KR100193265B1 - Variable Gain Amplifier Using Varactor Diodes - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 개의 경로를 갖는 버랙터 다이오드를 이용하여 고주파 증폭단을 구현함으로써 강전계시 수신기의 초단 증폭기에서 발생하는 상호 변조 성분을 효과적으로 제거하여 수신 특성을 개선토록 한 버랙터 다이오드를 이용한 가변 이득 증폭기에 관한 것이다.The present invention implements a high frequency amplification stage using a varactor diode having two paths, thereby effectively eliminating the intermodulation components generated in the first stage amplifier of the receiver in a strong field, thereby improving the reception characteristics of the variable gain amplifier using the varactor diode. It is about.
이러한 본 발명은, 입력 신호의 임피던스 정합을 위한 캐패시터와; 상기 캐패시터를 통한 입력 신호의 전제에 따라 가변 이득 증폭기의 동작을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 상기 입력 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 가변 이득 증폭기와; 상기 가변 이득 증폭기의 오프시 상기 캐패시터를 통한 입력신호를 후단으로 통과시켜 주는 버랙터 다이오드로 이루어짐을 특징으로 한 것이다.The present invention, a capacitor for impedance matching of the input signal; A control unit controlling an operation of a variable gain amplifier according to the premise of an input signal through the capacitor; A variable gain amplifier for amplifying and outputting the input signal to a predetermined level under control of the controller; When the variable gain amplifier is off, it characterized in that it consists of a varactor diode that passes the input signal through the capacitor to the rear end.
Description
종래의 무선호출국용 선택호출 장치의 증폭단에 구비되는 가변 이득 증폭기는, 능동 소자의 공급 전압을 조정하거나 증폭기에 가변 감쇄기를 추가하여 증폭기의 이득을 변화시키는 방법으로 증폭도를 조절하였다.In the variable gain amplifier provided in the amplifying stage of the conventional selective calling apparatus for a wireless call station, the amplification degree is adjusted by adjusting a supply voltage of an active element or adding a variable attenuator to the amplifier to change the gain of the amplifier.
따라서 이러한 종래의 가변 이득 증폭기는 능동 소자의 공급전압을 조정하여 이득을 조정하는 경우 동작 범위가 제한되고 일정 이득 이하에서는 이득이 급격히 감소하는 제반 문제점이 있었다.Therefore, the conventional variable gain amplifier has a problem in that the operating range is limited when the gain is adjusted by adjusting the supply voltage of the active element, and the gain is rapidly decreased below a certain gain.
또한, 가변 감쇄기를 사용하여 이득을 조정하는 경우에는 동작 범위는 넓지만 이득이 감소하면서 잡음 지수가 증가하여 수신에 지장을 초래하는 문제점이 있었다.In addition, in the case of adjusting the gain using a variable attenuator, the operating range is wide, but there is a problem in that the gain is decreased and the noise figure increases, which causes a problem in reception.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 가변 이득 증폭기의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 두 개의 경로를 갖는 버랙터 다이오드를 이용하여 고주파 증폭단을 구현함으로써 강전계시 수신기의 초단 증폭기에서 발생하는 상호 변조 성분을 효과적으로 제거하여 수신 특성을 개선토록 한 버랙터 다이오드를 이용한 가변 이득 증폭기를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the conventional variable gain amplifier, and an object of the present invention is to implement a high frequency amplification stage using a varactor diode having two paths in a first stage amplifier of a receiver during a strong electric field. An object of the present invention is to provide a variable gain amplifier using a varactor diode that effectively removes intermodulation components to improve reception characteristics.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단은, 입력 신호의 임피던스 정합을 위한 캐패시터와; 상기 캐패시터를 통한 입력 신호의 전계에 따라 가변 이득 증폭기의 동작을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 상기 입력 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 가변 이득 증폭기와; 상기 가변 이변 증폭기의 오프시 상기 캐패시터를 통한 입력신호를 후단으로 통과시켜 주는 버랙터 다이오드로 이루어진다.Technical means for achieving the object of the present invention includes a capacitor for impedance matching of the input signal; A control unit controlling an operation of a variable gain amplifier according to an electric field of an input signal through the capacitor; A variable gain amplifier for amplifying and outputting the input signal to a predetermined level under control of the controller; It is composed of a varactor diode that passes the input signal through the capacitor to the rear stage when the variable bi-variable amplifier is off.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings of the present invention.
제1도는 본 발명에 의한 버랙터 다이오드를 이용한 가변 이득 증폭기의 회로도.1 is a circuit diagram of a variable gain amplifier using a varactor diode according to the present invention.
제2도는 본 발명을 적용한 무선호출국용 선택호추 장치의 증폭단 회로도.2 is an amplification stage circuit diagram of a selective call apparatus for a radio calling station to which the present invention is applied.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1, 7 : 캐패시터 2 : 가변 이득 증폭기1, 7: capacitor 2: variable gain amplifier
3 : 제어부 4 : 버랙터 다이오드3: control unit 4: varactor diode
5, 6 : 인덕터5, 6: inductor
제1도는 본 발명에 의한 버랙터 다이오드를 이용한 가변 이득 증폭기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a variable gain amplifier using a varactor diode according to the present invention.
