KR101298179B1 - Digital pulse generator of ultra wideband with gaussian pulse shaping - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 집적회로에 사용되는 가우시안(Gaussian) 펄스 형태를 가지는 초광대역(Ultra Wideband: UWB)의 디지털 펄스 발생기에 관한 것이다.
The present invention relates to an ultra wideband (UWB) digital pulse generator having a Gaussian pulse shape used in a semiconductor integrated circuit.
레이다의 응용 분야에 있어 송신기는 임펄스(impulse)의 신호를 발생시키게 되는데, 매우 빠른 신호로 인하여 하이브리드 모듈(hybrid module) 형태로는 구현하기가 어려웠다. 따라서, 기존의 임펄스 발생기는 집적회로로 구현하는 방법이 제안되었다.In radar applications, the transmitter generates an impulse signal, which is difficult to implement in the form of a hybrid module due to the very fast signal. Therefore, a method of implementing an existing impulse generator as an integrated circuit has been proposed.
기존의 임펄스 발생기는 크게 VCO(Voltage Controled Oscillator) 형태(type)와 디지털 로직(Digital logic)을 이용한 구조로 나눌 수 있다. 상기 VCO 형태의 경우 VCO의 발생 주파수 영역에서 시간축으로 출력 시간을 제한하여 펄스를 발생시키는 경우로 초광대역 VCO가 필요하게 된다. 따라서 VCO의 전력 소모가 커질 수 밖에 없으며, 펄스(pulse) 신호를 만들기 위한 온/오프 시간(time)의 상승(rising) 및 하강(falling)에 따라 출력 신호의 크기가 결정이 된다. Conventional impulse generators can be broadly divided into structures using a voltage controlled oscillator (VCO) type and digital logic. In the case of the VCO type, an ultra-wideband VCO is required to generate a pulse by limiting an output time on a time axis in a frequency frequency region of the VCO. Therefore, the power consumption of the VCO is inevitably increased, and the magnitude of the output signal is determined according to the rising and falling of the on / off time for generating the pulse signal.
이와 반대로, 상기 디지털 로직을 이용한 펄스 발생기는 VCO 형태에 비하여 매우 작은 전력 소모와 사이즈를 가질 수 있는 장점이 있다. 상기 디지털 로직을 이용한 초광대역 임펄스 발생기는 매우 다양하게 구현이 될 수 있다. 예를 들어, 딜레이(delay) 소자를 이용하여 펄스 열(列)을 만든 후 바로 출력으로 내보낼 수도 있고, 각각의 위상차를 두어 차등으로 펄스를 만들어 임펄스를 발생시킬 수도 있다. On the contrary, the pulse generator using the digital logic has an advantage of having a very small power consumption and size compared to the VCO type. The ultra-wideband impulse generator using the digital logic can be implemented in various ways. For example, a delay element can be used to generate a pulse train and then output to the output, or a pulse can be generated differentially with each phase difference to generate an impulse.
하지만, 기존의 VCO 형태와 디지털 로직으로 구성된 임펄스 발생기는 동작 주파수의 가변성과 밴드폭(bandwidth)의 가변성에 대한 특성에 취약하게 동작하는 단점이 있다. 특히, 상기 VCO 형태의 임펄스 발생기는 온/오프 특성에 의한 밴드폭(bandwidth)에 한계를 가져오기 때문에 디지털 형태에 비해 가변성이 떨어지는 특성이 있다.However, the impulse generator composed of the existing VCO type and digital logic has a disadvantage in that it is vulnerable to the characteristics of the variability of the operating frequency and the variability of the bandwidth (bandwidth). In particular, since the impulse generator of the VCO type has a limitation in bandwidth due to an on / off characteristic, there is a characteristic that the variability is lower than that of the digital type.
또한, 기존의 VCO 형태와 디지털 로직으로 구성된 임펄스 발생기는 임펄스 형태를 유지하기 위해 펄스 쉐이핑 필터(pulse shaping filter)나 밴드 패스 필터(bandpass filter) 등을 사용함으로써, 추가적인 회로나 디바이스(device)가 필요하게 된다.
In addition, an impulse generator composed of a conventional VCO type and digital logic uses a pulse shaping filter or a bandpass filter to maintain an impulse shape, thereby requiring additional circuits or devices. Done.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 초광대역(Ultra Wideband: UWB)의 모든 주파수에서 임펄스를 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 밴드폭(bandwidth) 또한 임의의 신호를 통해 가변이 가능한 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기를 제시하는 데 있다.The technical problem to be solved by the present invention to solve the above-described problems, not only can generate an impulse at all frequencies of the ultra wideband (UWB), but also the bandwidth (bandwidth) is variable through an arbitrary signal To present a possible ultra-wideband (UWB) digital pulse generator.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 가우시안(Gaussian) 형태의 임펄스를 발생함으로써 필터와 같은 추가적인 회로가 필요없이 동작할 수 있는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기를 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an ultra wideband (UWB) digital pulse generator capable of operating without an additional circuit such as a filter by generating a Gaussian type impulse.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 디지털 로직(Digital logic)을 이용하여 초광대역 임펄스 생성기를 구현할 수 있는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기를 제시하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an ultra wideband (UWB) digital pulse generator capable of implementing an ultrawideband impulse generator using digital logic.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 각각의 펄스를 임의로 온/오프하여 펄스 개수를 조절하여 원하는 주파수 밴드 폭(bandwidth)을 자유롭게 구현할 수 있는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기를 제시하는 데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to present an ultra-wideband (UWB) digital pulse generator that can freely implement the desired frequency bandwidth by controlling the number of pulses by randomly on / off each pulse There is.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 가우시안(Gaussian) 펄스 형태를 통해 낮은 사이드 로브(side lobe)를 가지는 주파수 특성을 갖는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기를 제시하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide an ultra wideband (UWB) digital pulse generator having a frequency characteristic having a low side lobe through a Gaussian pulse shape.