KR100745241B1 - 전압 리플 보상 가능한 이동통신 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 TDMA 방식의 이동통신 단말기에 관련된 것이다.

본 발명의에 따른 이동통신 단말기는 송신 전력증폭기의 활성화 구간동안에 배터리로부터 인가되는 전압을 그대로 송신 전력증폭기로 공급하고, 송신 전력증폭기의 비활성화 구간 동안에는 배터리 전압을 일정 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기로 공급한다. 이 같이 본 발명에 따른 이동통신 단말기는 송신 전력증폭기의 활성화 구간동안 발생하는 전압 강하(voltage)를 고려하여 송신 전력증폭기의 비활성화 구간동안 배터리 전압을 일정 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기로 공급하므로, 전압 리플(ripple)을 제거하여 노이즈를 줄일 수 있게 된다.

이동통신 단말기, TDMA, 송신 전력증폭기, 전압 강하.

Description

전압 리플 보상 가능한 이동통신 단말기{Mobile communication terminal able to compensating voltage ripple}

도 1은 종래의 전원단 리플 보상 회로도.

도 2는 종래 송신 전력증폭기 동작시 측정된 배터리 전압 강하를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TDMA 방식의 이동통신 단말기에서 송신 신호 전력 증폭시 발생하는 전압 강하를 보상하기 위한 구성을 개략적으로 도시한 블록도.

도 4는 송신 전력증폭기에 공급되는 전압의 시간변화 그래프를 도시한 도면.

도 5는 전압 강하에 의한 일정한 출력을 갖는 송신 전력증폭기 전원단 전압의 시간변화 그래프를 도시한 도면.

도 6은 일반적인 이동통신 단말기의 배터리 전압감지회로를 개략적으로 도시한 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200 : 송신 전력증폭기 300 : 전압 보상부

310 : 스위칭부 320 : 전압 강하부

400 : 제어부 500 : 전압값 검출부

600 : 보상값 DB

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 TDMA 방식의 이동통신 단말기에 관련된 것이다.

유럽식(GSM)인 비동기식 방식이 적용된 이동통신 단말기는 송신단과 수신단이 각각 순차적으로 동작을 반복하는 시간분할 다중화 방식(TDMA : Time Division Multiple Access)을 이용하여 동시에 데이터를 송수신하는 통신을 한다. 이 같은 TDMA 방식에서 이동통신 단말기는 송신단이 동작하는 타이밍에서 활성화되는 송신 전력증폭기(Tx Power amplifier)의 급격한 전력 소모량 때문에 전원단의 전압 강하(voltage drop)에 의한 리플(ripple)이 발생한다. 이로 인해 TDMA 노이즈가 발생한다.

종래 통상적으로 배터리 전원의 리플(ripple)을 제거하기 위하여 용량이 큰 커패시터(capacitor)가 사용되고 있다. 도 1은 종래의 전원단 리플 보상 회로도이다. 도시된 바와 같이, 전원단에 용량이 큰 커패시터(capacitor)를 연결하여 전압 강하(voltage drop)로 발생하는 리플(ripple)을 최소화하고 있다. 그러나 송신 전력증폭기(Tx Power amplifier)가 최대 파워를 송신하는 순간에 1.5A 이상의 전류가 흐르게 되므로, 용량이 큰 커패시터(capacitor)로 리플(ripple)을 보상하기는 힘들다.

도 2는 종래 송신 전력증폭기 동작시 측정된 배터리 전압 강하를 도시한 도면이다. 기존의 도 1에서와 같은 회로에서는 배터리를 통해서 들어온 전압은 송신 전력증폭기(Tx Power amplifier)에서 전원으로 사용될 때, 도 2에서와 같이 4.6ms의 주기마다 577us 동안 300 ~ 500mv 정도의 전압 강하(voltage drop)가 발생됨을 알 수 있다. 이러한 문제 해결을 위해 커패시터(capacitor)의 용량을 늘릴 수 있겠으나, 커패시터(capacitor)의 크기는 그 용량에 비례하여 커지므로 무한정 용량을 늘릴수도 없다. 따라서 근본적인 TDMA 노이즈의 발생을 막기에는 한계가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비동기식 이동통신 단말기에서 송신 전력증폭기(Tx Power amplifier)의 활성화 동작에 따라 발생되는 TDMA 노이즈를 제거하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 이동통신 단말기는 송신 전력증폭기의 활성화 구간동안에 배터리로부터 인가되는 전압을 그대로 송신 전력증폭기로 공급하고, 송신 전력증폭기의 비활성화 구간 동안에는 배터리 전압을 일정 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기로 공급한다.

