KR101053824B1 - Auto gain control device including switches in loop filter and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An automatic gain control using a switching loop filter and a method thereof are provided to optimize and utilize an automatic gain control by improving Closed Loop Noise and a linearity characteristic with the reduction of 3dB bandwidth. CONSTITUTION: An AGC(Automatic Gain Control) comprises VGAs(Variable Gain Amplifier or Attenuator, 510), detection units(Detector, 520), and a switching loop filter unit(Switching Loop Filter, 530). The switching loop filter unit varies the 3dB bandwidth of a whole loop by controlling a switch within a loop filter(550) through an AGC unit(540). The switch in a loop filter becomes on and off and changes a resistor value or a capacitor value constituting the loop filter as the output of the AGC unit is changed from low to high or high to low.

Description

스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치 및 방법 {Auto Gain Control Device including switches in loop filter and Method thereof}Auto Gain Control Device including switches in loop filter and Method

본 발명은 피드백 자동이득조절장치에 관한 것이다. 보다 상세히, 본 발명은 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치의 동작영역에 따라 특성을 최적화하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic feedback control device. More specifically, the present invention relates to optimizing the characteristics according to the operating range of the automatic feedback control device including a loop filter.

일반적으로 무선 디지털 통신에서는 데이터 전송을 시작하기 이전과 데이터 전송을 마친 이후 송수신구간을 보호하기 위해 Guard Time이 부여된다. Guard Time 동안 RF수신기에서는 유입되는 신호를 검출하여 일정한 레벨을 지닌 IF 신호 내지 I, Q 형식의 신호를 만들어 Baseband부로 전달한다. 이를 위해, RF수신기에서는 Guard Time 동안 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치(Auto Gain Control, 이하 AGC)를 동작시킨다.In wireless digital communication, a guard time is given to protect the transmission / reception period before starting data transmission and after data transmission. During the Guard Time, the RF receiver detects the incoming signal and creates an IF, I, or Q type signal with a certain level and sends it to the baseband. To this end, the RF receiver operates a feedback auto gain control (AGC) using a loop filter during the guard time.

루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치에서는 루프필터를 구성하는 부품이나 소자가 정해지면, 자동이득조절장치의 Settling Time이나, Closed Loop Noise 및 선형성 특성 등이 고정되어 동작한다.In the automatic feedback control device using the loop filter, the settling time, closed loop noise, and linearity characteristics of the automatic gain control device are fixed when the components or elements constituting the loop filter are determined.

그러나, 자동이득조절장치는 모든 특성의 성능을 최적화하기 어려운 문제점이 있다. 구체적으로 자동이득조절장치의 3dB 대역폭이 넓어지면 Settling Time 이 빨라지나, Closed Loop Noise 및 선형성 특성이 악화된다. 이와 달리, 3dB 대역폭이 좁아지면 Settling Time 이 늦어지나, Closed Loop Noise 및 선형성 특성은 개선된다. However, the automatic gain control device has a problem that it is difficult to optimize the performance of all the characteristics. Specifically, when the 3dB bandwidth of the automatic gain control device is widened, the settling time is faster, but the closed loop noise and linearity characteristics are deteriorated. In contrast, a narrower 3dB bandwidth slows the settling time, but improves closed loop noise and linearity.

이상과 같이 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치에서는 루프필터를 구성하는 부품이나 소자가 정해지면, 자동이득조절장치의 Settling Time이나, Closed Loop Noise 및 선형성 특성이 고정되어지나, 본 발명에서는 이러한 경우에도 동작 영역에 따라 Loop 특성을 변화시켜 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치를 최적화 하고자 한다.As described above, in a feedback automatic gain control device using a loop filter, when a part or element constituting the loop filter is determined, the settling time, the closed loop noise, and the linearity characteristics of the automatic gain control device are fixed. Even in this case, we want to optimize the feedback automatic gain control device that uses the loop filter by changing the loop characteristics according to the operating area.

본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치를 최적화하는 방법은 상기 자동이득장치는 Guard Time 내의 Transient 구간에서 상기 스위칭루프필터의 3dB 대역폭을 확장시키는 단계; 및 상기 자동이득장치는 Guard Time이 끝난 후 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서 상기 스위칭루프필터의 3dB 대역폭을 축소시키는 단계;를 포함한다. In a preferred embodiment of the present invention, a method for optimizing an automatic gain apparatus using a switching loop filter includes: extending the 3dB bandwidth of the switching loop filter in a transient period within a guard time; And reducing the 3dB bandwidth of the switching loop filter in a steady state section in which the data transmission section starts after the guard time ends.

