KR20000052510A - 위상 에러를 감소시킬 수 있는 버스트형 전송출력전력제어장치 - Google Patents

위상 에러를 감소시킬 수 있는 버스트형 전송출력전력제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20000052510A
KR20000052510A KR1019990058955A KR19990058955A KR20000052510A KR 20000052510 A KR20000052510 A KR 20000052510A KR 1019990058955 A KR1019990058955 A KR 1019990058955A KR 19990058955 A KR19990058955 A KR 19990058955A KR 20000052510 A KR20000052510 A KR 20000052510A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
high power
power amplifier
voltage
amplifier
burst
Prior art date
Application number
KR1019990058955A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100380429B1 (ko
Inventor
모찌즈끼다꾸지
Original Assignee
가네꼬 히사시
닛뽕덴끼 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가네꼬 히사시, 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤 filed Critical 가네꼬 히사시
Publication of KR20000052510A publication Critical patent/KR20000052510A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100380429B1 publication Critical patent/KR100380429B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
    • H03G3/3047Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers for intermittent signals, e.g. burst signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/004Control by varying the supply voltage
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0416Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control

Abstract

버스트형 전송출력 전력제어장치는, 변조파 신호 (Sin) 를 증폭하는 가변 전력 드라이버 (10) 에 의해 형성된 개방루프, 포화형 고전력 증폭기 (2) 및 방향성 커플러 (3) 를 구비한다. 폐쇄루프는, 방향성 커플러에 연결된 가변 감쇠기 (9), 검출기 (5), 및 포화형 출력 전력 증폭기에 연결된 비교 에러 증폭기 (6) 로 구성된다. 전압 변환기 (11) 는 포화형 고전력 증폭기에 전원 전압 (VP') 을 공급하여 포화형 고전력 증폭기의 포화형 출력이 상승 및 하강 시간 주기를 포함하는 정상 상태 전후의 짧은 주기동안에만 상승된다.

Description

위상 에러를 감소시킬 수 있는 버스트형 전송출력 전력제어장치{BUSRT-TYPE TRANSMISSION OUTPUT CONTROL APPARATUS CAPABLE OF REDUCING PHASE ERRORS}
본 발명은, 무선 송신기의 버스트형 전송전력 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 넓은 동적 범위에 대하여 전송전력을 안정적이면서도 정밀하게 제어하기 위해 필요한 시분할 다중 액세스 (TDMA) 시스템의 무선 송신기에 대하여 적절히 사용될 수 있는 버스트형 전송전력 제어장치에 관한 것이다.
최근에 이동 통신 단말기 분야에서, 특히 전화를 사용하는 이동중인 가입자를 위해 설계된 특정 그룹 이동 (GSM) 시스템일 수도 있는 무선전화 이동통신 시스템에 있어서 현저한 기술적 발전이 있었다. 이러한 이동통신 시스템에 의해 사용되는 전송 시스템은, 음질이 향상되고 부호화 신호의 기밀성이 유지되며 통신 용량이 증가되는 디지털 전환 기술에 기초한 네트워크와 호환성을 갖추고자 하는 요구에 상응하기 위해 아날로그 무선 전송 시스템으로부터 디지털 무선 전송 시스템으로 변화되고 있다.
GSM 시스템과 같은 지상 이동통신 시스템에 더하여, 저고도 및 중고도의 궤도 이동위성 통신 시스템은, 끊김없는 방식으로 휴대용 단말기 기술과 함께 서로 연결될 수 있는 글로벌 디지털 이동통신 시스템으로서 최근에 상업적으로 실현가능하게 되었다. 그 결과, 이러한 시스템 및 단말기에 대한 요구가 급속히 증가되고 있다.
이러한 이동 통신 시스템에서, 휴대용 단말기의 하드웨어의 부하를 줄이고자 단일 통신을 위해 상기 휴대용 단말기용으로 TDMA 무선 시스템이 사용된다.
또한, 전송 버스트 출력 레벨을 정교하게 제어하기위해 그리고 버스트를 턴온/오프할 때 주파수대에서 전송 스펙트럼의 인접 채널로의 확산을 막기위해 정상 상태 전후에 가해지는 램프 파형을 포함하는 전력 출력을 제어하기에 적합한 고속 자동전력 제어 (APC) 시스템은, 트래픽 강도의 일정 레벨을 다룰 수 있고 동일한 통신 셀내에서 고밀도 다중 액세스가 가능한 전송/수신 라인의 품질을 유지하기위해 사용되어왔다.
제 1 종래 기술 버스트형 전력 제어장치는, 검출기로 전송 전력의 일부를 검출하며 GaAs 전계효과 트랜지스터 (FET) 또는 Si 바이폴러 트랜지스터 (JP-A-5-152977 의 도 9 참조) 로 형성된 고전력 증폭기의 게이트로 다시 공급하는 폐쇄루프형이다. 이것은 이후 상세히 설명된다.
그러나, 제 1 종래 기술의 버스트형 전송전력 제어장치는, 검출기의 동적 범위가 좁기에, 전송 버스트 신호의 상승 및 하강 특성의 속도를 증가시키기 어렵고 전송 버스트 신호의 전력 레벨을 증가시키기 어렵다.
제 2 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치는 제 1 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치의 폐쇄루프에서 가변 감쇠기를 더 구비한다 (JP-A-5-152977 의 도 10 참조). 가변 감쇠기의 감쇠도는 검출기의 최대 입력 레벨이 일정하도록 제어되고, 따라서 폐쇄루프의 동적 범위를 넓히게 되며, 이에따라 검출기의 동작이 재생성면에서 안정화된다. 이것은 이후 상세히 설명될 것이다.
그러나, 제 2 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치에 있어서, 고전력 증폭기의 제어 감도는 향상되지 않고, 따라서 높은 댐핑 계수를 나타내며 상승 버스트 주기동안 오버슈트 또는 언더슈트가 발생한다.
제 3 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치는, 전력 출력 레벨에 의존하는 고전력 증폭기의 요동을 억제하기 위해, 제 2 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치의 고전력 증폭기라는 점에 더하여 가변 전력 드라이버 증폭기를 더 구비한다 (JP-A-10-172380 및 JP-A-5-152977 의 도 1 참조). 이것은 이후 상세히 설명될 것이다.
그러나, 상기한 제 3 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치에 있어서, 버스트 상승 및 하강 시간 주기에서 또는 상기 주기 근처에서 고전력 증폭기 내부에서 발생하는 진폭 엔벌로프에서 갑작스런 요동이 위상 요동 영역위에서 교차하기 때문에, 고전력 증폭기에서 위상 요동이 발생한다.
본 발명의 목적은, 위상 요동, 즉 위상 에러를 감소시킬 수 있는 버스트형 전송 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 버스트형 전송출력 제어장치는, 변조파 신호를 증폭하기위해 가변 전력 드라이버에 의해 형성된 개방루프, 포화형 고전력 증폭기, 방향성 커플러를 포함한다. 폐쇄루프는 상기 방향성 커플러에 연결된 가변 감쇠기, 포화형 출력 전력 증폭기에 연결된 비교 에러 증폭기 및 검출기에 의해 구성된다. 전압 변환기는 전원 전압을 포화형 고전력 증폭기에 공급하여 포화형 고전력 증폭기의 포화 출력이 상승 및 하강 시간 주기를 포함하는 정상 상태 파형의 전후의 짧은 주기동안에만 상승된다.
본 발명은 종래 기술과 비교할 때 첨부 도면과 함께 아래에 설명되는 상세한 설명에서 보다 명백히 이해될 것이다.
바람직한 실시예의 설명에 앞서, 종래 기술의 버스트형 전송출력 제어장치는 도 1, 2a, 2b, 2c, 3, 4, 및 5 에서 설명된다.
