KR100871516B1 - 송신기 회로의 출력 전압 변조 방법 및 송신기 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전압 제어 발진기, 디지털 아날로그 변환기, 안테나 회로를 포함하는, 송신기 회로의 출력 전압을 변조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 상기 전압 제어 발진기로부터의 충분한 전력의 출력 신호를 상기 안테나 회로에 직접적으로 전송하는 단계와, 상기 전압 제어 발진기의 상기 출력 신호의 주파수를 직접적으로 변조하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 탱크 회로를 갖는 전압 제어 발진기, 디지털 아날로그 변환기, 안테나 회로를 포함하는 송신기 회로에 관한 것이며, 상기 전압 제어 발진기는 충분한 전력의 출력 신호를 상기 안테나 회로에 직접 전송하며, 상기 디지털 아날로그 변환기는 상기 전압 제어 발진기의 출력 주파수를 변조한다. 상기 전압 제어 발진기의 주파수를 변조하기 위해, 용량성 부하 회로가 상기 전압 제어 발진기의 상기 탱크 회로 또는 수정 발진기 회로에 접속될 수 있다.

Description

송신기 회로의 출력 전압 변조 방법 및 송신기 회로{METHOD FOR MODULATING AN OUTPUT VOLTAGE OF A RF TRANSMITTER CIRCUIT, AND RF TRANSMITTER CIRCUIT}
본 발명은 송신기 회로(a transmitter circuit)의 출력 전압을 변조하는 방법 및 탱크 회로(tank circuit)를 갖는 전압 제어 발진기, 디지털/아날로그 변환기 및 안테나 회로를 포함하는, 특히 블루투스(Bluetooth) 애플리케이션 및 하이퍼랜(Hiperlan) 애플리케이션을 위한 송신기 회로에 관한 것이다.
몇몇 전력 증폭기 애플리케이션에 있어서, 상수형 엔벌로프 변조(a constant and envelope modulation)가 필요하다. 이러한 변조는 업믹서(upmixer) 및 전력 증폭기로 수행된다. 가령, RF 신호를 송신하기 위한 송신기 회로는 통상적으로 업믹서 및 전력 증폭기의 개념을 기초로 하여 구성된다. 전압 제어 발진기는 신호를 업믹서의 제 1 포트에 전달하며, 업믹서의 제 2 포트는 IF 또는 베이스밴드 신호를 수신한다. 업믹서는 두 개의 신호를 승산하며, 이로써 이후에 전력 증폭기에 송신되는 RF 신호를 생성한다. 전력 증폭기에 의해 증폭된 후에, 신호는 안테나 회로 상에 전송된다. 업믹서는 분수형 N 분배기(a fractional N partitioner)가 전송될 신호에 의해 변조되는 PLL 루프로 대체될 수 있다. 이러한 방식으로, 전압 제어 발진기도 역시 변조되며, 변조된 신호는 안테나 회로로 전송된다.
송신기 회로의 이러한 개념은 0dBm와 같은 저출력 전력을 갖는 애플리케이션에서도 역시 적용될 수 있다. 이러한 애플리케이션에 대한 실례로는 블루투스 및 하이퍼랜이 있다. 그러나 이러한 애플리케이션의 단점은 전력 증폭기의 효율이 낮다는 것이다. 이는 상기 저출력 전력을 얻기 위해 전력 증폭기 내에서 사용되는 전력이 낮지 않기 때문이다. 블루투스 애플리케이션에서, 전력 증폭기는 10 내지 15 mA의 전류를 소비한다.