바람직하게, 스위칭루프필터는 저항, 커패시터 및 스위치를 포함하고, 이 경우 복수 개의 저항들이 스위치로 연결되고 , 복수 개의 커패시터들이 스위치로 연결되는 루프필터; 및 상기 스위치의 온 또는 오프를 조절하는 신호를 생성하여 상기 루프필터의 저항값 또는 커패시터 값을 변경시키는 AGC제어부;를 포함한다. Preferably, the switching loop filter includes a resistor, a capacitor and a switch, in which case a plurality of resistors are connected to the switch and a plurality of capacitors are connected to the switch; And an AGC controller for generating a signal for controlling the on or off of the switch to change the resistance value or the capacitor value of the loop filter.

바람직하게, Steady State 구간에서 AGC제어부는 신호를 High에서 Low로 변경하여, 상기 루프필터 내의 스위치가 모두 닫히도록 조절하여, 상기 루프필터 내의 저항값이 작아지고 커패시터 값이 커지도록 변경한다. Preferably, in the Steady State section, the AGC control unit changes the signal from high to low to adjust the closing of all switches in the loop filter so that the resistance value in the loop filter is smaller and the capacitor value is larger.

바람직하게, Transient 구간에서 상기 AGC제어부는 신호를 Low에서 High로 변경하여, 상기 루프필터 내의 스위치가 모두 오픈되도록 조절하여, 상기 루프필터 내의 저항값이 커지고 커패시터 값이 작아지도록 변경한다. Preferably, in the transient period, the AGC control unit changes the signal from low to high, and adjusts the switches in the loop filter to be open so that the resistance value in the loop filter is increased and the capacitor value is decreased.

바람직하게, 스위칭루프필터는 상기 3dB 대역폭을 확장시키는 단계에서는 저항값이 커지고 커패시터 값은 작아지도록 구현되고, 상기 3dB 대역폭을 축소시키는 단계에서는 저항값이 작아지고 커패시터 값은 커지도록 구현된다. Preferably, the switching loop filter is implemented to increase the resistance value and decrease the capacitor value in the step of expanding the 3dB bandwidth, and to reduce the resistance value and increase the capacitor value in the step of reducing the 3dB bandwidth.

본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치에서 스위칭루프필터는 저항, 커패시터 및 스위치를 포함하고, 이 경우 복수 개의 저항들이 스위치로 연결되고, 복수 개의 커패시터들이 스위치로 연결되는 루프필터; 및 상기 스위치의 온 또는 오프를 조절하는 신호를 생성하여 상기 루프필터의 저항값 또는 커패시터 값을 변경시키는 AGC제어부;를 포함한다. In another preferred embodiment of the present invention, in an automatic gain device using a switching loop filter, the switching loop filter includes a resistor, a capacitor, and a switch, in which case a plurality of resistors are connected to the switch, and the plurality of capacitors are connected to the switch. A loop filter connected to the loop filter; And an AGC controller for generating a signal for controlling the on or off of the switch to change the resistance value or the capacitor value of the loop filter.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 Guard Time 내의 Transient구간에서는 Closed Loop Noise와 선형성 특성은 수신기에 아무런 영향을 미치지 않으므로, 3dB 대역폭을 확장시켜 AGC Settling Time을 빠르게 하고, Guard Time이 끝나고 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서는 AGC Settling Time은 수신기에 아무런 영향을 미치지 않으므로, 3dB 대역폭을 축소시켜 Closed Loop Noise와 선형성 특성을 개선한다. 이로써, 자동이득장치를 최적화하여 활용할 수 있는 효과가 있다.In the preferred embodiment of the present invention, since the closed loop noise and the linearity characteristics have no effect on the receiver in the transient section within the guard time, the 3 dB bandwidth is extended to speed up the AGC settling time, and the guard time ends and the data transmission section starts. In the Steady State section, the AGC Settling Time has no effect on the receiver. Therefore, the closed loop noise and linearity characteristics are improved by reducing the 3dB bandwidth. As a result, there is an effect that can be utilized to optimize the automatic gain device.