제 1 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치 (JP-A-5-152977 의 도 9 참조) 를 도시하는 도 1 에서, 변조파 발생기, 즉, 이 경우에는 전압 제어 발진기 (VCO) 로부터 발생한 변조 신호 (Sin) 는 고전력 증폭기 (2) 로 전송된다. 그 결과, 고전력 증폭기 (2) 는 변조 신호 (Sin) 에 의해 구동되어 방향성 커플러 (3) 를 통해 전송 버스트 신호 (Sout) 를 발생시킨다. 전송 버스트 신호 (Sout) 는 안테나 (4) 로부터 방사된다.
방향성 커플러 (3) 는 전송 버스트 신호 (Sout) 의 일부를 취하고 다이오드로 형성된 검출기 (5) 는 방향성 커플러 (3) 의 출력 신호를 검출한다. 비교 에러 증폭기 (6) 는 도 2a 에 도시된 바와같이 기준 전압 (Vref) 을 도 2b 에 도시된 바와같이 검출기 (5) 의 검출 전압 (Vdet) 과 비교하여 기준 전압 (Vref) 과 검출 전압 (Vdet) 간의 차이에 맞춰 에러 전압 (Verror) 을 발생시킨다.
고전력 증폭기 (2) 는 에러 전압 (Verror) 을 수신하는 게이트, 전원 배터리 (7) 로부터 전원 전압 (Vp) 을 수신하는 드레인 및 접지된 소스를 갖는 GaAs 전계효과 트랜지스터 (FET) 에 의해 구성된다.
따라서, 전송 버스트 신호 (Sout) 는 검출기 (5) 및 비교 에러 증폭기 (6) 의 폐쇄루프에 의해 고전력 증폭기 (2) 로 다시 공급되어, 도 2c 에 도시된 바와같이 전송 버스트 신호 (Sout) 는 도 2a 에 도시된 바와같이 기준 전압 (Vref) 과 가깝게 형성된다. 환언하면, 전송 버스트 신호 (Sout) 가 원하는 레벨보다 높은 레벨인 Vdet> Vref일 때, 비교 에러 증폭기 (6) 는 에러 전압 (Verror) 을 감소시키고, 이에따라 전송 버스트 신호 (Sout) 의 레벨을 감소시킨다. 반면에, 전송 버스트 신호 (Sout) 가 원하는 레벨보다 낮은 레벨인 Vdet< Vref일 때, 비교 에러 증폭기 (6) 는 에러 전압 (Verror) 을 증가시키고, 이에따라 전송 버스트 신호 (Sout) 의 레벨을 증가시킨다.
기준 전압 (Vref) 은 기지국 등으로부터 제어 신호 (Sout) 를 수신하는 제어유닛 (8) 으로부터 발생한다. 제어유닛 (8) 은, 시간에 대하여 시간 (t2 및 t3) 으로 정의된 정상 상태 시간 주기에서 직각 엔벌로프 파형, 시간 (t1 및 t2) 으로 정의된 상승 시간 주기에서 상승 램프 엔벌로프 파형, 및 시간 (t3 및 t4) 으로 정의된 하강 시간 주기에서 하강 램프 엔벌로프 파형을 컨버룻한다 (convolute). 상승 및 하강 램프 엔벌로프 파형은 고전력 증폭기 (2) 의 GaAs FET 의 전환으로 인한 전송 버스트 신호 (Sout) 의 의사 스펙트럼을 제거하는데 도움이 된다.
제어 신호 (Scont) 에 의존하는 기준 전압 (Vref) 의 파형은 제어유닛 (8) 의 리드 온리 메모리 (ROM) 에 또는 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 에 미리 저장된다.
개인 디지털 셀룰러 (PDC) 용으로 π/4 천이 직각 위상 편이 (QPSK) 변조와는 달리 고유의 진폭 요동이 없는 각 변조인 가우스 필터링 최소 편이 (GMSK) 변조와 같은 고정된 엔벌로프 변조 경우에, 평균화된 전력을 고려하여, 전송 버스트 신호 (Sout) 의 엔벌로프 검출후에 진폭 요동을 포함하는 검출 전압 (Vdet) 을 부드럽게 하기위해 비교 에러 증폭기 (6) 를 포함하는 루프 증폭기용으로 비교적 넓은 시간 상수를 선택하는 비교 에러 제어를 할 필요가 없다. 환언하면, 비교적 작은 시간 상수를 미리 선택할 수 있고 포화 전력 레벨의 귀환 제어 및 이에따라 자동 위상 제어 (APC) 루프의 고속 동작을 수행하기 위한 설계 파라미터만을 특정화할 수 있다.
그러나, 도 1 의 버스트형 전송 전력 제어장치에 있어서, 검출기 (5) 의 동적 범위가 좁기에, 전송 버스트 신호 (Sout) 의 상승 및 하강 특성의 속도를 증가시키기 어렵고 전송 버스트 신호 (Sout) 의 전력 레벨을 증가시키기 어렵다.
또한, 고전력 증폭기 (2) 용으로 낮은 전송 전력 레벨이 선택될 때, 검출 감도는 자신의 온도에 의존하여 요동한다.
또한, 고전력 증폭기 (2) 용으로 낮은 전송 전력 레벨이 선택될 때, 고전력 증폭기 (2) 의 출력 게이트 제어 감도는 높게 되어 요동하며, 그 결과 저전력 APC 제어 동작이 재생성이라는 면에서 안정적으로 수행될 수 없다.
제 2 종래 기술의 버스트형 전송 제어장치 (JP-A-5-152977 의 도 10 참조) 를 도시하는 도 3 에서, 가변 감쇠기 (9) 는 도 1 의 검출기 (5) 및 방향성 커플러 (9) 간에 삽입된다. 가변 감쇠기 (9) 는, 검출기 (5) 의 최대 입력 레벨이 일정하도록 제어유닛 (8) 으로부터 제어 전압 (Va) 에 의해 제어된다. 따라서, 검출기 (5) 에 대하여 가변 감쇠기 (9) 를 업스트림으로 배열함으로써 검출기 (5) 의 제어 감도가 실질적으로 일정한 레벨로 유지된다면, 고출력 전력 감쇠기 (9), 검출기 (5) 및 비교 에러 증폭기 (6) 로 형성된 폐쇄루프에 의해 저전력 출력으로부터 고전력 출력인 넓은 동적 범위에 대하여 정밀한 전송 전력 제어를 제공할 수 있다. 따라서, 폐쇄루프의 동적 범위는 넓어져 검출기 (5) 의 동작이 재생성이라는 면에서 안정화된다.
그러나, 도 3 의 버스트형 전송 제어장치에 있어서, 고전력 증폭기 (2) 의 제어 감도가 향상되지 않았기에, 특히 고전력 증폭기 (2) 용으로 저전송 전력 레벨이 선택될 때 고전력 증폭기 (2) 의 제어 감도가 높기에, 보다 높은 개방루프 이득 및 보다 넓은 루프 대역이 얻어지고, 따라서 높은 댐핑 계수를 보이며 상승 버스트 주기동안 오버슈트 또는 언더슈트가 발생한다.
보다 상세하게, 에러 전압 (Verror) 과 전송 버스트 신호 (Sout) 또는 고전력 증폭기 (2) 의 출력전압 간의 관계에 대하여, 고전력 증폭기 (2) 의 에러 전압 증분당 전력 증분에 의해 한정되는 제어 감도는, 전송 버스트 신호 (Sout) 또는 고전력 증폭기 (2) 의 출력전압이 낮은 전력 출력을 발생시킬 때 높은 곡선 형태이며 최대 전력 출력 근처에서 포화 레벨로 된다.
