KR102119358B1 - Outphasing power amplifier based on transformer including phase shifter - Google Patents

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이옥구
안현진
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a transformer-based outphasing power amplifier including a phase shifter. According to an aspect of the present invention, the transformer-based outphasing power amplifier including a phase shifter comprises: a signal splitter which receives a predetermined input signal and splits the same into a first signal having a preset size and a phase in which a first phase component is included in the phase of the input signal, and a second signal having the size of the first signal and a phase in which a second phase component having a sign opposite to that of the first phase component is included in the phase of the input signal; a phase conversion unit for outputting a phase conversion signal by shifting the phase of the second signal by a preset phase; an amplification unit for amplifying and outputting the first signal and the phase conversion signal according to a preset amplification ratio; and a power combining unit including a first coil which has a capacitor and an inductor connected in parallel to an output terminal of the amplification unit, and a second coil which has an inductor coupled to the first coil by a magnetic induction method and combines and outputs an output signal of the amplification unit. Therefore, the transformer-based outphasing power amplifier can include the phase conversion unit, thereby outputting an original signal-restored output signal through a coupling end having a single first coil.

Description

위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기{OUTPHASING POWER AMPLIFIER BASED ON TRANSFORMER INCLUDING PHASE SHIFTER}Transformer-based outphasing power amplifier including a phase shifter {OUTPHASING POWER AMPLIFIER BASED ON TRANSFORMER INCLUDING PHASE SHIFTER}

본 발명은 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a transformer-based outphasing power amplifier including a phase converter.

현재 무선 통신 표준에서 방대한 양의 데이터를 고속으로 전송하기 위해 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 높은 신호를 이용하고 있다. PAPR이 높은 신호의 통신에서 선형성을 만족하기 위해서는 고 선형적으로 동작하는 전력증폭기가 필요하다.Current wireless communication standards use signals with a high peak to average power ratio (PAPR) to transmit massive amounts of data at high speed. In order to satisfy linearity in communication with high PAPR signals, a power amplifier that operates in a high linearity is required.

고 선형으로 동작하며, 효율 특성이 개선되고 완전 집적 가능한 분산능동변압기(Distributed active transformer)를 출력결합부의 구성으로 가진 아웃페이징 전력증폭기가 많이 쓰이고 있다.A high linearity, improved efficiency characteristic and a fully integrated out-phase power amplifier having a fully active distributed active transformer as a component of an output coupling unit are used.

종래의 분산능동변압기는 여러개의 1차측 권선이 필요하므로 완전 집적 시 많은 면적이 필요하며, 단일 1차측 권선을 가지는 변압기를 아웃페이징 전력증폭기에 그냥 적용하는 경우 출력전압이 sinθ에 비례하게 되어 신호의 복원이 어렵다는 문제점이 있다.Conventional distributed active transformers require multiple primary windings, so a large area is required for complete integration. When a transformer with a single primary winding is simply applied to an outphasing power amplifier, the output voltage is proportional to sinθ. There is a problem that restoration is difficult.

대한민국 특허출원번호 제10-2011-7030017호Republic of Korea Patent Application No. 10-2011-7030017 대한민국 특허출원번호 제10-1997-0056042호Republic of Korea Patent Application No. 10-1997-0056042

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 위상 변환부를 포함하여 단일 1차 권선을 가지는 변압기를 사용하여 신호의 복원이 가능한 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a transformer-based outphasing power amplifier including a phase converter capable of restoring a signal using a transformer having a single primary winding including a phase converter.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood from the following description.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기는 소정의 입력신호를 입력받아 기설정된 크기를 가지며 입력신호가 가지는 위상에 제1 위상 성분을 포함하는 위상을 가지는 제1 신호와, 제1 신호가 가지는 크기를 가지며 입력신호가 가지는 위상에 제1 위상 성분과 반대 부호를 가지는 제2 위상 성분을 포함하는 제2 신호로 분리하는 신호 분리부, 제2 신호의 위상을 기설정된 위상만큼 쉬프트함에 따른 위상 변환 신호를 출력하는 위상 변환부 및 제1 신호와 위상 변환 신호를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 증폭부 및 증폭부의 출력단에 병렬로 연결된 커패시터와 인덕터를 구비한 1차측 코일과 1차측 코일과 자기유도 방식에 따라 결합된 인덕터를 구비하여, 증폭부의 출력 신호를 결합하여 출력하는 2차측 코일로 이루어진 전력결합부를 포함한다.A transformer-based outphasing power amplifier including a phase converter according to an aspect of the present invention for achieving the above object receives a predetermined input signal and has a predetermined size and includes a first phase component in a phase of the input signal. A signal separation unit for separating a first signal having a phase and a second signal having a magnitude of the first signal and a second phase component having a sign opposite to the first phase component in a phase of the input signal. A phase converter for outputting a phase shift signal according to shifting the phase of the signal by a preset phase, and a capacitor connected in parallel to the output terminal of the amplifier and the amplifier for amplifying and outputting the first signal and the phase shift signal according to a preset amplification ratio. And a power coupling unit comprising a primary side coil having an inductor and a secondary side coil having a primary side coil and an inductor coupled according to a magnetic induction method, and combining and outputting an output signal of the amplifying unit.