도 1 은 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치의 구성도를 도시한다.
도 2 는 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치에서 사용되는 일반적인 루프필터의 내부 회로도를 도시한다.
도 3 (a) 및 (b)는 도 1에 도시된 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치에서 좁은 대역폭에 따른 Closed Loop Noise와 Settling Time 테이블을 도시한다.
도 4 (a) 및 (b)는 도 1에 도시된 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치에서 넓은 대역폭에 따른 Closed Loop Noise와 Settling Time 테이블을 도시한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 스위칭 루프필터를 사용하는 피드백 자동이득조절장치를 도시한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 도 5에 도시된 스위칭 루프필터부의 상세 회로도의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 스위칭 루프필터부의 스위치들이 오픈되는 경우 상세 회로도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 도 7에서 스위칭 루프필터부의 스위치들이 오픈되는 경우 AGC Settling Time의 변화를 도시한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 스위칭 루프필터부의 스위치들이닫히는 경우 상세 회로도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 도 9에서 스위칭 루프필터부의 스위치들이 닫히는 경우 Closed Loop Noise와 선형성의 변화를 도시한다.1 is a block diagram of an automatic feedback control device using a loop filter.
2 is a general view used in the automatic feedback control device using a loop filter An internal circuit diagram of the loop filter is shown.
3 (a) and (b) show a closed loop noise and a settling time table according to a narrow bandwidth in a feedback automatic gain control apparatus using the loop filter shown in FIG.
4 (a) and (b) show a closed loop noise and a settling time table according to a wide bandwidth in a feedback automatic gain control apparatus using the loop filter shown in FIG.
FIG. 5 illustrates a feedback automatic gain control device using a switching loop filter as a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates an example of a detailed circuit diagram of the switching loop filter unit illustrated in FIG. 5 as a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a detailed circuit diagram when the switches of the switching loop filter unit are opened as a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 8 illustrates a change in AGC Settling Time when the switches of the switching loop filter unit are opened in FIG. 7 according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates a detailed circuit diagram when the switches of the switching loop filter unit are closed as a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 10 illustrates a change in closed loop noise and linearity when the switches of the switching loop filter unit are closed in FIG. 9 according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The following description and the annexed drawings are for understanding the operation according to the present invention, and a part that can be easily implemented by those skilled in the art may be omitted.

또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. In addition, the specification and drawings are not provided to limit the invention, the scope of the invention should be defined by the claims. Terms used in the present specification should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention so as to best express the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치의 구성도를 도시한다. 1 is a block diagram of an automatic feedback control device including a loop filter.

일반적으로 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치는 VGA(Variable Gain Amplifier or Attenuator, 가변이득증폭기, 110), 검출부(Detector, 120) 및 루프필터(Loop Filter, 130)를 포함한다. In general, an automatic feedback control device including a loop filter includes a variable gain amplifier or attenuator (VGA) 110, a detector 120, and a loop filter 130.

검출부(120)에서 검출된 전압이 루프필터(130)를 통해 고조파 성분이 제거된 후 적분 연산이 적용되어 VAG(110)의 Gain을 변화시켜 최종 레벨 값으로 수렴된다. After the voltage detected by the detector 120 removes harmonic components through the loop filter 130, an integration operation is applied to change the gain of the VAG 110 to converge to a final level value.

도 2 는 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치에서 사용되는 루프필터의 내부 회로도를 도시한다. 2 shows an internal circuit diagram of the loop filter used in the automatic feedback control device including the loop filter.

도 1 에 도시된 루프필터(130)의 내부 회로도의 일 예는 도 2와 같다. 일반적으로 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치에서 VGA(도 1, 110 참고)와 검출부(도 1, 120 참고) 각각의 Gain은 소자 선택시 결정되며, 일반적으로 특정 값으로 고정되어 사용된다. An example of an internal circuit diagram of the loop filter 130 illustrated in FIG. 1 is shown in FIG. 2. In general, the gain of the VGA (see FIGS. 1 and 110) and the detector (see FIGS. 1 and 120) in the feedback automatic gain control device including the loop filter is determined at the time of device selection, and is generally fixed to a specific value.

루프필터(도 1, 130 및 도 2, 200)의 경우에는 전체 Closed Loop의 특성에 따라 저항 R1(210), R2(220) 과 커패시터 C1(230), C2(240) 값이 선택되면 루프필터(200)의 Gain이 결정되며, 이 경우에도 특정 값으로 고정되어 사용된다. In the case of the loop filter (FIGS. 1, 130, and 2, 200), if the values of the resistors R1 210, R2 220, capacitors C1 230, and C2 240 are selected according to the characteristics of the entire closed loop, the loop filter is selected. Gain of 200 is determined, and in this case, it is fixed to a specific value and used.

도 3 (a) 및 (b) 및 도 4 (a) 및 (b)는 도 1에 도시된 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치에서 대역폭에 따른 Closed Loop Noise와 Settling Time 테이블을 도시한다. 3 (a) and (b) and 4 (a) and (b) show a closed loop noise and a settling time table according to bandwidth in a feedback automatic gain control apparatus including a loop filter shown in FIG. 1.

