KR20130052468A

KR20130052468A - Compensation circuit of voltage controlled oscillator, voltage controlled oscillator and method for controlling of voltage controlled oscillator

Info

Publication number: KR20130052468A
Application number: KR1020110117917A
Authority: KR
Inventors: 박청용; 신경민; 최근일
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-05-22

Abstract

PURPOSE: A compensation circuit of a voltage control oscillator, the voltage control oscillator, and a controlling method thereof are provided to constantly maintain a gain value which is changed by being sensitive to an ambient temperature change. CONSTITUTION: A voltage control oscillator(14) includes a compensation circuit(20), a temperature unit(21), a transducing unit(22), a gain value calculation unit(23), and an adding unit(24). The temperature unit detects the temperature of the voltage control oscillator. The transducing unit converts the detection result of the temperature unit into a digital value. The gain value calculation unit calculates the gain value of the voltage control oscillator based on the detected temperature. The adding unit adds values by multiplying a proportional constant by the result of the transducing unit or the result value of the gain value calculation unit. [Reference numerals] (21) Temperature unit; (22,14) Transducing unit; (23) Gain value calculation unit

Description

Compensation circuit of voltage controlled oscillator, voltage controlled oscillator and method for controlling of voltage controlled oscillator

전압 제어 발진기의 보상 회로, 이를 포함하는 전압 제어 발진기 및 전압 제어 발진기의 제어 방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 온도 및 주변 환경 변화를 감지하여 이를 기초로 전압 제어 발진기의 전원 전압을 조절함으로써, 신뢰성 있는 전압 제어 발진기를 제공할 수 있도록 하는 전압 제어 발진기의 보상 회로 등에 관한 것이다.The present invention relates to a compensation circuit of a voltage controlled oscillator, a voltage controlled oscillator including the same, and a method of controlling the voltage controlled oscillator. The present invention relates to a method of controlling a power supply voltage of a voltage controlled oscillator based on a change in temperature and surrounding environment. A compensation circuit of a voltage controlled oscillator for providing a voltage controlled oscillator, and the like.

디지털 클록을 이용하는 디지털 신호 전송에 있어서, 들어오는 신호가 0인지 1인지 명확히 구분하려면 적어도 1과 0을 판별해야 하는 범위(range)를 먼저 정확히 정의해야 한다. 즉 하나 하나의 클록이 시작되고 끝나는 지점을 명확히 알아야 할 필요가 있다. 하지만, 무선 또는 유선 상으로 신호를 보내면 신호 경로에 따라 신호 지연(delay)이 생기고 당연히 위상 또한 변하게 된다. 이에 따라 수신측에서 보기에 어느 지점을 시작과 끝점으로 해서 0 과 1을 판단해야 하는 지 모호하게 되는 경우가 있다.In digital signal transmission using a digital clock, to clearly distinguish whether an incoming signal is 0 or 1, a range in which at least 1 and 0 must be determined must first be accurately defined. In other words, you need to clearly know where each clock starts and ends. However, sending a signal over the wire or over a wire creates a signal delay along the signal path and, of course, changes its phase. As a result, the receiving side may be ambiguous which point should be judged as 0 and 1 at the start and end points.

이러한 이유로 인해 클록의 시작과 끝을 정확히 맞추어주는 즉 동기(synchronization)시켜줘야 되는 회로가 필요하고, 이렇게 한 주기의 시작(0도)과 끝(360도)을 맞추어주는 역할을 하는 것이 위상 고정 루프(Phase Locked Loop; 이하 PLL) 회로이다. PLL 회로는 들어오는 신호가 어떻게 들어오던 간에 결국 특정 위상점에서 들어오는 것처럼 고정(lock)하는 역할을 하게 된다.For this reason, there is a need for a circuit that must accurately synchronize the start and end of the clock, that is, to synchronize the phase. Phase Locked Loop (PLL) circuit. The PLL circuit is responsible for locking the incoming signal, as if coming from a certain phase point.

