KR100691993B1 - 온도에 따른 주파수 에러를 보상하는 이동 단말기 - Google Patents

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Abstract

온도 변화에 따른 주파수 에러를 보상하는 이동 단말기가 개시된다. 즉, 상기 이동 단말기는 온도 변화에 따라 소정의 입력 신호를 보상하는 TCXO 대신에 비교적 가격이 저렴한 DCXO를 내부적으로 탑재시켜 온도 변화에 따라 소정의 입력 신호를 보상하고, 상기 이동 단말기의 소비자 가격 또는 원자재 가격을 최적화시킨다.
DCXO, 주파수보상 처리부, 온도 센서

Description

온도에 따른 주파수 에러를 보상하는 이동 단말기{Mobile Terminal for Compensating a Frequency Error followed a Temperature}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 주파수 에러를 보상하는 이동 단말기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 주파수 에러를 보상하는 이동 단말기의 세부 구성도이다.
본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도에 따른 주파수 에러를 보상하기 위하여 송수신부에 탑재되는 DCXO 및 주파수보상 처리부가 구비되는 이동 단말기에 관한 것이다.
일반적으로, 이동 단말기는 통신 산업의 발달로 인해 이동 단말기에서 제공하는 서비스 즉, 패킷 데이터, 서킷 데이터 등과 같은 큰 용량의 데이터를 전송하는 음성 서비스뿐만이 아니라 영상 미디어, 인터넷, 문자 정보 서비스 등을 제공하 는 다양화된 멀티미디어 통신으로 발전해 나가고 있다.
최근 개발되는 이동 단말기는 개인 컴퓨터에 버금가는 성능과 프로그램을 내장하고 있다. 이동 단말기 자체의 휴대성 및 성능 향상은 사용자의 이용률을 더욱 촉진시키고 있다. 또한, 이동 단말기는 기본적으로 전화 번호 및 개인 스케줄 등의 많은 양의 데이터를 저장할 수 있어, 사용자가 필요에 따라 출력 또는 편집할 수 있다.
이동 단말기는 현대인들에게 필수적인 휴대품이 됨으로써, 사용자들 간에 필수적인 연락처 교환이 이루어지고 있다. 이러한 현상은 이동 단말기에 저장할 수 있는 데이터의 종류가 전화 번호뿐만 아니라, 사용자의 주소, 인터넷 메일 주소 및 개인 아바타에 이르기까지 다양한 종류에 이르고 있기 때문이다.
본 발명과 관련되고, 본 발명에 의해 해결되는 문제점은 다음과 같다.
종래의 이동 단말기에 있어서, 상기 이동 단말기는 내부에 온도에 따른 소정의 입력 신호를 보상하는 TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)를 내장함으로 인해 다수의 소비자가 상기 TCXO가 구비되는 이동 단말기를 구입하는데 가격적인 부담을 갖는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이동 단말기에 온도에 따른 소정의 입력 신호를 보상하는 TCXO 대신에 비교적 가격이 저렴한 DCXO를 내부적으로 탑재시켜 온도에 따른 소정의 입력 신호를 보상하고, 상기 이동 단말기의 소비자 가격 또는 원자재 가격을 최 적화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기는 수정발진기를 구비하여 시스템 클럭을 생성하는 DCXO(Digitally Controlled Crystal Oscillator); 외부 온도를 검출하는 온도 센서; 상기 온도센서로부터 검출된 외부 온도에 기초하여 상기 DCXO의 수정발진기에 생성되는 시스템 클럭의 주파수 오차를 보상하기 위한 주파수 보상값을 검출하고, 상기 시스템 클럭의 주파수 오차를 보상하기 위한 제어신호를 상기 DCXO로 전송하여 상기 DCXO의 수정발진기에서 생성되는 시스템 클럭의 주파수가 보상되도록 제어하는 주파수 보상 처리부;를 포함한다.
이하, 본 발명의 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 주파수 에러를 보상하는 이동 단말기의 구성도이다.
도 1를 참조하면, 상기 이동 단말기는 온도 센서(100), 주파수보상 처리부(110), 변조부(120), 복조부(130), 송수신부(140), 시스템 제어부(150) 및 표시부(160)를 포함한다.