따라서, 고전력 증폭기 (2) 의 제어 감도는 전송 전력 레벨에 의존하여 크게 변한다.
특히, 제어 감도는 급격히 상승되어 전력 출력 레벨이 낮을 때 상기한 방식으로 폐쇄루프가 의사 발진을 발생시킨다.
저전력 출력 레벨이 선택될 때 발생하는 폐쇄루프의 상기 발진은 루프 대역을 좁히기 위해 어떤 다른 상수를 적절히 선택하고 상기 폐쇄루프의 응답을 지연시키기 위해 폐쇄루프용으로 많은 시간 기준을 적용함으로써 제거될 수 있다. 그러나, 제어 감도를 정정하는 이러한 기술로도, 폐쇄루프의 응답은 일정하게 지연된다. 특히, 최대 전력 출력이 선택될 때 고전력 증폭기 (2) 의 제어 감도는 떨어지기에, 폐쇄루프의 응답은 이때 크게 지연되어 정상 상태 버스트의 전후에서 램프 파형을 포함하는 버스트 출력을 원하는 방식으로 제어할 수 없다. 그 결과, 고전력 증폭기 (2) 의 전력 이득 및/또는 입력 레벨, 공급 전압에서 요동을 포함하는 다양한 환경 변화에 대한 APC 의 효과를 더이상 기대할 수 없을 것이다.
따라서, 도 3 의 버스트형 전송 제어장치에서, 위상이 루프 대역내에서 급격한 반전을 나타내게 만들 수 있는 폐쇄루프에서 저항/인덕턴스/커패시턴스 (RLC) 상수가 있다면, 위상에 대하여 또는 진폭에 대하여 어떠 안전한 이득도 보장받을 수 없고 개방 루프 전달 특성의 보다 높은 차수의 곡선이 0 이득을 교차하는 주파수에서 또는 주파수 근처에서 발생한 양의 귀환 때문에 의사 발진이 발생할 수도 있다.
제 3 종래 기술의 버스트형 전송 출력 제어장치를 도시하는 도 5 에서 (JP-A-5-152977 및 JP-A-10-172380 의 도 1 참조), 전력 출력 레벨에 의존하는 고전력 증폭기 (2) 의 제어 감도의 요동을 억제하기 위해 자신의 이득을 조절할 수 있는 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 는 변조파 발생기 (1) 및 고전력 증폭기 (2) 간에 연결된다.
도 5 에서, 비교 에러 증폭기 (6) 로부터의 에러 전압 (Verror) 에 의해 고전력 증폭기 (2) 의 출력을 제어하는 귀환 제어에 더하여, 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 의 출력 레벨을 제어하는 피드 순방향 제어는, 고전력 증폭기 (2) 가 원하는 전송 전력 레벨에 비하여 실질적으로 일정한 제어 감도 레벨을 나타내는 방식으로 실행된다. 환언하면, 폐쇄루프의 검출 감도를 전송 전력 출력에 있는 요동에 비하여 일정하게 유지하기에 적절한 폐쇄루프 귀환 제어에 더하여, 개방 제어, 즉, 전송 전력 레벨에 응답하여 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 의 출력 레벨에 피드 순방향 제어가 제공되어 고전압 전력 증폭기 (2) 의 제어 감도가 일정한 레벨을 나타내게 한다. 따라서, 넓은 동적 전력 출력범위에 대하여 상승 및 하강 램핌 시간 주기를 포함하는 정상 상태 버스트 시간 주기동안 전력 출력을 안정되고 정밀하게 제어할 수 있다.
예를 들어, 고전력 증폭기 (2) 로부터 전송 버스트 신호 (Sout) 를 선택된 최대 출력 레벨로부터 10dB 만큼 감소시킴으로써 APC 귀환에 의해 전력 출력이 안정화되어야할 때, 고전력 증폭기 (2) 의 입력 레벨은 12dB 만큼 감소되어 도 4 에서 곡선 (C1) 으로부터 곡선 (C2) 으로 제어 감도 편이가 발생한다. 그 결과, 귀환 동작은, 저전력 출력이 선택되거나 최대 전력 출력이 선택되는지에 상관없이 APC 의 효과가 안정되고 정밀하게 유지되도록 최대 전력 출력이 선택될 때 얻어진 제어 감도 및 에러 전압 (Verror) 을 수정하지 않고 실행될 수 있다.
유사하게, 고전력 증폭기 (2) 로부터의 전송 버스트 신호 (Sout) 를 선택된 최대 출력 레벨로부터 24dB 만큼 감소시키는 APC 귀환에 의해 전력 출력이 안정화되어야할 때, 고전력 증폭기 (2) 의 입력 레벨은 30dB 만큼 감소되어 도 4 에서 곡선 (C1) 으로부터 곡선 (C2) 으로의 제어 감도 편이가 발생한다.
따라서, 귀환 동작은 제어 감도를 수정하지 않고 실행될 수 있고, 그 결과 저전력 출력이 선택되거나 최대 전력 출력이 선택되는지에 상관없이 APC 의 효과가 안정되고 정밀하게 유지된다.
최적의 제어 전압 (V6) 은 고전력 증폭기 (2) 의 각 전력 출력 레벨용으로 미리 선택되고 제어유닛 (8) 내의 ROM 또는 RAM 에 저장되어 실질적으로 최적의 구동 입력을 보장받도록 상응하는 전력 출력 레벨이 선택될 때 출력 전력 설정 명령에 의해 ROM 또는 RAM 으로부터 검색될 수 있다. 출력을 안정되고 정밀하게 제어하는 이후의 동작은 폐쇄루프 귀환 시스템에 의해 실행된다.
그러나, 도 5 의 전송 전력 제어장치는, 가우스 필터링 최소 편이 (GMSK) 변조 시스템을 이용하는 중간 고도 궤도 이동위성 통신 단말기 또는 GMSK 변조를 사용하는 개인 통신 시스템 (PCS) 또는 개인 통신 네트워크 (PCN), 이동통신 글로벌 시스템용인 지상 이동 통신 단말기에 적용될 때, 버스트 상승 및 하강 시간 주기에서 발생할 수 있는 고전력 증폭기 (2) 의 위상 요동으로 인한 전송 버스트의 위상 에러라는 문제가 있다.
지상 이동 통신 단말기 및 중간 고도 궤도 이동위성 통신 단말기는, 고전력 출력 레벨이 선택될 때 고전력 증폭기 (2) 의 포화 영역에서 고효율 동작이 보장되는 고정 엔벌로프 변조 시스템을 이용한다. 따라서, 고전력 증폭기 (2) 의 정상 상태 동작점은 일반적으로 포화 영역내에 설정된다. 이러한 조건에서, 일반적으로, 위상 변조 (PM) 영역이 고전력 증폭기 (2) 의 출력 포화점 및 포화점 근처에 존재한다.
상기한 바와같이, 위상 요동은 고전력 증폭기 (2) 에서 발생하며 버스트 상승 및 하강 시간 주기에서 및 주기 근처에서 고출력 제어 증폭기 (2) 내부에 발생하는 진폭 엔벌로프에서 급격한 요동이 상기 위상 요동 영역과 교차하기 때문이다.
도 1 은 제 1 종래 기술의 버스트형 전송출력 제어장치를 도시하는 회로도.
도 2 는 도 1 장치의 동작을 설명하는 타이밍도.
도 3 은 제 2 종래 기술의 버스트형 전송출력 제어장치를 도시하는 회로도.
도 4 는 도 3 의 전송출력 제어와 에러 전압간의 관계를 도시하는 그래프.
도 5 는 제 3 종래 기술의 버스트형 전송출력 제어장치를 도시하는 회로도.
도 6 은 본 발명에 따른 버스트형 전송출력 제어장치의 제 1 실시예를 도시하는 도.
