KR102163049B1 - 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 - Google Patents
전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102163049B1 KR102163049B1 KR1020150025698A KR20150025698A KR102163049B1 KR 102163049 B1 KR102163049 B1 KR 102163049B1 KR 1020150025698 A KR1020150025698 A KR 1020150025698A KR 20150025698 A KR20150025698 A KR 20150025698A KR 102163049 B1 KR102163049 B1 KR 102163049B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unit
- impedance
- power amplifier
- output
- energy
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
- H03F1/565—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for using inductive elements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0277—Selecting one or more amplifiers from a plurality of amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/68—Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/387—A circuit being added at the output of an amplifier to adapt the output impedance of the amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/20—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F2203/21—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F2203/211—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
- H03F2203/21106—An input signal being distributed in parallel over the inputs of a plurality of power amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
- H03F2203/20—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F2203/21—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F2203/211—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
- H03F2203/21142—Output signals of a plurality of power amplifiers are parallel combined to a common output
Abstract
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기는, 입력 신호를 증폭시키는 증폭부; 증폭부와 출력 포트의 사이에 연결되어 임피던스가 변하는 임피던스 가변부; 및 증폭부에서 출력되는 신호의 에너지에 기초한 제어신호를 출력하여 임피던스 가변부의 임피던스를 제어하는 제어부; 를 포함함으로써, 다양한 전력의 신호를 출력시킬 수 있다.
Description
본 발명은 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 대신호(large signal)를 증폭시키는 전력 증폭기(Power Amplifier, PA)는 많은 전력을 소모할 수 있다. 상기 전력 증폭기는 특정 출력 전력에 맞춰서 설계됨으로써 전력 효율 등을 향상시킬 수 있다.
전력 증폭기에서 증폭된 신호는 안테나를 통해 외부로 방사될 수 있다. 안테나의 효율에 따라 외부로 방사되는 신호의 에너지가 결정될 수 있다. 안테나의 효율이 저하될 경우 전력 증폭기가 더 큰 전력을 출력시킴으로써, 외부로 방사되는 신호는 통신 규격을 만족시킬 수 있다.
그러나 전력 증폭기가 높은 효율로 다양한 전력의 신호를 출력시키기 위해, 복수의 출력 전력 각각에 맞춰서 설계된 복수의 전력 증폭기가 필요하다. 이에 따라, 전력 증폭기의 단가 및 사이즈가 증가될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기는, 입력 신호를 증폭시키는 증폭부; 증폭부와 출력 포트의 사이에 연결되어 임피던스가 변하는 임피던스 가변부; 및 증폭부에서 출력되는 신호의 에너지에 기초한 제어신호를 출력하여 임피던스 가변부의 임피던스를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 증폭부는 서로 병렬로 연결되어 입력 신호를 증폭시키는 복수의 증폭단; 및 상기 복수의 증폭단 중 적어도 하나와 상기 임피던스 가변부의 사이에 연결되어 상기 제어신호에 따라 온-오프되는 제1스위치부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기는, 입력 신호를 증폭시키는 증폭부; 증폭부와 출력 포트의 사이에 연결되어 기설정된 임피던스를 가지는 복수의 임피던스 네트워크; 복수의 임피던스 네트워크 중 적어도 하나에 연결되어 온-오프되는 임피던스 스위치; 및 증폭부에서 출력되는 신호의 에너지에 기초한 제어신호를 출력하여 상기 임피던스 스위치의 온-오프 상태를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전력 증폭기는 제어신호에 기초하여 결정된 전압 또는 전류를 증폭부에 제공하여 증폭부를 바이어싱(biasing)하는 바이어싱부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 제어 방법은, 복수의 증폭단 중 적어도 하나에 연결된 제1스위치부의 온-오프 상태를 스위칭시켜 복수의 증폭단에서 출력되는 신호의 에너지를 변경시키는 증폭단 변경단계; 및 복수의 증폭단에 연결된 복수의 임피던스 네트워크 중 적어도 하나에 연결된 임피던스 스위치의 온-오프 상태를 스위칭시켜 복수의 임피던스 네트워크의 총 임피던스를 변경시키는 임피던스 변경단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기는, 다양한 전력의 신호를 통신 규격에 맞춰서 출력시킬 수 있고, 단가 및 사이즈가 감소될 수 있고 설계의 자유도 및 활용도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기를 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 전력 증폭기를 예시한 회로도이다.
