KR0148016B1 - 조정된 동조 특성을 갖는 발진기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조정된 동조 특성을 갖는 발진기

제1도는 본 발명의 특징을 포함하는 텔레비젼 수상기 튜너의 블록선도.

제2도은 제1도의 종래 기술의 발진기의 관련 부분의 개략도.

제3도는 본 발명에 따라 변경된 제2도의 발진기의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : VHF 동조부 12 : 신호원

14 : 바랙터 전압 제어 단일 동조 필터 회로

16 : RF 증폭기

18 : 바랙터 전압 제어 이중 동조 필터 회로

20 : 전압 제어 VHF 국부 발진기 22 : 혼합기

307 : 바랙터 다이오드 311, 313 : 대역 스위칭 다이오드

315, 317:바이패스 필터

본 발명은 다수의 대역 전체에 있어서, 3점 트랙킹(three point tracking)을 행하는 확대 주파수 범위를 가진 텔레비젼 수상기등에 사용하는 다수-대역 발전기(multi-band oscillator)에 관한 것이다.

전압 제어 튜너는 텔레비젼 수상기에 널리 이용된다. 상기 튜너는 RF 입력단과, 동조 전압에 응답하여 제어된 각각의 주파수 선택 회로를 각각 포함하는 국부 발진기를 포함한다. 상기 동조 전압에 응답하여, 상기 RF 입력단은 선택된 국에 대응하는 다수의 수신된 RF 캐리어중 하나를 선택하고 상기 국부 발진기는 선택된 채널과 관련된 선정된 주파수를 가진 국부 발진기 신호를 발생한다. 상기 선택된 RF 캐리어와 국부 발진기는 텔레비젼 수상기에선 청각 및 시각 응답을 발생하기 위해 IF 단에 의해 처리되는 IF 신호를 발생하도록 혼합하기 의해 헤테로다인 된다.

상기 텔레비젼 범위는 다수의 분리 주파수 대역을 포함한다. 초고주파(VHF)와 케이블 텔레비젼 네트워크(CATV)채널(470MHz에서 890MHz간의 채널 14 내지 83의 방송용 UHF 채널은 제외)용 현 미합중국 텔레비젼 신호 스펙트럼은 54내지 88MHz 간에 확장하고 VHF 채널 2 내지 6을 포함하는 대역과, 120 내지 216MHz 간에 확장하고 CATV 채널 A 내지 I과 VHF 채널 7 내지 13을 포함하는 고/중간 VHF 대역 및, 216 내지 300MHz 간에 확장하고 CATV 채널 J 내지 W를 포함하는 CATV 대역의 3가지 대역으로 분할될 수 있다.

통상, 주파수 선택 회로는 보통 바랙터 다이오드(varactor diode)라 불리는 전압 제어 가변 캐패시턴스 다이오드(voltage-controlled variable capacitance diode)를 각각 포함하는 다수의 동조 가능한 공진 회로와 적어도 하나의 고정된 인덕터에 접속되거나 상기 인덕터와 공통으로 형성되는 인덕터 장치를 포함한다. 통상, 바랙터 다이오드의 캐패시턴스 범위는 동조된 회로가 전체 VHF 범위에 대해 동조되어질 만큼 충분히 크지 못하다. 결과-로서, 전압 제어 텔레비젼 튜너의 RF부 및 국부 발진기내이 동조된 회로가 스위칭 다이오드를 사용하여 각각의 VHF 및 CATV 대역에 대해 상이한 인덕터 구조를 선택하는 회로를 각각 포함하는 것이 일반적이다.

통상, 3대역 튜너에 대해, 한쌍의 대역 전환 다이오드는 3개의 상이한 공통 인덕터와 바랙터 다이오드를 결합시키는 적합한 대역 전환 신호에 응답하여 각각의 3개의 상이한 대역을 동조하는 상이한 공진 상태를 이루도록 동작한다.

슈퍼 헤테로다인 방식의 수상기의 한 문제점은 RF 단과 같은 신호 회로와 국부 발진기 회로간이 일정한 주파수 차(중간 주파수와 동일)의 유지이다. 모든 동조 조정에 대해, RF와 발진기 동조 회로의 공진 주파수간의 차가 거의 중간 주파수와 가깝도록 발진기 회로가 배열 되어야 한다. 국부 발진기 회로의 동조가 대개 RF 회로의 동조의 뒤를 쫓기 때문에, 국부 발진기가 신호 주파수 이하 또는 이상으로 동조되느냐에 따라, 상기 국부 발진기가 RF회로에 비해 중심 주파수에 대해 크거나 또는 작은 백분비의 주파수 범위로 동조되어야 한다. 발진기의 회로 성분의 적당한 조화에 의해, 특정 대역내에서, 3개의 주파수로 근접한 트랙킹을 이루는 것이 가능하다. 국부 발진기 동조가 정확한 상기 3개의 주파수가 주파수 대역의 산술 또는 기하 의미에 가까운 제3 주파수를 가진 특정 대역용 수상기 동조 범위의 단에 가깝게 선택된다면, 정확한 주파수 이상 또는 이하의 일탈의 최대값은 최소값에 가깝거나 또는 최소값이 될 것이다. 따라서, 3포인트 트랙킹을 이루기 위해서는, 바랙터 전압에 대한 주파수 동조 곡선을 주파수 변화 대 동조 전압의 변화에 대하여 다양한 대역에 대해 다양한 회로들 일치하도록 조정할 필요가 있다.

