KR100650331B1 - Signal response circuit with improved gain ratio and frequency mixer including the same - Google Patents
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Abstract
향상된 이득율을 가지는 신호응답회로 및 이를 포함하는 주파수 혼합기가 게시된다. 발명의 신호응답회로는, 제1 응답단과 제1 출력단 사이 및 제2 응답단과 제2 출력단 사이에 흐르는 전류량을 제어하는 응답수단과, 상기 제1 및 제2 응답단에서의 전압레벨의 변화에 대하여, 동일한 방향으로 가속화하도록 구동되는 상기 네거티브 컨덕턴스 수단을 구비한다. 본 발명의 신호응답회로에 의하면, 입력신호에 대하여 높은 증폭율을 가지는 출력신호가 발생된다. 또한, 본 발명의 주파수 혼합기에 의하면, 무선통신신호에 응답하여, 응답통신신호를 발생하는 무선통신응답부와, 상기 응답통신신호의 주파수에 상기 로컬통신신호의 주파수를 합성하여 상기 변조출력신호를 발생하는 제1 및 제2 신호응답회로를 포함하는 스위칭부를 구비한다. 이때, 상기 제1 및 제2 신호응답회로는 본 발명의 신호응답회로로 구현된다. 본 발명의 주파수 혼합기에서는, 종래의 주파수 혼합기에서와 비교하여, 상기 로컬통신신호의 진폭에 대한 주파수 혼합기의 스위칭 특성은 이상적인 상황에 가까워진다. 그리고, 결과적으로 상기 변조출력신호는 무선통신신호와 상기 로컬통신신호의 주파수를 효과적으로 합성할 수 있다.A signal response circuit having an improved gain ratio and a frequency mixer including the same are disclosed. The signal response circuit of the present invention includes response means for controlling an amount of current flowing between a first response end and a first output end, and between a second response end and a second output end, and a change in voltage level at the first and second response ends. And said negative conductance means being driven to accelerate in the same direction. According to the signal response circuit of the present invention, an output signal having a high amplification factor with respect to the input signal is generated. In addition, according to the frequency mixer of the present invention, in response to a wireless communication signal, a wireless communication response unit for generating a response communication signal and the frequency of the local communication signal by combining the frequency of the response communication signal to the modulated output signal And a switching unit including first and second signal response circuits. In this case, the first and second signal response circuits are implemented by the signal response circuit of the present invention. In the frequency mixer of the present invention, as compared with the conventional frequency mixer, the switching characteristic of the frequency mixer with respect to the amplitude of the local communication signal is closer to an ideal situation. As a result, the modulated output signal can effectively synthesize a frequency of the wireless communication signal and the local communication signal.
Description
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 종래의 신호응답회로를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a conventional signal response circuit.
도 2는 종래의 주파수 혼합기를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a conventional frequency mixer.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 신호응답회로를 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a signal response circuit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 종래기술과 본 발명의 신호응답회로에서의 입력신호에 따른 출력신호의 진폭의 변화를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the variation of the amplitude of the output signal according to the input signal in the signal response circuit of the prior art and the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 혼합기로서, 도 3의 신호응답회로를 채용한다.5 is a frequency mixer according to an embodiment of the present invention, and employs the signal response circuit of FIG.
본 발명은 전자회로에 관한 것으로서 특히, 무선통신신호와 로컬통신신호의 주파수를 합성하는 주파수 혼합기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 라디오 주파수(RF) 통신시스템은 여러종류의 통신, 무선전화, 위성방송, CATV 등의 다양한 서비스에 제공되고 있다. 이와 같은 RF 통신시스템에는, 저주파의 무선통신신호에 고주파의 로컬통신신호를 합성하여, 변조출력신호로 발생하는 주파수 혼합기가 포함된다. 이때, 주파수 혼합기에는, 수신되는 입력신호에 응답하여, 출력신호를 발생하는 신호응답회로가 포함된다.Recently, radio frequency (RF) communication systems have been provided for various services such as various types of communication, radiotelephony, satellite broadcasting, CATV, and the like. Such an RF communication system includes a frequency mixer that synthesizes a high frequency local communication signal into a low frequency wireless communication signal and generates a modulated output signal. At this time, the frequency mixer includes a signal response circuit for generating an output signal in response to the received input signal.
