KR100312304B1 - Balance amplifier circuit using detector and thereof method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신 시스템에서 사용되는 무선 주파수(RF) 대역의 평형 전력증폭회로에서 전력증폭 소자의 증폭특성 조정을 용이하게 하기 위한, 검출기를 이용한 평형 전력증폭회로 및 증폭방법에 관한 것으로서, 무선 주파수 대역의 입력신호를 제 1 및 제 2 신호로 분배하는 분배기, 분배기에 의하여 분배된 제 1 신호를 검출하여 출력하는 제 1 검출기, 제 1 검출기를 통해 전달된 제 1 신호를 증폭하는 제 1 증폭단, 제 1 증폭단에서 출력된 신호를 검출하여 출력하는 제 2 검출기, 분배기에 의하여 분배된 제 2 신호를 검출하는 제 3 검출기, 제 3 검출기를 통해 전달된 제 2 신호를 증폭하는 제 2 증폭단, 제 2 증폭단에서 출력된 신호를 검출하는 제 4 검출기, 제 2 검출기에 의해 검출된 신호와 제 4 검출기에 의해 검출된 신호를 결합하여 출력하는 결합기, 제 1 내지 제 4 검출기에 각각 연결되어, 제 1 내지 제 4 검출기가 검출한 제 1 및 제 2 증폭단의 입력신호와 출력신호의 크기를 각각 측정하는 스펙트럼 분석기 수단, 스펙트럼 분석기 수단에 의하여 측정된 각 증폭단의 입력신호와 출력신호의 크기를 비교하고, 그 비교결과를 사용하여 각 증폭단의 증폭특성을 조정하는 조정수단를 포함하여 이루어진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a balanced power amplifier circuit and amplification method using a detector for facilitating adjustment of amplification characteristics of a power amplifier in a balanced power amplifier circuit of a radio frequency (RF) band used in a communication system. A divider for dividing an input signal of the first and second signals, a first detector for detecting and outputting a first signal distributed by the divider, a first amplifying stage for amplifying the first signal transmitted through the first detector, and A second detector for detecting and outputting a signal output from the first amplifier stage, a third detector for detecting a second signal distributed by the divider, a second amplifier stage for amplifying the second signal transmitted through the third detector, and a second amplifier stage A fourth detector for detecting a signal output from the second detector, a combiner for combining the signal detected by the second detector with the signal detected by the fourth detector, and outputting the first internal Each of the amplified stages measured by the spectrum analyzer means and the spectrum analyzer means for measuring the magnitudes of the input and output signals of the first and second amplifier stages detected by the first to fourth detectors, respectively. And adjusting means for comparing the magnitudes of the input signals and the output signals, and using the comparison results to adjust the amplification characteristics of each amplifier stage.
Description
본 발명은 평형 전력증폭회로(Balance Amplifier Circuit) 및 그 증폭방법에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 사용되는 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 대역의 평형 전력증폭회로에서 전력증폭 소자의 증폭특성 조정을 용이하게 하기 위한, 검출기를 이용한 평형 전력증폭회로 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a balanced amplifier circuit and an amplification method thereof, and particularly to easily adjust amplification characteristics of a power amplifier in a balanced power amplifier circuit of a radio frequency (RF) band used in a communication system. The present invention relates to a balanced power amplifier circuit and method using a detector.
통상적으로 무선통신 시스템에서 사용되는 무선 주파수 대역의 증폭기는 그 최대출력을 크게 하기 위하여 두 개의 증폭단을 병렬로 연결하여 구성하는 평형증폭기(Balance Amplifier)의 구조를 사용하고 있다. 평형증폭기는 각각의 증폭단이 입력신호의 절반만을 증폭하기 때문에 전체적인 증폭특성이 일반적인 증폭기에 비하여 개선된다는 장점을 가진다.In general, an amplifier in a radio frequency band used in a wireless communication system uses a structure of a balance amplifier configured by connecting two amplifier stages in parallel to increase the maximum output power. The balanced amplifier has the advantage that the overall amplification characteristic is improved compared to the general amplifier because each amplifier stage amplifies only half of the input signal.