발명의 개요
상술한 바로부터, 본 발명의 목적은 RF 전송기 회로의 출력 전압을 변조하는 방법 및 관심 애플리케이션의 표준을 만족시키며 이를 위해 어떠한 회로 및 방법과도 비교될 수 없을 정도로 보다 낮은 전력 소비율을 갖는 RF 전송기 회로를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 성취하기 위해, 전압 제어 발진기, 디지털/아날로그 변환기, 안테나 회로를 포함하는, 특히 블루투스 애플리케이션 및 하이퍼랜 애플리케이션을 위한 RF 송신기 회로의 출력 전압을 변조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 전압 제어 발진기로부터의 출력 신호를 상기 안테나 회로에 직접적으로 전송하는 단계와, 상기 전압 제어 발진기의 상기 출력 신호의 주파수를 직접적으로 변조하는 단계를 포함한다. 이 방법을 사용함으로써, 본 기술의 현 상태에서 사용되는 업믹서 또는 분수형 N 분배기 및 전력 증폭기가 필요없게 된다. 이로써, 전체 회로의 전력 소비율은 크게 감소될 수 있다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에서, 전압 제어 발진기의 탱크 회로는 상기 전압 제어 발진기의 출력 전압을 직접적으로 변조하기 위해 용량성으로 로딩(capacitively loaded)된다. 이로써, 상기 전압 제어 발진기의 주파수의 변조는 가장 효율적인 방식으로 수행된다.
본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력은 상기 전압 제어 발진기의 탱크 회로를 용량성으로 로딩함으로써 상기 전압 제어 발진기로 직접적으로 공급된다. 상기 디지털 아날로그 변환기가 디지털 베이스밴드 신호를 용량성 부하로 변환시키기 때문에, 상기 변조는, 이 변조의 필요한 주파수 변경을 실행하도록 상기 부하를 상기 탱크에 더하거나 상기 탱크로부터 제거함으로써 실현될 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로(a crystal oscillator circuit)는 상기 전압 제어 발진기의 주파수를 직접적으로 변조시키기 위해 용량성으로 로딩된다. 전압 제어 발진기에서의 바람직한 변조를 도입하는 다른 방법은 전압 제어 발진기의 중심 주파수에 대해 기준 소스로 통상적으로 제공되는 수정 발진기 회로를 용량성으로 로딩하는 것이다.
본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 디지털 아날로그 변환기의 출력이 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로를 용량성으로 로딩하기 위해 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로에 직접적으로 제공된다. 가장 유리한 방법에서는, 상기 전압 제어 발진기는 상기 디지털 아날로그 변환기의 용량성 로딩을 통해 상기 수정 발진기 회로의 주파수를 동조함으로써 변조될 수 있다. 전압 제어 발진기는 폐쇄 PLL 루프를 통해 수정 발진기 회로를 따른다.
본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 상수형 진폭 변조(constant amplitude modulation), 특히 GFSK(Gaussean Frequency Shift Keying) 변조 또는 GMSK(Gaussean Medium Shift Keying) 변조가 사용된다. 이 특정 변조 방법들은 특히 블루투스 애플리케이션 및 하이퍼랜 애플리케이션에서 필요한 변조에 적합하다.
상술한 목적을 성취하기 위해, 특히 블루투스 애플리케이션 및 하이퍼랜 애플리케이션을 위한 RF 송신기 회로는 전압 제어 발진기, 디지털/아날로그 변환기, 안테나 회로를 포함하되, 상기 전압 제어 발진기는 자신의 출력 신호를 상기 안테나 회로에 직접적으로 전송하며, 상기 디지털/아날로그 변환기는 상기 전압 제어 발긴기의 출력 주파수를 변조한다. 상기 송신기 회로에 있어서, 상기 전압 제어 발진기는 자신의 출력 신호를 상기 안테나 회로로 전송하기에 충분한 전력을 제공하며, 이로써 전력 증폭기와 같이 전력 소비형인 업믹서가 필요 없게 되고, 추가적인 전력 증폭기가 존재하지 않음으로써 전력 소비율이 감소된다.
