KR20040040099A - Circuit for Protecting Front-end of the Receiver in the Communication Equipments - Google Patents

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박제광
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A receiver input port protecting circuit in a communication equipment is provided to protect an input terminal from a high level external signal. CONSTITUTION: A first BPF(Band Pass Filter)(21) is formed to be alternately closed with a protecting circuit(22), so if a signal of above a bias voltage(Vbias) is received, it is totally reflected. The first BPF(21) is set to be turned to pass only a 5% band of a used center frequency to thereby prevent interference, and includes two inductors(L1,L2) and a first capacitor(C1). A matching circuit(23) matches the first and second BPFs(21,24) and includes three inductors(L3-L5). The second BPF(24) includes two inductors(L6,L7) and a second capacitor(C2). The protecting circuit(22) reflects or receives a signal introduced according to a switch ON/OFF of a BJT(Bipolar Junction Transistor)(Q1) and is performed even when power is OFF.

Description

통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로 {Circuit for Protecting Front-end of the Receiver in the Communication Equipments}Circuit for Protecting Front-end of the Receiver in the Communication Equipments

본 발명은 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로에 관한 것으로, 특히 VHF(Very High Frequency) 통신 장비의 송수신기에 적합하게 높은 레벨로 유입되는 외부 신호로부터 입력단을 보호하도록 한 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a receiver input stage protection circuit in communication equipment, and more particularly, to a receiver input stage protection circuit in communication equipment to protect the input stage from an external signal flowing at a high level suitable for a transceiver of a VHF (Very High Frequency) communication equipment. will be.

일반적인 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 TVS 다이오드(11, 12)와, 일반적인 종류의 제1 및 제2 다이오드(13, 14)와, 매칭 회로(15)와, LNA(16)를 포함하여 이루어져 있다.In general communication equipment, the receiver input stage protection circuit may include the first and second TVS diodes 11 and 12, the general types of the first and second diodes 13 and 14, and a matching circuit (as shown in FIG. 1). 15) and LNA 16.

해당 두 개의 TVS 다이오드(11, 12)는 안테나와 LNA(16) 사이에 병렬로 연결되어 있는데, 즉 애노드(Anode) 측은 신호선으로 연결되고 캐소드(Cathode) 측은 접지에 연결되어 있다. 또한, 해당 각 TVS 다이오드(11, 12)는 직렬로 각각 다이오드(13, 14)에 연결되어 있는데, 이것은 해당 TVS 다이오드(11, 12)가 가지는 높은 커패시턴스(Capacitance)를 감소시키기 위한 것이다.The two TVS diodes 11 and 12 are connected in parallel between the antenna and the LNA 16, that is, the anode side is connected by a signal line and the cathode side is connected to ground. In addition, the respective TVS diodes 11 and 12 are connected to the diodes 13 and 14 in series, respectively, to reduce the high capacitance of the TVS diodes 11 and 12.

그리고, 해당 두 개의 TVS 다이오드(11, 12)는 정전기 방전(ElectrostaticDischarge)이나 유도 부하 스위칭(Inductive Load Switching) 또는 유도 방전(Induced Lightning)에서 발생하는 전기적 과도 상태로부터 약한 회로(Vulnerable Circuit)를 방지하기 위해 사용되는 소자로, 일반적으로 데이터시트(Data-sheet) 상의 최대 레이팅(Maximum Rating), 즉 최고 펄스 파워(Peak Pulse Power), 응답 시간(Response Time), 서지 레이팅(Surge Rating) 등을 참고하여 적정한 TVS 다이오드(11, 12)를 선택하여 회로에 적용한다.In addition, the two TVS diodes 11 and 12 prevent a weak circuit from an electrical transient caused by electrostatic discharge, inductive load switching, or induced lightning. This is a device used for general purpose. It is generally referred to the maximum rating on the data sheet, that is, the peak pulse power, response time, surge rating, and the like. Appropriate TVS diodes 11 and 12 are selected and applied to the circuit.

해당 두 개의 TVS 다이오드(11, 12)에 있어서, 회로에 손상을 주는 전압의 유입은 해당 전압의 크기를 회로가 손상되지 않을 정도로 감소시키는 실리콘 PN 접합의 애벌런시(Avalanche) 동작이나 제한(Clamping)에 의해 제한되어진다.In the two TVS diodes 11 and 12, the influx of voltages that damage the circuitry is avalanche operation or clamping of the silicon PN junction which reduces the magnitude of the voltage to such an extent that the circuit is not damaged. Is limited by).

