KR100193266B1 - 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 경로를 갖는 다이오드 스위치를 이용하여 고주파 증폭단을 구현함으로써 강전계에서 증폭기의 선형동작 특성을 보완하여 상호변조 등의 수신 특성을 개선하고 수신대기시 소모 전류를 저감토록 한 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 입력되는 고주파의 전계에 따라 가변 이득 증폭기와 제1 및 제2 다이오드 스위치의 동작을 제어하는 제어부와; 제어부의 제어에 따라 선택적으로 동작하고 입력되는 고주파를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 가변 이득 증폭기와; 가변 이변 증폭기의 오프시 상호변조 특성에 따른 수신 특성을 향상시키기 위해 입력되는 고주파를 증폭없이 후단에 전달하는 제1 캐패시터와; 가변 이득 증폭기에서 증폭된 입력 신호를 제어부의 제어에 따라 후단으로 전송하기 위한 제2 캐패시터 및 제1 다이오드 스위치와; 가변 이득 증폭기의 동작시 증폭 특성 개선을 위한 제2 다이오드 스위치 및 제3 캐패시터로 이루어짐을 특징으로 한 것이다.

Description

다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기

종래의 무선호출국용 선택호출 장치의 증폭단에 구비되는 가변 이득 증폭기는, 단일 경로로 입력신호를 증폭한다.

즉, 입력되는 신호의 전계 세기와는 무관하게 무조건 정해진 증폭도에 의해 입력신호를 증폭하게 된다.

따라서 이러한 종래의 가변 이득 증폭기는 선형 동작 범위를 넘는 입력(강전계)에서는 상호변조성분이 발생되어 수신 특성을 저하시키는 문제점이 있었다.

상기한 문제점은 이동통신의 발전과 더불어 불어나는 기지국수의 증가로 보다 많은 지역에서 경험할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 가변 이득 증폭기의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 두 개의 경로를 갖는 다이오드를 이용하여 고주파 증폭단을 구현함으로써 강전계시 증폭기의 선형동작 특성을 보완하여 상호변조 등의 수신 특성을 개선하고 수신대기시 소모 전류를 저감토록 한 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단은, 입력되는 고주파의 전계에 따라 가변 이득 증폭기와 제1 및 제2 다이오드 스위치의 동작을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 선택적으로 동작하고 입력되는 고주파를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 가변 이득 증폭기와; 상기 가변 이변 증폭기의 오프시 상호변조 특성에 따른 수신 특성을 향상시키기 위해 입력되는 고주파를 증폭없이 후단에 전달하는 제1 캐패시터와; 상기 가변 이득 증폭기에서 증폭된 입력 신호를 상기 제어부의 제어에 따라 후단으로 전송하기 위한 제2 캐패시터 및 제1 다이오드 스위치와; 상기 가변 이득 증폭기의 동작시 증폭 특성 개선을 위한 제2 다이오드 스위치 및 제3 캐패시터와; 상기 가변 이득 증폭기를 통하는 경로의 신호와 상기 제1 캐패시터를 통하는 경로의 신호 상호간 영향을 최소화시키는 인덕터로 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기의 회로도.

제2도는 본 발명을 적용한 무선호출국용 선택호출 장치의 증폭단 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가변 이득 증폭기 2 : 제2 캐패시터

3, 8 : 제1 및 제2 다이오드 스위치 4 : 제1 캐패시터

5 : 인턱터 6 : 제어부

제1도는 본 발명에 의한 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기의 회로도이다.