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기는, 제1 클럭 펄스를 입력하여 일정한 시간 지연을 가지는 복수의 시간 지연 펄스를 생성하는 시간 지연 회로와, 상기 시간 지연 회로로부터 복수의 시간 지연 펄스를 입력받아 제2 클럭 펄스에 의해 출력하고, 클리어 제어신호에 의해 상기 시간 지연 펄스의 출력을 각각 제어하는 래치 회로와, 상기 래치 회로로부터 복수의 시간 지연 펄스를 입력받아 상기 시간 지연 회로에서 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력하는 펄스 감지 회로 및, 상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shape)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력하는 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제2 클럭 펄스는 상기 시간 지연 회로의 복수의 시간 지연 펄스 중 최후에 출력되는 시간 지연 펄스와 상기 제1 클럭 펄스의 논리 조합에 의해 생성될 수 있다. 이때, 상기 제2 클럭 펄스의 발생 회로는 상기 시간 지연 회로의 복수의 시간 지연 펄스 중 최후에 출력되는 시간 지연 펄스를 입력하여 극성을 반전시켜 출력하는 인버터 및, 상기 인버터의 출력 신호와 상기 제1 클럭 펄스를 입력하여 논리곱에 의해 출력하는 AND 게이트를 포함하여 구성될 수 있다.As a means for solving the above technical problem, the ultra-wideband (UWB) digital pulse generator of the present invention comprises a time delay circuit for generating a plurality of time delay pulses having a predetermined time delay by inputting the first clock pulse, A latch circuit for receiving a plurality of time delay pulses from the time delay circuit and outputting the plurality of time delay pulses, and controlling the output of the time delay pulses according to a clear control signal; and a plurality of time delay pulses from the latch circuit. A pulse sensing circuit for outputting a pulse signal corresponding to the difference in signal delayed by the time delay circuit and a pulse signal output from the pulse sensing circuit into one, and having a form of a Gaussian shape (Gaussian shape) Including a Gaussian envelope shaper that outputs a signal Can be made. The second clock pulse may be generated by a logical combination of a time delay pulse and the first clock pulse that are output last among a plurality of time delay pulses of the time delay circuit. In this case, the generation circuit of the second clock pulse is an inverter for inputting a time delay pulse that is output last of the plurality of time delay pulses of the time delay circuit and inverted polarity, and outputs the output signal of the inverter and the first It may be configured to include an AND gate for inputting the clock pulse and output by the logical product.
상기 시간 지연 회로는 상기 제1 클럭 펄스를 입력하여 일정한 시간 지연을 가지는 복수의 시간 지연 펄스를 각각 출력하는 복수의 인버터로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 인버터는 커런트 미러(current mirror) 구조로 구성될 수 있다.The time delay circuit may include a plurality of inverters that input the first clock pulse and output a plurality of time delay pulses each having a predetermined time delay. Here, the plurality of inverters may be configured in a current mirror (current mirror) structure.
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상기 래치 회로는 복수의 D-래치(latch)로 구성될 수 있다.The latch circuit may be composed of a plurality of D-latch.
상기 펄스 감지 회로는 상기 래치 회로로부터 출력되는 2개의 시간 지연 펄스를 각각 입력하여 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력할 수 있다. 그리고, 상기 펄스 감지 회로는 복수의 익스클루시브(Exclusive)-OR 게이트(Gate)로 구성될 수 있다.The pulse sensing circuit may input two time delay pulses output from the latch circuit, respectively, and output pulse signals corresponding to the delayed signal differences. The pulse sensing circuit may be configured with a plurality of exclusive-OR gates.
상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼는 상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호를 각각 입력하여 증폭하는 복수의 제1 증폭기 및, 상기 복수의 제1 증폭기로부터 출력된 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력하는 제2 증폭기를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 증폭기는 인버터로 구성될 수 있다.The Gaussian envelope shaper includes a plurality of first amplifiers each inputting and amplifying a pulse signal output from the pulse sensing circuit, and an impulse signal having a form of a Gaussian shape by combining the signals output from the plurality of first amplifiers into one. It may be configured to include a second amplifier for outputting. Here, the first and second amplifiers may be configured as an inverter.
상기 제1 증폭기 또는 상기 제2 증폭기는 전원전압의 단자와 출력 단자 사이에 직렬 접속되며, 제2 바이어스 신호(bias2)와 상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호에 의해 제어되는 제1 및 제2 풀-업 드라이버 및, 상기 출력 단자와 접지전압 단자 사이에 직렬 접속되며, 상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호와 제1 바이어스 신호(bias1)에 의해 제어되는 제1 및 제2 풀-다운 드라이버를 포함하여 구성될 수 있다. The first amplifier or the second amplifier is connected in series between the terminal of the power supply voltage and the output terminal, and the first and second pull controlled by the second bias signal bias2 and the pulse signal output from the pulse sensing circuit. A up-up driver and first and second pull-down drivers connected in series between the output terminal and the ground voltage terminal and controlled by a pulse signal and a first bias signal bias1 output from the pulse sensing circuit. Can be configured.
여기서, 상기 제1 및 제2 풀-업 드라이버는 PMOS형 트랜지스터로 구성되고, 상기 제1 및 제2 풀-다운 드라이버는 NMOS형 트랜지스터로 구성되거나, 또는 상기 제1 및 제2 풀-업 드라이버는 NMOS형 트랜지스터로 구성되고, 상기 제1 및 제2 풀-다운 드라이버는 NMOS형 트랜지스터로 구성되며, 상기 제2 풀-업 드라이버 또는 상기 제1 풀-다운 드라이버의 게이트에 인버터가 구성될 수 있다.Here, the first and second pull-up drivers are composed of PMOS transistors, and the first and second pull-down drivers are composed of NMOS transistors, or the first and second pull-up drivers are The first and second pull-down drivers may be configured as NMOS transistors, and the inverter may be configured at a gate of the second pull-up driver or the first pull-down driver.
또한, 상기 디지털 펄스 발생기는 상기 클리어 제어신호에 의해 각각의 펄스를 임의로 온/오프하여 발생된 펄스의 개수를 조절하여 원하는 주파수 밴드 폭(bandwidth)을 자유롭게 구현할 수 있다.
The digital pulse generator may freely implement a desired frequency bandwidth by adjusting the number of pulses generated by randomly turning on / off each pulse by the clear control signal.
