KR101150498B1 - Apparatus for improving efficiency of doherty power amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도허티 전력 증폭 장치에 동적 바이어스 스위칭(Dynamic Bias Switching)부를 접목하여, 입력 신호의 포락선을 검출해 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 메인 증폭기의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키는 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for improving efficiency of a Doherty power amplification device. More specifically, a dynamic bias switching unit is incorporated into a Doherty power amplification device to detect an envelope of an input signal and to set a high voltage above a set reference voltage. V_high and less than the set reference voltage, the present invention relates to an efficiency improving apparatus of a Doherty power amplifier for supplying the drain voltage of the main amplifier with a low voltage V_low to improve the efficiency of the main amplifier.
현재, 이동 통신 시스템에서 전력 증폭기는 기지국(BS: Base Station) 및 이동 단말(MS: Mobile Station)들의 최종 출력단에 구비되어 낮은 레벨의 입력 신호, 예컨대 베이스 밴드(Base Band) 신호를 높은 레벨의 출력 신호, 예컨대 RF 밴드 신호로 증폭한다. 이때, RF 밴드 신호는 전력 증폭기가 비선형성이면 신호의 왜곡 성분이 발생하며, 이러한 전력 증폭기의 비선형 특성은 입력 신호에 대한 이득 저하와 입력 주파수 이외의 상호 변조(Inter-Modulation)로 인한 주파수 성분을 생성한다. 그에 따라, 상기 생성된 주파수 성분은 인접 채널에 영향을 주어 시스템 전체 성능을 저하시키므로 상기 선형성은 전력 증폭기에서 중요한 특성이다.Currently, in a mobile communication system, a power amplifier is provided at the final output terminal of a base station (BS) and mobile stations (MS) to output a low level input signal, for example, a base band signal, at a high level. Amplifies into a signal, such as an RF band signal. At this time, the RF band signal is a distortion component of the signal when the power amplifier is non-linear, the non-linear characteristics of the power amplifier is a frequency component due to the gain degradation of the input signal and inter-modulation other than the input frequency Create Accordingly, the linearity is an important characteristic in a power amplifier because the generated frequency component affects adjacent channels and degrades the overall system performance.
한편, 상기 전력 증폭기는 입력 신호의 대역폭에 따라 단일 반송파를 사용하는 단일 반송파 전력 증폭기(SCPA: SingleCarrier Power Amplifier, 이하 'SCPA'라 칭하기로 한다)와 다중 반송파를 사용하는 다중 반송파 전력 증폭기(MCPA: Multi Carrier Power Amplifier, 이하 'MCPA'라 칭하기로 한다)로 나눌 수 있다. 상기 SCPA는 단일 반송파, 즉 1FA 신호를 증폭하므로 선형성 확보를 위한 복잡하고 정교한 선형화가 불필요하며, 단지 최대 출력 전력에서 PAR(Peak to Average Power Ratio)만큼 백오프(Back-Off)하여 사용하면 된다. 상기 MCPA는 다중 반송파, 예컨대 와이브로 시스템일 경우는 3FA 신호를, CDMA 시스템일 경우는 8～15FA 신호를 증폭하므로 광대역의 상호 변조 성분을 제거하기 위해 선형화가 필요하다.Meanwhile, the power amplifier includes a single carrier power amplifier (SCPA) using a single carrier according to the bandwidth of an input signal, and a multicarrier power amplifier using a multicarrier (MCPA). Multi Carrier Power Amplifier, hereinafter referred to as 'MCPA'). Since SCPA amplifies a single carrier, i.e., 1FA signal, complicated and sophisticated linearization for ensuring linearity is unnecessary, and only needs to be back-off by Peak to Average Power Ratio (PAR) at maximum output power. Since the MCPA amplifies a 3FA signal in a multi-carrier, for example, a WiBro system, and an 8-15FA signal in a CDMA system, linearization is required to remove broadband intermodulation components.
또한, 최근에는 이동 통신 시스템에 다중 안테나 기술을 적용하여 빔 포밍(Beam Forming), 다이버시티(Diversity) 등으로 전송 속도와 용량을 증대시키는 기술들이 적용되고 있다. 이러한 다중 안테나 기술은, 여러 개의 안테나를 사용하므로 전력 증폭기 측면에서 전체의 출력 전력은 같지만 개별 안테나를 구동시키는 전력 증폭기의 출력 전력이 낮아지는 이점이 있다. 상기 다중 안테나 기술을 이동 통신 시스템에 적용할 경우, 상기 이동 통신 시스템의 활용성을 향상시키기 위해 MCPA로 동작하는 멀티 모드용 전력 증폭기가 제안되었다.In recent years, techniques for increasing transmission speed and capacity through beam forming, diversity, and the like by applying multiple antenna technologies to mobile communication systems have been applied. This multi-antenna technology has the advantage of lowering the output power of the power amplifier driving the individual antennas, although the total output power is the same in terms of the power amplifier because of the use of multiple antennas. When the multi-antenna technology is applied to a mobile communication system, a multi-mode power amplifier operating with MCPA has been proposed to improve the usability of the mobile communication system.
아울러, 전력 증폭기에 있어서, 전술한 전력 증폭기의 선형성 뿐만 아니라 전력 증폭기의 효율성 또한 중요한 파라미터이다. 이러한 전력 증폭기의 효율성을 향상시키기 위해 도허티 증폭기(Doherty Amplifier)가 제안되었으며, 일반적인 평형증폭기(Balanced Amplifier)와는 달리 상기 도허티 증폭기는 캐리어 증폭기(Carrier Amplifier)와 피킹 증폭기(Peaking Amplifier)가 비대칭 병렬로 결합된 구조이다. 보다 자세히 설명하면, 도허티 증폭기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 이동 통신 시스템에서 고효율 변조방식에 사용되는 전력 증폭기의 일예로서, 1936년에 W. H. Doherty에 의해 처음 제안되었으며, 그 구조는 쿼터 웨이브 트랜스포머(Quarter Wave Transformer)(λ/4 트랜스포머)가 메인 증폭기와 피킹 증폭기를 병렬로 연결하는 구조이다. 그리고, 상기 피킹 증폭기는 전력 레벨(Power Level)에 따라 부하(load)에 공급하는 전류의 양을 달리하는 방식을 통해 상기 메인 증폭기의 부하 임피던스(impedance)를 조절함으로써, 도허티 증폭기의 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, in the power amplifier, not only the linearity of the power amplifier described above but also the efficiency of the power amplifier is an important parameter. In order to improve the efficiency of such a power amplifier, a Doherty Amplifier has been proposed. Unlike a balanced amplifier, a Doherty amplifier is asymmetrical parallel coupling of a carrier amplifier and a peaking amplifier. Structure. More specifically, the Doherty amplifier, as shown in FIG. 1, is an example of a power amplifier used in a high efficiency modulation scheme in a mobile communication system, first proposed by WH Doherty in 1936, and its structure is a quarter wave transformer. (Quarter Wave Transformer) (λ / 4 transformer) connects main amplifier and peaking amplifier in parallel. In addition, the peaking amplifier may increase the efficiency of the Doherty amplifier by adjusting the load impedance of the main amplifier by varying the amount of current supplied to the load according to the power level. Can be.
추가로, 이러한 도허티 전력 증폭 장치의 효율을 더욱 증가시키기 위해, 동적 바이어스 스위칭(Dynamic Bias Switching) 회로를 접목하여 효율을 더욱 향상시킬 수가 있다.In addition, in order to further increase the efficiency of such a Doherty power amplification device, the dynamic bias switching circuit can be combined to further improve the efficiency.
본 발명은 상기한 필요성을 충족시키기 위해 개발된 것으로, 도허티 전력 증폭 장치에 동적 바이어스 스위칭(Dynamic Bias Switching) 회로를 접목하여 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 하기 위한 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to meet the above needs, and provides an efficiency improving apparatus of the Doherty power amplification apparatus for incorporating a dynamic bias switching circuit into a Doherty power amplification apparatus to further improve the efficiency. Its purpose is to.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치는,The efficiency improving device of the Doherty power amplification device according to the present invention for achieving the above object,
입력 신호의 기본 신호를 증폭하는 메인 증폭기, 피크 신호를 증폭하는 피킹 증폭기, 상기 메인 증폭기와 피킹 증폭기의 각 출력단에 연결되어 부하 변조(Load modulation) 기능을 수행하는 제1 트랜스포머 및, 상기 피킹 증폭기와 제1 트랜스포머에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제2 트랜스포머를 포함하여 이루어진 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치에 있어서, 입력 신호의 포락선을 검출하여 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 상기 메인 증폭기의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키는 동적 바이어스 스위칭부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
A main amplifier for amplifying a basic signal of an input signal, a peaking amplifier for amplifying a peak signal, a first transformer connected to each output terminal of the main amplifier and the peaking amplifier to perform a load modulation function, and the peaking amplifier; An efficiency improving apparatus of a Doherty power amplifier comprising a second transformer connected to a first transformer and converting a load, wherein the envelope of the input signal is detected to set a high voltage (V_high) above the set reference voltage. When the reference voltage is less than the low voltage (V_low) by supplying the drain voltage of the main amplifier characterized in that it comprises a dynamic bias switching unit for improving the efficiency of the main amplifier.
바람직하게, 상기 동적 바이어스 스위칭부는 입력 신호의 포락선을 검출하는 포락선 검출기, 상기 검출한 포락선과 기준 전압을 비교하는 비교기, 상기 비교기의 출력 전압을 MOS FET의 스위칭 레벨까지 증폭시키는 MOS FET 드라이버, 상기 MOS FET 드라이버에 연결되어 하이 전압(V_high)을 스위칭하여 상기 메인 증폭기의 드레인부에 전원을 공급하는 MOS FET 및, 하이 전압(V_high)에서 로우 전압(V_low)으로의 역 전압을 방지하기 위한 쇼트기 다이오드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Preferably, the dynamic bias switching unit includes an envelope detector for detecting an envelope of an input signal, a comparator for comparing the detected envelope with a reference voltage, a MOS FET driver for amplifying an output voltage of the comparator to a switching level of the MOS FET, and the MOS A MOS FET connected to a FET driver to switch the high voltage (V_high) to supply power to the drain of the main amplifier, and a short circuit diode for preventing a reverse voltage from the high voltage (V_high) to the low voltage (V_low). Characterized in that comprises a.
그리고, 상기 도허티 전력 증폭 장치의 신호 입력단에 설치되어, 입력신호의 피크 신호와 드레인 전압의 하이 전압(V_high)의 딜레이를 같게 하기 위해 동적 바이어스 스위칭부의 신호 지연을 보상하는 딜레이 라인을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
And a delay line provided at the signal input terminal of the Doherty power amplification apparatus, the delay line compensating for the signal delay of the dynamic bias switching unit to equalize the delay of the peak signal of the input signal and the high voltage V_high of the drain voltage. It is characterized by.
본 발명은 도허티 전력 증폭 장치에 동적 바이어스 스위칭부를 연결하여, 입력 신호의 포락선을 검출해 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 메인 증폭기의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키게 된다.According to the present invention, a dynamic bias switching unit is connected to a Doherty power amplifier to detect an envelope of an input signal, and the drain voltage of the main amplifier is set to a high voltage (V_high) above the set reference voltage and a low voltage (V_low) below the set reference voltage. Supply to improve the efficiency of the main amplifier.
그렇게 하여, 메인 증폭기는 입력신호의 저 레벨부터 고 레벨까지 전 구간에서 신호를 증폭하고, 피킹 증폭기는 메인 증폭기의 포화되는 지점부터 동작하게 하여 전체 증폭기의 효율을 향상시키게 된다. In this way, the main amplifier amplifies the signal from the low level to the high level of the input signal, and the peaking amplifier operates from the saturation point of the main amplifier to improve the efficiency of the entire amplifier.
도 1은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치를 도시한 블록구성도
도 2는 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우챠트1 is a block diagram showing an efficiency improving apparatus of the Doherty power amplification apparatus according to the present invention
2 is a flowchart showing in sequence the operation of the efficiency improving apparatus of the Doherty power amplification apparatus according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood, however, that the embodiments described below are only for explanation of the embodiments of the present invention so that those skilled in the art can easily carry out the invention, It does not mean anything.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In order to clearly illustrate the present invention, portions which are not related to the description have been omitted, and like reference numerals have been assigned to similar portions throughout the specification.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification and claims, when a section includes a constituent, it is intended that the inclusion of the other constituent (s) does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치를 도시한 블록구성도이다.1 is a block diagram showing an efficiency improving apparatus of the Doherty power amplification apparatus according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 입력 신호의 기본 신호를 증폭하는 메인 증폭기(101), 피크 신호를 증폭하는 피킹 증폭기(102), 상기 메인 증폭기(101)와 피킹 증폭기(102)의 각 출력단에 연결되어 부하 변조(Load modulation) 기능을 수행하는 제1 트랜스포머(103) 및, 상기 피킹 증폭기(102)와 제1 트랜스포머(103)에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제2 트랜스포머(104)를 포함하여 이루어진 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치에 있어서, 입력 신호의 포락선을 검출하여 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 상기 메인 증폭기(101)의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키는 동적 바이어스 스위칭부(200)를 포함하여 이루어진 구조이다.As shown in FIG. 1, the apparatus includes a
여기서, 상기 도허티 전력 증폭 장치는 입력 신호의 기본 신호를 증폭하는 메인 증폭기(101), 피크 신호를 증폭하는 피킹 증폭기(102), 상기 메인 증폭기(101)와 피킹 증폭기(102)의 각 출력단에 연결되어 부하 변조(Load modulation) 기능을 수행하는 제1 트랜스포머(103) 및, 상기 피킹 증폭기(102)와 제1 트랜스포머(103)에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제2 트랜스포머(104)를 포함하여 이루어진 구조로, 메인 증폭기(101)는 입력신호의 저 레벨부터 고 레벨까지 전 구간에서 신호를 증폭하고, 피킹 증폭기(102)는 메인 증폭기(101)의 포화되는 지점부터 동작하여 전체 증폭기의 효율을 향상시키게 된다.Here, the Doherty power amplification device is connected to the
동적 바이어스 스위칭부(200)는 도허티 전력 증폭 장치(구체적으로는, 도허티 전력 증폭 장치의 메인증폭기)에 연결된 것으로, 입력 신호의 포락선을 검출하여 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 상기 메인 증폭기(101)의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키게 된다.
The dynamic
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 동적 바이어스 스위칭부(200)는 입력 신호의 포락선을 검출하는 포락선 검출기(201), 상기 검출한 포락선과 기준 전압을 비교하는 비교기(202), 상기 비교기(202)의 출력 전압을 MOS FET의 스위칭 레벨까지 증폭시키는 MOS FET 드라이버(203), 상기 MOS FET 드라이버(203)에 연결되어 하이 전압(V_high)을 스위칭하여 상기 메인 증폭기(101)의 드레인부에 전원을 공급하는 MOS FET(204) 및, 하이 전압(V_high)에서 로우 전압(V_low)으로의 역 전압을 방지하기 위한 쇼트기 다이오드를 포함하여 이루어진 구조이다.
As shown in FIG. 1, the dynamic
추가로, 상기 도허티 전력 증폭 장치의 입력단에 설치된 딜레이 라인(205-1, 205-2)을 더 포함한 구조로 된 것이다.In addition, the structure further includes delay lines 205-1 and 205-2 provided at an input terminal of the Doherty power amplifier.
즉, 상기 도허티 전력 증폭 장치의 입력단에 연결되어, 입력신호의 피크 신호와 드레인 전압의 하이 전압(V_high)의 딜레이를 같게 하기 위해 동적 바이어스 스위칭부(200)의 신호 지연을 보상하는 딜레이 라인(205-1, 205-2)을 더 포함한 구조로 된 것이다.
That is, a delay line 205 connected to an input terminal of the Doherty power amplification device for compensating a signal delay of the dynamic
참고로, 두 선로의 지연시간을 정확히 보상해야 선형성과 효율을 최적의 상태로 동작시킬 수 있지만, 포락선 검출기의 딜레이가 입출력 주파수가 틀리기 때문에 측정이 불가능하다.For reference, it is necessary to accurately compensate the delay time of the two lines so that the linearity and efficiency can be operated optimally. However, the measurement of the envelope detector delay is impossible because the input / output frequency is different.
구체적인 포락선 검출기의 딜레이 계산/측정 방법은 다음과 같다.
Specific delay detector calculation / measurement method of the envelope detector is as follows.
1) 신호의 입력단과 출력단에 동일한 포락선 검출기를 이용하여 입력신호 대비 출력신호의 왜곡 여부를 오실로스코프를 이용하여 확인 가능1) Using the same envelope detector at the input and output of the signal, the oscilloscope can check whether the output signal is distorted compared to the input signal.
-> 두 경로의 딜레이가 정확히 일치하지 않을 경우 출력신호에서 왜곡 발생If the two path delays do not match exactly, distortion occurs in the output signal.
-> 증폭기 자체의 성능에 의한 포락선 왜곡이 발생하지 않을 정도의 출력에서 측정
Measurement at the output such that the envelope distortion due to the performance of the amplifier itself does not occur
2) 신호발생기를 이용하여 입력신호를 펄스 신호를 인가하여 측정2) Measuring input signal by applying pulse signal using signal generator
->신호발생기의 입력 신호를 두 경로로 분배하여 한쪽은 직접 오실로스코프로 연결하고, 나머지 한 쪽은 포락선 검출기로 연결하여 딜레이를 측정
-> The input signal of the signal generator is divided into two paths, one is directly connected to the oscilloscope and the other is connected to the envelope detector to measure the delay.
이하, 도 1의 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치의 동작을 첨부된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation of the efficiency improving apparatus of the Doherty power amplifying apparatus of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2.
도 2는 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우챠트이다.
2 is a flowchart showing the operation of the efficiency improving device of the Doherty power amplification device according to the present invention in order.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 장치는 도허티 전력 증폭 장치(구체적으로는, 도허티 전력 증폭 장치의 메인증폭기)에 연결된 동적 바이어스 스위칭부를 이용해 입력 신호의 포락선을 검출하여 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 상기 메인 증폭기의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키게 된다.
As shown in FIG. 2, the device detects an envelope of an input signal using a dynamic bias switching unit connected to a Doherty power amplifier (specifically, the main amplifier of the Doherty power amplifier), and detects an envelope of the input signal at a high voltage above the set reference voltage. V_high) and below the set reference voltage, the drain voltage of the main amplifier is supplied at a low voltage (V_low) to improve the efficiency of the main amplifier.
구체적으로는 다음과 같다. 상기 동적 바이어스 스위칭부 내 포락선 검출기가 입력 신호의 포락선을 검출하고(S201), 비교기가 상기 검출한 포락선과 기준 전압을 비교한 다음, 상기 비교기의 출력 전압을 MOS FET의 스위칭 레벨까지 MOS FET 드라이버를 이용해 증폭시키고, MOS FET가 상기 MOS FET 드라이버에 연결되어 하이 전압(V_high)을 스위칭하여 상기 메인 증폭기의 드레인부에 전원을 공급하는 방식으로 동작된다(S202~S205).Specifically, it is as follows. An envelope detector in the dynamic bias switching unit detects an envelope of an input signal (S201), and a comparator compares the detected envelope with a reference voltage, and then outputs the output voltage of the comparator to the switching level of the MOS FET. By using the amplification method, the MOS FET is connected to the MOS FET driver and operated by switching a high voltage V_high to supply power to the drain of the main amplifier (S202 to S205).
그 결과, 메인 증폭기는 입력신호의 저 레벨부터 고 레벨까지 전 구간에서 신호를 증폭하고, 피킹 증폭기는 메인 증폭기의 포화되는 지점부터 동작하여 전체 증폭기의 효율을 향상시키게 된다.As a result, the main amplifier amplifies the signal from the low level to the high level of the input signal, and the peaking amplifier operates from the saturation point of the main amplifier to improve the efficiency of the entire amplifier.
참고로, 하이 전압(V_high)에서 로우 전압(V_low)으로의 역 전압을 방지하기 위한 쇼트기 다이오드가 더 구성되어 동작된다.
For reference, a short circuit diode for preventing the reverse voltage from the high voltage V_high to the low voltage V_low is further configured and operated.
이상과 같이, 본 발명은 도허티 전력 증폭 장치에 동적 바이어스 스위칭부를 연결하여, 입력 신호의 포락선을 검출해 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 상기 메인 증폭기의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키게 된다.As described above, the present invention connects the dynamic bias switching unit to the Doherty power amplifier, detects the envelope of the input signal, and sets the main to a high voltage (V_high) above the set reference voltage and a low voltage (V_low) below the set reference voltage. Supplying the drain voltage of the amplifier improves the efficiency of the main amplifier.
그렇게 하여, 메인 증폭기는 입력신호의 저 레벨부터 고 레벨까지 전 구간에서 신호를 증폭하고, 피킹 증폭기는 메인 증폭기의 포화되는 지점부터 동작하게 하여 전체 증폭기의 효율을 향상시키게 된다.In this way, the main amplifier amplifies the signal from the low level to the high level of the input signal, and the peaking amplifier operates from the saturation point of the main amplifier to improve the efficiency of the entire amplifier.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 메인 증폭기 102 : 피킹 증폭기
103 : 제1 트랜스포머 104 : 제2 트랜스포머
200 : 동적 바이어스 스위칭부 201 : 포락선 검출기
202 : 비교기 203 : MOS FET 드라이버
204 : MOS FETDescription of the Related Art [0002]
101: main amplifier 102: peaking amplifier
103: first transformer 104: second transformer
200: dynamic bias switching unit 201: envelope detector
202: comparator 203: MOS FET driver
204: MOS FET
Claims (3)
입력 신호의 포락선을 검출하여 설정 기준 전압 이상에서는 하이 전압(V_high), 설정 기준 전압 미만에서는 로우 전압(V_low)으로 상기 메인 증폭기의 드레인 전압을 공급하여 메인 증폭부의 효율을 향상시키는 동적 바이어스 스위칭부를 포함하여 이루어지고,
상기 동적 바이어스 스위칭부는
입력 신호의 포락선을 검출하는 포락선 검출기;
상기 검출한 포락선과 기준 전압을 비교하는 비교기;
상기 비교기의 출력 전압을 MOS FET의 스위칭 레벨까지 증폭시키는 MOS FET 드라이버;
상기 MOS FET 드라이버에 연결되어 하이 전압(V_high)을 스위칭하여 상기 메인 증폭기의 드레인부에 전원을 공급하는 MOS FET; 및
하이 전압(V_high)에서 로우 전압(V_low)으로의 역 전압을 방지하기 위한 쇼트기 다이오드를 포함하여 이루어지고,
상기 도허티 전력 증폭 장치의 신호 입력단에 설치되어, 입력신호의 피크 신호와 드레인 전압의 하이 전압(V_high)의 딜레이를 같게 하기 위해 동적 바이어스 스위칭부의 신호 지연을 보상하는 딜레이 라인을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도허티 전력 증폭 장치의 효율 향상 장치.
A main amplifier for amplifying a basic signal of an input signal, a peaking amplifier for amplifying a peak signal, a first transformer connected to each output terminal of the main amplifier and the peaking amplifier to perform a load modulation function, and the peaking amplifier; In the efficiency improvement device of the Doherty power amplification device comprising a second transformer connected to the first transformer to convert the load (Load),
A dynamic bias switching unit detects an envelope of an input signal and supplies a drain voltage of the main amplifier at a high voltage V_high above a set reference voltage and a low voltage V_low below a set reference voltage to improve the efficiency of the main amplifier. Done by
The dynamic bias switching unit
An envelope detector for detecting an envelope of the input signal;
A comparator for comparing the detected envelope with a reference voltage;
A MOS FET driver that amplifies the output voltage of the comparator to the switching level of the MOS FET;
A MOS FET connected to the MOS FET driver to switch a high voltage V_high to supply power to a drain of the main amplifier; And
A short circuit diode for preventing the reverse voltage from the high voltage (V_high) to the low voltage (V_low),
A delay line provided at a signal input terminal of the Doherty power amplifying apparatus, the delay line compensating for a signal delay of the dynamic bias switching unit to equalize a delay of a peak signal of the input signal and a high voltage V_high of the drain voltage; An efficiency improving device of the Doherty power amplifier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110032304A KR101150498B1 (en) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | Apparatus for improving efficiency of doherty power amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110032304A KR101150498B1 (en) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | Apparatus for improving efficiency of doherty power amplifier |
Publications (1)
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|---|---|
| KR101150498B1 true KR101150498B1 (en) | 2012-05-31 |
Family
ID=46272698
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110032304A KR101150498B1 (en) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | Apparatus for improving efficiency of doherty power amplifier |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101150498B1 (en) |
-
2011
- 2011-04-07 KR KR1020110032304A patent/KR101150498B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| H.S. et al. High-efficiency 400 W power amplifier with dynamic drain voltage control for 6 MHz OFDM signal, IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 23-28 May 2010, pp. 936-939 * |
| H.S. et al. High-efficiency 400 W power amplifier with dynamic drain voltage control for 6 MHz OFDM signal, IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 23-28 May 2010, pp. 936-939* |
| K.J.C. et al. A Highly Efficient Doherty Feedforward Linear Power Amplifier for W-CDMA Base-Station Applications, IEEE TRANSACTIONS ON MTT, VOL. 53, NO. 1, JANUARY 2005, pp. 292-300 * |
| K.J.C. et al. A Highly Efficient Doherty Feedforward Linear Power Amplifier for W-CDMA Base-Station Applications, IEEE TRANSACTIONS ON MTT, VOL. 53, NO. 1, JANUARY 2005, pp. 292-300* |
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