도 1은 종래의 신호응답회로를 나타내는 도면이다. 도 1의 신호응답회로는 입력신호(IN)에 응답하여, 출력신호(VOUT)를 발생한다. 도 1에서, 입력신호(IN) 및 출력신호(VOUT)의 전압레벨은 각자의 양(+)의 성분 및 음(-)의 성분의 전압레벨의 차이로 나타난다. 그리고, 본 명세서에서, 각각의 신호들은 단지 IN, VOUT 등으로 나타나며, 각자의 양의 성분은 참조부호에 (+), 음의 성분은 참조부호에 (-)를 첨가하여 나타낸다.1 is a view showing a conventional signal response circuit. The signal response circuit of FIG. 1 generates an output signal VOUT in response to the input signal IN. In FIG. 1, the voltage levels of the input signal IN and the output signal VOUT are represented by the difference between the voltage levels of their positive and negative components. And, in the present specification, each signal is represented only by IN, VOUT, etc., each positive component is indicated by adding (+) to the reference numeral and negative component by adding (-) to the reference numeral.
그런데, 도 1과 같은 종래의 신호응답회로에 의하면, 상기 출력신호(VOUT)의 상기 입력신호(IN)에 대한 증폭율은 단지 2개의 트랜지스터(T11, T13)의 컨덕턴스(conductance, gm)에 따르게 된다. 즉, 상기 출력신호(VOUT)의 진폭(VOUTh1)과 상기 입력신호(IN)의 진폭(INh)은 (수학식 1)과 같은 관계를 가진다.By the way, according to the conventional signal response circuit as shown in FIG. do. That is, the amplitude VOUTh1 of the output signal VOUT and the amplitude INh of the input signal IN have the same relationship as Equation (1).
(수학식 1)(Equation 1)
VOUTh1=α·gm·INh(여기서, α는 비례상수)VOUTh1 = α · gm · INh, where α is proportional constant
그런데, 상기 gm은 트랜지스터의 물리적 특성으로 인하여, 일정한 한계를 가 진다. 따라서, 종래의 신호응답회로에 의하면, 상기 출력신호(VOUT)의 상기 입력신호(IN)에 대한 증폭율은 한계를 가진다.However, gm has a certain limit due to the physical characteristics of the transistor. Therefore, according to the conventional signal response circuit, the amplification rate of the output signal VOUT with respect to the input signal IN has a limit.
그리고, 도 2는 종래의 주파수 혼합기를 나타내는 도면으로서, 도 1의 신호응답회로를 이용한다. 도 2에서, 무선통신신호(RF), 응답통신신호(RS), 로컬통신신호(LO) 및 변조출력신호(IF)의 전압레벨은 각자의 양(+)의 성분 및 음(-)의 성분의 전압레벨의 차이로 나타난다. 그리고, 본 명세서에서, 각각의 신호들은 단지 RF, RS, IF, LO 등으로 나타나며, 각자의 양의 성분은 참조부호에 (+), 음의 성분은 참조부호에 (-)를 첨가하여 나타낸다.2 shows a conventional frequency mixer, which uses the signal response circuit of FIG. In FIG. 2, the voltage levels of the radio communication signal RF, the response communication signal RS, the local communication signal LO, and the modulation output signal IF are respectively positive and negative components. This is indicated by the difference in voltage levels. And, in the present specification, each signal is represented only by RF, RS, IF, LO, etc., each positive component is indicated by adding (+) to the reference numeral and negative component by adding (-) to the reference numeral.