도 1 은 종래기술에 의한 평형증폭기의 구성도를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 무선 주파수 대역의 입력신호를 2개의 경로로 분배하는 분배기(110), 상기 분배기(110)에 의하여 분배된 신호중 하나인 제 1 신호를 증폭하는 제 1 증폭단(120), 상기 분배기(110)에 의하여 분배된 신호중 다른 하나인 제 2 신호를 증폭하는 제 2 증폭단(130), 상기 제 1 증폭단(120)의 출력과 상기 제 2 증폭단(130)의 출력을 결합하여 출력하는 결합기(140)로 구성된 것으로서, 이의 작용 및 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.1 shows a configuration diagram of a balanced amplifier according to the prior art, and as shown, a splitter 110 for distributing an input signal of a radio frequency band into two paths, and one of the signals distributed by the splitter 110. A first amplifying stage 120 for amplifying the first signal, a second amplifying stage 130 for amplifying a second signal which is another one of the signals distributed by the divider 110, and an output of the first amplifying stage 120; Composed of a combiner 140 for combining and outputting the output of the second amplification stage 130, the operation and effects thereof will be described as follows.
상기 제 1 증폭단(120)과 제 2 증폭단(130)은 각각 상기 분배기(110)와 연결되는 제 1 정합회로(122)(132)와, 상기 제 1 정합회로(122)(132)를 통해 전달된 신호를 증폭하는 트랜지스터(124)(134) 및 상기 트랜지스터(124)(134)에 의하여 증폭된 신호를 상기 결합기(140)로 전달하는 제 2 정합회로(126)(136)로 구성된다.The first amplifying stage 120 and the second amplifying stage 130 are transferred through the first matching circuit 122 and 132 and the first matching circuit 122 and 132 respectively connected to the distributor 110. And a second matching circuit 126 and 136 for transmitting the signal amplified by the transistors 124 and 134 to the combiner 140.
상기된 바와 같이 구성되는 평형증폭기는, 입력단과 출력단에 각각 3dB 결합기(110)와 분배기(140)를 사용함으로써 입력신호를 1/2로 분배하고 제 1 및 제 2 증폭단(120)(130)에서 증폭된 신호를 결합한다.The balanced amplifier configured as described above divides the input signal by half by using the 3dB combiner 110 and the divider 140 at the input stage and the output stage, respectively, and at the first and second amplifier stages 120 and 130. Combine the amplified signal.
이때 상기 각 증폭단(120)(130)은, 다수의 수동소자(passive element)로 구성되며 소자별 임피던스 정합을 위한 정합회로(122)(126)(132)(136)를 조정하여 상기 트랜지스터(124)(134)가 특정한 주파수 영역에서 동작하도록 한다.In this case, each of the amplification stages 120 and 130 includes a plurality of passive elements and adjusts the matching circuits 122, 126, 132, and 136 for impedance matching for each device. 134 operates in a particular frequency domain.
상기와 같이 동작하는 평형증폭기에 있어서 종래기술에 의한 평형증폭기의 조정방법은 두가지로 나뉘어진다. 종래기술에 의한 제 1 조정방법은, 먼저 분배기나 결합기에 연결되지 않은채 독립적으로 동작하는 두개의 증폭단의 입력과 출력을 각각 측정함으로써, 각 증폭단이 특정한 주파수 영역에서 양호한 증폭기능을 수행하도록 각 증폭단의 위상과 이득을 각각 조정한다. 그 다음 상기 두 증폭단을 분배기와 결합기에 각각 연결하고 전체적인 평형증폭기의 입력과 출력을 측정함으로써 평형증폭기가 정상적으로 동작하는지를 다시 확인한다.In the balance amplifier operating as described above, the balancing amplifier according to the related art is divided into two methods. The first adjustment method according to the prior art first measures each input and output of two amplifier stages operating independently without being connected to a divider or combiner, so that each amplifier stage performs good amplifier performance in a specific frequency range. Adjust the phase and gain of each. The two amplifier stages are then connected to the splitter and combiner respectively, and the input and output of the overall balance amplifier are measured again to confirm that the balance amplifier operates normally.