여기서, 해당 TVS 다이오드(11, 12)에 의해 제한된 파형을 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같은데, 즉 도 2는 해당 TVS 다이오드(11, 12)에 과도 최고 전압(Transient Peak Voltage)을 인가하는 경우의 파형을 나타낸 것으로, 직류 전원 중에서도 단일 전원(+, GND)에 관한 것이다.Here, the waveforms limited by the TVS diodes 11 and 12 are as shown in FIG. 2, that is, FIG. 2 illustrates a case in which a transient peak voltage is applied to the TVS diodes 11 and 12. The waveform is shown and relates to a single power supply (+, GND) among DC power supplies.

도 2에 도시된 바와 같이, 후단 소자가 파괴될 수 없을 만큼 제한되어지나, 양전원(+, GND, -)과 교류 라인일 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 TVS 다이오드(11, 12)가 필요하다.As shown in FIG. 2, the rear end element is limited so as not to be destroyed, but in the case of a positive power supply (+, GND,-) and an AC line, as shown in FIG. 1, two TVS diodes 11 and 12 are shown. Is needed.

예를 들어, 무선 송수신기(Radio Transceiver)의 수신단에 연결될 경우에는 교류 라인이므로, 즉 하나만 연결할 시에는 반정형파(Half Sine Wave)만 적용되므로, 양방향으로 TVS 다이오드(11, 12)를 연결해야 한다.For example, when connected to the receiving end of a radio transceiver, it is an AC line, that is, only one half sine wave is applied when only one is connected, so the TVS diodes 11 and 12 must be connected in both directions. .

해당 회로 입력단에 LNA 최대 레이팅 수준의 신호가 유입되면, 해당 TVS 다이오드(11, 12)가 보호 회로로 동작을 수행하며, 플러스 반정형파와 마이너스 반정형파는 해당 각 TVS 다이오드(11, 12)를 통과하여 접지로 에너지 흡수된다. 또한, 이하의 신호에서는 해당 TVS 다이오드(11, 12)가 보호 회로 동작을 수행하지 않으며, 해당 TVS 다이오드(11, 12)를 통과하지 않는다.When the signal of LNA maximum rating level is introduced into the corresponding circuit input terminal, the corresponding TVS diodes 11 and 12 operate as protection circuits, and the positive half and negative half-waves pass through the respective TVS diodes 11 and 12. Energy is absorbed into the ground. In the following signals, the TVS diodes 11 and 12 do not perform the protection circuit operation and do not pass through the TVS diodes 11 and 12.

해당 TVS 다이오드(11, 12)는 회로에서 과도 상태가 되기 전까지는 동작하지 않는데, 즉 일반 회로가 동작할 경우에, 해당 TVS 다이오드(11, 12)의 전기적 특성인 브레이크다운 전압(Breakdown Voltage), 스탠드 바이 전류(Standby Current)(즉, 누설 전류(Leakage Current)), 커패시턴스 등은 해당 일반 회로의 동작에 아무런 영향을 끼치지 않아야 하며, 특히 교류 신호 라인에 적용할 경우에는 커패시턴스에 유의해야 한다.The TVS diodes 11 and 12 do not operate until a transient state occurs in the circuit, that is, when a general circuit operates, the breakdown voltage, which is an electrical characteristic of the TVS diodes 11 and 12, Standby current (i.e. leakage current), capacitance, etc. should not affect the operation of the general circuit in question, especially when applied to AC signal lines.

여기서, 해당 브레이크다운 전압은 보통 역방향 스탠드 오프 전압(Reverse Standoff Voltage)의 10(%) 이상이며, 이것은 스탠드 바이 전류를 제한하고 해당 TVS 다이오드(11, 12)의 온도 계수(Temperature Coefficient)에 의해 발생하는 브레이크다운 전압에 대해 변이를 허용하는 회로 운용 전압(Circuit Operating Voltage)과 근사하다.Here, the corresponding breakdown voltage is usually above 10 (%) of the reverse standoff voltage, which limits the stand-by current and is caused by the temperature coefficient of the corresponding TVS diodes 11 and 12. It is close to the Circuit Operating Voltage that allows the transition to the breakdown voltage.

반면에, 해당 회로에서 과도 현상이 발생하게 되면, 해당 TVS 다이오드(11, 12)는 즉시 '제한 전압(Clamping Voltage)'이라고 불리는 안전 전압 수준으로 해당 과도 전압을 제한시키고, 동시에 잠재적인 회로 손상 전류를 전도시킴으로써 이것을 더 이상의 보호 요소가 되지 못하도록 해 준다.On the other hand, if a transient occurs in the circuit, the TVS diodes 11 and 12 immediately limit the transient voltage to a safe voltage level called 'Clamping Voltage' and at the same time a potential circuit damage current. By inverting it prevents it from becoming any more protective element.