도 2의 주파수 혼합기에서는, 무선통신응답부(10) 및 스위칭부(20)로 구성된다. 상기 무선통신응답부(10)는 무선통신신호(RF)에 응답하여 응답통신신호(RS)를 발생한다. 상기 응답통신신호(RS)는 상기 무선통신신호(RF)와 동일한 주파수로 스윙한다. 상기 스위칭부(20)의 제1 스위칭 수단(21) 및 제2 스위칭 수단(23)은, 각자의 소스단(NS1, NS2)을 통하여, 상기 응답통신신호의 양의 성분(RS+) 및 음의 성분(RS-)을 수신한다. 그리고, 상기 제1 및 제2 스위칭 수단(21, 23)의 트랜지스터들(21a, 21b, 23a, 23b)은, 로컬통신신호의 양의 성분(LO+) 및 음의 성분(LO-)에 따른 컨덕턴스로, 상기 응답통신신호의 양의 성분(RS+) 및 음의 성분(RS-)을 전송하여, 변조출력신호(IF)를 발생한다. 그러므로, 상기 스위칭부(20)에서 발생되는 변조출력신호(IF)가 상기 무선통신신호(RF) 및 상기 로컬통신신호(LO)의 주파수를 효과적으로 합성하기 위해서는, 상기 변조출력신호(IF)가 상기 로컬통신신호(LO)에 대하여 높은 증폭율을 가지는 것이 요구된다.In the frequency mixer of FIG. 2, the radio mixer includes a radio
그런데, 도 2와 같은 종래의 주파수 혼합기에서는, 도 1에 도시되는 바와 같은 신호응답회로를 상기 스위칭부에 내장하고 있다. 그러므로, 종래의 주파수 혼합기에서는, 상기 변조출력신호(IF)의 상기 로컬통신신호(LO)에 대한 증폭율이 한계점을 지닌다는 문제점이 발생된다.By the way, in the conventional frequency mixer as shown in Fig. 2, the signal response circuit as shown in Fig. 1 is incorporated in the switching section. Therefore, in the conventional frequency mixer, there arises a problem that the amplification factor of the modulated output signal IF has a limit point for the local communication signal LO.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입력신호에 대하여 높은 증폭율을 가지는 출력신호를 발생하는 신호응답회로 및 이를 포함하는 주파수 혼합기를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, to provide a signal response circuit for generating an output signal having a high amplification rate for the input signal and a frequency mixer including the same.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 수신되는 입력신호에 응답하여, 출력신호를 발생하는 신호응답회로에 관한 것이다. 여기서, 상기 입력신호 및 상기 출력신호의 전압레벨은 각자의 양(+)의 성분과 음(-)의 성분의 차이에 따른 전압레벨이다. 본 발명의 신호응답회로는 소정의 소스단; 상기 입력신호의 양(+)의 성분과 음(-)의 성분에 각각 응답하여, 소정의 제1 응답단과 상기 출력신호의 양의 성분을 발생하는 제1 출력단 사이 및 소정의 제2 응답단과 상기 출력신호의 음의 성분을 발생하는 제2 출력단 사이에 흐르는 전류량을 제어하는 응답수단; 및 소정의 소스단과 상기 제1 및 제2 응답단 사이에 형성되는 네거티브 컨덕턴스 수단으로서, 상기 제1 및 제2 응답단에서의 전압레벨의 변화에 대하여, 동일 한 방향으로 가속화하도록 구동되는 상기 네거티브 컨덕턴스 수단을 구비한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a signal response circuit for generating an output signal in response to a received input signal. Here, the voltage levels of the input signal and the output signal are voltage levels according to differences between respective positive and negative components. The signal response circuit of the present invention comprises a predetermined source end; Responsive to a positive component and a negative component of the input signal, respectively, between a predetermined first response stage and a first output stage that generates a positive component of the output signal, and a predetermined second response stage and the Response means for controlling an amount of current flowing between second output stages for generating a negative component of the output signal; And negative conductance means formed between a predetermined source terminal and the first and second response terminals, wherein the negative conductance is driven to accelerate in the same direction with respect to a change in voltage level in the first and second response terminals. Means.
