KR20000029378A - 피드포워드 증폭기 및 신호 증폭 방법 - Google Patents

피드포워드 증폭기 및 신호 증폭 방법 Download PDF

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루센트 테크놀러지스 인크
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Abstract

피드포워드 증폭기 및 상기 피드포워드 증폭기를 이용한 증폭 방법은 주 증폭기 및/또는 보정 증폭기의 평탄하지 않은 주파수 응답을 보상하기 위해 상기 피드포워드 증폭기의 주 증폭기 및/또는 보정 증폭기와 직렬로 배치된 등화기를 포함한다. 상기 등화기는 변화하는 회로 상태를 조정하기 위해 전자기적인 제어 하에서 조정될 수 있는 전압 제어 가능한 등화기 또는 고정된 파라미터들을 갖는 등화기일 수 있다. 이들 등화기는 필요에 따라서 그리고 원하는 성능에 따라서 선택적으로 사용된다. 상기 피드포워드 증폭기 및 그 증폭 방법은 피드포워드 증폭기의 등화 기능 및 선형화 기능을 개별적으로 수행하며, 비용에 있어서 효과적인 피드포워드 증폭기 및 신호 증폭 방법을 제공한다.

Description

피드포워드 증폭기 및 신호 증폭 방법{Feedforward amplifier and method of amplifying signals}
본 발명은 피드포워드 증폭기 및 피드포워드 증폭기를 사용하여 신호를 증폭하는 방법에 관한 것이다.
상호 변조 일그러짐(intermodulation distortion)을 방지하기 위하여 고도의 증폭기 직선성이 요구되는 멀티 신호 분야에 피드포워드 타입의 선형 RF 파워 증폭기가 이용된다. 특히, 셀룰러 또는 개인 통신 서비스/시스템(PCS) 기지국에는 소형으로 저비용의 피드포워드 RF 파워 증폭기가 필요하다.
셀룰러 또는 PCS 기지국에 일반적으로 사용된 종래의 피드포워드 파워 증폭기는 이상적으로 증폭된 입력 신호와 에러 신호로 이루어진 증폭 신호를 발생한다. 에러 신호는 장치와 환경이 불완전하기 때문에 발생한다.
도 1은 종래의 피드포워드 증폭기의 블록도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 종래의 피드포워드 증폭기(1)의 일례는 입력 신호를 수신하는 스플리터(20)와, 상기 스플리터(10)에 접속된 진폭 조정기(12)와, 상기 진폭 조정기(12)에 접속된 위상 조정기(14)와, 상기 진폭 및 위상 조정기(12 및 14)를 적절히 제어하는 소거(cancellation) 검출기(21)와, 상기 위상 조정기(14)에 접속된 주 증폭기(16)와, 상기 주 증폭기(16)의 출력을 분배하는 지향성 커플러(20)와, 상기 스플리터에 접속된 제 1 지연 유닛(18)과, 상기 커플러(20)에 접속된 제 2 지연 유닛(30)과, 상기 제 1 지연 유닛(18)에 접속된 감산기(22)와, 상기 진폭 조정기(24)에 접속된 위상 조정기와, 상기 진폭 및 위상 조정기(24 및 26)를 적절히 제어하는 파일럿 신호 검출기(31)와, 상기 위상 조정기에 접속된 보정 증폭기(28)와, 상기 제 2 지연 유닛(30)과 출력 신호를 발생하는 보정 증폭기에 접속된 콤바이너(32)를 포함한다.
스플리터(10)는 입력 신호를 둘로 분할하여, 분할된 제 1 입력 신호를 진폭 조정기(12)로 출력하고 분할된 제 2 입력 신호를 제 1 지연 유닛(18)으로 출력한다. 진폭 및 위상 조정기(12 및 14)는 소거 검출기(21)의 제어 하에서, 전체 주파수 대역에 걸친 분할된 제 1 입력 신호의 진폭 및 위상을 각각 조절한다. 주 증폭기(16)는 위상 조정기의 출력을 증폭하여, 상기 증폭된 입력 신호를 지향성 커플러(20)로 출력한다. 상기 지향성 커플러(20)는 상기 증폭된 입력 신호를 제 2 지연 유닛(30)과 감산기(22)로 전송한다. 상기 증폭된 입력 신호는 이상적으로 증폭된 신호와 시스템 및 환경의 불완전성으로 인해 유입된 에러 신호로 구성되어 있다.
스플리터(10)로부터의 분할된 제 2 입력 신호는 소정의 기간동안 제 1 지연 유닛(18)에 의해 지연되어 감산기(22)로 입력된다. 감산기(22)는 상기 지향성 커플러(20)로부터 출력된 상기 증폭된 입력 신호로부터 상기 제 1 지연 유닛(18)으로부터 출력된 신호를 감산한다. 그 결과의 신호는 주 증폭기(16)에 의해 유도된 에러 신호를 나타낸다. 상기 에러 신호는 소거 검출기(21)에 의해 검출되어 모니터된다. 상기 검출에 의거하여, 소거 검출기(21)는 진폭 및 위상 조정기(12 및 14)의 파라미터들을 제어하여 감소된 에러 신호가 콤바이너(32)로부터 출력될 수 있다.