또한 이러한 PLL 회로는 디지털 회로에서만 사용 가능할 뿐만 아니라 RF 회로 등의 아날로그 회로에서도 사용된다. 이 경우 PLL 회로는 주파수원(source)으로 사용되는 주파수가 흔들리는 것을 잡아주기 위해 사용된다. 전압 제어 발진기(VCO)를 통해 생성된 주파수는 주변상황에 많은 영향을 받기 때문에 출력 주파수가 미세하게 흔들리게 되고 다른 범위의 주파수로 변형되는 일이 많다. 이렇게 되면 시스템이 정상적으로 동작하기가 힘들다. 특히 주파수를 작게 나누어 사용해야 하는 고주파 무선통신 시스템에서는, 주파수의 변형은 치명적이게 된다. In addition, these PLL circuits are not only used in digital circuits, but also in analog circuits such as RF circuits. In this case, the PLL circuit is used to catch the shaking of the frequency used as the frequency source. The frequency generated by the voltage controlled oscillator (VCO) is very affected by the surroundings, so the output frequency is slightly shaken and transformed into a different range of frequencies. This makes it difficult for the system to operate normally. Especially in high frequency wireless communication systems where the frequency should be divided small and used, the variation of the frequency becomes fatal.

한편, 전압 제어 발진기는 위상 동기 루프 회로에 있어서 중요한 역할을 수행하지만, 온도 또는 진동 등에 의한 주변 환경에 변화가 생기면 출력 주파수가 흔들리게 된다. 출력 주파수의 왜곡은 전압 제어 발진기의 게인값의 변화를 야기시켜, 결국은, 위상 동기 루프 회로 전체의 동작의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. On the other hand, the voltage controlled oscillator plays an important role in the phase locked loop circuit, but when the environment changes due to temperature or vibration, the output frequency is shaken. The distortion of the output frequency causes a change in the gain value of the voltage controlled oscillator, which in turn lowers the reliability of the operation of the entire phase locked loop circuit.

본 발명은 전압 제어 발진기의 주변 온도 등을 검출하고, 이를 기반으로 전압 제어 발진기의 게인값을 보상함으로써, 환경 변화에도 안정적인 전압 제어 발진기의 보상 회로 및 전압 제어 발진기를 제공하도록 한다.The present invention detects an ambient temperature of a voltage controlled oscillator and compensates the gain value of the voltage controlled oscillator based on the same, thereby providing a compensation circuit and a voltage controlled oscillator of a voltage controlled oscillator that are stable even with environmental changes.

본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기의 보상 회로는, 상기 전압 제어 발진기의 온도를 검출하는 온도부; 상기 온도부의 검출 결과를 디지털 값으로 변환하는 변환부; 및 상기 검출된 온도를 기반으로 상기 전압 제어 발진기의 게인값을 산출하는 게인값 산출부를 포함하고, 상기 변환부의 결과 및 상기 게인값 산출부의 결과값을 기반으로 상기 전압 제어 발진기를 제어한다.Compensation circuit of a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention, the temperature unit for detecting the temperature of the voltage controlled oscillator; A converting unit converting the detection result of the temperature unit into a digital value; And a gain value calculator configured to calculate a gain value of the voltage controlled oscillator based on the detected temperature, and control the voltage controlled oscillator based on a result of the converter and a result value of the gain value calculator.

본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기의 제어 방법은, 전압 제어 발진기의 온도를 검출하는 단계; 상기 온도부의 검출 결과를 디지털 값으로 변환하는 단계; 상기 검출된 온도를 기반으로 상기 전압 제어 발진기의 게인값을 산출하는 단계; 및 상기 변환된 디지털 값 및 상기 게인값을 기반으로 상기 전압 제어 발진기를 제어하는 단계를 포함한다.A control method of a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention includes detecting a temperature of a voltage controlled oscillator; Converting the detection result of the temperature unit into a digital value; Calculating a gain value of the voltage controlled oscillator based on the detected temperature; And controlling the voltage controlled oscillator based on the converted digital value and the gain value.

본 발명에 따르면, 주변 온도 변화에 따라 민감하게 변화하는 전압 제어 발진기의 게인값을 일정하게 유지하여 전압 제어 발진기 및 이를 포함하는 회로의 안정성을 확보할 수 있다.According to the present invention, it is possible to ensure the stability of the voltage controlled oscillator and the circuit including the same by maintaining a constant of the gain value of the voltage controlled oscillator which changes sensitively according to the ambient temperature change.