본 발명의 일면에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기는 위상 변환부를 포함하여 단일 1차 권선을 가지는 결합단을 통해 원신호 복원된 출력 신호를 출력할 수 있는 효과가 있다.The transformer-based outphasing power amplifier including a phase converter according to an aspect of the present invention has an effect of outputting an output signal restored through the original signal through a coupling stage having a single primary winding including a phase converter.

또한, 결합단이 단일 1차 권선을 가지는 발룬형태를 가지므로 완전 집적 시 칩 면적을 줄이는 효과를 기대할 수 있다.In addition, since the coupling end has a balun shape having a single primary winding, an effect of reducing the chip area when fully integrated can be expected.

본 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기의 블록도이다.
도 2a는 종래의 아웃페이징 전력증폭기에 일차측 단일 권선을 가지는 발룬형태의 변압부를 적용하였을 때 출력 신호의 성상도 결과 그래프이다.
도 2b는 종래의 아웃페이징 전력증폭기에 일차측 단일 권선을 가지는 발룬형태의 변압부를 적용하였을 때 출력 신호의 스펙트럼 결과 그래프이다.
도 3a는 본 발명을 일 실시예에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기의 출력 신호 성상도 결과 그래프이다.
도 3b는 본 발명을 일 실시예에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기의 출력 신호의 스펙트럼 결과 그래프이다.1 is a block diagram of a transformer-based outphasing power amplifier including a phase converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a is a graph showing the result of the constellation of the output signal when applying a balun-type transformer having a primary single winding to a conventional outphasing power amplifier.
FIG. 2B is a graph showing a spectrum result of an output signal when a balun-type transformer having a primary single winding is applied to a conventional out-phasing power amplifier.
Figure 3a is a graph of the output signal constellation result of a transformer-based out-phasing power amplifier including a phase converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 3b is a graph of the spectral results of the output signal of a transformer-based outphasing power amplifier including a phase converter according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and have ordinary knowledge in the art to which the present invention pertains. Provided to fully inform the person of the scope of the invention, the invention is only defined by the description of the claims. Meanwhile, the terms used in the present specification are for explaining the embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기(1)는 신호 분리부(10), 위상 변환부(20), 증폭부(30), 전력결합부(40)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a transformer-based outphasing power amplifier 1 including a phase conversion unit according to an embodiment of the present invention includes a signal separation unit 10, a phase conversion unit 20, an amplification unit 30, and power coupling It may be configured to include a portion 40.

신호 분리부(10)는 소정의 입력신호를 입력받아 기설정된 크기를 가지며 상기 입력신호가 가지는 위상에 제1 위상 성분을 포함하는 위상을 가지는 제1 신호와, 상기 제1 신호가 가지는 크기를 가지며 상기 입력신호가 가지는 위상에 상기 제1 위상 성분과 반대 부호를 가지는 제2 위상 성분을 포함하는 제2 신호로 분리하는 것일 수 있다.The signal separation unit 10 receives a predetermined input signal, has a predetermined size, a first signal having a phase including a first phase component in a phase of the input signal, and a size of the first signal. The input signal may be separated into a second signal including a second phase component having a sign opposite to the first phase component.

신호 분리부(10)가 입력받는 소정의 입력신호(Sin)를 수학식으로 나타내면 아래와 같다.The predetermined input signal S in which the signal separation unit 10 is input is represented as follows.

Figure 112020009254714-pat00001
Figure 112020009254714-pat00001

여기서 A(t)는 신호의 크기성분, φ(t)는 신호의 위상성분, Amax는 신호의 최대 크기값이다.Where A(t) is the magnitude component of the signal, φ(t) is the phase component of the signal, and A max is the maximum magnitude value of the signal.

