KR100264420B1 - 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치 및 방법에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치는, 입력된 RF신호의 크기를 조절하는 감쇄기, 상기 감쇄된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기, 상기 감쇄기로 입력되는 신호를 추출하는 제1결합기, 상기 증폭된 신호를 출력측에서 추출하는 제2결합기 및 자동이득조절로 동작하는 경우에는 상기 제1결합기의 추출신호 RF1와 상기 제2결합기의 추출신호 RF2를 비교 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하고, 자동레벨조절로 동작하는 경우에는 상기 RF2의 변화량을 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하는 이득 비교기를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기한 구성의 장치를 사용하는 본 발명에 따른 자동이득조절 또는 자동레벨조절을 수행하는 방법은, 상기 입력신호 RF1의 RSSI값을 읽는 단계, 상기 읽어낸 RF1의 RSSI값을 저장하는 단계, 상기 출력신호 RF2의 RSSI간을 읽는 단계, 상기 읽어낸 RF2의 RSSI값을 저장하는 단계, 상기 저장된 RF1 입력값과 RF2 출력값을 비교하는 단계; 상기 비교된 결과에 따라 상기 감쇄기의 감쇄값을 조절함으로써 자동이득조절을 수행하는 단계, 상기 출력신호 RF2의 RSSI값을 읽는 단계, 상기 읽어낸 RF2의 RSSI값을 저장하는 단계, 상기 저장된 RF2의 RSSI값을 미리 설정된 초기 레벨값과 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 상기 감쇄기의 감쇄값을 조절함으로써 자동레벨조절을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명은, 자동이득조절 기능과 자동레벨조절 기능을 동일 회로로 구현 할 수 있고 온도와 전압의 변화에 대해 항시 능동적으로 대치할 수 있으며 증폭기의 전압 및 온도 보상 회로를 추가로 구현할 필요가 없다. 또한 출력 레벨이 일정한 자동이득조절이 아니라 이득이 일정한 진정한 의미에서의 자동 일정 이득 제어 기능을 구현하는 특성을 향상시킬 수 있다.
[색인어]
자동이득조절, 자동레벨조절
Description
본 발명은 전력 증폭기에서의 입력 변화 및 온도 변화 그리고 전압 변동에 대해 이득이 일정하게 유지 할 수 있는 자동 일정 이득 제어 회로(Automatic Constant Gain Control Circuit)에 관한 것으로서, 특히 이동통신 기지국 시스템의 전력 증폭기 및 수신단에서의 전력 레벨 제어(Power Level Control)에도 적용할 수 있는 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치 및 방법에 관한 것이다.
제1도는 종래의 일반적인 자동이득조절 회로의 구성을 설명하는 회로도이고, 제2도는 종래의 일반적인 자동레벨조절 회로의 구성을 설명하는 회로도이다.
종래에는 온도 변화 그리고 전압 변동에 대해서 설계시 보상하는 회로를 만들어 주어야 한다. 그리고 입력신호에 대해서 증폭기는 항상 일정한 출력을 가지거나 일정한 이득을 가져야 한다. 즉 입력 크기 변화에는 상관없이 출력을 일정하게 유지되도록 가변 감쇄기(101)를 조절하여 전체 회로의 이득을 제어하는 자동이득조절 회로를 구현하여 출력간을 일정하도록 한다.
그리고 출력 신호를 검출하여 증폭기(102)의 입력으로 전달하는 가변 감쇄기(101)를 조절하여 이득을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.
또한 결합기(205)에서 나온 신호는 검출기(204)에서 측정된 전압을 자동레벨조절기(203)에서 OP-AMP로 기준 전압(Vref)과 비교하여 감쇄기(201)의 출력 전압(Vc)으로 전압을 조절한다.
상기와 같이 구성되는 종래기술에 의한 이득 및 레벨 조절 장치는, 제어기가 복잡하게 구현되어야 한다는 단점과, 온도변화 및 전압변동에 대해 구현하고자 하면 복잡한 온도보상회로를 구비하여야 하고 온도정보와 전압정보가 미리 주어져야 했으며, 반복된 실험을 통해 정확한 데이터를 추출해야 한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입력 변화와 온도 변화 및 전압 변동에 대해서도 일정한 이득을 유지할 수 있으며 또 이득을 제어할 수 있고 입력 변화에 무관하게 일정한 출력을 유지할 수 있는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능만 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적과 장점은 아래의 발명의 상세한 설명을 읽고 아래의 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다
제1도는 종래의 일반적인 자동이득조절 회로의 구성을 설명하는 회로도.
제2도는 종래의 일반적인 자동레벨조절 회로의 구성을 설명하는 회로도.