도 7a 내지 도 7e 는 도 6 장치의 동작을 설명하는 타이밍도.
도 8 은 본 발명에 따른 버스트형 전송출력 제어장치의 제 2 실시예를 도시하는 도.
도 9 는 도 6 및 도 8 의 전압 변환기가 수정된 회로도.
본 발명에 따른 버스트형 전송 제어장치의 제 1 실시예를 도시하는 도 6 에서, 전송 변환기 (1') 는 도 5 의 변조파 발생기 (1) 대신으로 제공된다. 전송 변환기 (1') 는 2개의 디지털 기저대역 신호 (I 및 Q) 를 또는 입력 베이스 신호를 GMSK 변조를 이용하여 변조하고 변조 신호 (Sin) 를 출력하기 위해 변조기 및 로컬 발진기를 구비한다.
또한, AC/DC 변환기 또는 직렬 드로퍼 (dropper) 에 의해 형성된 전압 변환기 (11) 는 도 6 의 전원 배터리 (7) 및 고전력 증폭기 (2) 간에 연결된다. 전압 변환기 (11) 는, 안정화된 전원 전압 (Vp') 을 고전력 증폭기 (2) 의 드레인 전압 단말기에 공급하고, 제어유닛 (8) 의 제어하에 버스트 상승 및 하강 램프 시간 주기를 포함하는 정상 상태 버스트 시간 주기 전후의 짧은 주기동안에만 전원 전압 (Vp') 을 상승시키도록 동작한다.
전압 변환기 (11) 는, 제어 전압 (VC) 을 증폭하는 동위상 전압 증폭기 (111), 동위상 전압 증폭기 (111) 의 출력 전압을 수신하기위해 동작 증폭기를 갖는 전압 팔로워 (112), 전압 팔로워 (112) 의 출력에 연결된 베이스를 갖는 대전력 NPN형 트랜지스터 (113), 전원 배터리 (7) 에 연결된 컬렉터, 고전력 증폭기 (2) 의 드레인 전압 단말기에 연결된 에미터, 및 트랜지스터 (113) 의 컬렉터와 베이스 간에 연결된 레지스터 (114) 로 구성된다.
제어유닛 (8) 으로부터의 제어 전압 (VC) 은 동위상 전압 증폭기 (111) 에 의해 증폭되고 전압 팔로워 (112) 에 의해 트랜지스터 (113) 의 베이스에 공급된다. 이 때, 증폭 전압의 레벨이 전원 배터리 (7) 의 전압 (VP) 보다 낮도록 동위상 전압 증폭기 (111) 는 동작한다.
따라서, 전원 배터리 (7) 의 전압 (VP) 보다 낮고 트랜지스터 (113) 의 베이스 전압으로부터 에미터와 베이스 간의 전압 (약 0.6 내지 0.7 V) 만큼 떨어진 전압 (VP') 은 고전력 증폭기 (2) 의 드레인 전압 단자에 인가된다.
제어유닛 (8) 은, 기지국으로부터의 출력 전력 설정 명령 및 버스트 타이밍 명령을 포함하는 제어 신호 (Sout) 에 맞춰 가변 감쇠기 (9) 용으로 전압 (Va), 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 용으로 전압 (Vb), 전압 변환기 (11) 용으로 제어 전압 (VC), 및 비교 에러 증폭기 (6) 용으로 기준 전압 (Vref) 을 발생시킨다. 버스트 타이밍 명령은 다음 전송 버스트의 타이밍을 지정하고, 출력 전력 설정 명령은 전송 버스트 신호 (Sout) 의 출력 레벨을 지정한다. 또한, 도 5 장치에서와 동일한 방식으로, 가변 감쇠기 (9) 에 의해 얻어지는 감쇠도는 전송 버스트 신호 (Sout) 에 의존하지 않고 검출기 (5) 로의 입력이 일정한 레벨을 유지하도록 제어된다. 그 결과, 검출 시스템용으로 넓은 동적 범위가 실현될 수 있고 검출 시스템의 검출 감도가 전송 전력에 상관없이 일정한 레벨로 유지될 수 있다. 따라서, 도 5 에서와 동일한 방식으로, 전송 전력 출력 레벨에 대하여 고전력 증폭기 (2) 의 제어 감도를 유지하기위해 고전력 증폭기 (2) 의 입력 레벨을 최적화하도록 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 의 출력 레벨이 제어된다.
도 6 의 버스트형 전송 제어장치의 동작은 도 7a, 7b, 7c, 7d, 및 7e 와 함께 설명된다.
비교 에러 증폭기 (6) 는 도 7a 에 도시된 바와같은 기준 전압 (Vref) 을 도 7b 에 도시된 바와같은 검출 전압 (Vdet) 과 비교하며, 에러 전압 (Verror) 을 발생시켜 고전력 증폭기 (2) 의 게이트 단자에 전송한다. 따라서, 전송 버스트 신호 (Sout) 는 에러 전압 (Verror) 의 귀환에 의해 제어되고, 검출 전압 (Vdet) 은 기준 전압 (Vref) 과 가깝게 된다. 그 결과, 도 7c 에 도시된 바와같이, 전송 버스트 신호 (Sout) 의 파형은 기준 전압 (Vref) 의 파형과 가깝게 된다.
GMSK 와 같은 고정된 엔벌로프 변조가 상기 실시예에서 적절히 있다면 폐쇄루프 대역용으로 상당히 큰 값이 선택될 수 있다. 이러한 루프가 설계되어 루프 응답 (루프 시상수) 이 버스트 시간보다 빠르고 심벌 레이트보다 느리며, 루프 상수가 선택되어 램프을 포함하는 고속 버스트를 고속으로 안정되게 회로가 뒤따르도록 한다.
보다 상세하게, 기준 전압 (Vref) 은 시간계인 정상 상태 버스트 주기에서 직각 출력 엔벌로프 및 버스트의 상승 및 하강 시간 주기에서 램프 출력 엔벌로프 파형을 컨버룻함으로써 얻어진 파형을 갖는다. 제어 유닛 (8) 내의 ROM 또는 RAM 은 도 7a 에 도시된 전송 전력 레벨과 기준 전압 (Vref) 간의 대응을 나타내는 검색 테이블을 저장한다.
정상 상태 버스트 주기동안, 검출 전압 (Vdet) 이 이상적이고 따라서 전송 버스트 신호 (Sout) 가 정상 버스트 주기내의 전송 전력 레벨 설정 명령에 의해 특정화된 전송 전력 레벨에 상응하는 레벨에 있다면 각각의 전송 전력 레벨을 위한 정상 상태 주기에서 검출 전압 (Vdet) 의 레벨과 상응하는 레벨로 기준 전압 (Vref) 이 유지된다. 이후, 제어유닛 (8) 은 전송 전력 설정 명령에 의해 특정화된 전송 전력 레벨에 상응하는 기준 전압 (Vref) 을 검색 테이블로부터 검색하고 상기 기준 전압을 버스트 타이밍에 의해 특정화된 타이밍에서 비교 에러 증폭기 (6) 에 출력한다.
검출 전압 (Vdet) 이 기준 전압 (Vref) 보다 높고 따라서 고전력 증폭기 (3) 의 전송 전력 출력 레벨을 감소시키기 위해 전송 버스트 신호 (Sout) 가 원하는 레벨보다 높을 때 고전력 증폭기 (2) 에 인가되는 에러 전압 (Verror) 을 감소시키도록 비교 에러 증폭기 (6) 는 동작한다. 반면에, 검출 전압 (Vdet) 이 기준 전압 (Vref) 보다 낮고 따라서 고전력 증폭기 (2) 의 전송 전력 출력 레벨을 증가시키기 위해 전송 버스트 신호 (Sout) 가 원하는 레벨보다 낮을 때 고전력 증폭기 (2) 에 인가되는 에러 전압 (Verror) 을 증가시키도록 비교 에러 증폭기 (7) 는 동작한다.