먼저, 상기 온도 센서(100)는 온도를 감지하여 검출하는 장치로서, 일반적으 로 공업, 의학, 우주, 자원탐사, 해양개발, 방재 및 공해감시 등 산업용에서부터 민생용까지 그 응용 범위가 매우 넓게 확대되어 가고 있는 추세이다.
최근의 경향은 비교적 정밀성이 크게 요구되지 않고 다량으로 사용되는 곳에는 접촉식 온도 센서가 사용되고 있으며, 비접촉식이고 다기능화된 온도 센서가 개발된 상태이다.
즉, 상기 온도 센서(100)의 감지 방식에는 접촉형과 비접촉형으로 나뉘어진다.
접촉형 온도 센서는 측정대상물과의 접촉을 통해 온도를 측정하는 방식으로 (백금)저항온도 센서, 서미스터, 열전대, 바이메탈 등 대부분의 센서가 이에 해당하고 비접촉형 온도 센서에는 방사(복사)온도계, IC 온도계가 있다.
상기 (백금)저항온도 센서는 온도에 따라 백금의 저항치가 변하는 원리를 이용한 것으로 현존하는 온도 센서 중 가장 정확도가 높아 -260~630도 영역에서 표준온도 센서로도 사용된다. 대부분 절연물질이 충진된 보호관에 넣어 사용하며 정밀한 측정이 요구되는 염색, 화학공업이나 프로세서 제어용으로 많이 사용하고 있으나 가격이 다소 비싼 것이 단점이다.
상기 서미스터는 금속산화물을 소결하여 만들며 온도에 따라 저항치가 변하는 특성을 이용한 것으로 부특성(NTC) 서미스터와 정특성(PTC) 서미스터로 나눈다. 현재 온도 센서(100)로 가장 널리 사용되고 있으며 값이 싸고 소형이지만 직선성, 감도, 기준온도 등이 문제가 된다. 상기 부특성 서미스터는 주로 온도감지, 온도보상, 액위/풍속/진공검출, 돌입전류방지 및 지연소자 등으로 사용되고 있으며, 상기 정특성 서미스터는 모터기동, 자기소거, 정온발열, 과전류보호용으로 사용된다. 최근에는 기술개발의 진보로 극저온, 저온, 고온용의 서미스터들이 개발되어 사용중에 있으며 응용범위도 폭넓게 확대되고 있다.
상기 열전대(Thermocouple)는 두 종류 금속선의 접합점 양단에서 발생하는 기전력 변화를 이용한 것으로 철강, 발전소, 중화학등 공업용으로 많이 사용되고 있으나 대체로 상기 (백금)저항온도 센서나 방사(복사)온도계에 비해 정확도가 떨어진다. 그러나, 상기 열전대는 IPTS(국제실용온도측도)에서 630~1064.43도까지 표준온도 측정기로 사용토록 규정되어 있으며 상기 열전대의 백금선과 로듐선에 보호관을 씌워 산화되지 않도록 하여 사용한다.
상기 방사(복사) 온도계는 측정대상물의 표면에서 발생하는 열방사(복사)를 이용한 것으로 비접촉식이며 단색 파장대 복사와 2개 파장대 복사를 이용하는 방식이 있다. 철강, 요업에서 많이 사용하며 최근에는 저온복사온도계가 실용화되어 상기 열전대을 대체해 가고 있다.
상기 IC 온도 센서는 상기 서미스터나 열전대의 단점인 직선성, 감도, 기준 온도 등을 보완한 비접촉형 온도 센서이다. 상기 IC 온도 센서는 온도에 따라 P-N접합부의 전류전압 특성이 변하는 것을 이용한 것으로 전압 출력형과 전류 출력형이 있다.
상기 접촉형 또는 비접촉형 외에 온도 센서로는 바이메탈, 감온 페라이트, 유리온도계, 수정온도계, NQR 온도계 등 많은 종류가 있으나 정밀도가 떨어지고 응용범위가 제한되어 있다. 다만, 수정온도계는 매우 고감도이므로 아직 특수용도로 많이 사용되고 있다.
