KR100551481B1 - 위상제어가 가능한 직교출력 전압제어 발진기, 그것을구비한 무선신호 트랜시버, 및 직교위상 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

위상제어가 가능한 직교출력 전압제어 발진기 및 직교위상 제어 방법이 개시되어 있다. 직교출력 전압제어 발진기는 제 1 발진부, 제 2 발진부, 제 1 전류원, 제 2 전류원, 및 위상보상회로를 구비한다. 제 1 발진부는 직교위상 발진신호를 수신하여 동상 발진신호를 발생시킨다. 제 2 발진부는 동상 발진신호를 수신하여 직교위상 발진신호를 발생시킨다. 제 1 전류원은 제 1 발진부에 제 1 바이어스 전류를 제공한다. 제 2 전류원은 제 2 발진부에 제 2 바이어스 전류를 제공한다. 위상보상회로는 동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 수신하여 이 두 신호간의 위상 미스매칭 값을 검출하고, 위상 미스매칭 값에 응답하여 제 1 및 제 2 바이어스 전류들을 상보적으로 제어한다. 따라서 직교출력 전압제어 발진기는 동상신호 성분과 직교위상 신호 성분 사이의 직교관계를 정밀하게 제어할 수 있고, 무선신호 수신기의 주파수 이미지를 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

위상제어가 가능한 직교출력 전압제어 발진기, 그것을 구비한 무선신호 트랜시버, 및 직교위상 제어 방법{QUADRATURE OUTPUT VOLTAGE-CONTROLLED OSCILLATOR CAPABLE OF IMPLEMENTING PHASE CONTROL, RF TRANSCEIVER COMPRISING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING QUADRATURE PHASE}
도 1은 종래의 무선신호 수신기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 직교출력 전압제어 발진기의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 직교출력 전압제어 발진기를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 전압제어 발진기를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 전압제어 발진기를 구비한 본 발명에 따른 무선신호 수신기를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 4의 전압제어 발진기에 대해 제어전류의 변화에 따른 직교위상 출력신호의 위상의 변화를 나타내는 시뮬레이션도다.
도 7은 도 4의 전압제어 발진기에 대해 동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 함께 도시한 시뮬레이션도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 제 1 발진기
200 : 제 2 발진기
300 : 위상보상회로
321 : 위상 미스매치 검출기
323 : A/D 컨버터
325 : D/A 컨버터
본 발명은 무선신호 트랜시버에 관한 것으로, 특히 무선신호 트랜시버에 사용되는 직교출력 전압제어 발진기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 무선신호 수신기를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 미국등록특허 제 6,462,626호에 기술되어 있다. 도 1을 참조하면, 무선신호 수신기는 무선 주파수 신호를 수신하기 위한 안테나(12)를 포함한다. 무선 주파수 신호는 필터(14)에서 필터링 되고, 증폭기(16)에 의해 증폭된다. 무선 주파수 신호는 필터링 되고 증폭된 후 제 1 믹싱단(mixing stage)의 제 1 믹서(18)와 제 2 믹서(20)에 인가된다. 제 1 믹서(18)는 직교출력 발진기(22)에 의해 발생된 동상신호 성분(Ia)에 의해 제어된다. 제 2 믹서(20)는 직교출력 발진기(22)에 의해 발생된 직교 위상신호 성분(Qa)에 의해 제어된다. 제 1 믹서(18)의 출력은 제 2 믹싱단(27)의 제 3 믹서(24)와 제 4 믹서(26)에 제공된다. 제 3 믹서(24)는 직교출력 발진기(29)에 의해 발생된 동상신호 성분(Ib)에 의해 제어되고, 제 4 믹서(26)는 직교출력 발진기(29)에 의해 발생된 직교 위상신호 성분(Qb)에 의해 제어된다. 제 2 믹서(20)의 출력은 제 2 믹싱단(27)의 제 5 믹서(28)와 제 6 믹서(30)에 제공된다. 제 5 믹서(28)는 직교출력 발진기(29)에 의해 발생된 동상신호 성분(Ib)에 의해 제어되고, 제 6 믹서(30)는 직교출력 발진기(29)에 의해 발생된 직교 위상신호 성분(Qb)에 의해 제어된다. 제 3 믹서(24) 및 제 6 믹서(30)의 출력은 무선 주파수 신호의 동상 표현을 발생시키기 위해 선택기(32)에 인가된다. 제 4 믹서(26) 및 제 5 믹서(28)의 출력은 무선 주파수 신호의 직교위상 표현을 발생시키기 위해 선택기(34)에 인가된다. 선택기(32)가 수신되는 입력들을 가산하고(add), 선택기(34)가 수신되는 입력들을 감산하거나(subtract), 역으로, 선택기(32)가 감산기로 작용하고, 선택기(34)가 가산기로 작용한다면, 여러 믹서들에 인가되는 발진기들의 위상들에 따라 원하는 하향 변환된(down-converted) 신호가 얻어진다.
