(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2011년06월29일
(11) 등록번호 10-1043934
(24) 등록일자 2011년06월17일
(51) Int. Cl.

H03M 1/48 (2006.01) H03M 1/12 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2009-0005729
(22) 출원일자 2009년01월22일
심사청구일자 2009년01월22일
(65) 공개번호 10-2010-0086381
(43) 공개일자 2010년07월30일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020000015458 A*
KR1020080007713 A*
JP2005033606 A
JP2004171183 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
(주)에프씨아이
경기도 성남시 분당구 정자동 25-1 킨스타워 11층
(72) 발명자
황명운
경기도 성남시 분당구 금곡동 유천화인 아파트
203동 1701호
김영진
경기도 고양시 덕양구 화전동 한국항공대학교 전
자 및 항공전자공학
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
정회환
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 한재균
(54) 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로
(57) 요 약
본 발명은 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로에 관한 것으로서, 아날로그/디지탈 컨버터에 있어
서 기준전압을 조절하면 매그신호의 이득이 조절된다는 점을 감안하여 상기 아날로그/디지탈 컨버터(10)의 매그
신호(MAG)와 시그널신호(SIGN)를 입력받는 코렐레이터(Correlator)(20)로부터 두 입력신호의 신호대 잡음비(SN
R)를 측정하고, 상기 신호대잡음비(SNR) 신호가 설정된 쓰레스홀드(threshold)값 이하로 떨어지면 콘트롤부(40)
가 인에이블(ENABLE)되어 기준전압 발생을 위한 스위프(SWEEP)신호를 출력하고, 상기 콘트롤부(40)의 스위프신호
에 의거하여 기준전압 발생부(50)에서 미리 설정된 기준전압 밴드갭신호(VBD1 - VBG3)를 스위프시켜 상기 아날로그
/디지탈 컨버터(10)의 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 시그널신호 기준전압(0)을 발생시키도록 구성함으로써,
자동으로 최적의 조건이 되도록 추종제어하게 된다.
대 표 도 - 도3
등록특허 10-1043934
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(72) 발명자
문제철
서울특별시 강남구 수서동 도시개발아파트 602동
1303호
조현하
서울특별시 강남구 역삼동 619-24번지 201호
등록특허 10-1043934
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특허청구의 범위
청구항 1
입력신호(INPUT)를 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 비교하여 매그신호(MAG)를 발생하고, 시그널신호 기준전압
과 비교하여 시그널신호(SIGN)를 발생하는 아날로그/디지탈 컨버터(10)가 최적의 듀티 조건으로 조절되도록 제
어하기 위한 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로에 있어서,
상기 아날로그/디지탈 컨버터(10)의 매그신호(MAG)와 시그널신호(SIGN)를 입력받는 코렐레이터(Correlator)(2
0)로부터 두 입력신호의 신호대 잡음비(SNR)를 측정하는 신호대잡음비(SNR) 측정부(30)와;
상기 신호대잡음비(SNR) 신호가 설정된 쓰레스홀드(threshold)값 이하로 떨어지면 인에이블(ENABLE)되어 기준전
압 발생을 위한 스위프(SWEEP) 신호를 출력하는 콘트롤부(40)와;
상기 콘트롤부(40)의 스위프신호에 의거하여 미리 설정된 기준전압 밴드갭신호(VBD1 - VBG3)를 스위프시켜 상기 아
날로그/디지탈 컨버터(10)의 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 시그널신호 기준전압(0)을 발생시키는 기준전압
발생부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 상기 기준 전압발생부(50)는,
상기 아날로그/디지탈 컨버터(10)가 2-bit 아날로그/디지탈 컨버터인 경우,
제1기준전압 밴드갭신호(VBG1)을 상기 콘트롤부(40)의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨
버터(10)의 상한 기준전압(Vref)을 스위프시키는 제1기준전압발생부(51)와;
제2기준전압 밴드갭신호(VBG2)을 상기 콘트롤부(40)의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨버
터(10)의 시그널신호 기준전압(0)을 스위프시키는 제2기준전압발생부(52)와;
제3기준전압 밴드갭신호(VBG3)을 상기 콘트롤부(40)의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨버
터(10)의 하한 기준전압(-Vref)을 스위프시키는 제3기준전압발생부(53)로 구성된 것을 특징으로 하는 아날로그/
디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로.
