KR100377083B1 - 파워컨트롤회로 - Google Patents

Abstract

넓은 다이나믹 레인지에 걸쳐 다단으로 고정밀도 · 고안정하게 출력 레벨을 변화시킬 수 있고, 연속 신호 · 버스트 신호의 양쪽에 대응할 수 있는 파워 컨트롤 회로를 제공한다.

송신 신호를 증폭하고, 그 증폭율을 제어 전압에 의해 가변시킬 수 있는 파워 앰프 회로(101)와, 상기 파워 앰프 회로에서 증폭된 송신 신호의 출력 레벨을 모니터하는 커플러(102)와, 커플러 출력을 입력하여 모니터 검파 전압을 생성하는 검파 회로(103)와, 상기 검파 전압과 제어 회로(105)의 지시에서 발생된 기준 전압 출력의 비교에 의해 오차 증폭하는 오차 증폭 회로(104)에서 제어 전압을 생성하고, 이것을 상기 파워 앰프 회로에 공급하는 파워 컨트롤 회로에 있어서, 커플러와 검파 회로의 사이에 모니터 출력 신호를 제어 회로로부터 지시된 이득으로 증폭하는 가변 게인 앰프(106)와, 검파 회로와 오차 증폭 회로 사이에 제어 회로에 의한 지시에 의해 검파 전압을 통과 및 유지시키는 샘플 · 홀드 회로(107)를 설치한다.

Description

파워 컨트롤 회로

본 발명은 이동체 통신 기기에 이용되는 파워 컨트롤 회로에 관한 것이다.

종래, 휴대 전화 등의 이동체 통신 기기에 이용되는 파워 컨트롤 회로는 예를 들면 제8도와 같이 송신부의 최종단에 설치되어 송신 파리 레벨을 단계적으로 변화시키도록 제어하거나 소정 레벨을 자동적으로 출력 · 유지하기 위해 이용되었다.

즉, 제8도는 종래의 아날로그 방식 휴대 전화 시스템에서 이용되는 파워 컨트롤 회로의 블럭도이다. 도면에서, 파워 앰프 회로(201)의 출력은 어떤 결합도(통상, 10∼20 dB)를 갖는 커플러(202)를 통과한다.

커플러(202)는 RF 신호를 통과시킴과 동시에, 그 결합 출력단에서 결합도만큼 감소한 송신 신호 전력을 출력한다. 상기 RF 신호 레벨이 다음 단의 검파 회로(203)에 의해 포락선 검파되어 직류 전압 VDC로 변환된다. 검파 회로(203) 출력은 오차 증폭 회로(204)에 의해 제어 회로(205)에서 발생되는 기준 전압 Vref와 VDC를 비교하고, 그 오차분에 따라 오차 증폭 회로(204) 출력 전압 VCONT가 변화한다.

또한, 오차 증폭 회로(204) 출력은 파워 앰프 회로(201)의 전압 제어 단자에피드백 입력되고, 파워 앰프 회로(201)의 증폭율을 증감시킴으로써 출력 레벨을 제어한다. 따라서, 제어 회로(205)에서 발생하는 기준 전압 Vref를 제어함으로써 Vref 레벨에 따른 송신 출력을 얻을 수 있다. 일단, Vref를 고정하면 송신 출력이 항상 일정해지도록 피드백 루프에 의한 레벨 안정화가 자동적으로 이루어지고, 송신 출력이 일정치로 유지된다.

상술한 종래 기술에 의한 파워 컨트롤 회로에서는 파인 컨트롤의 제어 범위는 검파 회로(203)의 다이나믹 레인지와 제어 회로(205)에서 생성하는 기준 전압 Vref 및 오차 증폭 회로(204) 출력 전압 VCONT에 의해 결정된다.

검파 회로(203)에 관해서는 통상 다이오드(203a)와 저항, 콘덴서로 이루어진 커플러 출력 신호의 포락선을 검출하는 직선 검파기(203b)가 사용된다. 그러나 이와 같은 검파 회로에서는 사용하는 검파 다이오드(203a)의 순방향 전압이 0.1V정도 까지 내려가면 충분히 도통하지 않게 된다. 따라서, 종래의 검파 회로의 다이나믹 레인지는 고작 30∼40 dB정도이다.

또, 예를 들면 넓은 다이나믹 레인지에 걸친 검파가 가능해져도 휴대 전화기 단말과 같이 전지 구동의 기기에서는 소형 · 경량화를 위해 6V 등의 저전압으로 동작하기 때문에, Vref 및 VCONT의 전압 범위도 상기 범위 내로 제한된다. 따라서, 이에 따른 파워 컨트롤 범위도 제약을 받고 있다.