도 1은 위상 동기 루프 회로의 구성에 대한 블록도를 나타낸다.
도 2의 (a)는 온도 변화에 따라 전압 제어 발진기에서 출력되는 제어 전압의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2의 (b)는 전압 제어 발진기의 입력 전압에 따른 출력 주파수의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2의 (c) 는 온도 변화에 따른 전압 제어 발진기의 게인값 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기에 구비된 보상 회로의 구성에 대한 블록도이다.
도 4의 (a)는 온도 변화에 따른 변환부의 출력 결과를 나타낸다.
도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 보상된 전압 제어 발진기의 온도 변화에따른 게인값 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기의 제어 방법에 대한 순서도를 나타낸다.1 shows a block diagram of the configuration of a phase locked loop circuit.
2 (a) is a graph showing the relationship between the control voltage output from the voltage controlled oscillator according to the temperature change.
FIG. 2B is a graph illustrating a relationship between output frequencies according to input voltages of a voltage controlled oscillator.
2C is a graph showing a change in gain value of the voltage controlled oscillator according to the temperature change.
3 is a block diagram of a configuration of a compensation circuit provided in a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.
4A shows the output result of the converter according to the temperature change.
4B is a graph showing a change in gain value according to a temperature change of a voltage controlled oscillator compensated according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.

도 1은 위상 동기 루프 회로의 구성에 대한 블록도를 나타낸다.1 shows a block diagram of the configuration of a phase locked loop circuit.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 동기 루프 회로(10)는 전압 제어 발진기로부터 입력되는 주파수를 분주하여 분주된 주파수를 생성하는 주파수 분주기(15), 주파수 분주기로(15)부터 출력되는 분주 신호(fdiv) 및 기준 신호(fref)를 비교하여 펄스로 출력하는 위상 검출부(Phase Detector, 11); 위상 검출부(11,)로부터의 펄스 신호를 입력받아 전류로 변환하여 출력하는 전하 펌프(Charge Pump, 12), 전하 펌프(12)로부터의 전류를 입력받아 제어 전압(Vctr)으로 변환하여 출력하는 루프 필터(Loop Filter, 13), 및 제어 전압(Vctr)에 따라 가변하는 주파수 신호를 출력하는 전압 제어 발진지(VCO, Voltage Control Oscillator, 14)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a phase locked loop circuit 10 according to an embodiment of the present invention divides a frequency input from a voltage controlled oscillator to generate a divided frequency and a frequency divider 15. A phase detector 11 for comparing the divided signal fdiv and the reference signal fref outputted from each other and outputting the pulse signal; A charge pump 12 that receives the pulse signal from the phase detector 11 and converts it into a current and outputs it, and a loop that receives the current from the charge pump 12 and converts it into a control voltage Vctr and outputs it. The filter may include a loop filter 13 and a voltage control oscillator 14 for outputting a frequency signal that varies according to the control voltage Vctr.

위상 검출부(11)는, 주파수 분주기로(15)부터 출력되는 분주 신호(fdiv) 및 기준 신호(fref)를 비교하여 펄스로 출력할 수 있다. 또한, 위상 검출부(11)는 기준 주파수(fref)와 주파수 분주기(15)로부터 출력된 분주 주파수(fdiv)의 위상을 비교하여, 기준 주파수(fref)가 분주 주파수(fdiv)보다 빠르면(lead) 업(UP) 신호를 출력하고, 기준 주파수(fref)가 분주 주파수(fdiv)보다 늦으면(lag) 다운(DN) 신호를 출력할 수 있다.The phase detector 11 may compare the divided signal fdiv and the reference signal fref output from the frequency divider 15 to output the pulse. In addition, the phase detector 11 compares the phase of the frequency division frequency fdiv output from the frequency divider 15 with the reference frequency fref so that the reference frequency fref is faster than the frequency division frequency fdiv. The UP signal may be output, and if the reference frequency fref is later than the division frequency fdiv, the down signal may be output.

한편, 위상 동기 루프 회로(10)는 위상 검출부(11)로 인가되는 기준 주파수(frev)의 신호를 발진기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 발진기는 크리스탈 발진기(TCXO, Temperature Compensated X-tal Oscillator)로 구성될 수 있다.On the other hand, the phase locked loop circuit 10 may further include an oscillator (not shown) for the signal of the reference frequency (frev) applied to the phase detector (11). The oscillator may be configured as a crystal oscillator (TCXO, Temperature Compensated X-tal Oscillator).

