KR100294047B1 - 전력제어저항성주파수혼합기장치 - Google Patents

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    • H03D2200/0025—Gain control circuits

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 무선주파수신호의 수신단에 관한 것으로, 특히 신호 대 잡음비를 향상시키기 위해 큰 전력의 신호 입력 시 전력이득을 조절 할 수 있는 중간주파수 혼합 장치에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
큰 전력의 무선주파수신호를 감쇄시키는 전력제어 저항성 주파수혼합 장치의 제공.
다. 발명의 해결 방법의 요지
무선주파수신호에 크기에 따른 제어전압신호를 상위계층으로부터 입력받고, 저잡음 증폭된 무선주파수신호를 정합하여 입력받고, 정합된 국부반송파신호와 공급전원을 입력받는 주파수혼합기 장치에 있어서, 상기 공급전원을 입력받아 동작 전압을 생성하는 동작 전압 생성부와, 상기 제어전압신호와 상기 동작 전압에 의해 무선주파수 신호의 전력을 조절하는 전력 조절부와, 상기 동작 전압과 상기 국부반송파신호를 입력받아 상기 전력 조절된 무선주파수 신호를 중간주파수 신호로 변환하는 주파수 혼합기로 구성됨을 특징으로 한다.
라. 발명의 중요한 용도
주파수혼합기의 신호 대 잡음비 개선 및 선형성 유지.

