KR100415118B1

KR100415118B1 - 이동단말기 수신단의 증폭 장치 및 제어방법

Info

Publication number: KR100415118B1
Application number: KR10-1999-0065240A
Authority: KR
Inventors: 조승기; 정용성; 양상용; 이우용; 이재민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2004-01-13
Also published as: KR20010065363A; US6496072B2; US20010015675A1

Abstract

본 발명은 이동단말기 수신단에 관한 것이다. 저잡음 증폭기는 수신된 신호를 설정 레벨로 증폭시킨다. 제어부는 상기 저잡음 증폭기로부터 출력되는 신호의 최초 프레임의 신호 레벨을 검출하고, 상기 검출된 레벨에 상응하는 제어 전압을 생성한다. 감쇄 결정 저항은 상기 수신신호의 감쇄량을 결정한다. 제1스위칭 소자는 상기 감쇄 결정 저항에 직렬 연결되고, 상기 제어전압에 상응하여 턴온되어 상기 감쇄 결정 저항을 통한 수신신호를 감쇄시킨다. 임피던스 보상 저항은 상기 감쇄 결정 저항과 병렬로 연결되며, 상기 제1스위칭 소자가 턴옴됨에 따른 임피던스 감소를 보상한다. 또한, 제2스위칭 소자는 상기 임피던스 보상 저항 및 상기 제1스위칭 소자에 병렬연결된다. 상기 제2스위칭 소자는 상기 제어 전압에 따라 턴온되어 감쇄없이 상기 수신신호를 상기 저잡음 증폭기로 제공하도록 한다.

Description

이동단말기 수신단의 증폭 장치 및 제어방법{APPARATUS FOR AMPLIFYING RECEIVED SIGNAL AND CONTROL METHOD OF RECEIVER IN MOBILE STATION}

본 발명은 이동단말기에 관한 것으로서, 특히 이동단말기 수신단의 임피던스 매칭을 수행하는 증폭장치 및 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 증폭장치를 도시한 도면이다.

먼저, 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식을 사용하는 이동단말기로 안테나(110)를 통해 신호가 수신되면 듀플렉서(109)를 통해 그 수신된 신호를 수신단으로 출력하고, 이렇게 수신단으로 출력된 수신신호는 캐패시터(107)와 캐패시터(106)를 거쳐 저잡음 증폭기(LNA: low Noise Amplifier)(108)를 통해 증폭되어 제어부(도시하지 않음)로 출력된다. 상기 제어부는 상기 저잡음 증폭기(108)에서 출력된 신호가 미리 설정한 설정레벨 이상의 크기로 감지될 경우 수신신호의 크기를 감쇄시키기 위해 제어전압 V_cont를 미리 설정한 제1제어전압, 예를 들어 3V로 공급한다.

상기 제어부에서 공급한 제1제어전압의 제어전압 V_cont은 BJT(Biploar Junction Transistor)(111)의 베이스(Base) 단자로 제공되고, 이에 상기 BJT(111)은 턴온된다. 상기 BJT(111)가 턴온됨에 따라 저항(102)과 저항(103)을 통해 상기 수신단으로 공급되는 전원(VCC)이 다이오드(101)로 제공된다. 이에 상기 다이오드(101)는 도통되고 상기 듀플렉서(109)를 통해 수신단으로 출력되는 수신신호는 상기 저항(102), 캐패시터(105), 저항(103)을 통해 전류소모를 하여 그 크기가 감쇄된다.