그런데, 해당 TVS 다이오드(11, 12)가 가지고 있는 높고 비선형적인 커패시턴스가 수신기 입력 회로의 선형성을 악화시키며, 이로 인해 결국 사용 가능한 수신기의 다이내믹 범위(Dynamic Range)를 감소시키게 된다.However, the high and nonlinear capacitance of the TVS diodes 11 and 12 deteriorates the linearity of the receiver input circuitry, which in turn reduces the available dynamic range of the receiver.

또한, 해당 TVS 다이오드(11, 12)는 수신기 입력단에 바로 연결되어 있는데, 수신기의 주파수 대역에서 멀리 떨어진 외부 주파수 신호에도 해당 TVS 다이오드(11, 12)가 보호 회로의 동작을 수행할 수도 있으므로, 이런 경우에는 제한된 신호가 수신기에 입력되고 이와 동시에 해당 신호는 광대역의 왜곡된 신호로 재전송, 즉 반사되어 다른 통신 채널에 영향을 주게 된다.In addition, the TVS diodes 11 and 12 are directly connected to the receiver input terminal, and since the TVS diodes 11 and 12 may perform an operation of a protection circuit to an external frequency signal far away from the frequency band of the receiver. In this case, a limited signal is input to the receiver and at the same time the signal is retransmitted, i.e. reflected, into a wideband distorted signal, affecting other communication channels.

다시 말해서, 종래의 수신기 입력단 보호 회로에서는 TVS 다이오드를 사용함으로써 해당 TVS 다이오드가 가지고 있는 커패시턴스가 회로의 선형성을 악화시켜 수신기의 사용 가능한 다이내믹 범위를 감소시키는 문제점이 있다. 또한, 동일한 주파수 대역을 공유하는 많은 개수의 무선 송수신기들은 최소 거리의 이격을 두고 안테나가 인접하여 있는 관계로, 높은 레벨의 송신기(Transmitter) 출력이 인접 수신기에 유입되는 경우에는 내부 회로를 파괴할 수 있는 문제점도 있다.In other words, in the conventional receiver input protection circuit, the use of the TVS diode has a problem that the capacitance of the TVS diode deteriorates the linearity of the circuit, thereby reducing the usable dynamic range of the receiver. In addition, a large number of radio transceivers sharing the same frequency band are adjacent to each other with a minimum distance from each other, so that a high level transmitter output may destroy an internal circuit when an adjacent receiver is introduced into the adjacent receiver. There is also a problem.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 VHF 통신 장비의 송수신기에 적당하도록 한 수신기 입력단 보호 회로를 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a receiver input stage protection circuit suitable for a transceiver of a VHF communication equipment.

또한, 본 발명은 통신 장비에서 높은 레벨로 유입되는 외부 신호로부터 입력단을 보호하기 위한 수신기 입력단 보호 회로를 제공함으로써, 일반적인 수신기 입력단 보호 회로에 사용되던 TVS 다이오드의 문제점을 해결하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a receiver input stage protection circuit for protecting the input stage from the external signal flowing at a high level in the communication equipment, to solve the problem of the TVS diode used in the general receiver input stage protection circuit, an object thereof.

또한, 본 발명은 통신 장비의 수신기 입력단 보호 회로에서 안테나를 통해 신호가 유입되는 부분에 부하 효과(Load Effect)가 적고 사용 중심 주파수의 소정 대역만을 통과시키도록 튜닝한 BPF를 사용함으로써, 수신기의 사용 가능한 다이내믹 범위에 영향을 주지 않으며, 멀리 떨어진 다른 주파수 대역의 신호 유입을 막을 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention uses the receiver by using the BPF tuned to pass only a predetermined band of the center frequency of use and the load effect (load effect) in the portion of the signal input through the antenna in the receiver input terminal protection circuit of the communication equipment, Its purpose is to prevent the ingress of signals in other distant frequency bands without affecting the possible dynamic range.

또한, 본 발명은 통신 장비의 수신기 입력단 보호 회로에서 안테나를 통해 유입되는 신호가 없는 경우를 제외하고 전원이 오프된 경우에도 보호 회로 동작을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 보호 회로 동작 시에 해당 유입된 신호를 왜곡 없이 그대로 반사시켜 줄 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention can not only perform the protection circuit operation when the power is off, except when there is no signal flowing through the antenna in the receiver input terminal protection circuit of the communication equipment, the corresponding inflow during the protection circuit operation The purpose is to reflect the signal as it is without distortion.

도 1은 일반적인 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로를 나타낸 구성도.1 is a block diagram illustrating a receiver input stage protection circuit in a general communication equipment.