직교출력 발진기(29)는 직교출력 발진기(22)에 비해 훨씬 낮은 주파수에서 동작한다. 예를 들어, 안테나(12)에서 수신되는 무선 주파수 신호의 주파수는 약 1.9 GHz이고, 직교출력 발진기(22)에 의해 발생된 주파수는 1.5 ~ 1.7 GHz일 수 있다. 직교출력 발진기(29)는 안테나(12)에서 수신된 무선 주파수 신호의 주파수와 직교출력 발진기(22)에 의해 발생된 주파수 사이의 차에 해당하는 주파수를 발생시키고, 이 차 주파수는 200 ~ 400 MHz가 된다. 도 1의 무선신호 수신기 내에 있는 믹서들은 안테나(12)에서 수신된 무선 주파수 신호의 주파수를 중간 주파수(Intermediate Frequency)로 하향 변환하기 위해 사용된다. 발진 주파수보다 낮은 주파수에 위치하는 신호는 이미지 신호(image signal)로 정의된다. 이미지 신호는 발진 주파수와 수신된 무선 신호의 믹싱에 의해 발생된 것과 동일한 중간 주 파수로 하향 변환된다. 하향 변환된 이미지 신호는 운하는 하향 변환된 무선신호의 안전한 수신을 방해하고, 따라서 수신기의 성능을 떨어뜨린다. 이러한 이미지 신호를 제거하기(reject) 위하여 믹서들 앞에 여분의 이미지 제거 필터(extra image-rejection filter)가 사용될 수 있다. 그러나, 이들 필터들은 무선 수신기와 동일한 반도체 칩에 집적하기가 어렵다. 무선 수신기 내에 있는 믹서들은 이들 하향 변환된 이미지 신호를 제거하기 위해 사용된다. 이 믹서들의 특성은 직교출력 발진기(22)의 직교신호의 특성에 의존한다. 그런데, 직교출력 발진기(22)에 의해 발생된 동상신호 성분(I)과 직교신호 위상성분(Q) 사이에 진정한 직교 관계가 존재하지 않으면, 하향 변환된 이미지 신호의 성분을 완전히 제거하기는 어렵다.
도 2는 종래의 직교출력 전압제어 발진기의 일례를 나타내는 블록도로서, 미국등록특허 제 6,456,167호 등에 개시되어 있다. 도 2를 참조하면, 직교출력 전압제어 발진기는 제 1 발진부(100)와 제 2 발진부(200), 및 전류원들(I1, I2)을 구비한다. 제 1 발진부(100)의 출력인 동상 신호들(IP, IN)은 제 2 발진부(200)의 입력단자들에 입력되고, 제 2 발진부(200)의 출력인 직교위상 신호들(QP, QN)은 제 1 발진부(200)의 입력단자들에 입력된다. 도 2의 구조를 사용하면, 동상 신호(IP, IN)와 직교위상 신호(QP, QN)가 발생된다. 이 신호들은 도 1의 무선신호 수신기의 믹서들(18, 20)에 인가될 수 있다.