본 발명에 따르면, 초광대역(UWB)의 모든 주파수에서 임펄스를 발생시킬 뿐만 아니라, 밴드 폭(bandwidth) 또한 임의의 신호를 통해 가변이 가능하다.According to the present invention, not only generates an impulse at all frequencies of the ultra wide band (UWB), but also the bandwidth can be varied through an arbitrary signal.
또한, 가우시안(Gaussian) 형태의 임펄스를 발생함으로써 필터와 같은 추가적인 회로가 필요없이 동작할 수 있다.In addition, by generating a Gaussian type impulse, an additional circuit such as a filter can be operated without the need.
또한, 디지털 로직(Digital logic)을 이용하여 초광대역 임펄스 생성기를 구현할 수 있다.In addition, an ultra-wideband impulse generator may be implemented using digital logic.
또한, 상기 디지털 펄스 발생기는 상기 클리어 제어신호에 의해 각각의 펄스를 임의로 온/오프하여 발생된 펄스의 개수를 조절하여 원하는 주파수 밴드 폭(bandwidth)을 자유롭게 구현할 수 있다.The digital pulse generator may freely implement a desired frequency bandwidth by adjusting the number of pulses generated by randomly turning on / off each pulse by the clear control signal.
또한, 가우시안(Gaussian) 펄스 형태를 통해 낮은 사이드 로브(side lobe)를 가지는 주파수 특성을 가질 수 있다.
In addition, a Gaussian pulse shape may have a frequency characteristic having a low side lobe.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기의 전체 구성도
도 2는 도 1의 동작 타이밍도
도 3은 도 1에 도시된 시간 지연 회로(Time Delay Cell)의 회로도
도 4는 도 1에 도시된 펄스 감지 회로의 구조와 원리를 나타낸 도면
도 5는 도 1에 도시된 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)의 회로도
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 의한 디지털 펄스 발생기의 출력 측정 그래프1 is an overall configuration diagram of an ultra-wideband (UWB) digital pulse generator according to a preferred embodiment of the present invention
2 is an operation timing diagram of FIG. 1.
FIG. 3 is a circuit diagram of a time delay cell shown in FIG. 1.
4 is a view showing the structure and principle of the pulse detection circuit shown in FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram of a Gaussian envelope shaper shown in FIG. 1.
6A to 6D are graphs of output measurement of a digital pulse generator according to the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시 예Example
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기의 전체 구성도이고, 도 2는 도 1의 동작 타이밍도이다.1 is an overall configuration diagram of an ultra wideband (UWB) digital pulse generator according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is an operation timing diagram of FIG.
상기 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기는 도 1에 도시된 바와 같이, 시간 지연 회로(10), 래치(Latch) 회로(20), 펄스 감지 회로(30), 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the ultra wideband (UWB) digital pulse generator includes a
상기 시간 지연 회로(10)는 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)(도 2의 (a) 참조)를 입력하여 일정한 시간 지연을 가지는 복수의 시간 지연 펄스(도 2의 (b) 참조)를 생성한다. 그 구성은 복수의 인버터를 직렬로 연결하여 구성될 수 있다. 이때, 인버터는 전류를 이용하여 시간 지연의 속도를 조절할 수 있다. The
상기 시간 지연 회로(10)를 구성하는 복수의 인버터 중 첫 번째 인버터는 상기 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)(도 2의 (a))를 일정 시간 지연시켜 출력하고, 두 번째 인버터는 상기 첫 번째 인버터에서 출력된 펄스 신호를 일정 시간 지연시켜 출력한다. 이와 같이, N번째 인버터는 바로 앞단의 인버터(N-1번째)에서 출력된 펄스 신호를 일정 시간 지연시켜 출력한다. 따라서 상기 시간 지연 회로(10)는 일정한 시간 지연을 가지는 여러 개의 시간 지연 펄스를 생성할 수 있다(도 2의 (b) 참조).The first inverter of the plurality of inverters constituting the
상기 래치(Latch) 회로(20)는 상기 시간 지연 회로(10)로부터 복수의 시간 지연 펄스(도 2의 (b))를 입력받아 제2 클럭 펄스(CLK)의 인에이블(enable) 구간에서 상기 복수의 시간 지연 펄스(도 2의 (b))를 출력단(Q)으로 출력한다. 그 구성은 복수의 D-래치(latch)를 사용하여 구성될 수 있다. The
여기서, 상기 복수의 D-래치(latch)로 입력되는 상기 제2 클럭 펄스(CLK)는 상기 시간 지연 회로(10)의 복수의 시간 지연 펄스 중 최후에 출력되는 시간 지연 펄스와 상기 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)의 논리 조합에 의해 생성될 수 있다. Here, the second clock pulse CLK input to the plurality of D-latch includes a time delay pulse and a first clock pulse that are output last from among the plurality of time delay pulses of the
예를 들어, 상기 복수의 D-래치(latch)로 입력되는 상기 제2 클럭 펄스(CLK)의 발생 회로는 상기 제1 시간 지연 회로(10)의 복수의 시간 지연 펄스 중 최후에 출력되는 시간 지연 펄스를 입력하여 극성을 반전시켜 출력하는 인버터(G1)와, 상기 인버터(G1)의 출력 신호와 상기 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)를 입력하여 논리곱에 의해 출력하는 AND 게이트(G2)로 구성될 수 있다. For example, the generation circuit of the second clock pulse CLK, which is input to the plurality of D-latch, is a time delay outputted last of the plurality of time delay pulses of the first
여기서, 상기 AND 게이트(G2)로부터 출력되는 상기 제2 클럭 펄스(CLK)는 도 2의 (c)와 같은 펄스 신호로 구성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 제2 클럭 펄스(CLK)는 상기 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)(도 2의 (a))와 주기는 같게 하되 듀티 사이클(duty cycle)을 조절하여 상기 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)의 라이징 타임(rising time)에서만 상기 제2 클럭 펄스(CLK)가 발생되도록 구성될 수 있다.Here, the second clock pulse CLK output from the AND gate G2 may be configured as a pulse signal as shown in FIG. Specifically, the second clock pulse CLK has the same period as the first clock pulse Ref.CLK (FIG. 2A), but adjusts a duty cycle to control the first clock. The second clock pulse CLK may be generated only at a rising time of the pulse Ref.CLK.