도시된 바와 같이, 입력되는 고주파의 전계에 따라 가변 이득 증폭기(1)와 제1 및 제2 다이오드 스위치(3)(8)를 제어하는 제어부(6)와; 상기 제어부(6)의 제어에 따라 선택적으로 동작하고 입력되는 고주파를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 가변 이득 증폭기(1)와; 상기 가변 이득 증폭기(1)의 오프시 상호변조 특성에 따른 수신 특성을 향상시키기 위해 입력되는 고주파를 증폭없이 후단에 전달하는 제1 캐패시터(4)와; 상기 가변 이득 증폭기(1)에서 증폭된 입력 신호를 상기 제어부(6)의 제어에 따라 후단으로 전송하기 위한 제2 캐패시터(2) 및 제1 다이오드 스위치(3)와; 상기 가변 이득 증폭기(1)의 동작시 증폭 특성 개선을 위한 제2 다이오드 스위치(8) 및 제3 캐패시터(10)와; 상기 가변 이득 증폭기(1)를 통하는 경로의 신호와 상기 제1 캐패시터(4)를 통하는 경로의 신호 상호간 영향을 최소화시키는 인턱터(5)로 구성되었다.

도면중 미설명 부호 7은 전원용 인덕터이고, 9는 전원의 패스를 위한 저항이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입력되는 고주파(RF)의 전계 강도 세기(RSSI)로 제어부(3)는 강전계인지 약전계인지를 판단한다.

이후 강전계로 판단되면, 즉 입력 신호가 기준 신호 이상이 되면 제어부(6)는 가변 이득 증폭기(1)와 제1 및 제2 다이오드 스위치(3)(8)를 오프시킨다. 상기한 가변 이득 증폭기(1)는 오프되면 입력되는 고주파 신호는 수동 소자인 캐패시터(4)와 인덕터(5)만을 통하여 후단으로 전달된다.

즉, 입력 신호가 기준 신호보다 클 경우에는 제어부(6)는 오프된 상태를 유지하고, 이때 입력 신호의 증폭 특성은 가변 이득 증폭기(1)와 같은 능동 소자를 통하지 않고 상기한 캐패시터(4) 및 인덕터(5)와 같은 수동 소자만을 통하여 후단으로 전달되므로, 선형 동작 범위가 높아져 상호변조를 방지하기 때문에 수신 특성을 개선시키게 되는 것이다.

다음으로, 상기한 수신 전계 세기(RSSI)가 약전계일 경우에 제어부(6)는 가변 이득 증폭기(1)와 제1 및 제2 다이오드 스위치(3)(8)를 모두 온(ON)시킨다.

이에 따라 가변 이득 증폭기(1)는 설정된 증폭도에 따라 고주파 입력 신호를 소정 레벨로 증폭시키게되고, 이렇게 증폭된 신호는 캐패시터(2)와 제1 다이오드 스위치(3)를 통해 후단의 대역 필터로 전달되며, 캐패시터(4)를 통한 고주파 입력신호는 턴-온된 제2 다이오드 스위치(8)를 통해 접지로 흐르게 된다.

다시말해, 입력되는 신호가 기준 보다 높을 경우에 가변 이득 증폭기(1)는 입력 크기에 반비례하는 전압 제어 가변 이득 증폭기로 동작을 하며, 입력 신호가 기준보다 낮을 경우에 제어부(6)는 계속해서 온(ON)상태를 유지하여 기존과 같은 가변 이득 증폭기의 특성을 갖도록 한다.

이렇게 하므로서 선형 동작 범위를 보완하여 수신 특성을 개선하게 되는 것이다.

상기한 바를 종합하여 요약하면, 가변 이득 증폭기(1)는 입력 신호가 기준 신호 이하이면 종래의 가변 이득 증폭기와 동일한 특성을 갖도록 동작하고, 입력 신호가 기준 신호보다 높을 경우에는 오프되어 입력 신호는 수동 소자인 캐패시터(4)와 인덕터(5)만을 통해 그대로 후단으로 전달되도록하여 수신 특성을 개선하게 되는 것이다.