그런데, 직교출력 전압제어 발진기의 직교출력들은 이상적이지 않다. 즉, 동상 신호와 직교신호 성분들 사이의 위상 차는 90°±ERR이 된다. 이러한 위상 차에 있어서 에러가 발생하는 것은 주로 소자 부정합(device mismatch) 때문이다. 수신 된 무선 신호에 포함된 이미지 신호를 제거하기 위해 수동필터를 사용할 수 있지만, 이 방법은 설계가 복잡하고 칩 사이즈가 증가하는 문제가 있다.
따라서, 원하는 무선신호 수신기의 성능을 달성하기 위해 동상신호와 직교신호 사이에 정밀한 직교관계 유지할 필요가 있고, 이를 위해서 직교출력 발진기의 정밀한 제어가 필요하다. 미국등록특허 제 6,462,626호에는 직교출력 발진기를 구성하는 증폭기의 증폭률을 조절하여 동상신호와 직교신호 사이의 직교관계를 정밀하게 제어하는 회로가 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 고안된 발명으로서, 본 발명의 목적은 주파수 이미지를 효과적으로 제거하기 위해 동상신호 성분과 직교위상 신호 성분 사이의 직교관계를 정밀하게 제어할 수 있는 직교출력 발진기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 주파수 이미지를 효과적으로 제거하기 위해 동상신호 성분과 직교위상 신호 성분 사이의 직교관계를 정밀하게 제어할 수 있는 무선신호 수신기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 직교출력 발진기는 제 1 발진부, 제 2 발진부, 제 1 전류원, 제 2 전류원, 및 위상보상회로를 구비한다. 제 1 발진부는 직교위상 발진신호를 수신하여 동상 발진신호를 발생시킨다. 제 2 발진부는 상기 동상 발진신호를 수신하여 상기 직교위상 발진신호를 발생시킨다. 제 1 전 류원은 상기 제 1 발진부에 제 1 바이어스 전류를 제공한다. 제 2 전류원은 상기 제 2 발진부에 제 2 바이어스 전류를 제공한다. 위상보상회로는 동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 수신하여 이 두 신호간의 위상 미스매칭 값을 검출하고, 상기 위상 미스매칭 값에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 바이어스 전류들을 상보적으로 제어한다.
본 발명에 따른 무선신호 트랜시버는 무선신호 변환회로, 위상보상회로, 및 로컬 발진기를 구비한다. 무선신호 변환회로는 무선 주파수 신호를 수신하고 상기 수신된 무선 주파수 신호와 발진 주파수 신호들을 믹싱하여 중간 주파수를 갖는 동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 발생시킨다. 위상보상회로는 상기 동상 출력신호와 상기 직교위상 출력신호의 위상 미스매칭 값을 검출하고 상기 위상 미스매칭 값에 응답하여 서로 상보적인 보상신호쌍을 발생시킨다. 로컬 발진기는 상기 보상신호쌍에 응답하여 조절된 동상 발진신호와 직교위상 발진신호를 발생시켜 상기 무선신호 변환회로에 전송한다.
상기 위상보상회로는 위상 미스매치 검출기, A/D 컨버터, 및 D/A 컨버터를 구비한다. 위상 미스매치 검출기는 상기 동상 출력신호와 상기 직교위상 출력신호를 수신하여 이 두 신호간의 위상 미스매칭 값을 검출하여 검출신호를 발생시킨다. A/D 컨버터는 상기 검출신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 제어신호를 발생시킨다. D/A 컨버터는 상기 디지털 제어신호를 아날로그 신호로 변환하고 상기 보상신호쌍을 발생시킨다.
본 발명에 따른 무선신호 수신 장치의 직교위상 제어방법은 무선주파수 신호 를 수신하는 단계; 상기 수신된 무선 주파수 신호와 발진 주파수 신호를 믹싱하여 중간 주파수를 갖는 동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 발생시키는 단계; 상기 동상 출력신호와 상기 직교위상 출력신호의 위상 미스매칭 값을 검출하는 단계; 상기 위상 미스매칭 값에 응답하여 서로 상보적인 보상신호쌍을 발생시키는 단계; 및 상기 보상신호쌍에 응답하여 조절된 동상 발진신호와 조절된 직교위상 발진신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 직교출력 전압제어 발진기를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 직교출력 전압제어 발진기는 위상보상 회로(300), 제 1 발진부(100), 제 1 전류원(410), 제 2 발진부(200), 및 제 2 전류원(420)을 구비한다.
