KR920000411B1 - 수동 3차 pll 루프 필터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수동 3차 PLL 루프 필터

제1도는 일반적인 PLL시스템의 구성도.

제2도는 종래의 루프 필터의 구성도.

제3도는 본 발명의 구성도.

제4도는 측정에 사용된 PLL시스템의 구성도.

제5도는 변조대역의 주파수 변조의 특성도.

제6도는 각 채널당 주파수 변조의 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

R1,R2,R3 : 저항 C1,C2 : 콘덴서

본 발명은 모든 PLL주파수 합성기에서의 루프 잡음과 대역내 측대역 스퓨리어스의 효과적 감쇠 및 변조 대역내 신호의 평탄한 루프 전달 특성을 얻기 위한 수동 3차 PLL 루프 필터에 관한 것이다.

종래의 PLL 루프 필터로서는 제2도와 같이 (1) 래그(Lag)형 (2) 래그 리드(Lag Lead)형 (3) 능동형 등 주로 2차 필터가 사용되어 왔는데, 먼저 OP앰프가 부가된 능동형 방식은 수동형과 비교해 입력 임피던스가 상당히 큰 관계로 인하여 고정시간(Lock Time) 및 루프 전달 특성 등에서 양호한 특성을 가지지만 구성 자체가 능동 소자를 중심으로 이루어져 있기 때문에 고조파가 발생하며 OP엠프 구동용 전원에 잡음이 포함되어 있을 경우 이 잡음이 앰프 출력에 그대로 나타나게 된다.

또한 입력 임피던스가 높은 관계로 인하여 시스템의 각종 잡음이 인가되기 쉬우며, 필터 구성에 OP앰프가 추가되므로 구성이 복잡해지는 외에 제조단가가 상승하는 단점이 실재하므로, PLL의 고정 상태를 유지하기 위한 위상 오차가 작다는 이점에도 불구하고 대부분 간단한 수동 필터가 사용되고 있다.

그러나, 제2a,b도와 같은 형태의 2차 수동 필터, 혹은 그것을 보완한 현태(제2c,d,e도)로서는 시스템 내외의 각종 잡음을 억압하는 효과가 부족한 상태가 종종 발생해 왔으며, 설계완료후 일정한 루프 특성을 얻기가 쉽지 않는 것이 사실이었다. 따라서 본 발명은 PLL시스템에 있어서의 루프 잡음 및 측대역 스퓨리어스를 보다 효과적으로 억압하는 동시에 루프의 안정도 및 변조 대역내에서의 평탄한 응답특성을 얻는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 래그-리드 2차형 루프 필터의 저항을 둘로 분리하여 제1저항과 제2저항을 형성하고, 상기 제1,제2저항 간에 상기 저항과 병렬로 제1콘덴서를 형성하며, 상기 제2저항의 타단에 제3저항과 연결된 제2콘덴서를 상기 제2저항과 병렬로 연결한 것을 특징으로 하고 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 일반적인 PLL시스템의 구성도이고, 제2도는 종래 루프 필터의 구성도이며, 제3도는 본 발명의 일실시예의 구성도이다.

제1도에 도시한 바와 같이 PLL시스템은 기준 신호Vi(t)와 전압제어 발진기(VCO,3)의 출력 Vo(t)를 비교하여 위상 오차 신호를 발생하는 위상 비교기(1)와 위상 오차 신호를 적분하여 VCO(3)에 공급하는 루프 필터(2), 궤환 파라미터 N의 제어를 위한 프로그래머블 디바이더(4) 및 VCO(3)로 구성되어 있다.

본 발명은 상기 PLL시스템중 루프 필터에 관한 것이며 그 일실시예가 제3도에 도시되어 있다.

제3도의 루프 필터는 래그-리드 2차 형태의 저항을 둘로 분리(R1,R2)하여 그 사이에 콘덴서(C1)를 병렬로 부가하여 간단히 3차의 특성을 얻도록 구성하였으며, 저항(R2)측에서 저항(R3)과 상기 저항(R3)에 직렬로 연결된 콘덴서(C2)를 병렬로 연결하여 구성하였다. 2차 필터 설계후 작은 값의 콘덴서(C2)를 부가하여 개선한 것으로 일반적으로 상기 콘덴서(C2)의 용량은 0.1μF이하이다.

제4도는 본 발명의 작용 효과를 설명하기 위한 마련된 측정용 PLL시스템의 실제 구성도이다. 제4도는 위상 오차 비교기는 MSM 6960 IC칩에 사용하였으며, 제3도의 구성에서 R1은 27Ω R2는 27Ω C1은 22μF, C2는 47μF, R3는 75Ω을 사용하였다. 이와 같은 측정 시스템을 사용하여 그 시스템의 구성중 루프 필터에 본 발명을 적용한 결과 제5도 및 제6도와 같은 특성을 나타내었다.

제5도는 변조대역(300Hz~3KHz)의 주파수 변조(FM)특성을 나타낸 것이고 제6도는 1KHz를 기준으로 N이 가변되었을 때 각 채널당 주파수 변조 특성을 나타낸 것이다.

이러한 측정도를 통해서 알 수 있듯이 루프의 자연 주파수(Wn)를 결과적으로 높게 잡음으로써 루프의 안정도 및 변조시 변조 대역내(f＜Wn)응답 특성을 보다 선형화하는 효과가 있었다.

또한 2차와 비교한 억압(SUPPRESSION)은 제4도의 실험 조건하에서 10dB 내지 20dB이상 개선된 효과를 얻을 수 있었다.

Claims (1)

1. 제1저항(R1), 상기 제1저항에 병렬로 연결된 제1콘덴서(C1), 상기 제1저항(R1)에 직렬로 그리고 상기 제1콘덴서(C1)에 병렬로 연결된 제2저항(R2), 상기 제2저항(R2)에 병렬로 연결된 제3저항(R3), 및 상기 제3저항(R3)에 직렬로 연결된 제2콘덴서(C2)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 수동 3차 PLL 루프 필터.

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