또한, 상기 온도 센서(100)는 가전 제품에 있어서 룸 에어컨, 건조기, 냉장고, 레인지에 쓰이고 있으며, 자동차 엔진 제품에 있어서 수온, 흡기온의 측정에 쓰이고 있다. 그리고, 화학공장의 용액이나 기체의 온도를 검지하는 데에도 사용되고 있다.
또한, 상기 온도 센서(100)는 금속선이나 반도체의 저항 값이 온도에 따라 변화하는 성질과 종류가 다른 금속선의 결합 접점을 가열함에 따라 기전력이 발생하는 현상으로 인하여. 반대로 저항이나 기전력을 측정하여 온도를 구하게 된다.
즉, 상기 온도 센서(100)는 상기 접촉형 방식 또는 비접촉형 방식 중에 하나를 선택하여 실온도를 감지한다. 이에 따라, 상기 온도 센서(100)는 감지된 온도에 따라 감지 신호를 생성한 후, 상기 감지 신호를 상기 주파수보상 처리부(110)로 전달한다.
다음, 상기 주파수보상 처리부(110)는 온도에 따라 발생되는 주파수 에러를 보상해주는 장치로서, 즉, 상기 주파수보상 처리부(110)는 상기 온도 센서(100)로부터 전달된 감지 신호를 입력받아 온도 함수 또는 룩업 테이블 등의 알고리즘에 의해 생성된 보상 프로그램을 통하여 상기 감지 신호를 소정의 제어 신호로 변환한다.
다음, 상기 변조부(120)는 소정의 음성 정보, 데이터 정보 및 영상 정보인 신호파를 반송파에 싣어 전송 링크로 보내는 변조파(變調波)를 생성하는 장치이다. 즉, 상기 변조부(120)는 상기 주파수보상 처리부(110)로부터 전달된 소정의 제어 신호와 상기 신호파를 신호보상 처리하여 보상 신호파를 생성하고, 상기 보상 신호파를 변조시켜 보상 변조파를 생성한다.
다음, 상기 복조부(130)는 상기 송수신부(140)로부터 입력되는 멀티미디어 정보인 피변조파(被變調波)를 본래의 원신호로 복원하는 장치이다. 즉, 상기 복조부(130)는 상기 주파수보상 처리부(110)로부터 전달된 소정의 제어 신호와 상기 피변조파를 신호보상 처리하여 보상 피변조파를 생성하고, 상기 보상 피변조파를 복조시켜 보상 신호파를 생성한다.
다음, 송수신부(140)는 송신부와 수신부로 나뉘어지며, 상기 송신부는 상기 음성 정보, 데이터 정보 및 영상 정보가 실어진 반송파를 증폭하여 생성된 고주파 신호를 출력하는 장치이다. 즉, 상기 송신부는 상기 주파수보상 처리부(110)로부터 전달된 상기 보상 변조파를 입력받아 고주파 증폭 후, 사용자에 의해 선택된 하나의 이동 단말기로 전달한다.
상기 수신부는 다수의 이동 단말기 중에 선택된 하나로부터 입력되는 멀티미디어 정보가 실어진 소정의 고주파 신호인 피변조파를 입력받아 상기 복조부(130)로 전달하는 장치이다. 즉, 상기 수신부는 상기 송수신기(140)로부터 전달된 상기 피변조파를 입력받아 저주파 증폭 후, 상기 주파수보상 처리부(110)로 전달한다.
다음, 상기 시스템 제어부(150)는 상기 주파수보상 처리부(110)의 입출력을 제어하는 장치로서, 상기 음성 정보, 데이터 정보, 영상 정보인 신호파 또는 상기 송수신부(140)로부터 입력되는 멀티미디어 정보인 피변조파의 입출력을 제어한다.
즉, 상기 시스템 제어부(150)는 상기 신호파를 상기 변조부(120)에 전달하 고, 상기 주파수보상 처리부(110)로부터 출력된 보상 신호파를 입력받아 상기 표시부(160)에서 전달한다.
다음, 상기 표시부(160)는 상기 표시부(160)에 구비된 평판표시소자 (예를 들면 : 액정, 플라즈마, 리이프로젝션, FED, 유기 EL 등의 소자)를 이용하여 상기 보상 신호파가 디스플레이되도록 실행한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온도에 따른 주파수 에러를 보상하는 이동 단말기의 세부 구성도이다.
