KR100315703B1

KR100315703B1 - 히스테리시스특성의자동이득제어기능을갖는휴대용무선송신기

Info

Publication number: KR100315703B1
Application number: KR1019980018607A
Authority: KR
Inventors: 테루오 무라사키
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2002-02-19
Also published as: KR19990085913A

Abstract

기저대역신호를 변조하여 중간주파수시호를 발생하며, 수신한 고주파신호를 처리하여 얻어진 중간주파수신호를 복조하고 이를 소정의 기준전압과 비교한 결과에 대응하는 신호를 발생하는 수단과, 상기 중간주파수신호를 처리하여 얻어진 고주파수신호를 송신에 적합하도록 증폭하는 증폭부와, 상기 수단에서 발생하는 신호의 세기에 따라 중간주파수 이득제어신호를 출력하는 이득제어부를 구비한 무선 송신기가, 상기 이득제어신호에 응답하여 고주파단의 자동이득제어 곡선이 히스테리시스 특성을 가지는 고주파이득제어신호를 발생하고, 상기 고주파이득제어신호로써 상기 증폭부의 이득을 증가 혹은 감소시키는 고주파이득제어부를 더 가짐을 특징으로 한다.

Description

히스테리시스 특성의 자동이득제어 기능을 갖는 휴대용 무선 송신기

본 발명은 자동 전력 제어(Automatic Gain Control: AGC) 기능을 갖는 휴대용 무선 송·수신기에 관한 것으로, 특히 고주파수(Radio Frequency: RF) 자동이득제어를 위한 신호가 히스테리시스(hysteresis) 특성을 갖도록 한 무선 송신기에 관한 것이다.

코드분할 다중접속(Code Division Multi Access: CDMA)방식 등과 같이 동적 범위(dynamic range)가 넓은 수신이 요구되는 휴대용 무선 전화기에서는 세밀한 전력 제어가 요구된다.

도 1은 종래의 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸 도면이다.

듀플렉서 2는 송·수신 공용인 안테나 1과 송·수신 부분(part)의 연결을 절체한다.

변복조/기저대역부 12는 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF)를 입력하여 소정의 국부발진신호에 따라 복조한 다음 기저대역신호로 변환하거나, 기저대역신호를 소정의 국부발진신호에 따라 변조한다.

송신부분에서, IF AGC 증폭기 9는 소정의 제어를 받아 그 이득이 조절되며, 상기 변복조/기저대역부 12에서 변조된 신호를 소정 증폭한다. IF필터 8은 상기 소정 증폭된 신호로부터 120.4MHz의 IF주파수를 필터링한다. 믹서 7은 상기 120.4MHz의 IF주파수와 송신로컬신호 발생기(도시하지 않음.)에서 출력되는 송신로컬신호를 믹싱(mixing)한다. 전력증폭기 4는 RF신호를 소정 레벨로 증폭하여 상기 듀플렉서 2로 전달한다. 이는 단말기에서 상기 안테나 1을 통해 기지국으로 충분한 신호(예: 24dB의 게인)를 보내기 위해 상기 RF신호를 크게 증폭하는 것이다. 구동증폭기 6은 소정의 제어를 받아 그 이득이 조절되며, 상기 전력증폭기 4가 충분한 증폭을 할 수 있도록 하기 위해 상기 믹서 7에서 출력되는 신호를 충분히 증폭한 신호를 출력한다. RF필터 5는 상기 구동증폭기 6에서 출력되는 신호를 필터링하여 RF신호를 검출하고, 이를 상기 전력증폭기 4에 전달한다. 이득제어부 11은 상기 변복조/기저대역부 12에서 출력되는, 수신한 RF신호의 레벨{복조된 신호를 소정의 기준전압과 비교한 결과에 따라 발생하는 신호 혹은 수신전계강도(RSSI)}에 따라 소정의 이득제어신호를 발생하여 상기 구동증폭기 6과 상기 IF AGC 증폭기 9의 이득을 증가 혹은 감소시킨다.

도 2는 도 1의 휴대용 무선 단말기에서 송신전력 레벨에 따른 RF단과 IF단의 이득을 나타낸 그래프이다. 도시된 IF단 및 RF단 이득은 전술한 도 1의 이득제어부 11에서 출력되는 전압이다.