그런데, 미국 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식 디지털 셀룰러 휴대 전화 시스템(IS-95 규격)에서는 적어도 64 dB 이상의 넓은 다이나믹 레인지에서 IdB 스텝폭의 파워 컨트롤을 행할 필요가 있다. 따라서, 제8도와 같은 회로 구성에서는 상술한 바와 같이 검파 회로의 제약에 의해 다이나믹 레인지가 부족하다.

또한, 제8도와 같은 회로 구성에서는 일본 · 미국의 디지털 셀룰러 전화로 이용되는 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식(RCR-STD27C, IS-54 규격)과 같은 버스트 신호인 경우에는 검파 출력 레벨이 버스트 ON일 때와 버스트 OFF일때 변동하기 때문에 파워 컨트롤을 정확하게 행할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하는 것으로, 청구항 제1항에 따른 발명은 입력되는 제어 전압에 의해 증폭율이 가변 가능한 송신 신호를 증폭하는 파워 앰프 회로와, 상기 파워 앰프 희로에서 증폭된 송신 신호의 출력 레벨을 모니터하는 커플러와, 상기 커플러로부터의 모니터 출력 신호를 제어 회로의 지시에 의한 이득으로 증폭하는 가변 게인 앰프와, 상기 가변 게인 앰프로부터 출력되는 모니터 출력 신호를 입력하여 모니터 검파 전압을 생성하는 검파 회로와, 상기 검파 전압과 상기 제어 회로의 지시로 발생된 기준 전압 출력과의 비교에 의해 오차 증폭하여 제어 전압을 생성하는 오차 증폭 회로를 포함하고, 상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 전압을 상기 파워 앰프 회로에 공급하여 증폭율을 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 청구항 제2항 기재의 발명은 검파 회로와 오차 증폭 회로의 사이에 제어 회로에 의한 지시에 따라 검파 전압을 통과 및 유지시키는 샘플 · 홀드 회로를 포함 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 청구항 제3항 기재의 발명은 소정의 주파수를 발진하는 발진 회로와, 상기 커플러로부터 출력되는 모니터 출력 신호와 상기 발신 회로로부터 출력되는 발진 발신 신호를 승산하는 믹서와, 상기 믹서 출력으로부터 소요 신호만을 추출하는 필터를 포함하고, 상기 필터로부터의 출력을 상기 가변 게인 앰프에 입력하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 청구항 제4항 기재의 발명은 IF 신호를 증폭함과 동시에 증폭율이 가변 가능한 IF 앰프와, 상기 IF 앰프로부터의 출력을 증폭함과 동시에 제어 회로에 의해 지시되는 제어 전압에 의해 증폭율이 가변 가능한 파워 앰프 회로와, 상기 파워 앰프 회로에서 증폭된 송신 신호의 출력 레벨을 모니터하는 커플러와, 상기 커플러로 부터의 모니터 출력 신호를 상기 제어 회로의 지시에 의한 이득으로 증폭하는 가변 게인 앰프와, 상기 가변 게인 앰프로부터 출력되는 모니터 출력 신호를 입력하여 모니터 검파 전압을 생성하는 검파 회로와, 상기 검파 전압과 상기 제어 회로의 지시로 발생된 기준 전압 출력의 비교에 의해 오차 증폭하여 제어 전압을 생성하는 오차 증폭 회로를 포함하고, 상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 전압을 상기 IF 앰프 회로에 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 청구항 제5항 기재의 발명은 파워 컨트롤 회로에 있어서, 검파 회로와 오차 증폭 회로의 사이에 제어 회로에 의한 지시에 따라 검파 전압을 통과 및 유지시키는 샘플 홀드 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 청구항 제6항 기재의 발명은 소정의 주파수를 발진하는 발진 회로와, 상기 커플러로부터 출력되는 모니터 출력 신호와 상기 발신 회로로부터 출력되는 발진 발신 신호를 승산하는 믹서와, 상기 믹서 출력으로부터 소요 신호만을 추출하는 필터를 포함하고, 상기 필터로부터의 출력을 상기 가변 게인 앰프에 입력하는 것을특징으로 하는 것이다.