그러나 상기의 제 1 조정방법은, 각 증폭단을 조정한 다음 조정된 상기 각 증폭단을 분배기와 결합기에 연결하고 전체적인 평형증폭기의 기능을 다시 확인해야 한다는 불편함이 있었다.However, the first adjustment method has the inconvenience of adjusting each amplifier stage and then connecting the adjusted amplifier stages to the distributor and the combiner and rechecking the function of the overall balance amplifier.
그러므로 상기의 불편함을 해결하기 위한 종래기술에 의한 평형증폭기의 제 2 조정방법은, 두개의 증폭단을 분배기와 결합기에 연결한 다음 전체적인 평형증폭기의 입력과 출력을 측정함으로써, 평형 증폭기가 특정한 주파수 영역에서 양호한 증폭기능을 수행하도록 각 증폭단의 위상과 이득을 조정한다.Therefore, the second method of adjusting the balance amplifier according to the related art to solve the above inconvenience is to connect the two amplifier stages to the divider and the combiner, and then measure the input and output of the overall balance amplifier, so that the balance amplifier has a specific frequency range. Adjust the phase and gain of each amplifier stage to achieve good amplifier performance.
상기의 제 2 조정방법은, 상기 제 1 조정방법에 비하여 시험의 단계는 간단해지지만 전체적인 평형증폭기의 출력만을 측정하여 각 증폭단의 이득을 조정하기 때문에, 두 증폭단에서 각각 출력된 신호크기 간의 차이로 인한 손실이 발생하여 전체적인 평형증폭기의 출력이 오히려 감소하게 될 수 있었다. 게다가 상기 출력신호크기간의 차이가 매우 큰 경우 한쪽 증폭단의 트랜지스터에 과다한 부하를 주게 될 수 있었다.The second adjustment method is simpler than the first adjustment method. However, since the gain of each amplification stage is adjusted by measuring only the output of the overall balance amplifier, the difference between the signal sizes output from the two amplification stages is different. The resulting losses could reduce the overall balance amplifier output. In addition, when the difference in the output signal period is very large, an excessive load may be applied to the transistor of one amplifier stage.
즉, 종래 기술에 의한 평형증폭기는 두 증폭단을 분배기와 결합기에 연결한 다음에는 상기 두 증폭기의 입력과 출력을 각각 측정할 수 없었다는 문제점이 있었다.In other words, the conventional amplifier has a problem in that the input and output of the two amplifiers cannot be measured after connecting the two amplifier stages to the splitter and the combiner.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 평형증폭기의 전체적인 특성조정을 용이하게 하기 위하여, 두개의 증폭단을 분배기와 결합기에 연결한 상태에서 각 증폭단으로 입력되는 신호와 각 증폭단에서 출력하는 신호를 검출할 수 있는 검출기를 포함하는, 검출기를 이용한 평형 전력증폭회로 및 증폭방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention, which was devised to solve the problems of the prior art operated as described above, is to connect each amplifier stage with two amplifier stages connected to a distributor and a combiner in order to facilitate the adjustment of the overall characteristics of the balanced amplifier. The present invention provides a balanced power amplifier circuit and an amplification method using a detector including a detector capable of detecting an input signal and a signal output from each amplifier stage.
도 1 은 종래기술에 의한 평형증폭기의 구성도.1 is a block diagram of a balance amplifier according to the prior art.
