KR19980036984A

KR19980036984A - Linearizer Eliminates Intermodulation Distortion

Info

Publication number: KR19980036984A
Application number: KR1019960055664A
Authority: KR
Inventors: 강규철
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 발명은 증폭기의 출력측에 나타나는 2차 하모닉성분을 피드백시켜 상호변조성분을 감소시키며 소형화 및 경량화가 가능한 상호변조왜곡 제거가 가능한 선형화기에 관한 것으로, 상호변조왜곡 제거가 가능한 선형화기에 있어서, 입력신호를 설정된 레벨로 전력증폭하는 주증폭기와, 상기 주증폭기의 출력신호중 2차 하모닉성분만을 대역통과시키는 밴드패스필터와, 상기 밴드패스필터를 통과한 2차 하모닉성분을 위상반전시킨 후 소정 레벨로 증폭하여 상기 주증폭기의 입력측으로 피드백시키는 위상반전증폭기를 구비함에 의한다.The present invention relates to a linearizer capable of feeding back a second harmonic component appearing on the output side of an amplifier, thereby reducing intermodulation components and removing intermodulation distortion that can be miniaturized and lightweight. Phase-inverts the main amplifier for power amplifying to a set level, the bandpass filter for band-passing only the second harmonic component of the output signal of the main amplifier, and the second harmonic component passed through the bandpass filter, and amplified to a predetermined level. By providing a phase inversion amplifier for feeding back to the input side of the main amplifier.

Description

Linearizer Eliminates Intermodulation Distortion

본 발명은 신호증폭시 발생하는 상호변조왜곡(INTERMODULATION DISTORTION)제거기능을 구비한 선형화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 및 경량으로 제작가능한 상호변조왜곡 제거가 가능한 선형화기에 관한 것이다.The present invention relates to a linearizer having an intermodulation distortion (INTERMODULATION DISTORTION) removal function during signal amplification, and more particularly, to a linearizer capable of eliminating intermodulation distortion that can be manufactured in a small size and light weight.

일반적으로, 위성통신, 이동통신등과 같은 장거리통신시에는 신호를 단한번에 전송할 수 없기 때문에, 일정거리마다 중계국 또는 기지국을 두어 신호를 다시 증폭송출한다. 선형화기는 상기 위성기지국 또는 이동통신 기지국 또는 지상 마이크로웨이브파 중계기 등에 구비되어 신호를 증폭하는 것으로써, 증폭시 신호와 함께 중첩되는 2개 이상의 불요파가 증폭기의 비선형성으로 인하여 각각의 주파수의 정수배의 합 또는 차의 주파수와 같은 방해파에 의한 상호변조왜곡(INTERMODULATION DISTORTION)이 발생하기 때문에, 일반적으로 선형화기는 상기 상호변조왜곡을 제거하도록 구성된다.In general, in the case of long distance communication such as satellite communication, mobile communication, etc., the signal cannot be transmitted at once, so that a relay station or a base station is provided at a predetermined distance to amplify and transmit the signal again. A linearizer is provided in the satellite base station, mobile communication base station or terrestrial microwave repeater to amplify a signal, and two or more unnecessary waves overlapping the signal during amplification are multiplied by an integer multiple of each frequency due to nonlinearity of the amplifier. Since INTERMODULATION DISTORTION occurs due to interference waves such as the sum or difference frequency, the linearizer is generally configured to eliminate the intermodulation distortion.