제2도는 본 설명을 적용한 무선호출국용 선택호출 장치 장치의 증폭단 구성도이다. 도시된 바와 같이, 송신되는 고주파를 수신하는 안테나(11)와 고주파를 대역 필터링하는 대역 필터(12) 사이에 본 발명에 의한 가변 이득 증폭기(6을 제외한 1~10)가 개재되며, 상기한 대역 필터(12)의 후단에는, 대역 필터(12)를 통한 고주파와 국부 발진부(13)에서 얻어지는 발진 주파수를 혼합하는 믹서(14)와, 그 믹서(14)를 통한 주파수를 대역 필터링하는 대역 필터(15)와, 상기 대역 필터(15)를 통한 신호로부터 중간 주파수(IF)를 검파하며 수신 신호의 전계 강도 세기(RSSI)를 검출하여 상기 제어부(6)에 전달하는 중간주파 검파부(16)가 구비된 구성이다.

이러한 구성을 갖는 무선호출국용 선택호출 장치에서도, 입력신호가 기준 신호보다 높은 경우에는 안테나(11)로 수신된 신호가 가변 이득 증폭기(1)를 거치지 않고 수동 소자인 캐패시터(4)와 인덕터(5)만을 통해 후단의 대역 필터(12)로 전달되므로, 상호변조의 영향없이 수신가능하고, 또한 수신 대기시 불필요한 증폭기의 소모전류를 줄여 사용 시간을 연장하게 되는 것이다.

아울러 입력 신호가 기준 신호보다 낮을 경우에는 입력 신호가 가변 이득 증폭기(1)와 제2 캐패시터(2) 및 제1 다이오드 스위치(3)를 통해서 후단의 대역 필터(12)에 전달되므로, 종래와 같은 가변 이득 증폭기의 특성을 갖는 증폭기로 동작을 하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 입력 신호가 강전계일 경우 입력에 반비례로 동작하는 가변 이득 증폭기는 오프시키고 수동 소자인 캐패시터와 인덕터만으로 입력 신호를 후단으로 전달하므로서 선형 동작 범위를 높일 수 있으며, 그 선형 동작 범위가 높아짐에 따라 상호변조를 방지할 수 있어 수신 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

더욱이 수신 대기시 가변 이득 증폭기를 오프시킴으로써 불필요한 증폭기의 소모 전류도 저감시킬 수 있어 수명 연장도 가능한 효과가 있다.

본 발명은 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기에 관한 것으로, 특히 두 개의 경로를 갖는 다이오드 스위치를 이용한 고주파 증폭단을 구현함으로써 강전계에서 증폭기의 선형동작 특성을 보완하여 상호변조 등의 수신 특성을 개선하고 수신대기시 소모 전류를 저감토록 한 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기에 관한 것이다.

Claims (3)

1. 입력되는 고주파의 전계에 따라 가변 이득 증폭기(1)와 제1 및 제2 다이오드 스위치(3)(8)의 동작을 제어하는 제어부(6)와; 상기 제어부(6)의 제어에 따라 선택적으로 동작하고 입력되는 고주파를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 가변 이득 증폭기(1)와; 상기 가변 이득 증폭기(1)의 오프시 상호변조 특성에 따른 수신 특성을 향상시키기 위해 입력되는 고주파를 증폭없이 후단에 전달하는 제1 캐패시터(4)와; 상기 가변 이득 증폭기(1)에서 증폭된 입력 신호를 상기 제어부(6)의 제어에 따라 후단으로 전송하기 위한 제2 캐패시터(2) 및 제1 다이오드 스위치(3)와; 상기 가변 이득 증폭기(1)의 동작시 증폭 특성 개선을 위한 제2 다이오드 스위치(8) 및 제3 캐패시터(10)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기.
2. 제1항에 있어서, 상기 가변 이득 증폭기(1)를 통하는 경로의 신호와 상기 제1 캐패시터(4)를 통하는 경로의 신호 상호간 영향을 최소화시키는 상기 제1 다이오드 스위치(3)와 제2 다이오드 스위치(8) 사이에 병렬로 개재된 인덕터(5)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기.
3. 제1항에 있어서 상기 가변 이득 증폭기(1)는, 입력되는 신호가 약전계일 경우에 동작하고,입력 신호가 강전계일 경우에는 오프되어 선형 동작 범위를 높여 수신 특성을 개선하는 것을 특징으로 하는 다이오드 스위치를 이용한 가변 이득 증폭기.