전하 펌프(12)는, 위상 검출부(11)로부터 출력된 펄스 신호(UP 신호 또는 DN 신호)에 기초하여 펄스 신호를 전류(Icp)로 변환할 수 있다.The charge pump 12 can convert the pulse signal into the current Icp based on the pulse signal (UP signal or DN signal) output from the phase detector 11.

루프 필터(13)는, 일반적으로 로우 패스 필터(LPF, Low Pass Filter)로 구성될 수 있으며, 전하 펌프(12)로부터의 전하를 축적했다 방출하는 역할과 원하지 않는 출력성분을 포함한 잡음 주파수를 제거하는 역할을 할 수 있다. 루프 필터(13)가 커패시터 및 저항으로 구성된 경우에는 이들 소자가 온도 변화에 민감하기 때문에 루프 필터(13)의 주변 온도를 검출하여 이를 보상하는 회로가 이용되어 왔었다. 그러나, 루프 필터(13) 이후 단, 즉, 전압 제어 발진기(14)의 동작이 온도에 의해 불안정하게 되는 상황에 대해서는 보상하는 방법이 없었다. The loop filter 13 may generally be configured as a low pass filter (LPF) and removes noise frequencies including accumulation and discharge of charge from the charge pump 12 and unwanted output components. Can play a role. When the loop filter 13 is composed of a capacitor and a resistor, a circuit for detecting and compensating for the ambient temperature of the loop filter 13 has been used since these elements are sensitive to temperature changes. However, there is no method for compensating for the situation after the loop filter 13, that is, the operation of the voltage controlled oscillator 14 becomes unstable by temperature.

전압 제어 발진기(14)는, 입력되는 제어 전압(Vctr)에 따라 출력되는 주파수(fvco)가 제어되는 역할을 한다. 전압 제어 발진기(14)는 크게, 구형파를 출력으로 내보내는 비선형 귀환 회로를 이용하여 구현하는 인버터 체인(inverter chain) 형태의 링 오실레이터(Ring oscillator) 또는 LC tank oscillator 로 구성될 수 있다. 전압 제어 발진기(14)는 위상 동기 루프의 내장 또는 외장되어 사용되거나 별개의 독립 부품으로 사용될 수 있다.The voltage controlled oscillator 14 serves to control the output frequency fvco according to the input control voltage Vctr. The voltage controlled oscillator 14 may be largely configured as a ring oscillator or LC tank oscillator in the form of an inverter chain implemented using a nonlinear feedback circuit for outputting a square wave to an output. The voltage controlled oscillator 14 can be used internally or externally in a phase locked loop or as a separate independent component.

전압 제어 발진기(14)는, 앞서 말했듯이 주위의 열 또는 온도 변화에 따라 출력 주파수(fvco)의 왜곡 및 요동이 심하게 되어 전체적인 위상 동기 루프 회로의 시스템이 불안정하게 동작하게 된다. 본 발명에서는 이를 극복하기 위하여 전압 제어 발진기(14)의 보상 회로를 추가적으로 동작시켜 안정적인 전압 제어 발진기를 제공할 수 있도록 한다.As described above, the voltage controlled oscillator 14 is severely distorted and fluctuated in the output frequency fvco in response to changes in ambient heat or temperature, resulting in an unstable operation of the system of the overall phase locked loop circuit. In the present invention, in order to overcome this problem, the compensation circuit of the voltage controlled oscillator 14 may be additionally operated to provide a stable voltage controlled oscillator.

한편, 전압 제어 발진기(14)는 입력되는 기기의 특성에 따른 고유의 게인(Gain, Kvco)을 가지며, 게인값은 제어 전압(Vctr)의 변화에 따른 출력 주파수 변화량, 즉, Kvco = (Hz/V) 로 산출될 수 있다. 게인값이 일정하게 유지되는 경우 전압 제어 발진기의 동작이 안정화되고, 전체적인 위상 동기 루프 회로의 주파수 출력이 안정되고, 락킹 시간(Locking Time)이 안정되며 위상 노이즈(Phase Noise)가 감소할 수 있다. On the other hand, the voltage controlled oscillator 14 has its own gain (Gain, Kvco) according to the characteristics of the input device, the gain value is the output frequency change amount according to the change of the control voltage (Vctr), that is, Kvco = (Hz / Can be calculated as V). When the gain value is kept constant, the operation of the voltage controlled oscillator may be stabilized, the frequency output of the overall phase locked loop circuit may be stabilized, the locking time may be stabilized, and phase noise may be reduced.