예를들어, 제1도 (A)에 보인 바와 같이 인접채널의 입력신호(f1, f2)가 증폭기에 의하여 증폭되면, 상기 증폭기의 비선형특성에 의하여 제1도(B)에 보인 바와 같이 두 입력신호의 차 또는 합의 정수배에 해당하는 주파수신호, 즉, f2-f1, 2f1-f2, 2f2-f1, 2f1, f1+f2, 2f1, 2f2, 등의 상호변조 방해파가 발생한다. 상기와 같은 상호변조왜곡을 제거하기 위한 방식으로써, 종래에는 증폭기의 출력에서 상호변조성분만을 추출하여 다시 증폭기의 출력에 역으로 결합시킴으로써 C/I(CARRIER TO INTERMODULATION RATIO)을 개선시키는 피드포워드(FEEDFORWARD방식과, 주증폭기에서 발생하는 3차, 5차 하모닉신호를 컴프레션(COMPRESSION)시키는 프리디스토터(PREDISTORTOR)방식과, 네가티브 피드백방식을 사용하는 것으로 출력측에 나타나는 상호변조성분을 가변감쇄기 및 가변위상변화기를 통해 입력측에서 합쳐 출력측에 나타나는 상호변조성분을 줄이도록 하는 피드백방식을 사용하였다.For example, when the input signals f1 and f2 of adjacent channels are amplified by the amplifier as shown in FIG. 1A, the two inputs as shown in FIG. 1B by the nonlinear characteristics of the amplifier. A frequency signal corresponding to the difference of the signal or the integral multiple of the sum, that is, intermodulation interference waves such as f2-f1, 2f1-f2, 2f2-f1, 2f1, f1 + f2, 2f1, 2f2, and the like are generated. As a method for eliminating such intermodulation distortion, conventionally, only the intermodulation component is extracted from the output of the amplifier, and then coupled back to the output of the amplifier, thereby improving feed forward (FEEDFORWARD) to improve C / I (CARRIER TO INMODULATION RATIO). Method, the predistorter for compressing the 3rd and 5th harmonic signals generated from the main amplifier, and the negative feedback method for the variable modulation and phase changer. The feedback method is used to reduce the intermodulation components appearing at the input side by combining at the input side.

그런데, 상기에서, 피드백방식과 프리디스토터방식은 큰 용적과 용량을 필요로 하면 회로가 복잡해지는 문제점이 있으며, 피드백방식은 전송대역폭에 따른 시간지연을 보상하기 위한 장치가 요구되면 전송대역폭이 협대역인 경우에 국한해서만 사용할 수 있으며 또한 어느 정도의 용적과 중량이 가진다는 문제점이 있다.However, in the above, the feedback method and the predistorter method have a problem in that a circuit becomes complicated when a large volume and a capacity are required, and the feedback method has a narrow transmission bandwidth when an apparatus for compensating for time delay according to the transmission bandwidth is required. In the case of the band can be used only limited and also has a problem of having a certain volume and weight.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로써, 그 목적은 증폭기의 출력측에 나타나는 2차 하모닉성분을 피드백시켜 상호변조성분을 감소시키며 소형화 및 경량화가 가능한 상호변조왜곡 제거가 가능한 선형화기를 제공하는데 있는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, the object of which is to feed back the second harmonic component appearing on the output side of the amplifier to reduce the intermodulation component and to eliminate the intermodulation distortion that can be miniaturized and lightweight To provide a possible linearizer.

제1도의 (A), (B)는 주증폭기의 입력신호와 그에 따른 출력신호의 스펙트럼도이다.(A) and (B) of FIG. 1 are spectral diagrams of the input signal of the main amplifier and the corresponding output signal.

제2도 (A)는 본 발명에 의한 선형화기의 구성을 보이는 블록도이다.2A is a block diagram showing the configuration of a linearizer according to the present invention.

제2도 (B)는 본 발명에 의한 선형화기의 주증폭기로 입력되는 입력신호의 스펙트럼도이다.2B is a spectral diagram of an input signal input to the main amplifier of the linearizer according to the present invention.

제2도 (C)는 본 발명에 의한 선형화기의 주증폭기로부터 출력되는 출력신호의 스펙트럼도이다.2C is a spectral diagram of an output signal output from the main amplifier of the linearizer according to the present invention.