수학식 1을 참조하면, 아웃페이징 결합기의 출력이 cosθ에 비례하여야 원 신호 형태로 복원할 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to Equation 1, it can be seen that the output of the outphasing combiner must be proportional to cosθ to restore the original signal.

신호 분리부(10)가 소정의 입력신호(Sin)를 입력받아 분리하여 출력하는 제1 신호(S1) 및 제2 신호(S2)는 아래의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.The first signal S 1 and the second signal S 2 , which the signal separation unit 10 receives and inputs a predetermined input signal S in and outputs, may be represented by the following equation.

Figure 112020009254714-pat00002
Figure 112020009254714-pat00002

Figure 112020009254714-pat00003
Figure 112020009254714-pat00003

위상 변환부(20)는 제2 신호의 위상을 기설정된 위상만큼 쉬프트함에 따른 위상 변환 신호를 출력하는 것일 수 있다.The phase converter 20 may output a phase shift signal according to shifting the phase of the second signal by a preset phase.

위상 변환부(20)는 제2 신호와 크기와 부호가 동일하며 상기 제2 신호의 위상이 180°만큼 쉬프트된 위상을 가지는 위상 변환 신호를 생성하여 출력하는 것일 수 있다.The phase converter 20 may generate and output a phase shift signal having the same magnitude and sign as the second signal and having a phase shifted by 180° of the phase of the second signal.

여기서, 위상 변환부(30)를 통해 출력되는 신호는 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.Here, the signal output through the phase converter 30 may be represented by the following equation.

Figure 112020009254714-pat00004
Figure 112020009254714-pat00004

증폭부(30)는 제1 신호 및 위상 변환 신호를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 각각 출력하는 것일 수 있다.The amplifying unit 30 may amplify the first signal and the phase shift signal according to a preset amplification ratio and output each.

증폭부(30)는 제1 증폭기(31)와 제2 증폭기(32)로 이루어진 것일 수 있다.The amplifying unit 30 may be composed of a first amplifier 31 and a second amplifier 32.

제1 증폭기(31)는 제1 신호를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 것 일 수 있다.The first amplifier 31 may be to amplify and output the first signal according to a preset amplification ratio.

제1 증폭기(31)는 소스단으로 소정의 직류전원을 입력받고 게이트단으로 상기 제1 신호를 입력받는 PMOS와, PMOS의 드레인단에 드레인단이 연결되고 게이트단으로 제1 신호를 입력받고 소스단이 접지된 NMOS로 이루어져, PMOS 및 NMOS의 스위칭 동작에 따라 제1 신호를 증폭하는 것일 수 있다.The first amplifier 31 is a PMOS receiving a predetermined direct current power to the source terminal and receiving the first signal to the gate terminal, and a drain terminal connected to the drain terminal of the PMOS, receiving the first signal to the gate terminal and receiving the source The stage may consist of a grounded NMOS and amplify the first signal according to the switching operation of the PMOS and NMOS.

제2 증폭기(32)는 위상 변환 신호를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 것일 수 있다.The second amplifier 32 may be to amplify and output the phase shift signal according to a preset amplification ratio.

제2 증폭기(32)는 소스단으로 소정의 직류전원을 입력받고 게이트단으로 위상 변환 신호를 입력받는 PMOS와, PMOS의 드레인단에 드레인단이 연결되고 게이트단으로 위상 변환 신호를 입력받고 소스단이 접지된 NMOS로 이루어져, PMOS 및 NMOS의 스위칭 동작에 따라 위상 변환 신호를 증폭하는 것일 수 있다.The second amplifier 32 is a PMOS receiving a predetermined direct current power supply to the source terminal and receiving a phase shift signal to the gate terminal, and a drain terminal connected to the drain terminal of the PMOS, receiving the phase conversion signal to the gate terminal and receiving the source terminal The grounded NMOS may be used to amplify the phase shift signal according to the switching operation of the PMOS and NMOS.

제1 증폭기(31)에서 제1 신호(S1)를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 전압(V1)은 아래의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.The voltage V 1 that amplifies and outputs the first signal S 1 from the first amplifier 31 according to a preset amplification ratio may be expressed by the following equation.

Figure 112020009254714-pat00005
Figure 112020009254714-pat00005

제2 증폭기(32)에서 제2 신호(S2)를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 전압(V2)은 아래의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.The voltage V 2 that amplifies and outputs the second signal S 2 from the second amplifier 32 according to a preset amplification ratio may be expressed by the following equation.

