KR19990008358A - 무선 수신기에 관한 또는 무선 수신기에 있어서의 개선 방법 - Google Patents

Abstract

입력, 출력,이득 제어 입력(38), 이득 제어 신호를 듀도하는 수단(34-도시되지 않음), 이득 설정 신호를 상기 이득 제어 입력(38)에 인가하기 위해 상기 이득 제어 신호에 응답하는 이득 제어 수단(36)을 갖는 rf 증폭기(14)를 포함하는 수신기. 이득 제어 수단(36)은 2개 이상의 병렬 배열 바이어스 전류 수단(40, 42, 44)을 포함하며, 상기 2개 이상의 바이어스 전류 수단 중 하나 이상은 (42 또는 44) 상기 이득 제어 입력으로 또는 상기 이득 제어 입력으로부터 상기 바이어스 전류 수단을 접속 또는 분리하기 위해 상기 스위칭 수단을 활성화시키도록 기준 전압(V_ref1또는 V_ref2)에 비례하는 소정양 만큼 변하는 제어 전압에 응답하는 스위칭 수단을 포함한다.

Description

무선 수신기에 관한 또는 무선 수신기에 있어서의 개선 방법

디지털 페이징과 같은 장치를 위해 물리적으로 작은 페이저를 만들려는 욕구와 그러한 목표로 무선 수신기 및 디코더는 가능한 오프 칩 구성 성분만큼 적게 집적 회로로서 만들어졌다. 현재 생산된 필립스 반도체 UAA2080T와 같은 집적 수신기는 비교적 큰 공간을 차지하는 두 배터리를 페이저가 구비해야 하는 최대 3.5 볼트 및 최소 1.9 볼트로 2.05 볼트의 통상적 볼트에서 동작한다. 따라서 만약 동작 볼트가 감소될 수 있어 단 하나의 셀만 필요하게 되면 공간을 유용하게 절약할 수 있다.

특히 페이저와 같은 이동 가능한 장치에 결합될 때 무선 회로에 관한 다른 측면은 수신된 신호의 길이가 전송 신호 안테나로부터 수신기까지의 거리에 따라 우선 병경되고, 그 다음 언덕과 같은 지형상의 특성에 기인하여 높은 빌딩 및 큰 운송 장치등이 수신기로의 직접적인 신호 경로를 방해한다. 이러한 것의 결론은 측정이 취해지지 않으면 약한 신호를 만족스럽게 증폭하기 위한 충분한 이득을 갖는 수신기 내의 rf 증폭기는 rf 증폭기를 따르는 주파수 다운 변환 혼합기 내에 문제점을 발생시킬 강한 신호를 과잉 증폭할 것이다.

rf 증폭기의 이득을 제어하는 공지 방법은 PIN 다이오드를 rf 증폭기의 신호 입력 회로에 접속하는 것이며, PIN 다이오드에 인가된 바이어스 전류를 변경시킴으로써 입력 신호를 감쇠시키는 것이다. 바이어스 전류는 수신기에 결합된 신호 강도 측정 스테이지로부터 유도된 자동 이득 제어 신호에 응답하여 변경될 수 있다. 이득 제어 신호에 부과된 조건은 임의의 방해 신호가 rf 증폭기의 이득에 대해 최소한 40dB에 의해 진압되어야 한다는 것이다. PIN 다이오드 감쇠기를 이용하는 결점은 그 전도성을 변경시키는 것이 수신기의 입력 스테이지와 연결된 튠(tuned) 회로에 영향을 끼친다는 것이며, 최근까지 배터리 보존을 완화시키는 전류 부족 장치였다.

본 발명은 무선 수신기에 관한 또는 무선 수신기에 있어서의 개선 방법에 관한 것이며 특히 rf 증폭기의 계단식 파워 출력 제어에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 만들어진 제로 IF 무선 수신기를 도시하는 블록 구성도.

도 2는 한 단계 나아간 전류 이득 제어를 도시하는 블록 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 이득 제어기에 의해 이루어진 바이어스 전류 레벨을 표시하는 파형도.

도 4는 부가 이득 단계를 생성시키는 PIN 다이오드 회로를 도시하는 구성 회로도.

도 5는 r.f. 증폭기 및 이득 제어 회로 소자를 도시하는 간략화된 구성 회로도.

도면에서 동일한 참조 부호는 대응하는 형태를 표시하도록 사용된다.

본 발명의 목적은 방해 신호가 최소한 40dB에 의해 진압되는 것을 보증하는 동안 저전압에서 동작하는 무선 수신기의 rf 증폭기의 이득을 조절할 수 있게 하는 것이다.