청구항 3
제 1 항에 있어서, 상기 기준 전압발생부(50)는,
상기 아날로그/디지탈 컨버터(10)가 N-bit 아날로그/디지탈 컨버터인 경우,
(2^N)-1 개의 기준전압 발생부로 분리하여 구성된 것을 특징으로 하는 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자
동 추종회로.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아날로그/디지[0001]
탈 컨버터에서 매그신호의 듀티는 기준전압을 조절하여 조절할 수 있으므로, 매그신호와 시그널신호의 신호대
잡음비를 검출하여 일정한 쓰레스홀드 이하가 되면 자동으로 기준전압을 스위프 시키도록 함으로써 항상 최적의
듀티 조건으로 아날로그/디지탈 컨버터가 조절되도록 한 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로에
관한 것이다.
배 경 기 술
GPS 수신기에 사용되는 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)가 신호대잡음비(SNR)를 최적의 조건(optimum)으로 얻기 위[0002]
등록특허 10-1043934
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해서 코렐레이터(correlator)(demodulator)와 연동 테스트(test)를 통하여 조절 가능한 부분이 있다.
최적의 조건(Optimum) 값을 얻기 위한 과정은 제품이 시스템(system)으로 만들어진 이후에 그 최종 최적의 조건[0003]
포인트(optimum point)가 결정이 되는데, 외부 환경(온도, PCB board,등등)에 따라서, 상황이 바뀔 가능성이 있
다.
도 1은 일반적인 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)의 블록 다이어그램이다.[0004]
이에 도시된 바와 같이, 입력신호(INPUT)를 반전입력단자(-)에, 상한 기준전압(Vref)을 비반전입력단자( )에 인[0005]
가받는 제1연산증폭기(1)와, 상기 입력신호(INPUT)를 비반전입력단자( )에, 하한 기준전압(-Vref)을 반전입력단
자(-)에 입력받는 제2연산증폭기(2)와, 상기 제1,제2연산증폭기(1)(2)의 출력신호를 오아(OR) 조합하여 매그신
호(MAG)로 출력하는 오아 게이트(3)와, 상기 입력신호(INPUT)를 반전입력단자(-)에, 제로값을 비반전입력단자
( )에 입력받아 두 입력신호의 비교에 따라 시그날신호(SIGN)를 출력하는 제3연산증폭기(4)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 일반적인 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)는, 입력신호를 상한 기준전압(Vref) 및 하한 기준전[0006]
압(-Vref)과 비교하여 상/하한 기준전압 사이에 (Vref ~ -Vref) 있을 때는 하이신호를, 상/하한 기준전압을 벗
어나면 로우신호를 발생시켜 매그신호(MAG)로서 출력하게 된다. 아울러 시그날신호는 입력신호가 제로 기준값
이상일 때 하이신호를 출력하여 구형파 출력을 하게 된다.
도 2는 일반적인 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)의 신호 특성도이다. 도 2의 (a)와 같이, 상한 기준전압(Vref)과,[0007]
하한 기준전압(-Vref)을 각각 최대 최소 즉, Vref(max) ~ Vref(min), -Vref(max) ~ -Vref(min) 로 가변하게
되면, 도 2의 (b) 및 (c)와 같이 매그신호(MAG)의 듀티비가 달라진다는 것을 알 수 있다. 결국 매그신호(MAG)의
듀티비와 기준전압(Vref)의 최대/최소(max/min)의 관계는, 도 2의 (d)와 같이 기준전압이 최소일때 듀티비는 최
대이고, 기준전압이 최대일때 듀티비는 최소가 됨을 알 수 있다.
이에 따라 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)에서 신호대잡음비(SNR)를 최적화하기 위해서는 상기 상/하한 기준전압[0008]
(Vref)(-Vref)을 조절해서 최적의 조건을 찾아 세팅하게 된다.
그런데 종래의 아날로그/디지탈 컨버터에서는 신호대 잡음비(SNR)의 최적화 조건을 찾기 위하여 수작업으로 상[0009]
기 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)을 조절하는 방식을 취하고 있다.
