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KR20020084776A - Voltage controlled oscillator for multi-band - Google Patents

Voltage controlled oscillator for multi-band Download PDF

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KR20020084776A
KR20020084776A KR1020010024127A KR20010024127A KR20020084776A KR 20020084776 A KR20020084776 A KR 20020084776A KR 1020010024127 A KR1020010024127 A KR 1020010024127A KR 20010024127 A KR20010024127 A KR 20010024127A KR 20020084776 A KR20020084776 A KR 20020084776A
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KR
South Korea
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switch
inductor
voltage controlled
inductors
control signal
Prior art date
Application number
KR1020010024127A
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Korean (ko)
Inventor
김학선
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마젤텔레콤 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A voltage controlled oscillator for multi band is provided, which can select a plurality of frequencies with a variable inductor using one oscillator and a MEMS(Micro-Electro Mechanical System) switch. CONSTITUTION: A resonator(10) can select a frequency according to an external control signal, and an oscillator(20) oscillates and amplifies a frequency signal selected in the above resonator. The resonator includes a variable inductor(12) whose synthesized inductance is varied according to the external control signal and a capacitor(C1) connected in parallel with the variable inductor. The variable inductor includes a plurality of inductors(L1,L2,L3) connected serially with different inductances and switches(S1,S2) which are connected between the inductors and are switched by the external control signal and then form a closed loop by the capacitor and more than one inductor selected by the switching.

Description

다중밴드용 전압제어 발진기{VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR FOR MULTI-BAND}VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR FOR MULTI-BAND}

본 발명은 다중밴드용 전압제어 발진기에 관한 것으로서, 한 개의 발진기와 MEMS(Micro-Electro Mechanical Systems) 스위치를 이용한 가변인턱터로 복수의 주파수를 선택할 수 있도록 한 다중밴드용 전압제어 발진기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiband voltage controlled oscillator, and more particularly, to a multiband voltage controlled oscillator capable of selecting a plurality of frequencies with a variable inductor using a single oscillator and a MEMS switch.

전압제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator ; VCO)는 통신시스템에서 채널 선택기능을 가지고 단일 주파수를 발진하는 소자이다. 기존의 전압제어 발진기는 주로 인덕터(L)와 캐패시터(C)를 사용한 정궤환 회로를 사용하여 원하는 주파수를 선택하고, 밴드 선택을 위해서 가변콘덴서를 사용한다.Voltage Controlled Oscillator (VCO) is a device that oscillates single frequency with channel selection function in communication system. Conventional voltage controlled oscillators use a positive feedback circuit using mainly an inductor (L) and a capacitor (C) to select a desired frequency and a variable capacitor for band selection.

즉, 공진주파수가로 결정되며, 가변콘덴서에 의한 채널 선택시의 주파수는이다.That is, the resonance frequency The frequency at the time of channel selection by the variable capacitor is to be.

그러나, 가변콘덴서의 캐패시턴스 변화량()이 발진 주파수의 10% 정도 내외에서 발진할 수 있을 정도로 매우 작아서 주파수 튜닝 범위에 한계가 있다.However, the capacitance change amount of the variable capacitor ( ) Is so small that it can oscillate around 10% of the oscillation frequency, which limits the frequency tuning range.

따라서, 주파수의 범위를 크게 변화시키기 위해서는 고정된 캐패시터나 인덕터를 변화시켜야 하는데, 전압제어 발진기 모듈이나 RF IC 의 경우에는 주파수 값이 하나로 한정되어 있는 문제점이 있다.Therefore, in order to greatly change the frequency range, it is necessary to change a fixed capacitor or inductor. In the case of a voltage controlled oscillator module or an RF IC, there is a problem in that the frequency value is limited to one.

그리고, 전압제어 발진기 모듈에 들어갈 수 있는 스위치가 없었으며, 인덕터의 값을 미세하게 제어할 기술이 없었기 때문이다.There was no switch to enter the voltage controlled oscillator module and there was no technology to finely control the value of the inductor.