Figure 112020009254714-pat00006
Figure 112020009254714-pat00006

전력결합부(40)는 1차측 코일(41)과 1차측 코일(41)과 자기유도 방식에 따라 결합된 2차측 코일(42)으로 이루어진 것일 수 있다.The power coupling unit 40 may be made of a primary coil 41 and a primary coil 41 and a secondary coil 42 coupled according to a magnetic induction method.

1차측 코일(41)은 병렬로 연결된 커패시터(CP)와 인덕터(Li)를 구비하고, 제1 증폭기(31)의 출력 신호와 제2 증폭기(32)의 출력 신호를 공진시켜 출력하는 것일 수 있다.The primary coil 41 has a capacitor C P and an inductor L i connected in parallel, and outputs by resonating the output signal of the first amplifier 31 and the output signal of the second amplifier 32. You can.

2차측 코일(42) 1차측 코일(41)과 자기유도 방식에 따라 결합된 인덕터(Lo)로 이루어져 제1 증폭기(31)와 제2 증폭기(32)의 출력 신호들의 결합에 따른 출력 신호를 출력하는 것일 수 있다.Secondary coil (42) consists of the primary coil (41) and an inductor (L o ) coupled according to the magnetic induction method. The output signal according to the combination of the output signals of the first amplifier (31) and the second amplifier (32) is obtained. It may be outputting.

1차측 코일(41)과 2차측 코일(42)의 턴수비(turn ration)가 1:1인 경우 2차측 코일(42)로 출력되는 출력 신호(Vo)는 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.When the turn ratio of the primary coil 41 and the secondary coil 42 is 1:1, the output signal V o output to the secondary coil 42 may be expressed by the following equation. .

Figure 112020009254714-pat00007
Figure 112020009254714-pat00007

상기 수학식에서 보이듯 본 발명에 따른 전력결합부(40)의 출력이 cosθ에 비례하여 원 신호 형태로 복원됨을 확인할 수 있다.As shown in the above equation, it can be seen that the output of the power coupling unit 40 according to the present invention is restored to the original signal form in proportion to cosθ.

종래의 아웃페이징 전력증폭기에 일차측 단일 권선을 가지는 발룬형의 변압부를 단순 적용하는 경우 2차측 코일(42)로 출력되는 출력신호(Vo')는 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.When a balun-type transformer having a single winding on the primary side is simply applied to a conventional outphasing power amplifier, the output signal V o ′ output to the secondary coil 42 can be expressed by the following equation.

Figure 112020009254714-pat00008
Figure 112020009254714-pat00008

위상 변압부(20)를 포함하지 않은 종래의 아웃페이징 전력증폭기는 출력 신호가

Figure 112020009254714-pat00009
에 비례하여 원신호의 복원이 어렵다.A conventional out-phasing power amplifier that does not include a phase transformer 20 has an output signal.
Figure 112020009254714-pat00009
It is difficult to restore the original signal in proportion to.

본 발명에 따르면, 신호 분리부(10)와 증폭부(30)의 사이에 위상 변환부(20)를 구비함으로써, 신호 결합단에 일차측 단일 권선을 가지는 발룬 형태의 변압기를 사용하면서 원신호 형태로 복원된 출력 신호를 출력할 수 있다.According to the present invention, by providing a phase conversion unit 20 between the signal separation unit 10 and the amplification unit 30, the original signal form while using a balun-type transformer having a primary single winding at the signal coupling end Can output the restored output signal.

본 발명을 적용하지 않은 종래의 아웃페이징 전력증폭기에 일차측 단일 권선을 가지는 발룬형태의 변압부를 적용하였을 때 신호 복원과, 본 발명을 적용함에 따른 신호 복원을 확인하기 위해 모의 시험을 수행하였다.When applying a balun-type transformer having a primary single winding to a conventional outphasing power amplifier to which the present invention was not applied, a simulation test was performed to confirm signal restoration and signal restoration according to the present invention.

시험조건으로 1차측 코일(41), 2차측 코일(42)은 1nH의 인덕턴스를 가지고, 1차측 코일(41)과 2차측 코일(42)의 자기결합계수는 0.7, 중심주파수는 2.4 GHz 이고 대역폭은 3MHz 인 OFDM 입력신호에 대해서 모의시험을 진행하였다.As a test condition, the primary coil 41 and the secondary coil 42 have an inductance of 1 nH, the magnetic coupling coefficient of the primary coil 41 and the secondary coil 42 is 0.7, the center frequency is 2.4 GHz, and the bandwidth is Simulated an OFDM input signal with 3 MHz.