도 2는 도 1에 있어 TVS(Transient Voltage Suppressor) 다이오드(Diode)에 의해 제한(Clamping)된 파형을 나타낸 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating waveforms clamped by a TVS diode in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로를 나타낸 구성도.3 is a block diagram illustrating a receiver input stage protection circuit in communication equipment according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 있어 제1 커패시터에 걸리는 전압의 파형과 핀 다이오드(Pin Diode)를 통해 흐르는 전류의 파형을 나타낸 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied to a first capacitor and a waveform of a current flowing through a pin diode in FIG. 3.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

21, 24 : BPF(Band Pass Filter) 22 : 보호 회로부21, 24: BPF (Band Pass Filter) 22: protection circuit

23 : 매칭 회로부(Matching Circuit)23: Matching Circuit

25 : LNA(Low Noise Amplifier) Q1 : BJT(Bipolar Junction Transistor)25: Low Noise Amplifier (LNA) Q1: Bipolar Junction Transistor (BJT)

R1, R2 : 저항 L1 ~ L7 : 인덕터(Inductor)R1, R2: Resistor L1 ~ L7: Inductor

C1 ~ C4 : 커패시터(Capacitor) D1 : 핀 다이오드C1 ~ C4: Capacitor D1: Pin Diode

D2 : 다이오드 Vbias: 바이어스 전압D2: Diode Vbias: Bias Voltage

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로는 통신 장비에서 안테나와 초단 앰프 사이에 두 단으로 연결되며, 바이어스 전압 이상의 과도한 신호가 유입되는 경우에 단락 상태에 의해 해당 유입 신호를 전반사시켜 주는 BPF와; 상기 두 단의 BPF를 서로 매칭시켜 주는 매칭 회로부와; 상기 두 단의 BPF 중 첫단에 연결되며, 상기 유입 신호가 바이어스 전압 이상의 과도한 신호인 경우에 전류를 접지로 유출시켜 해당 첫단 BPF와 단락 상태가 되도록 해 주는 보호 회로부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In the communication equipment according to the embodiment of the present invention for achieving the above object, the receiver input stage protection circuit is connected in two stages between the antenna and the first stage amplifier in the communication equipment, and a short circuit occurs when an excessive signal of more than a bias voltage is introduced. BPF for total reflection of the incoming signal by the state; A matching circuit unit for matching the two BPFs with each other; It is connected to the first stage of the BPF of the two stages, it characterized in that it comprises a protection circuit for allowing the current to flow to the ground and the short circuit with the first stage BPF when the incoming signal is an excessive signal of more than the bias voltage.

바람직하게는, 상기 첫단 BPF는 두 개의 인덕터를 구비하며, 상기 보호 회로부와의 교류적인 단락 상태로 인해 상기 유입 신호의 전압을 상기 보호 회로부에 연결된 인덕터에 걸리도록 하며, 입력 임피던스가 순수 인덕턴스를 가지도록 해 상기 유입 신호를 왜곡 없이 그대로 전반사시켜 주는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first stage BPF has two inductors, and the voltage of the incoming signal is applied to the inductor connected to the protection circuit due to an AC short circuit with the protection circuit, and the input impedance has a pure inductance. And total reflection of the incoming signal without distortion.

또한 바람직하게는, 상기 첫단 BPF는 사용 중심 주파수의 소정 대역만을 통과시킬 수 있게 튜닝하여 멀리 떨어진 다른 주파수 대역의 신호가 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the first stage BPF may be tuned to pass only a predetermined band of the center frequency of use, thereby preventing a signal from another frequency band far from being introduced.

더욱이 바람직하게는, 상기 보호 회로부는 상기 바이어스 전압 이상의 과도한 신호가 상기 첫단 BPF를 거쳐 유입되는 경우에 해당 유입 신호에 의해 도통되어 접지에 연결된 저항으로 전류가 유출되도록 경로를 만들어 주는 핀 다이오드와; 상기 저항의 양단에 걸린 전압 신호를 정류시켜 주는 다이오드와; 상기 다이오드에서 정류된 전압 신호에 의해 온되어 컬렉터 전압을 낮추어 상기 핀 다이오드에 걸려 있던 바이어스 전압을 낮추어 상기 제1 BPF와 교류적으로 단락 상태가 되도록 해 주는 BJT를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Further preferably, the protection circuit unit includes a pin diode which, when an excessive signal exceeding the bias voltage flows through the first stage BPF, forms a path so that the current flows to a resistor connected to the ground by the inflow signal; A diode for rectifying the voltage signal across the resistor; And a BJT which is turned on by the voltage signal rectified by the diode to lower the collector voltage to lower the bias voltage applied to the pin diode so as to be in short circuit with the first BPF. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에 따른 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로는 도 3에 도시된 바와 같이, 크게 두 단의 BPF(21, 24)와, 보호 회로부(22)와, 매칭 회로부(23)와, 초단의 LNA(25)를 포함하여 이루어진다.In the communication equipment according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the receiver input stage protection circuit includes two stages of BPFs 21 and 24, a protection circuit unit 22, a matching circuit unit 23, and a first stage. LNA 25 is made.