최근의 이동통신 단말기는 하나의 밴드에서만 동작하는 것보다 둘 또는 세 개의 밴드(Dual Band 또는 Tri-Band)나 그 이상의 밴드에서 동작하는 것이 많으며, 이 때마다 2개 이상의 발진기를 모드 선택(Mode Selection)하여 사용하고 있다.Modern mobile communication terminals operate in two or three bands (Dual Band or Tri-Band) or more bands rather than only in one band, and each time two or more oscillators are selected. ) Is being used.

기존의 듀얼밴드 전압제어 발진기로는 컴바이너 네트워크가 분리된 두 개의 발진기, 핀 다이오드 스위치가 있는 발진기, 멀티플라이어 회로가 있는 단일 발진기, 광대역 발진기, RF MEMS 스위치를 이용하여 복수의 공진 탱크를 선택하는 방식 등이 있었다.Traditional dual-band voltage controlled oscillators select multiple resonant tanks using two oscillators with separate combiner networks, oscillators with pin diode switches, single oscillators with multiplier circuits, broadband oscillators, and RF MEMS switches There was a way.

그러나, 컴바이너 네트워크(combiner network)가 있는 분리된 두 개의 발진기의 경우 두 개의 완전한 전압제어 발진기 회로가 필요하고, 컴바이너 네트워크에 의한 전력소모가 심한 단점이 있다.However, in the case of two separate oscillators with a combiner network, two complete voltage controlled oscillator circuits are required, and power consumption by the combiner network is severe.

핀 다이오드 스위치가 있는 발진기의 경우 로우 온(low 'on') 임피던스를 얻기 위해서 요구되는 큰 DC 전류로 인하여 전류소모가 크며, 공진회로에 스위치가 있는 경우 공진 첨예도(Q)를 감소시킨다. 또한 오프(off)시에 스퓨리어스 신호를 발생시키는 단점을 가지고 있다.An oscillator with a pin diode switch consumes a lot of current due to the large DC current required to achieve low 'on' impedance, and reduces resonance sharpness (Q) when there is a switch in the resonant circuit. It also has the disadvantage of generating a spurious signal when off.

더블러(doubler) 혹은 트리플러(tripler) 같은 멀티플라이어를 사용하는 경우 출력에 항상 스퓨리어스 신호가 나타나며, 수신기의 성능저하와 타 무선 서비스와의 간섭을 막기 위하여 반드시 필터링 되어야 한다.When using a multiplier such as a doubler or tripler, spurious signals always appear on the output and must be filtered to prevent degradation of the receiver and interference with other wireless services.

광대역 발진기의 경우 튜닝 컨트롤에 민감하며, 이로 인해 컨트롤 라인을 통해 들어오는 잡음에 영향을 받기 쉬운 단점이 있다.Broadband oscillators are sensitive to tuning controls, which makes them more susceptible to noise coming through the control line.

도 1의 복수의 공진 탱크를 선택하는 방식은 공진주파수에 따라 개별적인 공진 탱크가 필요하다는 단점을 가지고 있다. 즉, 발진주파수를 결정하는 인덕터와 캐패시터를 여러 개 배치하여 필요한 부분을 선택할 수 있게 하였지만, 실제로 밴드수만큼의 인덕터, 캐패시터, 스위치가 필요하고, 컨트롤을 하기 위한 비트수도 그만큼 증가한다.The method of selecting a plurality of resonant tanks of FIG. 1 has the disadvantage that an individual resonant tank is required according to the resonant frequency. In other words, although the inductor and capacitor which determine the oscillation frequency are arranged to select the necessary part, inductors, capacitors, and switches are required as many bands, and the number of bits for controlling increases.

따라서, RF MEMS 인덕터를 사용하여 미세한 인덕턴스 값의 제어가 이루어지지 않으면 구현자체가 힘들며, 부피 및 면적이 증가하여 실용성이 적고, 가변콘덴서의 변화량에 매우 민감한 문제점이 있다.Therefore, if the inductance value is not controlled using the RF MEMS inductor, the implementation itself is difficult, the volume and the area is increased, the practicality is less, and there is a problem that is very sensitive to the change amount of the variable capacitor.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 한 개의 발진기와 MEMS 스위치를 이용한 가변인턱터로 복수의 주파수를 선택할 수 있는 다중밴드용 전압제어 발진기를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a multi-band voltage controlled oscillator capable of selecting a plurality of frequencies as a variable inductor using one oscillator and a MEMS switch.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에서는, 외부 제어신호에 따라 주파수를 선택할 수 있는 공진기; 및 상기 공진기에서 선택한 주파수 신호를 발진 증폭하는 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기를 제공한다.In one embodiment of the present invention to achieve the above object, a resonator capable of selecting a frequency in accordance with an external control signal; And an oscillator for oscillating and amplifying the frequency signal selected by the resonator.