도 3은 도 2의 전력 증폭기의 저전력모드 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 전력 증폭기의 고전력모드 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 전력 증폭기의 임피던스 매칭을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 전력에 따른 에러 벡터 크기(Error Vector Magnitude)를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 도 8의 출력 제어 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 도 1의 전력 증폭기를 예시한 회로도이다.
도 3은 도 2의 전력 증폭기의 저전력모드 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 전력 증폭기의 고전력모드 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 전력 증폭기의 임피던스 매칭을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 전력에 따른 에러 벡터 크기(Error Vector Magnitude)를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 도 8의 출력 제어 방법을 예시한 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 전력 증폭기(100)는, 증폭부(110), 임피던스 가변부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
증폭부(110)는, 입력 신호를 증폭시킬 수 있다. 여기서, 입력 신호는 입력 포트(RF_IN)을 통해 입력될 수 있다. 상기 증폭부(110)에 의해 증폭된 신호는 출력 포트(RF_OUT)을 통해 출력될 수 있다. 예를 들어, 출력 포트(RF_OUT)은 안테나(미도시)와 연결될 수 있다.
예를 들어 안테나의 효율이 저하될 경우, 상기 증폭부(110)는 안테나의 효율이 저하되지 않을 경우의 신호의 에너지보다 더 큰 에너지를 가지는 신호를 출력시킬 수 있다. 만약 상기 증폭부(110)에서 출력되는 에너지가 달라지고 임피던스 가변부(120)의 임피던스가 변하지 않는다면, 전력 증폭기(100)의 효율은 줄어들 수 있다.
임피던스 가변부(120)는, 증폭부(110)와 출력 포트(RF_OUT)의 사이에 연결되어 임피던스가 변할 수 있다. 예를 들어, 증폭부(110)에서 출력되는 에너지와 증폭부(110)의 출력 임피던스는 서로 일대일로 대응될 수 있다.
이에 따라, 전력 증폭기(100)는 최적의 상태로 다양한 전력의 신호를 통신 규격에 맞춰서 출력시킬 수 있다.
제어부(130)는, 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지에 기초한 제어신호를 출력하여 임피던스 가변부(120)의 임피던스를 제어할 수 있다.
예를 들어 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 작을 경우, 상기 제어부(130)는 임피던스 가변부(120)의 임피던스가 특정 임피던스보다 높도록 임피던스 가변부(120)를 제어할 수 있다. 마찬가지로 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 클 경우, 상기 제어부(130)는 임피던스 가변부(120)의 임피던스가 특정 임피던스보다 낮도록 임피던스 가변부(120)를 제어할 수 있다.
도 2는 도 1의 전력 증폭기를 예시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 증폭부(110)는 복수의 증폭단(111) 및 제1스위치부(112)를 포함할 수 있다.
복수의 증폭단(111)는, 서로 병렬로 연결되어 입력 신호를 증폭시킬 수 있다. 상기 복수의 증폭단(111) 각각의 증폭단은 최대 이득, 항복전압, 선형성 등의 측면에서 제한된 성능을 가질 수 있다. 따라서, 상기 복수의 증폭단(111) 각각이 서로 병렬로 연결됨으로써, 입력 신호를 효율적으로 증폭시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 증폭단은 4개의 증폭단이 서로 병렬로 연결될 수 있다.
