KR100476385B1 - 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로는, 기준 전압을 효과적으로 제어할 수 있는 회로를 설계/장착함으로써, 전압에 있어서는 휴대용 단말기에서 일반적으로 사용되는 송신단 전원을 제어할 수 있고, 동시에, 전류에 있어서는 최대 500mA까지 제어할 수 있는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부 제어 신호가 활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 P-FET 및 저항을 통하여 높은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 높은 이득용 전원을 PAM(전력 증폭기 모듈)의 기준 전압으로써 출력하는 높은 이득 전원 공급부; 및 상기 외부 제어 신호가 비활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 쇼트키 다이오드 및 저항을 통하여 낮은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 낮은 이득용 전원을 PAM의 기준 전압으로써 출력하는 낮은 이득 전원 공급부를 포함한다.
Description
본 발명은 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로에 관한 것으로, 특히, 스마트 전력 증폭기를 사용하는 휴대용 단말기에 있어서, 기준 전압을 제어하여 동작시키는 스마트 전력 증폭기를 효율적으로 제어하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대용 단말기에 장착된 스마트 전력 증폭기 모듈(Power Amplifier Module ; PAM)을 제어하는 방법은 크게 두가지로 나누어 진다. 첫 번째 방법은, PAM의 모드 핀 2개를 제1 논리 단계(Low)나 제2 논리 단계(High)로 제어하여 높은 이득(High gain), 중간 이득(Middle gain) 및 낮은 이득(Low gain) 등으로 제어하는 것이다. 두 번째 방법은, 기준 전압을 2.5V, 1V, 0.5V 등으로 제어하여 조정하는 것이다.
그러나, 상술한 두 번째 방법에 있어서, 적절하게 설계된 회로가 없어 제어를 못하고 일반 PAM처럼 사용하거나(항상 고정), 연산 증폭기 및 MSM(Mobile Station Modem)의 PDM 신호를 사용하여 제어하기도 한다. 하지만, 연산 증폭기를 사용하는 방법은 전류 용량에 제한을 받아 80mA를 초과하면 사용할 수 없고, 입력 전압으로 VDC(배터리 전압)를 사용하여야 하는데, 이러한 VDC는 휴대용 단말기 사용 시 4.2 V에서 3.3 V까지 변하므로, 제어를 위한 정확한 전압을 결정하기 어려운 문제점이 있다. 또한, VDC를 사용하지 않고, 고정된 3.0V를 사용한다면 연산 증폭기 출력에 있어서 전압 강하가 발생하여 3V를 기준 전압으로 요구하는 PAM에서는 사용이 불가능한 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 기준 전압을 효과적으로 제어할 수 있는 회로를 설계/장착함으로써, 전압에 있어서는 휴대용 단말기에서 일반적으로 사용되는 송신단 전원을 제어할 수 있고, 동시에, 전류에 있어서는 최대 500mA까지 제어할 수 있는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로는, 외부 제어 신호가 활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 P-FET 및 저항을 통하여 높은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 높은 이득용 전원을 PAM(전력 증폭기 모듈)의 기준 전압으로써 출력하는 높은 이득 전원 공급부; 및 상기 외부 제어 신호가 비활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 쇼트키 다이오드 및 저항을 통하여 낮은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 낮은 이득용 전원을 PAM의 기준 전압으로써 출력하는 낮은 이득 전원 공급부를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로를 나타낸 회로도로서, 이러한 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로는, 높은 이득 전원 공급부(110) 및 낮은 이득 전원 공급부(120)를 포함한다.
높은 이득 전원 공급부(110)는, MSM(도시되지 않음)으로부터의 외부 제어 신호(C1)가 활성화되면, 송신단 전원(3.0V)을 입력받아 P-FET 및 저항을 통하여 높은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 높은 이득용 전원(2.5V)을 PAM으로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 높은 이득 전원 공급부(110)에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 높은 이득 전원 공급부(110) 내에 장착된 NPN 트랜지스터(111)는, 에미터 단자는 접지되고, 베이스 단자로 상기 외부 제어 신호(C1)를 입력받는다.