상기 공진기는 상기 외부 제어신호에 따라 합성 인덕턴스가 가변되는 가변인덕터; 및 상기 가변인덕터와 병렬로 연결된 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The resonator may include a variable inductor whose synthesized inductance is variable according to the external control signal; And a capacitor connected in parallel with the variable inductor.

상기 가변인덕터는 서로 다른 인덕턴스를 가지고 직렬로 연결된 복수의 인덕터; 및 상기 인덕터 사이에 각각 연결되며, 상기 외부 제어신호에 따라 각각 스위칭되어 상기 캐패시터와 상기 스위칭에 의해 선택되는 하나 이상의 인덕터에 의한 폐루프를 형성하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The variable inductor includes a plurality of inductors connected in series with different inductances; And a switch connected between the inductors, respectively, and switched according to the external control signal to form a closed loop by the capacitor and at least one inductor selected by the switching.

그리고, 상기 가변인덕터는 상기 폐루프에 의한 소정의 인덕턴스 값 형성시에, 상기 인덕턴스 값 구성에 기여하지 않은 다른 인덕터에 의해서 발생하는 상호 인덕턴스를 차단하기 위한 차단스위치를 상기 각각의 인덕터 사이에 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The variable inductor further includes a disconnect switch between each inductor to block mutual inductance generated by another inductor not contributing to the inductance value configuration when the predetermined inductance value is formed by the closed loop. Characterized in that.

상기 스위치와 차단스위치는 MEMS 스위치인 것을 특징으로 한다.The switch and the disconnect switch is characterized in that the MEMS switch.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 가변인덕터는 서로 다른 인덕턴스를 가지며, 서로 병렬로 연결된 복수의 인덕터; 및 상기 외부 제어신호에 따라 각각 스위칭되어 상기 캐패시터와 폐루프를 형성하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention to achieve the above object, the variable inductor has a different inductance, a plurality of inductors connected in parallel with each other; And a switch which is switched according to the external control signal to form a closed loop with the capacitor.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 가변인덕터는 서로 다른 인덕턴스를 가지고 병렬로 연결된 복수의 인덕터; 및 상기 인덕터에 각각 직렬로 연결되는 다수의 스위치 접점을 갖고, 상기 외부제어 신호에 따라 상기 다수의 스위치 접점 중 하나를 선택적으로 접속하여 상기 캐패시터와 폐루프를 형성하는 단일입력 멀티출력 방식의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention to achieve the above object, the variable inductor has a plurality of inductors connected in parallel with different inductances; And a single input multi-output switch having a plurality of switch contacts connected in series to the inductor, and selectively connecting one of the plurality of switch contacts according to the external control signal to form a closed loop with the capacitor. It is characterized by including.

다른 실시예와 또 다른 실시예에서 상기 스위치는 MEMS 스위치인 것을 특징으로 한다.In another embodiment and another embodiment, the switch is a MEMS switch.

도 1은 종래 기술의 전압제어 발진기를 도시한 회로도이고,1 is a circuit diagram showing a voltage controlled oscillator of the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 다중밴드용 전압제어 발진기의 일실시예를 도시한 회로도이고,2 is a circuit diagram showing an embodiment of a multi-band voltage controlled oscillator according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 다중밴드용 전압제어 발진기의 다른 실시예를 도시한 회로도이고,3 is a circuit diagram showing another embodiment of the multi-band voltage controlled oscillator according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 다중밴드용 전압제어 발진기의 또 다른 실시예를 도시한 회로도이고,4 is a circuit diagram showing another embodiment of a multi-band voltage controlled oscillator according to the present invention,

도 5는 단일입력 멀티출력(Single Input Multi Through) 방식의 스위치를 사용한 일실시예를 도시한 회로도이고,FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an embodiment using a switch of a single input multi output type.

