KR100651503B1

KR100651503B1 - 전력 증폭기에서 과 출력 제한을 위한 온도 보상 회로

Info

Publication number: KR100651503B1
Application number: KR1019990061599A
Authority: KR
Inventors: 정상훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2006-11-28
Also published as: KR20010058112A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

전력 증폭기의 출력을 제한하기 위한 회로에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

전력 증폭기에서 과 출력을 제한하기 위한 회로에서 기준 전압을 공급하는 회로에 온도를 보상할 수 있는 회로를 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 전력 증폭기의 과 출력을 제한하기 위한 회로로, 현재 온도를 전압 값으로 출력하는 온도 센서와, 상기 온도 센서의 출력을 수신하여 증폭하는 차동 증폭부와, 상기 차동 증폭부의 신호를 반전하여 증폭하는 반전 증폭부와, 상기 반전 증폭부로부터 출력되는 온도 보상 신호와 기준전압을 제공하는 회로의 신호를 합산하여 출력하는 합산부로 이루어진 기준 전압부와,

상기 전력 증폭기의 전압을 제한하기 위해 출력되는 신호와 상기 기준 전압부의 출력을 차동 증폭하는 차동 증폭부와, 상기 차동 증폭부로부터 출력되는 신호를 적분하여 출력하는 적분부와, 상기 적분부의 출력을 직류의 전압으로 제한하기 위한 능동 제한부로 구성됨을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

전력 증폭기에서 과 출력을 제한하기 위한 회로에 온도 보상시 사용된다.

온도 보상, 전력 증폭기, 과 출력 제한.

Description

전력 증폭기에서 과 출력 제한을 위한 온도 보상 회로{TEMPERATURE COMPENSATING CIRCUIT FOR LIMITING OF OVER POWER OUTPUTTING IN POWER AMPLIFIER}

도 1은 종래기술에 따라 이동통신 기지국에서 사용되는 전력 증폭기의 출력을 일정하게 제한하기 위한 회로의 상세 회로도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 기준 입력부와 온도 보상 회로의 상세 회로도.

본 발명은 전력 증폭기의 출력 제한 회로에 관한 것으로, 특히 고출력 증폭기에서 온도 보상에 의한 과 출력을 제한하기 위한 회로에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 기지국 등에서는 해당하는 섹터의 이동통신 단말기와 통신을 수행하기 위해 높은 출력을 내는 전력 증폭기를 사용한다. 이와 같은 전력 증폭기는 기지국의 설치 비용에 대부분을 차지하게 되므로 전력 증폭기의 파손 등 은 서비스 업체 등에서는 매우 큰 비용의 손실로 작용하게 된다. 따라서 이동통신 시스템의 기지국에서 사용하는 전력 증폭기에서 과 출력을 제한하기 위한 여러 가지 회로들이 부가되어 있다. 그러면 이를 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래기술에 따라 이동통신 기지국에서 사용되는 전력 증폭기의 출력을 일정하게 제한하기 위한 회로의 상세 회로도이다. 먼저 도 1의 각 부분별로 살펴보면, 입력된 신호를 증폭을 위한 제1 차동 증폭부(10)와, 기준 입력부(20)와, 적분부(30)와, 능동 제한부(40)로 이루어진다. 이에 따른 구성의 연결을 살펴본다.

먼저 출력될 신호가 입력되는 입력단은 제1저항(R1)과 제2저항(R2)에 의해 분압되어 제1증폭기(OP1)의 반전단(-)으로 입력된다. 그리고 상기 제1증폭기(OP1)의 반전단(-)은 출력단과 와이어드 되어 있다. 또한 상기 제1증폭기(OP1)의 비반전단(+)은 제4저항(R4)을 통해 기준 입력부(20)과 연결된다. 기준 입력부(20)는 제4저항(R4)과 연결되는 단자는 가변 저항(VR)의 가변 단자에 연결되어 있고, 한측은 전원단(Vcc)과 다른 한 측은 접지되어 있다. 그리고, 상기 제1증폭기(OP1)의 출력단은 제5저항(R5)을 통해 적분부(30)를 구성하는 제2증폭기(OP2)의 반전단(-)에 연결된다. 그리고 제2증폭기(OP2)의 비반전단(+)은 제6저항(R6)을 통해 접지되어 있으며, 출력단과 상기 반전단(-)은 제1캐패시터(C1)을 통해 연결되어 있다. 따라서 OP-AMP의 특성에 따라 상기 제2증폭기(OP2)는 적분회로로 동작하게 된다.

상기 제2증폭기(OP2)의 출력은 제7저항(R7)을 통해 능동 제한부(40)를 구성하는 제3증폭기(OP3)의 반전단(-)으로 연결된다. 상기 제3증폭기의 비반전단(+)은 접지되어 있으며, 출력단은 제1다이오드(D1)에 의해 출력 값이 직류 성분으로 변환 되어 반전단(-)과 연결되어 있다. 따라서 상기 능동 제한부(40)를 구성하는 제3증폭기(OP3)의 출력단은 제1다이오드(D1)의 에노드와 연결되어 있으며, 캐소드는 반전단(-)과 연결된다. 동시에 상기 제1다이오드의 캐소드는 제8저항(R8)을 통해 접지되며, 상기 캐소드가 출력단이 된다.