진폭 및 위상 조정기(24 및 26)는 파일럿 신호 검출기(31)의 제ㅔ어 하에서 전체 주파수 데역에 걸쳐 에러 신호의 진폭 및 위상을 각각 조절한다. 진폭 및 위상 조정기(24 및 26)를 제어하기 위해, 파일럿 신호(PI)가 주 증폭기(16)의 입력에 주입되고, 주입된 파일럿 신호(PI)는 콤바이너(32)의 출력에서 파일럿 신호 검출기(31)에 의해 모니터되어 검출된다. 상기 파일럿 신호(PI)는 일반적으로 지정된 주파수에서 펄스이다. 상기 검출에 의거하여, 파일럿 신호 검출기(31)는 진폭 및 위상 조정기(24 및 26)의 파라미터를 제어하여 콤바이너(32)의 출력에 포함된 에러 신호를 최소화한다.
보정 증폭기(28)는 위상 조정기(26)의 출력을 증폭한다. 상기 보정 증폭기(28)가 자체 에러 신호를 상기 보정 증폭기(28)에 입력된 에러 신호에 더하지 않는 한, 상기 보정 증폭기(28)의 출력은 상기 증폭된 입력 신호에 포함된 에러 신호를 소거하는데 이용될 수 있다. 지향성 커플러(20)로부터의 상기 증폭된 입력 신호는 콤바이너(32)에 출력되기 전에 제 2 지연 유닛(30)에 의해 소정 기간 동안 지연된다.
콤바이너(32)는 제 2 지연 유닛(30)으로부터의 상기 증폭된 입력 신호와 보정 증폭기(28)로부터 출력된 상기 증폭된 에러 신호를 더한다. 만약, 시스템 내에서 이득, 위상, 지연이 적절히 설정되면, 보정 증폭기(28)로부터의 에러 신호는 주 증폭기(16)의 출력에 포함된 에러 신호에 대하여 진폭은 동일하지만 위상이 180°차이가 난다. 상기 콤바이너(32) 내에서 주 증폭기(16)의 출력과 상기 보정 증폭기(28)로부터의 에러 신호를 더하면, 콤바이너(32)의 출력에 포함된 에러 신호가 감소될 수 있다.
주 증폭기(16)의 출력에 포함된 에러는 시스템 및 환경의 불완전성으로 인해 유입되며 두 개의 성분, 즉, 1) 비선형 왜곡 성분 및 2) 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 갖는다. 이상적으로는, 주 증폭기(16)의 이득(Pout/Pin, 여기서 Pout은 출력 신호 파워이고 Pin은 입력 신호 파워임)은 예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이 일정해야 하지만, 실제 이들은 점선으로 표시된 것과 같이 비선형 성분을 갖는다. 마찬가지로, 도 2b에서 실선으로 표시된 바와 같이, 주 증폭기(16)의 평탄한 주파수 응답이 이상적이지만, 주 증폭기(16)의 실제 주파수 응답은 도 2b에 점선으로 표시한 바와 같이 일반적으로 평탄하지 않다. 특히 증폭기의 동작 대역폭이 넓은 경우, 비선형 에러 성분과 평탄하지 않은 주파수 응답 에러 성분 중에서, 전체 에러 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 에러 성분이 전체 에러 신호의 전체 특성을 좌우할 수 있다.
과거에는, 종래의 피드포워드 증폭기에서 에러 신호의 이들 두 성분의 효과를 보정하기 위하여, 아주 평탄한 주파수 응답을 갖는 주 증폭기를 설계하는데 많은 관심을 기울였다. 또한, 주 증폭기의 그 외의 평탄하지 않은 주파수 응답을 보상하기 위해 더 크고 더 강력한 보정 증폭기가 사용되었다. 그러나, 보정 정폭기의 설계는 피드포워드 증폭기의 전체적인 효율에 대하여 탁월한 효과를 가지며 주 증폭기 및 보정 증폭기가 모두 파워 증폭기의 최종 비용을 결정하기 때문에, 파워 증폭기의 비용과 효율을 동시에 향상시키는 기술이 요구된다. 따라서 본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 피드포워드 증폭기의 블록도.
도 2a는 도 1의 주 증폭기와 같은 종래의 비피드포워드(non-feedforward) 증폭기의 이득 특성을 도시한 그래프.