발진에 대해 설정되어야 하는 조건의 임계가 발생하기 때문에, 주파수 변화 대 동조 전압의 변화의 트랙킹 곡선이 이행이 어려울 수 있다. 발진기는 주파수 결정 네트워크를 가진 증폭기 및, 상기 주파수 결정 네트워크에 의해 결정된 희망 주파수에서 재생 증폭 네트워크(포지티브 피이드백)를 형성하도록 구성된 상기 증폭기의 출력과 입력간의 피이드백 통로를 포함한다. 통상, 텔레비젼 수상기에 사용된 전압 제어 발진기는 트랜지스터 증폭기 및 직렬이나 또는 병렬 구조로 인덕터 및 바랙터 다이오드를 포함하는 주파수 결정 네트워크를 포함한다.

실제로, 상기 발진기의 개개의 소자는 저항성, 용량성 및 유도성 성분을 포함하는 복합성분이다. 발진 주파수가 변화될시에, 발진을 위한 조건이 방해되어, 다양한 성분간의 관계가 변화한다. 예를들어, 바랙터 다이오드의 캐패시턴스가 상기 다이오드의 애노드 및 캐소드 단자 양단에 인가된 감소된 동조 전압에 대해 증가할시에, 특정 주파수에서의 상기 다이오드의 반응 성분이 감소되어, 저항 성분이 발진기의 다른 성분에 보다 밀접하게 결합되고 발진기의 다른 성분에 영향을 마친다. 상기는 증폭기 출력과 입력간에 피이드백 되어질 유용한 신호의 진폭의 감소를 야기시키는 손실 또는 가능한 이조를 야기시키는 피이드백 신호의 위상의 변화로서 나타날 수도 있다.

[발명의 개요]

간단히, 본 발명은 다수 대역 발진기의 주파수의 변화에 따라 유효 동조 인덕턴스를 변화시키는 장치에 관한 것인데, 상기 주파수가 동조 신호 증폭기용 동조 전압의 진폭에 응답하여 제어되어지며, 따라서 3포인트 동조가 상기 동조 신호 증폭기의 발진기간의 최저 주파수 대역에서 이루어질 수 있다. 본 발명에 따라, 리액턴스 네트워크는 동조 전압의 변화에 따라 발진기 주파수의 트랙킹을 조정하는 최저 대역의 동조 인덕터와 직렬로 결합된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본원 명세서를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

동일 참조부호 숫자가 동일 부재에 인가되어진 도면을 참조하면, 텔레비젼 수상기를 예를 들면 VHF 및 CATV 주파수 대역내에 임의의 채널에 선택적으로 동조시키는 전형적인 동조 회로가 블록도 형대로 제1도에 도시되었다. 통상 10으로 지정된 VHF 동조부는 안테나 또는 케이블 네트워크와 같은 신호원(12)으로부터 RF 신호를 수신하고 수신된 RF 텔레비젼 신호를 바랙터 전압 제어 단일 동조 필터 회로(varactor voltage controlled single-tuned filter circuit ; 14)에 결합시킨다. 이때 상기 RF 신호는 또다른 바랙터 전압 제어 이중 동조 필터 회로(18)를 통해 통상 결합된 증폭기(16)의 출력을 가진 RF 증폭기(16)에 의해 증폭된다. 상기 바랙터 제어 필터 회로(14 및 18)가 신호원(12)으로부터 수신된 많은 채널중에서 한 채널을 선택한다.

전압 제어 VHF 국부 발진기(20)가 동조된 바랙터 이고 선택된 채널의 중심 주파수보다 통상 더 크게 선정된 고정 주파수를 가진 국부 발진기 신호를 발생하며 따라서, 국부 발진기 신호와 선택된 채널의 주파수의 차(또는 합)가 상기 시스템의 선정된 중간 주파수(IF)일 것이다. 상기 선택된 RF 신호 및 국부 발진기 신호는 IF 신호르 발생하기 위해 헤테로다인되는 혼합기(22)에 인가된다. 상기 IF 신호는 IF부(24)에 의해 필터화 되고 증폭되어진후 화상 및 음향 신호 처리부(도시되지 않음)에 인가된다.