도 2를 참조하면, 상기 이동 단말기는 온도에 따른 주파수 에러를 보상하기 위하여 온도 센서(100) 및 주파수보상 처리부(110)를 포함하며, 신호파를 변조시키는 변조부(120) 내부에 제1 DCXO(121)를 탑재하며, 피변조파를 복조시키는 복조부(130) 내부에 제 2 DXCO(131)를 탑재한다
먼저, 상기 온도 센서(100)는 상기 접촉형 방식 또는 비접촉형 방식 중에 하나를 선택하여 실온도를 감지한다. 이에 따라, 상기 온도 센서(100)는 감지된 온도에 따라 감지 신호를 생성한 후, 상기 감지 신호를 상기 주파수보상 처리부(110)로 전달한다.
다음, 상기 주파수보상 처리부(110)는 내부에 프로그램부(111), 메모리부(112) 및 제어부(113)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라, 각 회로부를 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 프로그램부(111)는 상기 온도 센서(100)로부터 전달되는 감지 신호를 상기 메모리부(112)로부터 수신하고, 소정의 온도 함수(Temperature function) 또는 룩업 테이블에 적합한 온도 알고리즘에 따른 보상 프로그램을 탑재한다.
즉, 상기 프로그램부(111)는 상기 감지 신호를 상기 보상 프로그램에 적용시켜 실온도에 따른 주파수 에러를 보상하는 신호인 AFC(Automatic Frequency Control)신호를 생성한다.
여기서, AFC 신호를 자동주파수 제어신호로도 명명한다.
다음, 상기 메모리부(112)는 상기 온도 센서(100)의 감지 신호를 임시 저장한 후, 상기 감지 신호를 상기 프로그램부(111)에 전달한다. 또한, 상기 메모리부(112)는 상기 프로그램부(111)로부터 생성된 AFC 신호를 임시 저장한 후, 상기 AFC 신호를 상기 변/복조부(120, 130)로 전달한다. 또한, 상기 메모리부(112)는 상기 변조부(120)로부터 전달된 보상 변조파 또는 상기 복조부(130)로부터 전달된 보상 신호파를 임시 저장한 후, 외부로 출력한다.
다음, 상기 제어부(113)는 상기 감지 신호 및 AFC 신호의 입출력을 제어하며, 상기 메모리부(112)에 임시 저장된 보상 변조파 또는 보상 신호파의 입출력을 제어한다.
이어서, 상기 변조부(120)는 내부에 제 1 DCXO(121)를 구비한다. 즉, 상기 변조부(120)에 구비되는 제 1 DCXO는 소정의 신호파를 수신하고, 상기 주파수보상 처리부(110)로부터 전달되는 AFC 신호를 수신한다.
즉, 상기 제 1 DCXO(121)는 상기 신호파가 온도 변화로 인해 손실되는 것을 방지하기 위해 이미 연결된 제 1 수정발진기(X-tal Oscillator : 122)의 발진 주파수를 이용하여 상기 신호파와 AFC 신호를 감가산, 비교 또는 혼합시키는 신호보상 처리과정을 실행한다. 이에 따라, 상기 제 1 DCXO(121)는 보상 신호파를 생성한다.
또한, 상기 변조부(120)는 상기 제 1 DCXO(121)를 통해 생성된 보상 신호파를 변조시킨 보상 변조파를 생성한 후, 상기 주파수보상 처리부(110)의 메모리부(112)에 전달한다.
이어서, 상기 복조부(130)도 내부에 제 2 DCXO(131)를 구비한다. 즉, 상기 복조부(130)에 구비되는 제 2 DCXO(131)는 소정의 피변조파를 수신하고, 상기 주파수보상 처리부(110)로부터 전달되는 AFC 신호를 수신한다.
즉, 상기 제 2 DCXO(131)는 상기 피변조파가 온도 변화로 인해 손실되는 것을 방지하기 위해 이미 연결된 제 2 수정발진기(X-tal Oscillator : 132)의 발진 주파수를 이용하여 상기 피변조파와 AFC 신호를 감가산, 비교 또는 혼합시키는 신호보상 처리과정을 실행한다. 이에 따라, 상기 제 2 DCXO(131)는 보상 피변조파를 생성한다.