상기 두 단의 BPF(21, 24)는 안테나와 초단의 LNA(25) 사이에 연결되어 사용되며, 인덕티브 결합(Inductive Coupled) BPF로서, 커패시터(C1, C2)와, 높은 큐(Q) 값을 가지고 전력 소모가 적은 인덕터(L1 ~ L7)로 이루어진다.The two stages BPFs 21 and 24 are connected between the antenna and the LNA 25 of the first stage, and are inductive coupled BPFs. The capacitors C1 and C2 and the high queue Q value are used. And low power consumption inductors (L1 to L7).

그리고, 상기 제1 BPF(21)는 상기 보호 회로부(22)와 교류적으로 단락되도록 구성시켜 바이어스 전압(Vbias) 이상의 과도한 신호의 유입 시에 해당 신호가 전반사되도록 해 주는데, 즉 단락 상태로 인해 제1 인덕터(L1)에 신호 전압 대부분이 걸리게 되고 해당 단락 상태로 인해 입력 임피던스가 순수 인덕턴스를 가지게 되어 왜곡 없이 거의 대부분을 그대로 전반사되도록 해 주며, 이러한 상태를 상기 보호 회로부(22)의 BJT(Q1)가 스위치 온되지 않을 만큼의 입력 신호가 유입될 때까지 유지시켜 준다.In addition, the first BPF 21 is configured to be short-circuit alternatingly with the protection circuit 22 so that the signal is totally reflected when an excessive signal of more than the bias voltage Vbias is introduced, ie, due to a short-circuit state. Most of the signal voltage is applied to one inductor L1, and the short circuit condition causes the input impedance to have pure inductance so that almost all of the signal is totally reflected without distortion, and this state is used as the BJT (Q1) of the protection circuit section 22. Is maintained until an input signal is introduced that does not switch on.

또한, 상기 제1 BPF(21)는 사용 중심 주파수의 5(%) 대역만을 통과시키도록 튜닝되도록 설정하므로 멀리 떨어진 다른 주파수 대역의 신호 유입, 즉 간섭(Interference)을 막아 주며, 두 개의 인덕터(L1, L2)와, 제1 커패시터(C1)로 이루어지는데, 예를 들어 제1 인덕터(L1)는 500(nH)의 값을 가지고 제2 인덕터(L2)는 300(nH)의 값을 가지고 제1 커패시터(C1)는 30 ~ 300(pF)의 값을 가진다. 해당 인덕터(L1, L2)는 외부 신호의 유입을 막기 위하여 큐 값이 높으며, 수신기 초단의 손실이 잡음 지수(Noise Figure)의 증가와 직결되므로 전력 소모가 적은 것을 사용한다.In addition, the first BPF 21 is set to be tuned so as to pass only 5 (%) band of the center frequency of use, thereby preventing signal inflow, that is, interference from other frequency bands, which are far from each other. L2 and a first capacitor C1, for example, the first inductor L1 has a value of 500 nH and the second inductor L2 has a value of 300 nH and the first Capacitor C1 has a value of 30 to 300 pF. The inductors L1 and L2 have a high cue value in order to prevent the inflow of external signals, and the power consumption is low because the loss of the first stage of the receiver is directly connected to the increase in the noise figure.

상기 매칭 회로부(23)는 상기 제1 BPF(21)와 제2 BPF(24)를 서로 매칭시켜 주며, 세 개의 인덕터(L3 ~ L5)로 이루어지는데, 예를 들어 제3 인덕터(L3)와 제5 인덕터(L5)는 110(nH)의 값을 가지고 제4 인덕터(L4)는 5(nH)의 값을 가진다.The matching circuit unit 23 matches the first BPF 21 and the second BPF 24 with each other, and includes three inductors L3 to L5. For example, the matching third inductor L3 and the third inductor L3 and L5 are formed. The fifth inductor L5 has a value of 110 (nH) and the fourth inductor L4 has a value of 5 (nH).

상기 제2 BPF(24)는 두 개의 인덕터(L6 ~ L7)와 제2 커패시터(C2)로 이루어지는데, 예를 들어 제6 인덕터(L6)는 500(nH)의 값을 가지고 제7 인덕터(L7)는 300(nH)의 값을 가지고 제2 커패시터(C2)는 30 ~ 300(pF)의 값을 가진다.The second BPF 24 includes two inductors L6 to L7 and a second capacitor C2. For example, the sixth inductor L6 has a value of 500 nH and the seventh inductor L7. ) Has a value of 300 (nH) and the second capacitor (C2) has a value of 30 ~ 300 (pF).