위상보상 회로(300)는 동상 출력신호(IFI)와 직교위상 출력신호(IFQ)를 수신하여 이 두 신호간의 위상 미스매칭 값을 검출한다. 또한, 위상보상회로(300)는 위상 미스매칭 값에 응답하여 제 1 및 제 2 보상신호(-IC, +IC)를 발생시키고 제 1 및 제 2 바이어스 전류들(I1, I2)을 상보적으로 제어한다.
제 1 발진부(100)는 직교위상 발진신호(QP, QN)를 수신하여 동상 발진신호(IP, IN)를 발생시킨다. 제 1 전류원(410)은 제 1 보상신호(-IC)에 응답하여 제 1 발진부(100)에 제 1 전류(I1)를 공급한다. 제 2 발진부(200)는 동상 발진신호(IP, IN)를 수신하여 직교위상 발진신호(QP, QN)를 발생시킨다. 제 2 전류원(420)은 제 2 보상신호(+IC)에 응답하여 제 2 발진부(200)에 제 2 전류(I2) 를 공급한다.
도 4는 도 3의 직교출력 전압제어 발진기를 구체적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 직교출력 전압제어 발진기는 제 1 발진부(100), 제 2 발진부(200), 위상보상회로(300), 전류원(IS), 제 1 NMOS 트랜지스터(MN9), 제 2 NMOS 트랜지스터(MN10), 및 제 3 NMOS 트랜지스터(MN11)를 구비한다.
제 1 발진부(100)는 PMOS 트랜지스터들(MP1, MP2), 인덕터(L1), 커패시터(C1), NMOS 트랜지스터들(MN1, MN2, MN3, MN4)을 구비한다. 제 1 동상 출력라인(LIO1)에서 동상 발진신호(IP)가 출력되고, 제 2 동상 출력라인(LIO2)에서 동상 발진신호(IN)가 출력된다. PMOS 트랜지스터(MP1)는 고전원전압(VDD)에 연결된 소스와 제 1 동상 출력라인(LIO1)에 연결된 드레인과 제 2 동상 출력라인(LIO2)에 연결된 게이트를 갖는다. PMOS 트랜지스터(MP2)는 고전원전압(VDD)에 연결된 소스와 제 2 동상 출력라인(LIO2)에 연결된 드레인과 제 1 동상 출력라인(LIO1)에 연결된 게이트를 갖는다. 인덕터(L1)와 커패시터(C1)는 제 1 동상 출력라인(LIO1)과 제 2 동상 출력라인(LIO2) 사이에 서로 병렬 연결되어 있다. NMOS 트랜지스터(MN1)는 제 1 동상 출력라인(LIO1)에 연결된 드레인과 제 1 노드(N1)에 연결된 소스와 제 2 동상 출력라인(LIO2)에 연결된 게이트를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN2)는 제 2 동상 출력라인(LIO2)에 연결된 드레인과 제 1 노드(N1)에 연결된 소스와 제 1 동상 출력라인(LIO1)에 연결된 게이트를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN3)은 제 1 동상 출력라인(LIO1)에 연결된 드레인과 제 1 노드(N1)에 연결된 소스와 직교위상 발진신호(QP)를 수신하는 게이트를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN4)는 제 2 동상 출력라인(LIO2)에 연결된 드레인과 제 1 노드(N1)에 연결된 소스와 직교위상 발진신호(QN)를 수신하는 게이트를 갖는다.