제3도는 종래의 이득 비교기에 포함된 검출 회로의 구성을 설명하는 회로도.
제4도는 본 발명의 실시예에 의한 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치의 구성을 설명하는 회로도.
제5도는 본 발명의 실시예에 의한 이득 비교기의 구성을 설명하는 회로도.
제6,7도는 본 발명에 따른 자동이득 조절 또는 자동레벨 조절을 수행하는 방법의 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 종래의 자동이득조절 회로에 사용된 가변 감쇄기
102 : 종래의 자동이득조절 회로에 사용된 증폭기
103 : 종래의 자동이득조절 회로에 사용된 자동이득조절기
104 : 종래의 자동이득조절 회로에 사용된 검출기
201 : 종래의 자동레벨조절 회로에 사용된 감쇄기
202 : 종래의 자동레벨조절 회로에 사용된 증폭기
203 : 종래의 자동레벨조절 회로에 사용된 자동레벨조절기
204 : 종래의 자동레벨조절 회로에 사용된 검출기
205 : 종래의 자동레벨조절 회로에 사용된 결합기
301 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 RF SW
302 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 대역폭 필터
303 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 혼합기
304 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 VCO
305 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 대역폭 필터
306 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 PLL
307 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 LOG-AMP
308 : 종래의 이득 비교기의 검출 회로에 사용된 OP-AMP
401 : 본 발명에서 사용된 입력 신호를 추출하는 결합기
402 : 본 발명에서 사용된 신호의 크기를 조절하는 감쇄기
403 : 본 발명에서 사용된 신호를 증폭하는 증폭기
404 : 본 발명에서 사용된 증폭된 신호를 출력측에서 추출하는 결합기
405 : 본 발명에서 사용된 입력측 결합기의 신호(RF1)와 출력측 결합기의 신호(RF2)를 비교할 수 있는 이득 비교기
501 : 이득 비교기의 입력 신호(RF1)와 출력 신호(RF2)의 크기를 판단하는 검출 회로
502 : 이득 비교기의 입출력 신호의 크기를 비교하여 판단하는 마이크로-제어기
503 : 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터
504 : 이득 비교기의 감쇄기
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치의 바람직한 일실시예는, 입력된 RF 신호의 크기를 조절하는 감쇄기와; 상기 감쇄된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 감쇄기로 입력되는 신호를 추출하는 제1결합기; 상기 증폭된 신호를 출력측에서 추출하는 제2결합기; 및 자동이득조절로 동작하는 경우에는 상기 제1결합기의 추출신호 RF1와 상기 제2결합기의 추출신호 RF2를 비교 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하고, 자동레벨조절로 동작하는 경우에는 상기 RF2의 변화량을 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하는 이득 비교기를 포함하여 이루어진다.
그리고 감쇄기와, 증폭기, 입력신호를 추출하는 결합기, 출력신호를 추출하는 결합기 및 자동이득조절로 동작하기 위하여는 입력신호 RF1와 출력신호 RF2를 비교 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하고 자동레벨조절로 동작하기 위하여는 상기 출력신호 RF2의 변화량을 판단하여 상기 감쇄기외 감쇄량을 조절하는 이득 비교기를 포함하는 장치를 사용하는 본 발명에 따른 자동이득조절 또는 자동레벨조절을 수행하는 방법의 바람직한 실시예는, 상기 입력신호 RF1의 RSSI값을 읽는 단계와; 상기 읽어낸 RF1의 RSSI값을 저장하는 단계; 상기, 출력신호 RF2의 RSSI값을 읽는 단계; 상기 읽어낸 RF2의 RSSI값을 저장하는 단계; 상기 저장된 RF1 입력값과 RF2 출력값을 비교하는 단계; 상기 비교된 결과에 따라 상기 감쇄기의 감쇄값을 조절함으로써 자동이득조절을 수행하는 단계; 상기 출력신호 RF2의 RSSI값을 읽는 단계; 상기 읽어낸 RF2의 RSSI값을 저장하는 단계; 상기 저장된 RF2의 RSSI값을 미리 설정된 초기 레벨값과 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 감쇄기의 감쇄값을 조절함으로써 자동레벨조절을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이하 첨부된 제4도와 제5도를 참조하여 본 발명에 따라 자동이득조절과 자동레벨조절이 모두 가능한 장치와 그 장치를 이용한 방법에 대하여 설명한다.
전원이 공급되면 증폭기(403)의 이득에 해당되는 감쇄기(402)의 값이 초기화된다. 결합기(401)는 입력 신호를 추출하여 이득 비교기(405)의 RF1 입력으로 공급하고, 감쇄기(402)를 거친 신호는 증폭기(403)를 거쳐 출력에 전달된다. 출력측 결합기(404)는 상기 출력 신호를 추출하여 이득 비교기(405)의 RF2 입력으로 공급한다.
