KR0152002B1 - 자동이득 제어되는 전력증폭회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호마다 송신거리가 달라지는 휴대폰에 사용되는 전력증폭회로(13)에 있어서 출력이 안정되도록 제어하는 자동이득조절에 관한 것으로, 자동이득조절회로(14)가 전력증폭회로(13)의 출력신호(S2)를 송신에 필요한 최소한의 기준파워레벨값에 비교하여, 전력증폭회로(13)의 바이어스 전원(Vgg)을 조정하는, 그리고 그 조정된 바이어스 전원에 의해 전력증폭기회로(13)의 효율과 출력신호의 안정성을 동시에 만족시키도록 구성된 자동이득제어되는 전력증폭기회로(13)에 관한 것이다.

Description

자동이득제어되는 전력증폭회로
제1도는 종래의 방식에 의한 전력증폭회로의 블럭도.
제2도는 본 발명에 의한 전력증폭회로의 구성을 보이는 블럭도.
제3도는 본 발명에 의한 전력증폭회로의 동작특성을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
S1 : 입력신호 S2 : 출력신호
Vd1 : 전치증폭기 전원 Vd2 : 전력증폭기 전원
Vgg : 전치/전력 증폭기 바이어스 전원 13 : 전력증폭기회로
13a : 전치증폭기(GaAs FET) 13b : 전력증폭기(GaAs FET)
14 : 자동이득조절회로 14a : 검파기
14b : 디지탈/아날로그 변환기 14c : 비교기
15 : 중앙처리장치(CPU) S3 : 거리감지신호
본 발명은 휴대폰등에 이용되는 전력증폭기에서 안정된 출력을 얻기 위한 자동이득조절회로에 관한 것으로, 특히 전치 및 전력증폭기의 바이어스전원의 조절로 자동이득제어되는 전력증폭회로에 관한 것이다.
종래의 전력증폭기회로에 있어서는 자동이득조절회로가 전치증폭기의 전원(Vd1)을 조정하여 안정된 출력을 얻었다. 제1도는 종래의 방식에 의한 블럭도이다.
제1도를 참조하여 종래의 이득제어등작과 회로구성에 대해 설명하면, 다음과 같다. 전력증폭기회로(10)의 출력신호(S2)에 따라서 증폭기의 이득을 조절하는 자동이득조절회로(11)는 출력된 신호(S2)를 반파검파하여 DC 적분된 값을 출력하는 검파기(11a)와, 중앙처리장치(12)에서 설정한 값과 검파기(11a)를 통과한 출력신호(S2)를 비교하는 비교기(11c)와, 중앙처리장치(12)에서 출력된 값을 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환기(11b)를 포함하고, 입력신호(S1)를 증폭하는 전력증폭기회로(10)는 전치증폭기(10a)와 전력증폭기(10b)를 포함한다. 상기에서 전력증폭기회로(10)의 출력은 자동이득조절회로(11)의 검파기(11a)로 입력되고, 자동이득조절회로의 출력은 전치증폭기의 전원(Vd1)으로 전력증폭기회로(10)에 입력되도록 구성한다. 그리고 송신거리에 비례하는 파워레벨의 값이 저장된 중앙처리장치(12)는 그 기준값을 디지탈/아날로그 변환기(11b)에 입력하도록 구성된다.
상기와 같은 구성에 의하여, 전력증폭기회로(10)에서 출력된 신호(S2)는 검파기(11a)에서 반파 검파되고 DC레벨로 비교기(11c)에 입력된다. 그리고 중앙처리장치(12)는 거리감지센서(도시생략)로 부터 입력된 거리감지신호와 내장메모리에 저장된 기준 파워레벨값을 비교하여 일치하는 레벨의 기준파워값을 출력하고, 그 출력된 값을 디지탈/아날로그 변환기(11c)에서 아날로그 값으로 변환되어 비교기(11c)의 다른 단자에 입력된다.
비교기(11c)는 검파기의 출력값을 디지탈/아날로그 변환기(11b)에서 출력된 기준값과 비교하여 조정된 값을 출력한다. 즉, 기준전압보다 높은 경우 낮게 조정된 전치증폭기(10a)의 전원전압(Vd1)을 출력하고, 그에 따라 전치증폭기(10a)의 이득이 낮아져서, 입력신호를 낮아진 이득으로 증폭한다. 그리고 자동조절회로(11)는 상기의 기준값과 출력신호(S2)의 값이 같아질 때까지의 상기와 같은 동작을 반복하고, 기준값과 출력신호(S2)가 일치되면 출력된다. 이때 전력증폭기(10b)의 전원전압(Vd2)와 전력증폭기회로(10)내의 두 증폭기의 바이어스전원(Vgg)은 외부에서 인가된다.
상기와 같은 동작에 있어서 전치증폭기의 효율(Nd)은 아래 (1)식과 같다.
안정된 출력신호(S2)를 얻기 위하여 전치증폭기(10a)의 전원(Vd1)을 낮게 변화시키게 되면 위의 (1)식에 의하여 전원(Vd1)에 비례하는 전치증폭기의 효율이 낮아지고, 이에따라 전력증폭기회로(10)의 효율도 떨어지게 된다.