상기 보호 회로부(22)는 상기 제1 BPF(21)에 연결되어 있으며, BJT(Q1)의 스위치 온/오프에 따라 유입된 신호를 반사시키거나 유입시켜 주도록 하며, 전원 오프 시에 바이어스 전압(Vbias)이 0(V)이므로 전원이 꺼진 상태에서도 보호 회로 동작을 수행한다.The protection circuit part 22 is connected to the first BPF 21 and reflects or introduces an incoming signal according to the switch on / off of the BJT Q1, and the bias voltage Vbias when the power is turned off. ) Is 0 (V), so the protection circuit operates even when the power is off.

그리고, 상기 보호 회로부(22)는 핀 다이오드(D1)와, BJT(Q1)와, 일반적인 다이오드(D2)와, 두 개의 저항(R1, R2)과, 두 개의 커패시터(C3, C4)와, 바이어스 전압(Vbias)으로 이루어지는데, 예를 들어 제1 저항(R1)은 10(Ω)의 값을 가지고 제2 저항(R2)은 10(KΩ)의 값을 가지고 제3 커패시터(C3)는 10(pF)의 값을 가지고 제4 커패시터(C4)는 1(pF)의 값을 가진다.The protection circuit 22 includes a pin diode D1, a BJT Q1, a general diode D2, two resistors R1 and R2, two capacitors C3 and C4, and a bias. For example, the first resistor R1 has a value of 10 (Ω), the second resistor R2 has a value of 10 (KΩ), and the third capacitor C3 has a value of 10 (Ω). The fourth capacitor C4 has a value of pF) and a value of 1 (pF).

해당 핀 다이오드(D1)는 순방향 바이어스가 되어야 신호를 통과시키는 성질을 이용하여 해당 바이어스 전압(Vbias) 이상의 과도한 신호의 유입 시에 접지에 연결된 제1 저항(R1)으로 전류가 빠져나가는 경로(Path)를 만들어 주는 역할을 수행한다.The path through which the current flows out to the first resistor R1 connected to the ground when the pin diode D1 is forward biased and an excessive signal exceeding the bias voltage Vbias is introduced using a property of passing the signal. It plays a role in creating a.

해당 BJT(Q1)와 다이오드(D2)는 상기 제1 BPF(21)와 교류적으로 단락 상태가 될 수 있도록 하기 위해 더 많은 전류가 제1 저항(R1)을 통해 접지로 흐를 수 있도록 해 주는데, 즉 해당 다이오드(D2)는 전압 신호를 정류(Rectify)시켜 해당 정류된 전압 신호를 해당 BJT(Q1)에 인가하여 해당 BJT(Q1)를 온시켜 주며, 해당BJT(Q1)는 해당 다이오드(D2)로부터 인가되는 전압 신호에 의해 온되어 자신의 컬렉터 전압을 낮추어 해당 핀 다이오드(D1)에 걸려 있던 바이어스 전압(Vbias)을 낮춤으로써, 더욱 많은 신호가 유입되어 제1 저항(R1)을 통해 전류가 흘러나가면서 상기 제1 BPF(21)와 교류적으로 단락 상태가 되도록 해 준다.The BJT Q1 and the diode D2 allow more current to flow to the ground through the first resistor R1 in order to be in a short circuit in alternating state with the first BPF 21. That is, the diode D2 rectifies the voltage signal to apply the rectified voltage signal to the corresponding BJT (Q1) to turn on the corresponding BJT (Q1), and the corresponding BJT (Q1) turns on the diode D2. By lowering the collector voltage by lowering its collector voltage and lowering the bias voltage Vbias applied to the corresponding pin diode D1, more signals are introduced and current flows through the first resistor R1. As it exits, the first BPF 21 and the AC is short circuited.

해당 바이어스 전압(Vbias)은 순방향 바이어스가 되도록 역방향으로 걸려 있다.The bias voltage Vbias is reversed so as to be a forward bias.

본 발명의 실시 예에 따른 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the receiver input terminal protection circuit in the communication equipment according to an embodiment of the present invention.

먼저, 수신기 입력단에 유입되는 신호가 바이어스 전압(Vbias) 이상의 과도한 신호인 경우, 해당 신호는 제1 BPF(21)를 거쳐 보호 회로부(22)에 유입되는데, 이때 해당 제1 BPF(21) 내의 제1 커패시터(C1)에 걸리는 전압의 파형은 도 4에 도시된 바와 같다.First, when the signal flowing into the receiver input terminal is an excessive signal equal to or greater than the bias voltage Vbias, the signal flows into the protection circuit unit 22 via the first BPF 21. The waveform of the voltage across one capacitor C1 is shown in FIG. 4.