도 2 는 본 발명에 의하여 검출기를 이용한 평형 전력증폭회로 구성의 일 실시예를 나타낸 도면.2 is a view showing an embodiment of a balanced power amplifier circuit configuration using a detector according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
110 : 분배기 120,130 : 증폭단110: divider 120,130: amplification stage
122,126,132,136 : 정합회로 124,134 : 트랜지스터122,126,132,136: Matching circuit 124,134: Transistor
140 : 결합기 210 : 분배기140: combiner 210: divider
220,240,250,270 : 검출기 230,260 : 증폭단220,240,250,270: Detector 230,260: Amplifier
232,236,262,264 : 정합회로 234,264 : 트랜지스터232,236,262,264: matching circuit 234,264: transistor
280 : 결합기 290 : 부하280: combiner 290: load
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 결합기를 이용한 평형 전력증폭회로의 실시예는,무선 주파수 대역의 입력신호를 제 1 및 제 2 신호로 분배하는 분배기;상기 분배기에 의하여 분배된 상기 제 1 신호를 검출하여 출력하는 제 1 검출기;상기 제 1 검출기를 통해 전달된 상기 제 1 신호를 증폭하는 제 1 증폭단;상기 제 1 증폭단에서 출력된 신호를 검출하여 출력하는 제 2 검출기;상기 분배기에 의하여 분배된 상기 제 2 신호를 검출하는 제 3 검출기;상기 제 3 검출기를 통해 전달된 상기 제 2 신호를 증폭하는 제 2 증폭단;상기 제 2 증폭단에서 출력된 신호를 검출하는 제 4 검출기;상기 제 2 검출기에 의해 검출된 신호와 상기 제 4 검출기에 의해 검출된 신호를 결합하여 출력하는 결합기;상기 제 1 내지 제 4 검출기에 각각 연결되어, 상기 제 1 내지 제 4 검출기가 검출한 상기 제 1 및 제 2 증폭단의 입력신호와 출력신호의 크기를 각각 측정하는 스펙트럼 분석기 수단;Embodiments of the balanced power amplifier circuit using a combiner according to the present invention, which is designed to achieve the above object, includes: a divider for distributing an input signal of a radio frequency band into first and second signals; A first detector for detecting and outputting the first signal; a first amplifier for amplifying the first signal transmitted through the first detector; a second detector for detecting and outputting a signal output from the first amplifier; A third detector for detecting the second signal distributed by the distributor; a second amplifier for amplifying the second signal transmitted through the third detector; a fourth detector for detecting a signal output from the second amplifier stage A combiner configured to combine and output the signal detected by the second detector and the signal detected by the fourth detector; respectively connected to the first to fourth detectors. Spectrum analyzer means for the first to fourth detector detects one of the first and respectively measuring the amplitude of the input signal and the output signal of the second amplifier stage;
상기 스펙트럼 분석기 수단에 의하여 측정된 상기 각 증폭단의 입력신호와 출력신호의 크기를 비교하고, 그 비교결과를 사용하여 상기 각 증폭단의 증폭특성을 조정하는 조정수단을 포함하여 구성된다.And adjusting means for comparing the magnitudes of the input signals and the output signals of the respective amplification stages measured by the spectrum analyzer means, and adjusting the amplification characteristics of the respective amplification stages using the comparison results.
본 발명에 따른 결합기를 이용한 평형 전력증폭회로의 증폭방법의 실시예는,신호원으로부터 입력된 무선 주파수 대역의 입력신호를 제 1 신호 및 제 2 신호로 분배하는 단계;제 1 검출기에서 상기 분배된 제 1 신호를 검출하는 단계;제 1 증폭단에서 상기 제 1 신호를 증폭하는 단계;제 2 검출기에서 상기 증폭된 제 1 신호를 검출하는 단계;제 3 검출기에서 상기 제 분배된 2 신호를 검출하는 단계;제 2 증폭단에서 상기 제 2 신호를 증폭하는 단계;제 4 검출기에서 상기 증폭된 제 2 신호를 검출하는 단계;결합기에서 상기 증폭된 제 1 및 제 2 신호들을 결합하여 출력하는 단계상기 제 1 내지 제 4 검출기 각각에 연결된 스펙트럼 분석기를 사용하여, 상기 검출된 제 1 신호의 크기와 상기 증폭된 제 1 신호의 크기와 상기 검출된 제 2 신호의 크기와 상기 증폭된 제 2 신호의 크기를 각각 측정하는 단계;상기 검출된 제 1 신호의 크기와 상기 증폭된 제 1 신호의 크기를 비교하고, 상기 검출된 제 2 신호의 크기와 상기 증폭된 제 2 신호의 크기를 비교하는 단계;In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of amplifying a balanced power amplifier using a combiner, comprising: distributing an input signal of a radio frequency band input from a signal source into a first signal and a second signal; Detecting a first signal; amplifying the first signal at a first amplifier stage; detecting the amplified first signal at a second detector; detecting the second divided signal at a third detector Amplifying the second signal in a second amplifier stage; detecting the amplified second signal in a fourth detector; combining and outputting the amplified first and second signals in a combiner; Using a spectrum analyzer connected to each of the fourth detectors, the magnitude of the detected first signal, the magnitude of the amplified first signal, the magnitude of the detected second signal, and the amplified agent Measuring a magnitude of each of the two signals; comparing the magnitude of the detected first signal with the magnitude of the amplified first signal, and comparing the magnitude of the detected second signal with the magnitude of the amplified second signal. Doing;
상기 비교결과를 이용하여 상기 제 1 증폭단과 상기 제 2 증폭단의 증폭특성을 조정하는 단계를 포함하여 이루어진다.And adjusting amplification characteristics of the first amplifier stage and the second amplifier stage by using the comparison result.
본 발명은 평형증폭기의 증폭특성 조정을 용이하게 하기 위하여, 두 개의 증폭단으로 입력되는 신호를 검출하는 입력신호 검출기와 두 개의 증폭단으로부터 출력되는 신호를 검출하는 출력신호 검출기를 추가로 포함하는 평형 전력증폭회로 및 방법에 대한 것이다.The present invention further includes an input signal detector for detecting a signal input to two amplifier stages and an output signal detector for detecting a signal output from the two amplifier stages to facilitate adjustment of amplification characteristics of the balanced amplifier. Circuit and method.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명에 의하여 검출기를 이용한 평형 전력증폭회로 구성의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 도시한 바와 같이, 무선 주파수 대역의 입력신호를 제 1 및 제 2 경로로 분배하는 분배기(210); 상기 분배기(210)에 의하여 분배된 신호중 하나인 상기 제 1 신호를 검출하는 제 1 검출기(220); 상기 제 1 검출기를 통해 전달된 제 1 신호를 증폭하는 제 1 증폭단(230); 상기 제 1 증폭단(120)에서 출력된 신호를 검출하는 제 2 검출기(240); 상기 분배기(110)에 의하여 분배된 신호중 다른 하나인 상기 제 2 신호를 검출하는 제 3 검출기(250); 상기 제 3 검출기를 통해 전달된 제 2 신호를 증폭하는 제 2 증폭단(260); 상기 제 2 증폭단(260)에서 출력된 신호를 검출하는 제 4 검출기(270); 상기 제 2 검출기(240)를 통해 전달된 신호와 상기 제 4 검출기(270)를 통해 전달된 신호를 결합하여 출력하는 결합기(280)로 구성된 것으로서, 이의 작용 및 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.2 shows an embodiment of a balanced power amplifier circuit configuration using a detector according to the present invention, as shown, a divider 210 for distributing an input signal of a radio frequency band to a first and a second path; A first detector (220) for detecting the first signal, which is one of the signals distributed by the distributor (210); A first amplifying stage (230) for amplifying a first signal transmitted through the first detector; A second detector 240 for detecting a signal output from the first amplifier stage 120; A third detector (250) for detecting the second signal, which is another one of the signals distributed by the divider (110); A second amplifying stage 260 for amplifying a second signal transmitted through the third detector; A fourth detector 270 for detecting a signal output from the second amplifier stage 260; It is composed of a combiner 280 for combining and outputting the signal transmitted through the second detector 240 and the signal transmitted through the fourth detector 270, the operation and effects thereof will be described as follows.
상기 제 1 증폭단(230)은 상기 제 1 검출기(220)에 연결된 제 1 정합회로(232)와 상기 제 1 정합회로(232)를 통해 전달된 신호를 증폭하는 제 1 트랜지스터(234) 및 상기 제 1 트랜지스터(234)에 의하여 증폭된 신호를 상기 제 2 검출기로 전달하는 제 2 정합회로(126)로 구성된다.The first amplifier stage 230 includes a first transistor 234 and a first transistor for amplifying a signal transmitted through the first matching circuit 232 and the first matching circuit 232 connected to the first detector 220. The second matching circuit 126 transfers the signal amplified by the first transistor 234 to the second detector.
또한 상기 제 2 증폭단(260)은 상기 제 3 검출기(250)에 연결된 제 3 정합회로(262)와 상기 제 3 정합회로(262)를 통해 전달된 신호를 증폭하는 제 2 트랜지스터(264) 및 상기 제 2 트랜지스터(264)에 의하여 증폭된 신호를 상기 제 4 검출기(270)로 전달하는 제 4 정합회로(136)로 구성된다.In addition, the second amplifier stage 260 may include a second transistor 264 and amplify a signal transmitted through the third matching circuit 262 and the third matching circuit 262 connected to the third detector 250. The fourth matching circuit 136 transfers the signal amplified by the second transistor 264 to the fourth detector 270.
상기와 같이 구성된 평형 전력증폭회로를 조정하기 위해서는 상기 결합기(280)에 부하(290)를 연결하여 결합기(280)로부터 출력된 신호가 부하(290)를 통해 접지로 흐르도록 한다.In order to adjust the balanced power amplifier circuit configured as described above, the load 290 is connected to the coupler 280 so that the signal output from the combiner 280 flows to the ground through the load 290.
상기의 평형 전력증폭회로는 입력단과 출력단에 각각 3dB 결합기(210)와 분배기(280)를 사용함으로써 입력신호를 1/2로 분배하고 또한 제 1 및 제 2 증폭단(230)(260)에서 증폭된 신호를 결합한다.The balanced power amplifier circuit divides the input signal by half by using the 3dB combiner 210 and the divider 280 at the input stage and the output stage, respectively, and is amplified by the first and second amplifier stages 230 and 260. Combine the signals.
이때 상기 각 증폭단(230)(260)은 다수의 수동소자(passive element)로 구성되는 상기 제 1 내지 제 4 정합회로(232)(236)(262)(266)를 조정하여 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터(234)(264)가 특정한 주파수 영역에서 동작하도록 한다.In this case, each of the amplifier stages 230 and 260 adjusts the first to fourth matching circuits 232, 236, 262 and 266, which are composed of a plurality of passive elements. The two transistors 234 and 264 operate in a particular frequency domain.
상기 평형 전력증폭회로로 입력된 신호는 상기 분배기(210)에서 제 1 및 제 2 신호로 분리되며 상기 분리된 제 1 및 제 2 신호는 각각 제 1 및 제 2 증폭단(230)(260)에서 증폭된다. 제 1 및 제 2 증폭단(230)(260)에서 각각 증폭된 제 1 및 제 2 신호는 상기 결합기(280)에서 결합된 다음 종단에 연결된 부하(290)로 흐른다.The signal input to the balanced power amplifier circuit is divided into first and second signals by the splitter 210 and the separated first and second signals are amplified by the first and second amplifiers 230 and 260, respectively. do. The first and second signals amplified by the first and second amplifier stages 230 and 260, respectively, flow into the load 290 coupled at the combiner 280 and then connected to the termination.
이때, 상기 제 1 및 제 2 검출기(220)(240)는 제 1 증폭단(230)의 입력신호와 출력신호를 각각 검출하며 제 3 및 제 4 검출기(250)(270)는 제 2 증폭단(260)의 입력신호와 출력신호를 각각 검출한다.In this case, the first and second detectors 220 and 240 detect an input signal and an output signal of the first amplification stage 230, respectively, and the third and fourth detectors 250 and 270 are the second amplification stage 260. Respectively detect the input signal and the output signal.
상기 제 1 및 제 2 증폭단(230)(260)의 증폭특성(위상 및 이득)이 동일하도록 하기 위해서, 사용자는 상기 제 1 내지 제 4 검출기(220)(240)(250)(270)에 스펙트럼 분석기를 각각 연결하고 상기 스펙트럼 분석기를 사용하여 상기 각 검출기가 검출한 신호의 크기를 측정한다.In order for the amplification characteristics (phase and gain) of the first and second amplification stages 230 and 260 to be the same, the user may apply a spectrum to the first to fourth detectors 220, 240, 250, and 270. Each analyzer is connected and the spectrum analyzer is used to measure the magnitude of the signal detected by each detector.
예를 들어, 제 1 증폭단(230)의 증폭특성을 조정하기 위하여, 스펙트럼 분석기는 상기 제 1 검출기(220)의 포트(1)와 제 2 검출기(240)의 포트(2)에 각각 연결되어 제 1 증폭단(230)의 입력신호와 출력신호의 크기를 측정한다.For example, in order to adjust the amplification characteristics of the first amplifier 230, the spectrum analyzer is connected to the port 1 of the first detector 220 and the port 2 of the second detector 240, respectively, 1 The magnitude of the input signal and the output signal of the amplifier 230 is measured.
측정된 입력신호와 출력신호의 크기를 비교하면 상기 제 1 증폭단(230)의 증폭특성을 알 수 있으므로, 사용자는 상기 측정된 입력신호와 출력신호의 크기를 비교한 결과를 이용하여 제 1 증폭단(230)의 제 1 및 제 2 정합회로(232)(236)를 조정함으로써 제 1 증폭단(230)의 증폭특성을 조정한다.When the magnitudes of the measured input signal and the output signal are compared, the amplification characteristics of the first amplifier 230 can be known. Therefore, the user can compare the magnitude of the measured amplitude of the input signal with the output signal. The amplification characteristics of the first amplifier stage 230 are adjusted by adjusting the first and second matching circuits 232 and 236 of 230.
또한, 제 2 증폭단(260)의 증폭특성을 조정하기 위하여, 사용자는 상기 제 3 검출기(250)의 포트(3)와 제 4 검출기(270)의 포트(4)에 스펙트럼 분석기를 각각 연결하고, 상기 스펙트럼 분석기를 사용하여 제 2 증폭단(260)의 입력신호와 출력신호의 크기를 측정한다.In addition, in order to adjust the amplification characteristics of the second amplification stage 260, the user connects the spectrum analyzer to the port 3 of the third detector 250 and the port 4 of the fourth detector 270, respectively, The magnitude of the input signal and the output signal of the second amplifier stage 260 is measured using the spectrum analyzer.
측정된 입력신호와 출력신호를 비교하면 상기 제 2 증폭단(260)의 증폭특성을 알 수 있으므로, 사용자는 상기 측정된 입력신호와 출력신호를 비교한 결과를 이용하여 제 2 증폭단(260)의 제 3 및 제 4 정합회로(262)(266)를 조정함으로써, 제 2 증폭단(260)의 증폭특성을 조정한다.When the measured input signal and the output signal are compared, the amplification characteristics of the second amplifying stage 260 can be known. Therefore, the user can use the result of comparing the measured input signal with the output signal. By adjusting the third and fourth matching circuits 262 and 266, the amplification characteristics of the second amplifying stage 260 are adjusted.
이때 사용자는 제 1 증폭단(230)과 제 2 증폭단(260)에서의 비교결과를 이용하여, 두 증폭단(230)(260)의 증폭위상과 증폭이득이 동일하게 되도록, 두 증폭단(230)(260)의 증폭특성을 조정한다.At this time, the user uses the comparison result of the first amplifier 230 and the second amplifier 260, so that the amplification phase and the amplification gain of the two amplifiers 230, 260 are the same, the two amplifiers 230, 260 Adjust the amplification characteristics.
두 증폭단(230)(260)의 증폭특성을 조정하고 나면, 사용자는 상기 평형 전력증폭회로 전체의 증폭특성을 측정한다. 이를 위하여 사용자는 상기 결합기(280)에 연결된 부하(290)를 제거하고, 대신 감쇄기와 스펙트럼 분석기를 상기 결합기(280)에 연결한 다음, 상기 평형 전력증폭회로의 최종 출력신호를 측정한다. 상기 감쇄기는 상기 결합기(280)에서 출력된 신호의 크기를, 상기 스펙트럼 분석기에서 측정할 수 있을 정도의 범위로 감쇄시키기 위한 것이다.After adjusting the amplification characteristics of the two amplifier stages 230 and 260, the user measures the amplification characteristics of the entire balanced power amplifier circuit. To this end, the user removes the load 290 connected to the combiner 280, instead connects an attenuator and spectrum analyzer to the combiner 280 and then measures the final output signal of the balanced power amplifier circuit. The attenuator is for attenuating the magnitude of the signal output from the combiner 280 to a range that can be measured by the spectrum analyzer.