도 3 (a) 및 (b) , 도 4 (a) 및 (b)에서 사용되는 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치의 전달함수는 수학식 1과 같다.
The transfer function of the automatic feedback control device including the loop filter used in FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIGS.

Figure 112011031079422-pat00001
Figure 112011031079422-pat00001

G(s)는 순방향 경로의 VGA 전달특성을 나타내며, H(s)는 역방향 경로의 검출부와 루프필터의 전달특성을 나타낸다. Out(s)/In(S) 의 함수는 폐루프 전달함수 로 수학식 1과 같이 두 경로의 전달특성의 조합으로 전체 피드백 자동이득 조절 장치의 전달특성을 나타내게 된다.
G (s) represents the VGA transmission characteristics of the forward path, and H (s) represents the transmission characteristics of the detector and the loop filter of the reverse path. The function of Out (s) / In (S) is a closed loop transfer function, which is a combination of transfer characteristics of two paths as shown in Equation 1 to represent the transfer characteristics of the overall feedback automatic gain control device.

수학식 1과 같은 전달함수를 갖는 자동이득조절장치의 루프는 일반적으로 주파수 영역에서 일정한 Gain이 유지되다가 약 3dB 정도 떨어지는 3dB 대역폭을 지니게 된다. 이 경우 3dB 대역폭은 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치 루프에서 Settling Time 과 Closed Loop Noise 및 선형성 특성을 결정짖는 중요한 요소로 사용된다. A loop of an automatic gain control device having a transfer function such as Equation 1 generally has a 3dB bandwidth that is maintained at a constant gain in the frequency domain and then drops about 3dB. In this case, the 3dB bandwidth is used as an important factor in determining the settling time, closed loop noise and linearity characteristics in the feedback automatic gain control loop including the loop filter.

구체적으로, 도 3 (a) 및 (b)에서는 3dB 대역폭이 좁은 경우의 예시를 살펴보고, 도 4 (a) 및 (b)에서는 3dB 대역폭이 넓은 경우 예시를 기초로 Settling Time 과 Closed Loop Noise 및 선형성 특성이 어떻게 구현되는지 살펴보겠다. Specifically, FIGS. 3A and 3B illustrate an example of a narrow 3dB bandwidth, and FIGS. 4A and 4B show a settling time and a closed loop noise based on an example of a wide 3dB bandwidth. Let's look at how the linearity feature is implemented.

도 3 (a)에 도시된 바와 같이 3dB 대역폭(BW3dB , 300)이 좁은 경우 Closed Loop Noise(310) 및 선형성이 개선되는 장점이 있다. 도 4(a)에 도시된 3dB 대역폭(BW3dB , 400)이 넓은 경우의 Closed Loop Noise(410) 및 선형성과 비교하면 개선 정도를 확연히 알 수 있다. As shown in FIG. 3A, when the 3dB bandwidth (BW 3dB , 300) is narrow, the closed loop noise 310 and the linearity are improved. Compared with the closed loop noise 410 and the linearity when the 3dB bandwidths (BW 3dB , 400) shown in FIG. 4 (a) are wide, the degree of improvement can be clearly seen.

반면, 3dB 대역폭(BW3dB , 300)이 좁은 경우 도 3 (b)에 도시된 바와 같이 AGC Settling time t1(330)이 느려지는 단점이 있다. 이와 달리 3dB 대역폭(BW3dB , 400)이 넓은 경우에는 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 AGC Settling time t2(430)가 빨라진다. On the other hand, when the 3dB bandwidth (BW 3dB , 300) is narrow, there is a disadvantage that the AGC Settling time t1 (330) as shown in Figure 3 (b). On the contrary, when the 3dB bandwidth (BW 3dB , 400) is wide, the AGC Settling time t2 430 is faster as shown in FIG. 4 (b).

루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치에서 데이터 전송구간을 최대한 확보하고, 환경 변화로 인한 안정성 확보를 위해서는 Guard Time 내에서 AGC Settling time이 빨라질수록 자동이득조절장치가 안정화되는 이점이 있다. In order to secure the maximum data transmission interval in the feedback automatic gain control device including a loop filter, and to ensure stability due to environmental changes, the automatic gain control device is stabilized as the AGC settling time is increased within the Guard Time.