도 2b는 도 1의 주 증폭기와 같은 비피드포워드 증폭기의 주파수 응답을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 전압 제어 가능 등화기 및 고정 파라미터들을 갖는 등화기를 구비한 피드포워드 증폭기의 블록도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 두 개의 전압 제어 가능 등화기를 구비한 피드포워드 증폭기의 블록도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 두 개의 전압 제어 가능 등화기를 구비한 피드포워드 증폭기의 블록도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른, 고정 파라미터들을 갖는 등화기 및 전압 제어 가능 등화기를 구비한 피드포워드 증폭기의 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
40A. 피드포워드 증폭기 42. 스플리터
44. 진폭 조정기 46. 위상 조정기
48. 전압 제어가능 등화기 50. 주 증폭기
52. 지향성 커플러 54. 지연 유닛
56. 감산기 58. 진폭 조정기
60. 위상 조정기 62. 고정 등화기
64. 보정 증폭기 66. 콤바이너
68. 지연 유닛 69. 파일럿 신호 검출기
70. 소거 검출기 72. 등화기 제어기
본 발명은 피드포워드 증폭기 및 상기 피드포워드 증폭기를 사용하여 신호를 증폭하는 방법에 관한 것이다. 상기 피드포워드 증폭기 및 그 방법은 주 증폭기 및/또는 보정 증폭기의 평탄하지 않은 주파수 응답을 보상하기 위하여 주 증폭기 및 또는 보정 증폭기와 직렬로 배치된 등화기를 포함한다. 상기 등화기는 변화하는 회로 상태를 조정하기 위해 전자기적인 제어 하에서 조정될 수 있는 전압 제어 가능한 등화기 또는 고정된 파라미터들을 갖는 등화기일 수 있다. 이들 등화기는 필요에 따라서 그리고 원하는 성능에 따라서 선택적으로 사용된다. 본 발명의 피드포워드 증폭기 및 방법은 피드포워드 증폭기의 선형화 기능으로부터 등화 기능을 개별적으로 수행하여 비용에 있어서 효과적인 피드포워드 증폭기 및 신호 증폭 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.
다음의 상세한 설명은 효율이 더 높고, 비용이 감소되고 더 넓은 동작 대역폭을 갖는 피드포워드 증폭기 및 그 증폭 방법에 관한 것이다. 도면에서 동일 참조 번호를 갖는 부품은 동일한 구조 및 기능을 갖는다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전압 제어 가능 등화기 및 고정된 파라미터들을 갖는 등화기("고정 등화기")를 갖는 피드포워드 증폭기의 블록도를 도시한 것이다. 제 3도에 도시된 바와 같이, 피드포워드 증폭기(40A)는 입력 신호를 수신하는 스플리터(42), 상기 스플리터(42)에 접속된 진폭 조정기(44), 상기 진폭 조정기(44)에 접속된 위상 조정기(46), 주 증폭기(50), 상기 주 증폭기(50)의 주파수 응답을 미리 보상하는 전압 제어 가능 등화기(48), 상기 주 증폭기(50)에 접속된 지향성 커플러(52), 상기 커플러(52)에 접속된 감산기(56), 상기 스플리터(42)에 접속된 제 1 지연 유닛(54)을 포함한다.
상기 피드포워드 증폭기(40A)는 상기 감산기(56)에 접속된 소거 검출기(70), 상기 전압 제어가능 등화기(48)를 제어하는 등화기 제어기(72), 상기 감산기(56)에 접속된 진폭 조정기(58)상기 진폭 조정기(58)에 접속된 위상 조정기(60), 상기 위상 조정기(60)에 접속된 고정 등화기(62), 상기 등화기(62)에 접속된 보정 증폭기(64), 상기 지연 유닛(68) 및 보정 증폭기(64)에 접속된 콤바이너(66), 상기 콤바이너(66)에 접속된 파일럿 신호 검출기(69), 상기 커플러(52)에 접속된 제 2 지연 유닛(68)을 더 포함한다. 상기 고정 등화기(62)는 광대역 회로의 주파수 응답을 평탄화하는 기술분야에서 공지되어 있는 등화기이고, 이러한 고정 등화기의 파라미터들은 일단 제조 단계 동안 설정되면 변경될 수 없다. 상기 고정 등화기의 파라미터들은 보정 증폭기(64)의 평타하지 않은 주파수 응답을 보상하도록 영구적으로 설정된다. 상기 전압 제어가능 등화기(48)는 본 기술분야에서 공지된 전압 제어가능 등화기이고, 그 파라미터들은 실제 동작 동안 인가된 전압 신호들을 변화시킴으로서 조정될 수 있다. 상기 전압 제어가능 등화기(62)는 파라미터들의 변화, 예를 들면, 온도 입력 신호, 공급 전압 등에 응답하여 회로 동작을 최적화하도록 변경될 수 있다. 상기 전압 제어가능 등화기(62), 등화기 제어기(72), 소거 검출기(70)는 적절히 제어가능한 등화 유닛을 형성한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 피드포워드 증폭기(40A)의 동작은 도 3을 참조하여 하기에 설명한다.
스플리터(42)는 증폭될 입력 신호, 예를 들면 RF 신호를 수신하고 이 입력 신호를 분할하여 제 1 및 제 2의 분할된 입력 신호를 발생한다. 상기 제 1의 분할된 입력 신호는 진폭 조정기(44)로 출력되고 상기 제 2의 분할된 입력 신호는 제 1 지연 유닛(54)으로 출력된다.