본 발명의 송신기 회로의 바람직한 실시예에서, 상기 전압 제어 발진기의 주파수를 변조하기 위해 용량성 부하 회로가 상기 전압 제어 발진기의 탱크 회로에 접속된다. 이는 상기 전압 제어 발진기의 변조를 실행하는 데 있어서 2 개의 유 리한 방식 중 하나이다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 전압 제어 발진기의 탱크 회로를 용량성으로 로딩하기 위해 상기 디지털 아날로그 변환기가 상기 전압 제어 발진기에 접속된다. 이러한 회로 구성은 어떤 추가적인 회로 스테이지도 상기 디지털 아날로그 변환기와 상기 전압 제어 발진기의 탱크 회로 간에 제공되지 않는다는 점에서 유리하다. 부연 설명하자면, 탱크 회로는 상기 디지털 아날로그 변환기에 의해 직접적으로 영향을 받는다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 전압 제어 발진기의 주파수를 변조하기 위해 용량성 부하 회로가 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로에 접속된다. 이는 상기 전압 제어 발진기의 주파수를 변조하는데 있어서 유리한 나머지 한 가지 방식이다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로를 용량성으로 로딩하기 위해 상기 디지털 아날로그 변환기는 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로에 접속된다. 여기서도, 상기 전압 제어 발진기의 주파수를 변조하기 위해 어떤 추가적인 회로도 필요하지 않다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로는 PLL 루프를 통해 상기 전압 제어 발진기에 접속된다. 상기 PLL 회로는 상기 전압 제어 발진기가 상기 수정 발진기 회로의 변조를 따르도록 보장한다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 PLL 루프는 디바 이더 회로(divider circuit), 위상 검출기 회로, 루프 필터 회로를 포함한다. 이러한 회로 구성의 장점은 상기 전압 제어 발진기의 출력 주파수가 상기 수정 발진기 회로의 출력을 따르도록 보장하는 PLL 루프의 바람직한 기능을 PLL 루프가 성취할 수 있다는 것이다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 전압 제어 발진기의 중심 주파수를 동조하기 위한 중심 주파수 설정 회로를 상기 전압 제어 발진기가 포함한다. 상기 중심 주파수 설정 회로는 상기 전압 제어 발진기의 중심 주파수를 소정 주파수 범위 내의 상이한 값들로 간단하고 유리한 방식으로 동조시킬수 있다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 전압 제어 발진기의 중심 주파수를 동조하는 중심 주파수 설정 회로는 상기 탱크 회로에 접속된 전압 제어 캐패시터 회로 및 동조 전압 소스를 포함한다. 이러한 회로 구성은 상기 전압 제어 발진기의 중심 주파수를 유리한 방식으로 설정하고 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로의 측면에서 수행될 수 있는 임의의 변조를 상기 전압 제어 발진기의 탱크 회로에 결합시킬 수 있다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 탱크 회로에 접속된 전압 제어가능한 캐패시터 회로는 캐패시터로서 접속되는 2 개의 버랙터(varactors)를 포함하며, 상기 캐패시터들 간의 노드는 동조 전압 소스에 접속된다. 버랙터를 사용함으로써, 전압 제어 캐패시터 회로를 송신기 회로의 나머지 구성 요소와 함께 한 피스(piece)로 MOS 기술로 구현할 수 있다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 탱크 회로는 제 1 저항 회로를 통해 접지에 접속되며 제 2 저항을 통해 공급 전압 소스에 접속된다. 이러한 회로 구성은 출력 신호를 안테나에 직접적으로 출력하여 안테나 회로를 구동하기에 충분한 전력을 갖는 전압 제어 발진기를 유리한 방식으로 구축하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 제 1 저항 회로는 N 타입 MOSFET 디바이스를 포함하며, 상기 제 2 저항 회로는 P 타입 MOSFET 디바이스를 포함한다. 이러한 타입의 능동 디바이스를 사용함으로써, 탱크 및 접지 간의 부저항 스테이지 및 탱크 및 공급 전압 간의 부저항(negative resistance) 스테이지가 가장 효율적인 방식으로 구현된다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 디지털 아날로그 회로는 비트 전압 소스 및 용량성 변조기 회로를 포함한다. 바람직하게는, 상기 용량성 변조기 회로는 가변 전압 제어 캐패시턴스 디바이스를 실현하는 2n 쌍의 MOSFET 디바이스를 포함하며, 상기 한 쌍의 MOSFET 디바이스들 간의 노드는 디지털 아날로그 변환기의 출력 노드를 형성한다. 디지털 아날로그 변환기의 이러한 회로 구성은 비트 입력을 아날로그 출력으로 가장 효율적인 방식으로 변환시키며, 상기 디지털 아날로그 변환기의 출력 신호는 상기 전압 제어 발진기의 탱크 회로의 출력 또는 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기를 변조시키는데 사용될 수 있다.