고전력 증폭기 (2) 의 게이트 전압 단자는 특히 고전력 증폭기 (2) 내부의 최종 단계에 위치한 트랜지스터의 게이트에 연결된다. 따라서, 고전력 증폭기 (2) 의 출력 레벨은 에러 전압 (Verror) 에 맞춰 변화한다.
따라서, 전송 버스트 신호 (Sout) 는 에러 전압 (Verror) 에 맞춰 도 7a 에 도시된 바와같이 정상 상태 버스트의 전후에서 램프 파형을 포함하는 원하는 전송 출력 레벨로 되도록 자동적으로 제어된다.
따라서, 도 5 장치에서와 동일한 방식으로, 상기한 바와같이 가변 감쇠기 (9) 를 제어함으로써 검출 시스템의 동적 범위가 넓어지기에, 장치는 전송 전력 출력 레벨과 상관없이 재생성이라는 면에서 안정되게 동작한다.
비교 에러 증폭기 (6) 로부터의 에러 전압 (Verror) 에 의해 고전력 증폭기 (2) 의 출력을 제어하는 상기한 귀환 제어에 더하여, 제어유닛 (8) 은 고전력 증폭기 (2) 가 원하는 전송 전력 레벨에 대하여 실질적으로 일정한 제어 감도 레벨을 갖는 방식으로 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 의 출력 레벨을 제어하는 피드 순방향 제어를 제공하도록 제어 전압 (Vb) 을 발생시킨다.
따라서, 도 5 장치에서와 동일한 방식으로, 검출 시스템의 검출 감도 및 고전력 증폭기 (2) 의 제어 감도를 각각 선택된 전송 전력 출력 레벨에 의존하는 개방루프에 의해 제어하며, 검출 시스템 및 고전력 증폭기 (2) 를 포함하는 폐쇄루프 귀환 제어 시스템내에서 제어유닛 (8) 으로부터 공급되는 제어 전압 (Va및 Vb) 을 사용하여, 전력 출력의 넓은 동적 범위에 대하여 전송 버스트의 상승 및 하강 시간 주기를 포함하는 정상 상태 버스트동안 전력 출력을 안정되고 정밀하게 제어할 수 있다.
상기한 상태에서, 일반적으로, 고전력 증폭기 (2) 의 출력 포화점에서 및 포화점 근처에서 위상 변조 (PM) 요동 영역이 존재한다. 고정밀 APC 를 이용하는동안 PM 요동 영역을 피하기 위해서, 전압 변환기 (11) 가 제공된다.
도 7d 에 도시된 바와같이, 제어 전압 (Vc) 은 시간 (t2) 으로부터 시간 (t3) 인 정상 상태 버스트 주기에서 전원 전압 (Vp') 에 상응하는 일정한 포텐셜 레벨 및 시간 (t1) 으로부터 시간 (t2) 및 시간 (t3) 으로부터 시간 (t4) 인 상승 및 하강 램프 시간 주기를 포함하는 정상 상태 전후의 짧은 시간 주기동안 전원 전압 (Vp') 을 증가시키는 높은 포텐셜 레벨을 포함하는 2개의 포텐셜 레벨을 갖는다.
제어 전압 (Vc) 은 전압 변환기 (11) 의 동위상 전압 증폭기 (111) 에 의해 증폭되고 전압 팔로워 (112) 를 통과한 후 트랜지스터 (113) 의 베이스에 인가된다. 이 때, 증폭된 전압의 레벨을 전원 배터리 (7) 의 출력 전압 레벨 (d, Vp) 보다 낮도록 동위상 전압 증폭기 (111) 는 동작한다.
따라서, 전원 배터리 (7) 의 출력 전압 (Vp) 보다 낮고 트랜지스터 (113) 의 베이스와 에미터간의 전압에 의해 트랜지스터 (113) 의 베이스 전압으로부터 강하된 전압 (Vp') 은 고전력 증폭기 (2) 의 드레인 전압 단자에 인가된다.
상승 및 하강 램프 주기를 포함하는 정상 상태 버스트 주기 전후의 짧은 주기동안 전원 전압 (Vp') 을 증가시키도록 제어유닛 (8) 에 의해 전압 변환기 (11) 가 제어될 때, 고전력 증폭기 (2) 의 포화 전력 출력은 상기 짧은 주기동안에만 상승된다.
따라서, 상승 램프 시간 주기로부터 정상 상태 버스트 주기로 또는 정상 상태 버스트 주기로부터 하강 램프 시간 주기로인 전송 버스트 신호 (Sout) 의 이동 경로에서 고전력 증폭기 (2) 의 동작점은 포화 영역이 아닌 출력 백오프가 보장되는 선형 영역내에 임시로 존재한다. 따라서, 고전력 증폭기 (2) 의 포화점은, 버스트 상승 및 하강 시간 주기에서 및 상기 주기 근처에서 고전력 증폭기 (2) 내부에서 발생하는 진폭 엔벌로프의 갑작스런 요동이 위상 요동 영역과 교차하지 않는 방식으로 제어될 수 있다. 그 결과, 고전력 증폭기 (2) 의 위상 요동 (즉, 위상 에러) 으로 인해 발생가능한 어떠한 신호 수신 열하도 억제될 수 있고 전송 버스트의 평균 위상 에러 (또는 최대 위상 에러) 가 허용가능한 범위내로 한정될 수 있다.
전송 버스트의 일부에서 위상 에러가 통신 라인의 다른 끝부에서 신호 수신을 열하시키기에, 본 발명은 이러한 열하를 성공적으로 제거한다.
제어 전압 (Vc) 은, 고전력 증폭기 (2) 의 동작점을 선형 영역으로부터 포화 영역으로 이동시키기 위해 상승 램프 시간 주기이후 정상 상태 버스트 주기에서 원하는 전송 전력 출력 레벨을 보장할 수 있도록 보다 낮은 한계로 설정되는 것에 주의한다. 그 결과, 고전력 증폭기 (2) 는 전송 버스트 신호 (Sout) 의 거의 모두를 구성하는 정상 상태 버스트 주기에서 신뢰성있게 고효율로 동작할 수 있고 따라서 도 6 의 전송 전력 제어 장치를 구비하는 이동 단말기는 평균 전력 소모에서 불필요한 어떠한 상승도 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상승 램프 시간 주기로부터 정상 상태 버스트 주기 또는 정상 상태 버스트 주기로부터 하강 램프 시간 주기로인 이동 경로에서 전원 전압 (Vp') 의 변화는, 연속적이며 적당한 엔벌로프 로커스를 갖도록 귀환 제어에 의해 전송 버스트 엔벌로프가 안정적으로 제어되는 방식으로 제어유닛 (8) 에 의해 제어되고, 따라서 전송 버스트 엔벌로프는 전원 전압 (Vp') 의 변화로 인해 어떠한 변곡점도 발생하지 않는다.
도 7d 에 도시된 바와같이, 기준 전압 (Vin) 이 상승 램프 시간 주기로부터 정상 상태 버스트 주기 또는 정상 상태 버스트 주기로부터 하강 램프 시간 주기로인 이동 경로에서 기울어지게 함으로써 이러한 제어는 실현될 수 있다.
고전력 증폭기 (2) 의 전력 출력이 전원 전압 (Vp') 의 변화로 인해 요동한다면, 전력 출력에서 이러한 요동은 고속 APC 귀환 제어에 의해 충분히 억제되고 어떠한 문제도 발생하지 않는다.