도 6은 셀룰러와 PCS 밴드에서 시뮬레이션 한 주파수 대비 이득표이다.6 is a gain versus frequency table simulated in cellular and PCS bands.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 공진기 12 : 가변인덕터10 resonator 12 variable inductor

20 : 발진기 L1,L2,L3 : 인덕터20: Oscillator L1, L2, L3: Inductor

C1 : 캐패시터 S,S1,S2,S3 : 스위치C1: Capacitor S, S1, S2, S3: Switch

S11,S12 : 차단스위치S11, S12: Disconnect Switch

본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.

이하에서 본 발명은 한 개의 발진기와 MEMS 스위치를 이용한 가변인턱터로 복수의 주파수를 선택할 수 있도록 한 다중밴드용 전압제어 발진기를 바람직한 실시예로서 제안한다.Hereinafter, the present invention proposes a multiband voltage controlled oscillator for selecting a plurality of frequencies as a variable inductor using one oscillator and a MEMS switch as a preferred embodiment.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 다중밴드용 전압제어 발진기의 각 실시예를 도시한 회로도이다.2 to 5 are circuit diagrams showing respective embodiments of the multiband voltage controlled oscillator according to the present invention.

도 2 내지 도 5에서, 본 발명은 외부 제어신호에 따라 주파수를 선택할 수 있는 공진기(10)와, 공진기(10)에서 선택한 주파수 신호를 발진 증폭하는 발진기(20)를 포함한다. 여기서, 외부 제어신호는 모드변환이나 전원 등에 의해서 출력되는 제어신호일 수 있으며, 다중밴드용 전압제어 발진기의 용도에 따라서 여러 가지 형태로 구현이 가능하다.2 to 5, the present invention includes a resonator 10 capable of selecting a frequency according to an external control signal, and an oscillator 20 oscillating and amplifying a frequency signal selected by the resonator 10. Here, the external control signal may be a control signal output by a mode conversion or a power supply, etc., and may be implemented in various forms according to the purpose of the multi-band voltage controlled oscillator.

공진기(10)는 외부 제어신호에 따라 합성 인덕턴스가 가변되는 가변인덕터(12)와, 가변인덕터(12)에 병렬로 연결된 캐패시터(C1)를 포함한다.The resonator 10 includes a variable inductor 12 whose synthesis inductance is variable according to an external control signal, and a capacitor C1 connected in parallel to the variable inductor 12.

도 2 내지 도 3의 실시예에서, 가변인덕터(12)는 서로 다른 인덕턴스를 가지고 직렬로 연결된 복수의 인덕터(L1,L2,L3)와, 인덕터(L1,L2,L3) 사이에 각각 연결되며 외부 제어신호에 따라 각각 스위칭되어 캐패시터(C1)와 상기 스위칭에 의해 선택되는 하나 이상의 인덕터에 의한 폐루프를 형성하는 스위치(S1,S2)를 포함한다. 여기서, 스위치(S1,S2)는 MEMS 스위치인 것이 바람직하다.2 to 3, the variable inductor 12 is connected between a plurality of inductors L1, L2, L3 connected in series with different inductances, and the inductors L1, L2, L3, respectively. And switches S1 and S2 that are switched in accordance with the control signal to form a closed loop by the capacitor C1 and one or more inductors selected by the switching. Here, the switches S1 and S2 are preferably MEMS switches.

도 3의 실시예에서 가변인덕터는 폐루프에 의한 소정의 인덕턴스 값 형성시에, 인덕턴스 값 구성에 기여하지 않은 다른 인덕터에 의해서 발생하는 상호 인덕턴스를 차단하기 위한 차단스위치(S11,S12)를 각각의 인덕터 사이에 포함한다.In the embodiment of Fig. 3, the variable inductor has a disconnect switch (S11, S12) for blocking mutual inductance generated by another inductor that does not contribute to the inductance value configuration, when forming a predetermined inductance value by the closed loop, respectively. Included between inductors.