제 2 발진부(200)는 PMOS 트랜지스터들(MP3, MP4), 인덕터(L2), 커패시터(C2), NMOS 트랜지스터들(MN5, MN6, MN7, MN8)을 구비한다. 제 1 직교 출력라인(LQO1)에서 직교위상 발진신호(QN)가 출력되고, 제 2 직교 출력라인(LQO2)에서 직교위상 발진신호(QN)가 출력된다. PMOS 트랜지스터(MP3)는 고전원전압(VDD)에 연결된 소스와 제 1 직교위상 출력라인(LQO1)에 연결된 드레인과 제 2 직교위상 출력라인(LQO2)에 연결된 게이트를 갖는다. PMOS 트랜지스터(MP4)는 고전원전압(VDD)에 연결된 소스와 제 2 직교위상 출력라인(LQO2)에 연결된 드레인과 제 1 직교위상 출력라인(LQO1)에 연결된 게이트를 갖는다. 인덕터(L2)와 커패시터(C2)는 제 1 직교위상 출력라인(LQO1)과 제 2 직교위상 출력라인(LQO2) 사이에 서로 병렬 연결되어 있다. NMOS 트랜지스터(MN5)는 제 1 직교위상 출력라인(LQO1)에 연결된 드레인과 제 2 노드(N2)에 연결된 소스와 제 2 직교위상 출력라인(LQO2)에 연결된 게이트를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN6)는 제 2 직교위상 출력라인(LQO2)에 연결된 드레인과 제 2 노드(N2)에 연결된 소스와 제 1 직교위상 출력라인(LQO1)에 연결된 게이트를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN7)는 제 1 직교위상 출력라인(LQO1)에 연결된 드레인과 제 2 노드(N2)에 연결된 소스와 동상 발진신호(IP)를 수신하는 게이트를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN8)는 제 2 동상 출력라인(LQO2)에 연결된 드레인과 제 2 노드(N2)에 연결된 소스와 동상 발진신호(IN)를 수신하는 게이트를 갖는다.
NMOS 트랜지스터(MN10)는 제 1 노드(N1)에 연결된 드레인과 저전원전압(VSS) 에 연결된 소스를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN11)는 제 2 노드(N2)에 연결된 드레인과 저전원전압(VSS)에 연결된 소스를 갖는다. NMOS 트랜지스터(MN10)의 게이트와 제 3 노드(N3) 사이에는 저항(R1)이 연결되어 있고, NMOS 트랜지스터(MN11)의 게이트와 제 3 노드(N3) 사이에는 저항(R2)이 연결되어 있다.
전원전압(VDD)과 제 3 노드(N3) 사이에는 전류원(IS)이 연결되어 있다. 제 3 노드(N3)와 저전원전압(VSS) 사이에는 다이오드 연결된 NMOS 트랜지스터(MN9)가 연결되어 있다.
위상보상회로(300)는 동상 출력신호(IFI)와 직교위상 출력신호(IFQ)를 수신하여 이 두 신호간의 위상 미스매칭 값을 검출한다. 또한, 위상보상회로(300)는 위상 미스매칭 값에 응답하여 제 1 및 제 2 보상신호(-IC, +IC)를 발생시키고 제 1 및 제 2 바이어스 전류들(I1, I2)을 상보적으로 제어한다. 제어전류(+IC)는 NMOS 트랜지스터(MN11)의 게이트에, 제어전류(-IC)는 NMOS 트랜지스터(MN10)의 게이트에 각각 인가된다. 즉, IC의 제어전류는 위상보상회로(300)로부터 NMOS 트랜지스터(MN11)의 게이트로 흘러 들어가고, NMOS 트랜지스터(MN10)의 게이트로부터 위상보상회로(300)로 흘러나온다.
NMOS 트랜지스터(MN10)는 도 3의 제 1 전류원(410)에 대응하고, NMOS 트랜지스터(MN11)는 도 3의 제 2 전류원(420)에 대응한다.
이하, 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 직교출력 전압제어 발진기의 동작을 설명한다.
제 1 발진부(100)는 NMOS 트랜지스터들(MN3, MN4)의 게이트들을 통해 직교위 상 발진신호들(QP, QN)을 수신하고 인덕터(L1)와 커패시터(C1)로 구성된 공진탱크에 의해 공진한다. 제 1 동상 출력라인(LIO1)에서는 제 1 동상 발진신호(IP)가 출력되고, 제 2 동상 출력라인(LIO2)에서는 제 2 동상 발진신호(IN)가 출력된다.