또, 청구항 제7항 기재의 발명은 감쇠량이 가변 가능한 가변 감쇠기와 증폭율이 가변 가능한 송신 신호를 증폭하는 앰프로 이루어진 파인 앰프 회로와, 상기 파워 앰프 회로에서 증폭된 송신 신호의 출력 레벨을 모니터하는 커플러와, 상기 커플러로부터의 모니터 출력 신호를 제어 회로의 지시에 의한 이득으로 증폭하는 가변 게인 앰프와, 상기 가변 게인 앰프로부터 출력되는 모니터 출력 신호를 입력하여 모니터 검파 전압을 생성하는 검파 회로와, 상기 검파 전압과 상기 제어 회로의 지시로 발생된 기준 전압 출력과의 비교에 의해 오차 증폭하여 제어 전압을 생성하는 오차 증폭 회로와, 상기 제어 회로로부터의 제어 신호와 상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 신호 중 어느 한쪽을 상기 제어 회로의 지시에 의해 선택하고 상기 가변 감쇠기에 공급하는 제1 스위치와, 상기 제어 회로로부터의 제어 신호와 상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 신호 중 어느 한쪽을 상기 제어 회로의 지시에 의해 선택하여 상기 앰프에 공급하는 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 청구항 제8항 기재의 발명은 파워 컨트롤 회로에 있어서, 검파 회로와 오차 증폭 회로 사이에 제어 회로에 의한 지시에 따라 검파 전압을 통과 및 유지시키는 샘플 · 홀드 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 구성에 따르면, 커플러 출력과 검파 회로 사이에 설치된 가변 게인 앰프에 의해 송신 출력 레벨이 큰, 즉 검파 출력 레벨이 클 때에는 가변 게인 앰프의 게인을 내리고, 반대로 송신 출력 레벨이 작고 검파 출력 레벨이 작을 때에는 가변게인 앰프의 게인을 올리며, 검파 출력 레벨의 대소에 관계없이 검파 회로 내의 검파 다이오드가 도통하는 범위의 신호 레벨이 되도록 검파 회로 입력 레벨이 제어된다.

또한, 아날로그 휴대 전화와 같은 연속 신호인 경우에는 샘플 · 홀드 치료를 샘플 상태로 하고, 검파 회로 출력을 그대로 오차 증폭 회로에 입력한다. 한편 디지털 휴대 전화와 같은 버스트 신호의 경우에는 버스트 신호가 ON일 때에 샐플 ·홀드 회로를 샘플 상태로 하고, 버스트 신호가 OFF일 때에는 홀드 상태로 하여 샘플 시의 검파 회로 출력 전압을 유지한다.

송신 출력 레벨을 광범위하게 가변 제어한 경우에도 항상 검파 회로의 검파 가능 레벨이 되고, 또 파워 컨트롤용으로 생성하는 기준 전압 Vref나 오차 증폭 회로 출력 전압 VCONT도 항상 포화하지 않는 범위로 제어된다.

따라서, 매우 넓은 다이나믹 레인지에 걸쳐 다단으로 또한 고정밀도 ·고안정하게 출력 레벨을 변화시킬 수 있어서 연속 신호 · 버스트 신호의 양쪽에 대응할 수 있다.

제1도는 본 발명에 의한 파워 컨트롤 회로의 제1 실시예이다. 상기 파워 컨트롤 회로는 파워 앰프 회로(101)와, 커플러(102)와, 검파 회로(103)와, 오차 증폭 회로(104)와, 제어 회로(105)와, 가변 게인 앰프(106)와, 샘플 · 홀드 회로(107)를 구비한다.

파워 앰프 회로(101)는 송신부에서 생성된 RF 송신 신호의 전력 증폭을 행하고, 그 증폭율을 제어 전압 VCONT에 의해 가변시킬 수 있는 것이다. 그 내부 회로는 외부 제어 전압 VCONT를 인가함으로써 증폭율을 변화시킬 수 있는 증폭 소자(GaAaFET나 MOSFET 등)이나 감쇠량을 변화시킬 수 있는 가변 감쇠기 등이 시리얼 접속되어 있다. 예를 들면, 제어 전압 VCONT가 3.5V라면 RF 송신 · 신호의 증폭율을 증대시킨다(게인:30 dB). 한편, 제어 전압 VCONT가 0.5V이면, RF 송신 신호에 대한 증폭율을 감소시킨다(감쇠량:-60 dB).