상기와 같은 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면은 소정의 무선통신신호와 소정의 로컬통신신호를 합성하여 변조출력신호를 발생하는 주파수 혼합기에 관한 것이다. 여기서, 상기 무선통신신호, 상기 로컬통신신호 및 상기 변조출력신호의 전압레벨은 각자의 양(+)의 성분과 음(-)의 성분의 차이에 따른 전압레벨이다. 본 발명의 주파수 혼합기는 상기 무선통신신호의 양(+)의 성분과 음(-)의 성분에 차동 방식으로 응답하여, 소정의 응답통신신호를 발생하는 무선통신응답부로서, 상기 응답통신신호의 전압레벨은 자신의 양(+)의 성분과 음(-)의 성분의 차이에 따른 전압레벨인 상기 무선통신응답부; 및 상기 응답통신신호의 양(+)의 성분과 음(-)의 성분을 각자의 소스단으로 수신하되, 상기 응답통신신호의 주파수에 상기 로컬통신신호의 주파수를 합성하여 상기 변조출력신호를 발생하는 제1 및 제2 신호응답회로를 포함하는 스위칭부를 구비한다. 그리고, 상기 제1 및 제2 신호응답회로 중의 적어도 어느하나는 상기 로컬통신신호의 양(+)의 성분과 음(-)의 성분에 각각 응답하여, 소정의 제1 응답단과 상기 변조출력신호의 양의 성분을 발생하는 제1 출력단 사이 및 소정의 제2 응답단과 상기 변조출력신호의 음의 성분을 발생하는 제2 출력단 사이에 흐르는 전류량을 제어하는 응답수단; 및 소정의 소스단과 상기 제1 및 제2 응답단 사이에 형성되는 네거티브 컨덕턴스 수단으로서, 상기 제1 및 제2 응답단에서의 전압레벨의 변화에 대하여, 동일한 방향으로 가속화하도록 구동되는 상기 네거티브 컨덕턴스 수단을 구비한다.Another aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a frequency mixer for generating a modulated output signal by combining a predetermined wireless communication signal and a predetermined local communication signal. Here, the voltage levels of the wireless communication signal, the local communication signal, and the modulation output signal are voltage levels according to differences between respective positive and negative components. The frequency mixer of the present invention is a wireless communication response unit which generates a predetermined response communication signal by differentially responding to a positive component and a negative component of the wireless communication signal. The voltage level is the wireless communication response unit which is a voltage level according to a difference between its positive component and a negative component; And receiving a positive component and a negative component of the response communication signal to respective source terminals, and generating the modulated output signal by combining the frequency of the local communication signal with the frequency of the response communication signal. And a switching unit including first and second signal response circuits. And at least one of the first and second signal response circuits responds to a positive component and a negative component of the local communication signal, respectively, to determine a predetermined first response stage and the modulation output signal. Response means for controlling the amount of current flowing between a first output stage for generating a positive component and between a predetermined second response stage and a second output terminal for generating a negative component of the modulated output signal; And negative conductance means formed between a predetermined source terminal and the first and second response terminals, wherein the negative conductance means is driven to accelerate in the same direction with respect to a change in the voltage level at the first and second response terminals. It is provided.
본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For each figure, like reference numerals denote like elements.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 신호응답회로를 나타내는 회로도이다. 도 3의 신호응답회로는 수신되는 입력신호(IN)에 응답하여, 출력신호(VOUT)를 발생한다. 이때, 도 3에서, 입력신호(IN) 및 출력신호(VOUT)의 전압레벨은 각자의 양(+)의 성분 및 음(-)의 성분의 전압레벨의 차이로 나타난다. 그리고, 본 명세서에서, 각각의 신호들은 단지 IN, VOUT 등으로 나타나며, 각자의 양의 성분은 참조부호에 (+), 음의 성분은 참조부호에 (-)를 첨가하여 나타낸다.3 is a circuit diagram illustrating a signal response circuit according to an embodiment of the present invention. The signal response circuit of FIG. 3 generates an output signal VOUT in response to the received input signal IN. In this case, in FIG. 3, the voltage levels of the input signal IN and the output signal VOUT are represented by the difference between the voltage levels of the positive and negative components. And, in the present specification, each signal is represented only by IN, VOUT, etc., each positive component is indicated by adding (+) to the reference numeral and negative component by adding (-) to the reference numeral.
도 3을 참조하면, 본 발명의 신호응답회로는 소정의 소스단(NS), 응답수단(30) 및 네거티브 컨덕턴스 수단(40)을 구비한다. 이때, 상기 소스단(NS)에는, 소정의 진폭으로 스윙하는 소스신호(XSOR)가 인가될 수 있다. 또한, 상기 소스단(NS)에는, 접지전압(VSS)과 같은 소스전압이 인가될 수도 있다. Referring to FIG. 3, the signal response circuit of the present invention includes a predetermined source terminal NS, a response means 30, and a negative conductance means 40. In this case, a source signal XSOR swinging at a predetermined amplitude may be applied to the source terminal NS. In addition, a source voltage such as ground voltage VSS may be applied to the source terminal NS.