본 발명에 따르면 입력, 출력 및 이득 제어 입력, 상기 이득 제어 입력에 이득 세팅 신호를 인가하는 이득 제어 수단, 최소한 2개의 병렬 정렬된 바이어스 전류 수단을 포함하는 이득 제어 수단, 상기 이득 제어 입력으로부터 또는 이득 제어입력으로 상기 바이어스 전류 수단을 접속 또는 분리하도록, 스위칭 수단을 활성화시키는 기준 신호에 비교하여, 소정의 양만큼 변하는 제어 신호에 응답하는 스위칭 수단을 포함하는, 최소한 2개의 바이어스 전류 수단 중 적어도 하나를 갖는 rf 증폭기를 구비하는 수신기가 제공되었다.

본 발명에 따라 만들어진 수신기에 있어서, 각각의 바이어스 전류 수단은 이미터를 갖는 적어도 하나의 접합 트랜지스터를 포함하며, 상기 이미터의 영역은 각각의 소정의 전류를 통과시키도록 크기가 정해진다. 이미터 영역의 상대적 크기는 소정의 이득 감소 단계에 대응할 수 있다. rf 증폭기의 전류 제어를 이용하여 이득을 변경시키는 것은 PIN 다이오드를 이용하는 것에 비해 많은 이점을 갖는다. 즉 배터리 전류가 보존되며 입력 회로의 튜닝이 이득 변경에 의해 변하지 않는다. 또한 소정의 이미터 영역을 갖는 트랜지스터를 이용하여 이득 단계를 세팅함으로써 dB에 있어서 동일한 이득 감소가 항상 입력 신호 및 기준 전류의 주파수와 무관하게 얻어진다.

선택적으로 약 1.0볼트에서 수신기를 동작시킬 때 감쇠 단계의 완전한 범위를 이루는 것이 불가능하고 다른 감쇄 단계가 PIN 다이오드를 이용하여 얻어질 수 있다.

이제 본 발명은 첨부한 도면을 참조하면서 예시의 방법으로 설명한다.

도 1에 도시된 제로 IF 무선 수신기는 rf 증폭기(14)에 연결된 안테나(10)를 포함하며, 그 이득은 단계에서 조절가능하다. 선택적으로 PIN 다이오드 감쇠기(12)는 안테나(10) 및 rf 증폭기(14) 사이에 연결될 수 있다. rf 증폭기(14)의 출력은 혼합기(17, 18)의 제 1 입력에 접속되는 신호 분할 노드(16)에 연결된다. 안테나(10)에서 수신된 원하는 신호의 개념적인 캐리어 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수의 국부 발전기(20)는 혼합기(17)의 제 2 입력에 연결되며, 90도 위상 시프터(22)에 의해 혼합기(18)의 제 2 입력에 연결된다. 위상 쿼드러쳐(quadrature)에 있는 혼합기(17, 18)의 출력은 각각의 포스트-혼합기 증폭기(23, 24)에 인가된다. 저역 필터(25, 26)는 증폭기(23, 24)의 각각의 출력에 존재하는 혼합 생성물로부터 차동 신호를 선택한다. 제한 증폭기(27, 28)는 저역 필터(25, 26)의 출력에 각각 연결된 입력을 가지며, 출력(32)을 갖는 복조기(30)에 연결된 출력을 갖는다. agc회로(34)는 제한 증폭기(27, 28) 에 연결된다. agc 회로(34)는 수신된 신호의 진폭을 표시하는 출력 신호를 제공한다. agc 회로(34)의 출력은 회로(36)에 접속되어 rf 증폭기(14)의 제어 입력(38)에 인가되며 PIN 다이오드 감쇠기(12)에 선택적으로 인가되는 이득 제어 신호를 발생시킨다. rf 증폭기(14)의 이득은 제어 입력(38)에 인가된 바이어스 제어 전류를 바꿈으로써 단계상으로 조절된다.

도 2 내지 도 3에서 방해 신호로부터 실질적으로 자유로운 제어 전류를 제공하기 위해 세 개의 전류원(40, 42, 44)이 전류(I_B, I₁, I₂)을 각각 생성하도록 제공된다.

전류원(40)은 제어 입력(38)에 영구히 접속되며, 전류원(42, 44)은 스위치(SW1, SW2)에 의해 제어 입력(38)에 접속된다.

도 2에서 agc 회로(34)(도 1)로부터의 agc 전류는 각각의 비교 회로(50, 52)의 제 1 입력에 인가되는 전압으로 agc 전류를 전환시키는 저항기(48)가 접속된 입력(46)에 연결된다. 기준 전압 또는 임계 전압(V_ref1, V_ref2)은 비교 회로(50, 52)의 제 2 입력에 인가된다. 제 1 입력의 전압이 제 2 입력의 전압을 초과하면 신호는 각각의 스위치를 폐쇄시키면서, 즉 도통시키면서 생성된다. 그러나 그 반대 현상이 발생하면, 각각의 스위치는 개방, 즉 비도통된다.