커플러(102)는 파워 앰프 회로(101)에서 증폭된 RF 송신 신호의 레벨을 모니터하기 위한 회로이다. 가변 게인 앰프(106)는 제어 회로(105)에서 지시되는 제어 전압 VGC에 따라 앰프의 게인을 변화시킨다. 검파 회로(103)는 커플러(102)로부터의 모니터 출력을 입력하고, 이것을 검파하여 모니터 검파 전압 Vd를 생성한다. 샘플 · 홀드 회로(107)는 제어 회로(105)로부터의 제어 신호 VS/H에 의해 동작 상태를 바꿀 수 있다. 제어 신호 VS/H가 H레벨일 때, 내부 스위치(107a)가 ON으로 되고 검파 회로(103) 출력 Vd가 그대로 통과된다(샘플링 상태), 제어 신호 VS/H가 L레벨일 때, 내부 스위치(107a)가 OFF로 되어 샘플링일 때의 검파 전방 Vd를 내부 홀드 콘덴서(107b)에서 보존한다(홀드 상태).

오차 증폭 회로(104)는 2개의 입력 단자를 갖고 있고, 반전측 입력 단자에는 상기 샘플 · 홀드 회로(107)에서 생성된 샘플 · 홀드 전압 VDC가 인가되고, 비반전측 입력 단자에는 제어 회로(105)에서 생성된 기준 전압 Vref가 입력된다. 오차 증폭 회로는 샘플 · 홀드 출력 전압 VDC와 기준 전압 Vref의 차를 기초로 한 제어 전압 VCONT를 생성하여 이것을 파워 앰프 회로(101)에 공급한다.

제어 회로(105)는 송신 출력을 제어하기 위한 오차 증폭 회로(104)에 입력하는 기준 전압 Vref나 가변 게인 앰프(106)의 게인을 제어하기 위한 제어 전압 VGC를 발생하거나, 샘플 · 홀드 회로(107)의 샘플 · 홀드 제어 신호 VS/H를 발생하거나 하여 각부를 제어한다.

이하, 제1도에 도시한 본 발명의 파워 컨트롤 회로의 제1 실시예의 동작을 설명한다. 제1도에서, 소요 송신 출력이 결정되면, 본 파워 앰프 회로의 제어 회로(105)로부터 발생하는 기준 전압 Vref를 소정치로 설정한다.

또, 송신 신호가 연속 신호일 때에는 제어 회로(105)로부터 샘플 홀드 회로(107)에 입력하는 샘플 · 홀드 제어 신호 VS/H를 H레벨(샘플 상태)로 고정한다. 송신 신호가 TDMA와 같은 버스트 신호인 경우 송신 신호에 따른 게이트 신호가 제어 회로(105)에서 발생된다. 또한, TDMA 송신 신호가 송출되는 버스트 ON일 때에는 샘플 · 홀드 회로(107)에 입력되는 샘플 · 홀드 제어 신호 VS/H를 H레벨(샘플 상태)로 설정하고, 송신 신호가 송출되지 않는 버스트 OFF일 때에는 샘플 · 홀드 제어 신호 VS/H를 L레벨(홀드 상태)로 하여 샘플 · 홀드 회로(107) 출력 VDC는 샘플링 시의 검파 신호 출력 Vd를 유지한다. 이와 같이 버스트 송신 신호의 ON/OFF에 동기하여 샘플 · 홀드 동작을 반복한다.

이 때, 본 송신 파워 컨트롤 회로의 다이나믹 레인지를 확대하기 위하여, 가변 게인 앰프(106)는 송신 출력[커플러(102) 출력]에 따라 이하에 설명하는 바와 같이 동작한다.

예를 들면, 송신 출력이 0 dBm 이상 내지 28 dBm일 때, 커플러 출력 신호 레벨은 그 상태에서도 검파 회로(103)의 검파 다이오드가 도통 가능한 레벨이므로,가변 게인 앰프(106)의 게인을 0 dB가 되도록 제어 전압 VGC를 1V로 한다.

송신 출력이 -30 dBm∼0 dBm까지일 때, 가변 게인 앰프(106)의 게인 30 dB 가 되도록 제어 전압 VGC를 1.5V로 한다.

송신 출력이 -60 dBm∼-30 dBm까지일 때, 가변 게인 앰프(106)의 게인 60 dB가 되도록 제어 전압 VGC를 2V로 한다.

따라서, 이와 같이 가변 게인 앰프(106)의 게인을 송신 출력 레벨(즉 검파 출력 레벨)에 따라 변화시켜, 검파 회로(103)의 검파 다이오드(103a)가 항상 도통 상태가 되도록 검파 회로(103)의 입력 레벨을 제어함으로써, 파워 컨트롤 다이나믹 레인지를 확대할 수 있다(이 경우, 다이나믹 레인지 88 dB).

본 예에서는 가변 게인 앰프의 게인을 0 dB, 30 dB, 60 dB의 3단계로 전환하여 토탈 88 dB의 다이나믹 레인지로 했으나, 필요한 다이나믹 레인지 및 가변 게인 앰프의 게인에 따라 게인 전환수는 변화한다.