그러나, 도 3(a) 및 (b) 내지 도 4(a) 및 (b)에서 살펴본 바와 같이 도 1 내지 2에 도시된 구성을 사용하는 자동이득조절장치의 경우 AGC Settling time이 빨라지면 Closed Loop Noise 및 선형성이 악화되는 문제점이 있다. Closed Loop Noise 및 선형성 특성이 악화되면, 수신기 CINR 등에 영향을 미치게 되어 안정적인 데이터 전송을 보장할 수 없게 된다. 반대로 Closed Loop Noise 및 선형성이 개선되면 AGC Settling time이 느려져 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.However, as shown in FIGS. 3 (a) and (b) to 4 (a) and (b), in the case of the automatic gain control device using the configuration shown in FIGS. 1 to 2, when the AGC settling time is faster, the closed loop Noise and linearity are deteriorated. If the closed loop noise and linearity characteristics deteriorate, it affects the receiver CINR and so on, and thus cannot guarantee stable data transmission. On the contrary, if the closed loop noise and linearity are improved, the AGC settling time is slowed, resulting in a decrease in stability.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 이러한 문제점을 해결하는 방안을 제시한다. In a preferred embodiment of the present invention, a solution to this problem is presented.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 스위칭 루프필터를 포함하는 피드백 자동이득조절장치를 도시한다. 도 5에 도시된 자동이득조절장치는 기존에 사용되던 도 1의 자동이득조절장치의 루프필터를 스위칭루프필터로 변환한다. 더 상세히, 루프필터에 스위칭 기능과 제어 기능을 부가시키는 차이점이 있다. FIG. 5 illustrates an automatic feedback control device including a switching loop filter as a preferred embodiment of the present invention. The automatic gain control device shown in FIG. 5 converts the loop filter of the automatic gain control device of FIG. 1 into a switching loop filter. In more detail, there is a difference in adding a switching function and a control function to the loop filter.

본 발명에서는 Guard Time 내의 Transient구간(과도구간)에서는 Closed Loop Noise와 선형성 특성은 수신기에 아무런 영향을 미치지 않는다. 또한 Guard Time이 끝나고 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서는 AGC Settling Time은 수신기에 아무런 영향을 미치지 않는 특성을 활용한 자동이득조절장치(500)를 제시한다. In the present invention, the closed loop noise and the linearity characteristic have no effect on the receiver in the transient section (over-tool section) in the guard time. In addition, in the Steady State section where the Guard Time ends and the data transmission section starts, the AGC Settling Time presents an automatic gain control device 500 utilizing the characteristics that do not affect the receiver.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 자동이득조절장치(500)는 VGA(Variable Gain Amplifier or Attenuator, 510), 검출부(Detector, 520) 및 스위칭 루프필터부(Switching Loop Filter, 530)를 포함한다.In an exemplary embodiment of the present invention, the automatic gain control apparatus 500 includes a variable gain amplifier or attenuator (VGA) 510, a detector 520, and a switching loop filter 530.

또한 스위칭 루프필터부(Switching Loop Filter, 530)는 AGC제어부(540)와 루프필터(550)를 포함한다. 스위칭 루프필터부(530)는 루프필터(550) 내의 스위치를 AGC제어부(540)를 통해 제어함으로써 전체 루프의 3dB 대역폭을 가변한다.In addition, the switching loop filter 530 includes an AGC controller 540 and a loop filter 550. The switching loop filter unit 530 varies the 3dB bandwidth of the entire loop by controlling the switch in the loop filter 550 through the AGC control unit 540.

AGC제어부(540)의 출력값이 Low에서 High로 또는 High에서 Low로 변경됨에 따라 루프필터(531) 내의 스위치들이 On 또는 Off 되어 루프필터(550)를 구성하는 Resistor값 내지 Capacitor 값을 변경시킨다. 이로써, AGC Settling time, Closed Loop Noise 및 선형성 특성을 모두 조절할 수 있다(도 6 내지 10 참고). As the output value of the AGC controller 540 is changed from low to high or from high to low, the switches in the loop filter 531 are turned on or off to change the resistor value to the capacitor value constituting the loop filter 550. As a result, the AGC settling time, the closed loop noise, and the linearity characteristics can all be adjusted (see FIGS. 6 to 10).

따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 Guard Time 내 Transient 구간에서는 AGC제어부(540)를 조절하여 루프필터의 3dB 대역폭을 확장하여 빠른 AGC Settling Time을 갖도록 한다(도 7,8 참고). 그리고, Guard Time이 끝나고 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서는 루프필터의 3dB 대역폭을 축소하여 Closed Loop Noise를 최소화하고, 선형성을 개선한다(도 9, 10 참고). Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, in the transient period within the guard time, the AGC control unit 540 is adjusted to extend the 3 dB bandwidth of the loop filter so as to have a fast AGC settling time (see FIGS. 7 and 8). In the Steady State section where the guard time ends and the data transmission section starts, the closed loop noise is minimized by reducing the 3dB bandwidth of the loop filter (see FIGS. 9 and 10).