주파수 분주기(15)는 전압 제어 발진기로(15)부터의 신호 주파수를 복수의 주파수 모드로 분주할 수 있으며 분배기(divider)로 구성될 수 있다.
The frequency divider 15 may divide the signal frequency from the voltage controlled oscillator 15 into a plurality of frequency modes and may be configured as a divider.

도 2의 (a)는 온도 변화에 따라 전압 제어 발진기에서 출력되는 제어 전압의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 2를 참조하면, 제어 전압(Vctr)은 주변 온도가 T1, T2, T3, T4 와 같이 높아짐에 따라 증가함을 알 수 있다. 종래에는, 제어 전압(Vctr)을 조정함으로써 위상 동기 루프의 회로 안정성을 달성시킬 수 있었다.2 (a) is a graph showing the relationship between the control voltage output from the voltage controlled oscillator according to the temperature change. Referring to FIG. 2, it can be seen that the control voltage Vctr increases as the ambient temperature increases such as T1, T2, T3, and T4. Conventionally, the circuit stability of the phase locked loop can be achieved by adjusting the control voltage Vctr.

도 2의 (b)는 전압 제어 발진기의 입력 전압(V)에 따른 출력 주파수(frequency)의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 2의 (b)에서는 선형적 기울기(C1) 및 비선형적 기울기(C2)의 관계라 나타나 있다. 이상적으로는 입력 전압에 따른 출력 주파수는 C1에서처럼 선형적으로 나타난다. 그러나, 주위 영향(e.g. 온도상승, 노이즈 등)으로 인하여 루프 필터로부터 입력되는 제어 전압(Vctr)이 증가함에 따라 전압 제어 발진기의 출력 주파수(fvco)는 C2에서와 같이 비선형적으로 증가함을 알 수 있다. 그래프가 선형적으로 증가하는 경우에는 제어 전압(Vctr) 증가에 따른 출력 주파수의 증가율이 항상 일정하게 되는, 이상적인 게인값이 획득될 수 있다. FIG. 2B is a graph showing a relationship between output frequencies according to an input voltage V of a voltage controlled oscillator. In FIG. 2B, the relationship between the linear slope C1 and the nonlinear slope C2 is illustrated. Ideally, the output frequency with the input voltage appears linear as in C1. However, as the control voltage Vctr input from the loop filter increases due to ambient influences (eg temperature rise, noise, etc.), the output frequency fvco of the voltage controlled oscillator increases nonlinearly as in C2. have. When the graph increases linearly, an ideal gain value can be obtained in which the rate of increase of the output frequency is always constant with increasing control voltage Vctr.

도 2의 (c) 는 온도 변화에 따른 전압 제어 발진기의 게인값 변화를 나타낸 그래프이다. 도 2의 (c) 를 참조하면, 온도가 증가함에 따라 게인값(Kvco)이 감소함을 알 수 있다. 도 2의 (a) 및 (b)의 그래프 결과와 함께 분석하여 보면, 온도가 증가하면, 전압 제어 발진기에 입력되는 제어 전압(Vctr)이 증가하고, 제어 전압이 증가하면 도 2의 (b)에서 나타내는 바와 같이 출력 주파수(fvco)도 함께 증가하게 된다. 따라서, 게인값(Kvco = (Hz/V))에 작용되는 주파수 및 전압 값이 모두 증가하면서, 주파수의 증가율이 전압의 그것보다 작게 되게 되어 도 2의 (c)에서와 같이 나타나게 된다. 본 발명에서는 온도값이 증가함에 따라 게인값이 감소하는 특성을 이용하여 전압 제어 발진기를 조절하도록 한다.
2C is a graph showing a change in gain value of the voltage controlled oscillator according to the temperature change. Referring to FIG. 2C, it can be seen that the gain value Kvco decreases as the temperature increases. Analyzing with the graph results of FIGS. 2A and 2B, when the temperature increases, the control voltage Vctr input to the voltage controlled oscillator increases, and when the control voltage increases, FIG. As shown in Fig. 2, the output frequency fvco also increases. Therefore, while both the frequency and the voltage value applied to the gain value Kvco = (Hz / V) increase, the rate of increase of the frequency becomes smaller than that of the voltage and thus appears as shown in FIG. In the present invention, the voltage-controlled oscillator is adjusted by using a characteristic that the gain value decreases as the temperature value increases.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기에 구비된 보상 회로의 구성에 대한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기(14)의 보상 회로(20)는, 전압 제어 발진기(14)의 온도를 검출하는 온도부(21),온도부(21)의 검출 결과를 디지털 값으로 변환하는 변환부(22) 및 검출된 온도를 기반으로 전압 제어 발진기(14)의 게인값을 산출하는 게인값 산출부(24)를 포함하고, 변환부(22)의 결과 및 게인값 산출부(23)의 결과값을 기반으로 전압 제어 발진기(14)를 제어하도록 한다. 또한, 보상 회로(20)는, 변환부(22)의 출력값 및 게인값 산출부(23)의 결과값에 대하여 소정 비례 상수를 곱하여 합산하는 합산부(24)를 더 포함할 수 있다.3 is a block diagram of a configuration of a compensation circuit provided in a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the compensation circuit 20 of the voltage controlled oscillator 14 according to an embodiment of the present invention may include a temperature unit 21 and a temperature unit 21 for detecting a temperature of the voltage controlled oscillator 14. A conversion unit 22 for converting a detection result of the digital signal into a digital value and a gain value calculation unit 24 for calculating a gain value of the voltage controlled oscillator 14 based on the detected temperature. The voltage controlled oscillator 14 is controlled based on the result and the result value of the gain value calculator 23. In addition, the compensation circuit 20 may further include an adder 24 which multiplies and sums the output value of the converter 22 and the resultant value of the gain value calculator 23 by a predetermined proportional constant.