오차 증폭 회로(104)의 반전측의 입력 단자에는 상기 샘플· 홀드 회로(107)에서 생성된 샘플 · 홀드 전압 VDC가 인가되고, 비반전측의 입력 단자에는 제어 회로(105)에서 생성된 기준 전압 Vref가 입력된다. 오차 증폭 회로(104)는 샘플 · 홀드전압 VDC와 기준 전압 Vref와의 차를 기초로 한 제어 전압 VCONT를 생성하여 이것을 파워 앰프 회로(101)에 출력한다.

상술한 바와 같이 파워 앰프 회로(101)에의 제어 전압 VCONT가 피드백 공급됨으로써 파워 앰프 회로(101)에서의 송신 신호에 대한 증폭율이 제어되어 송신 출력은 원하는 값으로 설정 · 유지된다.

제2도는 제1도에 도시한 파워 컨트롤 회로의 특성을 설명하기 위한 파워 앰프 컨트롤 동작 시의 입력 전력 대 출력 전력의 관계를 도시한 도면이다.

입력 전력이 0 dBm일 때, 기준 전압 Vref를 도면 중에 기재한 전압과 같이 변화시키고, 동시에 가변 게인 앰프의 게인을 3단계(0 dB, 30 dB, 60 dB)로 가변함으로써, 출력 전력은 -60 dBm∼+28 dBm까지 변화하고, 파워 컨트롤 다이나믹 레인지는 88 dB로 된다.

제3도는 제1도에 도시한 파워 컨트롤 회로에서의 TDMA 버스트 신호의 송신 파워 컨트롤 특성(입력 전력 Pi=0 dBm;일정하게 한 경우)을 도시하기 위한 각부 시간 신호 파형이다.

본 예에서는 송신 파워 출력 PO은 +10 dBm, +28 dBm, +15 dBm의 3단계로 전환되고 있다. 검파 출력 Vd는 버스트 파형으로 되어 있지만, 샘플 · 홀드 회로(107)의 효과에 따라 오차 증폭 회로 반전 단자 입력 전압 VDC는 버스트 OFF시에도 신호 레벨이 유지되고 있고, 원하는 파워 컨트롤 특성 PO이 실현되고 있다.

제4도는 본 발명에 의한 파워 컨트롤 회로의 제2 실시예이다. 제1도에 도시한 제1 실시예와의 상위점은 검파 회로 출력(103)과 오차 증폭 회로(104)의 사이에 샘플 홀드 회로가 생략되어 있다는 점이다. 제4도의 실시예에서는 연속 송신 신호의 파워 컨트롤 회로를 대상으로 한다. 제1도에서의 샘플 · 홀드 회로(107)에 입력되는 제어 전압 VS/H가 항상 샘플 상태라고 생각하면 좋고, 동작 원리는 샘플 · 홀드 회로를 제외하고 제1도와 같다.

제5도는 본 발명의 파워 컨트롤 회로의 제3 실시예이다.

커플러(102)의 모니터 출력은 일단 믹서(108)에 입력되고, 여기서 발진 회로(109) 출력과 승산하며, 모니터 신호 출력을 예를 들면 10MHz 이하의 저주파수 영역으로 주파수 변환(다운 컨버트)한다. 또한, 다음 단(段)의 필터(110; 대역 통과 필터 또는 저역 통과 필터)로 원하는 신호만을 추출한다.

이와 같은 믹서(108), 발진 회로(109), 필터(110)에 의한 주파수 변환(다운 컨버트)을 함으로써, 회로 규모는 제1도의 제1 실시예와 비교하여 약간 커진다. 그러나, 제1도에서의 RF 송신 주파수 대역에서의 가변 게인 앰프(106)는 비교적 고가인 소자로 이루어지는 경우가 많기 때문에, 제5도와 같은 구성으로 함으로써, 가변 게인 앰프(106)에 비교적 저가격의 OP 앰프 등이 이용 가능하다.

제6도는 본 발명의 파워 컨트롤 회로의 제4실시예이다.

