KR100377023B1 - 가변 감쇠기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선형 전력 증폭기의 가변 감쇠기에 관한 것으로, 특히 전압이 공급되는 전원 공급부와, 전압 공급부의 전압 공급 여부에 따라 외부로부터 입력되는 입력 신호의 신호 레벨을 감쇠하는 신호 감쇠부를 갖는 가변 감쇠기에 있어서, 전원 공급부로부터 전압이 공급되면, 공급 전압을 충전하는 캐패시터와, 캐패시터로부터 인가되는 전압 여부에 따라 도통 또는 차단되는 다이오드와, 캐패시터에 충전된 전압이 기설정된 전압에 도달하면, 다이오드에 의해 차단되어 충전된 전압을 신호 감쇠부로 공급되게 하는 저항으로 이루어진 보상 회로를 구비한다. 따라서 본 발명은 전원 공급부에 의해서 신호 감쇠부에 전압이 인가되는 초기 상태에서 큰 입력 신호가 입력되더라도 가변 감쇠기를 포함하는 시스템의 안정화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

Description

가변 감쇠기{VARIABLE ATTENUATOR}

본 발명은 가변 감쇠기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동 통신 시스템에 사용되는 피드포워드 형태의 선형 전력 증폭기에서 입력 신호의 크기와 위상을 조정하는 전치 증폭단에 적용되는 가변 감쇠기에 관한 것이다.

이동 통신과 같은 무선 통신 시스템에서 아날로그 데이터나 디지털 데이터를 전송하기 위해 사용하는 고 전력 증폭기는 높은 전력 효율과 함께 스펙트럼 효율을 높일 수 있는 방식을 요구한다. 이는 제한된 주파수 대역 내에서 적은 전력 소모로 시스템을 구성하기 위함이다. 상기와 같은 이동 통신 시스템의 일반적인 요구사항을 만족하기 위한 기저대역 데이터의 변조방식은 QPSK나 QAM과 같은 스펙트럼 효율이 높은 방식을 사용한다.

또한, 이동 통신 또는 개인 휴대용 무선 기지국 장비에 사용되는 전력 증폭기의 왜곡 특성을 개선시키기 위하여 여러 가지의 선형화 장치가 개발되었다

선형 전력 증폭기에서 선형성을 향상시키기 위해서 전압 피드포워드(Feedforward) 방식을 사용한다.

전압 피드포워드 방식의 선형 전력 증폭기는, 도 1에 도시된 바와 같이, RF(Radio Frequency) 신호가 입력되는 입력포트와 입력된 신호를 두 개의 경로로 분리하는 제 1 방향성 결합기(105)와, 제 1 방향성 결합기(105)에서 분리된 신호 중 1 개는 전력 증폭기(400)의 동작조건 변화에 따른 이득 보상을 위한 가변 감쇠기(100)와, 위상 변화 보상을 위한 위상 변위기(200)와, 전력 증폭기(400)에서 발생되는 왜곡 성분을 감소시키기 위한 선형화기(300)와, 선형화기(300)에서 출력되는 신호를 증폭하는 전력 증폭기(400)와, 전력 증폭기(400)에서 출력된 신호를 샘플링하기 위한 제 2 방향성 결합기(405)와, 입력 신호와 출력 신호 사이의 시간 지연을 보상하기 위한 지연 선로와 입력 신호와 출력 신호를 비교하여 이득 및 위상 변화를 검출하는 오차 신호 검출기(500)로 구성된다.

제 1 방향성 결합기(105)는 입력포트를 통해 입력된 입력 신호를 두 개의 경로로 나누어 제 1 신호와 제 2 신호로 분리한다. 그리고, 가변 감쇠기(100)는 제 1 방향성 결합기(105)에서 분리된 신호 중, 제 1 신호의 이득보상을 변경하고, 가변 위상 변위기(200)는 가변 감쇠기(100)에서 출력된 신호의 위상을 보상한다.

여기서, 입력 신호의 진폭(Amplitude)과 위상(Phase)은 감쇠기와 위상 변위기(Phase Shifter)나 I Q 변조기를 사용하여 최적의 IMD(Interference Modulation Defence) 상쇄를 일어나도록 한다.

이러한 선형 증폭기는 입력 신호의 크기와 위상을 조정하기 위해서 가변 감쇠기(100)와 위상 변위기(200)로 구성된다.

도 2는 종래 기술에 따른 가변 감쇠기를 나타낸 회로도이다.

가변 감쇠기의 구성은 캐패시터(C1, C2), 저항(R1)으로 이루어진 전원 공급부(10)와, 캐패시터(C3, C4, C5)와 인덕턴스(L1, L2)와 핀 다이오드(D1, D2)로 이루어진 신호 감쇠부(20)로 구성된다.

일정 전압을 전원 공급부(10)에 인가하면, 전원 공급부(10)는 인가되는 전압을 신호 감쇠부(20)에 공급하며, 신호 감쇠부(20)는 상기 전압의 인가 여부에 따라 입력포트에서 입력된 입력 신호 중 제 1 신호의 감쇠량을 조절하여 출력단으로 출력한다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 가변 감쇠기는 전압이 인가되지 않은 상태에서는 신호 감쇠부(20)의 감쇠량이 적고, 바이어스 전압이 인가됨에 따라 신호 감쇠부(20)의 감쇠량이 증가하는 특성이 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 특성은, 실제 전원이 인가되는 순간에 입력포트로부터 큰 신호가 입력되면, 큰 출력 전력을 생성시킴으로써 선형 전력 증폭기와 이를 포함하고 있는 시스템에 큰 위험을 야기 시키는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 가변 감쇠기의 전원 공급부와 신호 감쇠부의 연결단에 보상회로를 연결함으로써 전압의 인가에 따른 초기 상태에서 안정을 이루기 위한 가변 감쇠기를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 감쇠기는, 전압이 공급되는 전원 공급부와, 전압 공급부의 전압 공급 여부에 따라 외부로부터 입력되는 입력 신호의 신호 레벨을 감쇠하는 신호 감쇠부를 갖는 가변 감쇠기에 있어서, 전원 공급부로부터 전압이 공급되면, 공급 전압을 충전하는 캐패시터와, 캐패시터로부터 인가되는 전압 여부에 따라 도통 또는 차단되는 다이오드와, 캐패시터에 충전된 전압이 기설정된 전압에 도달하면, 다이오드에 의해 차단되어 충전된 전압을 신호 감쇠부로 공급되게 하는 저항으로 이루어진 보상 회로를 구비한다.