진폭 및 위상 조정기(44 및 46)는 전체 주파수 대역에 걸쳐서 상기 제 1의 분할된 입력 신호의 진폭 및 위상을 균일하게 조정한다. 상기 소거 검출기(70)는 도 1에 도시된 종래의 피드포워드 증폭기(1)에서와 같이 진폭 및 위상 조정기(44 및 46)를 적절히 제어한다. 상기 전압 제어가능 등화기(48)는 위상 조정기(46)의 출력을 수신하고, 등화기 제어기(72)의 제어 하에서 상기 신호의 이득 및/또는 위상을 조정하여 주 증폭기(50)의 평탄하지 않은 주파수 응답을 보정한다. 이렇게 함으로서, 주 증폭기(50)로부터 출력된 신호가 거의 평탄한 주파수 응답 성분을 가질 수 있다. 상기 등화기 제어기(72)는 등화기(48)를 제어하여 온도 변동, 기계적인 마모 및 증폭기 주파수 응답에서의 다른 변화들을 보상한다.
주 증폭기(50)는 소정의 이득에 따라서 전압 제어가능 등화기(48)의 출력을 증폭하여 증폭된 신호 AMP를 발생한다. 상기 증폭된 신호 AMP는 이상적으로 증폭된 신호와, 주로 주 증폭기(50)에서의 비선형성으로 인해 유입된 에러 신호(예를 들면, 도 2a에 도시된 에러 신호)로 이루어져 있다. 상기 지향성 커플러(52)는 증폭된 신호 AMP를 제 2 지연 유닛(68) 및 감산기(56)로 전송한다. 제 2 지연 유닛(68)은 소정 기간 동안 상기 증폭된 신호 AMP를 지연시켜, 설정 시간시 상기 증폭된 신호 AMP를 콤바이너(66)에 출력한다.
한편, 상기 제 1 지연 유닛(54)은 스플리터(42)로부터 출력된 제 2의 분할된 입력 신호를 수신하고 소정 시간 동안 지연시켜 지연된 입력 신호 DIS를 발생한다. 제 1 지연 유닛(54)의 소정의 지연 시간은 진폭 조정기(44), 위상 조정기(46), 전압 제어가능 등화기(48), 주 증폭기(50, 지향성 커플러(52)의 처리 시간에 대응한다. 그 결과, 상기 지연된 입력 신호 DIS 및 증폭된 신호 AMP는 동시에 감산기(56)에 도달한다. 상기 감산기(56)는 제 1 루프 L1에서의 처리과정 동안 상기 증폭된 신호 AMP로부터 상기 지연된 입력 신호 DIS를 감산하고 분리시켜 상기 증폭된 신호 AMP에 유입된 에러 신호 ES를 얻는다. 상기 감산기(56)는 진폭 조정기(58) 및 소거 검출기(70)에 에러 신호 ES를 출력한다.
상기 소거 검출기(7)는 진폭 및 위상 조정기(44 및 46)를 제어하고, 또한 등화기 제어기(72)와 함께 동작하여 상기 에러 신호 ES의 비이상적인 주파수 응답 성분을 최소화한다. 진폭 및 위상 조정기(44 및 46)와 등화기(48)는 상기 소거 검출기(57)에 의해 개별적으로 조정된다. 상기 소거 검출기(70)는 상기 에러 신호 ES의 비이상적인 주파수 응답 성분을 검출하여, 검출 신호를 그 검출 결과에 의거하여 등화기 제어기(72)로 출력한다. 등화기 제어기(72)는 상기 에러 신호 ES(상기 증폭된 신호 AMP에 포함) 비이상적인 주파수 응답 성분이 최소화되도록, 임의의 전압 신호를 등화기(48)에 인가함으로서 상기 검출 신호에 의거하여 전압 제어가능 등화기(48)를 제어한다. 그 결과, 주 증폭기(50)의 출력에 포함된 에러 신호 ES는 주로 비선형 성분을 포함한다.
진폭 조정기(58)는 감산기(56)로부터 에러 신호 ES(비이상적인 주파수 응답 성분이 감소된)를 수신한다. 상기 진폭 및 위상 조정기(58 및 60)는 파일럿 신호 검출기(69)의 제어 하에서 전체 주파수 대역에 걸쳐서 에러 신호 ES의 진폭 및 위상을 균일하게 조정한다. 상기 진폭 및 위상 조정기(58 및 60)을 제어하기 위하여, 파일럿 신호 검출기(69)는 상기 콤바이너(66)의 출력에서의 신호를 검출하는데, 이 신호는 주 증폭기(50)의 입력에서 주입되는 파일럿 신호 PI에 기인하는 신호이다. 상기 검출기(69)는 종래의 피드포워드 증폭기(1)에서와 같이, 콤바이너(66)로부터의 신호에서 검출된 에러에 의거하여 진폭 및 위상 조정기(58 및 60)의 파라미터들을 설정한다. 진폭 및 위상 조정기(58 및 60)는 상기 에러 신호의 특성들을 조정하여, 상기 증폭기(64)에 의해 생성된 신호는 상기 증폭된 신호 AMP와 결합하여 콤바이너(66)의 출력으로부터 에러 신호를 효과적으로 소거할 수 있다.