본 실시예에서는 오차 증폭 회로(104)의 피드백 루프끝은 IF 주파수 대역의 앰프 회로(111)에 접속되어 있다. 앰프 회로(111) 출력은 발진 회로(112) 출력과 믹서(113)에서 믹스되어 RF 주파수 대역으로 앰프 컨버트된다. 또한, 다음 단의 필터(114)에 의해 원하는 신호가 선택된다. 또한, 그 후에 파워 앰프 회로(101)에 접속된다. 따라서, 제1 내지 제3 실시예는 모두 RF 송신 주파수 대역의 파워 앰프 회로(101)에서 파워 컨트롤이 되고 있는데 비해 제6도의 제4 실시예에서는 파워 컨트롤용 앰프 회로를 RF 주파수 대역의 파워 앰프 회로(101)와 IF 주파수 대역의 앰프 회로(111)로 분담하고 있는 것이 특징이다.

이와 같은 회로 구성의 장점은 동일한 단수(段數)의 증폭 소자를 이용해도 통상 RF 주파수 대역의 앰프보다 IF 주파수 대역의 앰프 쪽이 게인을 취할 수 있기때문에 게인 컨트롤 범위를 넓게 할 수 있다는 점, IF 주파수 대역의 앰프의 쪽이 일반적으로 저가격인 경우가 많다는 점 등을 들 수 있다. 제6도의 구성에서는 오차 증폭 회로(104) 출력은 IF 주파수의 앰프 회로에 접속되고, 제어 회로(105)에서 RF 주파수의 파워 앰프 회로(101)의 제어 전압을 생성한다. 따라서, 송신 출력 레벨 안정화 조정은 앰프 회로(111)에서 행해지게 된다.

반대로, 오차 증폭 회로(104) 출력을 파워 앰프 회로(101)로 앰프 회로의 제어 전압 단자에는 제어 회로(105)로부터 공급되는 구성[즉 송신 출력 레벨 안정화 조정은 파워 앰프 회로(101)에서 행한다]로 해도 된다.

제7도는 본 발명의 제5 실시예로서, 미국의 아날로그 방식과 디지털 방식 공용형(듀얼 모드라 함) 셀룰러 전화 시스템에 적용할 수 있다.

현재, 미국에서 표준화가 이루어져 실현 가능한 듀얼 모드 셀룰러 전화 시스템으로서는 이하의 2가지가 있다.

① 아날로그 FDMA 방식과 디지털 TDMA 방식의 공용형

② 아날로그 FDMA 방식과 디지털 CDMA 방식의 공용형

아날로그 FDMA(Frequency Division Multiple Access) 방식은 특히 아날로그 AMPS(Advanced Mobile Phone System) 방식이라 불리고, 파워 컨트롤은 4 dB스텝폭으로 20 dB의 범위를 필요로 한다.(이동기종별 III)

디지털 TDMA 방식에서는 마찬가지로 4 dB 스텝폭으로 20 dB의 파워 컨트롤 범위가 필요하다.(이동기종별 III)

디지털 CDMA 방식에서는 1 dB 스텝폭으로 적어도 64 dB 이상의 파워 컨트롤범위가 필요하다.(이동기종별 III)

제7도에서, 오차 증폭 회로(104) 출력은 스위치(115)와 스위치(116) 양쪽의 입력 단자에 분기 접속된다. 또, 스위치(115)와 스위치(116)의 각각 다른 한쪽의 입력 단자는 제어 회로(105)로부터 지시된 전압을 발생하는 단자로부터 분기 접속되어 있다. 또한, 스위치(115)의 전환 출력은 파워 앰프 회로(117) 내의 가변 감쇠기(118)의 감쇠량을 제어하는 제어 전압 입력이 되고, 스위치(116)의 전환 출력은 파워 앰프 회로(117) 내의 파워 앰프(119)의 증폭율을 제어하는 제어 전압 입력이 된다. 따라서, 본 파워 컨트롤 회로의 피드백 루프 제어끝이 가변 감쇠기(118)와 파워 앰프(119)에서 스위치(115) 및 스위치(116)로 선택 전환 제어된다. 여기서 스위치(115)와 스위치(116)의 전환 제어 신호는 제어 회로(105)로부터 공급된다.

제7도에서, ①의 듀얼 모드에서의 동작에 관해 설명한다.

아날로그 모드와 디지털 모드에서는 파워 컨트롤 범위와 스텝폭은 동일하지만, 아날로그 방식에서는 FM 변조 방식, 디지털 방식에서는 π/4 시프트 QPSK의 변조 방식이 이용되고 있고, 특히 디지털 방식에서는 왜곡 특성이 중시된다. 우선 아날로그 모드에서는 스위치(115) 및 스위치(116)는 A측으로 전환된다. 이 때, 가변 감쇠기(118)의 감쇠량은 최소가 되도록 제어 회로(105)에서 생성된 제어 전압(일정치)이 스위치(115)를 통하여 가변 감쇠기(118)에 입력된다. 따라서, 4 dB 스텝폭으로 최대 20 dB의 범위에서의 파워 컨트롤은 파워 앰프(119)에 공급되는 제어 전압을 가변함으로써 실현된다.