Description

전력제어 저항성 주파수혼합기 장치{PAAPRATUS FOR CONTROLLING POWER OF RESISTIVE MIXER IN RADIO TELECOMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선주파수신호의 수신단에 관한 것으로, 특히 신호 대 잡음비 및 선형성을 개선하기 위해 무선주파수신호의 크기에 따라 저전력증폭된 큰 전력의 무선주파수신호를 감쇄하는 주파수혼합기에 관한 것이다.
일반적으로 무선주파수신호의 수신단은 주파수혼합기를 구비한다. 상기 주파수혼합기는 저전력증폭기에서 증폭된 무선주파수신호의 주파수대역을 중간주파수(Intermediated Frequency)대역으로 변환시키는 역할을 한다. 그런데 큰 전력의 무선주파수신호가 주파수혼합기에 입력되면, 상기 무선주파수신호의 입력전력에 대한 주파수혼합기의 출력전력이 포화(Saturation)된다. 따라서 주파수혼합기의 이득곡선이 선형성을 유지하지 못하게 된다. 상기 주파수혼합기의 선형성 유지는 전체 수신단의 선형성 특성에 큰 영향을 끼치게 된다. 이로 인해 입력되는 무선주파수신호의 충실한 복원이 어렵다.
상기 주파수혼합기의 선형성 유지를 위하여, 종래에는 큰 전력의 무선주파수신호가 안테나로부터 출력되면, 상기 신호를 저전력증폭기에 인가하기 전에 미리 그 전력을 감쇄시키거나 저전력증폭기의 전력이득을 낮추는 방법을 사용하였다. 그러나 상기의 전력 감쇄방법들은 입력 무선주파수신호의 신호대 잡음비를 낮아지게 하는 결과를 초래하였다. 이로 인해, 상기 큰 전력의 무선주파수 신호를 복원할 시, 입력신호의 수신감도가 나빠지는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 큰 전력의 무선주파수신호를 감쇄시키는 전력제어 저항성 주파수혼합기 장치를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선주파수신호에 크기에 따른 제어전압신호를 상위계층으로부터 입력받고, 저잡음 증폭된 무선주파수신호를 정합하여 입력받고, 정합된 국부반송파신호와 공급전원을 입력받는 주파수혼합기 장치에 있어서, 상기 공급전원을 입력받아 동작 전압을 생성하는 동작 전압 생성부와, 상기 제어전압신호와 상기 동작 전압에 의해 무선주파수 신호의 전력을 조절하는 전력 조절부와, 상기 동작 전압과 상기 국부반송파신호를 입력받아 상기 전력 조절된 무선주파수 신호를 중간주파수 신호로 변환하는 주파수 혼합기로 구성됨을 특징으로한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력제어 저항성 주파수혼합기를 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력제어 저항성 주파수혼합기를 도시한다.
무선주파수신호 정합기(110)는 저잡음 증폭기(도시하지 않음)로부터 입력되는 무선주파수신호의 임피던스를 정합하여 전력제어 저항성 주파수혼합기(100)로 출력한다. 국부 반송파 신호 정합부(150)는 국부발진기로부터 출력되는 국부반송파 신호를 정합하여 출력한다. 상기 전력제어 저항성 주파수 혼합기(100)는 상기 무선주파수신호 정합기(110)로부터 출력되는 정합된 무선주파수신호를 입력받고, 상기 무선주파수 신호의 크기에 따라 상기 무선주파수신호의 전력을 감쇄 또는 패스하고, 상기 감쇄 또는 전력의 감쇄없이 출력되는 무선주파수신호를 상기 정합된 국부반송파 신호를 입력받아 중간주파수 신호로 변환하여 출력한다. 중간주파수 신호 정합기(160)는 상기 전력제어 저항성 주파수 혼합기(100)로부터 출력되는 중간주파수 신호를 정합하여 필터로 출력한다.
상기 전력제어 저항성 주파수 혼합기(100)는 크게 동작전압 생성부와 전력조절부와 주파수혼합기로 구성된다. 상기 전력제어 조절부는 크게 상기 무선주파수신호 정합기(110)로부터 출력되는 신호를 상기 무선주파수신호의 크기에 따라 조절하여 출력하는 제1전계 효과 트랜지스터(130)와, 상기 제어전압신호를 전압분배하는 저항들(R6, R7)과 커패시터(c1)으로 구성된다. 상기 주파수 혼합기는 상기 정합된 국부반송파 신호를 입력받아 상기 조절된 무선주파수신호를 중간주파수신호로 변환하여 출력하는 제2전계효과 트랜지스터(140)로 구성된다. 상기 동작전압부는 상기 제1전계효과 트랜지스터(130)와 제2전계효과 트랜지스터(140)의 게이트와 소스에 핀치오프 전압을 제공하기 위한 제3 전계효과 트랜지스터(120)와 다수의 저항들로 구성된다.
구체적으로, 제 1 전계효과 트랜지스터(130)는 무선주파수신호 정합기(110)로부터 입력되는 상기 무선주파수신호를 제 1 드레인단자를 통하여 입력받는다. 그리고 제 1 전계효과 트랜지스터(130)는 제 1 게이트단자를 통하여 입력되는 { V}_{CONTROL } 에 의해 상기 드레인 단자로 입력되는 무선주파수 신호의 전력을 조절하여 출력한다. 상기 VCONTROL은 제어기(도시하지 않음)와 같은 상위계층으로부터 출력되는 제어전압신호로부터 저항(R6)과 저항(R7) 및 커패시터(c1)에 의해 형성되는 전압이다. 상기 제어전압신호는 안테나를 통해 수신되는 무선주파수신호의 전력 크기에 따라 결정되는 값이다. 예를 들면, 상기 제어전압신호는 상기 무선주파수신호의 전력이 기준값보다 클 경우 하이의 신호이고, 전력이 작을 경우 로우의 신호이다. 특히, 큰 전력의 무선주파수신호가 상기 제 1 드레인단자를 통하여 입력되면, 상기 제1 전계효과 트랜지스터(130)는 상기 { V}_{CONTROL } 에 의해 제 1 전계효과 트랜지스터의 채널의 폭이 감소되어 상기 무선주파수신호의 전력을 감쇄시키는 동작을 한다.
제 2 전계효과 트랜지스터(140)는 제 2 드레인단자를 통하여 제1 전계효과 트랜지스터(130)의 제 1 소오스단자로부터 출력되는 상기 전력 조절된 무선주파수신호를 입력받는다. 그리고 제 2 전계효과 트랜지스터(140)는 국부반송파신호 정합기(160)로부터 출력되는 정합된 국부발송파신호를 제 2 게이트단자를 통하여 입력받는다. 상기 전력 조절된 무선주파수신호는 상기 국부발송파신호에 따라 제 2 전계효과 트랜지스터(140)의 채널을 통과하여 중간주파수대역의 신호로 변환되어 제2 소오스 단자를 통해 출력된다.
한편, 제 1 저항은 제 3 전계효과 트랜지스터(120)의 제 3 게이트단자에 연결되며, 상기 제 3 게이트단자의 입력전압을 0볼트가 되게 한다. 그리고 제 3 소오스단자에 직렬로 연결된 제 2 저항과 제 3 저항은 큰저항값을 가진다. 이로인해, 제 3 전계효과 트랜지스터(120)는 전류를 통과시키지 못하게 된다. 따라서 제 3 전계효과 트랜지스터(120)의 게이트-소오스전압은 핀치오프전압이 걸리게 된다. 그런데, 상기 제 3 저항은 상기 제 2 저항에 대해서 상대적으로 큰 저항값을 가진다. 따라서 상기 제 2 저항과 제 3 저항사이의 노드 NA에 일측이 연결되고 타측이 상기 제 1 드레인단자에 연결된 제 4 저항에 걸리는 전압은 상기 핀치오프전압이 된다. 마찬가지로 상기 노드 NA에 일측이 연결되고 타측이 상기 제 1 소오스단자에 연결된 제 5 저항에 걸리는 전압도 역시 상기 핀치오프전압이 된다. 따라서 제 3 전계효과 트랜지스터(120)는 제 3 드레인단자를 통하여 공급전원을 입력받으면, 상기 제 1 드레인단자와 제 2 소오스단자에 상기 핀치오프전압을 인가한다는 것을 알 수 있다.
도시된 바와 같이, 외부(도시하지 않음)로부터 입력되는 제어전압신호는 제 6 저항과 제 7 저항에 의해 전압분배되며, 이로인해 상기 제 6 저항과 제 7 저항사이의 노드 NB에 걸리는 상기 { V}_{CONTROL } 이 결정된다. 상기 제 1 드레인단자와 제 2 소오스단자의 전압은 동일한 전위를 가지므로, 제 1 소오스단자의 전압도 역시 상기 핀치오프전압이다. 따라서 상기 제어전압신호의 조절에 의해 상기 { V}_{CONTROL } 가 핀치오프전압이 되면, 제 1 전계효과 트랜지스터(130)의 채널이 최대로 열리게 된다. 이때의 제 1 전계효과 트랜지스터(130)의 저항은 수 오옴( OMEGA )정도가 되어, 입력되는 상기 무선주파수신호는 거의 감쇄되지 않는다. 반대로 상기 제어전압신호의 조절에 의해 상기 { V}_{CONTROL } 가 0볼트가 되면, 제 1 전계효과 트랜지스터(130)의 채널이 닫히게 된다. 이때의 제 1 전계효과 트랜지스터(130)의 저항은 수 천 오옴( OMEGA )이 되어, 입력되는 상기 무선주파수신호의 전력은 감쇄하게 된다. 따라서 상기 { V}_{CONTROL } 가 0볼트에서 상기 핀치오프전압까지 변화하면, 상기 무선주파수신호의 전력을 조절할 수가 있다는 것을 알 수 있다. 또한 상기한 바와 같이, 상기 제 1 드레인단자와 제 2 소오스단자의 전압은 동일한 전위를 가지므로, 전력제어 저항성 주파수혼합기(100)는 상기 무선주파수신호의 직류성분을 통과시키지 않는다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전력제어 저항성 주파수혼합기 장치는 입력되는 무선주파수신호의 전력을 제어하여 주파수혼합기의 이득곡선의 선형성 및 신호 대 잡음비을 유지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (6)