이에, 상기 보호 회로부(22) 내의 핀 다이오드(D1)는 순방향 바이어스가 되어야 신호를 통과시키는 성질을 가지는데, 상기 제1 BPF(21)를 거쳐 유입되는 바이어스 전압(Vbias) 이상의 과도한 신호에 의해 도통되어, 상기 보호 회로부(22) 내의 제1 저항(R1)을 통해 접지로 전류가 빠져나가도록 해 준다. 이때, 해당 핀 다이오드(D1)를 통해 흐르는 전류의 파형은 도 4에 도시된 바와 같다.Accordingly, the pin diode D1 in the protection circuit unit 22 has a property of passing a signal only when it is forward biased, and is conducted by an excessive signal of more than a bias voltage Vbias flowing through the first BPF 21. The current flows out to the ground through the first resistor R1 in the protection circuit unit 22. At this time, the waveform of the current flowing through the pin diode (D1) is as shown in FIG.

그리고, 상기 보호 회로부(22) 내의 다이오드(D2)는 상기 제1 저항(R1)의 양단에 걸린 전압 신호를 정류시켜 해당 정류된 전압 신호를 상기 보호 회로부(22)내의 BJT(Q1)에 인가하여 해당 BJT(Q1)를 스위칭 온시켜 준다.In addition, the diode D2 in the protection circuit unit 22 rectifies the voltage signal across the first resistor R1 and applies the rectified voltage signal to the BJT Q1 in the protection circuit unit 22. Switch on the BJT (Q1).

이에 따라, 상기 BJT(Q1)는 상기 다이오드(D2)로부터 인가되는 정류된 전압 신호에 의해 스위칭 온되어 상기 BJT(Q1)를 통해 전류가 흐르게 되며, 이에 자신의 컬렉터 전압이 낮아지고 이것에 의해 상기 핀 다이오드(D1)에 걸려 있던 역방향 바이어스를 낮추게 된다.Accordingly, the BJT Q1 is switched on by the rectified voltage signal applied from the diode D2 so that current flows through the BJT Q1, thereby lowering its collector voltage and thereby the The reverse bias applied to the pin diode D1 is lowered.

그러면, 상기 낮아진 역방향 바이어스로 인해 더욱 많은 신호가 유입되며, 이에 상기 BJT(Q1)는 더 많이 도통되어 상기 제1 저항(R1)을 통해 접지로 전류가 흘러나가면서, 상기 제1 BPF(21)와 교류적으로 단락 상태에 이르도록 해 준다.Then, more signals are introduced due to the lower reverse bias, so that the BJT (Q1) is more conductive so that current flows to ground through the first resistor (R1), whereby the first BPF (21) In exchange for the short circuit state.

이에, 상기 제1 BPF(21)는 상기 보호 회로부(22)와 교류적인 단락 상태로 인해, 상기 제1 BPF(21)로 유입되는 전압 신호 대부분은 상기 제1 BPF(21) 내의 제1 인덕터(L1)에 인가되는데, 이때 해당 제1 인덕터(L1)에서의 입력 임피던스는 사실상으로 순수 인덕턴스 성분을 가지게 되므로, 해당 유입된 전압 신호는 왜곡 없이 거의 대부분이 그대로 전반사되어진다.As a result, the first BPF 21 is short-circuit in alternating state with the protection circuit 22, so that most of the voltage signals flowing into the first BPF 21 are mostly inducted from the first inductor in the first BPF 21. In this case, since the input impedance of the first inductor L1 substantially has a pure inductance component, almost the entire incoming voltage signal is totally reflected without distortion.

그리고, 이와 같은 상태는 상기 보호 회로부(22) 내의 BJT(Q1)를 스위치 온, 즉 도통시키지 못할 만큼의 입력 신호가 유입될 때까지 계속 유지된다.This state is maintained until the input signal of the BJT Q1 in the protection circuit section 22 is switched on, i.e., cannot be conducted.

또한, 전원을 오프시키는 경우에도, 상기 바이어스 전압(Vbias)이 0(V)이므로 전원이 꺼진 상태에서도 상기 보호 회로부(22)의 보호 회로 동작은 계속 수행된다.In addition, even when the power is turned off, since the bias voltage Vbias is 0 (V), the protection circuit operation of the protection circuit unit 22 is continued even when the power is turned off.

반면에, 상기 제1 BPF(21)로 유입되는 전압 신호가 없는 경우에는, 상기 보호 회로부(22)의 보호 회로 동작을 수행하지 않는다.On the other hand, when there is no voltage signal flowing into the first BPF 21, the protection circuit operation of the protection circuit unit 22 is not performed.