도시된 바와 같이, 입력 신호의 임피던스 정합을 위한 캐패시터(1)와; 상기 캐패시터(1)를 통한 입력 신호의 전계에 따라 가변 이득 증폭기(2)의 동작을 제어하는 제어부(3)와; 상기 제어부(3)의 제어에 의해 상기 입력 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 가변 이득 증폭기(2)와; 상기 가변 이득 증폭기(2)의 오프시 상기 캐패시터(1)를 통한 입력신호를 후단으로 통과시켜 주는 버랙터 다이오드(4)와; 신호 차단 및 전원 공급용 인덕터(5)(6)와; 출력 정합용 캐패시터(7)로 구성되었다.As shown, a capacitor 1 for impedance matching of the input signal; A controller (3) for controlling the operation of the variable gain amplifier (2) in accordance with the electric field of the input signal through the capacitor (1); A variable gain amplifier (2) for amplifying and outputting the input signal to a predetermined level under control of the controller (3); A varactor diode (4) for passing the input signal through the capacitor (1) to the rear stage when the variable gain amplifier (2) is turned off; Inductors 5 and 6 for signal blocking and power supply; An output matching capacitor 7 was constructed.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 버랙터 다이오드를 이용한 가변 이득 증폭기의작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the variable gain amplifier using the varactor diode according to the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 입력되는 고주파(RF)의 전계 강도 세기(RSSI)로 제어부(3)는 강전계인지 약전계인지를 판단한다.First, the controller 3 determines whether it is a strong electric field or a weak electric field by the electric field strength intensity RSSI of the high frequency RF input.
이후 입력 신호가 기준 신호 이하로 판단되면 버랙터 다이오드(4)의 양단의 전압 차를 크게하여 개방상태로 만들고, 가변 이득 증폭기(2)에 제어 전압을 공급하여 기존과 같은 방식으로 동작하도록 한다.After that, when the input signal is determined to be less than or equal to the reference signal, the voltage difference between the two ends of the varactor diode 4 is increased to an open state, and the control voltage is supplied to the variable gain amplifier 2 to operate in the same manner as before.
이에 따라 가변 이득 증폭기(2)는 입력되는 고주파를 임의의 이득에 따라 소정 레벨로 증폭하여 후단으로 출력하게 된다.Accordingly, the variable gain amplifier 2 amplifies the high frequency input to a predetermined level according to an arbitrary gain and outputs the result to the rear stage.
다음으로, 상기와 같은 상태에서 입력 신호가 커지면 상기한 가변 이득 증폭기(2)의 이득은 입력 신호와 반비례 관계이므로 점차 감소하게 되며, 이때 버랙터 다이오드(4)의 양단 전압은 상대적으로 작아지면서 임의의 작은 캐패시터값을 가진다.Next, when the input signal is increased in the above state, the gain of the variable gain amplifier 2 is gradually inversely related to the input signal, and gradually decreases. At this time, the voltage across the varactor diode 4 becomes relatively small and becomes arbitrary. Has a small capacitor of.
이후, 입력 신호가 더욱 커지면 가변 이득 증폭기(2)의 이득은 없어지고, 즉 가변 이득 증폭기(2)는 오프된 상태이고, 버랙터 다이오드(4)의 캐패시터값이 커지면서 캐패시터(1)를 통한 입력 신호를 통과시키게 된다.Thereafter, when the input signal is larger, the gain of the variable gain amplifier 2 is lost, that is, the variable gain amplifier 2 is turned off, and the capacitor value of the varactor diode 4 is increased while the input through the capacitor 1 is increased. Pass the signal.
즉, 입력 신호가 기준 신호이하일 경우에는 버랙터 다이오드(4)는 오프된 상태가 되고, 가변 이득 증폭기(2)가 기존과 같이 동일하게 동작하게 증폭하게 되고, 이와는 달리 입력 신호가 기준 신호 이상일 경우에는 가변 이득 증폭기(2)는 오프되고 버랙터 다이오드(4)만 이 동작하여 입력 신호를 증폭없이 그대로 후단으로 전송해줌으로써 입력 신호에 따라 수신 특성을 개선하게 되는 것이다.That is, when the input signal is less than or equal to the reference signal, the varactor diode 4 is turned off, and the variable gain amplifier 2 is amplified to operate in the same manner as before. Otherwise, when the input signal is greater than or equal to the reference signal, In this case, the variable gain amplifier 2 is turned off, and only the varactor diode 4 operates to transmit the input signal to the rear end without amplification, thereby improving reception characteristics according to the input signal.