도 3에 도시된 바와 같이 안테나(10)(도 1)에서 수신된 입력 신호가 증가될 rf 증폭기의 이득을 필요로 하는 낮은 진폭이라면, agc 전압은 증폭기 제어 전류가 I₁+I₂+I_B의 합계인 결과로써 두 비교기가 스위치(SW1, SW2)를 폐쇄하면서 출력 신호를 발생시키게 하는 고 전압이 된다. 안테나 신호가 적은 rf 이득을 필요로 하면서 더 강하면 비교기에 인가된 전압이 V_ref2보다 더 크고 V_ref1보다 더 낮다고 가정할 때 스위치 SW1은 개방되어 제어 전류가 I₂+I_B의 합이된다. 끝으로 안테나 신호가 충분히 강해서 두 스위치 SW1 과 SW2가 개방되는 상황에서는 바이어스 전류 I_B가 rf 증폭기에 인가된다. 이러한 방식으로 이득을 제어함으로써 불필요한 방해 발생을 막고, 강한 신호가 존재할 때 증폭기 이득을 감소시킴으로써 전류를 절약하며, 그것은 차례로 혼합기(17, 18)(도 1)가 오버로딩 되는 것을 막는다. 전류 소스(40, 42, 44)는 공급된 실제상의 전류와 무관하게 단계의 상대적 크기를 명백하게 정의하는 다른 이미터 영역을 갖는 트랜지스터를 포함할 수 있다.

rf 증폭기(38)의 이득을 조절함으로써 가능한 것 보다 더 필요한 이득 단계의 경우 PIN 다이오드 회로(I2)는 rf 증폭기(38)에 인가된 신호를 감쇠시키도록 사용될 수 있다. 도 4는 전류원(56)과 PIN 다이오드(58)가 접속된 접합점(55)이 접속된 입력(54)을 포함하는 PIN 다이오드 회로(12)의 실시예를 도시한다. 접합점(55)은 rf 증폭기(38)의 입력에 연결된다. 션트 저항 소자(59) 및 커패시티브 소자(60)는 rf 증폭기(38)에 인가되기 전에 수신된 신호를 필터한다.

도 5는 rf 증폭기(14) 및 회로(36)의 실시예를 도시하는 간략화된 구성 회로도이다. rf 증폭기(12)는 NPN 트랜지스터(T1)를 포함한다. 안테나(10)(도 1)로부터 유도된 입력 신호는 그 베이스 전극에 인가된다. 출력 신호는 그 콜렉터 회로로부터 유도된다. 전류원(40, 42, 44)는 NPN 트랜지스터(T2, T3, T4)를 각각 포함하며, 그 이미터 영역은 제어 전류에 있어서 원하는 단계 크기를 제공하도록 미리 결정된다. 예시의 방법으로써 이미터 영역의 비율은 1.417 : 1.000 : 1.208 이다. 전류는 상대적 이미터 영역 1.942를 갖는 다이오드 접속 트랜지스터(T5)에 연결되는 입력(62)에 접속된 외부 기준 전류원(도시되지 않음)에 의해 공급된다. 트랜지스터(T5)의 전류는 트랜지스터(T2, T3, T4)에 반영된다. 단자(62)에 공급된 전류 값과 상관없이 공급될 수 있는 전류의 비율은 동일하게 남는다.

스위치 (SW1 및 SW2)와 함께 비교 회로(50, 52)는 도 5의 긴 꼬리 쌍 회로(64, 66)로서 실행된다. 각각의 긴 꼬리 쌍 회로는 NPN 트랜지스터(67, 68) 및 (69, 70)쌍을 포함한다. 트랜지스터(67, 69)의 베이스 전극에 인가되는 기준 전압 V_ref1및 V_ref2은 각각 입력 단자(46) 및 그라운드 사이에 접속된 직렬 접속 저항기(R1, R2)로 구성되는 전위차계로부터 유도된다. agc 전압은 입력 단자(72)에 의해 트랜지스터(68, 70)의 베이스 전극에 인가된다.