상기한 바와같이, 제 1 실시예에서, 정상 상태 버스트 주기에서 전송 버스트 파에 대한 유효비트 데이터를 포함하는 출력 레벨을 선택된 넓은 출력 범위에 대하여 일정 레벨로 유지하기위해 매우 안정적이며 정밀한 고속 APC 가 사용되고 검출기 (5) 의 검출 감도 및 증폭기 (2) 의 제어 감도를 귀환 루프에 존재하는 루프 상수로서 넓은 동적 범위에 대하여 일정 레벨로 유지하기위해 전송 출력 레벨에 응답하여 피드 순방향 제어에 의해 드라이버 증폭기 (10) 및 검출기 (9) 가 제어되는 것은, TDMA 무선 통신 시스템에 어떠한 진폭 요동도 관련되지 않은 (GMSK 와 같은) 변조파를 증폭하고 버스트 전송하도록 특별히 적용된 고전력 증폭기 (2) 를 포함하는 무선 송신기에서 선행조건이다.
또한, 제 1 실시예에서, 시간 대 과도 응답 마스크를 만족시키는 한편, 전송 전력 출력 레벨에 대하여 넓은 범위를 발생하고 과도 응답 시간에서 과도 주파수 스펙트럼의 확산을 막는 요구를 만족시키기 위해 상승 및 하강 시간 주기에서 관측되는 고속 램프 파형을 기초로 하여 출력 엔벌로프 램프이 부드럽게 제어되는 것은 선행조건이다.
또한, 전송 버스트가 어떠한 위상 에러도 발생하지 않도록, 전압 변환기 (11) 가 제공되어 고전력 증폭기 (2) 의 전원 전압 (Vp') 은 상승 및 하강 램프 시간 주기를 포함하는 정상 상태 버스트 주기 전후의 짧은 시간 주기에서만 상승한다. 따라서, 고전력 증폭기 (2) 의 포화점은, 버스트 상승 및 하강 시간 주기에서 및 상기 주기 근처에서 고전력 증폭기 (2) 내부에서 발생하는 진폭 엔벌로프의 갑작스런 요동이 위상 요동 영역과 교차하지 않는 방식으로 제어될 수 있다.
고전력 증폭기 (2) 의 위상 요동 결과로 발생하는 전송 버스트의 위상 에러는 종래 기술에서는 해결할 수 없는 문제이며 본 발명은 상기 문제점을 해결하기위해 고전력 증폭기 (2) 의 전원 전압 (Vp') 을 제어하는 새로운 기술을 제시한다.
따라서, 제 1 실시예에서, 위상 요동을 방지하는 수단으로 인한 출력 전력 증폭기 (2) 의 효율 열하는 상승 및 하강 램프 시간 주기를 포함하는 정상 상태 버스트 주기 전후의 짧은 시간 주기로 제한되고 따라서 상기 문제는 전체 이동 단말기의 평균 전력 소모를 증가시키지 않고 극복된다.
본 발명에 따른 버스트형 전송 제어장치의 제 2 실시예를 도시하는 도 8 에서, 고전력 증폭기 (2) 의 최적 입력 레벨은, 도 6 의 아날로그 방식으로 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 의 이득 제어에 의해 선택되는 반면, 도 8 의 디지털 방식으로 디지털 기저대역 레벨 변환기 (12) 에 의해 선택된다. 또한, 고정 전력 드라이버 증폭기 (10') 가 도 6 의 가변 전력 드라이버 증폭기 (10) 대신에 제공된다.
보다 상세하게, 디지털 기저대역 레벨 변환기 (12) 는 제어유닛 (8) 으로부터의 디지털 레벨 변환 신호 (Sd) 로 기저대역의 2개 디지털 기저대역 신호 (I 및 Q) 의 수치를 변경함으로써 가변적으로 레벨을 제어한다. 제어유닛 (8) 내의 ROM 또는 RAM 은 고전력 증폭기 (2) 의 최적 입력 레벨을 실현하도록 인가된 디지털 기저대역 신호 (I 및 Q) 및 선택된 전송 전력 출력 레벨 간의 대응을 나타내는 검색 테이블을 저장한다.
제어유닛 (8) 은, 전송 전력 설정 명령에 의해 특정화된 전송 전력 출력 레벨에 상응하는 최적 입력 레벨이 고전력 증폭기 (2) 를 위해 얻어질 수도 있는 방식으로 디지털 레벨 변환 신호 (Sd) 를 디지털 기저대역 레벨 변환기 (12) 에 출력한다.
도 8 의 제어유닛 (8) 의 동작은, 디지털 레벨 변환 신호 (Sd) 를 발생시키고 어떠한 제어 전압 (Vb) 도 발생시키지 않는다는 점을 제외하고 도 6 의 제어장치 (8) 의 동작과 동일하다.
디지털 기저대역 레벨 변환기 (12) 및 전송 변환기 (1') 를 포함하는 도 8 의 버스트형 전송 전력 제어 장치는 고주파 아날로그 기술이 아닌 디지털 기술을 사용하여 고전력 증폭기 (3) 의 입력 레벨을 최적화하는 동작을 수행함으로써 저비용으로 재생성있는 간단한 방식으로 이동 단말기를 제어하도록 집적될 수 있다.
도 6 및 도 8 에서, 전압 변환기 (11) 는 직렬 드로퍼에 의해 형성되고, 따라서 제작 비용이 비교적 적을 수 있다는 장점을 제공한다. 그러나, 큰 전류용으로 설계된 NDN형 트랜지스터 (113) 를 사용하면 상기 트랜지스터의 컬렉터와 에미터 간에 많은 에너지 손실이 발생되기에, 전원 효율이 다소 낮다. 또한, 전원 배터리 (7) 의 출력 전압 (Vp) 보다 높은 전압은 이용가능하지 않다.
도 6 및 도 8 의 전압 변환기 (11) 가 수정된 회로도인 도 9 에서, 전압 변환기 (11) 는 스위칭 조절기 (91) 및 클록 신호를 스위칭 조절기 (91) 에 인가하는 발진기 (92) 로 구성되고, 따라서 전원 효율 및 전체 효율이 향상된다. 또한, 고전력 증폭기 (2) 의 전원 전압 (Vp') 은 전원 배터리 (7) 의 출력 전압 (Vp) 보다 높게 상승될 수 있다.
상기한 바와같이, 본 발명에 따라, 전송 버스트의 위상 에러를 발생시키지 않도록, 상승 및 하강 램프 시간 주기를 포함하는 정상 상태 버스트 전후의 짧은 시간 주기동안에만 전원 전압을 상승시키도록 전압 변환기가 설치된다. 따라서, 고전력 증폭기의 포화점은, 상승 및 하강 램프 시간 주기 근처에서 발생하는 고전력 증폭기내에서 진폭 엔벌로프의 급속한 요동이 위상 요동 영역과 교차하지 않도록 제어될 수 있다.
그 결과, 고전력 증폭기의 위상 요동 (즉, 위상 에러) 으로 인해 발생가능한 어떠한 신호 수신 열하도 억제될 수 있고 전송 버스트의 평균 위상 에러 또는 최대 위상 에러가 허용가능한 범위내로 한정될 수 있다.
또한, 고정 전력 드라이버 증폭기 및 디지털 기저대역 레벨 변환기가 가변 전력 드라이버 증폭기 대신에 제공된다. 그 결과, 포화형 고전력 증폭기의 입력 레벨 최적화가 아날로그 방식이 아닌 디지털 방식으로 실현될 수 있고 따라서 전송 전력 제어장치는 저비용으로 재생성있는 간단한 방식으로 전송 전력을 제어하도록 집적될 수 있다.