그리고, 상기 응답수단(30)은 구체적으로 제1 및 제2 응답 트랜지스터(31, 33)를 포함한다. 상기 제1 응답 트랜지스터(31)는 상기 입력신호의 양의 성분(IN+)에 의하여 게이팅되며, 일측 소스/드레인 단자가 제1 출력단(NOUT+)에 연결된다. 상기 제1 응답 트랜지스터(31)는, 상기 입력신호의 양의 성분(IN+)에 따라, 제1 응답단(NRa)와 상기 제1 출력단(NOUTa) 사이에 흐르는 전류량을 제어한다. 그리고, 상기 제1 응답 트랜지스터(31)는, 상기 제1 출력단(NOUTa)을 통하여, 상기 출력신호의 양의 성분(VOUT+)을 제공한다.In addition, the response means 30 specifically includes first and
상기 제2 응답 트랜지스터(33)는 상기 입력신호의 음의 성분(IN-)에 의하여 게이팅되며, 일측 소스/드레인 단자가 제2 출력단(NOUTb)에 연결된다. 상기 제2 응답 트랜지스터(33)는, 상기 입력신호의 음의 성분(IN-)에 따라, 제2 응답단(NRb)와 상기 제2 출력단(NOUTb) 사이에 흐르는 전류량을 제어한다. 그리고, 상기 제2 응답 트랜지스터(33)는, 상기 제2 출력단(NOUTb)을 통하여, 상기 출력신호의 음의 성분(VOUT-)을 제공한다.The
바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 응답 트랜지스터(31, 33)는 앤모스 트랜지스터이다.In a preferred embodiment, the first and
상기 네거티브 컨덕턴스 수단(40)은 소정의 소스단(NS)과 상기 제1 및 제2 응답단(NRa, NRb) 사이에 형성된다. 상기 네거티브 컨덕턴스 수단(40)은 상기 제1 및 제2 응답단(NRa, NRb)에서의 전압레벨의 변화에 대하여, 동일한 방향으로 부양하도록 구동된다.The negative conductance means 40 is formed between a predetermined source terminal NS and the first and second response terminals NRa and NRb. The negative conductance means 40 is driven to float in the same direction against changes in voltage levels at the first and second response stages NRa and NRb.
상기 네거티브 컨덕턴스 수단(40)은 더욱 구체적으로 제1 네거티브 트랜지스터(41) 및 제2 네거티브 트랜지스터(43)를 구비한다. 상기 제1 네거티브 트랜지스터(41)는 상기 소스단(NS)과 상기 제1 응답단(NRa) 사이에 연결되며, 상기 제2 응답단(NRb)에 의하여 게이팅된다. 그리고, 상기 제2 네거티브 트랜지스터(43)는 상기 소스단(NS)과 상기 제2 응답단(NRb) 사이에 연결되며, 상기 제1 응답단(NRa)에 의하여 게이팅된다. The negative conductance means 40 more particularly comprises a first negative transistor 41 and a second negative transistor 43. The first negative transistor 41 is connected between the source terminal NS and the first response terminal NRa and is gated by the second response terminal NRb. In addition, the second negative transistor 43 is connected between the source terminal NS and the second response terminal NRb and is gated by the first response terminal NRa.
즉, 상기 제1 네거티브 트랜지스터(41)과 제2 네거티브 트랜지스터(43)는 서로 크로스 커플드(cross-coupled)된다. 그러므로, 상기 제1 응답단(NRa)의 전압레벨이 상승하는 경우, 상기 제2 네거티브 트랜지스터(43)는 상기 제2 응답단(NRb)의 전압레벨을 하강시키는 역할을 수행한다. 그 결과, 상기 제1 네거티브 트랜지스터(41)의 컨덕턴스는 감소하며, 상기 제1 응답단(NRa)의 전압레벨은 더욱 증가한다. 그리고, 상기 제1 응답단(NRa)의 전압레벨이 하강하는 경우, 상기 제2 응답단(NRb)의 전압레벨은 상승하며, 그 결과, 상기 제1 응답단(NRa)의 전압레벨은 더욱 하강한다.That is, the first negative transistor 41 and the second negative transistor 43 are cross-coupled with each other. Therefore, when the voltage level of the first response terminal NRa increases, the second negative transistor 43 serves to lower the voltage level of the second response terminal NRb. As a result, the conductance of the first negative transistor 41 decreases, and the voltage level of the first response terminal NRa further increases. When the voltage level of the first response terminal NRa falls, the voltage level of the second response terminal NRb increases, and as a result, the voltage level of the first response terminal NRa falls further. do.