제 2 발진부(200)는 NMOS 트랜지스터들(MN7, MN8)의 게이트들을 통해 동상 발진신호들(IP, IN)을 수신하고 인덕터(L2)와 커패시터(C2)로 구성된 공진탱크에 의해 공진한다. 제 1 동상 출력라인(LIO1)에서는 제 1 동상 발진신호(IP)가 출력되고, 제 2 동상 출력라인(LIO2)에서는 제 2 동상 발진신호(IN)가 출력된다.
도 5는 도 3의 전압제어 발진기를 구비한 본 발명에 따른 무선신호 수신기를 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 무선신호 수신기는 다운 컨버터(510), 위상보상회로(300), 및 로컬 발진기(530)를 구비한다. 다운 컨버터(510)는 무선 주파수 신호를 수신하고 이 수신된 무선 주파수 신호와 발진 주파수 신호들(LOI, LOQ)을 믹싱하여 중간 주파수를 갖는 동상 출력신호(IFI)와 직교위상 출력신호(IFQ)를 발생시킨다. 위상보상회로(300)는 동상 출력신호(IFI)와 직교위상 출력신호(IFQ)의 위상 미스매칭 값을 검출하고, 이 값에 응답하여 서로 상보적인 보상신호쌍(+IC, -IC)을 발생시킨다. 로컬 발진기(530)는 보상신호쌍(+IC, -IC)에 응답하여 조절된 동상 발진신호(LOI)와 직교위상 발진신호(LOQ)를 발생시켜 다운 컨버터에 전송한다.
위상보상회로(300)는 위상 미스매치 검출기(321), A/D 컨버터(323), 및 D/A 컨버터(325)를 구비한다.
이하, 도 5의 무선신호 수신기의 동작을 설명한다.
다운 컨버터(510)는 무선 주파수 신호(RF)를 수신하고 수신된 무선 주파수 신호(RF)와 로컬 발진기(530)의 출력신호인 발진 주파수 신호(LOI, LOQ)를 믹싱하여 중간 주파수를 갖는 동상 출력신호(IFI)와 직교위상 출력신호(IFQ)를 발생시킨다. 위상 미스매치 검출기(321)는 동상 출력신호(IFI)와 직교위상 출력신호(IFQ)의 위상을 비교하고 이들 두 신호의 위상 차이가 90ㅀ에서 벗어날 때, 이 벗어난 값에 대응하는 검출신호(DETO)를 발생시킨다. A/D 컨버터(323)는 이 검출신호(DETO)를 대응하는 디지털 제어신호(CNT)로 변환한다. D/A 컨버터(325)는 디지털 제어신호(CNT)에 응답하여 제 1 전류(-IC)와 제 2 전류(+IC)를 발생시키고 다운 컨버터(510)에 공급한다. 도 5의 무선신호 수신기는 동상 출력신호(IFI)와 직교위상 출력신호(IFQ)의 위상을 비교하고 이들 두 신호의 위상 차이가 90ㅀ에서 벗어날 때, 이 벗어난 값에 대응하는 디지털 제어신호(CNT)를 발생시킨다. D/A 컨버터(325)는 디지털 제어신호(CNT)에 응답하여 제 1 전류(-IC)와 제 2 전류(+IC)를 발생시키고 다운 컨버터(510)에 공급한다. 즉, D/A 컨버터(325)는 하나의 단자를 통해 IC의 전류를 다운 컨버터(510)에 공급하고, 다른 하나의 단자를 통해 다운 컨버터(510)로부터 IC의 전류를 빼낸다. 이와 같은 과정을 통해서 무선신호 수신기는 정확히 90ㅀ의 위상 차이를 갖는 두 신호(IFI, IFQ)를 발생시킨다.
도 6은 도 4의 전압제어 발진기에 대해 제어전류의 변화에 따른 직교 출력신호의 위상의 변화를 나타내는 시뮬레이션도이다. 도 6을 참조하면, 도 4의 전압제어 발진기의 직교위상 출력신호는 제어전류(IC)의 변화에 따라 선형으로 변화하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 도 4의 전압제어 발진기 내에 있는 D/A 컨버터의 출력 인 제어전류(IC)를 조절하여 전압제어 발진기의 직교위상 출력신호를 가변시킬 수 있다.