또한, 상기 높은 이득 전원 공급부(110) 내에 장착된 제1 저항(112)은, 제1 단자는 상기 NPN 트랜지스터(111)의 컬렉터 단자에 연결되고, 제2 단자는 송신단 전원(3.0V)의 입력단에 연결된다.
한편, 상기 높은 이득 전원 공급부(110) 내에 장착된 P-FET(113)은, 소스 단자는 상기 송신단 전원(3.0V)의 입력단에 연결되고, 게이트 단자는 상기 NPN 트랜지스터(111)의 컬렉터 단자에 연결된다.
또한, 상기 높은 이득 전원 공급부(110) 내에 장착된 제2 저항(114)은, 제1 단자는 상기 P-FET(113)의 드레인 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된다.
또한, 낮은 이득 전원 공급부(120)는, 상기 MSM(도시되지 않음)으로부터의 외부 제어 신호(C1)가 비활성화되면, 송신단 전원(3.0V)을 입력받아 쇼트키 다이오드(schottky diode) 및 저항을 통하여 낮은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 낮은 이득용 전원을 PAM으로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 낮은 이득 전원 공급부(120)에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 낮은 이득 전원 공급부(120) 내에 장착된 제3 저항(121)은, 제1 단자가 상기 송신단 전원(3.0V)의 입력단에 연결된다.
또한, 상기 낮은 이득 전원 공급부(120) 내에 장착된 쇼트키 다이오드(schottky diode)(122)는, 양극은 상기 제3 저항(121)의 제2 단자에 연결되고, 음극은 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된다.
상술한 본 발명의 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로의 동작에 관하여 하기 표 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상술한 도 1의 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로는 높은 이득, 낮은 이득의 2가지 모드로 동작하며, 설명의 편의상 높은 이득은 2.5V의 전압, 낮은 이득은 1.0V의 전압을 필요로 하는 PAM을 기준으로 도시하였으나, PAM 마다 요구 전압이 상이하므로 이는 제2 저항(114) 및 제3 저항(121)으로 조정할 수 있다.
PAM의 기준 전압을 제어하기 위해서는, 우선 전압을 정확하게 스위칭할 수 있어야 하고, 구성 회로가 PAM이 요구하는 전류 소모를 충분히 만족시켜야 한다. 우선, 높은 이득 모드로 동작하기 위해 통상 2.5V~3V가 필요한데(PAM마다 다름), 이는 P-FET(113) 및 NPN 트랜지스터(111)를 이용해 MSM(도시되지 않음)으로부터의 외부 제어 신호(C1)로 제어하게 된다. 휴대용 단말기에서 송신단 전원을 통상 3V로 사용하므로, 이를 인가받아 저항을 통해 고정 전압(PAM이 높은 이득 모드로 동작하는 전압)을 결정하면 된다. 낮은 이득 모드에서는, P-FET(113)가 턴오프되고, 송신단 전원이 제3 저항(121) 및 쇼트키 다이오드(schottky diode)(122)를 통해 필요한 만큼 전압 강하되어 입력된다(통상 2.0V~1.0V). 여기서, 쇼트키 다이오드(schottky diode)(122)는, 낮은 이득 모드에서 전압 강하 기능을 하며, 높은 이득 모드로 동작할 때는 역 전압 유입을 막는 역할을 한다.
먼저, 높은 이득 모드로 동작하는 경우에는, 외부 제어 신호(C1)가 활성화되고, 이에 따라 P-FET(113)이 턴온되며, 송신단 전원(3.0V)이 제2 저항(114)을 거쳐 PAM의 기준 전압 입력단에 2.5V가 입력된다. 상술한 바와 같이, 제2 저항(114)을 조정하면 PAM이 요구하는 전압으로 변경할 수 있다.
