KR20000000789A - 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치 - Google Patents

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Abstract

입력신호에 대해 일정한 이득을 갖는 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치를 제공하기 위한 것으로써, 하나의 게이트단자와 드레인단자 및 소오스단자를 갖는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 소오스단자가 반전 입력단자와 연결되고, 비반전 입력단자에는 기준신호가 인가되고, 출력단이 상기 트랜지스터의 게이트단자와 연결되는 이득증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치
본 발명은 자동이득제어장치(AGC : Auto Gain Controller)에 관한 것으로, 특히 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치에 관한 것이다.
이하, 종래 온도보상된 자동이득제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래기술에 따른 온도보상된 자동이득제어장치의 회로구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 크게 듀얼게이트 전계효과 트랜지스터Q1과, 이득증폭기(11)로 구성된다.
즉, 듀얼게이트 전계효과 트랜지스터Q1의 소오스전압은 이득증폭기(11)를 통해 제 2 게이트(G2)로 인가된다.
주위온도가 증가함에 따라 이득이 감소될 때, 트랜지스터Q1의 드레인전류가 감소하게 되고 이로인하여 트랜지스터Q1의 소오스전압이 감소된다.
감소된 소오스전압은 이득증폭기(11)의 반전단자로 인가되고, 이득증폭기(11)의 출력신호는 트랜지스터Q1의 제 2 게이트(G2)로 인가된다.
결과적으로 트랜지스터Q1의 드레인전류는 증가하게 되고 이때부터 온도변화를 보상하는 트랜지스터Q1의 이득이 증가하게 된다.
도 2는 종래기술에 따른 실시예에 대한 회로도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래 자동이득제어장치는 크게 수신부(21)와 송신부(22)로 구성된다.
수신부(21)는 듀얼게이트 전계효과 트랜지스터Q1과, 이득증폭기(21b), 그리고 검출신호와 기준신호를 비교하여 출력하는 차동증폭기(21a)로 구성된다.
마찬가지로 송신부(22)도 듀얼게이트 전계효과 트랜지스터Q2와 이득증폭기(22a)로 구성된다.
먼저, 수신부의 검출신호는 차동증폭기(21a)에 의해서 기준신호 Vref와 비교되고, 그 출력신호가 이득증폭기(21b)의 비반전 입력단자에 인가된다.
전계효과 트랜지스터Q1의 소오스전압은 이득증폭기(21b)의 반전입력단자와 덧셈회로부(23)로 각각 인가되고, 덧셈회로부(23)의 출력신호는 송신부(22)의 이득증폭기(22a)의 비반전 입력단자로 인가된다.
이득증폭기(21b)의 출력신호(RX-VGAIN CONT)는 트랜지스터Q2의 제 2 게이트(G2)로 인가된다.
그리고 송신부(22)의 전계효과 트랜지스터Q2의 소오스전압은 이득증폭기(22a)의 반전입력단자에 인가되고, 상기 이득증폭기(22a)의 출력신호는 AGC전압인 TX-VAGC가 된다.
수신부에서 트랜지스터Q1의 제 2 게이트(G2)와 소오스, 그리고 이득증폭기(21b)는 폐루프로 구현된다.
따라서, 온도변화에 대한 보상은 수신부(21)의 트랜지스터Q1에 의해 이루어진다.
마찬가지로, 송신부(22)의 트랜지스터Q2의 소오스와 제 2 게이트(G2)와 이득증폭기(22a)도 폐루프로 구현되어 온도변화에 대한 보상은 트랜지스터Q2에 의해 이루어진다.
수신부(21)의 트랜지스터Q1에 의해 온도보상된 신호는 덧셈회로부(23)를 통해 송신부(22)의 이득증폭기(22a)로 공급된다.
이와 같은, 본 발명의 실시예에 따르면, 주위온도의 변화에 대해 증폭기의 이득변화는 감소하고, 송신전원은 수신신호의 레벨에 따라 정확하게 제어된다.
그러므로 송신전원의 변화에 대해 통화의 품질이 나빠지는 것을 감소시킨다.
그러나 상기와 같은 종래 자동이득제어장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
수신부로 입력되는 수신신호에 노이즈가 수반되면 트랜지스터Q1의 드레인전류를 변화시키게 되고, 이로인해 출력신호에도 노이즈가 발생된다.
즉, 입력신호에 따라 트랜지스터Q1의 드레인전류가 변화하게 되어 이득증폭기로 들어가는 전류 또한 변화하여 출력신호가 비선형적으로 변화하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 수신신호에 노이즈가 수반되더라도 이득증폭기로 들어가는 전류가 일정해지도록하여 주위온도 변화뿐만 아니라 수신신호의 변화에 대해서도 일정한 이득을 갖는 온도보상된 자동이득제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치의 회로도
도 2는 종래기술에 따른 자동이득제어장치의 실시예를 나타낸 회로도
도 3은 본 발명의 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치의 회로도
도 4는 본 발명에 따른 이득과 드레인전류와의 관계를 나타낸 그래프
도 5는 본 발명에 따른 자동이득제어장치의 실시예를 나타낸 회로도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 바이어스부 32 : 이득증폭기
51 : 바이어스 입력부 52 : 차동증폭기
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치는 하나의 게이트단자와 드레인단자 및 소오스단자를 갖는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 소오스단자가 반전 입력단자와 연결되고, 비반전 입력단자에는 기준신호가 인가되고, 출력단이 상기 트랜지스터의 게이트단자와 연결되는 이득증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치의 회로도이다.
본 발명의 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치는 크게 바이어스부(31)와, 이득증폭기(32)로 구성된다.
즉, 하나의 게이트단자와 드레인단자 및 소오스단자를 갖는 트랜지스터와, 상기 소오스단자에는 커패시터와 저항이 각각 병렬적으로 연결되고, 상기 게이트단자에는 커패시터가 연결된 바이어스부(31)와, 상기 바이어스부의 출력신호와 기준신호를 상호 비교,증폭하여 상기 게이트단자로 출력하는 이득증폭기(32)와, 상기 이득증폭기로 기준신호를 출력하는 차동증폭기(52)와, 상기 바이어스부로 바이어스전류를 인가하는 바이어스 입력부(51)를 포함하여 구성된다.
바이어스부(31)는 하나의 게이트(G)와, 소오스(S) 및 드레인(D)을 갖는 트랜지스터Q1과, 트랜지스터Q1의 소오스에 저항(R1)과, 커패시터(C1)가 병렬로 연결된다.
그리고 트랜지스터Q1의 게이트(G)에는 이득증폭기(32)의 출력신호가 인가되고, 커패시터(C2)가 연결된다.
이득증폭기의 반전 입력단자에는 트랜지스터Q1의 소오스전압이 인가되고, 비반전 입력단자에는 기준전압(VREF)이 인가된다.
이득증폭기는 비반전 입력단자로 인가되는 기준전압과 바이어스부(31)의 트랜지스터Q1의 소오스전압을 비교,적분한다.
이득증폭기(32)의 출력신호는 트랜지스터Q1의 게이트(G)에 인가된다.
트랜지스터Q1의 소오스전압은 저항R3를 통해 이득증폭기(32)의 반전 입력단자로 인가된다.
이득증폭기(32)의 출력신호는 저항R2를 통해 트랜지스터Q1의 게이트에 인가되고, 이득증폭기의 반전 입력단자와 출력단 사이에 커패시터(C3)가 연결된다.
그리고 이득증폭기(32)의 비반전 입력단에는 저항R4와 저항R5가 병렬로 연결된다.
주위의 온도가 변화하게 되면, 트랜지스터Q1의 드레인(D)전류가 변화하게 되고, 이로인해 트랜지스터Q1의 소오스전압이 변화하게 된다.
변화된 소오스전압이 이득증폭기(32)의 반전 입력단자로 인가되면 결국 이득증폭기(32)의 이득이 변화하게 된다.
트랜지스터Q1의 드레인전류와 이득과는 4에 도시한 바와 같이, 서로 밀접한 관계가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 드레인전류가 감소하면 이득이 감소하고, 반대로 드레인전류가 증가하게 되면 이득도 증가하게 된다.
결과적으로 자동이득제어장치의 이득은 바이어스부(31)의 트랜지스터Q1의 드레인전류에 따라 변화하게 된다.
주위온도가 변화하게 되면 이득의 변화는 트랜지스터Q1의 드레인전류의 변화로 나타난다.
따라서, 트랜지스터Q1의 드레인전류의 변화를 감지하면 이득의 변화를 알 수가 있다.
트랜지스터Q1의 드레인전류의 감지는 트랜지스터Q1의 소오스전압을 측정하므로써 가능하다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜지스터Q1의 소오스전압은 폐루프로 구현된 이득증폭기(32)를 통해 트랜지스터Q1의 게이트에 인가된다.
따라서, 주위온도가 증가하게 되면, 트랜지스터Q1의 드레인전류가 감소하게 되고, 드레인전류가 감소함에 따라 소오스전압이 감소하게 된다.
감소된 소오스전압은 이득증폭기(32)의 반전단자에 공급되어지고, 비반전 입력단자로 인가되는 기준전압(VREF)와 비교, 적분된다.
비교, 적분된 이득증폭기(32)의 출력전압은 다시 트랜지스터Q1의 게이트에 인가되고 따라서, 트랜지스터Q1의 드레인전류가 증가하게 되어 이후로 드레인전류는 일정(도 4참조)하게 된다.
이와 같이, 주위온도 변화에 대해 이득이 감소하는 것을 보상할 수가 있다.
한편, 도 5는 도 3을 포함한 본 발명의 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치에 따른 일실시예를 나타낸 회로도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 바이어스 입력부(51)와, 바이어스부(31), 이득증폭기(32)와, 그리고 차동증폭기(52)로 구성된다.
바이어스 입력부(51)는 T1단자를 통해 전원이 인가되고, 인가되는 전원은 분기되어 로드(load)저항(Rx,Ry)를 통과한다.
이때, 로드저항(Rx,Ry)대신에 코일, 또는 트랜지스터로 구성할 수도 있다.
저항(Rx)에는 트랜지스터Q2의 드레인이 연결되고, 저항(Ry)에는 트랜지스터Q3의 드레인(D)이 연결된다.
그리고 트랜지스터Q2와 트랜지스터Q3의 소오스는 공통으로 연결된다.
공통으로 연결된 트랜지스터Q2,Q3의 소오스는 바이어스부(31)의 트랜지스터Q1의 드레인에 연결된다.
바이어스부(31)의 트랜지스터Q1의 드레인전류에 상응하는 소오스전압은 저항R3를 통해 이득증폭기(32)의 반전 입력단자에 인가되고, 이득증폭기(32)의 출력신호는 저항R2를 통해 트랜지스터Q1의 게이트에 인가된다.
이득증폭기(32)의 비반전 입력단에는 차동증폭기(52)의 출력신호가 인가된다.
차동증폭기(52)의 반전 입력단자에는 검출신호(자동이득제어장치로 입력되는 신호)가 인가되고, 비반전 입력단자에는 기준신호(VREF)가 인가된다.
이와 같이, 본 발명에 다른 바이어스 입력부(51)는 두 개의 부하저항과, 두 개의 트랜지스터로 이루어진 차동증폭기로 구성한다.
따라서, 트랜지스터Q2의 게이트에 입력되는 +신호와 트랜지스터Q3의 게이트에 인가되는 -신호의 차분치만을 증폭하고, 동위상의 신호는 증폭하지 않는다.
즉, 바이어스 입력부(51)는 출력단인 Out1,Out2를 통해 +신호와 -신호의 전압차에 따른 전압차의 형태로 출력시키고 동위상의 신호는 트랜지스터Q2,Q3를 통해 바이어스부(31)로 인가한다.
따라서, 트랜지스터Q2,Q3의 게이트에 인가되는 입력신호에 노이즈가 수반되더라도 바이어스부(31)로 인가되는 전류는 항상 일정하게 된다.
바이어스부(31)로 인가되는 전류가 항상 일정하다는 것은 상기 트랜지스터Q1의 드레인전류가 항상 일정하다는 것을 의미한다.
전술한 바와 같이, 이득증폭기의 이득은 트랜지스터Q1의 드레인전류의 변화와 밀접한 관계가 있으므로 본 발명에서와 같이, 차동증폭기를 이용하여 트랜지스터Q1의 드레인전류를 일정하게 제어함으로써, 노이즈가 수반되는 입력신호에 대해서도 이득을 정확하게 제어할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치는 다음과 같은 효과가 있다.
주위온도의 변화에 대한 보상뿐만 아니라 바이어스 입력부를 차동증폭기로 구성함으로써 입력신호에 노이즈가 수반되더라도 노이즈에 무관한 이득을 얻을 수 있다.
또한, 이득증폭기가 차동으로 구성되어 있기 때문에 even harmonic성분이 출력 out1, out2에서 제거되므로 선형적인 출력특성을 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 하나의 게이트단자와 드레인단자 및 소오스단자를 갖는 트랜지스터와,
    상기 트랜지스터의 소오스단자가 반전 입력단자와 연결되고, 비반전 입력단자에는 기준신호가 인가되고, 출력단이 상기 트랜지스터의 게이트단자와 연결되는 이득증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치.
  2. 하나의 게이트단자와 드레인단자 및 소오스단자를 갖는 트랜지스터와, 상기 소오스단자에는 커패시터와 저항이 각각 병렬적으로 연결되고, 상기 게이트단자에는 커패시터가 연결된 바이어스부와,
    상기 바이어스부의 출력신호와 기준신호를 상호 비교,증폭하여 상기 게이트단자로 출력하는 이득증폭기와,
    상기 이득증폭기로 기준신호를 출력하는 차동증폭기와,
    상기 바이어스부로 바이어스전류를 인가하는 바이어스 입력부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 바이어스 입력부는 차동증폭기로 구성하는 것을 특징으로 하는 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차동증폭기는 전원단자에 병렬적으로 연결되는 제 1 부하저항과, 제 2 부하저항,
    상기 각 부하저항에 드레인단자가 연결되고, 소오스단자는 상기 바이어스부의 입력단에 공통으로 연결되는 트랜지스터들로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도보상 기능을 갖는 자동이득제어장치.
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