KR101660708B1 - 출력 변화 조정 가능한 자동레벨보상 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출력 변화 조정 가능한 자동레벨보상 회로로서, 입력 신호를 추출하는 입력 결합기(1), 비교부(8)에서 출력된 에러 전압 또는 전류로 RF 및 마이크로파 신호의 감쇄정도를 변화시키는 감쇄부(2), 입력신호를 증폭시키는 증폭부(3), 상기 증폭부(3)로 부터 증폭된 신호를 추출하는 출력 결합기(4), 상기 입력 결합기(1)의 신호를 검파하는 입력 검파부(6), 상기 출력 결합기(4)에서 추출된 신호를 전압으로 변환하는 출력 검파부(5), RF출력세기에 대한 기준전압을 제공하는 제어부(7), RF출력세기에 대한 기준전압과 상기 증폭부(3)의 출력으로 검파된 전압을 비교하여 감쇄부(2)에 제어 전압을 제공하는 비교부(8)를 포함한다.
또한, 상기 감쇄부(2)는 집적회로(IC)(10) 또는 핀 다이오드(PIN DIODE)(11)로 구성하고, 상기 증폭부(3)는 큰 고주파(RF) 신호의 이득을 위해 다단 트랜지스터(TRANSISTOR)(9) 또는 시스템(S)으로 구성하며, 상기 출력 결합기(4)는 마이크로스트립(MICROSTRIP)(12) 또는 스트립 라인(STRIP LINE)(13) 또는 페리트 코어(Ferrite Core)(17)를 이용한 결합기로 구성한다.
또한, 상기 출력 검파부(5)는 대수 증폭기(LOG AMPLIFER) 형태 또는 쇼트키 다이오드(SHOTTKY DIODE)(15) 또는 직접회로(IC)(10)로 구성하고, 상기 제어부(7)는 RF출력세기에 따라 전압을 마이크로프로세서(MICROPROCESSOR)의 디지털-아날로그 변환기(D/A CONVERTOR)(16)를 이용하여 상기 비교부(8)에 제공하며, 상기 비교부(8)는 증폭기(A1), 적분기 회로의 저항(R1, R2), 커패시터(C1, C2)를 포함한 적분기 회로의 구성을 포함한다.
따라서, 본 발명은 신호의 출력에 있어서 특정 출력을 하지 않고 레벨의 출력을 조절할 수 있고, 종래의 복잡했던 구조의 불편함을 단순한 구조로 이용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

출력 변화 조정 가능한 자동레벨보상 회로{Automatic level compensating circuit with adjustable output change}

본 발명은 출력 변화 조정이 가능한 자동레벨보상 회로에 있어서, 회로의 구성을 단순화하고, 특정출력이 아닌 여러 레벨로 출력을 하는 자동레벨보상 회로에 관한것이다.

무선통신에서 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다)부의 역할은 송신 측면에서 베이스밴드 단에서 생성된 전송신호를 고주파 신호로 변환하고 이를 시스템 설정에 따른 소정 레벨의 전력으로 증폭하여 타 신호에 간섭 없이 전송하는 역할을 담당한다.

또한 상기 RF부는 수신 측면에서 에어(Air) 상의 각종 잡음과 타 신호 중에서 원하는 주파수대역만 필터링하여 수신한 후 잡음을 최소화하면서 미약한 신호를 증폭하여사용 가능한 크기로 생성하고 이를 베이스밴드 주파수로 하향 변환하여 실제 신호로 복구하는 역할을 담당한다.

일반적으로, 무선 통신 시스템에서의 RF 송신기는 고전력증폭기(HPA)를 사용하여 고주파(RF)신호를 안테나를 통해 송신하고 있다.

고전력증폭기의 출력특성은 주변의 온도변화나, 증폭기 내부의 반도체 소자들의 가열로 인한 온도특성에 따라 변화하는 특징을 가지고 있다.

대부분의 실제 환경에서도 전력증폭기의 온도가 높아지면 출력전력이 낮아지고, 주변온도가 낮아지면 출력전력이 높아진다.

결과적으로 사용조건에 따른, 주변이나 자체적인 온도변화에 따라 시간적으로는 출력전력이 크게 변동하게 된다. 또한 온도와는 별도로, 제품이 동일한 공정으로 제조되었다 하더라도 반도체 공정에서 제어할 수 없는 편차로 인하여 불균일한 파라메터들이 발생하게 되고, 이러한 결과로 동종의 제품이라도 전력증폭기는 다양한 출력전력 특성을 가지게 된다.

이러한 문제점들을 고려할 때 RF 송신기에서는 모든 동작 조건하에서 가능한 한 고주파신호 출력전력이 일정한 레벨로 보상되어져야 할 필요성이 요구되어져 왔다.