도 4의 실시예에서, 가변인덕터(12)는 서로 다른 인덕턴스를 가지고 병렬로 연결된 복수의 인덕터(L1,L2,L3)와, 인덕터(L1,L2,L3)에 각각 직렬로 연결되며 외부 제어신호에 따라 각각 스위칭되어 캐패시터(C1)와 폐루프를 형성하는 스위치(S1,S2,S3)를 포함한다. 본 실시예에서 스위치(S1,S2,S3)는 MEMS 스위치인 것이 바람직하다.In the embodiment of FIG. 4, the variable inductor 12 has a plurality of inductors L1, L2, L3 connected in parallel with different inductances, and is connected in series with the inductors L1, L2, L3, respectively, and has an external control signal. And switches S1, S2, and S3 that are switched according to the capacitor C1 to form a closed loop. In the present embodiment, the switches S1, S2, and S3 are preferably MEMS switches.

도 5의 실시예에서, 가변인덕터(12)는 서로 다른 인덕턴스를 가지고 병렬로 연결된 복수의 인덕터(L1,L2,L3)와, 인덕터(L1,L2,L3)에 각각 직렬로 연결되는 다수의 스위치 접점을 갖고 외부제어 신호에 따라 다수의 스위치 접점 중 하나를 선택적으로 접속하여 캐패시터(C1)와 폐루프를 형성하는 단일입력 멀티출력 방식의 스위치(S)를 포함한다. 도 5에서는 스위칭 접점이 3개인 것을 예로 들었지만, 스위칭 접점의 수는 복수의 인덕터에 대응하여 가변될 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, the variable inductor 12 has a plurality of inductors L1, L2, L3 connected in parallel with different inductances, and a plurality of switches connected in series with the inductors L1, L2, L3, respectively. And a single input multi-output switch S having a contact and selectively connecting one of a plurality of switch contacts according to an external control signal to form a closed loop with the capacitor C1. In FIG. 5, three switching contacts are used as an example, but the number of switching contacts may vary in correspondence with a plurality of inductors.

이상과 같이 구성된 본 발명의 동작과정을 도 2를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.If described in detail with reference to Figure 2 the operation of the present invention configured as described above.

외부 제어신호에 의하여 인덕터 L1에 연결된 스위치 S1 이 온(ON) 되면, 인덕터 L1 과 캐패시터 C1에 의하여 공진주파수가 결정된다. 실제 구현시 상호 인덕턴스를 없애기 위하여 L1과 L2를 서로 수직되게 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 결정된 공진주파수가 셀룰러 밴드라면, 발진기(20)를 통하여 발진 증폭된 신호는 셀룰러 밴드의 신호만 출력된다.When the switch S1 connected to the inductor L1 is turned on by an external control signal, the resonance frequency is determined by the inductor L1 and the capacitor C1. In practical implementations, it is desirable to place L1 and L2 perpendicular to each other to eliminate mutual inductance. If the resonant frequency determined as described above is a cellular band, the signal amplified by the oscillator 20 is output only the signal of the cellular band.

외부 제어신호에 의하여 인덕터 L2 에 연결된 스위치 S2 가 온 되고 S1이 열리면, 직렬로 연결된 인덕터 L1과 L2 의 인덕턴스와 캐패시터의 캐패시턴스에 의한 공진주파수가 결정되며, 이것을 PCS 밴드로 설정할 수 있다.When the switch S2 connected to the inductor L2 is turned on by the external control signal and S1 is opened, the resonance frequency due to the inductance of the inductors L1 and L2 connected in series and the capacitance of the capacitor are determined, which can be set to the PCS band.

만약 외부 제어신호에 의하여 스위치 S1 과 S2 를 온 시키지 않으면, 직렬로 연결된 인덕터 L1,L2,L3 의 인덕턴스와 캐패시터의 캐패시턴스에 의한 공진주파수가 결정되고, IMT-2000 밴드로 설정할 수 있다.If the switches S1 and S2 are not turned on by the external control signal, the resonance frequency is determined by the inductance of the inductors L1, L2, L3 connected in series and the capacitance of the capacitor, and can be set to the IMT-2000 band.