그런데, 상기 다이오드(101)가 턴온됨으로 인해 상기 증폭장치의 임피던스가 감소하여 상기 다이오드(101)가 턴오프 상태이었을 경우의 임피던스와 차이를 나타내어 결과적으로 상기 저잡음 증폭기(108)의 출력 임피던스와 임피던스 매칭되지 않아 상기 저잡음 증폭기(108)를 통해 출력된 신호로 인해 상기 수신단의 필터의필터 특성이 저하되며, 임피던스 매칭이 되지 않음으로 인해 비정상적인 발진현상이 발생하며, 또한 출력신호에 리플(Ripple) 성분이 포함되어 신호 복조에 에러가 발생한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이동단말기 수신단의 임피던스 매칭을 수행하는 증폭장치 및 제어방법을 제공함에 있다.본 발명의 다른 목적은 주파수 신호 리플 성분을 제거하는 증폭 장치 및 제어방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 이동단말기 수신단의 증폭 장치에 있어서, 수신신호를 미리 설정한 설정 레벨로 증폭하는 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기를 통한 상기 수신신호 출력의 최초 프레임 신호 레벨을 검출하고, 상기 검출된 레벨에 상응하는 제어 전압을 생성하는 제어부와, 상기 수신신호의 감쇄량을 결정하는 감쇄량 결정 저항과, 상기 감쇄량 결정 저항과 직렬 연결되며, 상기 제어 전압에 따라 턴온되어 상기 수신신호를 상기 감쇄량 결정 저항을 통해 감쇄되도록 스위칭하는 제1스위칭 소자와, 상기 감쇄량 결정 저항과 병렬 연결되며, 상기 제1스위칭 소자의 턴온으로 인한 임피던스 감소를 보상하는 임피던스 보상 저항을 포함함을 특징으로 한다.상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 이동단말기 수신단의 증폭장치 제어 방법에 있어서, 수신신호를 저잡음 증폭하는 과정과, 상기 저잡음 증폭한 신호의 레벨이 임계 레벨 이상일 경우 상기 수신신호를 미리 설정한 설정 감쇄량만큼 감쇄시키는 과정과, 상기 수신신호의 감쇄에 따라 발생된 임피던스 감소를 보상하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 증폭장치를 도시한 도면

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증폭장치를 도시한 도면

도 3a는 도 2의 증폭장치에서 제어전압 V_cont가 제2제어전압일 경우의 출력 파형을 도시한 도면

도 3b는 도 2의 증폭장치에서 제어전압 V_cont가 제1제어전압일 경우의 출력 파형을 도시한 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 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 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 칩설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증폭장치를 도시한 도면이다.

먼저, 안테나(110)를 통해 수신된 신호는 듀플렉서(109)를 통해 수신단으로 출력되고, 이에 전원 VCC가 공급되어 저항(218)과 저항(219)을 통해 제1스위칭 소자인 FET(Field Effect Transistor)(202)의 소오스(Source)단자와 드레인(Drain) 단자로 동일한 크기의 전압이 공급되고, 상기 전원 VCC의 전압은 저항(215)과 저항(213)을 통해 제2스위칭 소자인 FET(201)의 게이트(Gate) 단자로 제공되어 상기 FET(201)의 게이트 단자와 소오스 단자 사이에는 설정전압, 예를 들어 0.8V 미만의 전압이 제공된다.

이렇게 증폭장치에 바이어스(Bias)를 제공한 다음, 캐패시터(210) 및 캐패시터(212)를 거친 수신신호가 저잡음 증폭기(108)로 입력되고, 상기 저잡음 증폭기(108)는 상기 입력된 수신신호를 증폭하여 제어부(도시하지 않음)로 출력한다. 상기 제어부는 상기 저잡음 증폭기(108)에서 증폭하여 출력한 수신신호의 크기(이때, 상기 제어부에서 수신신호의 크기를 판단하기 위한 저잡음 증폭기(108)의 출력은 수신신호의 최초 수신단위인, 즉 최초 프레임의 수신신호의 저잡음 증폭 출력을 가지고 판단하게 된다.)가 미리 설정한 레벨 이상의 크기일 경우 제어전압 V_cont를 제1제어전압, 예를 들어 3V로 제공한다.

상기 제1제어전압으로 제어전압 V_cont가 공급되면, 상기 FET(202)의 게이트-소오스간 전압은 0V가 되어 액티브 로우(Active Low)의 전압이 제공됨으로 상기 FET(202)는 턴온되고, 상기 FET(201)의 게이트-소오스간 전압은 문턱전압(V_th) 미만이 되어 턴오프된다.

따라서, 상기 듀플렉서(109)를 통해 수신되는 수신신호는 상기 캐패시터(210), 저항(211), 저항(216) 및 캐패시터(203)를 통해 그 크기가 감쇄되고, 상기 크기가 감쇄된 수신신호는 캐패시터(212)를 통해 상기 저잡음 증폭기(108)로 출력된다. 상기 저항(211)은 상기 FET(202)이 턴온됨에 따라 상기 증폭장치의 임피던스 값이 감소되는 것을 보상해주는 일종의 임피던스 보상 저항이다.

상기 저항(216)은 상기 수신신호 크기의 감쇄량을 결정하기 위한 감쇄량 결정 저항으로서, 즉 상기 저항(216)의 저항값에 따라 상기 수신신호의 크기를 감쇄하는 감쇄량이 결정되는 것이다.

한편, 상기 저잡음 증폭기(108)에서 증폭하여 출력한 신호가 설정 레벨과 동일하거나 혹은 그 미만의 크기를 가질 경우, 상기 제어전압 V_cont은 제2제어전압, 즉 액티브 로우의 전압, 예를 들어 0V의 전압이 제공되고, 이에 저항(218), 저항(216) 및 저항(214), 저항(204) 및 저항(219)에 의해서 상기 FET(202)의 소오스 단자로 상기 FET(201)의 게이트 단자에 인가되는 전압과 거의 동일한 전압이 공급된다. 그러면, 상기 FET(201)의 게이트 단자와 상기 FET(202)의 소오스 단자간 전압이 0V에서 0.8V가 되어 상기 FET(201)는 턴온되고, 반면에 상기 FET(202)의 게이트 단자와 소오스 단자간 전압이 -V_TH가 되어 턴오프된다.

따라서, 상기 듀플렉서(109)를 통해 수신되는 수신신호는 상기 캐패시터(210)와, 저항(211)과 캐패시터(212)를 통해 상기 저잡음 증폭기(108)로 출력되며, 다만 상기 저항(211)에 의해 수신신호 크기의 감쇄가 발생하나 그 발생정도는 미약하여 원래 수신신호의 크기와 거의 동일하다.

도 3a는 도 2의 증폭장치에서 제어전압 V_cont가 제2제어전압일 경우의 출력 파형을 도시한 도면이다.

먼저, 상기 제어전압 V_cont가 액티브 로우, 예를 들어 0V의 제2제어전압일 경우일 때는 수신신호의 크기가 감쇄되지 않고 그대로 저잡음 증폭기(108)를 통해 출력되는데, 도시한 S11 그래프는 상기 저잡음 증폭기(108)로 입력되는 신호의 크기를 나타내며, 도시한 S22 그래프는 상기 증폭장치를 통해 감쇄되는 신호의 크기를 의미한다. 또한 도시한 S21 그래프는 상기 저잡음 증폭기(108)의 입력 및 출력 신호의 임피던스 매칭도를 나타내는 신호의 크기를 의미한다.

도 3b는 도 2의 증폭장치에서 제어전압 V_cont가 제1제어전압일 경우의 출력 파형을 도시한 도면이다.

먼저, 상기 제어전압 V_cont가 액티브 하이, 예를 들어 3V의 제1제어전압일 경우일 때는 수신신호의 크기가 감쇄되지 않고 그대로 저잡음 증폭기(108)를 통해 출력되는데, 도시한 S11 그래프는 상기 저잡음 증폭기(108)로 입력되는 신호의 크기를 나타내며, 도시한 S22 그래프는 상기 증폭장치를 통해 감쇄되는 신호의 크기를 의미한다. 또한 도시한 S21 그래프는 상기 저잡음 증폭기(108)의 입력 및 출력 신호의 임피던스 매칭도를 나타내는 신호의 크기를 의미한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 수신신호의 크기가 미리 설정한 설정레벨 이상의 크기를 가질 경우 그 수신신호의 크기를 감쇄할 때 저잡음 증폭기로 입력되는 신호와 출력되는 신호의 임피던스 매칭을 하여 임피던스 변화로 인한 주파수 성분에 포함되어 있는 리플 성분을 제거하며, 또한 임피던스 매칭되지 않음으로 인한 발진 현상을 제거하여 수신신호의 복조 성능을 향상시킨다는 이점을 갖는다.

Claims

이동단말기 수신단의 증폭 장치에 있어서,

수신신호를 미리 설정한 설정 레벨로 증폭하는 저잡음 증폭기와,

상기 저잡음 증폭기를 통한 상기 수신신호 출력의 최초 프레임 신호 레벨을 검출하고, 상기 검출된 레벨에 상응하는 제어 전압을 생성하는 제어부와,

상기 수신신호의 감쇄량을 결정하는 감쇄량 결정 저항과,

상기 감쇄량 결정 저항과 직렬 연결되며, 상기 제어 전압에 따라 턴온되어 상기 수신신호를 상기 감쇄량 결정 저항을 통해 감쇄되도록 스위칭하는 제1스위칭 소자와,

상기 감쇄량 결정 저항과 병렬 연결되며, 상기 제1스위칭 소자의 턴온으로 인한 임피던스 감소를 보상하는 임피던스 보상 저항을 포함함을 특징으로 하는 이동단말기 수신단 증폭장치.
제1항에 있어서,

상기 임피던스 보상 저항 및 상기 제1스위칭 소자와 병렬 연결되며, 상기 제어 전압에 따라 턴온되어 상기 수신신호가 감쇄없이 상기 저잡음 증폭기로 제공되도록 하는 제2스위칭 소자를 더 구비함을 특징으로 하는 이동단말기 수신단 증폭장치.
제2항에 있어서,

상기 제어전압은 상기 저잡음 증폭기에서 출력되는 상기 수신신호의 최초 프레임 신호 레벨이 임계레벨 이상일 경우 제1제어전압으로, 상기 저잡음 증폭기에서 출력되는 상기 수신신호의 최초 프레임 신호 레벨이 상기 임계레벨 미만일 경우 제2제어전압으로 출력됨을 특징으로 하는 이동단말기 수신단 증폭장치.
이동단말기 수신단의 증폭장치 제어 방법에 있어서,

수신신호를 저잡음 증폭하는 과정과,

상기 저잡음 증폭한 신호의 레벨이 임계 레벨 이상일 경우 상기 수신신호를 미리 설정한 설정 감쇄량만큼 감쇄시키는 과정과,

상기 수신신호의 감쇄에 따라 발생된 임피던스 감소를 보상하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동단말기 수신단 증폭장치 제어 방법.
이동단말기 수신단의 증폭장치 제어 방법에 있어서,

수신신호를 저잡음 증폭하는 과정과,

상기 저잡음 증폭한 신호의 레벨이 임계 레벨 이상일 경우 제1제어전압을 생성하는 과정과,

상기 제1제어전압에 따라 미리 설정한 설정 감쇄량만큼 상기 수신신호를 감쇄시키는 과정과,

상기 수신신호의 감쇄에 따라 발생하는 임피던스 감소를 보상하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동단말기 수신단의 증폭장치 제어 방법.
제5항에 있어서,

상기 저잡음 증폭한 신호의 크기가 상기 임계 레벨 미만일 경우 제2제어전압을 생성하는 과정과,

상기 제2제어전압에 따라 상기 수신신호를 감쇄하지 않고 그대로 유지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동단말기 수신단의 증폭장치 제어 방법.
이동단말기 수신단의 증폭장치에 있어서,

수신신호를 감쇄하는 감쇄량 결정 저항과,

상기 감쇄량 결정 저항과 직렬 연결되며, 상기 저잡음 증폭된 수신신호의 레벨이 임계 레벨 이상일 경우 생성되는 제1제어전압에 따라 턴온되어 상기 수신신호를 상기 감쇄량 결정 저항을 통해 감쇄되도록 스위칭하는 제1스위칭 소자와,

상기 제1스위칭 소자의 턴온으로 인한 임피던스 감소를 보상하는 임피던스 보상 저항을 포함함을 특징으로 이동단말기 수신단의 증폭 장치.
제7항에 있어서,

상기 임피던스 보상 저항과 병렬 연결되며, 상기 저잡음 증폭한 수신신호가 상기 임계 레벨 미만일 경우 생성되는 제2제어 전압에 따라 턴온되어 상기 수신신호를 감쇄시키지 않도록 스위칭 하는 제2스위칭 소자를 더 구비함을 특징으로 하는 이동단말기 수신단의 증폭 장치.
제3항에 있어서,

상기 제어전압이 상기 제1제어전압일 경우 상기 제1스위칭 소자는 턴온되고, 상기 제2스위칭 소자는 턴오프 되며,

상기 제어전압이 상기 제2제어전압일 경우 상기 제1스위칭 소자는 턴오프되고 상기 제2스위칭 소자는 턴온됨을 특징으로 하는 이동단말기 수신단 증폭장치.
이동단말기 수신단 증폭장치에 있어서,

미리 설정한 설정 이득으로 수신신호를 증폭하는 저잡음 증폭기와,

상기 저잡음 증폭기를 통한 상기 수신신호의 최초 프레임의 신호 레벨이 임계 레벨 이상일경우 제1제어전압을 생성하고, 상기 최초 프레임 신호 레벨이 상기 임계 레벨 미만일 경우 제2제어전압을 생성하는 제어부와,

상기 수신신호의 감쇄량을 결정하는 감쇄량 결정 저항과,

상기 감쇄량 결정 저항과 직렬연결되며, 상기 제1제어전압에 따라 턴온되어 상기 감쇄량 결정 저항을 통해 상기수신신호가 감쇄되도록 하는 제1스위칭 소자와,

상기 제1스위칭 소자의 턴온으로 인해 발생하는 임피던스 감소를 보상하는 임피던스 보상 저항을 포함함을 특징으로 하는 이동단말기 수신단 증폭장치.