IF단에서만의 전력 제어는 강한 입력의 간섭파 등에 의해 IF AGC 증폭기 9 보다 앞단의 고주파, 즉 RF단에서의 증폭기나 믹서 등에 의해 왜곡이 생기기 때문에 RF단의 전력 제어 기능이 필요하게 되었다. 단, 하나의 AGC신호에 의해 RF단과 IF단의 2개의 전력 이득 제어를 행하고자 하면 RF단과 IF단의 전력 제어를 동시에 낮은 송신 레벨로부터 높은 송신 레벨까지 행해야 한다. 또한 어느 입력 이상 만큼 RF단의 이득 제어를 하고자 하면 그 입력점에서 AGC제어부가 발진할 가능성이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 RF단과 IF단의 자동 이득 제어를 함께 수행하여도 발진하지 않고 안정된 동작을 하는 휴대용 무선 송신기를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기저대역신호를 변조하여 중간주파수신호를 발생하며, 수신한 고주파신호를 처리하여 얻어진 중간주파수신호를 복조하고 이를 소정의 기준전압과 비교한 결과에 대응하는 신호를 발생하는 수단과, 상기 중간주파수신호를 처리하여 얻어진 고주파신호를 송신에 적합하도록 증폭하는 증폭부와, 상기 수단에서 발생하는 신호의 세기에 따라 중간주파수 이득제어신호를 출력하는 이득제어부를 구비한 무선 송신기가, 상기 이득제어신호에 응답하여 고주파단의 자동이득제어 곡선이 히스테리시스 특성을 가지는 고주파이득제어신호를 발생하고, 상기 고주파이득제어신호로써 상기 증폭부의 이득을 증가 혹은 감소시키는 고주파이득제어부를 더 가짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸 도면

도 2는 도 1의 휴대용 무선 단말기에서 송신전력 레벨에 따른 고주파수 단과 중간주파수 단의 이득을 나타낸 그래프

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸 도면

도 6은 도 3 ∼ 도 5의 휴대용 무선 단말기에서 송신전력 레벨에 따른 고주파수 단과 중간주파수 단의 이득을 나타낸 그래프

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸도면이다.

전술한 도 1과 달리, RF이득제어부 10을 더 구비한다. 상기 RF이득제어부 10은 이득제어부 11의 출력에 따라 구동증폭기 6에 RF이득제어신호를 제공한다. 상기 RF이득제어신호는 RF단의 AGC 곡선(curve)이 히스테리시스 특성을 가지게 한다.

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸 도면이다.

상기 도 3의 구성과 비교하면, RF이득제어부 10의 출력이 구동증폭기 6이 아닌 전력증폭기 4로 제공된다는 데 차이점이 있다.

도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 휴대용 무선 단말기의 구성을 나타낸 도면이다.

상기 도 3의 구성과 비교하면, 구동증폭기 6과 믹서 7 사이에 가변감쇠기(varable attenuator) 13이 추가로 연결된다. 그리고 RF이득제어부 10의 출력이 상기 구동증폭기 6 혹은 전력증폭기 4가 아닌 상기 가변감쇠기 13으로 제공된다는 데 차이점이 있다.

도 6은 도 3 ∼ 도 5의 휴대용 무선 단말기에서 송신전력 레벨에 따른 고주파수 단과 중간주파수 단의 이득을 나타낸 그래프이다. 여기서 상기 RF단 이득과 IF단 이득은 설명 혹은 이해의 편의를 돕기 위해 함께 도시한 것일 뿐, 분리하여 그릴 수도 있음은 물론이다. 이들을 함께 설명 혹은 이해할 때는 송신전력 레벨의 변화를 기준으로 해야 하며, RF단 이득을 나타내기 위한 전압값들(V₅, V₆)과 IF단이득을 나타내기 위한 전압값들(V₁~ V₄)은 상호 독립적으로 고려되어야 한다.

상기 도 6에 도시된 RF단 이득은 도 3 ~ 도 5의 RF이득제어부 10에서 출력되는 전압을 나타낸 것이고, IF단 이득은 이득제어부 11에서 출력되는 전압을 나타낸 것이다.

상기 도 6을 참조하여 상기 도 4의 RF이득제어부 10의 동작을 설명하면 다음과 같다.

송신전력 레벨이 P₁→P₄로 커지는 경우;

이득제어부 10에서 출력되는 IF이득제어 출력전압이 제2전압 V₂이상이 되면, RF이득제어부 11에서는 RF이득제어 출력전압을 제6전압 V₆에서 제5전압 V₅로 스위칭한다. 이때 전력증폭기 4의 이득도 낮은(low) 상태로 바뀌게 된다.

송신전력 레벨이 P₄→P₁로 작아지는 경우;

이득제어부 11에서 출력되는 IF이득제어 출력전압이 제3전압 V₃이하가 되면, RF이득제어부 10에서는 RF이득제어 출력전압을 제5전압 V₅에서 제6전압 V₆으로 스위칭한다. 이때 상기 전력증폭기 4의 이득도 높은(high) 상태로 바뀌게 된다.