그러면 상술한 구성에 따른 동작을 살펴본다. 상기 입력단을 통해 입력되는 신호는 제1 및 제2저항(R1, R2)에 의해 분압되어 상기 증폭기(OP1)의 반전단에 입력된다. 이와 같이 분압된 전압이 상기 기준 입력부(20)에서 제공되는 전압보다 높아지는 경우 차동 증폭하여 출력한다. 상기 차동 증폭된 신호는 적분부(30)로 입력되며, 상기 적분부(30)에서 적분된 값이 능동 제한부(40)로 입력된다. 따라서 능동 제한부에서는 제1다이오드(D1)에 의해 직류 레벨 값으로 선형적으로 제한된 값이 출력되게 된다. 이와 같이 출력된 값을 이용하여 전력 증폭기의 입력단의 레벨을 조절하게 된다. 따라서 증폭기에서 출력되는 신호가 일정한 레벨이 되도록 제어할 수 있게 된다.

또한 증폭기의 출력 레벨을 조절하기 위해서는 상기 기준 입력부(20)의 가변 저항(VR)을 조절하여 출력값을 변경할 수 있게 된다. 그런데 상기 가변 저항(VR)은 온도에 따라 변화가 심한 수동 소자로 이루어져 있으므로 상온에서 설정한 값인 경우 저온 또는 고온의 상태로 변경되는 경우 설정시의 레벨과 다른 값을 출력하게 된다. 따라서 상온이 아닌 고온 또는 저온에서는 전력 증폭기의 출력을 정확하게 제어할 수 없는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 전력 증폭기에서 과 출력을 제한하기 위한 회로의 기준 전압부에 온도 보상을 통해 전력 증폭기의 과 출력을 정확하게 제한할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전력 증폭기의 과 출력을 제한하기 위한 회로로서, 현재 온도를 전압 값으로 출력하는 온도 센서와, 상기 온도 센서의 출력을 수신하여 증폭하는 차동 증폭부와, 상기 차동 증폭부의 신호를 반전하여 증폭하는 반전 증폭부와, 상기 반전 증폭부로부터 출력되는 온도 보상 신호와 기준전압을 제공하는 회로의 신호를 합산하여 출력하는 합산부로 이루어진 기준 전압부와, 상기 전력 증폭기의 전압을 제한히가 위해 출력되는 신호와 상기 기준 전압부의 출력을 차동 증폭하는 차동 증폭부와, 상기 차동 증폭부로부터 출력되는 신호를 적분하여 출력하는 적분부와, 상기 적분부의 출력을 직류의 전압으로 제한하기 위한 능동 제한부로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 기준 입력부와 온도 보상 회로의 상세 회로도이다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명에 따라 기준 입력부(20)의 온도 보상 회로의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

먼저 구성을 살펴보면, 온도 센서(100)와, 제2 차동 증폭부(110)와, 반전 증폭부 (120)와 가산부(130)로 구성된다. 그러면 각 부분의 상세 구성 및 동작을 살펴본다. 온도 센서(100)는 전력 증폭기가 위치한 장소의 온도를 측정하고, 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 이와 같이 온도 센서(100)에서 출력된 신호는 제11저항(R11)을 통해 제2 차동 증폭부(110)를 구성하는 제11증폭기(OP11)의 비반전단(+)으로 입력된다. 그리고 상기 제11증폭기(OP11)의 반전단(-)은 제12저항(R12)을 통해 접지되며, 동시에 제13저항(R13)을 통해 출력단과 연결된다. 그리고 상기 제11증폭기(OP11)의 공급 전원은 양 전압(Vcc)과 음 전압(Vee)이 공급된다. 또한 상기 제11증폭기(OP11)의 출력단은 제14저항(R14)를 통해 반전 증폭부(120)를 구성하는 제12증폭기(OP12)의 비반전단(+)으로 입력된다. 상기 제12증폭기(OP12)의 반전단(-)은 제17저항(R17)을 통해 출력단과 연결되며, 공급전압은 양 전압(Vcc)과 접지 전압(GND)이 연결된다. 또한 상기 제12증폭기(OP12)의 비반전단(+)은 제16저항을 통해 접지되며, 상기 제11증폭기(OP11)에 공급되는 양 전압(Vcc)단과 접지 사이에 제15저항(R15)을 통해 접지되어 있다.

상기 반전 증폭부(120)의 출력은 가산부(130)의 제19저항(R19)을 통해 제13증폭기(OP13)의 비반전단(+)에 연결된다. 또한 상기 제13증폭기(R13)의 비반전단 (+)은 제20저항(R20)을 통해 접지되어 있으며, 동시에 상기 제18저항(R18) 및 제1가변 저항(VR1)을 통해 5[V]의 전압이 공급된다. 또한 상기 제13증폭기(OP13)의 반전단(-)은 제23저항(R23)을 통해 출력단과 연결되어 있으며, 상기 출력단은 제24저항(R24)를 통해 접지된다. 그리고, 상기 제13증폭기(OP13)의 반전단(-)은 병렬 연결된 제21저항(R21)과 제22저항(R22)을 통해 접지되어 있다. 그리고, 상기 제13증폭기(OP13)에는 양 전원(Vcc)과 음 전원(Vee)이 공급된다.