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 도 5에 도시된 스위칭 루프필터부의 상세 회로도의 일 예를 도시한다. FIG. 6 illustrates an example of a detailed circuit diagram of the switching loop filter unit illustrated in FIG. 5 as a preferred embodiment of the present invention.

스위칭 루프필터부(600)는 AGC제어부(650)와 루프필터(660)를 포함한다. 루프필터(660)는 저항 R1(610), R1'(611), R2(620) 및 R2'(621), 커패시터 C1(630), C1'(631), C2(640) 및 C2'(641), 그리고 스위치 SW1(651), SW2(652), SW3(653), SW4(654), SW5(655) 및 SW6(656)를 포함한다. The switching loop filter unit 600 includes an AGC control unit 650 and a loop filter 660. The loop filter 660 includes resistors R1 610, R1 '611, R2 620 and R2' 621, capacitors C1 630, C1 '631, C2 640 and C2' 641. And switches SW1 651, SW2 652, SW3 653, SW4 654, SW5 655, and SW6 656.

저항 R2(620) 및 R2'(621)는 스위치 SW1(651) 및 SW2(652)를 통해 병렬로 연결된다. 커패시터 C1(630) 및 C1'(631)는 스위치 SW3(653) 및 SW4(654)를 통해 병렬로 연결된다. 그리고, 커패시터 C2(640) 및 C2'(641)는 스위치 SW5(655) 및 SW6(656)를 통해 병렬로 연결된다.Resistors R2 620 and R2 '621 are connected in parallel via switches SW1 651 and SW2 652. Capacitors C1 630 and C1 '631 are connected in parallel via switches SW3 653 and SW4 654. In addition, capacitors C2 640 and C2 641 are connected in parallel through switches SW5 655 and SW6 656.

도 7 내지 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, Guard Time 내 Transient 구간에서 AGC제어부를 조절하여 루프필터의 3dB 대역폭을 확장함으로써 빠른 AGC Settling Time을 갖는 예를 도시한다.7 to 8 illustrate an example of having a fast AGC settling time by extending the 3dB bandwidth of the loop filter by adjusting the AGC control unit in a transient period within a guard time.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 스위칭 루프필터부의 스위치들이 오픈되는 경우 상세 회로도를 도시한다. 도 7과 같이 AGC제어부의 신호가 Low에서 High로 변경되는 경우(S750), 루프필터의 스위치들은 모두 오픈된다. 도 7을 참고하면, 스위치 SW1(751), SW2(752), SW3(753), SW4(754), SW5(755) 및 SW6(756)이 모두 오픈된다. 이 경우, 루프필터 내의 저항값은 커지고, 커패시터 값은 작아지게 된다. 결국 루프 필터의 3dB 대역폭은 확장되어 AGC Settling time이 빨라지므로 자동이득조절장치가 빨리 안정화 될 수 있다. FIG. 7 illustrates a detailed circuit diagram when the switches of the switching loop filter unit are opened as a preferred embodiment of the present invention. When the signal of the AGC control unit is changed from Low to High as shown in FIG. 7 (S750), all the switches of the loop filter are opened. Referring to FIG. 7, switches SW1 751, SW2 752, SW3 753, SW4 754, SW5 755, and SW6 756 are all open. In this case, the resistance value in the loop filter becomes large, and the capacitor value becomes small. As a result, the 3dB bandwidth of the loop filter is extended, which speeds up the AGC settling time, allowing the auto gain control to stabilize quickly.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 도 7에서 스위칭 루프필터부의 스위치들이 오픈되는 경우 AGC Settling Time의 변화를 도시한다. Guard Time 내 Transient 구간에서 AGC제어부의 신호를 Low에서 High로 변경할 경우, 회로 내의 스위치는 모두 오픈되고(810), 루프필터 내의 저항값은 커지고 커패시터 값은 작아진다. 그로 인해 AGC Settling Time(t1, 820)이 빨라지는 걸 볼 수 있다.FIG. 8 illustrates a change in AGC Settling Time when the switches of the switching loop filter unit are opened in FIG. 7 according to one embodiment of the present invention. When the AGC control unit changes the signal from Low to High in the transient period within the Guard Time, all the switches in the circuit are open (810), the resistance value in the loop filter increases and the capacitor value decreases. This shows that the AGC Settling Time (t1, 820) is faster.