또한, 상기 보호 회로부(22) 내의 BJT(Q1)가 컷-오프(Cut-off) 상태일 경우에는, 상기 제1 BPF(21)가 가지는 부하 효과는 미미해서, 즉 큐 값이 '100'을 초과하고 1 ~ 2(pF)를 가지므로, 수신기의 다이내믹 범위에 영향을 줄 정도는 아니다.In addition, when the BJT Q1 in the protection circuit unit 22 is cut-off, the load effect of the first BPF 21 is insignificant, that is, the cue value is '100'. Since it exceeds 1 and 2 (pF), it is not enough to affect the dynamic range of the receiver.

이상과 같이, 본 발명에 의해 VHF 통신 장비의 송수신기에 적당한 수신기 입력단 보호 회로를 제공하여 높은 레벨로 유입되는 외부 신호로부터 입력단을 보호해 준다. 또한, 본 발명에 의해 BPF를 사용하여 수신기의 사용 가능한 다이내믹 범위에 영향을 주지 않으며, 멀리 떨어진 다른 주파수 대역의 신호 유입을 막으며, 해당 유입 신호가 없는 경우를 제외하고 전원이 오프된 경우에도 보호 회로 동작을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 보호 회로 동작 시에 해당 유입된 신호를 왜곡 없이 그대로 반사시켜 줄 수 있다.As described above, the present invention provides an appropriate receiver input stage protection circuit to a transceiver of the VHF communication equipment to protect the input stage from external signals flowing at a high level. In addition, the present invention does not affect the available dynamic range of the receiver by using the BPF, and prevents the inflow of signals in other frequency bands far away, and protects even when the power is turned off except when there is no corresponding inflow signal. In addition to performing the circuit operation, it is possible to reflect the incoming signal as it is without distortion during the protection circuit operation.

Claims (3)

통신 장비에서 안테나와 초단 앰프 사이에 두 단으로 연결되며, 바이어스 전압 이상의 과도한 신호가 유입되는 경우에 단락 상태에 의해 해당 유입 신호를 전반사시켜 주는 BPF(Band Pass Filter)와;A band pass filter (BPF) connected between the antenna and the first stage amplifier in communication equipment and totally reflecting the inflow signal due to a short circuit when an excessive signal over a bias voltage is introduced; 상기 두 단의 BPF를 서로 매칭시켜 주는 매칭 회로부와;A matching circuit unit for matching the two BPFs with each other; 상기 두 단의 BPF 중 첫단에 연결되며, 상기 유입 신호가 바이어스 전압 이상의 과도한 신호인 경우에 전류를 접지로 유출시켜 해당 첫단 BPF와 단락 상태가 되도록 해 주는 보호 회로부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로.A communication circuit connected to the first stage of the BPFs of the two stages and including a protection circuit which causes the current to flow to ground when the incoming signal is an excessive signal of a bias voltage or more, so that the first stage BPF is short-circuited. Receiver input stage protection circuit in equipment. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 첫단 BPF는 두 개의 인덕터를 구비하며, 상기 보호 회로부와의 교류적인 단락 상태로 인해 상기 유입 신호의 전압을 상기 보호 회로부에 연결된 인덕터에 걸리도록 하며, 입력 임피던스가 순수 인덕턴스를 가지도록 해 상기 유입 신호를 왜곡 없이 그대로 전반사시켜 주는 것을 특징으로 하는 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로.The first stage BPF has two inductors, and due to an alternating short circuit with the protection circuit portion, the voltage of the inflow signal is applied to the inductor connected to the protection circuit portion, and the input impedance has a pure inductance so that the inflow Receiver input stage protection circuit in a communication equipment, characterized in that the signal is totally reflected without distortion. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 보호 회로부는 상기 바이어스 전압 이상의 과도한 신호가 상기 첫단 BPF를 거쳐 유입되는 경우에 해당 유입 신호에 의해 도통되어 접지에 연결된 저항으로 전류가 유출되도록 경로를 만들어 주는 핀 다이오드와;The protection circuit unit may include a pin diode which, when an excessive signal exceeding the bias voltage flows through the first BPF, forms a path so that current flows to a resistor connected to the ground by being connected by a corresponding inflow signal; 상기 저항의 양단에 걸린 전압 신호를 정류시켜 주는 다이오드와;A diode for rectifying the voltage signal across the resistor; 상기 다이오드에서 정류된 전압 신호에 의해 온되어 컬렉터 전압을 낮추어 상기 핀 다이오드에 걸려 있던 바이어스 전압을 낮추어 상기 제1 BPF와 교류적으로 단락 상태가 되도록 해 주는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 통신 장비에서 수신기 입력단 보호 회로.And a bipolar junction transistor (BJT) that is turned on by the voltage signal rectified by the diode to lower the collector voltage to lower the bias voltage applied to the pin diode so that the diode is short-circuited with the first BPF. A receiver input stage protection circuit in a telecommunication equipment.
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