전체 주파수를 동조시키기 위해, 단일 동조 필터 회로(14)와, 이중 동조 필터 회로(18) 및, 국부 발진기가 각각의 로 VHF 대역과, 하이 VHF 대역 및 CATV 대역용 상이한 동조 회로 구조를 포함한다. 특히, 상기 동조된 회로는 각각의 하나의 대역 선택 신호에 응답하여 선택된 상이한 인덕터 구조와 본래 병렬 관계로 접속되어진 바랙터 다이오드를 각각 포함한다.

제2도를 참조하면, 종래 기술의 국부 발진기 회로가 도시되었다. 제2도의 회로는 기준에 의해 명확히 본 원에 통합되었고 본 출원으로서 공통 양수인인 Muterspaugh씨에게 허여된 미합중국 특허 제4,743,866호의 제1도에 기술된 발진기의 관련 부분의 개략도이다. 제2도의 회로의 상세한 동작에 있어서, 앞서 언급된 특허의 관련 부분을 참조하여야 하는데, 제2도에 도시된 각 부재는 앞서 언급된 미합중국 특허의 제1도에 도시된 대응하는 부재와 동일한 참조부호가 부여되어 졌다.

그러나, 간략히, 통상 100으로 지정된 증폭기 회로는 이중 게이트 N채널 금속 산화물 반도체(MOS) 전계 효과 트랜지스터(FFT ; 101)를 포함한다. 증폭기(100)의 발진을 조절하는 회로(200)가 FET(101)의 소스 전극(S)의 출력과 제1 게이트 전극(G1)의 입력간에 결합되고, 소스 전극(S)과 신호 접지된 간에 병렬 접속된 캐패시터(201)와 저항기(117)를 포함하며, 소스 전극(S)과 제1 게이트 전극(G1)간에 결합된 캐패시터(203)를 포함하여, Colpitts형 발진기를 형성한다.

간략히, 회로(300)는 덕터(301, 303 및 305) 및, DC차단 캐패시터(309)와 직렬로 결합된 바랙터 다이오드(307)를 포함하는 직렬 동조 회로이다. 대역 전환 다이오드(311 및 313)와 관련 바이패스 필터(315 및 317)는 인덕터(301와 303)의 중간에 존재하는 회로점과, 인덕터(303와 305)의 중간에 존재하는 회로점을 대역 전환 전압 BS1 및 BS2의 레벨에 따라 선택적으로 그라운드로 각기 바이패스시킨다. 바랙터 다이오드(307 및 209)는 상기 다이오드의 캐패시턴스가 상기 동조 전압의 진폭의 변화에 응답하여 동일 방향으로 변화하는 것을 나타내도록 동조 전압(VT)에 대해 폴(pole)된다. 저항기(150)는 바랙터에 대한 DC 궤환을 제공하는 캐패시터(152)는 바랙터 다이오드(209)의 캐소드를 AC 접지한다.

최저 대역 1에선, 직렬 인덕터(301, 303 및 305)가 공진 회로의 인덕턴스를 형성한다. 3포인트 트랙킹을 위해선, 앞서 본원에 전술된 바와 같이 저주파수 단상의 발진기대 동조 전압의 변화의 동조비를 조정할 필요가 있다. 상기 조정은 어려우나, 그 어려움은 제3도의 네트워크(400)에 의해 극복되는데, 제3도에서, 부재는 제2도의 동일한 부재에 대응하는 동일한 숫자로 표시되었다.

앞서 본원에 전술된 바와 같이, 공통으로 유도된 동조 전압에 의해 결정되는 RF 신호 필터의 동조 신호 주파수의 변화를 보다 잘 뒤쫓기 위해선, 바진기 주파수의 변화대 상기 발진기에 인가된 동조 전압이 변화에 관한 발진기의 전달 특성을 조정하는 것이 바람직하다. 제3도의 네트워크(400)가 이를 실행한다. 제3도에서 500nHy인 제2도의 인덕터(301)는 200nHy의 인덕터(301a)와 300nHy의 인덕터(301b)가 합성된 2개의 직렬 구성으로 분할된다. 인덕터(301b)가 47 피코패럿(pf)의 캐패시터(301c)와 병렬로 결합된다.

전형적인 실시예에선, 대역 1에 대해, 발진기 주파수는 채널 2용 101MHz로부터 채널 6용 129MHz까지 변할 것이다. 네트워크(400)의 인덕터(301b)와 캐패시터(310c)가 42MHz에서 병렬 공진하는 병렬 공진 회로 R을 형성한다. 따라서, 대역 1에 관계된 발진기 주파수에서, 상기 발진기 공진회로 R의 공진 주파수의 고주파수 측상에 있는 주파수에서 발진하고 따라서, 공진 회로 R가 용량성인 회로 리액턴스를 나타낸다. 그러나 용량성 리액턴스의 총량은 주파수에 대해 선형으로 변화하지 않으나 대신에 동조 회로용으로 공통으로 유용한 리액턴스 곡선에 따라 변환한다. 용량성 및 유도성 리액턴스가 서로 역부호이기 때문에, 병렬 공진 회로 R의 병렬 공진 주파수 이상인 병렬 공진 회로 R의 용량성 리액턴스는 발진 주파수의 변환에 대하여 비선형 방식으로 인턱더(301a)의 유도성 리액턴스의 일부를 감소시킨다.

따라서, 발진기에 인가된 동조 전압이 주어진 변화에 대한 발진기의 주파수 변화는 희망하는 바와 같이 조정되거나 또는 변화된다. 전형적인 실시예에선, 네트워크(400)의 반응 임피던스는 101MHz에서 유도선 136mHy의 인덕턴스를 나타내고 129MHZ에서 136nHy 인덕터의 유도성 리액턴스의 선형 증가일 것인 173.7nHy 대신에 129MHz에선 163nHy 인덕턴스를 나타낸다. 상기 방법으로, 발진기의 발진 주파수는, 동조 전압의 주어진 변화가 발진기 주파수를 다른 경우에 통상적으로 변화시키는 것보다 적게 변화시키는 것과 마찬가지로, 동조 전압의 변화에 대해 비선형 방법으로 동조 전압이 변화에 대해 조정될 수 있다.

전형적인 실시예에선 네트워크(400)는 병렬 공진 회로(R)를 포함하는 것으로 도시되었다. 본 발명의 의도의 범위내에서 직렬 공진 회로가 사용될 수 있다. 하나의 이러한 대안의 실시예(도시되지 않음)가 209nHy인 인덕터(301a)와, 0nHy인 인덕터(3016 ; 회로로부터 제검됨) 및, 34pf인 캐패시터(301c)일 것이다. 상기 구조에선, 주파수에 대한 네트워크(400)의 유도성 리액턴스의 비선형 변화가 적당하다면 사용될 수 있는 상이한 곡선 형태를 가질 것이다. 그러나, 상기 대안의 실시예에선, 제3도의 전형적인 발진기 구조의 잔여부가 유지된다면, 대역 전환 다이오드(311 및 313)에 대해 DC 그라운드 리턴을 제공하기 위한 대책이 만들어져야 할 것이다.

따라서, 앞서 본원에 전술된 바와 같은 대역 1에 대한 3포인트 트랙킹의 이행은 공통으로 유도된 동조 전압을 가진 모든 RF 신호 동조 회로 변화에 대한 발진기 주파수의 변화 대동조 전압의 변화의 전달 특성으 조정하므로 이루어질 수 있다.

동조 반응기의 동조 리액턴스는 공진점 보다 이하로 동조된 회로 R를 사용하므로 주파수에 대하여 실제로 마찬가지로 비-선형으로 변화될 수 있는데, 이 경우, 동조회로의 반응 임피던스는 그 동조 회로가 병렬이든 공진 동조이든 유도성일 것이다. 따라서, 관련된 발진기 대역 이상으로 공진된 공진 회로 R는 유도성 리액턴스를 동조 인덕턴스의 유도성 리액턴스에 부가하거나 또는 동조 캐패시터의 용량성 리액턴스로 부터 유도성 리액턴스를 감산하기 위해, 공진 이하로 사용될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예가 되도록 현재 고려되어진 것이 기술되었고 설명되었지만, 종래의 기술에 숙련된 사람에 의해 다양한 변화 및 변경이 일어날 수 있다는 것을 알 수 있기에 첨부된 청구범위에 본 발명의 참 정신 및 범위내에서 한정된 모든 상기 변화 및 변경을 포함하려고 한다.

Claims (2)

1. 증폭 장치와, 동조 전압에 응답하여 반응 동조 소자를 포함하는 동조 수단에 의해 결정된 주파수로 발진하도록 상기 증폭 장치를 조절하기 위한 피이드 백 및 동조 수단을 포함하는 텔레비젼 수상기 튜너에서 조정된 동조 특성을 갖는 발진기에 있어서, 상기 동조 수단이 응답을 상기 동조 전압으로 조정하기 위해 상기 반응 동조 소자에 결합된 공진 회로(R)를 포함하는데, 상기 반응 동조 소자가 제1 유도성 소자이고 상기 공진 회로가 네트워크를 형성하는 캐패시턴스 소자와 병렬로 결합된 제2 유도성 소자인 것을 특징으로 하는 조정된 동조 특성을 갖는 발진기.
2. 제1항에 있어서, 상기 네트워크가 상기 제1 유도성 소자와 직렬로 결합되는 것을 특징으로 하는 조정된 동조 특성을 갖는 발진기.

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