도 9 내지 10은 Guard Time이 끝나고 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서는 루프필터의 3dB 대역폭을 축소하여 Closed Loop Noise를 최소화하고, 선형성을 개선하는 일 예를 도시한다. 9 to 10 illustrate an example of minimizing closed loop noise and improving linearity by reducing the 3dB bandwidth of the loop filter in a steady state section in which the guard time ends and the data transmission section starts.

도 9은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 스위칭 루프필터부의 스위치들이닫히는 경우 상세 회로도를 도시한다.FIG. 9 illustrates a detailed circuit diagram when the switches of the switching loop filter unit are closed as a preferred embodiment of the present invention.

도 9과 같이 AGC제어부의 신호가 High에서 Low로 변경되는 경우(S950), 루프필터의 스위치들은 모두 닫히게 되다. 도 9를 참고하면, 스위치 SW1(951), SW2(952), SW3(953), SW4(954), SW5(955) 및 SW6(956)이 모두 닫히게 된다. 이 경우, 루프필터 내의 저항값은 병렬구조로 인해 값이 작아지고, 커패시터 값은 병렬구조로 인해 값이 커지게 된다. 결국 루프 필터의 3dB 대역폭은 축소되어 Closed Loop Noise가 줄어들고 선형성이 개선된다. As shown in FIG. 9, when the signal of the AGC controller is changed from high to low (S950), all the switches of the loop filter are closed. Referring to FIG. 9, the switches SW1 951, SW2 952, SW3 953, SW4 954, SW5 955, and SW6 956 are all closed. In this case, the resistance value in the loop filter becomes smaller due to the parallel structure, and the capacitor value becomes larger due to the parallel structure. As a result, the 3dB bandwidth of the loop filter is reduced to reduce closed loop noise and improve linearity.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 도 9에서 스위칭 루프필터부의 스위치들이 닫히는 경우 Closed Loop Noise와 선형성의 변화를 도시한다.FIG. 10 illustrates a change in closed loop noise and linearity when the switches of the switching loop filter unit are closed in FIG. 9 according to an exemplary embodiment of the present invention.

Guard Time이 끝나고 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서 AGC제어부의 신호를 High에서 Low로 변경할 경우, 스위치가 오픈 상태에서 닫힘(Short) 상태로 변경되면서 루프필터 내의 저항값은 작아지고 커패시터 값은 커진다. 또한, BW3dB(1010)가 축소되며, 동시에 Closed Loop Noise(1020)가 줄어들고 선형성이 개선되는 효과가 있다. When the signal of AGC control unit is changed from high to low in the Steady State section when the guard time is over and the data transmission section starts, the resistance value in the loop filter becomes smaller and the capacitor value changes as the switch is changed from open to short. Gets bigger In addition, the BW 3dB (1010) is reduced, at the same time the Closed Loop Noise (1020) is reduced and the linearity is improved.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. Those skilled in the art will understand that the present invention can be embodied in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the above-described embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and the inventions claimed by the claims and the inventions equivalent to the claimed invention are to be construed as being included in the present invention.

Claims (10)