한편 디지털 모드에서는 스위치(115) 및 스위치(116)는 B측으로 전환된다.송신 파워 컨트롤은 가변 감쇠기(118)의 감쇠량을 조정하여 파워 앰프(119)의 입력 전력을 변화시키는 신호 왜곡 발생이 적은 방법이 취해진다. 가변 감쇠기(118)에의 제어 전압은 오차 증폭 회로(104) 출력이 스위치(115)를 통하여 공급된다. 이때, 파워 앰프(119)의 증폭율을 제어하는 제어 전압은 제어 회로(105)에서 발생하고, 스위치(116)를 통하여 파워 앰프(119)에 대하여 그 동작점이 왜곡 발생이 적고 선형성(線形性)이 뛰어난 A급 또는 AB급 동작이 되도록 바이어스 전압을 공급한다.

여기서, 아날로그 모드에서는 연속 송신 신호이므로 샘플 · 홀드 회로(107)는 항상 샘플 동작이 되고 검파 회로(103) 출력이 그대로 오차 증폭 회로(104)의 반전 입력 단지에 공급된다.

한편 디지털 모드에서는 TDMA 송신 신호의 버스트 ON/OFF에 따라 샘플 · 홀드 회로(107)는 샘플/홀드 동작을 행한다. 이 때, 아날로그 · 디지털의 어느쪽 모드인 경우나 가변 게인 앰프(806)의 게인은 일정치(예를 들면 0 dB)로 고정되어 있다.

다음으로, 제7도에서 ②의 듀얼 모드에서의 동작에 관해 설명한다. 우선, 아날로그 모드에서는 ①에서 설명한 동작과 동일하므로 생략한다.

다음으로, 디지털 모드에서는 스위치(115) 및 스위치(116)는 B측으로 전환된다. 파워 컨트롤은 가변 감쇠기(118)의 감쇠량과 파워 앰프(119)의 증폭율의 양쪽을 변화시켜 파워 컨트롤의 넓은 다이나믹 레인지를 확보한다. 즉, 가변 감쇠기(118)의 감쇠량 및 파워 앰프(119)의 증폭율은 각각 제어 회로(105)에서 발생하는 기준 전압 Vref 및 스위치(116)를 통하여 공급되는 제어 전압의 양쪽을 제어하여 송신 출력을 가변한다. 이 때, 송신 출력 레벨에 따라 검파 회로(103)의 검파 가능 레벨까지 가변 게인 앰프의 게인을 증감 · 제어한다.

이상 설명한 바와 같이 제7도의 실시예에서는 아날로그 FDMA(아날로그 AMPS) 방식, 디지털 TDMA 방식, 디지털 CDMA 방식 중 어떤 방식으로도 적용 가능한 파워 컨트롤 회로이다.

본 발명에 따르면, 매우 넓은 다이나믹 레인지에 걸쳐 다단으로 고정밀도 ·고안정적으로 출력 레벨을 변화시킬 수 있고, 연속 신호 · 버그트 신호의 양쪽으로 대응할 수 있는 파워 컨트롤 회로가 실현 가능하다.

제1도는 본 발명의 제1 실시예를 도시한 블럭도.

제2도는 본 발명에 의한 파워 컨트롤 특성을 설명하기 위한 입출력 특성도.

제3도는 본 발명에 의한 파워 컨트롤 특성을 설명하기 위한 시간 신호 파형도.

제4도는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 블럭도.

제5도는 본 발명의 제3 실시예를 도시한 블럭도.

제6도는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 블럭도.

제7도는 본 발명의 제5 실시예를 도시한 블럭도.

제8도는 종래예를 도시한 블럭도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 : 파워 앰프 회로 102 : 커플러

103 : 검파 회로 104 : 오차 증폭 회로

105 : 제어 회로 106 : 가변 게인 앰프

107 : 샘플 · 홀드 회로 108 : 믹서

109 : 발진 회로 110 : 필터

111 : IF 앰프 회로 115 : 제1 스위치

116 : 제2 스위치 118 : 가변 감쇠기(attenuator)

119 : 앰프

Claims (8)