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

201 : 주증폭기201: main amplifier

202 : 밴드패스필터(BPF)202: band pass filter (BPF)

203 : 위성반전증폭기203: satellite inverting amplifier

In : 입력단In: Input terminal

Out : 출력단Out: Output stage

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명은 상호변조왜곡 제거가 가능한 선형화기에 있어서,As a technical means for achieving the object of the present invention as described above, the present invention is a linearizer capable of removing intermodulation distortion,

입력신호를 설정된 레벨로 전력증폭하는 주증폭기와,A main amplifier for amplifying the input signal to a set level;

상기 주증폭기의 출력신호중 2차 하모닉성분만을 대역통과시키는 밴드패스필터와, 상기 밴드패스필터를 통과한 2차 하모닉성분을 위상반전시킨 후 소정 레벨로 증폭하여 상기 주증폭기의 입력측으로 피드백시키는 위상반전증폭기를 구비함을 특징으로 한다.A band pass filter for band-passing only the second harmonic component of the output signal of the main amplifier, and a phase inversion of the second harmonic component that has passed through the band pass filter, amplified to a predetermined level, and fed back to the input side of the main amplifier And an amplifier.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the present invention.

제2도 (A)는 본 발명에 의한 선형화기의 개략적인 구성을 보이는 블록도로써, 입력신호(In)를 증폭시키는 주증폭기(201)와, 상기 주증폭기(201)로부터 출력되는 증폭된 신호중 2차 하모닉성분 즉 두 입력신호의 차주파수성분만을 통과시키는 대역통과필터(202)와, 상기 대역통과필터(202)를 통과한 주파수의 신호를 위상반전하고 소정 레벨로 증폭하여 주증폭기(201)의 입력측으로 피드백하는 위상반전증폭기(203)를 구비한다.FIG. 2A is a block diagram showing a schematic configuration of a linearizer according to the present invention, and includes a main amplifier 201 for amplifying an input signal In and an amplified signal output from the main amplifier 201. A band pass filter 202 for passing only the second harmonic component, i.e., the difference frequency component of the two input signals, and a phase amplifier for inverting the signal of the frequency passing through the band pass filter 202 to a predetermined level so as to amplify to a predetermined level. And a phase inversion amplifier 203 which feeds back to the input side.

제2도 (B)는 상기 제2도 (A)에서 주증폭기(201)의 입력신호의 스펙트럼도이고, 제2도 (C)는 주증폭기(202)의 출력신호의 스펙트럼도이다.FIG. 2B is a spectral diagram of the input signal of the main amplifier 201 in FIG. 2A, and FIG. 2C is a spectral diagram of the output signal of the main amplifier 202. FIG.

다음으로, 상기 제2도 (A)에 보인 구성에 의한 본 발명의 작용을 설명한다.Next, the effect | action of this invention by the structure shown to the said FIG. 2 (A) is demonstrated.

먼저, 주증폭기(201)만을 고려할때, 주증폭기(201)는 입력되는 신호를 설정된 레벨로 전력증폭하는 것으로, 상기 주증폭기(201)의 입력단(In)으로 주채널신호(f1)과 함께 인접채널신호(f2)가 입력되면, 출력단(Out)으로는 제1도 (B)에 보인 스펙트럼도와 같이, 두 입력신호(f1, f2)의 차신호(f2-f1) 및 합신호(f1+f2), 그리고 그 정수배(2f1-f2, 2f2-f1, 2f1, 2f2,...)의 신호가 나타난다.First, when only the main amplifier 201 is considered, the main amplifier 201 power-amplifies the input signal to a set level, and is adjacent to the input terminal In of the main amplifier 201 together with the main channel signal f1. When the channel signal f2 is input, the difference signal f2-f1 and the sum signal f1 + f2 of the two input signals f1 and f2 are output to the output terminal Out as shown in the spectrum shown in FIG. ) And its integer multiples (2f1-f2, 2f2-f1, 2f1, 2f2, ...).

그러나, 제2도 (A)에서 상기 주증폭기(201)의 출력신호들은 밴드패스필터(202)로 피드백되며, 이 밴드패스필터(202)는 상기 주증폭기(201)의 출력신호중 낮은 주파수대역인 2차 하모닉성분만을 대역통과시킨다. 즉, 두 입력신호(f1, f2)의 차신호인 f2-f1신호성분만을 통과시키며, 상기 대역통과필터(202)를 통과한 2차하모니성분(f2-f1)은 위상반전증폭기(203)에 의하여 180도 위상반전되며 소정레벨로 증폭된다. 그리고, 상기 위상반전되고 증폭된 2차하모닉성분(f2-f1)은 주증폭기(201)의 입력단으로 피드백된다.However, in FIG. 2A, output signals of the main amplifier 201 are fed back to the band pass filter 202, which is a low frequency band of the output signals of the main amplifier 201. Only the second harmonic component is bandpassed. That is, the second harmonic component f2-f1 passing only the signal component f2-f1, which is the difference signal between the two input signals f1 and f2, passes through the band pass filter 202 to the phase inversion amplifier 203. By 180 degrees phase inversion and amplified to a predetermined level. The phase inverted and amplified secondary harmonic components f2-f1 are fed back to the input terminal of the main amplifier 201.