온도부(21)는, 전압 제어 발진기(14)의 주변 온도(T)를 검출하여 출력할 수 있다. 온도부(21)는, 저항 온도계와 같은 전기적 온도계로 구성될 수 있다.The temperature unit 21 can detect and output the ambient temperature T of the voltage controlled oscillator 14. The temperature unit 21 may be configured of an electrical thermometer such as a resistance thermometer.

변환부(22)는, 온도부(21)로부터 검출된 온도를 디지털 값으로 변환할 수 있고, ADC(Analog Digital Converter) 또는 디지털 값을 출력할 수 있는 비교기(comparator)로 구성될 수 있다. 변환부(22)가 비교기로 구성되는 경우에 대하여 도 4의 (a)를 참조하면, 변환부(22)는 입력되는 온도값에 따라 단계별로 디지털 데이터로 출력할 수 있다. 도 4의 (a)는 온도 변화에 따른 변환부의 출력 결과를 나타낸다. 도 4의 (a)에서 나타내는 바와 같이, 비교기의 일단에는 온도값이 입력되고 비교기의 타단에는 기준 전압(Vref)이 입력되고, 온도가 T3인 경우 Vref로서 출력되고 T3보다 높은 경우 와 같이 출력되고, 온도가 T3보다 낮은 경우 의 값이 출력되도록 할 수 있다. The converter 22 may convert a temperature detected from the temperature unit 21 into a digital value, and may be configured as an analog digital converter (ADC) or a comparator capable of outputting a digital value. Referring to FIG. 4A for the case where the converter 22 is configured as a comparator, the converter 22 may output digital data step by step according to the input temperature value. 4A shows the output result of the converter according to the temperature change. As shown in FIG. 4A, a temperature value is input at one end of the comparator, and a reference voltage Vref is input at the other end of the comparator, and is output as Vref when the temperature is T3 and is output as if it is higher than T3. In this case, it is possible to output the value when the temperature is lower than T3.

한편, 온도부(21)가 디지털 온도계인 경우에는 변환부(22)는 온도부(21)에 포함되어 구성될 수 있다. Meanwhile, when the temperature unit 21 is a digital thermometer, the conversion unit 22 may be included in the temperature unit 21.

게인값 산출부(23)는, 온도 변화에 따른 전압 제어 발진기의 게인값 변화 데이터를 기초로 게인값(G)을 산출할 수 있다. 온도 변화에 따른 전압 제어 발진기의 게인값 변화 데이터는 도 2의 (c) 와 같은 그래프 또는 이에 대응되는 테이블로 구성될 수 있다. 온도 변화에 따른 전압 제어 발진기의 게인값 변화 데이터는 전압 제어 발진기의 기기 특성에 따라 달라질 수 있고, 게인값 산출부(23)는 이러한 데이터의 저장을 위한 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다.The gain value calculator 23 may calculate the gain value G based on the gain value change data of the voltage controlled oscillator according to the temperature change. The gain value change data of the voltage controlled oscillator according to the temperature change may be configured as a graph as shown in FIG. 2C or a table corresponding thereto. The gain value change data of the voltage controlled oscillator according to the temperature change may vary according to the device characteristics of the voltage controlled oscillator, and the gain value calculator 23 may further include a memory (not shown) for storing such data. .

합산부(24)는, 변환부(22)로부터 출력되는 값(Vt) 및 게인값을 이용하여 식 1에서의 제어 데이터(Vdd)를 산출할 수 있다.
The summer 24 may calculate the control data Vdd in Equation 1 using the value Vt and the gain value output from the converter 22.

식1에서 비례 상수 는 변환부(22) 및 게인값 산출부(23)의 특성 및 게인값 산출부(23) 및 전압 제어 발진기(14)에 따라 달라질 수 있다. 본 발명에서는 식1에서 산출되는 제어 데이터(Vdd)를 이용하여 전압 제어 발진기(14)의 전원전압을 조절할 수 있다. 이 때, 전원전압값을 조절하기 위하여 위상 동기 루프의 전하 펌프가 사용될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 온도 증가에 따라 증가하는 변환부(22)의 출력값(V) 및 온도 증가에 따라 감소 추세인 게인 산출부(23)의 게인값(G)에 소정 비례 상수를 곱하여 합산하면, 이들의 증가 및 감소 효과를 상쇄시킬 수 있도록 일정한 이득을 유지할 수 있는 제어 데이터(Vdd)가 획득될 수 있는 것이다. 예컨대, 온도가 상승하면, 제어 데이터(Vdd)를 올려주고, 온도가 하강하는 경우 제어 데이터(Vdd)를 감소시켜 전압 제어 발진기(14)를 제어할 수 있다.In Equation 1, the proportional constant may vary depending on the characteristics of the converter 22 and the gain value calculator 23, the gain value calculator 23, and the voltage controlled oscillator 14. In the present invention, the power supply voltage of the voltage controlled oscillator 14 may be adjusted using the control data Vdd calculated in Equation 1. At this time, the charge pump of the phase locked loop may be used to adjust the power supply voltage value. That is, in the present invention, when the output value V of the converter 22 that increases with temperature increase and the gain value G of the gain calculator 23 that decreases with temperature increase, multiply and add a predetermined proportional constant, Control data Vdd can be obtained which can maintain a constant gain so as to offset their increasing and decreasing effects. For example, when the temperature rises, the control data Vdd is raised, and when the temperature falls, the control data Vdd is decreased to control the voltage controlled oscillator 14.

도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 보상된 전압 제어 발진기의 온도 변화에따른 게인값 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4의 (b)를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 회로를 전압 제어 발전기에 장착하는 경우에는, 온도가 변화하여도 전압 제어 발진기의 게인값(Kvco)이 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. 4B is a graph showing a change in gain value according to a temperature change of a voltage controlled oscillator compensated according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4B, when the compensation circuit according to the embodiment of the present invention is mounted in the voltage controlled generator, it is confirmed that the gain value Kvco of the voltage controlled oscillator is kept constant even when the temperature is changed. Can be.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기의 제어 방법에 대한 순서도를 나타낸다. 5 is a flowchart illustrating a method of controlling a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.

단계(S11)에서, 전압 제어 발진기의 온도를 검출한다. 온도부의 특성 및 배치 위치에 따라 전압 제어 발진기의 주변온도 또는 전압 발진기 자체의 온도가 검출될 수 있다.In step S11, the temperature of the voltage controlled oscillator is detected. The ambient temperature of the voltage controlled oscillator or the temperature of the voltage oscillator itself can be detected depending on the nature of the temperature portion and the placement position.

단계(S12)에서, 온도부의 검출 결과를 디지털 값으로 변환한다. 디지털 값의 변환에 있어서 비교기가 이용될 수 있다.In step S12, the detection result of the temperature portion is converted into a digital value. Comparators may be used in the conversion of digital values.

단계(S13)에서, 검출된 온도를 기반으로 상기 전압 제어 발진기의 게인값을 산출한다.In step S13, the gain value of the voltage controlled oscillator is calculated based on the detected temperature.

단계(S14)에서, 변환된 디지털 값 및 상기 게인값을 기반으로 상기 전압 제어 발진기를 제어한다. 구체적으로, 전압 제어 발진기의 전원 전압값을 이용하여 제어할 수 있고, 제어 데이터(Vdd)인 경우 이는 로서 산출될 수 있다. 제어 데이터는, 온도의 변환값(V), 온도 변화에 따라 서로 반대 경향의 특성을 가지는 게인값(G)을 소정 비례 상수를 이용하여 합산함으로써 산출될 수 있다.
In step S14, the voltage controlled oscillator is controlled based on the converted digital value and the gain value. Specifically, it may be controlled using the power supply voltage value of the voltage controlled oscillator, and in the case of the control data Vdd, it may be calculated as. The control data can be calculated by summing up the converted value V of the temperature and the gain value G having the characteristics of opposite trends according to the temperature change using a predetermined proportional constant.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 발진기의 제어 방법, 전압 제어 발진기의 보상 회로 및 전압 제어 발진기에 대해 설명하였다. 한편 본 명세서에서 예시되는 그래프 및 이에 나타나는 데이터들은 예시적인 값이므로 본 발명의 범위가 이에 한정되지 않는다.In the above, the control method of the voltage-controlled oscillator, the compensation circuit of the voltage-controlled oscillator, and the voltage-controlled oscillator have been described. Meanwhile, the graphs and data appearing in the present specification are exemplary values and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명은 상술한 본 발명의 보상 회로가 포함되는 전압 제어 발진기 뿐만 아니라, 클락 생성기(clock generator) 또는 클락 복원기(clock discovery)에 대해서도 적용될 수 있다.The present invention can be applied not only to a voltage controlled oscillator including the compensation circuit of the present invention described above, but also to a clock generator or clock discovery.

또한, 본 발명에 따른 전압 제어 발진기의 제어 방법은 컴퓨터, 네트워크 TV, 게임 플레이어, 스마트 TV, 노트북 등과 같이 사용자 인터페이스 장치로 구현되거나 이에 탑재되어 제공될 수 있다. In addition, the method of controlling the voltage controlled oscillator according to the present invention may be implemented as a user interface device such as a computer, a network TV, a game player, a smart TV, a laptop, or the like, or may be provided.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims

In the compensation circuit of a voltage controlled oscillator,
A temperature unit detecting a temperature of the voltage controlled oscillator;
A converting unit converting the detection result of the temperature unit into a digital value; And
A gain value calculator configured to calculate a gain value of the voltage controlled oscillator based on the detected temperature;
And a voltage controlled oscillator for controlling the voltage controlled oscillator based on a result of the converter and a result value of the gain value calculator.

The method of claim 1,
The converting unit is a compensation circuit of a voltage controlled oscillator which is an analog to digital converter.

The method of claim 1,
And a gain value calculating unit calculating a gain value based on gain change data of a voltage controlled oscillator according to a temperature change.

The method of claim 1,
A summing unit for multiplying and summing a result of the conversion unit and a result value of the gain value calculating unit with a predetermined proportional constant;
And a charge pump configured to adjust a power supply voltage of the voltage controlled oscillator according to the result of the adder.

5. The method of claim 4,
And the charge pump increases and adjusts the power supply voltage of the voltage controlled oscillator as the temperature detection result of the temperature portion increases.

A voltage controlled oscillator comprising a compensation circuit of the voltage controlled oscillator of any one of claims 1 to 6.

Detecting a temperature of the voltage controlled oscillator;
Converting the detection result of the temperature unit into a digital value;
Calculating a gain value of the voltage controlled oscillator based on the detected temperature; And
Controlling the voltage controlled oscillator based on the converted digital value and the gain value.

The method of claim 7, wherein
The control method of the voltage controlled oscillator is performed by the analog to digital converter (Analog to Digital Converter).

The method of claim 7, wherein
And calculating a gain value based on the gain value change data of the voltage controlled oscillator according to the temperature change.

The method of claim 7, wherein
Multiplying and converting the converted digital value and the gain value by a predetermined proportional constant; and
And controlling, by the charge pump, a power supply voltage of the voltage controlled oscillator according to the sum result.

The method of claim 7, wherein
And increasing and adjusting a power supply voltage of the voltage controlled oscillator as the temperature detection result increases.