특히, 공정과 온도 변화에 따라 전력증폭기의 출력 전력의 감소는 거리의 멀어짐에 따라 통화 품질을 급격하게 저하시키는 경향이 있다.

반면, 출력되는 전력의 급격한 증가는 다른 장치에 간섭을 일으킬 우려가 있다.

이런 문제들을 고려하여 지금까지는 송신기에서 공정과 온도 변화에 따른 전력증폭기의 출력 전력의 변화를 검출하여 전력증폭기의 출력 전력을 제어하는 수단으로 자동레벨조정(Automatic Level Control)루프가 일반적으로 사용되었다.

그러나 자동레벨조정루프는 RF주파수에서 동작하는 고전력증폭기를 직접 제어하므로 공정과 온도의 변화에 따른 전력증폭기의 출력 변화의 범위를 전부

보상하기 위해서는 회로 구현이 복잡한 문제가 있었다.

또한 종래에는 입력 신호 또는 온도 변화 그리고 전압 변동에 대해서 증폭기는 항상 일정한 출력을 가지거나 일정한 이득을 가져야 한다.

즉, 입력 크기 변화에는 상관없이 출력을 일정하게 유지되도록 가변 감쇄기를 조절하여 전체 회로의 이득을 제어하는 자동 레벨 조절 회로를 구현하여 출력값을 일정하도록 한다.

자동 레벨 조절기를 이용한 회로는 AM/FM 수신기나 TV의 앞단이나 후단(Front-End)에 사용되고 있는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier : LAN)등을 예로 들수가 있다.

그리고 출력 신호를 검출하여 증폭기의 입력에 위치한 가변 감쇄기를 조절하여 출력 레벨을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

또한 결합기에서 나온 신호는 검출기에서 측정된 전압을 OP-AMP에서 기준 전압(Vref)과 비교하여 출력된 전압(Vc)으로 감쇄기의 전압을 조절한다.

그리고 이득 비교기의 검출 회로는 입력 신호의 크기를 판단하기 위하여 입력측 결합에서 추출된 신호는 검출 회로의 RF1로 입력되고 출력 신호의 크기를 판단하기 위하여 출력측 결합기에서 추출된 신호는 증폭기의 이득과 동일하게 감쇠 시켜 검출 회로의 RF2로 입력된다.

검출 회로에 입력된 RF1과 RF2는 RF S/W의 선택에 따라 입력되고 입력된 신호는 대역 통과 필터를 거쳐 주파수 혼합기에 인가된다.

주파수 혼합기에 인가된 신호는 IF 신호화하기 위하여 PLL에서 주어진 주파수 정보에 따라발진기는 발진하며 주파수 혼합기에 인가된다.

주파수 혼합기에서 혼합된 IF 주파수는 협대역 대역통과 필터를 거쳐 LOG-AMP에 인가된다.

LOG-AMP에서 나오는 RSSI의 전압 값을 OP-AMP로 증폭하여 마이크로-제어기에 전달된다.

상기와 같은 회로를 구현하기 위해서는 제어기가 복잡하게 구현되어야 하는 단점과 온도 변화 및 전압 변동에 대해 구현 하고자 하면 온도 정보와 전압 정보가 미리 주어져야하는 문제점이 있었다.

또한 종래의 자동레벨보상 회로는 입력 신호를 추출하는 결합기; 신호의 크기를 조절하는 감쇄기; 신호를 증폭하는 증폭기; 증폭된 신호를 출력측에서 추출하는 결합기; 및 입력측 결합기의 신호(RF1)와 출력측 결합기의 신호(RF2)를 비교할 수 있는 이득 비교기로 구성하여 한국공개특허공보 제10-1997-0081467호는 자동 이득 조절과 자동 레벨 조절이 가능한 장치및 방법에 개시되어 있으나, 복잡한 구성으로 이용에 불편을 주는 문제점이 있다.

KR 10-1997-0081467 A KR 10-2005-0000564 A KR 10-1994-035756 B1 KR 10-2006-0112515 B1

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 도1의 입력 결합기(1),감쇄부(2), 증폭부(3), 출력 결합기(4), 출력 검파부(5), 입력 검파부(6), 제어부(7), 비교부(8)를 두어 신호를 출력할 경우, 특정 출력이 아닌 출력 변화 조정이 가능한 자동레벨보상을 할 수 있도록 하는 것이다.

출력 변화 조정이 가능한 자동레벨보상 회로에 있어서, 도1과 같이 입력 및 이득변화에 따른 기준을 조절하여 상기 종래의 문제점을 해결하고자 한다.

상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 상세한 구성은 입력 신호를 추출하는 입력 결합기(1); 비교부(8)에서 출력된 에러 전압 또는 전류로 RF 및 마이크로파 신호의 감쇄정도를 변화시키는 감쇄부(2); 입력신호를 증폭시키는 증폭부(3); 상기 증폭부(3)로 부터 증폭된 신호를 추출하는 출력 결합기(4); 상기 입력 결합기(1)의 신호를 검파하는 입력 검파부(6); 상기 출력 결합기(4)에서 추출된 신호를 전압으로 변환하는 출력 검파부(5); RF출력세기에 대한 기준전압을 제공하는 제어부(7); RF출력세기에 대한 기준전압과 상기 증폭부(3)의 출력으로 검파된 전압을 비교하여 감쇄부(2)에 제어 전압을 제공하는 비교부(8);를 포함한다.

또한, 상기 감쇄부(2)는 집적회로(IC)(10) 또는 핀 다이오드(PIN DIODE)(11)로 구성하고, 상기 증폭부(3)는 큰 고주파(RF) 신호의 이득을 위해 다단 트랜지스터(TRANSISTOR)(9) 또는 큰 고주파(RF) 신호의 이득을 갖는 시스템(S)으로 구성하며, 상기 출력 결합기(4)는 마이크로스트립(MICROSTRIP)(12) 또는 스트립 라인(STRIP LINE)(13) 또는 페리트 코어(Ferrite Core)(17)로 구성한다.

또한, 상기 출력 검파부(5)는 대수 증폭기(LOG AMPLIFER) 형태 또는 쇼트키 다이오드(SHOTTKY DIODE)(15) 또는 집적회로(IC)(10)로 구성하고, 상기 제어부(7)는 RF출력세기에 따라 전압을 마이크로프로세서(MICROPROCESSOR)의 디지털-아날로그 변환기(D/A CONVERTOR)(16)를 이용하여 상기 비교부(8)에 제공하며, 상기 비교부(8)는 증폭기(A1), 적분기 회로의 저항(R1, R2), 커패시터(C1, C2)를 포함한 적분기 회로의 구성을 포함한다.

본 발명은 출력 변화 조정이 가능한 자동레벨보상 회로에 관한 것이며, 특히 신호의 출력에 있어서 특정 출력을 하지 않고 레벨의 출력을 조절할 수 있다.

또한, 종래의 복잡했던 구조의 불편함을 단순한 구조로 이용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 출력 변화 조정이 가능한 자동레벨보상 회로의 전체 블록도이다.
도 2은 본 발명에 따른 비교부를 구성하는 적분기 회로도이다.

이하에서는, 본발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 출력조정이 가능한 자동레벨보상 회로에 있어서, 회로의 구성을 단순화 하고, 레벨 출력의 다양화하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조 하면, 본 발명에 따른 입력 결합기(1)는 입력 신호를 추출하고, 그 신호를 감쇄부(2) 및 입력 검파부(6)로 전달하며, 상기 감쇄부(2)는 비교부(8)에서 출력된 에러 전압 또는 전류로 RF 및 마이크로파 신호의 감쇄정도를 변화시키며 집적회로의 저항, 콘덴서, 인덕터를 포함한 복잡하게 구성되어 있는 전자회로를 통합한 집적회로(IC)(10) 또는 저항이 전류의 양에 의하여 제어하는 핀 다이오드(PIN DIODE)(11)를 이용함으로써 감쇄부(2)를 구성하고, 출력신호를 증폭부(3) 또는 시스템(S)로 전달한다.

또한, 상기 증폭부(3) 또는 시스템(S)는 입력신호를 증폭시키고 큰 고주파(RF) 신호의 이득을 얻도록 하나이상의 다단 트랜지스터(TRANSISTOR)(9) 또는 큰 고주파(RF) 신호의 이득을 갖는 시스템(S)로 구성하고, 출력된 신호를 출력 결합기(4)로 전달한다.

상기 출력 결합기(4)는 상기 증폭부(3) 또는 시스템(S)으로부터 증폭된 신호를 추출하며 마이크로스트립(MICROSTRIP)(12) 또는 스트립 라인(STRIP LINE)(13) 또는 페리트 코어(Ferrite Core)(17)를 이용한 결합기로 구성되고, 그 출력신호는 레벨 출력으로 사용하며 신호를 피드백하여 감쇄량을 조절하기 위해 출력 검파부(5)로 전송한다.

상기 출력 검파부(5)는 상기 출력 결합기(4)에서 추출된 신호를 전압으로 변환하고 입력전압의 대수에 비례하는 출력 전압을 얻는 회로로 대수 증폭기(LOG AMPLIFIER)(14) 형태 또는 전압의 강하가 낮은 쇼트키 다이오드(SHOTTKY DIODE)(15) 또는 직접회로(IC)(10)로 구성하고, 그 신호를 비교부(8)로 전달한다.

또한, 입력 검파부(6)는 상기 입력 결합기(1)의 신호를 검파하며, 그 신호를 제어부(7)로 전송하고, 상기 제어부(7)는 RF출력세기에 대한 기준전압을 제공하며 RF출력세기에 따라 제어부(7)는 전압을 마이크로프로세서(MICROPROCESSOR)의 디지털-아날로그 변환기(D/A CONVERTOR)(16)를 이용하여 부호화된 디지털 전기 신호를 아날로그 전기 신호로 변환하여 비교부(8)에 제공하고,

도 2를 참고하면, 상기 비교부(8)는 RF출력세기에 대한 기준전압과 상기 증폭부(3)의 출력으로 검파된 전압을 비교하여 상기 감쇄부(2)에 제어 전압을 제공하며 이러한 상기 비교부(8)의 원리는 증폭기(A1), 적분기 회로의 저항(R1, R2), 커패시터(C1, C2)을 포함한 적분기 회로의 원리로 작동한다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 회로를 구성하여, 구조를 단순화할 수 있으며, 특정레벨 뿐만 아니라 다양한 레벨들을 얻을 수 있으므로 효율성을 높일 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

입력 결합기: (1)
감쇄부: (2)
증폭부: (3)
출력 결합기: (4)
출력 검파부: (5)
입력 검파부: (6)
제어부: (7)
비교부: (8)
다단 트랜지스터(TRANSISTOR): (9, 도시하지 않음)
집적회로(IC): (10, 도시하지 않음)
핀 다이오드(PIN DIODE): (11, 도시하지 않음)
마이크로스트립(MICROSTRIP): (12, 도시하지 않음)
스트립 라인(STRIP LINE): (13, 도시하지 않음)
대수 증폭기(LOG AMPLIFIER): (14, 도시하지 않음)
쇼트키 다이오드(SHOTTKY DIODE): (15, 도시하지 않음)
디지털-아날로그 변환기(D/A CONVERTOR): (16, 도시하지 않음)
페리트 코어(Ferrite Core): (17, 도시하지 않음)
증폭기: (A1)
적분기 회로의 저항: (R1, R2)
커패시터: (C1, C2)
시스템: (S)

Claims (8)

1. 출력 변화 조정 가능한 자동레벨보상 회로에 있어서,
   입력 신호를 추출하는 입력 결합기(1);
   비교부(8)에서 출력된 에러 전압 또는 전류로 RF 및 마이크로파 신호의 감쇄정도를 변화시키고, 집적회로(IC)(10, 도시하지 않음) 또는 핀 다이오드(PIN DIODE)(11, 도시하지 않음)로 구성되는 감쇄부(2);
   입력신호를 증폭시키고, 다단 트랜지스터(TRANSISTOR)(9, 도시하지 않음)로 구성되며, 큰 고주파(RF) 신호의 이득을 갖는 시스템(S, 도시하지 않음)으로 대체되는 증폭부(3);
   상기 증폭부(3)로 부터 증폭된 신호를 추출하고, 마이크로스트립(MICROSTRIP)(12, 도시하지 않음) 또는 스트립 라인(STRIP LINE)(13, 도시하지 않음) 또는 페리트 코어(Ferrite Core)(17, 도시하지 않음)로 구성되는 출력 결합기(4);
   상기 입력 결합기(1)의 신호를 검파하는 입력 검파부(6);
   상기 출력 결합기(4)에서 추출된 신호를 전압으로 변환하고, 대수 증폭기(LOG AMPLIFIER)(14, 도시하지 않음) 형태 또는 쇼트키 다이오드(SHOTTKY DIODE)(15, 도시하지 않음) 또는 직접회로(IC)(10, 도시하지 않음)로 구성되는 출력 검파부(5);
   RF출력세기에 대한 기준전압을 제공하고, RF출력세기에 따라 전압을 마이크로프로세서(MICROPROCESSOR)의 디지털-아날로그 변환기(D/A CONVERTOR)(16, 도시하지 않음)를 이용하여 상기 비교부(8)에 제공하는 제어부(7);
   RF출력세기에 대한 기준전압과 상기 증폭부(3)의 출력으로 검파된 전압을 비교하여 감쇄부(2)에 제어 전압을 제공하고, 증폭기(A1), 저항(R1, R2), 커패시터(C1, C2)를 포함한 적분기 회로로 구성되는 비교부(8);를 포함하는 출력 변화 조정 가능한 자동레벨보상 회로.
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