따라서, 상기 네거티브 컨덕턴스 수단(40)은 상기 제1 응답단(NRa)의 전압레벨의 변화에 대하여, 동일한 방향으로 더욱 가속화하도록 구동된다.Accordingly, the negative conductance means 40 is driven to further accelerate in the same direction with respect to the change in the voltage level of the first response stage NRa.
또한, 마찬가지의 원리에 의하여, 상기 네거티브 컨덕턴스 수단(40)은 상기 제2 응답단(NRb)의 전압레벨의 변화에 대하여, 동일한 방향으로 더욱 가속화하도록 구동된다. Further, by the same principle, the negative conductance means 40 is driven to further accelerate in the same direction with respect to the change in the voltage level of the second response stage NRb.
즉, 상기 네거티브 컨덕턴스 수단(40)의 저항값(RL)은 네거티브(-)값을 가지는 것으로 이해할 수 있다. 참고로, 본 실시예에서는, 저항값 또는 컨턱턴스가 포지티브(+)인 경우에는, 입력되는 전압레벨의 변화에 대하여, 변화를 저지하는 방향으로 작용하게 된다.That is, it can be understood that the resistance value RL of the negative conductance means 40 has a negative value. For reference, in the present embodiment, when the resistance value or the conductance is positive (+), it acts in the direction of preventing the change with respect to the change in the input voltage level.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 네거티브 트랜지스터(41, 43)는 앤모스 트랜지스터이다.According to a preferred embodiment, the first and second negative transistors 41 and 43 are NMOS transistors.
본 실시예에서, 상기 응답수단(30)에 포함되는 상기 제1 및 제2 응답 트랜지 스터(31, 33)의 컨덕턴스를 gm이라 하고, 상기 네거티브 컨덕턴스 수단(40)의 저항값을 -RL이 하면, 본 발명의 신호응답회로의 컨덕턴스 Gm은 (수학식 2)에서와 같이 된다.In the present embodiment, the conductance of the first and
(수학식 2)(Equation 2)
Gm=β·gm/(1-gm·RL)Gm = βgm / (1-gmRL)
그리고, 본 발명에서의 상기 출력신호(VOUT)의 진폭(VOUTh2)과 상기 입력신호(IN)의 진폭(INh)은 (수학식 3)과 같은 관계를 가진다.In the present invention, the amplitude VOUTh2 of the output signal VOUT and the amplitude INh of the input signal IN have a relationship as shown in Equation (3).
(수학식 3)(Equation 3)
VOUTh2=α·Gm·INh(여기서, α는 비례상수)VOUTh2 = α · Gm · INh (where α is proportional constant)
=α·β·INh·gm/(1-gm·RL) = alpha beta INh gm / (1-gm RL)
즉, 상기 RL이 -1/gm에 가깝도록 설계되면, 상기 출력신호(VOUT)의 진폭(VOUTh2)은, 도 4에 도시되는 바와 같이, 현저히 증가한다. 이론적으로는, 상기 RL이 -1/gm과 동일하면, 상기 VOUTh2는 무한대로 된다. 도 4에서, 입력신호(IN) 및 출력신호(VOUT)의 진폭은 로그(log) 스케일로 도시된다.That is, when the RL is designed to be close to −1 / gm, the amplitude VOUTh2 of the output signal VOUT is significantly increased, as shown in FIG. Theoretically, if the RL is equal to -1 / gm, the VOUTh2 becomes infinity. In Fig. 4, the amplitudes of the input signal IN and the output signal VOUT are shown on a log scale.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 혼합기를 나타내는 회로도로서, 도 3의 신호응답회로를 채용한다. 도 5에서도, 도 2에서와 마찬가지로, 무선통신신 호(RF), 응답통신신호(RS), 로컬통신신호(LO) 및 변조출력신호(IF)의 전압레벨은 각자의 양(+)의 성분 및 음(-)의 성분의 전압레벨의 차이로 나타난다. 그리고, 본 명세서에서, 각각의 신호들은 단지 RF, RS, IF, LO 등으로 나타나며, 각자의 양의 성분은 참조부호에 (+), 음의 성분은 참조부호에 (-)를 첨가하여 나타낸다. 5 is a circuit diagram illustrating a frequency mixer according to an embodiment of the present invention, and employs the signal response circuit of FIG. In FIG. 5, as in FIG. 2, the voltage levels of the radio communication signal RF, the response communication signal RS, the local communication signal LO, and the modulation output signal IF are positive components. And the difference in voltage levels of negative components. And, in the present specification, each signal is represented only by RF, RS, IF, LO, etc., each positive component is indicated by adding (+) to the reference numeral and negative component by adding (-) to the reference numeral.