따라서, 외부 제어신호에 따라서 원하는 주파수 밴드를 선택할 수 있으므로, 다중밴드용 전압제어 발진기로 사용할 수 있는 것이다.Therefore, since the desired frequency band can be selected according to the external control signal, it can be used as a multi-band voltage controlled oscillator.

도 2의 실시예에서는 캐패시터(C1)를 고정시켜 놓고 인덕터(L1,L2,L3)에 연결된 스위치(S1,S2)를 스위칭하도록 구현하였으며, 스위치의 개수와 인덕터의 개수를 필요한만큼 늘려서 다중밴드를 선택할 수 있도록 구현가능하다In the embodiment of FIG. 2, the capacitor C1 is fixed and the switches S1 and S2 connected to the inductors L1, L2, and L3 are switched, and the number of switches and the number of inductors are increased as necessary to multi-band. Implementable to choose

인덕터(L1,L2,L3)와 스위치(S1,S2)는 RF MEMS 기술을 사용하면 극소형으로 제작 가능하며, 코일의 값도 정밀하게 만들 수 있다.Inductors (L1, L2, L3) and switches (S1, S2) can be made extremely small using RF MEMS technology, and the coil values can be made precise.

위에서 설명한 바와 같이 인덕터 2개를 사용하면 듀얼밴드를 선택할 수 있고, 여러 개를 연결하면 멀티밴드를 선택할 수 있는 전압제어 발진기가 된다.As described above, two inductors can be used to select dual bands, while multiple connections can provide a multiband selectable voltage-controlled oscillator.

예를들어, 소프트웨어를 사용하여 3비트로 이루어진 외부 제어신호를 사용하고, 100 이라는 외부 제어신호를 스위치(S)에 출력하면 인덕터 L1과 연결되고, 010 이면 인덕터 L2 를, 001 이면 인덕터 L3 와 연결시키는 것으로 가정한다.For example, using an external control signal consisting of 3 bits using software, and outputting an external control signal of 100 to the switch (S) is connected to the inductor L1, if 010 is connected to the inductor L2, if 001 is connected to the inductor L3 Assume that

그러면, 셀룰러 밴드 선택시에는 100, PCS 밴드 선택시에는 010, IMT-2000 밴드 선택시에는 001 을 출력하도록 하면 세가지 밴드를 선택할 수 있는 전압제어 발진기가 된다. 이와 동일한 방식으로 확장하면 멀티밴드가 되며, 도 3에도 동일하게 적용된다.Then, 100 is selected for cellular band selection, 010 for PCS band selection, and 001 for IMT-2000 band selection, resulting in a voltage controlled oscillator capable of selecting three bands. Expansion in the same manner is multiband, and the same applies to FIG. 3.

도 3은 본 발명에 따른 다중밴드용 전압제어 발진기의 다른 실시예를 도시한 회로도이다. 도 3에서 가변인덕터는 폐루프에 의한 소정의 인덕턴스 값 형성시에, 인덕턴스 값 구성에 기여하지 않은 다른 인덕터에 의해서 발생하는 상호 인덕턴스를 차단하기 위한 차단스위치를 각각의 인덕터 사이에 더 포함시켜 매우 안정된 동작을 할 수 있도록 구현하였다.3 is a circuit diagram showing another embodiment of a multi-band voltage controlled oscillator according to the present invention. In FIG. 3, the variable inductor further includes a blocking switch between each inductor to block mutual inductance generated by another inductor that does not contribute to the inductance value configuration when forming a predetermined inductance value by the closed loop. Implemented to work.

예를들면, 스위치 S1 을 연결시, 인덕터 L1 과 상호 인덕턴스를 발생하는 인덕터 L2 를 인덕터 L1 과 차단하기 위하여 차단스위치 S11 이 포함되어 있다. 그리고, 스위치 S2 를 연결하여 인덕터 L1,L2 에 의한 폐루프 형성시 이들 인덕터(L1,L2)와 상호 인덕턴스를 발생하는 인덕터 L3를 차단하기 위하여 차단스위치 S12 가 포함되어 있다.For example, when the switch S1 is connected, the cutoff switch S11 is included to block the inductor L2 which generates mutual inductance with the inductor L1 from the inductor L1. In addition, the disconnect switch S12 is included in order to block the inductor L3 which generates mutual inductance with the inductors L1 and L2 when the closed loop is formed by the inductors L1 and L2 by connecting the switch S2.