상기 복수의 D-래치(latch)는 데이터 입력 단자(D), 클럭 입력 단자(CLK), 출력 단자(Q) 및 클리어(Clear) 단자를 각각 포함하고 있다. 상기 데이터 입력 단자(D)는 상기 시간 지연 회로(10)로부터 출력된 복수의 시간 지연 펄스를 입력하는 단자이고, 상기 클럭 입력 단자(CLK)는 상기 제2 클럭 펄스(CLK)를 입력하는 단자이고, 상기 출력 단자(Q)는 상기 데이터 입력 단자(D)를 통해 입력된 상기 복수의 시간 지연 펄스를 상기 제2 클럭 펄스(CLK)에 의해 출력하는 단자이다. 그리고, 상기 클리어(Clear) 단자는 클리어 제어신호(Clear Control Signal)에 의해 상기 출력 단자(Q)를 통해 출력되는 펄스 신호의 각각을 제어하는 단자이다.The plurality of D-latch includes a data input terminal D, a clock input terminal CLK, an output terminal Q, and a clear terminal, respectively. The data input terminal D is a terminal for inputting a plurality of time delay pulses output from the
따라서, 상기 복수의 D-래치(latch)는 상기 데이터 입력 단자(D)로부터 입력된 상기 복수의 시간 지연 펄스를 상기 제2 클럭 펄스(CLK)에 의해 상기 출력 단자(Q)로 출력할 수 있다. 또한, 상기 복수의 D-래치(latch)는 상기 클리어 제어신호에 의해 상기 출력 단자(Q)를 통해 출력되는 펄스 신호의 온(ON)/오프(OFF)를 각각 제어할 수 있다. Therefore, the plurality of D-latch may output the plurality of time delay pulses input from the data input terminal D to the output terminal Q by the second clock pulse CLK. . In addition, the plurality of D-latch may control ON / OFF of the pulse signal output through the output terminal Q by the clear control signal.
따라서, 상기 디지털 펄스 발생기는 상기 클리어 제어신호(Clear Control)를 이용하여 상기 복수의 D-래치(latch)에서 출력되는 펄스 신호의 온(ON)/오프(OFF)를 각각 제어함으로써, 상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)를 통해 출력되는 펄스 하나하나의 온(ON)/오프(OFF)를 제어할 수 있다. 이에 의해, 출력 주파수의 밴드폭(bandwidth)을 조절할 수가 있다.Accordingly, the digital pulse generator controls the Gaussian envelope by controlling ON / OFF of pulse signals output from the plurality of D-latch using the clear control signal. The ON / OFF of each pulse output through the shaper (Gaussian envelope shaper) 40 may be controlled. Thereby, the bandwidth of the output frequency can be adjusted.
상기 펄스 감지 회로(30)는 상기 래치 회로(20)로부터 출력된 복수의 시간 지연 펄스를 입력하여 상기 시간 지연 회로(10)에서 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력한다. 그 구성은 복수의 익스클루시브(Exclusive: 배타적)-OR 게이트(Gate)를 사용하여 구성될 수 있다. The
상기 복수의 Exclusive(배타적)-OR 게이트(Gate)는 상기 래치 회로(20)로부터 출력되는 2개의 시간 지연 펄스를 각각 입력하여 Exclusive(배타적)-OR 논리에 의해 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력한다(도 4 참조).The plurality of exclusive-OR gates respectively input two time delay pulses output from the
예를 들어, 첫 번째 Exclusive(배타적)-OR 게이트(Gate)는 첫 번째와 두 번째 D-래치(latch)의 출력 신호를 입력하여 Exclusive(배타적)-OR 논리 조합하면, 상기 첫 번째와 두 번째 D-래치(latch)에서 출력된 두 신호의 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 출력할 수 있다. 이와 마찬가지로, 두 번째 Exclusive(배타적)-OR 게이트(Gate)는 상기 세 번째와 네 번째 D-래치(latch)의 출력 신호를 입력하여 Exclusive(배타적)-OR 논리 조합하면, 상기 세 번째와 네 번째 D-래치(latch)에서 출력된 두 신호의 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 출력할 수 있다.For example, when the first Exclusive-OR gate is inputted with the output signal of the first and second D-latch, the Exclusive-OR logic combination, the first and second A pulse signal corresponding to a delayed signal difference between two signals output from the D-latch may be output. Similarly, the second Exclusive-OR gate inputs the output signal of the third and fourth D-latch to combine the Exclusive-OR logic, the third and fourth A pulse signal corresponding to a delayed signal difference between two signals output from the D-latch may be output.
이와 같이, 상기 펄스 감지 회로(30)는 상기 래치 회로(20)로부터 출력되는 2개의 시간 지연 펄스를 각각 입력하여 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력할 수 있다.As such, the
이렇게 하나의 디지털 입력 신호를 이용하여 상기 시간 지연 회로(10)와 상기 래치 회로(20)에 의해 여러 개의 임펄스(impulse)를 획득할 수 있는 신호를 만들어 상기 Exclusive(배타적)-OR 게이트(Gate)와 같은 펄스 감지 회로(30)를 통해 펄스를 생성하게 된다. In this way, a signal capable of acquiring a plurality of impulses is generated by the
상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)는 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shape)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력한다(도 2의 (d) 참조).The
상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)는 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호를 각각 입력하여 증폭하는 복수의 제1 증폭기와, 상기 복수의 제1 증폭기로부터 출력된 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shaper)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력하는 제2 증폭기를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(40)의 구성 및 동작에 대해서는 후술하는 도 5에서 상세히 설명하기로 한다.The
상술한 바와 같이, 실시 예의 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기는 상기 시간 지연 회로(10)에서 상기 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)를 이용하여 복수의 시간 지연 펄스를 생성한다. 그리고, 상기 래치 회로(20)에서는 상기 시간 지연 회로(10)로부터 입력된 복수의 시간 지연 펄스를 상기 제2 클럭 펄스(CLK)에 의해 상기 펄스 감지 회로(30)로 출력한다. 이때, 상기 래치 회로(20)는 상기 클리어 제어신호(Clear Control)에 의해 필요한 펄스의 수를 조절할 수 있으며, 이로써 펄스 열의 밴드 폭(bandwidth) 조절이 가능하다. 뿐만 아니라, 상기 래치 회로(20)의 클럭 신호는 상기 인버터(G1) 및 상기 게이트(G2)에 의해 공급이 된다. 이는 데이터 클럭과 주기는 같되 듀티를 달리하여 오로지 데이터 신호의 라이징 에지에서만 펄스 열이 만들어지도록 하는 역할을 한다.As described above, the ultra wide band UWB of the embodiment generates a plurality of time delay pulses by using the first clock pulse Ref. CLK in the
상기 펄스 감지 회로(30)는 상기 래치 회로(20)를 통해 입력받은 복수의 시간 지연 펄스를 이용하여 지연된 신호의 차이를 감지한 펄스 신호를 각각 발생한다. 이 후, 상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)는 상기 펄스 감지 회로(30)에서 출력된 펄스 어레이를 하나로 합쳐져서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shaper)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력한다.The
그러므로, 상기 디지털 펄스 발생기는 상기 클리어 제어신호에 의해 각각의 펄스를 임의로 온/오프하여 발생된 펄스의 개수를 조절하여 원하는 주파수 밴드 폭(bandwidth)을 자유롭게 구현할 수 있다.