측정된 최종 출력신호의 크기는, 상기 평형 전력증폭회로로 최초입력된 입력신호의 크기와 비교된다. 이때 최종 출력신호의 크기를 계산하는 방법의 예에 대하여 설명하면 다음과 같다.The magnitude of the final output signal measured is compared with the magnitude of the input signal initially input to the balanced power amplifier circuit. An example of a method of calculating the magnitude of the final output signal is as follows.
상기 제 1 및 제 2 증폭단(230)(260)의 이득이 G[dB]로서 동일하고, 상기 분배기(210)의 손실이 L1[dB]이고 상기 결합기(280)의 손실이 L2[dB]이고, 상기 제 1 및 제 2 증폭단(230)(260)의 신호크기의 차이에 의하여 발생되는 손실이 D[dB]이며, 상기 평형 전력증폭회로로 입력된 신호의 크기를 I[dBm]라고 할 때, 상기 평형 전력증폭회로의 최종 출력신호는 수학식 1과 같다.The gain of the first and second amplifier stages 230, 260 is equal to G [dB], the loss of the divider 210 is L1 [dB] and the loss of the combiner 280 is L2 [dB]. When the loss caused by the difference in signal sizes of the first and second amplifying stages 230 and 260 is D [dB], the magnitude of the signal input to the balanced power amplifier circuit is referred to as I [dBm]. The final output signal of the balanced power amplifier circuit is shown in Equation 1.
상기된 바와 같이 최종 출력신호는 수학식 1에 의하여 결정되는데, 상기에서 설명한 바와 같이, 제 1 내지 제 4 검출기(220)(240)(250)(270)를 사용하여, 상기 제 1 및 제 2 증폭단(230)(260)의 증폭특성을 동일하게 조정하면, 두 증폭단(230)(260)의 신호크기의 차이에 의한 상기 손실 D가 작아지게 된다.As described above, the final output signal is determined by Equation 1, and as described above, using the first to fourth detectors 220, 240, 250, and 270, the first and second If the amplification characteristics of the amplifier stages 230 and 260 are equally adjusted, the loss D due to the difference in the signal sizes of the two amplifier stages 230 and 260 is reduced.
상기 손실 D가 작아지면, 수학식 1에 의하여, 최종 출력신호는 증가하게 된다. 또한, 측정된 최종 출력신호를 알고 있다면, 상기 손실 D는 계산될 수 있다.When the loss D decreases, the final output signal increases by Equation (1). Also, if the final output signal measured is known, the loss D can be calculated.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.In the present invention operating as described in detail above, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.
본 발명은, 무선 주파수 통신 시스템에서 사용되는 평형증폭기의 특성을 조정함에 있어서, 두 개의 증폭단이 분배기와 결합기와 연결된 상태에서 각 증폭단의 입력신호와 출력신호를 검출할 수 있도록 평형 전력증폭회로내에 삽입된 입/출력신호 검출기를 이용함으로써 정합회로의 특성을 용이하게 조정할 수 있다.In the present invention, in adjusting the characteristics of a balanced amplifier used in a radio frequency communication system, two amplifier stages are inserted into a balanced power amplifier circuit so as to detect an input signal and an output signal of each amplifier stage while being connected to a splitter and a combiner. By using the input / output signal detector, the characteristics of the matching circuit can be easily adjusted.
그러므로 본 발명은, 각 증폭단의 특성을 별도로 조정함으로써 발생되는 증폭단 간의 신호크기의 차이를 줄임으로써, 평형증폭기의 특성을 효율적으로 조정할 수 있다는 효과가 있다.Therefore, the present invention has an effect that the characteristics of the balanced amplifier can be efficiently adjusted by reducing the difference in signal size between the amplifier stages generated by separately adjusting the characteristics of each amplifier stage.
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