또한, 포화형 고전력 증폭기의 전원 전압이 정상 상태 버스트 주기에서 원하는 전송출력 전력레벨을 보장할 수 있는 보다 낮은 한계값으로 설정될 때, 고전력 증폭기는 전송 버스트 주기의 대부분을 구성하는 정상 상태 버스트 주기에서 고효율로 동작할 수 있고 따라서 본 발명에 따른 전송출력 전력제어장치를 포함하는 무선 송신기에서 어떤 불필요한 평균 전력 소모도 증가되지 않게 방지될 수 있다.
또한, 전압 변환기는 직렬 드로퍼로 구성되기에, 상기 전압 변환기는 저비용이며 간단한 방식으로 준비될 수 있다. 게다가, 상기 전압 변환기는 스위칭 조절기로 형성되기에, 공급 전압은 무선 송신기의 전원 배터리의 출력 전압보다 높게 상승될 수 있다.
상기한 바와같이, 본 발명에 따라, 전송 버스트의 위상 에러를 발생시키지 않도록, 상승 및 하강 램프 시간 주기를 포함하는 정상 상태 버스트 전후의 짧은 시간 주기동안에만 전원 전압을 상승시키도록 전압 변환기가 설치된다. 따라서, 고전력 증폭기의 포화점은, 상승 및 하강 램프 시간 주기 근처에서 발생하는 고전력 증폭기내에서 진폭 엔벌로프의 급속한 요동이 위상 요동 영역과 교차하지 않도록 제어될 수 있다.
그 결과, 고전력 증폭기의 위상 요동 (즉, 위상 에러) 으로 인해 발생가능한 어떠한 신호 수신 열하도 억제될 수 있고 전송 버스트의 평균 위상 에러 또는 최대 위상 에러가 허용가능한 범위내로 한정될 수 있다.
또한, 고정 이득 드라이버 증폭기 및 디지털 기저대역 레벨 변환기가 가변 전력 드라이버 증폭기 대신에 제공된다. 그 결과, 포화형 고전력 증폭기의 입력 레벨 최적화가 아날로그 방식이 아닌 디지털 방식으로 실현될 수 있고 따라서 전송 전력 제어장치는 저비용으로 재생성있는 간단한 방식으로 전송 전력을 제어하도록 집적될 수 있다.
또한, 포화형 고전력 증폭기의 전원 전압이 정상 상태 버스트 주기에서 원하는 전송출력 전력레벨을 보장할 수 있는 보다 낮은 한계값으로 설정될 때, 고전력 증폭기는 전송 버스트 주기의 대부분을 구성하는 정상 상태 버스트 주기에서 고효율로 동작할 수 있고 따라서 본 발명에 따른 전송출력 전력제어장치를 포함하는 무선 송신기에서 어떤 불필요한 평균 전력 소모도 증가되지 않게 방지될 수 있다.
또한, 전압 변환기는 직렬 드로퍼로 구성되기에, 상기 전압 변환기는 저비용이며 간단한 방식으로 준비될 수 있다. 게다가, 상기 전압 변환기는 스위칭 조절기로 형성되기에, 공급 전압은 무선 송신기의 전원 배터리의 출력 전압보다 높게 상승될 수 있다.

Claims (9)

  1. 변조파 신호 (Sin) 를 증폭하는 가변 전력 드라이버 (10);
    상기 가변 전력 드라이버에 연결되고 상기 가변 전력 드라이버의 출력 신호를 증폭하는 포화형 고전력 증폭기 (2);
    상기 포화형 고전력 증폭기에 연결되고 상기 포화형 고전력 증폭기의 출력 신호의 일부를 취하는 방향성 커플러 (3);
    상기 방향성 커플러에 연결되고 상기 포화형 고전력 증폭기의 출력 신호의 상기 일부를 수신하는 가변 감쇠기 (9);
    상기 가변 감쇠기에 연결되고 상기 가변 감쇠기의 감쇠도가 조절되어 검출기의 입력 레벨을 일정하게 하는 상기 검출기 (5);
    상기 검출기에 연결되고, 에러 전압 (Verror) 을 발생시키고 상기 에러 전압을 상기 포화형 고전력 증폭기의 입력에 전송하기 위해 정상 상태 파형의 전후에 상승 및 하강 램프 파형을 포함하는 상기 정상 상태 버스트 파형을 갖는 기준 전압 (Vref) 과 상기 검출기의 출력 신호를 비교하고, 이에따라 상기 검출기의 출력 신호가 상기 기준 전압에 가까워지도록 상기 포화형 고전력 증폭기의 출력 신호를 제어하는 비교 에러 증폭기 (6); 및
    상기 포화형 고전력 증폭기에 연결되고, 상기 상승 및 하강 시간 주기를 포함하는 상기 정상 상태 버스트 파형의 전후의 짧은 주기동안에만 상기 포화형 고전력 증폭기의 포화 출력이 증가하도록 상기 포화형 고전력 증폭기에 전원 전압 (Vp') 을 공급하는 전압 변환기 (11) 를 구비하고,
    상기 포화형 고전력 증폭기의 제어 감도가 전송 레벨에 대하여 일정하도록 상기 가변 전력 드라이버가 제어되는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 2개 디지털 기저대역 신호 (I 및 Q) 를 변조하여 상기 변조파 신호를 발생시키는 전송 변환기 (1') 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 정상 상태 버스트 파형의 주기동안 상기 전압 변환기에 의해 상기 포화형 고전력 증폭기에 공급된 상기 전원 전압은 하한값이고, 이에따라 상기 포화형 고전력 증폭기의 원하는 전송 전력 레벨을 보장하는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 변환기는 직렬 드로퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 변환기는 스위칭 조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  6. 디지털 기저대역 신호 (I 및 Q) 를 조절하는 디지털 기저대역 레벨 변환기 (12);
    상기 디지털 기저대역 레벨 변환기에 연결되고, 변조파 신호 (Sin) 를 발생시키기 위해 상기 2개의 조절된 디지털 기저대역 신호를 변조하는 전송 변환기 (1');
    상기 전송 변환기에 연결되고 상기 변조파 신호를 증폭하는 고정 전력 드라이버 (10');
    상기 고정 전력 드라이버에 연결되고 상기 고정 전력 드라이버의 출력 신호를 증폭하는 포화형 고전력 증폭기 (2);
    상기 포화형 고전력 증폭기에 연결되고 상기 포화형 고전력 증폭기의 출력 신호의 일부를 취하는 방향성 커플러 (3);
    상기 방향성 커플러에 연결되고 상기 포화형 고전력 증폭기의 출력 신호의 상기 일부를 수신하는 가변 감쇠기 (9);
    상기 가변 감쇠기에 연결되고 검출기의 입력 레벨이 일정하도록 상기 가변 감쇠기의 감쇠도가 조절되는 상기 검출기 (5);
    상기 검출기에 연결되고, 에러 전압 (Verror) 을 발생시키고 상기 에러 전압을 상기 포화형 고전력 증폭기의 입력에 전송하기위해 정상 상태 파형의 전후에 상승 및 하강 램프 파형을 포함하는 상기 정상 상태 버스트 파형을 갖는 기준 전압 (Vref) 과 상기 검출기의 출력 신호를 비교하고, 이에따라 상기 검출기의 출력 신호가 상기 기준 전압에 가까워지도록 상기 포화형 고전력 증폭기의 출력 신호를 제어하는 비교 에러 증폭기 (6); 및
    상기 포화형 고전력 증폭기에 연결되고, 상기 상승 및 하강 시간 주기를 포함하는 상기 정상 상태 버스트 파형의 전후의 짧은 주기동안에만 상기 포화형 고전력 증폭기의 포화 출력이 증가하도록 상기 포화형 고전력 증폭기에 전원 전압 (Vp') 을 공급하는 전압 변환기 (11) 를 구비하고,
    상기 포화형 고전력 증폭기의 제어 감도가 전송 레벨에 대하여 일정하도록 상기 디지털 기저대역 레벨 변환기가 제어되는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 정상 상태 버스트 파형의 주기동안 상기 전압 변환기에 의해 상기 포화형 고전력 증폭기에 공급된 상기 전원 전압은 하한값이고, 이에따라 상기 포화형 고전력 증폭기의 원하는 전송 전력 레벨을 보장하는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 전압 변환기는 직렬 드로퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 전압 변환기는 스위칭 조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 버스트형 전송출력 전력제어장치.