이와같이, 종래의 이득조절방식은 효율을 높이게 되면 안정성이 떨어지고 안정성을 높이게 되면 효율이 떨어지는, 전력증폭기의 효율과 출력신호의 안정성, 둘 모두를 만족시킬 수 없는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 전력증폭기회로의 출력을 안정시키기 위하여 전력증폭기내의 전치증폭기 및 전력증폭기의 바이어스 전원(Vgg)의 조정으로 자동이득제어되는 전력증폭회로를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써의 본 발명은 전치증폭기와 전력증폭기를 포함한 전력증폭기회로와, 출력신호를 반파 검파하고 DC 전북된 값을 비교기로 보내는 검파기와 중앙처리장치에서 출력된 값을 아날로그양으로 변환하는 디지탈/아날로그 변환기와 상기 검파기에서 검파된 출력신호와 상기 디지탈/아날로그 변환기에서 아날로그 양으로 변환된 값을 비교하여 상기 전력증폭기회로의 조정된 바이어스전원을 출력하는 비교기를 포함한 자동이득조절회로와, 상기 전력증폭기회로의 출력신호와 비교될 값을 저장한 중앙처리장치를 구비한다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
제2도는 본 발명에 의한 전력증폭회로의 구성을 보이는 블럭도이다. 전치증폭기(13a)와 전력증폭기(13b)를 포함하여 입력신호(S1)를 2단 증폭하는 전력증폭기회로(13)와, 전력증폭회로(13)의 이득을 조절하는 비교기(14c)와 상기 전력증폭회로(13)의 출력을 반파 검파하고 검파된 값을 DC 적분하는 검파기(14a)와 디지탈/아날로그 변환기(14b)를 포함한 자동이득조절회로(14)와, 송신거리에 비례하는 파워레벨값을 저장한 중앙처리장치(15)로 구성된다.
이하 본 발명에 따른 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.
상기의 제2도에서 입력신호(S1)가 전력증폭기회로(13)에 인가되고 전력증폭기회로(13)내의 전치증폭기(13a)와 전력증폭기(13b)에 의해 증폭된 신호(S2)가 출력된다. 이 출력신호(S2)는 검파기(14c)에서 반파검파되고 반파검파된 신호는 다시 DC 적분되어 비교기(14c)의 한단자에 입력된다. 그리고 중앙처리장치(12)는 임의의 레벨로 나눠진 기준파워값을 내부 메모리에 저장하고, 거리감지센서(도시생략)의 신호를 입력받아 상기 입력된 신호와 저장된 기준 파워값들과의 비교동작에 의해 일치하는 파워레벨값을 출력한다. 즉, 근거리일때는 낮은 파워레벨값을 출력하고, 원거리일때는 높은 파워레벨값을 출력한다. 상기 중앙처리장치(12)에서 출력된 값은 디지탈/아날로그 변환기(14b)에 의해 아날로그 값으로 변환되어 비교기의 다른 단자에 입력된다. 비교기(14c)에서는 디지탈/아날로그 변환기(14b)에서 출력된 아날로그 값을 기준값으로 하여 검파기(14a)의 출력신호를 비교하여, 기준값보다 출력신호가 높으면 낮게 조정된 값이 출력된다. 비교기(14c)에서 출력된 값을 전치증폭기(13a)와 전력증폭기에 조정된 바이어스전원(Vgg)으로 인가되고, 바이어스 전원(Vgg)에 비례하는 이득이 낮아진다. 자동이득조절회로(14)는 상기와 같은 동작을 전력증폭기회로(13)의 출력신호(S2)가 기준값과 같아 질때까지 반복한다.
이때 입력신호(S1)의 전류값에대한 출력신호(S2)의 전류값의 비로 표현되는 증폭기의 효율(Nd)은 아래 식과 같다.
여기에서 Vk는 제3도에서 처럼 증폭기의 동작특성그래프와 바이어스그래프가 교차하는 바이어스점 전압이다.
상기의 동작과 같이 출력신호(S2)를 안정하게 되도록 바이어스전원(Vgg)을 낮게 조절하여 제3도의 그래프와 같이 바이어스점 Q를 Q'로 이동시키면, 바이어스점의 전압 Vk도 Vk'로 낮아진다. 그 결과로, 상기의 (2)식과 (3)식에서처럼 전치증폭기(13a)와 전력증폭기(13b)의 효율이 높아져서 전체적인 전력증폭기회로(13)의 효율이 증가한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 정력증폭기회로의 출력신호를 안정화시키거나 낮추고 싶을 때 바이어스전원을 낮게 조정하여 그러한 효과를 얻을 수 있고, 그와 동시에 증폭기의 효율도 높아지는 우수한 효과가 발생한다.

Claims (1)

  1. 전치증폭기(13a)와 전력증폭기(13b)를 포함하여 입력신호를 2단증폭하는 전력증폭기회로(13)와, 전력증폭기회로(13)의 출력신호를 반파검파하고 상기 검파된 신호를 DC 적분하여 비교기(14c)의 한단자에 입력시키는 검파기(14a)와, 중앙처리장치(15)의 출력값을 아날로그양으로 변환하여 비교기(14c)의 다른 단자에 입력시키는 디지탈/아날로그 변환기(14b)와, 비교기의 한 단자에 입력된 검파기(14a)의 출력값을 디지탈/아날로그 변환기(14b)를 통해 비교기의 다른 단자에 입력된 기준값에 비교하여 전력증폭기회로(13)의 바이어스 전원(Vgg)를 조정하는 비교기(14c)를 포함한 자동이득조절회로(14)와, 송신에 필요한 최소한의 파워레벨값을 내부 메모리에 저장하고 거리감지센서(도시생략)로 부터 입력된 거리감지 신호와 상기 저장된 파워값을 비교하여, 일치하는 레벨값을 출력하는 중앙처리장치(15)로 구성됨을 특징으로 하는 자동이득제어되는 전력증폭회로.
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