또한, 상기 복조부(130)는 상기 제 2 DCXO(131)를 통해 생성된 보상 피변조파를 복조시킨 보상 신호파를 생성한 후, 상기 주파수보상 처리부(110)의 메모리부(112)에 전달한다.
여기서, 상기 변조부(120)의 제 1 DCXO 출력단(121)에는 상기 보상 변조파가 소정의 내부 저항으로 인해 왜곡 또는 지연되는 것을 방지하기 위한 완충 증폭기를 내장한 제 1 버퍼부(123)와 연결된다.
여기서, 상기 복조부(120)의 제 2 DCXO 출력단(131)에는 상기 보상 신호파가 소정의 내부 저항으로 인해 왜곡 또는 지연되는 것을 방지하기 위한 완충 증폭기를 내장한 제 2 버퍼부(133)와 연결된다.
여기서, 상기 변조부(120)의 제 1 DCXO(121)와 연결되는 제 1 수정발진기(122)는 상기 변조부(120)의 외부 또는 내부 중에 선택된 하나에 구비되며, 상기 복조부(130)의 제 2 DCXO(131)와 연결되는 제 2 수정발진기(132)는 상기 복조부(130)의 외부 또는 내부 중에 선택된 하나에 구비된다.
또한, 제 1, 제 2 수정발진기(122, 132)는 13 MHz 또는 26 MHz의 발진 주파수를 출력한다.
결과적으로, 상기 제 1 DCXO(121)를 구비하는 변조부(120)는 상기 신호보상 처리 및 변조를 통해 생성된 보상 변조파를 상기 보상주파수 처리부(110)의 메모리부(112)에 전달하고, 상기 제 2 DCXO(131)가 구비되는 복조부(130)는 상기 신호보상 처리 및 복조를 통해 생성된 보상 신호파를 상기 보상주파수 처리부(110)의 메모리부(112)에 전달한다.
이에 따라, 상기 보상주파수 처리부(110)의 메모리부(112)는 상기 변조부(120)의 보상 변조파 또는 복조부(130)의 보상 신호파를 임시 저장한 후, 외부로 출력한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명에 따르면, 상기 이동 단말기는 온도에 따른 소정의 입력 신호를 보상하는 TCXO 대신에 비교적 가격이 저렴한 DCXO를 내부적으로 탑재시켜 온도에 따른 소정의 입력 신호를 보상하고, 상기 이동 단말기의 소비자 가격 또는 원자재 가격을 최적화시키는 효과를 준다.

Claims (14)

  1. 수정발진기를 구비하여 시스템 클럭을 생성하는 DCXO(Digitally Controlled Crystal Oscillator);
    외부 온도를 검출하는 온도 센서;
    상기 온도센서로부터 검출된 외부 온도에 기초하여 상기 DCXO의 수정발진기에 생성되는 시스템 클럭의 주파수 오차를 보상하기 위한 주파수 보상값을 검출하고, 상기 시스템 클럭의 주파수 오차를 보상하기 위한 제어신호를 상기 DCXO로 전송하여 상기 DCXO의 수정발진기에서 생성되는 시스템 클럭의 주파수가 보상되도록 제어하는 주파수 보상 처리부;를 포함하는 이동 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 보상 처리부는,
    외부 온도 및 상기 외부 온도에 각각 대응되는 시스템 클럭의 주파수 보상값을 룩업 테이블 형태로 저장하는 메모리부와,
    상기 온도 센서로부터 외부 온도가 입력되면, 상기 룩업 테이블을 검색하여 상기 외부 온도에 대응하는 상기 시스템 클럭의 주파수 보상값을 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 보상 처리부,
    외부 온도에 대응하여 상기 시스템 클럭의 주파수 보상값을 검출하기 위한 온도 함수의 실행 프로그램을 저장하는 메모리부와,
    상기 온도 센서로부터 외부 온도가 입력되면 상기 온도 함수를 이용하여 상기 시스템 클럭의 주파수 보상값을 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 센서는 접촉형 또는 비접촉형 방식 중에 선택된 하나로 외부 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  13. 삭제
  14. 삭제
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