스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치를 최적화하는 방법으로서,
상기 자동이득장치는 Guard Time 내의 Transient 구간에서 상기 스위칭루프필터의 3dB 대역폭을 확장시키는 단계; 및
상기 자동이득장치는 Guard Time이 끝난 후 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서 상기 스위칭루프필터의 3dB 대역폭을 축소시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.As a method of optimizing an automatic gain device using a switching loop filter,
The automatic gain device extending the 3dB bandwidth of the switching loop filter in a transient period within a guard time; And
And reducing the 3dB bandwidth of the switching loop filter in a steady state section in which a data transmission section starts after a guard time ends. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭루프필터는
저항, 커패시터 및 스위치를 포함하고, 이 경우 복수 개의 저항들이 스위치로 연결되고, 복수 개의 커패시터들이 스위치로 연결되는 루프필터; 및
상기 스위치의 온 또는 오프를 조절하는 신호를 생성하여 상기 루프필터의 저항값 또는 커패시터 값을 변경시키는 AGC제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the switching loop filter
A loop filter including a resistor, a capacitor, and a switch, in which a plurality of resistors are connected to the switch, and the plurality of capacitors are connected to the switch; And
And an AGC controller for generating a signal for controlling the on or off of the switch to change a resistance value or a capacitor value of the loop filter. 제 2 항에 있어서, 상기 Steady State 구간에서
상기 AGC제어부는 신호를 High에서 Low로 변경하여, 상기 루프필터 내의 스위치가 모두 닫히도록 조절하여, 상기 루프필터 내의 저항값이 작아지고 커패시터 값이 커지도록 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein in the Steady State section
And changing the signal from the high to the low to close all the switches in the loop filter so that the resistance value in the loop filter is reduced and the capacitor value is increased. 제 2 항에 있어서, 상기 Transient 구간에서
상기 AGC제어부는 신호를 Low에서 High로 변경하여, 상기 루프필터 내의 스위치가 모두 오픈되도록 조절하여, 상기 루프필터 내의 저항값이 커지고 커패시터 값이 작아지도록 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein in the transient section
And the AGC controller changes the signal from low to high to adjust the switches in the loop filter to be open so that the resistance value in the loop filter is increased and the capacitor value is decreased. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭루프필터는
상기 3dB 대역폭을 확장시키는 단계에서는 저항값이 커지고 커패시터 값은 작아지도록 구현되고, 상기 3dB 대역폭을 축소시키는 단계에서는 저항값이 작아지고 커패시터 값은 커지도록 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the switching loop filter
The step of expanding the 3dB bandwidth is implemented to increase the resistance value and the capacitor value is small, and the step of reducing the 3dB bandwidth is implemented to reduce the resistance value and the capacitor value is large. 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치로서, 상기 스위칭루프필터는
저항, 커패시터 및 스위치를 포함하고, 이 경우 복수 개의 저항들이 스위치로 연결되고, 복수 개의 커패시터들이 스위치로 연결되는 루프필터; 및
상기 스위치의 온 또는 오프를 조절하는 신호를 생성하여 상기 루프필터의 저항값 또는 커패시터 값을 변경시키는 AGC제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치.An automatic gain device using a switching loop filter, wherein the switching loop filter
A loop filter including a resistor, a capacitor, and a switch, in which a plurality of resistors are connected to the switch, and the plurality of capacitors are connected to the switch; And
And an AGC control unit for generating a signal for controlling the on or off of the switch to change the resistance value or the capacitor value of the loop filter. 제 6 항에 있어서, 상기 자동이득장치는
Guard Time 내의 Transient 구간에서 상기 스위칭루프필터의 3dB 대역폭을 확장시키고, Guard Time이 끝난 후 데이터 전송구간이 시작되는 Steady State 구간에서 상기 스위칭루프필터의 3dB 대역폭을 축소시키는 것을 특징으로 하는 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치.The method of claim 6, wherein the automatic gain device
A switching loop filter is characterized in that a 3dB bandwidth of the switching loop filter is extended in a transient period within a guard time, and a 3dB bandwidth of the switching loop filter is reduced in a steady state period when a data transmission section starts after the guard time is over. Automatic gain device to use. 제 7 항에 있어서, 상기 Steady State 구간에서
상기 AGC제어부는 신호를 High에서 Low로 변경하여, 상기 루프필터 내의 스위치가 모두 닫히도록 조절하여, 상기 루프필터 내의 저항값이 작아지고 커패시터 값이 커지도록 변경하는 것을 특징으로 하는 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치.The method of claim 7, wherein in the Steady State interval
The AGC control unit changes the signal from high to low, and adjusts the switches in the loop filter to be closed, thereby changing the resistance value in the loop filter to be smaller and the capacitor value to be larger. Automatic gain device. 제 7 항에 있어서, 상기 Transient 구간에서
상기 AGC제어부는 신호를 Low에서 High로 변경하여, 상기 루프필터 내의 스위치가 모두 오픈되도록 조절하여, 상기 루프필터 내의 저항값이 커지고 커패시터 값이 작아지도록 변경하는 것을 특징으로 하는 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치.The method of claim 7, wherein in the transient period
The AGC control unit changes the signal from low to high, and adjusts the switches in the loop filter to be opened so that the resistance in the loop filter is increased so that the resistance value in the loop filter is increased and the capacitor value is decreased. Gain device. 제 7 항에 있어서, 상기 스위칭루프필터는
상기 3dB 대역폭을 확장시키는 단계에서는 저항값이 커지고 커패시터 값은 작아지도록 구현되고, 상기 3dB 대역폭을 축소시키는 저항값이 작아지고 커패시터 값은 커지도록 구현되는 것을 특징으로 하는 스위칭루프필터를 이용하는 자동이득장치.The method of claim 7, wherein the switching loop filter
In the step of extending the 3dB bandwidth, the resistance value is increased, the capacitor value is implemented to be smaller, and the resistance value to reduce the 3dB bandwidth is reduced, the capacitor value is implemented to be implemented so that the automatic gain device using a switching loop filter .
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