그러면 상기한 구성에 따른 동작을 살펴본다. 먼저 온도 센서(100)에서 온도를 감지하여 이를 전압으로 출력한다. 그러면 상기 출력되는 전압은 미약한 전류로 상기 제2 차동 증폭부(110)의 제11증폭기(OP11) 비반전단(+)으로 입력된다. 그러면 상기 제11증폭기(OP11)는 온도 센서(100)로부터 입력되는 미약한 신호를 증폭하여 차동 증폭하여 반전 증폭부(120)로 출력한다. 이와 같이 차동 증폭되어 출력된 신호는 반전 증폭부(120)의 제12증폭기(OP12)에서 반전 증폭된다. 이러한 반전 증폭 계수는 제17저항(R17)의 값에 의해 조정된다. 따라서 상기 증폭된 신호는 온도에 따른 신호가 되며, 이와 같이 온도에 따른 신호와 종래기술에서와 같이 제1가변 저항(VR1)의 신호가 가산부(130)에서 가산되어 제13증폭기(OP13)에서 증폭된다. 상기 증폭된 신호가 종래기술을 설명한 도 1의 제4저항(R4)로 입력된다. 그러면 상기 기준 입력부(20)에서 출력되는 신호는 차동 증폭부(10)와, 적분부(30) 및 능동 제한부 (40)으로 구성된 회로를 통해 전력 증폭기의 과 출력을 제한하기 위한 기준 값으로 제공된다.

상술한 바와 같이 전력 증폭기에서 과 출력을 제한하기 위한 회로에서 기준 전압을 출력하는 회로에 온도 보상회로를 부가하여 구성함으로써 기준전압이 온도의 변화에 따라 변화하지 않게 된다. 따라서 보다 정확하게 전력 증폭기의 과 출력을 제한할 수 있는 이점이 있다.

Claims

전력 증폭기의 과 출력을 제한하기 위한 회로에 있어서,

제1 차동 증폭부로 기준 전압을 제공하는 기준 입력부와,

상기 전력 증폭기의 전압을 제한하기 위한 신호와 상기 기준 입력부의 출력을 차동 증폭하는 상기 제1 차동 증폭부와,

상기 제1 차동 증폭부로부터 출력되는 신호를 적분하여 출력하는 적분부와,

상기 적분부의 출력을 직류의 전압으로 제한하기 위한 능동 제한부를 포함하여 구성되며,

상기 기준 입력부는 상기 전력 증폭기가 위치한 장소의 현재 온도를 측정하고, 이를 변화하여 전압 값으로 출력하는 온도 센서와,

상기 온도 센서의 출력을 수신하여 증폭하는 제2 차동 증폭부와,

상기 제2 차동 증폭부의 신호를 반전하여 증폭하는 상기 반전 증폭부와,

상기 반전 증폭부로부터 출력되는 온도 보상 신호와 기준 전압을 제공하는 회로의 신호를 합산하여 출력하는 가산부를 포함함을 특징으로 하는 전력 증폭기에서 과 출력 제한을 위한 온도 보상 회로.
제1항에 있어서, 상기 제2 차동 증폭부는,

상기 온도 센서로부터 출력된 신호를 제1저항(R11)을 통해 입력받는 비반전단(+)과, 제2 저항(R12)을 통해 접지되고, 제3저항(R13)을 통해 출력단과 연결되는 반전단(-)을 포함하고, 양 전압(Vcc)과 음 전압(Vee)을 공급받는 OP-AMP로 구성됨을 특징으로 하는 전력 증폭기에서 과 출력 제한을 위한 온도 보상 회로.
제1항에 있어서, 상기 반전 증폭부는,

상기 제2 차동 증폭부의 출력을 제4저항(R16)을 통해 입력받는 비반전(+)단과, 제5저항(R17)을 통해 출력단과 연결되는 반전단(-)을 포함하고, 양 전압(Vcc)과 접지 전압을 공급받는 OP-AMP로 이루어짐을 특징으로 하는 전력 증폭기에서 과 출력 제한을 위한 온도 보상 회로.
제1항에 있어서, 상기 가산부는,

기준전압을 제공하기 위한 공급 전압을 가변하여 출력하는 가변저항과,

상기 가변 저항을 통해 5볼트의 전압을 공급받고, 상기 반전 증폭부의 출력을 제6저항(R19)을 통해 입력받으며 제7저항(R20)을 통해 접지된 비반전단(+)과, 제8저항(R24)을 통해 접지된 출력단과 제9저항(R23)을 통해 연결되는 반전단(-)을 포함하는 OP-AMP로 이루어짐을 특징으로 하는 전력 증폭기에서 과 출력 제한을 위한 온도 보상 회로.