상기 고정 등화기(62)는 위상 조정기(60)의 출력 신호를 수신하여 상기 보정 증폭기(64)의 입력 신호의 특성들을 변경함으로서 보정 증폭기(64)의 비이상적인 주파수 응답을 보상한다. 상기 보정 증폭기(64)는 소정의 이득에 따라서 상기 고정 등화기(62)의 출력을 증폭하여 소거 신호 CS를 발생한다. 즉, 등화기(62) 및 보정 증폭기(64)의 결합은 거의 평탄한 주파수 응답을 갖는 소거 신호 CS를 발생한다.
콤바이너(66)는 소거 신호 CS를 수신함과 동시에 제 2 지연 유닛(68)으로부터 상기 증폭된 신호 AMP를 수신한다. 이 때, 상기 증폭된 신호 AMP 및 소거 신호 CS의 에러 성분은 초기 진폭은 동일하고 서로에 대하여 180°의 위상차를 갖는다. 콤바이너(66)는 증폭된 신호 AMP와 소거 신호 CS를 결합하여 소거 신호 CS를 이용해서 진폭 신호 AMP의 에러 성분을 소거한다. 그 결과, 더 선형적인 진폭 응답과 더 평탄한 주파수 응답을 갖는 증폭된 신호가 상기 피드포워드 증폭기(40A)로부터 출력된다.
제 2 지연 유닛(68)의 소정 지연 시간은 감산기(56), 진폭 조정기(58), 위상 조정기(60), 고정 등화기(62), 보정 증폭기(64)의 처리 시간에 대응하며, 따라서 상기 증폭된 신호 AMP 및 소거 신호 CS는 동시에 콤바이너(66)에 입력된다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 전압 제어가능 등화기(48)는 제 1 루프 L1에 포함되어 고정 등화기(62)는 제 2 루프 L2에 포함된다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따라서 그 변형들이 본 발명의 일부로서 고려될 수 있다. 피드포워드 증폭기의 최적 효율을 얻기 위해, 파라미터들, 즉, 온도, 입력 신호 등의 변동에 따라서 상이한 타입 및 수의 등화기들이 본 발명에 따른 피드포워드 증폭기에 사용될 수 있다.
예를 들어 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 피드포워드 증폭기(40B)는 동일 참조 번호들로 표시된 피드포워드 증폭기(40A)와 동일한 부품을 갖는 외에 두 개의 고정 등화기(62a 및 62b)를 포함한다. 상기 고정 등화기(62a 및 62b)는 이들의 파라미터들이 제조 단계 동안 일단 설정되면 변경될 수 없다는 점에 있어서 도 3의 고정 등화기(62)와 동일하다. 따라서, 상기 고정 등화기(62a 및 62b)는 상기 등화기(62a 및 62b)의 고정된 특성에 따라서 주 증폭기 및 보정 증폭기(50 및 64)에 대한 입력 신호를 조절하여 주 증폭기 및 보정 증폭기(50 및 64)의 평탄하지 않은 주파수 응답을 보상한다.
도 5에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 피드포워드 증폭기(40C)는 동일 참조 번호로 표시된 피드포워드 증폭기(40A)와 동일한 부품을 갖는 외에 두 개의 전압 제어가능 등화기(48)를 포함한다. 상기 피드포워드 증폭기(40C)는 파일럿 신호 검출기(78) 및 전압 제어가능 등화기(74)를 가변적으로 제어하는 등화기 제어기(76)를 포함한다.
전압 제어가능 등화기(48)는 주 증폭기(50)의 입력 신호를 조정하여 상기 제 1 실시예에서 논의한 등화기 제어기(72)의 제어 하에서 주 증폭기(50)의 평탄하지 않은 주파수 응답을 보상한다. 주 증폭기(50)의 입력에서, 상기 증폭된 신호의 에러 성분을 닮은 파일럿 신호 PS가 주입된다. 이 파일럿 신호 PS는, 파일럿 신호 PI가 고정된 주파수에서 펄스인 반면에 파일럿 신호 PS는 상이한 주파수에서 복수의 상이한 신호 부분들로 이루어져 있다는 점에서 이전의 실시예들에 사용된 파일럿 신호 PI와 상이하다. 양호하게는, 상기 파일럿 신호 PS가 증폭기(50)에 입력되는 주 신호에 의해 사용된 주파수 범위의 두 한계 바로 밖의 주파수에서 두 개의 펄스일 수도 있다. 한편, 상기 파일럿 신호 PS는 단기간 동안 상이한 주파수로 되는 점핑(jumping) 신호, 증폭기(50)에 대한 주 신호 입력으로 사용된 주파수 범위의 두 한계 외부 및 근방의 주파수들을 갖는 동시에 발생된 복수의 펄스들 또는 신호가 존재하지 않는 주파수에서 주 신호의 주파수 범위 내의 복수의 펄스들일 수도 있다. 주 신호의 주파수 범위 바로 밖의 파일럿 신호 PS를 사용하면, 제어기(76)가 주 신호의 주파수 범위 내에서 사용되는 등화기(74)를 조정하기에 적절한 데이터를 제공할 수 있다. 본 발명의 일부로서 파일럿 신호 PS의 다른 변경을 고려할 수도 있다.