트랜지스터(T3, T4)의 콜렉터 회로는 PNP 트랜지스터(78, 80)의 콜렉터 회로에 각각의 접합점(74, 76)에 의해 연결되고, 그 베이스 전극은 전류 미러 회로(86, 87) 및 (88, 89) 쌍의 접합점(82, 84)에 접속된다. 회로(86, 88)는 트랜지스터(67, 69)의 콜렉터 회로의 전류를 전류 미러(87, 89)에 각각 반영한다.

agc 전압이 하이일 때의 동작에 있어서, 두 스위칭 회로는 전류(I₁, I₂, I₃)가 합산되어 전류 미러 회로(90) 및 저항기(92)에 의해 트랜지스터(T1)의 베이스 회로에 인가된다는 조건에 있다. agc 전압이 트랜지스터(68)의 베이스 전극의 전압이 트랜지스터(67)의 베이스 전극 보다 더 낮은 레벨로 되면 트랜지스터(67)의 베이스 전극은 도통된다. 접합점(82)에서의 전류는 트랜지스터(T3)가 비도통되게 함으로써 전류원(42)을 스위칭 오프하게 하여 트랜지스터(78)가 도통되도록 증가한다. 전류(I_B+I₂)의 합계는 트랜지스터(T1)에 이득 제어 전류로서 계속 공급된다.

agc 전압이 감소되어 트랜지스터(69)가 도통되고 트랜지스터(70)가 비도통되는 포인트까지 된다. 접합점(84)에서의 전류는 트랜지스터(80)가 도통되게하고 트랜지스터(T4)는 비도통되게 함으로써 전류원(44)을 스위칭 오프되게 하면서 증가한다. 바이어스 전류 I_B는 이득 제어 전류로서 트랜지스터(T1)에 계속 공급된다.

agc 전압이 그 최소 레벨로부터 증가하면 전류원(44 및 42)은 다시 스위치 온되어 이득 제어 전류를 단계적으로 증가시킨다.

커패시터(C1)는 전류 합산 라인 및 rf 그라운드 사이에 연결되어 베이스 전류 보상 및 잡음 감소를 위해 회로를 안정시킨다.

본 개시를 읽음으로써 다른 변형이 당업자에게 명백해질 것이다. 그러한 변형은 설계, 무선 수신기의 제조 및 사용, 그 구성 요소에서 이미 공지된 다른 특징을 포함할 수 있으며, 본원에 이미 기재된 특징에 부가되거나 또는 그 대신으로 사용될 수 있다. 본원에서 청구 범위가 특징들의 특정한 조합에 대해 공식화되었어도, 임의의 청구 범위에서 현재 주장된 바와 동일한 발명과 관련되든지 본 발명과 동일한 기술상의 모든 또는 임의의 문제점을 완화시키든 지에 상관없이 본원의 개시 범위는 임의의 새로운 특징 또는, 명백하거나 또는 함축적이거나 간에 본원에 개시된 특징들의 임의의 새로운 조합 또는 임의의 일반화를 포함한다. 본원은 그로써 새로운 청구범위가 본 출원 또는 그로부터 유도된 임의의 다른 출원이 실행되는 동안 그러한 특징 또는 그러한 특징들의 조합에 새로운 청구 범위가 공식화될 수 있다는 것을 주지시킨다.

Claims (7)

1. 입력, 출력, 이득 제어 입력, 상기 이득 제어 입력에 이득 설정 신호를 인가하는 이득 제어 수단을 갖는 rf 증폭기를 포함하는 수신기에 있어서,

   상기 이득 제어 수단은 2개 이상의 병렬 배열 바이어스 전류 수단을 포함하며, 상기 2개 이상의 바이어스 전류 수단 중 하나 이상은 상기 이득 제어 입력으로 또는 상기 이득 제어 입력으로부터 상기 바이어스 전류 수단을 접속 또는 분리하기 위해 상기 스위칭 수단을 활성화시키도록 기준 신호에 비례하는 소정양 만큼 변하는 제어 신호에 응답하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
2. 제 1 항에 있어서, 2개 이상의 바이어스 전류 수단은 각각 한 개 이상의 트랜지스터를 포함하며, 상기 각각의 트랜지스터의 이미터 영역은 각각의 소정의 전류를 통과시키도록 디멘젼 되는 것을 특징으로 하는 수신기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이미터 영역의 상대적 크기는 소정의 이득 감소 단계에 대응하는 것을 특징으로 하는 수신기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 개 이상의 바이어스 전류 수단중 다른 하나는 최소 이득 설정 신호로서 최소 바이어스 전류를 제공하도록 상기 이득 제어 입력에 접속되는 것을 특징으로 하는 수신기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 입력에 연결된 입력 신호 감쇠 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 감쇠 수단은 상기 이득 제어 수단에 의해 제어가능한 PIN 다이오드 및 바이어스 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
7. 참조하여 앞서 기재한 바와 같고 첨부한 도면에 도시된 바와 같이 실질적으로 동작하도록 구성되고 배열된 것을 특징으로 하는 수신기.