도 5에 도시되는 본 발명의 주파수 혼합기는, 무선통신신호(RF)와 로컬통신신호(LO)를 합성한다. 이때, 상기 무선통신신호(RF)는 상대적으로 고주파이며, 상기 로컬통신신호(LO)는 상대적으로 저주파이다. 상기 무선통신신호(RF)와 상기 로컬통신신호(LO)는 일반적으로 수 G Hz 정도의 주파수를 가진다. The frequency mixer of the present invention shown in FIG. 5 synthesizes a radio communication signal RF and a local communication signal LO. In this case, the wireless communication signal RF is relatively high frequency, and the local communication signal LO is relatively low frequency. The radio communication signal RF and the local communication signal LO generally have a frequency of about several G Hz.
본 발명의 주파수 혼합기는 무선통신응답부(100) 및 스위칭부(200)를 구비한다. 상기 무선통신응답부(100)는 상기 무선통신신호(RF)에 차동 방식으로 응답하여, 응답통신신호(RS)를 생성한다. 그리고, 상기 스위칭부(200)는 상기 응답통신신호의 양의 성분(RS+)와 음의 성분(RS-)을 각각 제1 신호응답회로(210)의 제1 소스단(NSa) 및 제2 신호응답회로(230)의 제2 소스단(NSb)으로 수신한다. 그리고, 상기 스위칭부(200)는 수신되는 상기 응답통신신호(RS)에 상기 로컬통신신호(LO)를 합성하여 상기 변조출력신호(IF)를 발생한다. 즉, 상기 변조출력신호(IF)의 주파수는 상기 응답통신신호(RS)와 상기 로컬통신신호(LO)의 주파수가 합성된 주파수를 가진다.The frequency mixer of the present invention includes a wireless
상기 제1 신호응답회로(210)와 상기 제2 신호응답회로(230)는, 도 3에서와 같은 신호응답회로의 형태로 구현된다. 이 경우, 도 5에서의 로컬통신신호(LO)는 도 3의 입력신호(IN)에 대응되며, 도 5에서의 변조출력신호(IF)는 도 3의 입력신호 (VOUT)에 대응된다.The first
그러므로, 상기 제1 신호응답회로(210)와 상기 제2 신호응답회로(230)에 의하여, 상기 로컬통신신호(LO)의 진폭에 대한 상기 변조출력신호(IF)의 진폭의 증폭율은 현저히 향상될 수 있음은, 도 3과 관련하여 기술한 바와 같다.Therefore, by the first
결론적으로, 본 발명의 주파수 혼합기에서는, 종래의 주파수 혼합기에서와 비교하여, 상기 로컬통신신호(LO)의 진폭에 대한 상기 변조출력신호(IF)의 진폭의 증폭율은 현저한 비율로 증가한다. 그리고, 결과적으로 상기 변조출력신호(IF)는 상기 무선통신신호(RF)와 상기 로컬통신신호(LO)의 주파수를 효과적으로 합성할 수 있다.In conclusion, in the frequency mixer of the present invention, as compared with the conventional frequency mixer, the amplification ratio of the amplitude of the modulated output signal IF to the amplitude of the local communication signal LO increases at a significant rate. As a result, the modulated output signal IF may effectively synthesize the frequencies of the wireless communication signal RF and the local communication signal LO.