파일럿 신호 검출기(78)는 도 3의 파일럿 신호 검출기(69)와 유사하게, 또한 콤바이너(66)의 출력에서 주 증폭기(50)의 입력에 주입된 파일럿 신호 PI를 검출하고, 파일럿 신호 PI를 이용하여 진폭 및 위상 조정기(58 및 60)를 제어한다. 또한, 파일럿 신호 검출기(78)는 콤바아너(66)의 출력에서 파일럿 신호 PS를 검출하며, 이 검출은 등화기 제어기(76)가 등화기(74)의 전압을 제어하여 에러 신호 ES의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 최소화하는데 이용된다. 상기 파일럿 lts호 PI는 이득 및 위상 조정기(58)를 제어하는데 사용되지만 파일럿 신호 PS는 등화기(74)를 제어하는데 사용된다. 한 변형으로서, 파일럿 신호 PS의 한 부분, 예를 들면 펄스가 상기 진폭 및 위상 조정기(58 및 50)를 제어하기 위해 파일럿 신호 PI로서 사용될 수도 있다. 따라서, 콤바이너(66)는 최소 에러 신호를 갖는 이상적으로 증폭된 신호를 출력한다.
도 6에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 피드포워드 증폭기(40D)는 제 1 루프 L1에 고정 등화기(62)를 포함하고, 제 루프 L2에 전압 제어가능 등화기(74)를 포함한다. 또한, 상기 피드포워드 증폭기 40D는 동일한 참조 번호로 표시된, 피드포워드 증폭기(40A)와 동일한 부품을 포함한다. 상기 고정 등화기(62)는 등화기(62)의 고정 파라미터들에 따라서 상기 주 증폭기(50)의 입력 신호를 변경하여 주 증폭기(50)의 평탄하지 않은 주파수 응답을 보상한다. 상기 파일럿 신호 검출기(78)는 도 3의 파일럿 검출기(69)와 마찬가지로 상기 콤바이너(66)의 출력에서 파일럿 신호 PI를 검출한다. 또한, 제 3 실시예에서 논의한 바와 같이, 상기 파일럿 신호 검출기(78)는 주 증폭기(50)의 입력에서 주입된 파일럿 신호 PS를 검출하고, 상기 등화기 제어기(76)는 검출기(78)에 의한 검출에 의거하여 전압 제어가능 등화기(74)의 전압을 제어하여, 보정 증폭기(64)에 입력되기 전에 에러 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 최소화한다.
또 다른 실시예들에서는 단지 하나의 등화기만 피드포워드 증폭기에 제공된다. 이 등화기는 제 1 또는 제 2 루프 L1 또는 L2 중 어느 하나에 위치할 수 있으며, 관련 등화기 제어기(72 또는 76) 및 검출기(70 또는 78)를 구비한 고정 등화기(62) 또는 전압 제어가능 등화기(48 또는 74)일 수 있다.
또한, 각각의 등화기 제어기(72 및 76)는 검출기(70 및 78)로부터 검출 신호를 수신하는 컴퓨터 알고리즘(프로그램)을 구현하는 디지털 신호 처리기(DSP)를 포함하여, 피드포워드 증폭기의 최적의 효율을 위해 전압 제어 신호를 상기 등화기에 발생할 수 있다.