도2a 내지 도 2b를 참조하면, 종래의 아웃페이징 전력증폭기에 일차측 단일 권선을 가지는 발룬형태의 변압부를 적용하는 경우 원신호가 정상적으로 복원되지 않는 것을 확인할 수 있었다.Referring to Figures 2a to 2b, it was confirmed that the original signal is not normally restored when applying a balun-type transformer having a primary single winding to a conventional outphasing power amplifier.

그에 반해, 도3a 내지 도 3b를 참조하면 본 발명에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기는 출력 신호의 성상도(Constellation)와 스펙트럼 모두 정상적으로 복원되는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, referring to Figures 3a to 3b, it can be seen that the transformer-based outphasing power amplifier including the phase converter according to the present invention is normally restored to both the constellation and spectrum of the output signal.

도 2b를 참조하면 위상변환부를 포함하지 않는 종래의 아웃페이징 전력증폭기에 일차측 단일 권선을 가지는 발룬형태의 변압부를 적용하였을 때, 중심주파수 2.4 GHz 에서 5MHz 떨어진 5MHz offset frequency (차감주파수)를 살펴볼 경우 2.4 GHz 중심주파수에서와의 차이가 약 -18 dBc 로 차이가 작아 원 신호 형태에서 왜곡이 많이 발생되고 있음을 볼 수 있다.Referring to FIG. 2B, when applying a balun-type transformer having a primary single winding to a conventional outphasing power amplifier that does not include a phase shift unit, when looking at a 5MHz offset frequency 5MHz away from the center frequency 2.4GHz As the difference from the 2.4 GHz center frequency is about -18 dBc, the difference is small, and it can be seen that a lot of distortion occurs in the original signal form.

그에 비해, 도 3b를 참조하면 본 발명에 따른 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기는 중심주파수 2.4 GHz 에서 5MHz 떨어진 5MHz offset frequency (차감주파수)를 살펴볼 경우 2.4 GHz 중심주파수에서와의 차이가 -40 dBc 미만으로 차이가 크게 보이고 있으며 원래의 OFDM 입력신호 형태로 잘 복원되어짐을 확인할 수 있다. 본 발명에 의한 위상 변환부 및 변압기결합기를 통해 아웃페이징 결합기의 역할을 수행하여 원 신호형태로 복원이 잘 이루어짐을 확인할 수 있다. In contrast, referring to FIG. 3B, the transformer-based outphasing power amplifier including the phase shifter according to the present invention has a difference from the 2.4 GHz center frequency when looking at a 5 MHz offset frequency 5 MHz away from the center frequency of 2.4 GHz. It can be seen that the difference is greatly shown below -40 dBc and is well restored to the original OFDM input signal. It can be confirmed that the restoration is performed well in the original signal form by performing the role of an out-phasing coupler through the phase converter and the transformer coupler according to the present invention.

본 발명에 따르면 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기의 결합단에 일차측에 단일 권선을 가지는 발룬 형태의 변압기를 사용하고도 원신호의 복원이 가능하여 완전 집적 시 반도체 칩 크기를 줄일 수 있다.According to the present invention, even when a balun-type transformer having a single winding on the primary side is used as a coupling end of a transformer-based outphasing power amplifier including a phase shifter, the original signal can be restored to reduce the semiconductor chip size when fully integrated. have.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention may be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims, which will be described later, rather than by the detailed description, and it should be construed that all changes or modifications derived from the scope of the claims and equivalent concepts are included in the scope of the present invention.

1 : 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기
10 : 신호 분리부
20 : 위상 변환부
30 : 증폭부
40 : 전력결합부1: Transformer-based outphasing power amplifier including a phase converter
10: signal separation unit
20: phase converter
30: amplification unit
40: power coupling unit

Claims (5)