도 7은 도 4의 전압제어 발진기에 대해 동상 출력신호(IP-IN)와 직교위상 출력신호(QP-QN)를 함께 도시한 시뮬레이션도이다. 도 5를 참조하면, 직교위상 출력신호(QP-QN)의 위상이 정밀하게 조절되고 있음을 알 수 있다. 또한, 직교위상 출력신호(QP-QN)의 위상은 변화되지만 진폭은 일정한 값을 유지하고 있음을 알 수 있다.
실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 직교출력 전압제어 발진기는 동상신호 성분과 직교위상 신호 성분 사이의 직교관계를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 직교출력 전압제어 발진기는 무선신호 수신기의 주파수 이미지를 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (8)

  1. 직교위상 발진신호를 수신하여 동상 발진신호를 발생시키는 제 1 발진부;
    상기 동상 발진신호를 수신하여 상기 직교위상 발진신호를 발생시키는 제 2 발진부;
    상기 제 1 발진부에 제 1 바이어스 전류를 제공하는 제 1 전류원;
    상기 제 2 발진부에 제 2 바이어스 전류를 제공하는 제 2 전류원; 및
    동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 수신하여 이 두 신호간의 위상 미스매칭 값을 검출하고, 상기 위상 미스매칭 값에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 바이어스 전류들을 상보적으로 제어하는 위상보상회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 직교출력 전압제어 발진기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직교출력 전압제어 발진기는
    기준 바이어스 전압을 제공하는 바이어스 회로;
    상기 제 1 전류원의 제어단자와 상기 바이어스 회로의 출력단자 사이에 연결된 제 1 저항; 및
    상기 제 2 전류원의 제어단자와 상기 바이어스 회로의 출력단자 사이에 연결된 제 2 저항을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 직교출력 전압제어 발진기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 위상보상회로는
    상기 위상 미스매칭 값에 응답하여 상기 제 1 전류원의 제어단자에 제 1 보상신호를 제공하고, 상기 제 2 전류원의 제어단자에 상기 제 1 보상신호와 상보적인 제 2 보상신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 직교출력 전압제어 발진기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 보상신호와 상기 제 2 보상신호는 반대의 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 직교출력 전압제어 발진기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 동상 발진신호 및 상기 직교위상 발진신호는 각각
    쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 직교출력 전압제어 발진기.
  6. 무선 주파수 신호를 수신하고 상기 수신된 무선 주파수 신호와 발진 주파수 신호들을 믹싱하여 중간 주파수를 갖는 동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 발생시키는 무선신호 변환회로;
    상기 동상 출력신호와 상기 직교위상 출력신호의 위상 미스매칭 값을 검출하고 상기 위상 미스매칭 값에 응답하여 서로 상보적인 보상신호쌍을 발생시키는 위상보상회로; 및
    상기 보상신호쌍에 응답하여 조절된 동상 발진신호와 직교위상 발진신호를 발생시켜 상기 무선신호 변환회로에 전송하는 로컬 발진기를 구비하는 것을 특징으 로 하는 무선신호 트랜시버.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 위상보상회로는
    상기 동상 출력신호와 상기 직교위상 출력신호를 수신하여 이 두 신호간의 위상 미스매칭 값을 검출하여 검출신호를 발생시키는 위상 미스매치 검출기;
    상기 검출신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 제어신호를 발생시키는 A/D 컨버터; 및
    상기 디지털 제어신호를 아날로그 신호로 변환하고 상기 보상신호쌍을 발생시키는 D/A 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선신호 트랜시버.
  8. 무선주파수 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 무선 주파수 신호와 발진 주파수 신호를 믹싱하여 중간 주파수를 갖는 동상 출력신호와 직교위상 출력신호를 발생시키는 단계;
    상기 동상 출력신호와 상기 직교위상 출력신호의 위상 미스매칭 값을 검출하는 단계;
    상기 위상 미스매칭 값에 응답하여 서로 상보적인 보상신호쌍을 발생시키는 단계;
    상기 보상신호쌍에 응답하여 조절된 동상 발진신호와 조절된 직교위상 발진신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선신호 트랜시버의 직교위상 제어방법.
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