그런데 만일 송신전력 레벨 P₂와 P₃이 같다면,

P₁→P₄로 될때

① 송신전력 레벨 P₂에서 전력증폭기 이득을 낮은(low) 상태에서 높은(high)상태로 바꾼다.

② 전력증폭기 이득이 올라갔기 때문에 송신전력 레벨이 커진다.

③ RF이득제어 출력신호가 전력증폭기 이득을 높인 상태에서 낮은 상태로 바꾼다.

④ 전력증폭기 이득이 내려갔기 때문에 송신전력 레벨이 커진다.

와 같은 단계들이 ①→②→③→④→①의 형식으로 반복되어 AGC 제어루프가 발진한다. 결론적으로, 도 6에서 송신전력 레벨 P₂와 P₃이 같다는 것은 이득제어신호가 히스테리시스를 갖지 않는다는 의미이고, 그 경우에는 상기와 같이 AGC 제어루프가 발진하여 동작의 불안정을 초래하는 요인이 되는 것이다.

반면에, 본 발명과 같이 RF이득제어부를 더 구비하여 RF단의 자동전력제어(Automatic Power Control: APC)부에 히스테리시스 특성을 가지게 하면 송신전력 레벨이 커지고 RF APC가 동작하는 점에 있어서 RF단의 이득이 급속히 커지고 IF APC증폭기의 이득이 작아지더라도 RF단의 이득을 높이는 동작점이 다르게 때문에 안정된 상태를 유지할 수 있다. 마찬가지로, 송신전력 레벨이 큰 상태로부터 송신전력 레벨을 작게 하더라도 RF APC의 온(on)/오프(off) 동작점이 다르기 때문에 안정된 상태를 유지할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 히스테리시스 특성을 갖는 이득제어신호에 의해 AGC를 행하도록 함으로써 안정된 AGC 특성을 갖는 무선 수신기를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims

기저대역신호를 변조하여 중간주파수신호를 발생하며, 수신한 고주파신호를 처리하여 얻어진 중간주파수신호를 복조하고 이를 소정의 기준전압과 비교한 결과에 대응하는 신호를 발생하는 수단과, 상기 중간주파수신호를 처리하여 얻어진 고주파수신호를 송신에 적합하도록 증폭하는 증폭부와, 상기 수단에서 발생하는 신호의 세기에 따라 중간주파수 이득제어신호를 출력하는 이득제어부를 구비한 무선 송신기에 있어서,

상기 이득제어신호에 응답하여 고주파단의 자동이득제어 곡선이 히스테리시스 특성을 가지는 고주파이득제어신호를 발생하고, 상기 고주파이득제어신호로써 상기 증폭부의 이득을 증가 혹은 감소시키는 고주파이득제어부를 더 가짐을 특징으로 하는 무선 송신기.
제1항에 있어서, 상기 고주파이득제어부는,

상기 송신전력 레벨이 점차 커지고 있는 경우, 특정 레벨(P₃)에 이르러 상기 중간주파수 이득제어신호가 제2전압(V₂) 이상이 되면 상기 고주파이득제어신호를 제6전압(V₆)에서 제5전압(V₅)으로 스위칭하여 증폭부의 이득을 높이고,

상기 송신전력 레벨이 점차 작아지고 있는 경우, 상기 레벨(P₃)보다 작은 레벨(P₂)에 이르러 상기 중간주파수 이득제어신호가 제3전압(V₃) 이하가 되면, 상기 고주파이득제어신호를 제5전압(V₅)에서 제6전압(V₆)으로 스위칭하여 증폭부의 이득을 낮추도록 동작함을 특징으로 하는 무선 송신기.
제1항에 있어서, 상기 증폭부는,

고주파신호를 소정 레벨로 증폭하여 듀플렉서로 전달하기 위한 전력증폭기와 상기 전력증폭기가 충분한 증폭을 할 수 있도록 미리 소정의 증폭을 실시하는 구동 증폭기를 포함하며,

상기 고주파이득제어신호는 상기 전력증폭기로 제공되어 그 이득을 변화시킴을 특징으로 하는 무선 송신기.
제1항에 있어서, 상기 증폭부는,

고주파신호를 소정 레벨로 증폭하여 듀플렉서로 전달하기 위한 전력증폭기와 상기 전력증폭기가 충분한 증폭을 할 수 있도록 미리 소정의 증폭을 실시하는 구동 증폭기를 포함하며,

상기 고주파이득제어신호는 상기 구동증폭기로 제공되어 그 이득을 변화시킴을 특징으로 하는 무선 송신기.