제2도는 본 발명을 적용한 무선호출국용 선택호출 장치 장치의 증폭단 구성도이다. 도시된 바와 같이, 송신되는 고주파를 수신하는 안테나(8)와 수신 신호를 국부 발진 주파수와 혼합하는 주파수 혼합기(10) 사이에 본 발명에 의한 가변 이득 증폭기(1~7)가 개재되며, 상기한 주파수 혼합기(10)의 후단에는 믹싱된 신호로부터 중간 주파수(IF)를 검파하며 수신 신호의 전계 강도 세기(RSSI)를 검출하여 상기 제어부(3)에 전달하는 중간주파 검파수(11)가 구비된 구성이다.2 is a configuration diagram of an amplifying stage of a selective calling apparatus for a wireless calling station to which the present invention is applied. As shown, the variable gain amplifiers 1 to 7 according to the present invention are interposed between an antenna 8 for receiving a high frequency to be transmitted and a frequency mixer 10 for mixing a received signal with a local oscillation frequency. The rear end of the frequency mixer 10 is provided with an intermediate frequency detector 11 that detects an intermediate frequency IF from the mixed signal, detects an electric field strength intensity RSSI of the received signal, and transmits the received intensity to the controller 3. Configuration.
이러한 구성을 갖는 무선호출국용 선택호출 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the selective calling device for a wireless calling station having such a configuration will be described below.
원하는 신호만 있거나 원하지 않는 신호의 크기가 작을 경우(기준 신호 대비)에 입력 신호는 안테나(8)를 거친 후 가변 이득 증폭기(2)에서 소정 레벨로 증폭되고, 주파수 혼합기(10)에서 국부발진기(9)로부터 얻어지는 국부 발진 주파수와 혼합된 후 중간주파 검파부(11)로 전달된다.When only the desired signal or the size of the unwanted signal is small (relative to the reference signal), the input signal is amplified to a predetermined level in the variable gain amplifier 2 after passing through the antenna 8, and the local oscillator (in the frequency mixer 10). It is mixed with the local oscillation frequency obtained from 9) and then transmitted to the intermediate frequency detector 11.
아울러 원하지 않는 신호의 크기가 커지면서 버랙터 다이오드(4)의 캐패시터값이 커지고 신호의 흐름이 캐패시터(1), 버랙터 다이오드(4), 캐패시터(7)를 순차 통해 주파수 혼합기(10)로 전달된다.In addition, as the magnitude of the unwanted signal increases, the capacitor value of the varactor diode 4 increases, and the signal flow is sequentially transmitted to the frequency mixer 10 through the capacitor 1, the varactor diode 4, and the capacitor 7. .
이후 원하지 않는 신호가 더욱 커지면 가변 이득 증폭기(2)의 이득은 없어지고, 대부분의 입력 신호가 버랙터 다이오드(4)를 통하는 경로로 흐르게 되어 상호변조 성분이 제거됨으로써 수신 감도 저하를 방지하게 되는 것이다.After that, if the unwanted signal becomes larger, the gain of the variable gain amplifier 2 is lost, and most of the input signal flows through the path through the varactor diode 4 to remove the intermodulation component, thereby preventing the reception sensitivity from being lowered. .
이때 캐패시터(1)(7)와 인덕터(5)(6)는 가변 이득 증폭기(2)와 버랙터 다이오드(4) 사이의 신호 정합에 사용된다.At this time, the capacitor (1) (7) and the inductor (5) (6) are used for signal matching between the variable gain amplifier (2) and the varactor diode (4).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 입력 신호가 강전계일 경우 능동소자를 통하지 않고 버랙터 다이오드를 통하게 함으로서 상호 변조 성분이 없는 상태에서 일정한 이득을 유지할 수 있으며, 이로 인해 수신 감도 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, when the input signal is a strong electric field, the present invention can maintain a constant gain in the absence of an intermodulation component by passing through a varactor diode instead of an active element, thereby preventing a decrease in reception sensitivity. There is.
또한, 단순히 가변 이득 증폭기의 용도로 사용할 경우는 상대적으로 적은 이득을 가지는 부분에서 선형적인 제어 전압 대 이득의 특성을 가질 수 있는 효과가 있다.In addition, in the case of simply using the variable gain amplifier, there is an effect that it can have a linear control voltage vs. gain in a portion having a relatively low gain.
본 발명은 버랙터 다이오드를 이용한 가변 이득 증폭기에 관한 것으로, 특히 두 개의 경로를 갖는 버랙터 다이오드를 이용하여 고주파 증폭단을 구현함으로써 강전계시 수신기의 초단 증폭기에서 발생하는 상호 변조 성분을 효과적으로 제거하여 수신 특성을 개선토록 한 버랙터 다이오드를 이용한 가변 이득 증폭기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable gain amplifier using a varactor diode, and in particular, by implementing a high frequency amplification stage using a varactor diode having two paths, it effectively removes the intermodulation components generated from the first stage amplifier of the receiver in a strong field. The present invention relates to a variable gain amplifier using a varactor diode.
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