본 발명의 이 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 이동통신 단말기는 송신 전력증폭기의 활성화 구간동안 발생하는 전압 강하(voltage)를 고려하여 송신 전력증폭기의 비활성화 구간동안 배터리 전압을 일정 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기로 공급하므로, 전압 리플(ripple)을 제거하여 노이즈를 줄일 수 있게 된다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TDMA 방식의 이동통신 단말기에서 송신 신호 전력 증폭시 발생하는 전압 강하를 보상하기 위한 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 비동기식 통신 방식이 적용된 이동통신 단말기는 활성화 상태에서 배터리(100)로부터 공급되는 전압으로 송신 신호를 전력 증폭하여 출력하는 송신 전력증폭기(200)와, 송신 전력증폭기(200)의 전력 증폭에 따라 발생하는 전압 리플을 보상하기 위한 전압 보상부(300)와, 단말기 전반을 제어하며 주기적으로 송신 전력증폭기(200)를 활성화시키는 제어부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

송신 전력증폭기(200)는 후술할 제어부(400)의 제어에 의한 활성화 신호에 따라 배터리(100)로부터 인가되는 전압을 공급받아 송신 신호의 전력 증폭 처리를 수행한다. 전력증폭기(Power amplifier) 자체에 대해서는 공지된 기술적 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.

전압 보상부(300)는 송신 전력증폭기(200)의 활성화 상태에서 전력 증폭에 따라 전원단에 발생하는 전압 강하를 보상하기 위한 구성이다. 본 실시예에 있어서, 전압 보상부(300)는 배터리(100)로부터 인가되는 전압 레벨을 다운시켜 송신 전력증폭기(200)로 공급하는 전압 강하부(320)와, 제어부(400)의 제어에 따라 송신 전력증폭기(200)의 비활성화에 동기하여 배터리(100)로부터 인가되는 전압을 전압 강하부(320)로 출력시키도록 스위칭하는 스위칭부(310)를 포함한다. 전압 강하부(320)는 일 예에 따라 공지된 구성인 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터가 될 수 있다. 이 같은 전압 강하부(320)는 배터리(100)로부터 인가되는 전압을 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기(200)로 공급한다. 그리고 스위칭부(310)는 후술할 제어부(400)의 제어에 따라 배터리(100)로부터 인가되는 전압을 그대로 송신 전력증폭기(200)로 공급하거나, 아니면 전압 강하부(320)로 공급하는 스위칭 동작을 수행한다.

제어부(400)는 통상 단말기에 사용되는 퀄컴(Qualcomm)사의 MSM 칩으로 불리우며, 단말기 메모리에 기록된 메인 프로그램의 실행에 의해 단말기 전반을 제어한다. 제어부(400)는 송신 전력증폭기(200)와 도시되지 않은 수신 전력증폭기로 인에이블 신호를 교대로 출력하여 활성화시킨다. 또한 제어부(400)는 전압 강하부(320)의 동작을 제어하여, 전압 강하부(320)로 하여금 송신 전력증폭기(200)의 전력 증폭에 따라 발생하는 전압 강하(voltage drop)를 보상하도록 한다.

이하 전반적인 동작 설명을 하기로 한다. 제어부(400)는 송신 전력증폭기(200)를 활성화/비활성화시키기 위한 인에이블 신호(PA_Enable)를 교대로 출력한다. 또한 동시에 제어부(400)는 전압 강하부(320)의 스위칭부(310)로 인에이블 신호(PA_Enable)를 출력한다. 우선 활성화를 위한 인에이블 하이 신호(PA_High_Enable)가 제어부(400)로부터 출력되면, 송신 전력증폭기(200)는 인에이블 하이 신호(PA_High_Enable)에 의해 활성화되며, 전압 강하부(320)의 스위칭부(310)는 인에이블 하이 신호(PA_High_Enable)에 의해 스위치를 a단으로 스위칭한 다. 스위칭부(310)의 스위칭에 의해 배터리(100)로부터 인가되는 전압은 그대로 송신 전력증폭기(200)로 공급된다. 그러면 송신 전력증폭기(200)는 배터리 전압(예를 들어, 4V)을 그대로 공급받아 동작하게 된다.

다음으로 비활성화를 위한 인에이블 로우 신호(PA_Low_Enable)가 제어부(400)로부터 출력되면, 송신 전력증폭기(200)는 인에이블 로우 신호(PA_Low_Enable)에 의해 비활성화되며, 전압 강하부(320)의 스위칭부(310)는 인에이블 로우 신호(PA_Low_Enable)에 의해 스위치를 b단으로 스위칭한다. 스위칭부(310)의 스위칭에 의해 배터리(100)로부터 인가되는 전압은 전압 강하부(310)를 통해 레벨 다운(예를 들어, 4V -> 3.7V로)되어 송신 전력증폭기(200)로 공급된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 송신 전력증폭기(200)의 활성화 상태인 Tx Burst(대략 577us) 구간 동안에는 송신 전력증폭기(200)로 4V가 공급되고, 송신 전력증폭기(200)의 비활성화 상태의 구간 동안에는 3.7V가 공급된다. 그러나 송신 전력증폭기(200)의 활성화 상태 동안에는 대략 300mv 정도가 전압 강하(voltage drop)되어 실제로는 3.7V가 되고, 비활성화 상태 동안에는 전압 강하부(320)의 출력 전압이 3.7V이므로 도 5에서와 같이 항상 3.7V를 유지하게 된다.