한편, 낮은 이득 모드로 동작하는 경우에는, 외부 제어 신호(C1)가 비활성화되어 높은 이득 전원 공급부(110)의 P-FET(113)이 턴오프되고, 송신단 전원(3.0V)이 제3 저항(121) 및 쇼트키 다이오드(schottky diode)(122)를 거쳐 PAM의 기준 전압 입력단에 1.0V가 입력된다. 상술한 바와 같이, 제3 저항(121)을 조정하면 PAM이 요구하는 전압으로 변경할 수 있는데, 이 때, 쇼트키 다이오드(schottky diode)(122)의 0.3V의 전압 강하를 고려하여야 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로를 나타낸 회로도로서, 이러한 본 발명의 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로는, 높은 이득 전원 공급부(210), 중간 이득 전원 공급부(220) 및 낮은 이득 전원 공급부(230)를 포함한다.
높은 이득 전원 공급부(210)는, MSM(도시되지 않음)으로부터의 제1 외부 제어 신호(C1)가 활성화되면, 송신단 전원(3.0V)을 입력받아 P-FET 및 저항을 통하여 높은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 높은 이득용 전원(2.5V)을 PAM으로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 높은 이득 전원 공급부(210)에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 높은 이득 전원 공급부(210) 내에 장착된 제1 NPN 트랜지스터(211)는, 에미터 단자는 접지되고, 베이스 단자로 상기 제1 외부 제어 신호(C1)를 입력받는다.
또한, 상기 높은 이득 전원 공급부(210) 내에 장착된 제1 저항(212)은, 제1 단자는 상기 제1 NPN 트랜지스터(211)의 컬렉터 단자에 연결되고, 제2 단자는 송신단 전원(3.0V)의 입력단에 연결된다.
한편, 상기 높은 이득 전원 공급부(210) 내에 장착된 P-FET(213)은, 소스 단자는 상기 송신단 전원(3.0V)의 입력단에 연결되고, 게이트 단자는 상기 제1 NPN 트랜지스터(211)의 컬렉터 단자에 연결된다.
또한, 상기 높은 이득 전원 공급부(210) 내에 장착된 제2 저항(214)은, 제1 단자는 상기 P-FET(213)의 드레인 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된다.
또한, 중간 이득 전원 공급부(220)는, 상기 MSM(도시되지 않음)으로부터의 제1 외부 제어 신호(C1)가 비활성화되면, 송신단 전원(3.0V)을 입력받아 쇼트키 다이오드(schottky diode) 및 저항을 통하여 중간 이득용 전원으로 조정하고, 상기 중간 이득용 전원을 PAM으로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 중간 이득 전원 공급부(220)에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 중간 이득 전원 공급부(220) 내에 장착된 제3 저항(221)은, 제1 단자가 상기 송신단 전원(3.0V)의 입력단에 연결된다.
또한, 상기 중간 이득 전원 공급부(220) 내에 장착된 쇼트키 다이오드(schottky diode)(222)는, 양극은 상기 제3 저항(221)의 제2 단자에 연결되고, 음극은 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된다.
한편, 낮은 이득 전원 공급부(230)는, MSM(도시되지 않음)으로부터의 제1 외부 제어 신호(C1)가 비활성화된 상태에서 MSM(도시되지 않음)으로부터의 제2 외부 제어 신호(C2)가 활성화되면, 저항을 통하여 낮은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 낮은 이득용 전원을 PAM으로 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 낮은 이득 전원 공급부(230)에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 낮은 이득 전원 공급부(230) 내에 장착된 제4 저항(231)은, 제1 단자가 접지된다.
또한, 상기 낮은 이득 전원 공급부(230) 내에 장착된 제2 NPN 트랜지스터(232)는, 에미터 단자는 상기 제4 저항(231)의 제2 단자에 연결되고, 베이스 단자로 상기 제2 외부 제어 신호(C2)를 입력받으며, 컬렉터 단자는 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된다.