이득 비교기(405)는 상기 RF1 입력과 RF2 입력을 비교·판단하여 감쇄기(402)에 감쇄량을 조절하여 항시 일정한 이득을 유지하도록 계속 같은 순서로 반복함으로써, 본 장치는 자동이득조절(AGC) 기능을 수행한다.
또한 상기와 같은 구조에서 자동레벨조절(ALC) 기능으로 구현하고자 할 때, 이득 비교기(405)는 RF2의 입력을 기준으로 삼아 RF2의 변화량을 판단하여 감쇄기(402)에 감쇄량을 조절함으로써, 항시 일정한 출력을 유지하도록 계속 반복한다.
제5도는 본 발명의 이득 비교기의 일실시예를 구현한 회로이다. 입력 신호의 크기를 판단하기 위하여 입력측 결합기(401)에서 추출된 신호는 검출 회로의 RF1로 입력되고 출력 신호의 크기를 판단하기 위하여 출력측 결합기(404)에서 추출된 신호는 검출 회로(501)의 RF2로 입력되고 입출력의 크기를 마이크로-제어기(502)에서 입력 값과 출력값을 비교·판단한다.
그리하여 출력이 작으면 D/A 컨버터(503)를 통해 전달하고 감쇄량을 줄여준다. 만일 출력이 크면 D/A 컨버터(503)를 통해 전달 감쇄기(504)에 감쇄량을 늘려 증폭기의 이득을 조절해 준다.
자동레벨조절 기능으로 사용하고자 할 때는 설정 레벨을 출력값과 비교하여 판단한다. 출력값이 항상 설정된 레벨과 똑같은 값을 가지도록 감쇄기에 감쇄량을 조절한다.
또한 마이크로-제어기(502)는 프로그램으로 동작이 가능하며 프로그램의 순서는, 자동이득조절 장치로 동작하는 경우에는 초기 값을 설정하고 PLL 주파수를 선택한 후 RFI를 선택한다. 그리고 RSSI값을 읽고 입력 값을 RSSI에 저장한다. 또한 RF2를 선택하여 RSSI를 읽고, 출력값을 RSSI에 저장한다. 그 다음, 상기 입력값과 출력값을 비교하여 그 비교 값에 따라 감쇄기의 값을 조절하는 방법을 제공한다.
자동레벨조절 장치로 동작하는 경우에는 우선 초기 값과 초기 레벨을 설정하고 PLL 주파수와 RF2를 선택한다. 그런 후 RSSI값을 읽고 출력값을 RSSI에 저장한다. 상기 초기 레벨과 출력간을 비교한 후 그 비교 값에 따라 감쇄기의 값을 조절하는 방법을 제공한다.
제3도를 참조하여 설명하면, 이득 비교기의 검출 회로는 입력 신호의 크기를 판단하기 위하여 입력측 결합기(401)에서 추출된 신호는 검출 회로의 RF1로 입력되고 출력 신호의 크기를 판단하기 위하여 출력측 결합기(404)에서 추출된 신호는 증폭기의 이득과 동일하게 감쇄시켜 검출회로의 RF2로 입력된다.
검출 회로에 입력된 RF1과 RF2는 RF 스위치(301)의 선택에 따라 입력되고 입력된 신호는 대역통과필터(371)를 거쳐 주파수 혼합기(303)에 인가된다. 주파수 혼합기(303)에 인가된 신호는 IF 신호화하기 위하여 PLL에서 주어진 주파수 정보에 따라 발진기는 발진하며 주파수 혼합기(303)에 인가된다.
주파수 혼합기(303)에서 혼합된 IF 주파수는 협대역 대역통과 필터(305)를 거쳐 LOG-AMP(307)에 인가된다. LOG-AMP(307)에서 나오는 RSSI의 전압값을 OP-AMP(308)로 증폭하여 마이크로-제어기(502)에 전달된다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고, 여러 가지 형태를 취할 수 있지만, 그에 따른 특별한 실시예만 상기 도면에 도시되어 있고, 그에 대해서는 상세하게 기술될 것이다. 하지만, 본 발명은 명세서에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의된, 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 동작하는 본 발명은, 자동이득조절 기능과 자동레벨조절 기능을 동일 회로로 구현할 수 있고 온도와 전압의 변화에 대해 항시 능동적으로 대치할 수 있으며 증폭기의 전압 및 온도보상 회로를 추가로 구현할 필요가 없다.
또만 출력 레벨이 일정한 자동이득조절이 아니라, 일정한 진정한 의미에서의 자동 일정 이득조절 기능을 구현하는 특성을 향상시킬 수 있다.