소정의 입력신호를 입력받아 기설정된 크기를 가지며 상기 입력신호가 가지는 위상에 제1 위상 성분을 포함하는 위상을 가지는 제1 신호와, 상기 제1 신호가 가지는 크기를 가지며 상기 입력신호가 가지는 위상에 상기 제1 위상 성분과 반대 부호를 가지는 제2 위상 성분을 포함하는 제2 신호로 분리하는 신호 분리부;
상기 제2 신호의 위상을 기설정된 위상만큼 쉬프트함에 따른 위상 변환 신호를 출력하는 위상 변환부;
상기 제1 신호와 상기 위상 변환 신호를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 증폭부; 및
상기 증폭부의 출력단에 병렬로 연결된 커패시터와 인덕터를 구비한 1차측 코일과 상기 1차측 코일과 자기유도 방식에 따라 결합된 인덕터를 구비하여, 상기 증폭부의 출력 신호를 결합하여 출력하는 2차측 코일로 이루어진 전력결합부; 를 포함하고,
상기 위상 변환부는
상기 제2 신호와 크기와 부호가 동일하며 상기 제2 신호의 위상이 180°만큼 쉬프트된 위상을 가지는 위상 변환 신호를 생성하여 출력하는 것
인 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기.A first signal having a predetermined size by receiving a predetermined input signal and having a phase including a first phase component in a phase of the input signal, and a phase having a magnitude of the first signal and having a magnitude of the first signal. A signal separation unit separating the second signal including a second phase component having a sign opposite to the first phase component;
A phase converter outputting a phase shift signal according to shifting the phase of the second signal by a preset phase;
An amplifying unit for amplifying and outputting the first signal and the phase shift signal according to a preset amplification ratio; And
A primary coil having a capacitor and an inductor connected in parallel to the output terminal of the amplification unit, and a primary coil having a primary coil and an inductor coupled according to a magnetic induction method. Power coupling unit; Including,
The phase conversion unit
Generating and outputting a phase shift signal having the same magnitude and sign as the second signal and having a phase shifted by 180° of the phase of the second signal.
Transformer-based out-phasing power amplifier including an in-phase converter. 삭제delete 제1항에 있어서
상기 증폭부는
상기 제1 신호를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 제1 증폭기와 상기 위상 변환 신호를 기설정된 증폭비에 따라 증폭하여 출력하는 제2 증폭기로 이루어진 것
인 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기.The method of claim 1
The amplification unit
It consists of a first amplifier that amplifies and outputs the first signal according to a preset amplification ratio and a second amplifier that amplifies and outputs the phase conversion signal according to a preset amplification ratio.
Transformer-based out-phasing power amplifier including an in-phase converter. 제3항에 있어서,
상기 제1 증폭기는,
소스단으로 소정의 직류전원을 입력받고 게이트단으로 상기 제1 신호를 입력받는 PMOS와, 상기 PMOS의 드레인단에 드레인단이 연결되고 게이트단으로 상기 제1 신호를 입력받고 소스단이 접지된 NMOS로 이루어져, 상기 PMOS 및 상기 NMOS의 스위칭 동작에 따라 상기 제1 신호를 증폭하는 것
인 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기.According to claim 3,
The first amplifier,
A PMOS receiving a predetermined DC power to a source terminal and receiving the first signal to a gate terminal, and a NMOS having a drain terminal connected to a drain terminal of the PMOS, receiving the first signal to the gate terminal, and a source terminal grounded Consisting of, amplifying the first signal according to the switching operation of the PMOS and the NMOS
Transformer-based out-phasing power amplifier including an in-phase converter. 제3항에 있어서,
상기 제2 증폭기는,
소스단으로 소정의 직류전원을 입력받고 게이트단으로 상기 위상 변환 신호를 입력받는 PMOS와, 상기 PMOS의 드레인단에 드레인단이 연결되고 게이트단으로 상기 위상 변환 신호를 입력받고 소스단이 접지된 NMOS로 이루어져, 상기 PMOS 및 상기 NMOS의 스위칭 동작에 따라 상기 위상 변환 신호를 증폭하는 것
인 위상 변환부를 포함하는 변압기 기반 아웃페이징 전력증폭기.According to claim 3,
The second amplifier,
A PMOS receiving a predetermined DC power to a source terminal and receiving the phase shift signal to a gate terminal, and a NMOS having a drain terminal connected to a drain terminal of the PMOS and receiving the phase conversion signal to a gate terminal and a source terminal grounded. Consisting of, amplifying the phase shift signal according to the switching operation of the PMOS and the NMOS
Transformer-based out-phasing power amplifier including an in-phase converter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR970056042A (en) 1995-12-31 1997-07-31 유기범 Mobile terminal with stop effect
KR20090129379A (en) * 2008-06-12 2009-12-16 삼성전기주식회사 Systems and methods for power amplifier with integrated passive device
KR20170058270A (en) * 2015-11-06 2017-05-26 인피니온 테크놀로지스 아게 Outphasing power amplifier signal splitter using next stage input impedance and multiple biasing

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