따라서, 상기 주증폭기(201)로 입력되는 신호는 제2도 (B)에 보인 스펙트럼도와 같이, 두 인접채널신호 f1, f2외에 두 인접채널신호의 차신호이며 상기 두 신호(f1, f2)와 180도의 위상차를 갖는 f2-f1신호가 된다. 상기 세 신호는 주증폭기(201)에 의하여 증폭출력되며, 상기 위상반전된 f2-f1신호는 결국 주증폭기(201)의 비선형특성에 의하여 나타나는 상호변조에 의한 방해파를 감쇄시키게 된다. 따라서, 상호변조에 의한 왜곡이 개선되는 것이다.Accordingly, the signal input to the main amplifier 201 is a difference signal between two adjacent channel signals besides two adjacent channel signals f1 and f2 as shown in the spectrum diagram shown in FIG. It becomes an f2-f1 signal having a phase difference of 180 degrees. The three signals are amplified and output by the main amplifier 201, and the phase inverted f2-f1 signal attenuates the interference wave due to the intermodulation caused by the nonlinear characteristics of the main amplifier 201. Thus, distortion due to intermodulation is improved.

상기 위상반전증폭기(203)의 적절한 이득제어에 의하여 상호변조왜곡의 완전한 제거도 가능하다. 또한, 상기에서, 두 인접채널신호(f1, f2)의 2차 하모닉성분, 즉 차신호(f2-f1)는 수 MHz대역으로 주파수대역이 가장 낮기 때문에 대역통과필터의 설정과 증폭기에 의한 위상반전과 증폭도 조절이 용이하다.By appropriate gain control of the phase inversion amplifier 203, it is also possible to completely eliminate the intermodulation distortion. In addition, since the second harmonic component of the two adjacent channel signals f1 and f2, that is, the difference signal f2-f1, has the lowest frequency band in several MHz bands, the band pass filter is set and the phase inversion by the amplifier. It is easy to adjust the amplification degree.

이와 같이, 본 발명에 의한 선형화기는 2차하모닉성분을 위상반전시켜 주증폭기의 입력단에 피드백시키는 것으로써, 2차하모닉성분의 대역통과필터와, 위상반전증폭기로 이루어져 상호변조왜곡의 제거뿐만 아니라 소형화 및 경량화가 가능하고, 그로인하여 생산비의 절감효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명에 의한 선형화기는 소형화 및 경량화가 가능하고 생산비가 적게 들기 때문에 이동통신단말기에도 적용될 수 있는 것이다.As described above, the linearizer according to the present invention inverts the second harmonic component and feeds it back to the input terminal of the main amplifier. The linearizer includes a bandpass filter and a phase inverting amplifier of the second harmonic component, thereby minimizing the elimination of intermodulation distortion as well as miniaturization. And it is possible to reduce the weight, thereby reducing the production cost. In addition, the linearizer according to the present invention can be applied to a mobile communication terminal because it can be miniaturized and lightweight, and production cost is low.

Claims

In the linearizer which can remove the intermodulation distortion,

A main amplifier for amplifying the input signal to a set level;

A band pass filter for band-passing only the second harmonic component of the output signal of the main amplifier,

And a phase inversion amplifier for reversing the second harmonic component passing through the band pass filter and amplifying the second harmonic component to a predetermined level and feeding it back to the input side of the main amplifier.

The method of claim 1,

The phase inversion amplifier is a linear amplifier capable of removing the intermodulation distortion, characterized in that the operational amplifier.