차단스위치(S11,S12)도 위에서 설명한 스위치(S1,S2)와 동일한 방식으로 제어되며, MEMS 스위치를 사용하는 것이 바람직하다.The disconnect switches S11 and S12 are also controlled in the same manner as the switches S1 and S2 described above, and it is preferable to use a MEMS switch.

도 4는 본 발명에 따른 다중밴드용 전압제어 발진기의 또 다른 실시예를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing yet another embodiment of the multiband voltage controlled oscillator according to the present invention.

도 4를 도 2와 비교하면, 도 2에서는 스위치(S1,S2)의 연결에 따라 인덕터(L1,L2,L3)가 직렬로 연결되는 형태이지만, 도 4에서는 스위치(S1,S2,S3)의 연결에 따라 인덕터(L1,L2,L3)가 병렬로 연결되는 형태이다.4, the inductors L1, L2, and L3 are connected in series according to the connection of the switches S1 and S2 in FIG. 2, but the switches S1, S2, and S3 of FIG. Inductors L1, L2, and L3 are connected in parallel according to the connection.

그리고, 도 3에서와 같이 인덕터간의 상호 인덕턴스를 차단하기 위한 차단스위치를 더 포함시켜 안정된 동작을 할 수 있도록 구현할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 3, a blocking switch for blocking mutual inductance between the inductors may be further included to implement stable operation.

도 5에서와 같이, 단일입력 멀티출력(Single Input Multi Through)을 가지는 스위치(S)를 사용하면, 단 하나의 스위치로 필요로 하는 밴드만을 선택하여 사용할 수 있다.As shown in FIG. 5, when the switch S having a single input multi output is used, only a band required by a single switch may be selected and used.

도 6은 셀룰러와 PCS 밴드에서 시뮬레이션 한 주파수 대비 이득표이며, 다중밴드용 전압제어 발진기를 시뮬레이션 한 결과이다.6 is a gain versus frequency table simulated in cellular and PCS bands, and shows a result of simulating a multiband voltage controlled oscillator.

도 6a의 시뮬레이션 결과에서, 0.9GHz 에서 발진하는 주파수의 크기가 3.6 dBm이 나오는 것을 볼 수 있으며, 주변의 출력들은 실제 설계시 제거된다. 따라서, 인덕터의 값을 조정하면 정확한 샐룰러 밴드로 설계할 수 있으며, MEMS 인덕터를 사용하면 매우 작은 값까지 컨트롤 할 수 있다.In the simulation result of FIG. 6A, it can be seen that the magnitude of the frequency oscillating at 0.9 GHz is 3.6 dBm, and the surrounding outputs are removed in the actual design. Therefore, by adjusting the value of the inductor, it is possible to design with the correct cellular band, and by using the MEMS inductor, very small values can be controlled.

도 6b에서는 1.8GHz 에서의 동작을 설명하는 그림으로 발진 주파수에서의 출력이 4.5dBm 이 나오는 것을 나타내고 있다. 실제로 상품화할 경우에 각 밴드에서의 출력이 기준 스펙에 일치하도록 출력조정할 수 있다.6B is a diagram illustrating the operation at 1.8 GHz, showing that the output at the oscillation frequency is 4.5 dBm. In practice, the output of each band can be adjusted to match the reference specifications.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 가변 MEMS 인턱터와 한 개의 전압제어 발진기로 다중밴드용 전압제어 발진기를 구현할 수 있으며, LC 탱크 구현시 캐패시터를 공통으로 사용하기 때문에 전체적인 크기가 줄고 가격이 절감되는 효과가 있다.As described above, the present invention can implement a multiband voltage controlled oscillator using a variable MEMS inductor and one voltage controlled oscillator, and the overall size is reduced and the price is reduced because the capacitor is commonly used when implementing an LC tank. There is.

그리고, 기존의 증폭기 및 주변회로는 변경하지 않고, 밴드를 선택할 수 있는 스위치(Band Selection Switch)와 인덕터를 간단히 추가하면 된다.In addition, a band selection switch and an inductor can be simply added without changing existing amplifiers and peripheral circuits.

Claims (9)

외부 제어신호에 따라 주파수를 선택할 수 있는 공진기; 및A resonator capable of selecting a frequency according to an external control signal; And 상기 공진기에서 선택한 주파수 신호를 발진 증폭하는 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.And an oscillator for oscillating and amplifying the frequency signal selected by the resonator. 제 1항에 있어서, 상기 공진기는The method of claim 1, wherein the resonator 상기 외부 제어신호에 따라 합성 인덕턴스가 가변되는 가변인덕터; 및A variable inductor whose composite inductance is variable according to the external control signal; And 상기 가변인덕터와 병렬로 연결된 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.And a capacitor connected in parallel with the variable inductor. 제 2항에 있어서, 상기 가변인덕터는The method of claim 2, wherein the variable inductor 서로 다른 인덕턴스를 가지고 직렬로 연결된 복수의 인덕터; 및A plurality of inductors connected in series with different inductances; And 상기 인덕터 사이에 각각 연결되며, 상기 외부 제어신호에 따라 각각 스위칭되어 상기 캐패시터와 상기 스위칭에 의해 선택되는 하나 이상의 인덕터에 의한 폐루프를 형성하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.And a switch connected between the inductors, the switches being respectively switched according to the external control signal to form a closed loop by the capacitor and the at least one inductor selected by the switching. . 제 3항에 있어서, 상기 스위치는 MEMS 스위치인 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.4. The multiband voltage controlled oscillator of claim 3, wherein the switch is a MEMS switch. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 가변인덕터는The method of claim 3 or 4, wherein the variable inductor is 상기 폐루프에 의한 소정의 인덕턴스 값 형성시에, 상기 인덕턴스 값 구성에 기여하지 않은 다른 인덕터에 의해서 발생하는 상호 인덕턴스를 차단하기 위한 차단스위치를 상기 각각의 인덕터 사이에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.Further, when forming a predetermined inductance value by the closed loop, it further comprises a blocking switch between each inductor for blocking mutual inductance generated by another inductor that does not contribute to the inductance value configuration Voltage controlled oscillator for band. 제 5항에 있어서, 상기 차단 스위치는 MEMS 스위치인 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.6. The multiband voltage controlled oscillator of claim 5, wherein the cutoff switch is a MEMS switch. 제 2항에 있어서, 상기 가변인덕터는The method of claim 2, wherein the variable inductor 서로 다른 인덕턴스를 가지고 병렬로 연결된 복수의 인덕터; 및A plurality of inductors connected in parallel with different inductances; And 상기 인덕터에 각각 직렬로 연결되며, 상기 외부제어 신호에 따라 각각 스위칭되어 상기 캐패시터와 폐루프를 형성하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.And a switch connected in series with each of the inductors and switched according to the external control signal to form a closed loop with the capacitor. 제 2항에 있어서, 상기 가변인덕터는The method of claim 2, wherein the variable inductor 서로 다른 인덕턴스를 가지고 병렬로 연결된 복수의 인덕터; 및A plurality of inductors connected in parallel with different inductances; And 상기 인덕터에 각각 직렬로 연결되는 다수의 스위치 접점을 갖고, 상기 외부제어 신호에 따라 상기 다수의 스위치 접점 중 하나를 선택적으로 접속하여 상기캐패시터와 폐루프를 형성하는 단일입력 멀티출력 방식의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.And a single input multi-output switch having a plurality of switch contacts connected in series to the inductor, and selectively connecting one of the plurality of switch contacts according to the external control signal to form a closed loop with the capacitor. Voltage controlled oscillator for multi-band, characterized in that. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 스위치는 MEMS 스위치인 것을 특징으로 하는 다중밴드용 전압제어 발진기.9. The multiband voltage controlled oscillator of claim 7 or 8, wherein the switch is a MEMS switch.
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