Therefore, the digital pulse generator can freely implement a desired frequency bandwidth by adjusting the number of pulses generated by arbitrarily turning on / off each pulse by the clear control signal.
시간 지연 회로(10)의 실시 예Embodiment of the
도 3은 도 1에 도시된 시간 지연 회로(10)의 회로도이다.3 is a circuit diagram of the
상기 시간 지연 회로(10)는 전류를 이용하여 시간 지연의 속도를 조절할 수 있는 복수의 인버터로 구성될 수 있다. 이때, 상기 인버터는 커런트 미러 구조로 구성될 수 있다.The
예를 들어, 상기 인버터는 도 3에 도시된 바와 같이, 전원 전압(VDD) 단자와 접지전압(Vss) 단자 사이에 접속되며 제1 노드(Nd1)의 신호에 의해 제어되는 제2 모스(MOS) 트랜지스터(Q2)와, 상기 전원 전압(VDD) 단자와 제 3 노드(Nd3) 사이에 직렬 접속되며 상기 제1 노드(Nd1)의 신호와 클럭 신호(Clock)에 의해 각각 제어되는 제 3 및 제1 모스(MOS) 트랜지스터(Q3,Q1)와, 상기 전원 전압(VDD) 단자와 접지전압(Vss) 단자 사이에 접속되며 제2 노드(Nd2)의 신호에 의해 제어되는 제 5 모스(MOS) 트랜지스터(Q5)와, 상기 제 3 노드(Nd3)와 접지전압(Vss) 단자 사이에 직렬 접속되며 상기 클럭 신호(Clock)와 상기 제2 노드(Nd2)의 신호에 의해 각각 제어되는 제 4 및 제 6 모스(MOS) 트랜지스터(Q4,Q6)와, 상기 전원전압(VDD) 단자와 출력 단자(Nd4) 사이에 접속되며 상기 제 3 노드(Nd3)의 신호에 제어되는 제 7 모스(MOS) 트랜지스터(Q7)와, 상기 출력 단자(Nd4)와 접지전압(Vss) 단자 사이에 접속되며 상기 제 3 노드(Nd3)의 신호에 제어되는 제 8 모스(MOS) 트랜지스터(Q8)로 구성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, a second MOS connected between a power supply voltage VDD terminal and a ground voltage Vss terminal and controlled by a signal of the first node Nd1. Third and first connected in series between a transistor Q2 and the power supply voltage VDD terminal and a third node Nd3 and controlled by a signal and a clock signal Clock of the first node Nd1, respectively. A fifth MOS transistor (MOS) connected between the MOS transistors Q3 and Q1 and the power supply voltage VDD terminal and the ground voltage Vss terminal and controlled by a signal of the second node Nd2 ( Q5) and fourth and sixth MOSs connected in series between the third node Nd3 and the ground voltage Vss terminal and controlled by the signals of the clock signal Clock and the second node Nd2, respectively. (MOS) transistors Q4 and Q6 and are connected between the power supply voltage VDD terminal and the output terminal Nd4 and controlled to the signal of the third node Nd3. An eighth MOS transistor Q8 connected between a seventh MOS transistor Q7 and the output terminal Nd4 and a ground voltage Vss terminal and controlled to a signal of the third node Nd3. It can be composed of).
여기서, 상기 제1 내지 제 3 및 제 7 모스(MOS) 트랜지스터(Q1∼Q3,Q7)는 PMOS 트랜지스터로 구성될 수 있고, 상기 제 4 내지 제 6 및 제 8 모스(MOS) 트랜지스터(Q4∼Q6,Q8)는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다.The first to third and seventh MOS transistors Q1 to Q3 and Q7 may be PMOS transistors, and the fourth to sixth and eighth MOS transistors Q4 to Q6. Q8 may be configured as an NMOS transistor.
상기 제2 및 제 3 모스(MOS) 트랜지스터(Q2,Q3)와 상기 제 5 및 제 6 모스(MOS) 트랜지스터(Q5,Q6)는 각각 커런트 미러(current mirror) 구조를 하고 있다. 상기 클럭 신호(Clock)가 "0"일 때 상기 제1 및 제 8 모스(MOS) 트랜지스터(Q1,Q8)가 턴온되어 상기 출력 단자(Nd4)로 "0"을 출력하고, 상기 클럭 신호(Clock)가 "1"일 때 상기 제 4 및 제 7 모스(MOS) 트랜지스터(Q4,Q7)가 턴온되어 상기 출력 단자(Nd4)로 "1"을 출력한다. 이때, 상기 출력 단자(Nd4)로 출력되는 펄스 신호는 상기 클럭 신호(Clock)로부터 상기 제1, 제 4, 제7 및 제 8 모스(MOS) 트랜지스터(Q1,Q4,Q7,Q8)에서 구동되는 시간만큼 지연된 신호이다.The second and third MOS transistors Q2 and Q3 and the fifth and sixth MOS transistors Q5 and Q6 have a current mirror structure, respectively. When the clock signal Clock is "0", the first and eighth MOS transistors Q1 and Q8 are turned on to output "0" to the output terminal Nd4, and the clock signal Clock When "1" is "1", the fourth and seventh MOS transistors Q4 and Q7 are turned on to output "1" to the output terminal Nd4. In this case, the pulse signal output to the output terminal Nd4 is driven by the first, fourth, seventh and eighth MOS transistors Q1, Q4, Q7 and Q8 from the clock signal Clock. This signal is delayed by time.
따라서, 상기 시간 지연 회로(10)는 상기 복수의 인버터를 사용하여 상기 제1 클럭 펄스(Ref.CLK)(도 2의 (a) 참조)로부터 일정한 시간 지연을 가지는 복수의 시간 지연 펄스(도 2의 (b) 참조)를 생성할 수 있다.
Accordingly, the
펄스 감지 회로(30)의 실시 예Embodiment of the
도 4는 도 1에 도시된 펄스 감지 회로(30)의 구조와 원리를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the structure and principle of the
상기 펄스 감지 회로(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 래치 회로(20)에서 2개의 D-래치(latch)로부터 출력되는 2개의 시간 지연 펄스를 각각 입력하여 Exclusive(배타적)-OR 논리에 의해 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력하는 복수의 Exclusive(배타적)-OR 게이트(Gate)로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the
상기 Exclusive(배타적)-OR 게이트(Gate)는 두 개의 입력 신호가 모두 "0" 또는 "1"을 가질 때 "0"을 출력하고, 두 개의 입력 신호가 다른 값을 가질 때 "1"을 출력한다.The Exclusive-OR gate outputs "0" when both input signals have "0" or "1", and outputs "1" when the two input signals have different values. do.
따라서, 상기 펄스 감지 회로(30)는 상기 Exclusive(배타적)-OR 게이트(Gate)의 논리 조합에 의해 상기 시간 지연 회로(10)에서 시간 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력할 수 있다.
Therefore, the
가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)의 실시 예Embodiment of
도 5는 도 1에 도시된 상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)의 회로도이다.5 is a circuit diagram of the
상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호를 각각 입력하여 증폭하는 복수의 제1 증폭기(41)와, 상기 복수의 제1 증폭기(41)로부터 출력된 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shaper)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력하는 제2 증폭기(42)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 제1 증폭기(41)는 이득이 각각 다르게 구성될 수 있다.As shown in FIG. 5, the
상기 복수의 제1 증폭기(41)는 예를 들어, 전원전압(VDD)의 단자와 출력 단자(output) 사이에 직렬 접속되며 제2 바이어스 신호(bias2)와 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호에 의해 제어되는 제1 및 제2 풀-업 드라이버(Q11,Q12)와, 상기 출력 단자(output)와 접지전압(Vss) 단자 사이에 직렬 접속되며 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호와 제1 바이어스 신호(bias1)에 의해 제어되는 제1 및 제2 풀-다운 드라이버(Q11,Q12)로 구성될 수 있다.The plurality of
여기서, 상기 제1 및 제2 풀-업 드라이버(Q11,Q12)는 PMOS 트랜지스터로 구성되고, 상기 제1 및 제2 풀-다운 드라이버(Q13,Q14)는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다.Here, the first and second pull-up drivers Q11 and Q12 may be configured as PMOS transistors, and the first and second pull-down drivers Q13 and Q14 may be configured as NMOS transistors.
상기 구성을 갖는 상기 제1 증폭기(41)는 상기 제1 및 제2 바이어스 신호(bias1,bias2)가 액티브(active) 상태에서, 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호가 "1"일 때는 상기 제1 풀-다운 드라이버(Q13)가 구동되어 상기 출력 단자(output)로 "0"을 출력하고, 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호가 "0"일 때는 상기 제2 풀-업 드라이버(Q12)가 구동되어 상기 출력 단자(output)로 "1"을 출력한다. 이때, 상기 출력 단자(output)로 출력되는 펄스 신호는 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호가 반전된 증폭 신호이다.In the
한편, 다른 예로서, 상기 제1 및 제2 풀-업 드라이버(Q11,Q12)와 상기 제1 및 제2 풀-다운 드라이버(Q13,Q14) 모두 NMOS 트랜지스터로 구성되고, 상기 제2 풀-업 드라이버(Q12) 또는 상기 제1 풀-다운 드라이버(Q13)의 게이트에 인버터가 구성될 수도 있다.Meanwhile, as another example, the first and second pull-up drivers Q11 and Q12 and the first and second pull-down drivers Q13 and Q14 may both be configured with NMOS transistors, and the second pull-up may be used. An inverter may be configured at the gate of the driver Q12 or the first pull-down driver Q13.
상기 복수의 제1 증폭기(41)는 이득을 다르게 구성하여 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호를 각각 증폭하여 출력할 수 있다. 이때, 상기 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 상기 복수의 제1 증폭기(41)로 입력되는 펄스 신호는 도 5와 같이 크기와 펄스의 발생 시간이 각각 다르다.The plurality of
한편, 상기 복수의 제1 증폭기(41)는 이득을 동일하게 구성하여 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호를 각각 증폭하여 출력할 수도 있다.Meanwhile, the plurality of
상기 제2 증폭기(42)는 상기 복수의 제1 증폭기(41)로부터 출력된 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shaper)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력한다. 상기 제2 증폭기(42)는 상기 제1 증폭기(41)와 같은 인버터로 구성될 수 있다.The
따라서, 상기 구성을 갖는 상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)는 상기 펄스 감지 회로(30)로부터 출력된 펄스 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shape)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력할 수 있다.Accordingly, the
상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)로 입력되는 펄스 신호는 동일한 크기와 동일한 시간 지연을 가지며, 상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)를 지나면서 가우시안 쉐이프(Gaussian shape)와 같은 펄스 형태를 가지게 된다. 이는 주파수 도면에서의 사이드 로브(side lobe)를 억제하여 주 신호의 퓨리티(purity)를 보장할 수 있도록 한다.The pulse signal input to the
상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)는 각각의 펄스에 대해 각기 다른 트랜지스터(transistor)의 크기와 바이어스를 통해 만들어지게 되며, 출력은 하나로 합쳐짐으로써 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shape)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 가지게 된다. 한편, 낮은 사이드 로브(side lobe)에 대한 상기 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)(40)의 특성을 확인하기 위해 도 6에 측정된 결과를 나타내었다.
The
출력 측정 그래프의 예Example of output measurement graph
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 의한 디지털 펄스 발생기의 출력 측정 그래프이다. 여기서, 도 6a는 3.5GHz 동작주파수, 도 6b는 4.1GHz 동작주파수, 도 6c는 4.7GHz 동작주파수, 도 6d는 6.5GHz 동작주파수일 때 디지털 펄스 발생기의 출력 측정 그래프로서, 낮은 사이드 로브(side lobe)를 가지는 가우시안(Gaussian) 임펄스 신호를 각각 출력하고 있음을 알 수 있다. 그리고, 주 로브(Main lobe)에 비해 크게는 20dBc, 작게는 18dBc의 차이를 가지는 사이드 로브(side lobe)를 확인할 수 있다.
6A to 6D are graphs of output measurement of the digital pulse generator according to the present invention. 6A is a 3.5 GHz operating frequency, FIG. 6B is a 4.1 GHz operating frequency, FIG. 6C is a 4.7 GHz operating frequency, and FIG. 6D is an output measurement graph of the digital pulse generator when the operating frequency is 6.5 GHz. It can be seen that Gaussian impulse signals each having the output of? In addition, a side lobe having a difference of about 20 dBc and a size of 18 dBc may be identified as compared to a main lobe.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기존의 임펄스 생성에 있어 사이드 로브(side lobe)의 크기를 보다 작게 만들기 위해 가우시안 형태(Gaussian shaper)를 추가하고, 동시에 임펄스 열(列)을 조절하여 주파수 밴드폭(bandwidth) 및 동작 주파수를 가변할 수 있다. As described above, the present invention adds a Gaussian shaper to make the side lobe smaller in conventional impulse generation, and simultaneously adjusts the impulse row to adjust the frequency bandwidth ( bandwidth) and operating frequency can be varied.
또한, 기존의 딜레이 신호를 바탕으로 한 임펄스 생성기는 하이브리드 형태로 제작될 시에 많은 구성품과 정확하지 않은 딜레이로 인해 많은 어려움이 있지만, 본 발명에서는 임펄스 생성기를 디지털 로직으로 구성하여 칩(chip)내에 집적함으로써 그 특성을 최대한 살릴 수 있게 하였다. In addition, the impulse generator based on the conventional delay signal has a lot of difficulties due to many components and inaccurate delays when manufactured in a hybrid form, but in the present invention, the impulse generator is composed of digital logic in the chip. By integrating, the characteristics can be maximized.
특히, 단순한 임펄스 열(列)을 이용한 기존의 임펄스 생성기는 사이드 로브(side lobe)의 크기가 크기 때문에, 이를 줄이기 위해 밴드 패스 필터(Bandpass filter)를 필요하게 된다. 하지만, 본 발명에서는 가우시안 쉐이핑 콤바이너(Gaussain shaping combiner) 회로를 이용함으로써 외부의 추가적인 밴드 패스 필터(Bandpass filter)의 사용을 제거할 수 있는 효과가 있다. 이러한 방법은 칩(chip) 내의 사이즈를 줄이거나, PCB보드 상에서 밴드 패스 필터(Bandpass filter)의 구성이 필요 없게 되어 결과적으로 시스템의 단자를 낮출 수 있는 경쟁력을 갖출 수 있게 한다. In particular, the conventional impulse generator using a simple impulse stringer requires a bandpass filter to reduce the size of the side lobe. However, in the present invention, a Gaussian shaping combiner circuit can be used to eliminate the use of an external bandpass filter. This method eliminates the need to reduce the size of the chip or configure the bandpass filter on the PCB board, resulting in a competitive advantage in lowering the terminals of the system.
또한, 디지털 로직을 이용하여 임펄스 생성기를 구현함으로써, 매우 작은 전력 소모를 장점으로 가질 수 있다.In addition, by implementing an impulse generator using digital logic, it is possible to take advantage of very small power consumption.
또한, 기존의 VCO 임펄스 발생기의 경우 VCO가 동작하는 시간을 조절함으로써 밴드 폭(bandwidth)을 가변시킬 수 있지만, 본 발명의 경우는 상기 클리어 제어신호에 의해 각각의 펄스를 임의로 온/오프하여 발생된 펄스의 개수를 조절하여 원하는 주파수 밴드 폭(bandwidth)을 자유롭게 구현할 수 있다. 따라서, 각각의 펄스 갯수를 설계상에서 임의로 구현할 수 있을 뿐만 아니라 그 펄스 열을 임의로 조절하여 원하는 밴드 폭(bandwidth)을 자유롭게 구현이 가능하다.
In addition, in the case of the conventional VCO impulse generator, the bandwidth can be varied by adjusting the time the VCO operates, in the case of the present invention is generated by randomly turning on / off each pulse by the clear control signal. By controlling the number of pulses, the desired frequency bandwidth can be freely implemented. Accordingly, the number of pulses can be arbitrarily implemented in the design, and the pulse train can be arbitrarily adjusted to freely implement a desired bandwidth.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be appreciated that such modifications and variations are intended to fall within the scope of the following claims.
10 : 시간 지연 회로
20 : 래치 회로
30 : 펄스 감지 회로
40 : 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper)10: time delay circuit
20: latch circuit
30: pulse detection circuit
40: Gaussian envelope shaper
Claims (13)
상기 시간 지연 회로로부터 복수의 시간 지연 펄스를 입력받아 제2 클럭 펄스에 의해 출력하고, 클리어 제어신호에 의해 상기 시간 지연 펄스의 출력을 각각 제어하는 래치 회로;
상기 래치 회로로부터 복수의 시간 지연 펄스를 입력받아 상기 시간 지연 회로에서 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력하는 펄스 감지 회로; 및
상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프(Gaussian shape)의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력하는 가우시안 엔벨로프 쉐이퍼(Gaussian envelope shaper);
를 포함하고,
상기 제2 클럭 펄스는,
상기 시간 지연 회로의 복수의 시간 지연 펄스 중 최후에 출력되는 시간 지연 펄스와 상기 제1 클럭 펄스의 논리 조합에 의해 생성된,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
A time delay circuit configured to input a first clock pulse to generate a plurality of time delay pulses having a predetermined time delay;
A latch circuit that receives a plurality of time delay pulses from the time delay circuit and outputs the second delayed pulses, and controls the output of the time delay pulses by a clear control signal;
A pulse sensing circuit which receives a plurality of time delay pulses from the latch circuit and outputs a pulse signal corresponding to a signal difference delayed by the time delay circuit; And
A Gaussian envelope shaper which combines the pulse signals output from the pulse sensing circuit into one and outputs an impulse signal having a form of a Gaussian shape;
Lt; / RTI >
The second clock pulse,
Generated by a logical combination of a time delay pulse last output of the plurality of time delay pulses of the time delay circuit and the first clock pulse,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
상기 제1 클럭 펄스를 입력하여 일정한 시간 지연을 가지는 복수의 시간 지연 펄스를 각각 출력하는 복수의 인버터로 구성된,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The method of claim 1, wherein the time delay circuit,
Comprising a plurality of inverters for respectively inputting the first clock pulse and outputting a plurality of time delay pulses having a predetermined time delay,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
커런트 미러(current mirror) 구조로 구성된,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The method of claim 2, wherein the plurality of inverters,
Consisting of a current mirror structure,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
상기 시간 지연 회로의 복수의 시간 지연 펄스 중 최후에 출력되는 시간 지연 펄스를 입력하여 극성을 반전시켜 출력하는 인버터; 및
상기 인버터의 출력 신호와 상기 제1 클럭 펄스를 입력하여 논리곱에 의해 출력하는 AND 게이트;
를 포함하는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The circuit of claim 1, wherein the generating circuit of the second clock pulse comprises:
An inverter for inputting a time delay pulse that is output last among the plurality of time delay pulses of the time delay circuit and inverting the polarity to output the time delay pulse; And
An AND gate inputting the output signal of the inverter and the first clock pulse and outputting the result of the AND;
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator comprising a.
복수의 D-래치(latch)로 구성된,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The method of claim 1, wherein the latch circuit,
Consisting of multiple D-latch,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
상기 래치 회로로부터 출력되는 2개의 시간 지연 펄스를 각각 입력하여 지연된 신호 차이에 해당하는 펄스 신호를 각각 출력하는,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The pulse detection circuit of claim 1,
Respectively inputting two time delay pulses output from the latch circuit to output a pulse signal corresponding to the delayed signal difference,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
복수의 익스클루시브(Exclusive)-OR 게이트(Gate)로 구성된,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The method of claim 7, wherein the pulse detection circuit,
Consists of multiple Exclusive-OR Gates,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호를 각각 입력하여 증폭하는 복수의 제1 증폭기; 및
상기 복수의 제1 증폭기로부터 출력된 신호를 하나로 합쳐서 하나의 가우시안 쉐이프의 형태를 가지는 임펄스 신호를 출력하는 제2 증폭기;
를 포함하는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The method of claim 1, wherein the Gaussian envelope shaper,
A plurality of first amplifiers each inputting and amplifying a pulse signal output from the pulse sensing circuit; And
A second amplifier for outputting an impulse signal having a form of one Gaussian shape by combining the signals output from the plurality of first amplifiers into one;
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator comprising a.
상기 제1 및 제2 증폭기는 인버터로 구성된,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
10. The method of claim 9,
The first and second amplifiers are composed of an inverter,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
전원전압의 단자와 출력 단자 사이에 직렬 접속되며, 제2 바이어스 신호(bias2)와 상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호에 의해 제어되는 제1 및 제2 풀-업 드라이버; 및
상기 출력 단자와 접지전압 단자 사이에 직렬 접속되며, 상기 펄스 감지 회로로부터 출력된 펄스 신호와 제1 바이어스 신호(bias1)에 의해 제어되는 제1 및 제2 풀-다운 드라이버;
를 포함하는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The method of claim 9, wherein the first amplifier or the second amplifier,
First and second pull-up drivers connected in series between a terminal of a power supply voltage and an output terminal and controlled by a second bias signal bias2 and a pulse signal output from the pulse sensing circuit; And
First and second pull-down drivers connected in series between the output terminal and the ground voltage terminal and controlled by a pulse signal and a first bias signal bias1 output from the pulse sensing circuit;
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator comprising a.
상기 제1 및 제2 풀-업 드라이버는 PMOS형 트랜지스터로 구성되고, 상기 제1 및 제2 풀-다운 드라이버는 NMOS형 트랜지스터로 구성되거나 또는,
상기 제1 및 제2 풀-업 드라이버는 NMOS형 트랜지스터로 구성되고, 상기 제1 및 제2 풀-다운 드라이버는 NMOS형 트랜지스터로 구성되며, 상기 제2 풀-업 드라이버 또는 상기 제1 풀-다운 드라이버의 게이트에 인버터가 구성된,
초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
12. The method of claim 11,
The first and second pull-up drivers are configured as PMOS transistors, and the first and second pull-down drivers are configured as NMOS transistors, or
The first and second pull-up drivers may be configured with NMOS transistors, and the first and second pull-down drivers may be configured with NMOS transistors, and the second pull-up driver or the first pull-down driver may be used. Inverter is configured at the gate of the driver,
Ultra wideband (UWB) digital pulse generator.
상기 클리어 제어신호에 의해 각각의 펄스를 임의로 온/오프하여 발생된 펄스의 개수를 조절하여 원하는 주파수 밴드 폭(bandwidth)을 자유롭게 구현할 수 있는 초광대역(UWB)의 디지털 펄스 발생기.
The method of claim 1, wherein the digital pulse generator,
Ultra-wideband (UWB) digital pulse generator that can freely implement the desired frequency bandwidth by adjusting the number of pulses generated by the on / off of each pulse by the clear control signal.
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