제1스위치부(112)는, 상기 복수의 증폭단(111) 중 적어도 하나와 임피던스 가변부(120)의 사이에 연결되어 제어신호에 따라 온-오프될 수 있다. 여기서, 제어신호는 임피던스 가변부(120)를 제어하는 제어신호와 동일할 수 있다.
예를 들어 상기 복수의 증폭단(111)이 4개의 증폭단으로 구성된 경우, 상기 제1스위치부(112)는 1개 내지 4개의 증폭단에 연결될 수 있다. 여기서 상기 제1스위치부(112)가 오프 상태인 경우, 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지는 상기 제1스위치부(112)와 직렬로 연결되지 않은 증폭단에서 출력되는 신호의 에너지의 합일 수 있다. 예를 들어 상기 제1스위치부(112)가 온 상태인 경우, 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지는 상기 복수의 증폭단(111)에서 출력되는 신호의 에너지의 합일 수 있다. 구체적 예를 들면, 3개의 증폭단에 의해 출력되는 신호의 에너지는 19dBm일 수 있고, 4개의 증폭단에 의해 출력되는 신호의 에너지는 23dBm일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1스위치부(112)는 상기 복수의 증폭단(111) 중 하나와 상기 임피던스 가변부(120)의 사이에 연결될 수 있다. 만약 상기 복수의 증폭단(111)이 4개의 증폭단으로 구성된 경우, 3개의 증폭단은 상기 제1스위치부(112)에 직렬로 연결되지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 제1스위치부(112)가 오프 상태일 때 임피던스 가변부(120)의 임피던스는 상기 제1스위치부(112)가 온 상태일 때 임피던스 가변부(120)의 임피던스에 비하여 2배 이상 4배 이하일 수 있다. 구체적 예를 들면, 상기 제1스위치부(112)가 오프 상태일 때 임피던스 가변부(120)의 임피던스는 12옴일 수 있고, 상기 제1스위치부(112)가 온 상태일 때 임피던스 가변부(120)의 임피던스는 4옴일 수 있다.
도 2를 참조하면, 임피던스 가변부(120)는 제1임피던스 네트워크(121) 및 제2임피던스 네트워크(122)를 포함할 수 있다.
제1임피던스 네트워크(121)는, 기설정된 임피던스를 가질 수 있다. 여기서, 상기 제1임피던스 네트워크(121)는 임피던스 가변부(120)의 기준 임피던스 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 전력 증폭기(100)의 임피던스 매칭이 용이해질 수 있다.
제2임피던스 네트워크(122)는, 제어신호에 기초하여 변하는 임피던스를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2임피던스 네트워크(122)는 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 클수록 작은 임피던스를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제2임피던스 네트워크(122)는, 서로 직렬로 연결된 복수의 인덕터(123), 제2스위치부(124), 서로 병렬로 연결된 복수의 캐패시터(125) 및 제3스위치부(125)를 포함할 수 있다.
제2스위치부(124)는, 상기 복수의 인덕터(123) 중 적어도 하나에 병렬로 연결되어 제어신호에 따라 온-오프될 수 있다. 예를 들어 상기 제2스위치부(124)가 오프 상태일 경우, 상기 복수의 인덕터(123)의 인덕턴스는 상기 복수의 인덕터(123) 각각의 인덕턴스의 합일 수 있다. 여기서, 제어신호는 임피던스 가변부(120)를 제어하는 제어신호와 동일할 수 있다.
제3스위치부(126)는, 상기 복수의 캐패시터(125) 중 적어도 둘과의 사이에 연결되어 상기 제어신호에 따라 온-오프될 수 있다. 예를 들어 상기 제3스위치부(126)가 온 상태일 경우, 상기 복수의 캐패시터(125)의 캐패시턴스는 상기 복수의 캐패시터(125) 각각의 캐패시턴스의 합일 수 있다. 여기서, 제어신호는 임피던스 가변부(120)를 제어하는 제어신호와 동일할 수 있다.