1. 입력되는 제어 전압에 의해 증폭율이 가변 가능한 송신 신호를 증폭하는 파워 앰프 회로,

   상기 파워 앰프 회로에서 증폭된 송신 신호의 출력 레벨을 모니터하는 커플러,

   상기 커플러로부터의 모니터 출력 신호를 제어 회로의 지시에 의한 이득으로 증폭하는 가변 게인 앰프,

   상기 가변 게인 앰프로부터 출력되는 모니터 출력 신호를 입력하여 모니터 검파 전압을 생성하는 검파 회로, 및

   상기 검파 전압과 상기 제어 회로의 지시로 발생된 기준 전압 출력과의 비교에 의해 오차 증폭하여 제어 전압을 생성하는 오차 증폭 회로를 포함하고,

   상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 전압을 상기 파워 앰프 회로에 공급하여 증폭율을 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 파워 컨트롤 회로.
2. 제1항에 있어서, 검파 회로와 오차 증폭 회로의 사이에 제어 회로에 의한 지시에 따라 검파 전압을 통과 및 유지시키는 샘플 · 홀드 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 컨트롤 회로.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   소정의 주파수를 발진하는 발진 회로,

   상기 커플러로부터 출력되는 모니터 출력 신호와 상기 발신 회로로부터 출력되는 발진 발신 신호를 승산하는 믹서, 및

   상기 믹서 출력으로부터 소요 신호만을 추출하는 필터를 포함하고,

   상기 필터로부터의 출력을 상기 가변 게인 앰프에 입력하는 것을 특징으로 하는 파워 컨트롤 회로.
4. IF 신호를 증폭함과 동시에 증폭율이 가변 가능한 IF 앰프 회로,

   상기 IF 앰프로부터의 출력을 증폭함과 동시에 제4 희로에 의해 지시되는 제어 전압에 따라 증폭율이 가변 가능한 파워 앰프 회로,

   상기 파워 앰프 회로에서 증폭된 송신 신호의 출력 레벨을 모니터하는 커플러,

   상기 커플러로부터의 모니터 출력 신호를 상기 제어 회로의 지시에 의한 이득으로 증폭하는 가변 게인 앰프,

   상기 가변 게인 앰프로부터 출력되는 모니터 출력 신호를 입력하여 모니터 검파 전압을 생성하는 검파 회로, 및

   상기 검파 전압과 상기 제어 회로의 지시로 발생된 기준 전압 출력의 비교에 의해 오차 증폭하여 제어 전압을 생성하는 오차 증폭 회로를 포함하고,

   상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 전압을 상기 IF 앰프 회로에 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 파워 컨트롤 회로.
5. 제4항에 있어서, 검파 회로와 오차 증폭 회로의 사이에 제어 회로에 의한 지시에 따라 검파 전압을 통과 및 유지시키는 샘플 · 홀드 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 컨트롤 회로.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   소정의 주파수를 발진하는 발진 회로,

   상기 커플러로부터 출력되는 모니터 출력 신호와 상기 발신 회로로부터 출력되는 발진 발신 신호를 승산하는 믹서, 및

   상기 믹서 출력으로부터 소요 신호만을 추출하는 필터를 포함하고,

   상기 필터로부터의 출력을 상기 가변 게인 앰프에 입력하는 것을 특징으로 하는 파워 컨트롤 회로.
7. 감쇠량이 가변 가능한 가변 감쇠기와 증폭율이 가변 가능한 송신 신호를 증폭하는 앰프로 이루어진 파워 앰프 회로,

   상기 파워 앰프 회로에서 증폭된 송신 신호의 출력 레벨을 모니터하는 커플러,

   상기 커플러로부터의 모니터 출력 신호를 제어 회로의 지시에 의한 이득으로 증폭하는 가변 게인 앰프,

   상기 가변 게인 앰프로부터 출력되는 모니터 출력 신호를 입력하여 모니터검파 전압을 생성하는 검파 회로,

   상기 검파 전압과 상기 제어 회로의 지시로 발생된 기준 전압 출력과의 비교에 의해 오차 증폭하여 제어 전압을 생성하는 오차 증폭 회로,

   상기 제어 회로로부터의 제어 신호와 상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 신호 중 어느 한쪽을 상기 제어 회로의 지시에 따라 선택하여 상기 가변 감쇠기에 공급하는 제1 스위치, 및

   상기 제어 회로로부터의 제어 신호와 상기 오차 증폭 회로로부터의 제어 신호 중 어느 한쪽을 상기 제어 회로의 지시에 따라 선택하여 상기 앰프에 공급하는 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 앰프 회로.
8. 제7항에 있어서, 검파 회로와 오차 증폭 회로 사이에 제어· 회로에 의한 지시에 따라 검파 전압을 통과 및 유지시키는 샘플 · 홀드 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 컨트롤 회로.