다시 기술하면, 본 발명의 주파수 혼합기에 따르면, 다소 작은 진폭을 가지는 로컬통신신호(LO)가 수신되더라도, 변조출력신호는 종래기술에서와 같은 진폭을 획득할 수 있다.In other words, according to the frequency mixer of the present invention, even if a local communication signal LO having a rather small amplitude is received, the modulated output signal can obtain the same amplitude as in the prior art.
상기와 같은 본 발명의 신호응답회로는, 제1 응답단과 제1 출력단 사이 및 제2 응답단과 제2 출력단 사이에 흐르는 전류량을 제어하는 응답수단과, 상기 제1 및 제2 응답단에서의 전압레벨의 변화에 대하여, 동일한 방향으로 가속화하도록 구동되는 상기 네거티브 컨덕턴스 수단을 구비한다. The signal response circuit of the present invention as described above includes response means for controlling the amount of current flowing between the first response end and the first output end, and between the second response end and the second output end, and the voltage levels at the first and second response ends. With respect to the change of, the negative conductance means is driven to accelerate in the same direction.
상기와 같은 본 발명의 신호응답회로에 의하면, 입력신호에 대하여 높은 증폭율을 가지는 출력신호가 발생된다.According to the signal response circuit of the present invention as described above, an output signal having a high amplification factor with respect to the input signal is generated.
또한, 본 발명의 주파수 혼합기에 의하면, 무선통신신호에 응답하여, 응답통신신호를 발생하는 무선통신응답부와, 상기 응답통신신호의 주파수에 상기 로컬통신신호의 주파수를 합성하여 상기 변조출력신호를 발생하는 제1 및 제2 신호응답회로를 포함하는 스위칭부를 구비한다. 이때, 상기 제1 및 제2 신호응답회로는 본 발명의 신호응답회로로 구현된다. In addition, according to the frequency mixer of the present invention, in response to a wireless communication signal, a wireless communication response unit for generating a response communication signal and the frequency of the local communication signal by combining the frequency of the response communication signal to the modulated output signal And a switching unit including first and second signal response circuits. In this case, the first and second signal response circuits are implemented by the signal response circuit of the present invention.
상기와 같은 본 발명의 주파수 혼합기에서는, 종래의 주파수 혼합기에서와 비교하여, 상기 로컬통신신호(LO)의 진폭에 대한 상기 변조출력신호(IF)의 진폭의 증폭율은 현저한 비율로 증가한다. 그리고, 결과적으로 상기 변조출력신호(IF)는 상기 상기 무선통신신호(RF)와 상기 로컬통신신호(LO)의 주파수를 효과적으로 합성할 수 있다.In the frequency mixer of the present invention as described above, as compared with the conventional frequency mixer, the amplification ratio of the amplitude of the modulated output signal IF to the amplitude of the local communication signal LO increases at a significant rate. As a result, the modulated output signal IF may effectively synthesize the frequencies of the wireless communication signal RF and the local communication signal LO.
다시 기술하면, 본 발명의 주파수 혼합기에 따르면, 다소 작은 진폭을 가지는 로컬통신신호(LO)가 수신되더라도, 변조출력신호는 종래기술에서와 같은 진폭을 획득할 수 있다.In other words, according to the frequency mixer of the present invention, even if a local communication signal LO having a rather small amplitude is received, the modulated output signal can obtain the same amplitude as in the prior art.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
예를 들면, 본 명세서에서는, 본 발명의 주파수 혼합기에서의 제1 및 제2 신호응답회로가 모두 본 발명의 신호응답회로로 구현되는 실시예가 도시되고 기술되었다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 제1 및 제2 신호응답회로 중 적어도 어느하나가 본 발명의 신호응답회로로 구현되는 실시예에 의해서도 상당한 정도로 실현될 수 있다.For example, in this specification, an embodiment is shown and described in which both the first and second signal response circuits in the frequency mixer of the present invention are implemented with the signal response circuit of the present invention. However, the technical idea of the present invention can be realized to a considerable extent even by an embodiment in which at least one of the first and second signal response circuits is implemented as the signal response circuit of the present invention.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
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