본 발명의 피드포워드 증폭기 및 그 증폭 방법에 따르면, 피드포워드 증폭기의 주파수 등화 기능은 선형화 기능과 분리되어 있으며, 주 증폭기 및/또는 보정 증폭기의 입력에 위치한 등화기에 의해 행해진다. 이에 따라서, 보정 증폭기(64)를 소형 및 저전력으로 할 수 있고, 주 증폭기(50)를 저비용으로 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 피드포워드 증폭기의 비용 및 크기가 종래의 피드포워드 증폭기들에 비하여 상당히 감소되고, 더 큰 동작 대역폭을 갖는 더 효율적인 피드포워드 증폭기 및 증폭 방법이 제공된다

Claims (40)

  1. 피드포워드 증폭기로서,
    입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호에 의거하여 제 1 증폭 신호를 생성하고, 상기 제 1 증폭 신호로부터 에러 신호를 분리하는 제 1 회로와,
    상기 제 1 회로에 결합되어 있으며, 상기 분리된 에러 신호에 의거하여 소거 신호를 생성하고, 상기 제 1 증폭 신호와 상기 소거 신호를 결합하여 제 2 증폭 신호를 생성하는 제 2 회로와,
    상기 제 1 및 제 2 회로 중 적어도 하나의 회로내에 배치되어, 상기 제 2 증폭 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 제어하는 적어도 하나의 등화기를 포함하는 피드포워드 증폭기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 등화기는 상기 제 1 회로내에 위치한 제 1 타입의 등화기를 포함하는 피드포워드 증폭기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 타입의 등화기는 조정 가능한 특성들을 갖는 전압 제어가능 등화기인 피드포워드 증폭기.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 타입의 등화기는 고정된 특성들을 갖는 고정 등화기인 피드포워드 증폭기.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 등화기는 상기 제 2 회로내에 위치한 제 1 타입의 등화기를 포함하는 피드포워드 증폭기.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 타입의 등화기는 조정 가능한 특성들을 갖는 전압 제어가능 등화기인 피드포워드 증폭기.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 타입의 등화기는 고정된 특성들을 갖는 고정 등화기인 피드포워드 증폭기.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 등화기는 상기 제 2 회로내에 위치한 제 2 타입의 등화기를 더 포함하는 피드포워드 증폭기.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 타입의 등화기는 조정 가능한 특성들을 갖는 전압 제어가능 등화기이고, 상기 제 2 타입의 등화기는 고정된 특성들을 갖는 고정 등화기인 피드포워드 증폭기.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 제 2 타입의 등화기는 조정 가능한 특성들을 갖는 전압 제어가능 등화기이고, 상기 제 1 타입의 등화기는 고정된 특성들을 갖는 고정 등화기인 피드포워드 증폭기.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 등화기는 상기 제 1 회로내에 제 1 등화기를 포함하고, 상기 제 2 회로내에 제 2 등화기를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 등화기는 고정된 특성들을 갖는 피드포워드 증폭기.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 등화기는 상기 제 1 회로내에 제 1 등화기를 포함하고, 상기 제 2 회로내에 제 2 등화기를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 등화기는 조정 가능한 특성들을 갖는 피드포워드 증폭기.
  13. 제 3항에 있어서, 전압 제어가능 등화기의 조정 가능한 특성들을 제어하는 등화기 제어 유닛을 더 포함하는 피드포워드 증폭기.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 등화기 제어 유닛은
    상기 제 1 회로로부터 상기 분리된 에러 신호를 수신하고 상기 에러 신호의 주파수 응답을 검출하여 검출 신호를 생성하는 검출기와,
    상기 검출 신호에 의거하여 상기 전압 제어가능 등화기의 상기 조정 가능한 특성들을 변화시키는 제어기를 포함하는 피드포워드 증폭기.
  15. 제 6항에 있어서, 상기 전압 제어가능 등화기의 상기 조정 가능한 특성들을 제어하는 등화기 제어 유닛을 더 포함하는 피드포워드 증폭기.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 등화기 제어 유닛은
    상기 제 1 회로에 주입된 파일럿 신호를 검출하고 상기 검출 결과에 의거하여 검출 신호를 생성하는 파일럿 신호 검출기와,
    상기 검출 신호에 의거하여 상기 전압 제어가능 등화기의 조정 가능한 특성들을 변화시키는 제어기를 포함하는 피드포워드 증폭기.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 회로는 상기 입력 신호를 제 1의 분할된 입력 신호 및 제 2 의 분할된 입력 신호로 분할하는 스플리터와,
    상기 제 1의 분할된 입력 신호의 이득 및 위상을 조정하는 조정 유닛을 포함하는 피드포워드 증폭기.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제 1 회로는 상기 제 1의 분할된 입력 신호를 증폭하여 상기 제 1 증폭 신호를 출력하는 주 증폭기를 더 포함하는 피드포워드 증폭기.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 제 1 회로는
    상기 스플리터로부터의 상기 제 2의 분할된 입력 신호를 소정의 기간 동안 지연시키는 지연 유닛과,
    상기 지연 유닛의 출력을 수신하고, 상기 제 1 증폭 신호로부터 상기 지연 유닛의 신호를 감산하여 상기 에러 신호를 분리하는 감산기를 더 포함하는 피드포워드 증폭기.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 회로는
    상기 제 1 증폭 신호를 소정 기간 동안 지연시키는 지연 유닛과,
    상기 제 1 회로로부터 출력된 에러신호의 이득 및 위상을 변화시키는 조정 유닛과,
    상기 에러 신호를 증폭하여 상기 소거 신호를 출력하는 보정 증폭기를 포함하는 피드포워드 증폭기.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제 2 회로는 상기 지연 유닛의 출력을 상기 보정 증폭기로부터 출력된 소거 신호와 결합하여 상기 제 2 증폭 신호를 생성하는 콤바이너를 더 포함하는 피드포워드 증폭기.