Claims (9)
- 입력된 RF 신호의 크기를 조절하는 감쇄기와; 상기 감쇄된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 감쇄기로 입력되는 신호를 추출하는 제1결합기; 상기 증폭된 신호를 출력측에서 추출하는 제2결합기; 및 자동이득조절로 동작하는 경우에는 상기 제1결합기의 추출신호 RF1와 상기 제2결합기의 추출신호 RF2를 비교 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하고, 자동레벨조절로 동작하는 경우에는 상기 RF2의 변화량을 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하는, 이득 비교기를 포함하는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 이득 비교기는, 상기 출력신호 RF2의 신호를 감쇄시키는 제2감쇄기와; 상기 입력신호 RF1와 상기 감쇄된 출력신호 RF2의 크기를 판단하는 검출회로; 상기 검출회로에 의하여 판단된 RF1 및 RF2의 크기를 비교 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄값을 결정하는 마이크로-제어기; 및 상기 마이크로-제어기에 의하여 결정된 디지털 감쇄값을 아날로그 감쇄값으로 변환하여 상기 감쇄기로 전달하는 D/A 컨버터를 포함하는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 마이크로-제어기는, 자동이득조절로 동작하는 경우, 상기 RF1 및 RF2의 크기 비교 결과 출력값이 작으면 상기 D/A 컨버터를 통해 전달하는 감쇄값을 줄이는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 마이크로-제어기는, 자동이득조절로 동작하는 경우, 상기 RF1 및 RF2의 크기 비교 결과 출력값이 크면 상기 D/A 컨버터를 통해 전달하는 감쇄값을 늘리는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 마이크로-제어기는, 자동레벨조절로 동작하는 경우, 미리 설정된 레벨과 상기 출력신호 RF2의 크기를 비교하는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 마이크로-제어기는, 자동레벨조절로 동작하는 경우, 상기 비교결과에 따라 상기 감쇄기의 감쇄값을 조절하는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 마이크로-제어기는, 사용자에 의하여 입력된 프로그램에 따라 동작하는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
- 감쇄기와, 증폭기, 입력신호를 추출하는 결합기, 출력신호를 추출하는 결합기 및 자동이득조절로 동작하기 위하여는 입력신호 RF1와 출력신호 RF2를 비교 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하고 자동레벨조절로 동작하기 위하여는 상기 출력신호 RF2의 변화량을 판단하여 상기 감쇄기의 감쇄량을 조절하는 이득 비교기를 포함하는 장치를 사용하여 자동이득조절 또는 자동레벨조절을 수행하는 방법에 있어서, 상기 입력신호 RF1의 RSSI값을 읽는 단계와; 상기 읽어낸 RF1의 RSSI값을 저장하는 단계; 상기 출력신호 RF2의 RSSI값을 읽는 단계; 상기 읽어낸 RF2의 RSSI값을 저장하는 단계; 상기 저장된 RF1 입력값과 RF2 출력값을 비교하는 단계; 상기 비교된 결과에 따라 상기 감쇄기의 감쇄값을 조절함으로써 자동이득조절을 수행하는 단계; 상기 출력신호 RF2의 RSSI값을 읽는 단계; 상기 읽어낸 RF2의 RSSI값을 저장하는 단계; 상기 저장된 RF2의 RSSI값을 미리 설정된 초기 레벨값과 비교하는 단계; 및 상기 비교결과에 따라 상기 감쇄기의 감쇄값을 조절함으로써 자동레벨조절을 수행하는 단계를 포함하는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 검출회로는, 상기 RF1과 상기 RF2 가운데 하나를 선택하는 RF 스위치와; 상기 RF 스위치에 의하여 선택된 신호를 필터링하는 대역통과필터(BPF); IF 신호화하는 위상동기루프(PLL); 상기 위상동기루프로부터 발생된 정보에 따라 전압을 제어하여 IF 신호를 발생시키는 전압제어발진기(VCO); 상기 대역통과필터를 통과한 신호와 상기 전압제어발진기로부터 발생된 출력신호를 혼합하는 주파수 혼합기; 상기 주파수 혼합기의 출력 신호를 필터링하는 대역통과필터; 상기 대역통과필터로부터 출력된 AC성분 신호를 DC성분 신호로 변화하여 증폭하는 LOG-AMP; 및 상기 LOG-AMP 출력값을 증폭함으로써 RSSI값을 출력하는 OP-AMP를 구비하는, 자동이득조절과 자동레벨조절이 가능한 장치.
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1997
- 1997-12-31 KR KR1019970081467A patent/KR100264420B1/ko not_active IP Right Cessation
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