본 발명의 이 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 이동통신 단말기는 송신 전력증폭기의 활성화 구간동안 발생하는 전압 강하(voltage drop)를 고려하여 송신 전력증폭기의 비활성화 구간동안 배터리 전압을 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기로 공급하므로, 전압 리플(ripple)을 제거하여 노이즈를 줄일 수 있게 된다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 이동통신 단말기는 전압값 검출부(500)를 더 포함한다. 전압값 검출부(500)는 배터리(100) 전압값을 검출한다. 전압값 검출부(500)는 바람직하게 공지된 PMIC(Power Management Integrated Circuit)가 될 수 있다. 전압값 검출부(500)는 예를 들어 배터리(100)의 전원공급단자로부터 인가되는 전압을 소정의 저항비를 통해 분압하고, 분압된 감지전압을 제어부(400)로 출력한다.

도 6은 일반적인 이동통신 단말기의 배터리 전압감지회로를 개략적으로 도시한 회로도이다. 도시된 바와 같이, 전압감지회로는 일실시예에 따라 배터리(100)로부터 인가되는 전압을 분배하여 출력하는 분압부(510)와, 분압부(510)에 의해 분압된 전압을 제어부(400)의 아날로그/디지털변환기 단자로 인가하는 출력단자(520)를 포함하여 구성된다. 분압부(510)는 배터리(100)로부터 인가되는 전압(Vbat)을 제 1, 2저항(R1, R2)비에 따른 소정 레벨의 전압으로 분배하여 제어부(400)의 아날로그/디지털변환기 단자로 출력한다. 제어부(400)의 아날로그/디지털변환기 단자에 인가되는 감지전압(Vsen) 즉, 제 2 저항(R2)에 인가되는 전압은 수학식 1과 같다. 분압부(510)에 의해 분배된 감지전압(Vsen)은 제어부(400)의 아날로그/디지털변환기에 의해 이진 디지털 신호로 변환되며, 제어부(400) 변환된 디지털 신호를 통해 배터리 전압값을 측정할 수 있다.

바람직하게 이동통신 단말기는 보상값 데이터베이스(600)를 더 포함한다. 보상값 데이터베이스(600)는 배터리 전압값들에 따른 전압 강하부(320)의 적절한 전압 다운 레벨에 대한 보상값을 저장하고 있다. 전압이 강하(drop)되는 정도는 단말기의 종류나 송신하는 파워 레벨의 차이에 따라 송신 전력증폭기(200)의 소비전력이 다르므로 약간의 차이를 보인다. 따라서 각각의 이동통신 단말기에서 발생하는 전압 강하(voltage drop)를 송신신호의 파워 레벨별로 실험적으로 측정한다. 측정한 전압 강하(voltage drop)값을 바탕으로 송신신호의 파워 레벨별로 적절한 전압값인 보상값을 결정하여 데이터베이스화한다. 이 같이 데이터베이스화된 정보는 단말기 내 메모리에 기록되어 보상값 데이터베이스(600)로 지정되게 된다. 제어부(400)는 전압값 검출부(500)로부터 검출된 전압값에 대해 보상값 데이터베이스(600)를 참조하여 해당 보상값에 대한 제어신호를 전압 강하부(320)로 출력한다. 그러면 전압 강하부(320)는 제어신호에 따라 배터리(100)로부터 인가되는 전압을 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기(200)로 출력한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이동통신 단말기는 송신 전력증폭기의 활성화 구간동안 발생하는 전압 강하(voltage)를 고려하여 송신 전력증폭기의 비활성화 구간동안 배터리 전압을 일정 레벨 다운시켜 송신 전력증폭기로 공급하므로, 전압 리플(ripple)을 제거하여 TDMA 노이즈를 줄일 수 있게 된다.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진 정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 비동기식 통신 방식이 적용된 이동통신 단말기에 있어서, 상기 단말기가 :

   활성화 상태에서 배터리로부터 공급되는 전압으로 송신 신호를 전력 증폭하여 출력하는 송신 전력증폭기와;

   주기적으로 상기 송신 전력증폭기를 활성화시키는 제어부와;

   배터리로부터 인가되는 전압 레벨을 다운시켜 상기 송신 전력증폭기로 공급하는 전압 강하부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 송신 전력증폭기의 비활성화에 동기하여 배터리로부터 인가되는 전압을 상기 전압 강하부로 출력시키도록 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 전압 보상부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 리플 보상 가능한 이동통신 단말기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭부가 :

   상기 제어부의 제어에 따라 상기 송신 전력증폭기의 활성화에 동기하 여 배터리로부터 인가되는 전압을 상기 송신 전력증폭기로 출력시키도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 전압 리플 보상 가능한 이동통신 단말기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 단말기가 :

   배터리 전압값을 검출하는 전압값 검출부;를 더 포함하며,

   상기 제어부가 :

   상기 검출된 배터리 전압값에 따라 상기 전압 강하부로 전압 다운 레벨을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전압 리플 보상 가능한 이동통신 단말기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 단말기가 :

   배터리 전압값에 대한 보상값을 저장하는 보상값 데이터베이스;를 더 포함하며,

   상기 제어부가 :

   상기 보상값 데이터베이스를 참조하여 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전압 리플 보상 가능한 이동통신 단말기.

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