  22. 피드포워드 증폭 방법으로서,
    제 1 증폭 신호로부터 에러 신호를 분리하는 단계와,
    상기 에러 신호에 의거하여 소거 신호를 생성하는단계와,
    상기 제 1 증폭 신호와 상기 소거 신호를 결합하여 제 2 증폭 신호를 생성하는 단계와,
    적어도 하나의 등화기를 사용하여 상기 제 2 증폭 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 보상하는 단계를 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 분리 단계는 증폭될 입력 신호의 이득 및 위상을 조정하는 단계를 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 보상 단계는 상기 조정 단계로부터 출력된 상기 이득 및 위상 조정 신호의 주파수 응답을 제어하는 단계를 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 분리 단계는
    상기 제어 단계로부터 출력된 신호를 증폭하여 상기 제 1 증폭 신호를 생성하는 단계와,
    상기 입력 신호를 소정 기간 동안 지연시켜 지연된 입력 신호를 생성하는 단계와,
    상기 제 1 증폭 신호와 상기 지연된 입력 신호를 결합하여 상기 에러 신호를 분리하는 단계를 더 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  26. 제 22항에 있어서, 상기 보상 단계는
    상기 에러 신호의 주파수 응답을 검출하는 단계와,
    상기 검출 단계로부터의 결과에 의거하여 제어 신호들을 생성하는 단계와,
    상기 제어 신호들에 의거하여 상기 적어도 하나의 등화기의 파라미터들을 조정하는 단계를 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  27. 제 22항에 있어서, 상기 생성 단계는 상기 에러 신호의 이득 및 위상을 조정하는 단계를 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 보상 단계는 상기 조정 단계로부터 출력된 이득 및 위상 조정 신호의 특성들을 변화시켜, 상기 제 2 증폭 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 보상하는 피드포워드 증폭 방법.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 생성 단계는 상기 보상 단계로부터 출력된 신호를 증폭하여 상기 소거 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  30. 제 22항에 있어서, 상기 보상 단계에서, 상기 적어도 하나의 등화기는 가변 특성들을 갖는 전압 제어가능 등화기와 고정된 특성들을 갖는 등화기 중 적어도 하나의 등화기를 포함하는 피드포워드 증폭 방법.
  31. 피드포워드 증폭기에 포함된 등화기를 적절히 제어하는 컴퓨터 판독가능 매체 상에 포함된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 피드포워드 증폭기에서 생성된 증폭 신호에 포함된 에러 신호를 검출하기 위한 제 1 소스 코드 세그먼트와,
    상기 에러 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 최소화하기 위해, 상기 검출 결과에 의거하여 제어 신호를 생성하여 상기 제어 신호를 상기 등화기에 제공하기 위한 제 2 소스 코드 세그먼트를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 등화기는 전압 제어가능 등화기인 컴퓨터 프로그램.
  33. 피드포워드 증폭기에 포함된 등화기를 적절히 제어하는 컴퓨터 판독가능 매체 상에 포함된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 피드포워드 증폭기에서 생성된 증폭 신호내의 파일럿 신호를 검출하기 위한 제 1 소스 코드 세그먼트와,
    상기 파일럿 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 최소화하기 위해, 상기 검출 결과에 의거하여 제어 신호를 생성하여 상기 제어 신호를 상기 등화기에 제공하기 위한 제 2 소스 코드 세그먼트를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 등화기는 전압 제어가능 등화기인 컴퓨터 프로그램.
  35. 제 33항에 있어서, 상기 파일럿 신호는 상이한 주파수에서 복수의 펄스로 구성되는 컴퓨터 프로그램.
  36. 피드포워드 증폭기에 포함된 등화기를 적절히 제어하기 위한 컴퓨터 데이터 신호로서,
    상기 피드포워드 증폭기에서 생성된 증폭 신호로부터 검출된 에러 신호를 포함하는 제 1 신호 세그먼트와,
    상기 에러 신호에 의거하여 생성된 제어 신호를 포함하는 제 2 신호 세그먼트를 포함하고,
    상기 제어 신호는 상기 에러 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 최소화하도록 상기 등화기를 제어하는 컴퓨터 데이터 신호.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 컴퓨터 데이터 신호는 반송파에 포함되는 데이터 신호.
  38. 피드포워드 증폭기에 포함된 등화기를 적절히 제어하기 위한 컴퓨터 데이터 신호로서,
    상기 피드포워드 증폭기에서 생성된 증폭 신호에서 검출된 파일럿 신호를 포함하는 제 1 신호 세그먼트와,
    상기 파일럿 신호에 의거하여 생성된 제어 신호를 포함하는 제 2 신호 세그먼트를 포함하고,
    상기 제어 신호는 상기 파일럿 신호의 평탄하지 않은 주파수 응답 성분을 최소화하도록 상기 등화기를 제어하는 컴퓨터 데이터 신호.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 컴퓨터 데이터 신호는 반송파에 포함되는 컴퓨터 데이터 신호.
  40. 제 38항에 있어서, 상기 파일럿 신호는 상이한 주파수에서 복수의 펄스로 구성되는 컴퓨터 데이터 신호.
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