상술한 본 발명의 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로의 동작에 관하여 하기 표 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상술한 도 2의 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로는 높은 이득, 중간 이득, 낮은 이득의 3가지 모드로 동작하며, 설명의 편의상 높은 이득은 2.5V의 전압, 중간 이득은 1.0V의 전압, 낮은 이득은 0.5V의 전압을 필요로 하는 PAM을 기준으로 도시하였으나, PAM 마다 요구 전압이 상이하므로 이는 제2 저항(214), 제3 저항(221) 및 제4 저항(231)으로 조정할 수 있다.
PAM의 기준 전압을 제어하기 위해서는, 우선 전압을 정확하게 스위칭할 수 있어야 하고, 구성 회로가 PAM이 요구하는 전류 소모를 충분히 만족시켜야 한다. 우선, 높은 이득 모드로 동작하기 위해 통상 2.5V~3V가 필요한데(PAM마다 다름), 이는 P-FET(213) 및 제1 NPN 트랜지스터(211)를 이용해 MSM(도시되지 않음)으로부터의 제1 외부 제어 신호(C1)로 제어하게 된다. 휴대용 단말기에서 송신단 전원을 통상 3V로 사용하므로, 이를 인가받아 저항을 통해 고정 전압(PAM이 높은 이득 모드로 동작하는 전압)을 결정하면 된다. 중간 이득 모드에서는, P-FET(213)가 턴오프되고, 송신단 전원이 제3 저항(221) 및 쇼트키 다이오드(schottky diode)(222)를 통해 필요한 만큼 전압 강하되어 입력된다(통상 2.0V~1.0V). 여기서, 쇼트키 다이오드(schottky diode)(222)는, 중간 이득 모드에서 전압 강하 기능을 하며, 높은 이득 모드로 동작할 때는 역 전압 유입을 막는 역할을 한다. 낮은 이득 모드를 추가하기 위해서는, PAM의 기준 전압 입력단에 제2 NPN 트랜지스터(232)를 추가하고, 이러한 제2 NPN 트랜지스터(232)의 에미터 단자에 제4 저항(231)을 연결하며, 제2 NPN 트랜지스터(232)의 베이스 단자로 제2 외부 제어 신호(C2)를 입력함으로써 제어하면 된다. 이는 도 1의 낮은 이득 모드 시 PAM의 기준 전압 입력단에 걸리는 전압을 제4 저항(231)을 통해 낮추는 것이다.
먼저, 높은 이득 모드로 동작하는 경우에는, 제1 외부 제어 신호(C1)가 활성화되고, 이에 따라 P-FET(213)이 턴온되며, 송신단 전원(3.0V)이 제2 저항(214)을 거쳐 PAM의 기준 전압 입력단에 2.5V가 입력된다. 상술한 바와 같이, 제2 저항(214)을 조정하면 PAM이 요구하는 전압으로 변경할 수 있다.
한편, 중간 이득 모드로 동작하는 경우에는, 제1 외부 제어 신호(C1)가 비활성화되어 높은 이득 전원 공급부(210)의 P-FET(213)이 턴오프되고, 송신단 전원(3.0V)이 제3 저항(221) 및 쇼트키 다이오드(schottky diode)(222)를 거쳐 PAM의 기준 전압 입력단에 1.0V가 입력된다. 상술한 바와 같이, 제3 저항(221)을 조정하면 PAM이 요구하는 전압으로 변경할 수 있는데, 이 때, 쇼트키 다이오드(schottky diode)(222)의 0.3V의 전압 강하를 고려하여야 한다.