본 발명의 송신기 회로의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 안테나 회로는 상기 탱크 회로의 출력들 간에 접속된 일련의 캐패시터들을 포함하며, 상기 안테나 회로의 입력들 간에 접속된 캐패시터들은 자신의 캐패시턴스에 대해 제어가능하다. 이러한 회로 구성은 회로의 임피던스를 적응시킴으로써 안테나 회로를 정합시키거나 안테나에서의 변화 정도를 명확하게 보상할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 참조하여 기술된다.
도 1은 본 발명의 송신기 회로의 제 2 도면,
도 2는 전압 제어 발진기의 출력 신호의 전력 및 안테나 회로의 출력 신호의 전력을 시간에 대해 도시한 그래프,
도 3은 전압 제어 발진기 내의 전압 제어 캐패시터 회로에서의 전압의 함수로, 전압 제어 발진기에 의해 안테나에 전송된 전력의 전력 특성 및 주파수의 변화 정도를 도시한 그래프,
도 4는 각기 비트 0, 비트 1, 비트 2를 설정하기 위한 상대 주파수 스텝들을 도시한 그래프,
도 5는 디지털 아날로그 변환기가 전압 제어 발진기의 수정 발진기를 변조하는, 본 발명의 일 실시예의 블록도.
도 1에서, 송신기 회로는 전력 전압 제어 발진기(2), 디지털 아날로그 변환기(4), 안테나 회로(6)를 포함한다. 전압 제어 발진기(2)는, 제 1 저항 회로(10)를 통해 접지(12)에 접속되며 제 2 저항 회로(14)를 통해 본 실시예에서는 1.8 V의 공급 전압 Vs를 갖는 공급 전압 소스(6)에 접속된 탱크 회로(8)를 포함한다.
전압 제어 발진기(2)의 탱크 회로(8)는 이 탱크 회로(8)의 노드 TP 및 노드 TN 간에 접속된 캐패시터(C1,C2)와, 탱크 회로(8)의 노드 TP 및 노드 TN 간에 접속된 다른 캐패시터(C3)와, 탱크 회로(8)의 노드 TP 및 노드 TN 간에 접속된 인덕터(L1)를 포함한다. 제 1 저항 회로(10)는 도 1에서 도시된 회로 장치에서 탱크 회로(8) 및 접지(12) 간의 부저항 스테이지(negative resistance stage)를 형성하는 두 개의 MOSFET 디바이스(MN1,MN2)를 포함한다. 이 두 개의 MOSFET(MN1,MN2)는 N 타입 MOSFET이다. 이들은 또한 회로가 적응성으로 된다면, 바이폴라, NPN, PNP, MESFET 또는 유사한 디바이스일 수도 있다. 제 1 저항 회로(10) 및 접지(12) 간에 인덕터(L2)가 존재한다.
제 2 저항 회로(14)는 도 1에 도시된 제 2 회로 장치에서 탱크 회로(8)와 공급 전압 Vs 간의 부저항 스테이지를 형성하는 두 개의 MOSFET 디바이스(MP1,MP2)를 포함한다. 두 개의 MOSFET(MP1,MP2)는 P 타입 MOSFET 디바이스이다. 이들은 또한 회로가 적응성으로 된다면, 바이폴라, NPN, PNP, MESFET 또는 유사한 디바이스일 수도 있다. 제 2 저항 회로(14) 및 공급 전압 소스(16) 간에 다른 인덕터(L3)가 존재한다.
도 1에서, 전압 제어 발진기(2)는 이 전압 제어 발진기(2)의 중심 주파수를 동조하기 위해, 탱크 회로(8)에 접속된 전압 제어 캐패시터 회로(20)와 동조 전압 소스(18)를 포함하는 중심 주파수 설정 회로를 포함한다. 전압 제어 캐패시터 회로(20)는 두 개의 버랙터(전압 제어 캐패시턴스 디바이스)(MN3,MN4)와 노드(22)를 포함하며, 상기 노드(22)는 이 두 버랙터(MN3,MN4) 사이에서 동조 전압 소스(8)의 한 단자에 접속된다. 동조 전압 소스(18)의 다른 단자는 접지(12)에 접속된다. 버랙터(MN3,MN4)의 베이스 단자는 각기 노드 TN 및 노드 TP에 접속된다.