도 3은 도 2의 전력 증폭기의 저전력모드 동작을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 전력 증폭기(100)는 기설정된 에너지보다 작은 신호를 출력하여 저전력(low power)모드로 동작할 수 있다.
제1스위치부(112)는 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 작은 경우에 오프 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1스위치부(112)에 직렬로 연결된 증폭단은 증폭 동작을 수행하지 않을 수 있다.
제2스위치부(124)는 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 작은 경우에 온 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 복수의 인덕터(123)의 인덕턴스는 상기 제2스위치부(124)와 병렬로 연결되지 않은 복수의 인덕터(123) 각각의 인덕턴스의 합일 수 있다.
제3스위치부(126)는 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 작은 경우에 오프 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 복수의 캐패시터(125)의 캐패시턴스는 상기 제3스위치부(126)와 직렬로 연결되지 않은 복수의 캐패시터(125) 각각의 캐패시턴스의 합일 수 있다.
도 4는 도 2의 전력 증폭기의 고전력모드 동작을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 전력 증폭기(100)는 기설정된 에너지보다 큰 신호를 출력하여 고전력(high power)모드로 동작할 수 있다.
제1스위치부(112)는 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 클 경우에 온 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1스위치부(112)에 직렬로 연결된 증폭단은 입력 신호를 증폭시켜 출력할 수 있다.
제2스위치부(124)는 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 클 경우에 오프 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 복수의 인덕터(123)의 인덕턴스는 상기 복수의 인덕터(123) 각각의 인덕턴스의 합일 수 있다.
제3스위치부(126)는 증폭부(110)에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 클 경우에 온 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 복수의 캐패시터(125)의 캐패시턴스는 상기 복수의 캐패시터(125) 각각의 캐패시턴스의 합일 수 있다.
도 5는 도 2의 전력 증폭기의 임피던스 매칭을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 증폭부(110)의 출력 임피던스는 제1임피던스 네트워크 및 제2임피던스 네트워크에 통한 일련의 과정에 의해 매칭될 수 있다. 예를 들어, 제2임피던스 네트워크의 임피던스는 증폭부에서 출력되는 신호의 에너지에 따라 4옴 또는 12옴일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 증폭기(200)를 설명한다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 전력 증폭기(100)에 관한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기를 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면, 상기 전력 증폭기(200)는, 증폭부(210), 복수의 임피던스 네트워크(220), 임피던스 스위치(225), 제어부(230), 바이어싱부(240) 및 구동 증폭부(250)를 포함할 수 있다.
증폭부(210)는, 입력 신호를 증폭시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 증폭부(210)는 제어신호를 입력 받아 상기 제어신호에 따라 다른 에너지를 가지는 신호를 출력시킬 수 있다.
복수의 임피던스 네트워크(220)는, 상기 증폭부(210)와 출력 포트(RF_OUT)의 사이에 연결되어 기설정된 임피던스를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 임피던스 네트워크(220) 각각은 인덕터 및 캐패시터를 포함할 수 있다.
임피던스 스위치(225)는, 상기 복수의 임피던스 네트워크(220) 중 적어도 하나에 연결되어 온-오프될 수 있다. 이에 따라, 전력 증폭기(200)는 다양한 전력의 신호를 통신 규격에 맞춰서 효율적으로 출력시킬 수 있다.
제어부(230)는, 상기 증폭부(210)에서 출력되는 신호의 에너지에 기초한 제어신호를 출력하여 상기 임피던스 스위치(225)의 온-오프 상태를 제어할 수 있다.
바이어싱부(240)는, 증폭부(210)를 바이어싱(biasing)할 수 있다. 여기서, 바이어싱은 특정 블록 또는 소자에 바이어스 전류가 흐르거나 바이어스 전압이 걸리도록 특정 값의 전류 또는 전압을 제공하는 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 바이어싱부(240)는 상기 제어신호에 기초하여 결정된 전압 또는 전류를 상기 증폭부(210)에 제공할 수 있다. 여기서, 제어신호는 임피던스 스위치(225)를 제어하는 제어신호와 동일할 수 있다. 이에 따라, 전력 증폭기(200)는 최적의 상태로 다양한 전력의 신호를 출력시킬 수 있다.