  1. 무선주파수신호에 크기에 따른 제어전압신호를 상위계층으로부터 입력받고, 저잡음 증폭된 무선주파수신호를 정합하여 입력받고, 정합된 국부반송파신호와 공급전원을 입력받는 주파수혼합기 장치에 있어서,
    상기 공급전원을 입력받아 동작 전압을 생성하는 동작 전압 생성부와,
    상기 제어전압신호와 상기 동작 전압에 의해 무선주파수 신호의 전력을 조절하는 전력 조절부와,
    상기 동작 전압과 상기 국부반송파신호를 입력받아 상기 전력 조절된 무선주파수 신호를 중간주파수 신호로 변환하는 주파수 혼합기로 구성됨을 특징으로 하는 전력 제어 저항성 주파수 혼합 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전력조절부가,
    상기 입력되는 무선주파수 신호의 전력이 클시, 상기 전력의 크기를 감쇄시킴을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 전력조절부가,
    상기 제어전압신호를 전압분배하여 제2제어전압신호를 생성하는 제2제어전압분배부와,
    상기 무선주파수 신호를 제 1 드레인단자를 통하여 입력받고 제 1 게이트단자를 통하여 입력되는 상기 제2제어전압신호에 의해 상기 무선주파수 신호의 전력을 조절하여 제1소오스 단자를 통해 출력하는 제1 전계효과 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 전력 제어 저항성 주파수혼합기 장치,
  4. 제3항에 있어서, 상기 주파수 혼합기가,
    상기 제1 소오스를 통해 전력 조절된 무선주파수 신호를 입력받는 제2드레인 단자와,
    상기 정합된 국부반송파를 입력받는 제2 게이트 단자와,
    상기 동작전압과 상기 정??된 국부반송파에 의해 중간주파수 신호를 출력하는 제2소오스 단자로 이루어짐을 특징으로 하는 전력제어 저항성 주파수 혼합기 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 동작전압 생성부가,
    일측이 상기 공급전원에 연결되고 타측이 제 2 게이트단자에 연결된 제 1 저항과,
    일측이 제 2 소오스단자에 연결된 제 2 저항과,
    일측이 상기 제 2 저항의 타측에 연결되고 타측이 소정 전압원에 연결되며 저항값이 상기 제 2 저항보다 큰 제 3 저항과,
    상기 제 2 저항과 제 3 저항사이의 노드에 일측이 연결되고 타측이 상기 제 1 드레인단자 입력단에 연결된 제 4 저항과,
    상기 노드에 일측이 연결되고 타측이 상기 제 2 소오스단자 출력단에 연결되며 상기 제 4 저항과 동일한 저항값을 가지는 제 5 저항으로 이루어짐을 특징으로 하는 전력 제어 저항성 주파수혼합기 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 동작전압이 핀치오프 전압임을 특징으로 하는 전력 제어 저항성 주파수 혼합기 장치.
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