디지털 아날로그 변환기(4)는 비트 전압 소스(22) 및 용량성 변조기 회로(24)를 포함한다. 용량성 변조기 회로(24)는 도 1에 도시된 회로 장치에서 각기 가변 전압 제어 캐패시턴스를 실현하는 두 쌍의 버랙터(MN5-MN6, MN7-MN8)를 포함한다. 버랙터 쌍(MN5,MN6) 간의 노드(26) 및 버랙터 쌍(MN7,MN8) 간의 노드(28)는 각기 전압 제어 발진기(2)의 노드 TN 및 노드 TP에 접속된다. 노드(26,28)는 버랙터(MN5-MN8)의 베이스 단자에 접속되며, 버랙터(MN5,MN7)의 다른 단자 및 버랙터(MN6,MN8)의 다른 단자는 각기 비트 전압 소스(22) 및 접지(12)에 접속된다.
도 1의 디지털 아날로그 변환기(4)는 오직 1 비트 실시예를 도시한다. 디지털 아날로그 변환기(4)를 그 이상의 비트로 확장하는데 있어서, 다음과 같은 가능성이 존재한다.
(a) 비트 1은 도 1에 도시된 두 쌍의 MOSFET 디바이스에 의해 표현되며, 비트 2는 도 1에 도시된 디바이스와 동일한 크기를 갖는 4 쌍의 MOSFET 디바이스에 의해 표현되며, 비트 n은 비트 1에 대해 도시된 도 1의 디바이스와 동일한 크기를 갖는 2N 쌍의 MOSFTET 디바이스에 의해 표현된다.
(b) 비트 n은 또한 2 쌍 구성이다. 그러므로, 디바이스의 크기는 도 1에 도시된 디바이스의 크기보다 2N 배 크다.
(c) (a) 및 (b)의 조합.
안테나 회로(6)는 탱크 회로(8)의 노드 TP 및 노드 TN 간의 일련의 캐패시터(C4,C5,C6,C7)를 포함한다. 적어도, 안테나 회로(6)의 전력 노드(30,32) 간에 접속된 캐패시터(C5,C6)는 자신의 캐패시턴스에 대해 제어가능하다. 캐패시턴스(C4-C7)는 탱크를 로딩하며 이로써 중심 주파수를 로딩한다. 동조가능하게 되기 위해, 적어도 캐패시터(C5,C6)는 MOS 캐패시터로서 구현된다. 이러한 방식으로, 신호의 진폭은 변경될 수 있으며, 안테나 부하의 변화 정도는 임피던스를 적응시킴으로써 보상될 수 있다.
도 1의 안테나 회로(6)는 안테나 회로 내의 안테나를 나타내는 두 개의 저항(R1,R2)을 더 포함한다. 저항(R1)은 인덕터(L5)를 통해 안테나 회로(6)의 전력 노드(30)에 접속되며, 저항(R2)은 인덕터(L4)를 통해 안테나 회로의 전력 노드(32)에 접속된다. 인덕터(L4,L5)는 안테나로의 접속부를 형성하는데 사용되는 본드 와이어의 인덕턴스를 나타낸다. 저항(R1)과 인덕터(L5) 간의 노드(34)는 안테나 회로의 출력 OP를 형성하며, 저항(R2)과 인덕터(L4) 간의 저항(36)은 안테나 회로(6)의 출력 ON을 형성한다. 두 개의 저항(R1,R2) 간의 노드(39)는 접지(12)에 접속된다.
도 2는 전압 제어 발진기(2)의 전압 출력 신호 및 안테나 회로(4)의 전압 출력 신호의 시간에 대한 그래프이다. 전압 제어 발진기의 전압 출력은 VVCO로 표시되며, 안테나 회로의 전압 출력은 VANT로 표시된다. 안테나 회로(6)의 저항(R1,R2)(안테나)에서의 저항 차동 값을 150 Ω으로 취하고 전압 제어 발진기의 출력 피크 전압을 1.8 볼트로 취함으로써, 안테나 회로의 출력 피크 전압이 0.8 볼트가 됨이 도 2로부터 분명하다. 이는 상기 고려된 애플리케이션에 있어서 아주 만족할 만한 결과이다.
