해, 현재 서비스 중인 CT-2 또는 TDMA방식을 사용하는 무선통신 시스템에서 송, 수신 국부발진 주파수를 발생시키기 위하여 2개의 VCO가 필요하였던 종래 기술에 비하여 본 발명은 송수신을 겸용하여 사용할 수 있으므로 원가절감 및 서로 다른 국부발진 주파수의 계속적인 사용으로 인한 RF 신호의 상호 간섭을 완전히 배제할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 인덕터(L)와, 제1캐패시터(C4)와, 상기 인덕터와 병렬 접속된 제2캐패시터(C2)와, 상기 제2캐패시터와 병렬 접속된 제3캐패시터(C1)와, 상기 제3캐패시터와 접지간에 직렬 접속되며 인가 전압에 따라 캐패시턴스가 가변되는 전압가변 캐패시터로 이루어진 공진회로(13)와; 상기 제3캐패시터의 일단자가 베이스에 접속되고 에미터에 타단자가 접속되어 상기 공진회로와 함께 발진회로를 형성하는 트랜지스터(Q2)와; 송신 및 수신 스위칭 제어신호(TXEN)와 송, 수신 발진 주파수 제어신호(CONT)를 발생하는 제어수단(11)과; 상기 송,수신 스위칭 제어신호가 입력되는 경우만 상기 제1캐패시터(C4)를 상기 인덕터(L)에 병렬 접속시키기 위한 캐패시터 스위칭 수단(12)과; 상기 송, 수신 발진 주파수 제어신호(CONT)와 상기 발진회로의 출력(Vco)에 응답하여 송, 수신 발진주파수에 대응한 입력전압(Vin)을 상기 전압가변 캐패시터(Cv)로 출력하기 위한 듀얼 주파수 합성기(15)로 구성되는 것을 특징으로 하는 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기.
- 제1항에 있어서, 상기 듀얼 주파수 합성기(15)후단에 입력전압(Vin)의 고주파 성분을 바이패스 시키기 위한 저역통과필터(16)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기.
- 제1항에 있어서, 상기 송, 수신 스위칭 제어신호는 송신시에 출력되는 것을 특징으로 하는 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기.
- 제1항에 있어서, 상기 캐패시터 스위칭 수단(12)은 상기 송수신 스위칭 제어신호가 베이스에 인가되고, 콜렉터에 상기 제1캐패시터(C4)와 저항(R3)이 접속된 PNP형 캐패시터(Q1)와, 상기 송수신 스위칭 제어신호가 저항(R4)을 통해 애노드에 인가되고 캐소드가 상기 PNP형 트랜지스터의 콜렉터에 접속된 스위칭 다이오드(DI)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 전압제어 발진기.
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| KR1019940032893A KR0137913B1 (ko) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 캐패시터 스위칭 전압제어 발진기 |
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