구동 증폭부(Driving Amplifier, DA)(250)는, 소신호를 증폭부(210)의 증폭범위내의 크기로 증폭시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 증폭부(250)는 바이어싱부(240)를 통해 바이어싱될 수 있다. 여기서, 상기 구동 증폭부(250)는 상기 제어신호에 기초하여 결정된 전압 또는 전류를 제공받을 수 있다.
구체적 예를 들면, 전력 증폭기(200)가 고전력모드로 동작할 때, 바이어싱부(240)는 증폭부(210)의 입력단 또는 구동 증폭부(250)의 입력단에 1.3V의 전압을 제공할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(200)가 저전력모드로 동작할 때, 바이어싱부(240)는 증폭부(210)의 입력단 또는 구동 증폭부(250)의 입력단에 1.33V의 전압을 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 전력에 따른 에러 벡터 크기(Error Vector Magnitude, EVM)를 나타낸 그래프이다.
예를 들어, 전력 증폭기가 저전력(low power)모드로 동작할 때, 출력 전력(Pout)이 19dBm인 상태에서 에러 벡터 크기가 2%이하일 수 있다.
예를 들어, 전력 증폭기가 고전력(high power)모드로 동작할 때, 출력 전력(Pout)이 23dBm인 상태에서 에러 벡터 크기가 2%이하일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기는 다양한 전력의 신호를 통신 규격에 맞춰서 출력시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 제어 방법을 설명한다. 상기 출력 제어 방법은 도 1을 참조하여 상술한 전력 증폭기(100) 또는 도 6을 참조하여 상술한 전력 증폭기(200)에서 수행될 수 있으므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 증폭기의 출력 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하면, 상기 출력 제어 방법은 증폭단 변경단계(S10) 및 임피던스 변경단계(S20)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 출력 제어 방법은 전력 증폭기의 내부 제어 회로를 통해 자체적으로 수행될 수 있고, 외부 제어 회로에 의해 수행될 수도 있다.
증폭단 변경단계(S10)에서의 전력 증폭기는, 복수의 증폭단 중 적어도 하나에 연결된 제1스위치부의 온-오프 상태를 스위칭시켜 상기 복수의 증폭단에서 출력되는 신호의 에너지를 변경시킬 수 있다.
임피던스 변경단계(S20)에서의 전력 증폭기는, 상기 복수의 증폭단에 연결된 복수의 임피던스 네트워크 중 적어도 하나에 연결된 임피던스 스위치의 온-오프 상태를 스위칭시켜 상기 복수의 임피던스 네트워크의 총 임피던스를 변경시킬 수 있다.
도 9는 도 8의 출력 제어 방법을 예시한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 전력 증폭기가 저전력(low power)모드로 동작할 때, 전력 증폭기는 증폭단 출력 에너지를 감소(S11)시킬 수 있고, 출력 임피던스를 증가(S21)시킬 수 있다. 예를 들어, 증폭단 출력 에너지가 4dBm 감소된 경우, 출력 임피던스는 2배 이상 4배 이하로 증가될 수 있다.