또한, 낮은 이득 모드로 동작하는 경우에는, 제4 저항(231)에 전류가 흐름으로써, PAM의 기준 전압 입력단에 0.5V가 입력된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 기준 전압을 효과적으로 제어할 수 있는 회로를 설계/장착함으로써, 전압에 있어서는 휴대용 단말기에서 일반적으로 사용되는 송신단 전원을 제어할 수 있고, 동시에, 전류에 있어서는 최대 500mA까지 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로를 나타낸 회로도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로를 나타낸 회로도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 높은 이득 전원 공급부 120 : 낮은 이득 전원 공급부
Claims (7)
- 외부 제어 신호가 활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 P-FET 및 저항을 통하여 높은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 높은 이득용 전원을 PAM(전력 증폭기 모듈)의 기준 전압으로써 출력하는 높은 이득 전원 공급부; 및상기 외부 제어 신호가 비활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 쇼트키 다이오드 및 저항을 통하여 낮은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 낮은 이득용 전원을 PAM의 기준 전압으로써 출력하는 낮은 이득 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 높은 이득 전원 공급부는,에미터 단자는 접지되고, 베이스 단자로 상기 외부 제어 신호를 입력받는 NPN 트랜지스터;제1 단자는 상기 NPN 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 송신단 전원의 입력단에 연결된 제1 저항;소스 단자는 상기 송신단 전원의 입력단에 연결되고, 게이트 단자는 상기 NPN 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결된 P-FET; 및제1 단자는 상기 P-FET의 드레인 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된 제2 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 낮은 이득 전원 공급부는,제1 단자가 상기 송신단 전원의 입력단에 연결된 제3 저항; 및양극은 상기 제3 저항의 제2 단자에 연결되고, 음극은 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된 쇼트키 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로.
- 제1 외부 제어 신호가 활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 P-FET 및 저항을 통하여 높은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 높은 이득용 전원을 PAM(전력 증폭기 모듈)의 기준 전압으로써 출력하는 높은 이득 전원 공급부;상기 제1 외부 제어 신호가 비활성화되면, 송신단 전원을 입력받아 쇼트키 다이오드 및 저항을 통하여 중간 이득용 전원으로 조정하고, 상기 중간 이득용 전원을 PAM의 기준 전압으로써 출력하는 중간 이득 전원 공급부; 및상기 제1 외부 제어 신호가 비활성화된 상태에서 MSM으로부터의 상기 제2 외부 제어 신호가 활성화되면, 상기 중간 이득용 전원을 저항을 통하여 낮은 이득용 전원으로 조정하고, 상기 낮은 이득용 전원을 PAM의 기준 전압으로써 출력하는 낮은 이득 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로.
- 제4항에 있어서, 상기 높은 이득 전원 공급부는,에미터 단자는 접지되고, 베이스 단자로 상기 제1 외부 제어 신호를 입력받는 제1 NPN 트랜지스터;제1 단자는 상기 제1 NPN 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결되고, 제2 단자는 송신단 전원의 입력단에 연결된 제1 저항;소스 단자는 상기 송신단 전원의 입력단에 연결되고, 게이트 단자는 상기 제1 NPN 트랜지스터의 컬렉터 단자에 연결된 P-FET; 및제1 단자는 상기 P-FET의 드레인 단자에 연결되고, 제2 단자는 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된 제2 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로.
- 제4항에 있어서, 상기 중간 이득 전원 공급부는,제1 단자가 상기 송신단 전원의 입력단에 연결된 제3 저항; 및양극은 상기 제3 저항의 제2 단자에 연결되고, 음극은 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된 쇼트키 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로.
- 제4항에 있어서, 상기 낮은 이득 전원 공급부는,제1 단자가 접지된 제4 저항; 및에미터 단자는 상기 제4 저항의 제2 단자에 연결되고, 베이스 단자로 상기 제2 외부 제어 신호를 입력받으며, 컬렉터 단자는 상기 PAM의 기준 전압 입력단에 연결된 제2 NPN 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전력 증폭기 모듈의 제어 회로.
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