도 3은 전력 전압 제어 발진기에 의해 안테나 회로로 전달된 전력의 결과치 및 주파수의 변화도를, 전압 제어 발진기(2) 내의 버랙터(MN3,MN4) 상의 전압의 함수로서 도시한 도면이다. 전력 곡선은 PO 로 표시되며, 주파수 곡선은 Ff로 표시된다. 도 3에서, 전력 출력 PO 는, 약 120MHz의 동조에 대응하는 전압 제어 발진기의 1.2 볼트의 전압 차에 대해, 또는 2.4GHz와 2.52GHz 간의 주파수 차에 대해 오직 4.15 dBm과 4.4 dBm 간에서 변화된다는 것을 나타낸다. 이는 안테나 회로에 의해 전달된 전력이 본 발명의 송신기 회로에서의 동조의 영향하에서는 거의 변하지 않음을 나타낸다.
도 4는 각기 비트 0, 비트 1, 비트 2를 설정하기 위해 주어진 상대 주파수 스텝들의 그래프이다. x 축은 비트 레벨을 나타내며, y 축은 상대 주파수를 kHz 단위로 나타내며, 절대 주파수는 2.45 GHz이다. 도시된 실시예에서, 비트들을 설정하기 위한 스텝들은 18 kHz의 정확도와 관련되는데, 즉 중심 주파수는 비트 1에 대해서는 18 kHz 만큼 증가하며, 중심 주파수는 비트 2에 대해서는 18 kHz의 두배인 36 kHz 만큼 증가하며, 중심 주파수는 비트 3에 대해서는 18 kHz의 4 배인 72 kHz 만큼 증가한다. 블루투스 표준에 따르면, 6 비트 디지털 아날로그 변환기에서 비트 당 60 kHz의 변조가 요구된다. 도 4는 이러한 변조가 도 1에 도시된 디지털 아날로그 변환기의 1 비트 실시예를 사용하는 디지털 아날로그 변환기를 사용함으로써 가능하게 됨을 나타낸다. 상기 디지털 아날로그 변환기는 블루투스 애플리케이션에 있어서 전압 제어 발진기의 주파수를 직접적으로 변조하도록 적응되며, 수정 발진기의 PLL 루프가 전압 제어 발진기를 자신의 중심 주파수 근방으로 조절하는 것이 충분하게 된다. 따라서, 주파수는 변조 폭의 범위 내에 있어서 완전히 자유롭다.
도 5는 본 발명의 RF 송신기 회로의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 디지털 아날로그 변환기(DAC)(40)는 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로를 용량성으로 로딩하기 위해 전압 제어 발진기(44)의 수정 발진기 회로(42)에 접속된다. 수정 발진기 회로(CR)(42)는 디바이더 회로(46)(D(N)), 위상 검출기 회로(PD)(48)와 루프 필터 회로(LF)(50)를 포함하는 PLL 루프를 거쳐서 전압 제어 발진기(VCO)(44)에 접속된다. 도 5의 디지털 아날로그 변환기(40)와 전압 제어 발진기(44)는 도 1에 도시한 바와 같이 구현할 수도 있다.
도 5의 실시예에서, 디지털 아날로그 변환기(40)는 그 자체로 기준 주파수를 PLL 루프에게 제공하는 수정 발진기 회로(42)의 기준 주파수를 변조한다. PLL 루프는, 루프 필터 회로(50)의 출력 전압이 전압 제어 발진기(44)의 중심 주파수를 설정하도록 구축된다. 상기 중심 주파수는 디바이더 회로(46)가 N으로 분할할 때 기준 주파수의 N 배가 된다. 기준 주파수가 변할 때, 루프 필터 회로(50)의 출력은 이러한 변화를 따르며, 이로써 전압 제어 발진기(44)의 주파수를 변조한다.
블루투스 표준에 있어서 충분한, 120 MHz의 동조 및 4dBm의 전력에 대해서 설계된 상술된 송신기 회로의 실시예는 오직 4mA 1.8V 공급 전압의 손실을 보인다. 이는 본 기술 분야의 현 상태의 송신기 회로의 특성에 비해 상당히 개선된 것이다.
데이터에 있어서 필요한 변조는 적어도 상수형 진폭 변조이다. 블루투스의 경우에, 이 변조는 GFSK(Gaussian frequency shift keying) 또는 GMSK(Gaussian medium shift keying)로 할 수 있다. 이러한 변조는 다음과 같은 방식으로 실현될 수 있다.