한편, 상기 출력 제어 방법은 상기 복수의 증폭단을 바이어싱(biasing)하는 바이어싱단계(S30)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 바이어싱단계(S30)에서의 전력 증폭기는 증폭단에서 출력되는 신호의 에너지가 변경될 때 또는 복수의 임피던스 네트워크의 총 임피던스를 변경될 때 복수의 증폭단에 제공되는 전압 또는 전류를 변경시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
100: 전력 증폭기 110: 증폭부
111: 복수의 증폭단 112: 제1스위치부
120: 임피던스 가변부 121: 제1임피던스 네트워크
122: 제2임피던스 네트워크 123: 복수의 인덕터
124: 제2스위치부 125: 복수의 캐패시터
126: 제3스위치부 130: 제어부
220: 복수의 임피던스 네트워크 225: 임피던스 스위치
240: 바이어싱부 250: 구동 증폭부
S10: 증폭단 변경단계 S20: 임피던스 변경단계
S30: 바이어싱단계
111: 복수의 증폭단 112: 제1스위치부
120: 임피던스 가변부 121: 제1임피던스 네트워크
122: 제2임피던스 네트워크 123: 복수의 인덕터
124: 제2스위치부 125: 복수의 캐패시터
126: 제3스위치부 130: 제어부
220: 복수의 임피던스 네트워크 225: 임피던스 스위치
240: 바이어싱부 250: 구동 증폭부
S10: 증폭단 변경단계 S20: 임피던스 변경단계
S30: 바이어싱단계
Claims (14)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 입력 신호를 증폭시키는 증폭부;
상기 증폭부의 출력단과 출력 포트의 사이에 연결되어 기설정된 인덕턴스와 기설정된 캐패시턴스를 가지는 제1임피던스 네트워크; 및
상기 증폭부의 출력단과 상기 제1임피던스 네트워크의 사이에 연결되어 가변 인덕턴스와 가변 캐패시턴스를 가지는 제2임피던스 네트워크; 를 포함하고,
상기 가변 인덕턴스 및 상기 가변 캐패시턴스는 상기 증폭부에서 출력되는 신호의 에너지에 기초한 제어신호에 따라 변경되는 전력 증폭기.
- 제7항에 있어서, 상기 증폭부는,
서로 병렬로 연결되어 입력 신호를 증폭시키는 복수의 증폭단; 및
상기 복수의 증폭단 중 적어도 하나와 상기 제2임피던스 네트워크의 사이에 연결되어 상기 제어신호에 따라 온-오프되는 제1스위치부; 를 포함하는 전력 증폭기.
- 제7항에 있어서,
상기 제2임피던스 네트워크는,
상기 증폭부의 출력단과 상기 제1임피던스 네트워크의 사이에 직렬로 연결된 복수의 인덕터;
상기 복수의 인덕터 중 적어도 하나와 접지 사이에 병렬로 연결된 복수의 캐패시터;
상기 복수의 인덕터 중 적어도 하나에 병렬로 연결되어 상기 제어신호에 따라 온-오프되는 제2스위치부; 및
상기 복수의 캐패시터 중 적어도 둘과의 사이에 연결되어 상기 제어신호에 따라 온-오프되는 제3스위치부; 를 포함하는 전력 증폭기.
- 제9항에 있어서,
상기 제2스위치부는 상기 증폭부에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 클 경우에 오프 상태가 되고,
상기 제3스위치부는 상기 증폭부에서 출력되는 신호의 에너지가 기설정된 에너지보다 클 경우에 온 상태가 되는 전력 증폭기.