그러므로, 수작업 세팅이기 때문에 빠르게 최적의 조건을 찾기가 어렵고, 아울러 주변환경의 변화에 의해 최적[0010]
의 조건이 달라지기 때문에 제품 설치 후 현장에서 세팅 조건을 맞추어야하는 문제점이 있었다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명에서는 아날로그/디지탈 컨버터에서 아날로그/디지탈 컨버터의 매[0011]
그신호(MAG)와 시그널(SIGN)신호를 입력받는 코렐레이터(Correlator)에서 입력신호의 신호대잡음비(SNR)를 측정
하여 쓰레스홀드 전압 이하로 떨어지는 시점을 검출하여 아날로그/디지탈 컨버터의 상/하한 기준전압(Vref, 0,
-Vref)를 발생하는 전압발생기의 출력을 스위프(Seep)시킴으로써, 최적의 듀티 조건을 찾을 수 있도록 한 아날
로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 상기 기준전압 발생기를 3개로 분리하여 매그신호(MAG) 발생을 위한 상/하한 기준전압(Vref)(-[0012]
Vref)과, 시그날신호(SIGN)의 발생을 위한 시그널신호 기준전압(0)을 각각 발생시키도록 분리 구성하여 신호처
리 효율을 높이도록 한 것이다.
과제 해결수단
본 발명은, 입력신호(INPUT)를 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 비교하여 매그신호(MAG)를 발생하고, 시그널신[0013]
호 기준전압(0)과 비교하여 시그널신호(SIGN)를 발생하는 아날로그/디지탈 컨버터가 최적의 듀티 조건으로 조절
되도록 제어하기 위한 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로에 있어서,
상기 아날로그/디지탈 컨버터의 매그신호(MAG)와 시그널신호(SIGN)를 입력받는 코렐레이터(Correlator)로부터[0014]
두 입력신호의 신호대 잡음비(SNR)를 측정하는 신호대잡음비(SNR) 측정부와;
상기 신호대잡음비(SNR) 신호가 설정된 쓰레스홀드값 이하로 떨어지면 인에이블(ENABLE)되어 기준전압 발생을[0015]
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스위프(SWEEP)시키는 콘트롤부와;
상기 콘트롤부의 스위프신호에 의거하여 미리 설정된 기준전압 밴드갭신호를 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈[0016]
컨버터의 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 시그널신호 기준전압(0)을 발생시키는 기준전압 발생부로 구성됨을
특징으로 한다.
상기 기준 전압발생부는,[0017]
제1기준전압 밴드갭신호(VBG1)을 상기 콘트롤부의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨버터의[0018]
상한 기준전압(Vref)을 스위프시키는 제1기준전압발생부와;
제2기준전압 밴드갭신호(VBG2)을 상기 콘트롤부의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨버터의[0019]
시그널신호 기준전압(0)을 스위프시키는 제2기준전압발생부와;
제3기준전압 밴드갭신호(VBG3)을 상기 콘트롤부의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨버터의[0020]
하한 기준전압(-Vref)을 스위프시키는 제3기준전압발생부로 구성되며, 상기 제1 ~ 3기준전압 밴드갭신호(VBG1 ~
VBG3)는 미리 설정하여 입력되는 임의의 기준전압인 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 2-bit ADC를 사용하는 것을 기본으로 했는데, 멀티-비트(multi-bit)의 경우로 확장하는 경우[0021]
에도 적용이 가능하며, 2bit의 경우 3개의 기준전압 발생기(reference voltage generation), N-bit의 경우
(2^N)-1의 기준전압 발생기를 적용하여 확장할 수 있다.
효 과
이와 같은 본 발명은 아날로그/디지탈 컨버터의 매그신호와 시그널 신호의 신호대잡음비를 측정하여 쓰레스홀드[0022]
이하가 되면 기준전압을 스위프 시키도록 함으로써, 아날로그/디지탈 컨버터의 매그신호와 시그널신호의 신호대
잡음비가 최적의 듀티 조건이 되도록 기준전압을 자동으로 스위프시켜 추종하게 되므로 수작업으로 조정할 필요
가 없고, 주변환경에 자동으로 대응하여 최적 조건으로 맞추기 때문에 외부 환경이 다른 곳에 사용된다고 하더
라도 신뢰성 있는 아날로그/디지털 컨버터를 제공할 수 있게 되는 것이다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.[0023]
도 3은 본 발명에 의한 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로 블록 다이어그램이다. 이에 도시된[0024]
바와 같이,
입력신호(INPUT)를 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 비교하여 매그신호(MAG)를 발생하고, 시그널신호 기준전압[0025]
(0)과 비교하여 시그널신호(SIGN)를 발생하는 아날로그/디지탈 컨버터(10)에 있어서,
상기 아날로그/디지탈 컨버터(10)의 매그신호(MAG)와 시그널신호(SIGN)를 입력받는 코렐레이터(Correlator)(2[0026]
0)로부터 두 입력신호의 신호대 잡음비(SNR)를 측정하는 신호대잡음비(SNR) 측정부(30)와;
상기 신호대잡음비(SNR) 신호가 설정된 쓰레스홀드(threshold)값 이하로 떨어지면 인에이블(ENABLE)되어 기준전[0027]
압 발생을 위한 스위프(SWEEP)신호를 출력하는콘트롤부(40)와;
상기 콘트롤부(40)의 스위프신호에 의거하여 미리 설정된 기준전압 밴드갭신호(VBD1 - VBG3)를 스위프시켜 상기 아[0028]
날로그/디지탈 컨버터(10)의 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 시그널신호 기준전압(0)을 발생시키는 기준전압
발생부(50)로 구성된다.
상기 기준 전압발생부(50)는, 제1기준전압 밴드갭신호(VBG1)을 상기 콘트롤부(40)의 스위프신호에 의해 스위프시[0029]
켜 상기 아날로그/디지탈 컨버터(10)의 상한 기준전압(Vref)을 스위프시키는 제1기준전압발생부(51)와; 제2기준
전압 밴드갭신호(VBG2)을 상기 콘트롤부(40)의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨버터(10)
의 시그널신호 기준전압(0)을 스위프시키는 제2기준전압발생부(52)와; 제3기준전압 밴드갭신호(VBG3)을 상기 콘
등록특허 10-1043934
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트롤부(40)의 스위프신호에 의해 스위프시켜 상기 아날로그/디지탈 컨버터의 하한 기준전압(-Vref)을 스위프시
키는 제3기준전압발생부(53)로 구성되며, 상기 제1 ~ 3기준전압 밴드갭신호(VBG1 ~ VBG3)는 미리 설정하여 입력되
는 임의의 기준전압인 것을 특징으로 한다. 여기서 시그널신호 기준전압(0)은 아날로그/디지탈 컨버터(10)의 입
력신호와 비교하여 시그널신호(SIGN)를 발생하기 위한 기준전압이다.
이와 같은 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 기본적인 아날로그/디지탈 컨버터(10)에 있어서, 입력신호[0030]
(INPUT)가 상하한 기준전압(Vref)(-Vref)과 비교되어 두 기준전압 사이에 있을 때 하이신호가, 두 기준전압을
벗어나면 로우신호가 되는 매그신호(MAG)가 발생되며, 아울러 상기 입력신호(INPUT)가 시그널신호 기준전압(O과
비교되어 구형파신호로서 시그널신호(SIGN)가 발생된다.
상기와 같이 발생된 매그신호(MAG)와 시그널신호(SIGN)은 코렐레이터(20)에서 디지털 데이터로 변환되어 아날로[0031]
그/디지탈 컨버터의 출력으로서 발생 된다.
그런데, 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 매그신호의 듀티는 상하한 기준전압을 조절하는 것에 의해 매그신호[0032]
듀티를 조절할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 코렐레이터(20)의 두 입력신호(MAG, SIG
N)의 신호대 잡음비(SNR)를 측정하여 그 신호대 잡음비를 이용하여 아날로그/디지탈 컨버터의 기준전압을 스위
프 시킴으로써 조적의 조건을 찾도록 하는 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로의 신호대잡음비 파형 예시도이다.[0033]
이에 도시된 바와 같이, 상기 신호대 잡음비(SNR) 측정부(30)는, 상기 코렐레이터(20)의 두 입력신호(MAG,[0034]
SIGN)의 신호대 잡음비(SNR)를 측정하게 되고, 미리 설정된 쓰레스홀드(threshold) 값과 비교하여 쓰레스홀드값
이하가 되면 콘트롤부(40)를 인에이블(enable)시키도록 한다.
즉, 도 4의 예시와 같이 매그신호(MAG)의 듀티가 30%가 되는 포인트에서 신호대잡음비(SNR)가 최대 dB가 되는[0035]
경우, 쓰레스홀드를 적정하게 설정하면, 듀티비 30%의 좌우에서 신호대 잡음비가 30% 이하가 되는 시점에 콘트
롤부(40)가 인에이블된다. 상기 최적화(Optimal)의 경우 듀티(duty)가 30% 근처를 예로 하였으나, 이는 설명을
위한 예시이며 30% 숫자에 한정되지 않는다.
상기 콘트롤부(40)가 인에이블되면, 콘트롤부(40)는 N비트의 스위프신호를 발생하여 기준전압발생부(50)에 출력[0036]
하게 된다. 즉, 스위프신호에 의해 기준전압발생부(50)는 설정된 기준전압 밴드갭신호(VBG1, VBG2, VBG3)를 스위프
시켜 아날로그/디지탈 컨버터(10)의 기준전압(Vref, 0, -Vref)을 발생하게 된다. 상기 콘트롤부(40)에서 기준전
압 발생부(50)를 조절하는 방식도 디지탈 방식뿐만 아니라, 아날로그 방식등 기타 다른 방식도 포함이 된다.
여기서, 본 발명은 2-bit ADC를 사용하는 것을 기본으로 했는데, 멀티-비트(multi-bit)의 경우로 확장하는 경우[0037]
에도 적용이 가능하며, 2bit의 경우 3개의 기준전압 발생부(reference voltage generation), N-bit의 경우
(2^N)-1의 기준전압 발생부를 적용하여 확장할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일예로서, 2-bit 아날로그/디지털 컨버터에서는 전압발생기를 3개로 분리하여 각각의 기준전[0038]
압을 스위프시키도록 함으로써, 최적의 조건을 가장 빠르게 찾을 수 있도록 한 것이다.
상기 전압발생부(50)의 제1-제3기준전압발생부(51-53)가 아날로그/디지탈 컨버터(10)의 기준전압(Vref, 0,[0039]
-Vref)을 스위프시킴으로써, 매그신호의 듀티는 변하게 되며, 도 4의 예시된 파형과 같이, 신호대 잡음비(SNR)
가 쓰레스홀드(매그신호의 듀티비 30%가 되는 좌우 범위) 이상이 되도록 기준전압이 세팅되게 되고, 이 범위를
벗어나면 다시 자동으로 기준전압이 스위프되어 신호대잡음비(SNR)가 매그신호의 듀티비 30%의 좌우 범위에 속
하도록 조절되는 것이다. 상기 최적화(Optimal)의 경우 듀티(duty)가 30% 근처를 예로 하였으나, 이는 설명을
위한 예시이며 30% 숫자에 한정되지 않는다.
그러므로, 아날로그/디지탈 컨버터의 설치 조건 및 주위 환경의 영향에 의해 매그신호 듀티비가 일정한 범위를[0040]
벗어나면 자동으로 조절하여 최적의 조건이 되게 기준전압을 조절할 수 있는 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 일반적인 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)의 블록 다이어그램.[0041]
도 2는 일반적인 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)의 신호 특성도.[0042]
등록특허 10-1043934
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도 3은 본 발명에 의한 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로 블록 다이어그램.[0043]
도 4는 본 발명에 의한 아날로그/디지탈 컨버터의 최적조건 자동 추종회로의 신호대잡음비 파형 예시도.[0044]
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>[0045]
10 : 아날로그/디지탈 컨버터 20 : 코렐레이터[0046]
30 : 신호대잡음비 측정부 40 : 콘트롤부[0047]
50 ; 51,52,52 : 기준전압발생부[0048]
도면
도면1
도면2
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도면3
도면4
등록특허 10-1043934
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