도 1은 종래 기술에 따른 선형 전력 증폭기의 블록 구성도,

도 2는 종래의 선형 전력 증폭기에 가변 감쇠기의 회로도,

도 3은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 회로도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10, 110 : 전원 공급부 20, 120 : 신호 감쇠부

130 : 가변 감쇠 회로 250 : 보상 회로

100 : 가변 감쇠기 200 : 위상 변위기

300 : 선형화기 400 : 전력 증폭기

105 : 제 1 방향성 결합기 405 : 제 2 방향성 결합기

500 : 오차 신호 검출기

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 가변 감쇠기의 회로도이다.

가변 감쇠기의 구성은 전원 공급부(110)와 신호 감쇠부(120)로 구성된 가변 감쇠 회로(130) 및 보상 회로(250)로 이루어진다.

전원 공급부(110)는 인가되는 전압을 신호 감쇠부(120)에 공급하는 것으로써, 공급되는 전압을 충·방전하는 캐패시터(C1, C2)와 캐패시터(C1, C2)와 병렬로 연결되며, 타단이 신호 감쇠부(120)로 연결된 저항(R1)으로 구성된다.

입력단(input)과 출력단(output) 사이에 배치된 신호 감쇠부(120)는 캐패시터(C3, C4, C5), 인덕턴스(L1, L2)와 핀 다이오드(D1, D2)로 구성된다.

보상 회로(250)는 전원 공급부(110)와 신호 감쇠부(120)의 연결단에 연결되고, 전원 공급부(110)로 인가된 전압에 의해서 전압이 충전 및 방전하는 캐패시터(C3), 일측에 캐패시터(C3)와 직렬 연결되어 있고, 타측에는 가변 감쇠 회로(130)에 연결된 저항(R2), 일측은 캐패시터(C3)와 병렬로 연결되고, 타측은 접지 되어 전원 공급부(110)로부터 전원의 인가 여부에 따라 도통 및 차단되는 다이오드(D3)로 구성된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 보상 회로(250)는 전원 공급부(110)의 전압 공급 여부에 따라 다음과 같이 작동하게 된다.

여기서, 전압 -12V 또는 0V가 전원 공급부(110)에 인가되는 경우에 대해서 설명한다

전원 공급부(110)에 전압이 인가되면, 전원 공급부(110)와 신호 감쇠부(120)의 연결단에 연결된 보상 회로(250)의 저항(R2)을 통해 캐패시터(C6)에 12V의 전압이 충전된다.

이때, 접점 1의 전압이 순간적으로 12V 상승되고, 이때 다이오드(D3)는 역 바이어스되어 차단된다.

전원 공급부(110)의 전압 인가에 의해서 캐패시터(C6)에 충전된 전압은 다이오드(D3)의 역 바이어스 때문에 가변 감쇠 회로(130)로 천천히 방전된다.

캐패시터(C6)에서 방전된 전압 12V는 저항(R2)을 통해 신호 감쇠부(120)에 초기 바이어스 전압으로 공급하고, 전압을 공급받은 신호 감쇠부(120)는 입력단에서 입력되는 입력 신호의 레벨을 감쇠시켜 출력단으로 출력한다.

다시 말해서, 접점 1의 전압은 12V에서 0V로 약 2∼3초 동안 천천히 방전되어 신호 감쇠부(120)에 초기 바이어스 전압을 공급해 준다.

다음은, 전압 0V가 전원 공급부(110)에 인가되는 경우, 다시 말해서 전원 공급부(110)의 전원이 차단된 경우에 대해서 설명한다

전원 공급부(110)로부터 전원이 차단되면, 저항(R2)과 캐패시터(C6)가 연결된 1지점의 전압이 순간적으로 음 전압을 갖게 되고, 이때 다이오드(D3)에 순방향 바이어스가 걸리게 되어 도통된다.

캐패시터(C3)에 충전된 전압 12V는 오직 접지로 연결된 다이오드(D3)로 방전되므로 신호 감쇠부(120)에는 아무런 영향을 미치지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 전원 공급부와 신호 감쇠부의 연결단에 보상 회로를 연결함으로써, 전원 공급부에 의해서 신호 감쇠부에 전압이 인가되는 초기 상태에서 큰 입력 신호가 입력되더라도 안정화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 전압이 공급되는 전원 공급부와, 상기 전압 공급부의 전압 공급 여부에 따라 외부로부터 입력되는 입력 신호의 신호 레벨을 감쇠하는 신호 감쇠부를 갖는 가변 감쇠기에 있어서,

   상기 전원 공급부로부터 전압이 공급되면, 상기 공급 전압을 충전하는 캐패시터;

   상기 캐패시터로부터 인가되는 전압 여부에 따라 도통 또는 차단되는 다이오드; 및

   상기 캐패시터에 충전된 전압이 기설정된 전압에 도달하면, 상기 다이오드에 의해 차단되어 상기 충전된 전압을 상기 신호 감쇠부로 공급되게 하는 저항으로 이루어진 보상 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 감쇠기.