- 제7항에 있어서,
상기 증폭부를 바이어싱(biasing)하는 바이어싱부를 더 포함하고,
상기 바이어싱부는 상기 제어신호에 기초하여 결정된 전압 또는 전류를 상기 증폭부에 제공하는 전력 증폭기.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150025698A KR102163049B1 (ko) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 |
US14/959,418 US9667202B2 (en) | 2015-02-24 | 2015-12-04 | Power amplifier and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150025698A KR102163049B1 (ko) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160103335A KR20160103335A (ko) | 2016-09-01 |
KR102163049B1 true KR102163049B1 (ko) | 2020-10-08 |
Family
ID=56693303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150025698A KR102163049B1 (ko) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9667202B2 (ko) |
KR (1) | KR102163049B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11201595B2 (en) * | 2015-11-24 | 2021-12-14 | Skyworks Solutions, Inc. | Cascode power amplifier with switchable output matching network |
KR102521718B1 (ko) * | 2016-11-01 | 2023-04-14 | 삼성전자주식회사 | 스위치 모드 전원 공급기를 포함하는 전원 변조기 및 그것을 포함하는 송신 장치 |
JP2021044713A (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅回路 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5774017A (en) * | 1996-06-03 | 1998-06-30 | Anadigics, Inc. | Multiple-band amplifier |
JP3176596B2 (ja) * | 1998-06-11 | 2001-06-18 | 株式會社エイステクノロジ | 低雑音増幅器 |
EP1032120A3 (en) * | 1999-02-26 | 2003-07-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power amplifier, power control method for power amplifier, and communication equipment |
FR2816132B1 (fr) * | 2000-10-31 | 2003-02-07 | Agence Spatiale Europeenne | Dispositif reconfigurable pour amplifier des signaux rf |
US7170341B2 (en) * | 2003-08-05 | 2007-01-30 | Motorola, Inc. | Low power consumption adaptive power amplifier |
US7242245B2 (en) * | 2004-07-08 | 2007-07-10 | Amalfi Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for an improved power amplifier |
US7157966B2 (en) * | 2004-12-17 | 2007-01-02 | Fairchild Semiconductor Corporation | Multi-mode power amplifier |
US7944291B2 (en) | 2009-06-30 | 2011-05-17 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Power amplifier having parallel amplification stages and associated impedance matching networks |
KR101101426B1 (ko) | 2010-02-03 | 2012-01-02 | 삼성전기주식회사 | 전력 증폭기 |
JPWO2012098863A1 (ja) * | 2011-01-20 | 2014-06-09 | パナソニック株式会社 | 高周波電力増幅器 |
US8324964B2 (en) * | 2011-01-25 | 2012-12-04 | Rf Micro Devices, Inc. | High efficiency multiple power mode linear radio frequency power amplifier |
US9270248B2 (en) * | 2012-10-12 | 2016-02-23 | Infineon Technologies Ag | Impedance matching network with improved quality factor and method for matching an impedance |
-
2015
- 2015-02-24 KR KR1020150025698A patent/KR102163049B1/ko active IP Right Grant
- 2015-12-04 US US14/959,418 patent/US9667202B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160103335A (ko) | 2016-09-01 |
US9667202B2 (en) | 2017-05-30 |
US20160248387A1 (en) | 2016-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10763798B2 (en) | Variable impedance match and variable harmonic terminations for different modes and frequency bands | |
US11476807B2 (en) | Power amplifier module | |
US9503025B2 (en) | Power amplifier with termination circuit and resonant circuit | |
WO2012098863A1 (ja) | 高周波電力増幅器 | |
JP6680235B2 (ja) | 電力増幅回路および高周波モジュール | |
WO2012098754A1 (ja) | 出力モード切替増幅器 | |
US8963644B2 (en) | Reconfigurable output matching network for multiple power mode power amplifiers | |
US10778169B2 (en) | Power amplification module | |
US9917549B1 (en) | Dynamically configurable bias circuit for controlling gain expansion of multi-mode single chain linear power amplifiers | |
CN103430603B (zh) | 功率放大器、收发信机及基站 | |
CN107306118B (zh) | 功率放大模块 | |
KR102163049B1 (ko) | 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 | |
US8704600B2 (en) | Power amplifier | |
JP2023012448A (ja) | 負荷変調プッシュプル電力増幅器 | |
KR102127815B1 (ko) | 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 출력 제어 방법 | |
US20200014334A1 (en) | Power amplification circuit | |
TWI683533B (zh) | 放大電路 | |
WO2014170955A1 (ja) | 高効率電力増幅器 | |
Gao et al. | An improved method of power control with CMOS class-E power amplifiers | |
JP2015082684A (ja) | 増幅回路 | |
WO2014076797A1 (ja) | 可変出力増幅器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |