KR20000008934A - 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기 및 그 방법에 대하여 개시한다. 입력된 고주파 신호를 제 1 출력과 제 2 출력으로 분배하고, 제 1 출력을 증폭하여 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호를 생성한다. 생성된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호에서 반송파 신호를 억제하고, 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호에서 억제된 반송파 신호를 감쇠시킨다. 제 2 출력을 감쇠된 반송파 신호와 혼 변조 왜곡 신호와 비교하여 180도 지연시킨다. 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 지연된 신호의 위상을 비교하여, 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 지연된 신호가 180도의 위상 차이를 갖도록, 지연된 신호의 위상을 변환한다. 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 위상 변환된 신호를 결합하여 최종 출력한다.
Description
본 발명은 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 고출력 증폭을 위해 사용되는 AB급 트랜지스터(Transistor)에 의해 발생되는 혼 변조 왜곡(InterModulation Distortion: IMD) 신호를 억제하기 위한 전치 보상기(Predistortor) 및 그 방법에 관한 것이다.
디지털 셀룰러 시스템(Digital Cellular System: DCS)에서는 신호를 변조하거나 복조할 때 발생되는 혼 변조 왜곡 신호를 억제하기 위하여 전치 보상기를 사용한다. 디지털 셀룰러 시스템에서 사용되는 주 증폭기는 고출력 증폭을 위해 AB급 트랜지스터를 사용한다. 이 트랜지스터의 영향으로 혼 변조 왜곡 신호가 발생한다. 전치 보상기는 주 증폭기에서 발생될 혼 변조 왜곡 신호 성분을 미리 발생시킨 다음, 발생시킨 신호를 180도 위상 천이한다. 위상 천이된 신호를 주 증폭기의 혼 변조 왜곡 신호와 상호 상쇄된다.
도 1 은 디지털 셀룰러 시스템에서 사용되는 종래 기술에 의한 전치 보상기의 구조도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 제 1 분배기(100)와, 제 1 분배기(100)와 연결된 구동 증폭기(110), 구동 증폭기와 연결된 가변 감쇠기(120), 제 1 분배기와 연결된 제 2 분배기, 제 2 분배기의 출력 및 제 1 감쇠기의 출력과 연결된 제 1 결합기(140), 제 1 결합기와 연결된 제 1 가변 감쇠기(150), 제 1 가변 감쇠기와 연결된 위상 변환기(160), 제 2 분배기와 연결된 지연기(170), 지연기와 연결된 제 2 가변 감쇠기(180), 위상 변환기의 출력 및 제 2 가변 감쇠기의 출력과 연결된 제 2 결합기로 구성된다.
이하 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 전치 보상기의 동작을 설명한다. 제 1 분배기(100)는 입력받은 고주파(Radio Frequency: RF) 신호를 동위상의 2개의 신호(제 1 출력과 제 2 출력)로 분배한다. AB급 구동 증폭기(110)는 제 1 분배기의 제 1 출력인 출력 반송파 신호를 입력받아 증폭한다. 구동 증폭기(110)의 출력은 증폭된 반송파 신호와 혼 변조 왜곡 신호를 포함한다. 구동 증폭기(110)의 출력은 제 1 감쇠기(120)를 통과하면서, 증폭된 만큼 다시 감쇠된다. 그러므로 제 1 감쇠기(120)의 출력은 증폭되지 않은 반송파 신호와 혼 변조 왜곡 신호를 포함한다.
제 2 분배기(130)는 제 1 분배기(100)의 제 2 출력을 동위상의 2개의 신호(제 1 출력, 제 2 출력)로 분배한다. 제 2 분배기의 제 1 출력은 상기 제 1 감쇠기에서 출력된 신호와 제 1 결합기(140)에서 결합된다. 제 2 분배기의 제 2 출력은 지연기(170)로 입력된다. 지연기는 제 2 분배기의 제 2 출력을, 상기 제 1 결합기(140)의 출력 신호와 180도의 위상 차이를 갖도록 지연시킨다. 지연된 신호는 제 2 가변 감쇠기(180)에서 감쇠된다.
제 1 결합기(140)에서 출력된 반송파 및 혼 변조 왜곡 신호는 제 1 가변 감쇠기(150)로 입력된다. 제 1 가변 감쇠기(150)는 입력된 신호의 레벨을 제 2 가변 감쇠기(180)의 출력 신호로 낮춘다. 감쇠된 신호는 위상 변환기(160)로 입력된다. 위상 변환기(160)는 입력된 신호를, 상기 제 2 가변 감쇠기(180)의 출력 반송파 신호와 180도의 위상 차이를 갖도록 위상을 변환한다.
위상 변환기(160)의 출력 반송파 및 혼 변조 왜곡 신호는, 제 2 가변 감쇠기(180)의 출력 반송파 신호와 제 2 결합기(190)에서 동위상으로 결합된다. 결합되는 두 신호는 180도의 위상 차이를 가진다. 따라서 위상 변환기(160)에서 출력된 반송파 신호와 제 2 가변 감쇠기(180)에서 출력된 반송파 신호는 서로 상쇄된다. 그러나 제 2 가변 감쇠기의 출력 반송파 신호는 크게 감쇠되어 있기 때문에, 위상 변환기의 출력 반송파 신호를 완전히 상쇄시키지 못한다. 그러므로 최종적인 출력은 위상 변환기에서 출력된 반송파 신호와 합해진 혼 변조 왜곡 신호가 되며, 최종 출력된 혼 변조 왜곡 신호는 최종 출력된 반송파 신호와 180도의 위상차를 가진다.
전치 보상기의 최종 출력은 주 증폭기로 입력된다. 이때, 반송파 신호에 의해 발생하는 혼 변조 왜곡 신호는 전치 보상기의 출력단의 혼 변조 왜곡 신호와 180도의 위상차를 가지므로, 서로 상쇄되어 혼 변조 특성을 향상시킨다.
그러나 상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 전치 보상기 회로는 입력 신호를 2개의 분배기(100)(130)를 사용하여 분배하기 때문에, 회로가 복잡하여 고주파 신호들의 왜곡이 발생된다. 또한 상기 분배기들의 자체 손실 때문에 출력이 감소하여, 주 증폭부 앞단에 증폭기를 사용하여야 한다.
게다가 여러번의 감쇠기(120)(150)(180)를 사용하기 때문에, 원하는 만큼의 혼 변조 왜곡 신호를 만들지 못한다. 실제로, 상기 회로는 혼 변조 왜곡 신호를 5 ~ 7 dB 정도밖에 개선시키지 못한다. 또한 상기 위상 변환기(160)는 사람에 의해 직접 제어되므로 불편하고 실수를 발생시킬 수 있다. 고주파 신호는 환경에 민감하게 반응하기 때문에, 사람이 위상 변환기를 조정할 때 위상에 오차가 발생할 수 있다는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 고주파 신호가 흐르는 전치 보상기 회로의 구성을 단순하게 하여 고주파 신호의 왜곡을 억제하는, 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전치 보상기에서 원하는 만큼의 혼 변조 왜곡 신호를 발생시켜 혼 변조 왜곡 신호를 개선하는, 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기 및 그 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 전치 보상기의 회로를 단순화하여 입력 신호의 이득 손실을 줄이고, 자동 위상 변환기를 사용하여 인위적인 위상 변이의 요인을 제거하는, 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기 및 그 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적과 장점은 하기된 발명의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다.
도 1 은 디지털 셀룰러 시스템에서 사용되는 종래 기술에 의한 전치 보상기의 구조도를 나타낸 것이다.
도 2 는 본 발명에 의한 전치 보상기의 구조도를 나타낸 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제 1 분배기 110,210 : 구동 증폭기
120 : 제 1 감쇠기 130 : 제 2 분배기
140 : 제 1 결합기 150 : 제 1 가변 감쇠기
160 : 위상 변환기 170,220 : 지연기
180 : 제 2 가변 감쇠기 190 : 제 2 결합기
200 : 분배기 230 : 대역 제거 필터
240 : 감쇠기 250 : 제 1 방향성 결합기
260 : 제 2 방향성 결합기 270 : 위상 비교기
280 : 자동 위상 변환기 290 : 결합기
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기의 바람직한 실시예는,
입력 고주파 신호를 제 1 출력과 제 2 출력으로 분배하는 분배기와;
상기 분배기의 제 1 출력과 연결된 구동 증폭기;
상기 구동 증폭기와 연결된 대역 제거 필터;
상기 대역 제거 필터와 연결된 감쇠기;
상기 분배기의 제 2 출력과 연결된 지연기;
상기 지연기와 연결된 자동 위상 변환기;
상기 감쇠기의 출력과 상기 자동 위상 변환기의 출력을 비교하여 상기 자동 위상 변환기의 위상 변환값을 제어하는 위상 비교기; 및
상기 감쇠기의 출력과 상기 자동 위상 변환기의 출력을 결합하는 결합기를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전치 보상기는, 상기 감쇠기의 출력을 추출하여 상기 위상 비교기로 입력하는 제 1 방향성 결합기와; 상기 자동 위상 변환기의 출력을 추출하여 상기 위상 비교기로 입력하는 제 2 방향성 결합기를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상 방법의 바람직한 실시예는,
입력 신호를 동위상으로 분배하여 제 1 출력 및 제 2 출력을 생성하는 과정;
상기 제 1 출력을 증폭하여 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호를 생성하는 과정;
상기 생성된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호에서 반송파 신호를 억제하는 과정;
상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호에서 억제된 반송파 신호를 감쇠시키는 과정;
상기 제 2 출력을 상기 감쇠된 반송파 신호와 혼 변조 왜곡 신호와 비교하여 180도 지연시키는 과정;
상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 상기 지연된 신호의 위상을 비교하는 과정;
상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 상기 지연된 신호가 180도의 위상 차이를 갖도록, 지연된 신호의 위상을 변환하는 과정; 및
상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 위상 변환된 신호를 결합하는 과정을 포함한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2 는 본 발명에 의한 전치 보상기의 구조도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 분배기(200)와, 분배기(200)와 연결된 구동 증폭기(210), 구동 증폭기와 연결된 대역 제거 필터(230), 대역 제거 필터와 연결된 감쇠기(240), 감쇠기의 출력과 연결된 제 1 방향성 결합기(250), 분배기(200)와 연결된 지연기(220), 지연기와 연결된 자동 위상 변환기(280), 자동 위상 변환기의 출력 중의 하나와 연결된 제 2 방향성 결합기(260), 제 1 방향성 결합기의 출력 및 제 2 방향성 결합기의 출력과 연결되며 자동 위상 변환기를 제어하는 위상 비교기(270), 감쇠기의 출력 및 자동 위상 변환기의 출력과 연결된 결합기(290)로 구성된다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전치 보상기의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리에 대하여 상세히 설명한다.
상기 분배기(200)는 입력 고주파 신호를 동위상으로 분배하여 제 1 출력 및 제 2 출력을 생성한다. 구동 증폭기(210)는 분배기의 제 1 출력인 반송파 신호를 증폭한다. 구동 증폭기는 AB급 트랜지스터를 사용하기 때문에, 증폭된 반송파 신호와 혼 변조 왜곡 신호를 생성한다. 즉, 구동 증폭기는 혼 변조 왜곡 신호를 발생시킨다. 대역 제거 필터(230)는 구동 증폭기의 출력에서 증폭된 반송파 신호를 억제한다. 대역 제거 필터는 대부분의 반송파 신호를 제거하고, 위상 비교를 위한 약간의 신호만을 남겨둔다. 감쇠기(240)는 대역 제거 필터의 출력에 아직 남아있는 잔여 반송파 신호를 감쇠시킨다.
지연기(220)는 분배기(100)의 제 2 출력인 반송파 신호를, 상기 감쇠기(240)의 출력 신호와 180도의 위상차이를 가지도록 지연시킨다. 지연기의 출력 신호는 자동 위상 변환기(280)에서 위상변환된다. 자동 위상 변환기의 위상 변환값의 조정은 위상 비교기(270)에 의해 수행된다. 위상 비교기(270)는 제 1 방향성 결합기(250)에 의해 감쇠기(240)의 출력에서 추출된 혼 변조 왜곡 신호 및 반송파 신호와, 제 2 방향성 결합기(260)에 의해 자동 위상 변조기(280)의 출력에서 추출된 반송파 신호의 위상을 비교한다. 자동 위상 변환기(280)는, 위상 비교기(270)에서 비교된 위상차를 참조하여, 자신의 출력 반송파 신호가, 감쇠기에서 출력된 혼 변조 왜곡 신호 및 반송파 신호와 180도의 위상 차이를 가지도록 만든다.
자동 위상 변환기(280)의 출력 반송파 신호는 감쇠기(240)의 혼 변조 왜곡 신호 및 반송파 신호와 결합기(290)에서 동위상으로 결합된다. 결합기의 출력 반송파 신호는 입력 신호에 비해 3dB 정도만의 이득을 손해본다. 결합기의 출력 신호는 반송파 신호와, 반송파 신호와 180도의 위상차이를 가지는 혼 변조 왜곡 신호이다. 이 출력 신호는 주 증폭기에 입력된다. 반송파 신호와 180도의 위상차이를 가지는 혼 변조 왜곡 신호는 주 증폭기에 의해 발생되는 혼 변조 왜곡 신호를 상쇄시켜 제거한다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상기 발명의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 전치 보상기는 혼 변조 왜곡 신호를 억제하여, 반송파 신호에 대한 상호변조 왜곡 특성을 개선한다. 본 발명에 의한 전치 보상기는 대역 제거 필터를 사용하여 회로를 간단하게 하며, 전치 보상기 자체 왜곡을 제거한다. 또한 주 증폭기의 왜곡 성분을 충분히 제거하여 선형도를 개선할 수 있다.
그리고 종래 기술에 의한 전치 보상기보다 상대적인 이득을 높힘으로써 필요한 소자의 개수를 줄여, 상대적으로 시스템 가격을 낮출 수 있다. 또한 위상 비교기와 자동 위상 변환기를 사용하여 180도 위상 천이를 자동으로 수행함으로써, 시스템의 성능을 향상시킨다.
Claims (3)
- 입력 고주파 신호를 제 1 출력과 제 2 출력으로 분배하는 분배기와;상기 분배기의 제 1 출력과 연결된 구동 증폭기;상기 구동 증폭기와 연결된 대역 제거 필터;상기 대역 제거 필터와 연결된 감쇠기;상기 분배기의 제 2 출력과 연결된 지연기;상기 지연기와 연결된 자동 위상 변환기;상기 감쇠기의 출력과 상기 자동 위상 변환기의 출력을 비교하여 상기 자동 위상 변환기의 위상 변환값을 제어하는 위상 비교기; 및상기 감쇠기의 출력과 상기 자동 위상 변환기의 출력을 결합하여 최종 출력하는 결합기를 포함하는, 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전치 보상기는,상기 감쇠기의 출력을 추출하여 상기 위상 비교기로 입력하는 제 1 방향성 결합기와;상기 자동 위상 변환기의 출력을 추출하여 상기 위상 비교기로 입력하는 제 2 방향성 결합기를 추가로 포함하는, 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상기.
- 입력 신호를 동위상으로 분배하여 제 1 출력 및 제 2 출력을 생성하는 과정;상기 제 1 출력을 증폭하여 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호를 생성하는 과정;상기 생성된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호에서 반송파 신호를 억제하는 과정;상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호에서 억제된 반송파 신호를 감쇠시키는 과정;상기 제 2 출력을 상기 감쇠된 반송파 신호와 혼 변조 왜곡 신호와 비교하여 180도 지연시키는 과정;상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 상기 지연된 신호의 위상을 비교하는 과정;상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 상기 지연된 신호가 180도의 위상 차이를 갖도록, 지연된 신호의 위상을 변환하는 과정; 및상기 억제된 반송파 신호 및 혼 변조 왜곡 신호와, 위상 변환된 신호를 결합하는 과정을 포함하는, 대역 제거 필터를 이용한 전치 보상 방법.
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
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Family
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Country Status (1)
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|---|---|
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-
1998
- 1998-07-18 KR KR1019980029039A patent/KR20000008934A/ko not_active Application Discontinuation
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