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KR20100060880A - Mixer - Google Patents

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KR20100060880A
KR20100060880A KR1020080119667A KR20080119667A KR20100060880A KR 20100060880 A KR20100060880 A KR 20100060880A KR 1020080119667 A KR1020080119667 A KR 1020080119667A KR 20080119667 A KR20080119667 A KR 20080119667A KR 20100060880 A KR20100060880 A KR 20100060880A
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KR
South Korea
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signal
frequency
signals
image
input
Prior art date
Application number
KR1020080119667A
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Korean (ko)
Inventor
황택진
이광천
Original Assignee
한국전자통신연구원
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/18Modifications of frequency-changers for eliminating image frequencies
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
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    • H03D7/1425Balanced arrangements with transistors
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    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
    • H03D2200/0041Functional aspects of demodulators
    • H03D2200/0066Mixing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

PURPOSE: A frequency mixer is provided to reduce the probability of an error in an original signal by reducing noises that are caused by an image frequency signal in the demodulation process of the original signal. CONSTITUTION: A driver(310) amplifies the inputted RF(Radio Frequency) signals. The driver filters, among the amplified RF signals, an image frequency signal. A switching unit(320) generates an IF(Intermediate Frequency) signal by temporarily switching the amplified RF signals excluding the image frequency signal according to an inputted LO(Local Oscillator) signal. An output unit(330) outputs the generated IF signal. The driver comprises MOSFET which amplifies the RF signals and also a filter which lets the image frequency signal pass through it.

Description

주파수 혼합기{MIXER}Frequency Mixer {MIXER}

본 발명은 주파수 혼합기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상 주파수(Image Frequency) 신호를 제거할 수 있는 주파수 혼합기에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency mixer, and more particularly, to a frequency mixer capable of removing an image frequency signal.

일반적으로 헤테로다인 방식의 RF 수신기에 포함된 주파수 혼합기는 RF(Radio Frequency) 신호를 IF(Intermediate Frequency) 신호로 하향 변환하는 역할을 한다. 구체적으로 주파수 혼합기는 국부 발진기(Local Oscillator)에서 제공된 국부 발진(LO) 신호와 RF 신호의 차에 해당하는 IF 신호를 출력한다.In general, the frequency mixer included in the heterodyne RF receiver converts a radio frequency (RF) signal into an intermediate frequency (IF) signal. In detail, the frequency mixer outputs an IF signal corresponding to a difference between a local oscillation (LO) signal and an RF signal provided from a local oscillator.

이러한 일반적으로 헤테로다인 방식의 주파수 혼합기로 RF 신호와 LO 신호 이외에 영상 주파수(Image Frequency) 신호가 입력될 수 있다. 여기서, 영상 주파수 신호는 LO 신호의 주파수에서 IF 신호의 주파수만큼 뺀 주파수를 갖는 신호이다. 이렇게 주파수 혼합기로 RF 신호와 함께 영상 주파수 신호가 입력되면, RF 신호도 IF 신호로 변환되고, 영상 주파수 신호도 IF 신호로 변환된다. 결국 RF 신호와 영상 주파수 신호에 의하여 주파수 혼합기는 하나의 IF 신호를 출력한다. 이러 한 IF 신호에는 영상 주파수 신호에 의한 성분이 포함되어 있기 때문에, 이 신호를 기저대역 신호로 변환하여 복조하면, 영상 주파수 신호에 의한 잡음이 섞여있기 때문에 원하는 주 신호를 얻기 힘들다.An image frequency signal other than the RF signal and the LO signal may be input to the frequency mixer of the heterodyne system. Here, the image frequency signal is a signal having a frequency subtracted by the frequency of the IF signal from the frequency of the LO signal. When the image frequency signal is input to the frequency mixer together with the RF signal, the RF signal is converted into an IF signal, and the image frequency signal is also converted into an IF signal. As a result, the frequency mixer outputs one IF signal by the RF signal and the image frequency signal. Since these IF signals contain components by video frequency signals, converting these signals to baseband signals and demodulating them makes it difficult to obtain a desired main signal because noises from video frequency signals are mixed.

이러한 문제를 해결하고자, 일반적으로는 영상 제거 필터(Image Reject Filter)를 주파수 혼합기 전단에 부가하여 영상 주파수 신호를 제거하였는데, 이하에서 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하겠다.In order to solve this problem, in general, an image reject filter was added to the front of the frequency mixer to remove the image frequency signal, which will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 영상 제거 필터가 포함된 일반적인 헤테로다인 방식의 RF 수신기이다.1 is a typical heterodyne RF receiver including an image removal filter.

도 1을 참조하여, 이하에서는 영상 제거 필터가 포함된 일반적인 헤테로다인 방식의 RF 수신기의 동작을 설명한다.Referring to FIG. 1, the operation of a typical heterodyne RF receiver including an image removal filter will be described below.

먼저, RF 수신기는 안테나(110)를 통하여 RF 신호를 수신한다. 그러면, 수신된 RF 신호는 대역 통과 필터(120)를 통과하게 되고, 대역 통과 필터(120)를 통과한 RF 신호는 저잡음 증폭기(130)로 입력되어 증폭된다. 증폭된 RF 신호는 영상 주파수 신호를 제거하는 영상 제거 필터(140)를 통과하고, 영상 제거 필터(140)를 통과한 RF 신호는 주파수 혼합기(150)로 입력된다. 그리고 국부 발진기(160)로부터 제공된 국부 발진(LO) 신호도 주파수 혼합기(150)로 입력된다. 그러면, 주파수 혼합기(150)는 입력된 RF 신호와 LO 신호의 차에 해당하는 IF 신호를 출력한다.First, the RF receiver receives an RF signal through the antenna 110. Then, the received RF signal passes through the band pass filter 120, and the RF signal passing through the band pass filter 120 is input to the low noise amplifier 130 and amplified. The amplified RF signal passes through an image removal filter 140 that removes an image frequency signal, and the RF signal that passes through the image removal filter 140 is input to the frequency mixer 150. The local oscillation (LO) signal provided from the local oscillator 160 is also input to the frequency mixer 150. Then, the frequency mixer 150 outputs an IF signal corresponding to the difference between the input RF signal and the LO signal.

이러한 영상 제거 필터가 포함된 일반적인 헤테로다인 방식의 RF 수신기에서, 영상 제거 필터(140)가 영상 주파수 신호를 정확히 제거하면 다행이지만, 그렇지 아니한 경우에는 주파수 혼합기(150)로 RF 신호와 영상 주파수 신호가 함께 입 력되기 때문에, 원 신호의 복조에 결정적인 걸림돌이 된다. 또한, 영상 제거 필터(140)가 RF 수신기 내에 부가되기 때문에, RF 수신기의 전체 크기가 커지는 문제점이 있다. 또한, 영상 제거 필터(140)의 추가로 인한 비용적인 부담도 든다.In a typical heterodyne RF receiver including such an image removal filter, it is fortunate that the image removal filter 140 correctly removes the image frequency signal, but otherwise, the frequency mixer 150 transmits the RF signal and the image frequency signal. Since they are input together, they are a decisive obstacle to demodulation of the original signal. In addition, since the image removal filter 140 is added to the RF receiver, there is a problem in that the overall size of the RF receiver is increased. In addition, there is a cost burden due to the addition of the image removal filter 140.

도 1에 도시된 영상 제거 필터가 포함된 일반적인 RF 수신기 이외에도, 영상 주파수 신호를 제거하기 위한 하틀리 구조와 위버 구조 등을 포함하는 RF 수신기들도 있다. 하지만, 이러한 RF 수신기들도 역시 부가적인 필터를 추가하는 형식이기 때문에, RF 수신기의 전체 크기가 커지며, 필터의 추가로 인한 비용적인 부담이 든다.In addition to the general RF receiver including the image removal filter illustrated in FIG. 1, there are also RF receivers including a Hartley structure and a weaver structure for removing an image frequency signal. However, these RF receivers are also a form of adding an additional filter, so that the overall size of the RF receiver becomes large, and there is a cost burden due to the addition of the filter.

따라서 본 발명에서는 영상 주파수 신호를 제거할 수 있는 주파수 혼합기를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a frequency mixer capable of removing video frequency signals.

또한, 본 발명에서는 RF 수신장치에 영상 주파수 신호를 제거하기 위한 부차적인 필터가 필요없도록 하는 주파수 혼합기를 제공한다.In addition, the present invention provides a frequency mixer in the RF receiver to eliminate the need for a secondary filter for removing the image frequency signal.

본 발명에 따른 주파수 혼합기는, 입력되는 RF(Radio Frequency) 신호들을 증폭하고 증폭된 RF 신호들 중에서 영상 주파수(Image Frequency) 신호를 필터링하는 구동부와, 영상 주파수 신호를 제외한 증폭된 RF 신호들을 입력되는 LO(Local Oscillator) 신호에 따라 시간적으로 스위칭하여 IF(Intermediate Frequency) 신호를 생성하는 스위칭부와, 생성된 IF 신호를 출력하는 출력부를 포함한다.The frequency mixer according to the present invention includes a driver for amplifying input RF (Radio Frequency) signals and filtering an image frequency signal among the amplified RF signals, and amplified RF signals except for the image frequency signal. It includes a switching unit for generating an IF (Intermediate Frequency) signal by switching in time according to the LO (Local Oscillator) signal, and an output unit for outputting the generated IF signal.

또한, 본 발명에 따른 주파수 혼합기의 구동부는, 게이트 단자로 입력되는 RF 신호들을 증폭하는 MOSFET과, MOSFET의 드레인 단자와 접지 사이에 전기적으로 연결되고 영상 주파수 신호를 통과시키는 필터를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the driving unit of the frequency mixer according to the present invention preferably includes a MOSFET for amplifying the RF signals input to the gate terminal, and a filter electrically connected between the drain terminal and the ground of the MOSFET and passing an image frequency signal. .

또한, 본 발명에 따른 주파수 혼합기의 필터는 서로 직렬 연결된 인덕터와 캐패시터를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the filter of the frequency mixer according to the present invention preferably includes an inductor and a capacitor connected in series with each other.

또한, 본 발명에 따른 주파수 혼합기의 캐패시터는 가변 캐패시터인 것이 바람직하다.In addition, the capacitor of the frequency mixer according to the present invention is preferably a variable capacitor.

본 발명에 따른 주파수 혼합기를 사용하면, 영상 주파수 신호를 제거할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 주파수 혼합기를 사용하면, RF 수신장치에 영상 주파수 신호를 제거하기 위한 부차적인 필터가 필요하지 않기 때문에, RF 수신장치의 크기가 커지지 않고, 비용적인 부담이 크게 들지않는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 주파수 혼합기를 사용하면, 원 신호의 복조시에 영상 주파수 신호로 인한 잡음을 줄일 수 있어, 원 신호의 오차 확률을 줄일 수 있는 이점이 있다.Using the frequency mixer according to the present invention has the advantage of removing the image frequency signal. In addition, the use of the frequency mixer according to the present invention does not require a secondary filter for removing an image frequency signal in the RF receiver, and thus the size of the RF receiver is not increased and the cost burden is not large. have. In addition, when the frequency mixer according to the present invention is used, noise due to an image frequency signal may be reduced during demodulation of an original signal, thereby reducing an error probability of the original signal.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 당업자에게 자명한 부분에 대하여는 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략하기로 한다. 또한 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a part obvious to those skilled in the art will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention. In addition, it is to be noted that each of the terms described below are only used to help the understanding of the present invention, and may be used in different terms despite the same purpose in each manufacturing company or research group.

일반적으로 주파수 혼합기는 다양한 형태가 존재하는데, 크게 단일 출력(single ended) 구조의 주파수 혼합기와 평형(balanced) 구조의 주파수 혼합기로 분류된다. 여기서 평형 구조의 혼합기는 다시 단일 평형(single balanced) 주파수 혼합기와 이중 평형(double balanced) 주파수 혼합기로 분류된다. 여기서, 이중 평형 주파수 혼합기의 하나인 길버트 셀 주파수 혼합기(Gilbert cell mixer)가 주로 사용되고 있다. 이중 평형 구조의 길버트 셀 주파수 혼합기는 구조적 특성상 향상된 의사(spurious) 응답 등으로 인한 우수한 선형성을 가지며, 정합 회로가 간단한 장점을 갖고 있다. 이하에서는 첨부된 도 2를 참조하여 길버트 셀 주파수 혼합기에 대하여 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.In general, there are various types of frequency mixers, which are classified into single-ended frequency mixers and balanced mixers. Equilibrium mixers are further classified into single balanced frequency mixers and double balanced frequency mixers. Here, a Gilbert cell mixer, which is one of the dual balanced frequency mixers, is mainly used. The Gilbert cell frequency mixer of the dual balanced structure has excellent linearity due to improved spurious response due to its structural characteristics, and the matching circuit has a simple advantage. Hereinafter, the Gilbert cell frequency mixer will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 일반적인 길버트 셀 주파수 혼합기의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a typical Gilbert cell frequency mixer.

도 2를 참조하면, 일반적인 길버트 셀 주파수 혼합기는 구동부(210), 스위칭부(220), 출력부(230)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the general Gilbert cell frequency mixer includes a driver 210, a switch 220, and an output 230.

구동부(210)는 한 쌍의 증폭소자 M1과 M2로 구성되며, M1의 게이트 단자로 입력되는 RF+ 신호를 증폭하고, M2의 게이트 단자로 입력되는 RF- 신호를 증폭한다. 여기서, RF+ 신호와 RF- 신호는 180도의 위상차를 갖고, M1, M2는 n채널 MOSFET 소자로 구현된다.The driver 210 includes a pair of amplification elements M1 and M2, amplifies an RF + signal input to the gate terminal of M1, and amplifies an RF- signal input to the gate terminal of M2. Here, the RF + signal and the RF- signal have a phase difference of 180 degrees, and M1 and M2 are implemented as n-channel MOSFET devices.

스위칭부(220)는 M1의 출력전류를 스위칭하기 위한 한 쌍의 M3과 M4, M2의 출력전류를 스위칭하기 위한 한 쌍의 M5와 M6로 구성된다. M3과 M6의 게이트에 단자에는 국부 발진기(미도시)로부터 LO+ 신호가 입력되고, M4와 M5의 게이트 단자에는 LO- 신호가 입력된다. 여기서, LO+ 신호와 LO- 신호는 180도의 위상차를 갖고, M3, M4, M5, M6은 n채널 MOSFET 소자로 구현된다. M4의 드레인 단자와 M6의 드레인 단자는 전기적으로 연결되고, M3의 드레인 단자와 M5의 드레인 단자는 전기적으로 연결된다. M3의 소스 단자와 M4의 소스 단자는 전기적으로 연결되고, M5의 소스 단자와 M6의 소스 단자는 전기적으로 연결된다. 이러한 스위칭부(220)는 M1, M2에 의해 증폭된 RF+와 RF- 신호를 LO+와 LO- 신호와 혼합하여 IF+와 IF- 신호를 출력한다.The switching unit 220 includes a pair of M3 and M4 for switching the output current of M1, and a pair of M5 and M6 for switching the output current of M2. The LO + signal is input from the local oscillator (not shown) to the terminals of the gates of M3 and M6, and the LO- signal is input to the gate terminals of the M4 and M5. Here, the LO + signal and the LO- signal have a phase difference of 180 degrees, and M3, M4, M5, and M6 are implemented as n-channel MOSFET devices. The drain terminal of M4 and the drain terminal of M6 are electrically connected, and the drain terminal of M3 and the drain terminal of M5 are electrically connected. The source terminal of M3 and the source terminal of M4 are electrically connected, and the source terminal of M5 and the source terminal of M6 are electrically connected. The switching unit 220 outputs IF + and IF- signals by mixing RF + and RF- signals amplified by M1 and M2 with LO + and LO- signals.

출력부(230)는 스위칭부(220)에서 출력된 IF+와 IF- 신호를 출력한다.The output unit 230 outputs the IF + and IF− signals output from the switching unit 220.

이러한 이중 평형 구조의 길버트 셀 주파수 혼합기는, 구동부(210)로 입력된 RF+ 신호와 RF- 신호를 증폭시키고, 증폭된 RF+ 신호와 RF- 신호를 스위칭부(220)로 입력된 LO+ 신호와 LO- 신호와 각각 혼합하여 출력부(230)로 IF+ 신호와 IF- 신호를 출력한다. 하지만, 이러한 길버트 셀 주파수 혼합기를 포함하는 RF 수신기는 도 1에 도시된 바와 같이, 주파수 혼합기의 전단에 영상 제거 필터를 구비해야 한다. 왜냐하면, 도 2에 도시된 주파수 혼합기는 자체적으로 영상 주파수 신호를 제거할 수 없기 때문이다.The Gilbert cell frequency mixer of the dual balance structure amplifies the RF + signal and the RF- signal input to the driver 210, and converts the amplified RF + signal and the RF- signal to the LO + signal and the LO− input to the switching unit 220. Each of the signals is mixed with the output unit 230 to output an IF + signal and an IF− signal. However, an RF receiver including such a Gilbert cell frequency mixer should have an image rejection filter in front of the frequency mixer, as shown in FIG. This is because the frequency mixer shown in FIG. 2 cannot remove an image frequency signal by itself.

그러면, 이하에서는 헤테로다인 방식의 RF 수신기 내에 영상 제거 필터를 구 비하지 않고서도, 영상 주파수 신호를 효과적으로 제거할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기를 첨부된 도 3을 참조하여 설명하겠다.Next, a frequency mixer according to an exemplary embodiment of the present invention capable of effectively removing an image frequency signal without having an image removal filter in a heterodyne RF receiver will be described with reference to FIG. 3. .

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a frequency mixer according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기는, 구동부(310), 스위칭부(320), 출력부(330)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the frequency mixer according to the preferred embodiment of the present invention includes a driving unit 310, a switching unit 320, and an output unit 330.

구동부(310)는 한 쌍의 M1과 M2, 두 개의 제 1 인덕터(L1)와 제 2 인덕터(L2), 두 개의 제 1 캐패시터(Cp1)와 제 2 캐패시터(Cp2)를 포함한다. M1의 게이트 단자로는 RF+ 신호가 입력되고, M2의 게이트 단자로는 RF- 신호가 입력된다. M1과 M2의 드레인 단자는 전기적으로 연결된다. M1의 드레인 단자는 스위칭부(220)의 M3과 M4의 소스 단자들과 전기적으로 연결된다. 제 1 인덕터(L1)의 일단은 M1의 드레인 단자에 전기적으로 연결되고, 타단은 제 1 캐패시터(Cp1)의 일단과 연결된다. 그리고 제 1 캐패시터(Cp1)의 타단은 접지와 전기적으로 연결된다. 제 2 인덕터(L2)의 일단은 M2의 드레인 단자에 전기적으로 연결되고, 타단은 제 2 캐패시터(Cp2)의 일단과 연결된다. 그리고 제 2 캐패시터(Cp2)의 타단은 접지된다. 이와 같이, 서로 직렬 연결된 제 1 인덕터(L1)와 제 1 캐패시터(Cp1)는 M1의 게이트 단자로 입력되는 다수의 RF+ 신호들 중에서 영상 주파수 신호의 주파수에서만 공진한다. 따라서 M1의 게이트 단자로 입력되는 영상 주파수 신호는 스위칭부(320)로 입력되지 못하고, 접지로 빠져나간다. 결국, 서로 직렬 연결된 제 1 인덕터(L1)와 제 1 캐패시터(Cp1)는 영상 주파수 신호만을 통과시키는 필터의 역할을 한다. 마찬가지로 서로 직렬 연결된 제 2 인덕터(L2)와 제 2 캐패시터(Cp2)도 영상 주파수 신호 만 통과시키는 필터의 역할을 한다.The driver 310 includes a pair of M1 and M2, two first inductors L1 and a second inductor L2, two first capacitors Cp1, and a second capacitor Cp2. An RF + signal is input to the gate terminal of M1, and an RF- signal is input to the gate terminal of M2. The drain terminals of M1 and M2 are electrically connected. The drain terminal of M1 is electrically connected to the source terminals of M3 and M4 of the switching unit 220. One end of the first inductor L1 is electrically connected to the drain terminal of M1, and the other end thereof is connected to one end of the first capacitor Cp1. The other end of the first capacitor Cp1 is electrically connected to the ground. One end of the second inductor L2 is electrically connected to the drain terminal of M2, and the other end thereof is connected to one end of the second capacitor Cp2. The other end of the second capacitor Cp2 is grounded. As such, the first inductor L1 and the first capacitor Cp1 connected in series resonate only at the frequency of the image frequency signal among the plurality of RF + signals input to the gate terminal of M1. Therefore, the image frequency signal input to the gate terminal of M1 is not input to the switching unit 320, and exits to the ground. As a result, the first inductor L1 and the first capacitor Cp1 connected in series with each other serve as a filter for passing only an image frequency signal. Similarly, the second inductor L2 and the second capacitor Cp2 connected in series also serve as a filter for passing only the image frequency signal.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기의 구동부(310)가 하나의 영상 주파수만을 제거하는 경우에는 특정 값을 갖는 캐패시터들(Cp1, Cp2)을 사용하면 된다. 하지만, 다양한 영상 주파수 신호를 선택적으로 제거하기 위해 캐패시터들(Cp1, Cp2)을 도 3에 도시된 바와 같이, 가변 캐패시터로 사용하는 것이 바람직하다.Here, when the driving unit 310 of the frequency mixer according to the present invention removes only one image frequency, capacitors Cp1 and Cp2 having a specific value may be used. However, in order to selectively remove various image frequency signals, it is preferable to use capacitors Cp1 and Cp2 as variable capacitors, as shown in FIG. 3.

스위칭부(320)는 M1의 출력전류를 입력되는 LO 신호에 따라 스위칭하기 위한 한 쌍의 M3과 M4, M2의 출력전류를 입력되는 LO 신호에 따라 스위칭하기 위한 한 쌍의 M5와 M6을 포함한다. M3과 M6의 게이트에 단자에는 국부 발진기로부터 LO+ 신호가 입력되고, M4와 M5의 게이트 단자에는 LO- 신호가 입력된다. 여기서, LO+ 신호와 LO- 신호는 180도의 위상차를 갖는다. 한편, M4의 드레인 단자와 M6의 드레인 단자는 전기적으로 연결되고, M3의 드레인 단자와 M5의 드레인 단자는 전기적으로 연결된다. M3의 소스 단자와 M4의 소스 단자는 전기적으로 연결되고, M5의 소스 단자와 M6의 소스 단자는 전기적으로 연결된다. 이러한 스위칭부(320)에서는 M1, M2에 의해 증폭된 RF 신호와 LO 신호를 혼합하여 두 신호의 주파수의 차에 해당하는 IF 신호를 출력한다.The switching unit 320 includes a pair of M3 and M4 for switching the output current of M1 according to the input LO signal and a pair of M5 and M6 for switching the output current of M2 according to the input LO signal. . The LO + signal is input from the local oscillator to the terminals of the gates of M3 and M6, and the LO- signal is input to the gate terminals of the M4 and M5. Here, the LO + signal and the LO- signal have a phase difference of 180 degrees. Meanwhile, the drain terminal of M4 and the drain terminal of M6 are electrically connected, and the drain terminal of M3 and the drain terminal of M5 are electrically connected. The source terminal of M3 and the source terminal of M4 are electrically connected, and the source terminal of M5 and the source terminal of M6 are electrically connected. The switching unit 320 outputs an IF signal corresponding to the difference between the frequencies of the two signals by mixing the RF signal and the LO signal amplified by M1, M2.

출력부(330)는 스위칭부(320)에서 출력된 IF 신호를 출력한다.The output unit 330 outputs an IF signal output from the switching unit 320.

그러면, 이하에서는 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기의 동작을 설명한다.Next, an operation of the frequency mixer according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기의 구동부(310)로 사용자 가 원하는 실제 신호의 RF 신호이외에 다양한 주파수를 갖는 신호들이 입력된다. 왜냐하면, 일반적으로 주파수 혼합기의 전단에는 저잡음 증폭기가 존재하는데, 이 저잡음 증폭기는 비선형 소자이므로, 이 저잡음 증폭기로 입력된 신호는 다양한 고조파 신호들을 출력하기 때문이다. 따라서, 사용자가 원하는 실제 신호의 RF 신호와 영상 주파수 신호를 포함하는 다양한 RF 신호들이 입력되는 것이다.Signals having various frequencies other than the RF signal of the actual signal desired by the user are input to the driver 310 of the frequency mixer according to the preferred embodiment of the present invention. Because, in general, there is a low noise amplifier in front of the frequency mixer, since the low noise amplifier is a nonlinear element, so the signal input to the low noise amplifier outputs various harmonic signals. Therefore, various RF signals including the RF signal and the image frequency signal of the actual signal desired by the user are input.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기의 동작을 구체적으로 설명하기 위해 구동부(310)로 사용자가 원하는 실제 RF 신호와, 영상 주파수 신호가 함께 입력될 때를 예정하여 설명하겠다. 여기서, RF 신호의 주파수는 국부 발진기에서 출력되는 LO 신호의 주파수와 주파수 혼합기에서 출력되는 IF 신호의 주파수를 합한 주파수이고, 영상 주파수 신호의 주파수는 LO 신호의 주파수에서 IF 신호의 주파수를 뺀 주파수이다.Hereinafter, in order to specifically describe the operation of the frequency mixer according to the preferred embodiment of the present invention, the actual RF signal and the image frequency signal desired by the user to the driving unit 310 will be described. Here, the frequency of the RF signal is the sum of the frequency of the LO signal output from the local oscillator and the frequency of the IF signal output from the frequency mixer, and the frequency of the image frequency signal is the frequency of the LO signal minus the frequency of the IF signal. .

영상 주파수 신호가 RF 신호와 함께 M1과 M2의 게이트 단자로 각각 입력되면, M1과 M2는 영상 주파수 신호와 RF 신호를 각각 증폭한다. 이 때, 서로 직렬 연결된 제 1 인덕터(L1)와 제 1 캐패시터(Cp1), 제 2 인덕터(L2)와 제 2 캐패시터(Cp2)가 영상 주파수에서 공진되도록 설정되어 있으면, 증폭된 영상 주파수 신호는 접지로 빠져나간다. 따라서 스위칭부(320)로는 RF+와 RF- 신호만이 입력되고, 영상 주파수 신호는 입력되지 못한다. 제 1 인덕터(L1), 제 1 캐패시터(Cp1), 제 2 인덕터(L2), 제 2 캐패시터(Cp2)의 각각의 값은 미리 사용자에 의하여 결정된다.When the video frequency signal is input to the gate terminals of M1 and M2 together with the RF signal, M1 and M2 amplify the video frequency signal and the RF signal, respectively. At this time, if the first inductor L1 and the first capacitor Cp1, the second inductor L2 and the second capacitor Cp2 connected in series are set to resonate at the image frequency, the amplified image frequency signal is grounded. Exit to Therefore, only the RF + and RF- signals are input to the switching unit 320, and the image frequency signals are not input. The respective values of the first inductor L1, the first capacitor Cp1, the second inductor L2, and the second capacitor Cp2 are previously determined by the user.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기는 구동부(310)에 영상 주파수 신호의 주파수에서만 공진하는 LC 필터를 구비함으로써, 헤 테로다인 방식의 RF 수신기 내부에 별도에 영상 제거 필터가 필요없는 장점이 있다.As such, the frequency mixer according to the preferred embodiment of the present invention includes an LC filter that resonates only at the frequency of the image frequency signal in the driving unit 310, thereby eliminating the need for an image removal filter inside the heterodyne RF receiver. There is an advantage.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. The disclosed embodiments should, therefore, be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

도 1은 일반적인 헤테로다인 방식의 RF 수신기의 블록도이다.1 is a block diagram of a typical heterodyne RF receiver.

도 2는 일반적인 길버트 셀 주파수 혼합기의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a typical Gilbert cell frequency mixer.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주파수 혼합기의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a frequency mixer according to a preferred embodiment of the present invention.

Claims (4)

주파수 혼합기에 있어서,In the frequency mixer, 입력되는 RF(Radio Frequency) 신호들을 증폭하고, 상기 증폭된 RF 신호들 중에서 영상 주파수(Image Frequency) 신호를 필터링하는 구동부와,A driver for amplifying input RF (Radio Frequency) signals and filtering an image frequency signal from the amplified RF signals; 상기 영상 주파수 신호를 제외한 증폭된 RF 신호들을 입력되는 LO(Local Oscillator) 신호에 따라 시간적으로 스위칭하여 IF(Intermediate Frequency) 신호를 생성하는 스위칭부와,A switching unit configured to generate an IF signal by timely switching the amplified RF signals excluding the image frequency signal according to an input LO signal; 상기 생성된 IF 신호를 출력하는 출력부를 포함하는, 주파수 혼합기.And an output unit for outputting the generated IF signal. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는,The method of claim 1, wherein the driving unit, 게이트 단자로 입력되는 상기 RF 신호들을 증폭하는 MOSFET과,A MOSFET for amplifying the RF signals input to a gate terminal; 상기 MOSFET의 드레인 단자와 접지 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 영상 주파수 신호를 통과시키는 필터를 포함하는, 주파수 혼합기.And a filter electrically connected between the drain terminal of the MOSFET and ground, the filter passing the video frequency signal. 제 2 항에 있어서, 상기 필터는,The method of claim 2, wherein the filter, 서로 직렬 연결된 인덕터와 캐패시터를 포함하는, 주파수 혼합기.A frequency mixer comprising an inductor and a capacitor in series with each other. 제 3 항에 있어서, 상기 캐패시터는,The method of claim 3, wherein the capacitor, 가변 캐패시터인, 주파수 혼합기.Frequency mixer, which is a variable capacitor.
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