(a) 디지털 베이스밴드 신호를 용량성 부하로 변환하는 디지털 아날로그 변환기를 통한 용량성 변조에 의해 탱크 회로를 로딩한다. 상기 부하를 상기 탱크 회로(8)로부터 제거하거나 상기 탱크 회로에 더함으로써, 주파수가 변하여 주파수 변조가 획득된다.
(b) 전압 제어 발진기가 통상적으로 PLL 루프에 의해 수정 발진기에 접속되기 때문에, 전압 제어 발진기는 디지털 아날로그 변환기에 의한 용량성 로딩을 통해 수정 발진기의 주파수를 동조함으로써 변조될 수 있다. 이로써, 전압 제어 발진기는 폐쇄 PLL 루프를 통해 수정 발진기를 따른다.

Claims (11)

  1. 변조 입력을 갖는 전압 제어 발진기, 디지털 아날로그 변환기, 안테나 회로를 포함하는 송신기 회로의 출력 전압을 변조하는 방법에 있어서,
    상기 디지털 아날로그 변환기의 출력 신호를 상기 전압 제어 발진기의 상기 변조 입력에 인가함으로써,
    상기 전압 제어 발진기로부터의 출력 신호를 상기 안테나 회로에 직접적으로 전송하는 단계와,
    상기 전압 제어 발진기의 상기 출력 신호의 주파수를 직접적으로 변조하는 단계를 포함하고,
    상기 전압 제어 발진기의 주파수를 직접적으로 변조하기 위해, 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로가 용량성으로 로딩되는
    송신기 회로의 출력 전압 변조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기의 주파수를 직접적으로 변조하기 위해, 상기 전압 제어 발진기의 탱크 회로가 용량성으로 로딩되는(loaded)
    송신기 회로의 출력 전압 변조 방법.
  3. 삭제
  4. 탱크 회로를 갖는 전압 제어 발진기, 디지털 아날로그 변환기, 안테나 회로를 포함하는, 블루투스(Bluetooth) 애플리케이션 및 하이퍼랜(Hiperlan) 애플리케이션을 위한, 송신기 회로에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기는 출력 신호를 상기 안테나 회로에 직접 전송하며,
    상기 디지털 아날로그 변환기는 상기 전압 제어 발진기의 출력 주파수를 변조하고,
    상기 탱크 회로는 제 1 저항 회로를 통해 접지에 접속되며 제 2 저항 회로를 통해 공급 전압 소스에 접속되는
    송신기 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기의 주파수를 변조하기 위해, 용량성 부하 회로가 상기 전압 제어 발진기의 상기 탱크 회로에 접속되는
    송신기 회로.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기의 주파수를 변조하기 위해, 용량성 부하 회로가 상기 전압 제어 발진기의 수정 발진기 회로에 접속되는
    송신기 회로.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기는 상기 전압 제어 발진기의 중심 주파수를 동조시키기 위한 중심 주파수 설정 회로를 포함하는
    송신기 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기를 동조시키기 위한 상기 중심 주파수 설정 회로는 상기 탱크 회로에 접속된 전압 제어 캐패시터 회로 및 동조 전압 소스를 포함하는
    송신기 회로.
  9. 삭제
  10. 제 4 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 안테나 회로는 상기 탱크 회로의 출력들 사이에 접속된 일련의 캐패시터들을 포함하며, 상기 안테나 회로의 전력 노드들 사이에 접속된 상기 캐패시터들은 자신의 캐패시턴스에 대해 제어가능한
    송신기 회로.
  11. 탱크 회로를 갖는 전압 제어 발진기, 디지털 아날로그 변환기, 안테나 회로를 포함하는 송신기 회로에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기는 출력 신호를 상기 안테나 회로에 직접 전송하며,
    상기 디지털 아날로그 변환기는 상기 전압 제어 발진기의 출력 주파수를 변조하고,
    상기 안테나 회로는 상기 탱크 회로의 출력들 사이에 접속된 일련의 캐패시터들을 포함하며, 상기 안테나 회로의 전력 노드들 사이에 접속된 상기 캐패시터들은 자신의 캐패시턴스에 대해 제어가능한
    송신기 회로.
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