KR10-1999-0058955A 1998-12-18 1999-12-18 위상 에러를 감소시킬 수 있는 버스트형 전송출력전력제어장치 KR100380429B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP98-360845 1998-12-18
JP36084598A JP3169002B2 (ja) 1998-12-18 1998-12-18 送信出力制御回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000052510A true KR20000052510A (ko) 2000-08-25
KR100380429B1 KR100380429B1 (ko) 2003-04-18

Family

ID=18471171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0058955A KR100380429B1 (ko) 1998-12-18 1999-12-18 위상 에러를 감소시킬 수 있는 버스트형 전송출력전력제어장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6580901B1 (ko)
EP (1) EP1014570B1 (ko)
JP (1) JP3169002B2 (ko)
KR (1) KR100380429B1 (ko)
CN (1) CN1127806C (ko)
DE (1) DE69938121T2 (ko)
SG (1) SG81339A1 (ko)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7921546B2 (en) 1995-07-18 2011-04-12 Vishay Dale Electronics, Inc. Method for making a high current low profile inductor
FR2813457B1 (fr) * 2000-08-31 2003-01-31 Cit Alcatel Procede et circuit de controle permettant l'utilisation d'un amplificateur de puissance en technologie hbt dans un emetteur en architecture a frequence intermediaire nulle
FR2813487B1 (fr) * 2000-08-31 2002-11-29 Cit Alcatel Procede et dispositif de controle de l'amplification du signal emis par un terminal mobile permettant d'augmenter l'autonomie dudit terminal mobile
US7471935B2 (en) * 2000-10-23 2008-12-30 Intel Corporation Automatic level control
DE10057439A1 (de) * 2000-11-20 2002-05-23 Nokia Mobile Phones Ltd Spannungsregler für eine gepulste Last, insbesondere für einen Mobiltelefon- oder Telematik-Sender
DE10106616A1 (de) * 2001-02-13 2002-08-22 Siemens Ag Verfahren zur Regelung der Verstärkung eines hochfrequenten Signals
US6983025B2 (en) * 2001-04-11 2006-01-03 Tropian, Inc. High quality power ramping in a communications transmitter
JP4342743B2 (ja) 2001-04-18 2009-10-14 富士通株式会社 線形増幅器
JP2003075520A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Uchihashi Estec Co Ltd 磁界検出回路
JP2003124819A (ja) * 2001-10-16 2003-04-25 Sharp Corp 無線送信装置
US7079818B2 (en) * 2002-02-12 2006-07-18 Broadcom Corporation Programmable mutlistage amplifier and radio applications thereof
US6985751B2 (en) * 2002-03-07 2006-01-10 Siemens Communications, Inc. Combined open and closed loop power control with differential measurement
US7551688B2 (en) * 2002-04-18 2009-06-23 Nokia Corporation Waveforms for envelope tracking transmitter
JP3576537B2 (ja) * 2002-05-10 2004-10-13 松下電器産業株式会社 無線送信装置および無線送信方法
DE10251465A1 (de) * 2002-11-05 2004-05-19 Siemens Ag Verfahren zum Sendeleistungsabgleich bei einem mobilen Kommunikationsendgerät und Kommunikationsendgerät zur Durchführung des Verfahrens
DE10307426B4 (de) * 2003-02-21 2006-06-14 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung zum Senden und Empfangen von Funksignalen und Verwendung einer solchen, sowie Verfahren zur Frequenzumsetzung in einer Verstärkungseinrichtung
EP2284996A1 (en) * 2003-03-12 2011-02-16 MediaTek Inc. Closed loop power control of non-constant envelope waveforms using sample/hold
US7805115B1 (en) * 2003-06-02 2010-09-28 Analog Devices, Inc. Variable filter systems and methods for enhanced data rate communication systems
US7933235B2 (en) * 2003-07-15 2011-04-26 Qualcomm Incorporated Multiflow reverse link MAC for a communications system
US8000284B2 (en) * 2003-07-15 2011-08-16 Qualcomm Incorporated Cooperative autonomous and scheduled resource allocation for a distributed communication system
US6927627B2 (en) * 2003-09-22 2005-08-09 Motorola, Inc. Amplifier power control in frequency hopping applications and methods
JP3841416B2 (ja) * 2003-10-07 2006-11-01 松下電器産業株式会社 送信装置、送信出力制御方法、および無線通信装置
US7356315B2 (en) * 2003-12-17 2008-04-08 Intel Corporation Outphasing modulators and methods of outphasing modulation
KR100595652B1 (ko) * 2004-02-12 2006-07-03 엘지전자 주식회사 이동 통신 단말기의 송신 전력 제어 장치 및 방법
JP2005252471A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Fujitsu Ltd 無線通信装置及びその増幅回路の制御方法
CN100395964C (zh) * 2004-03-31 2008-06-18 华为技术有限公司 功率放大方法
US7023278B1 (en) * 2004-09-21 2006-04-04 Rockwell Collins, Inc. Digital power amplifier level control
JP2006135488A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Sony Corp 電力制御装置及びこれを用いた無線通信装置
US8265573B2 (en) * 2005-12-07 2012-09-11 Freescale Semiconductor, Inc. Wireless subscriber communication unit and method of power control with back-off therefore
US7348805B2 (en) * 2006-05-02 2008-03-25 International Business Machines Corporation Chip-to-chip digital transmission circuit delivering power over signal lines
US20070270111A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-22 Broadcom Corporation Dual power mode transmitter
US7342445B2 (en) * 2006-05-30 2008-03-11 Motorola, Inc. Radio frequency power amplifier circuit and method
DE102006035663B4 (de) * 2006-07-31 2013-08-08 Intel Mobile Communications GmbH Schaltungsanordnung
US7860467B2 (en) * 2006-08-29 2010-12-28 Broadcom Corporation Power control for a dual mode transmitter
JP4935379B2 (ja) * 2007-01-26 2012-05-23 富士通株式会社 電源装置および通信機器
US7684767B2 (en) * 2007-02-26 2010-03-23 Broadcom Corporation Voice, data and RF integrated circuit with multiple modulation modes and methods for use therewith
US7974317B2 (en) * 2007-12-20 2011-07-05 Qualcomm Incorporated Systems and methods for controlling the voltage of signals used to control power amplifiers
US8483633B2 (en) 2010-07-23 2013-07-09 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for alarming in a power supply modulated system
US8417199B2 (en) 2010-07-23 2013-04-09 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for improving efficiency in a power supply modulated system
JP6249657B2 (ja) * 2013-07-23 2017-12-20 シャープ株式会社 無線通信装置
FR3010817B1 (fr) * 2013-09-13 2016-12-23 Inside Secure Procede et dispositif d'emission de donnees par couplage inductif a auto-oscillation controlee
JP6565288B2 (ja) 2015-04-10 2019-08-28 富士通株式会社 無線装置
CN106896269A (zh) * 2015-12-18 2017-06-27 苏州普源精电科技有限公司 一种改善灵敏度的频谱分析仪
CN109217829B (zh) * 2018-07-26 2021-05-14 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种针对场效应管的误差放大器快速闭环系统
CN115372801B (zh) * 2022-10-24 2023-01-17 四川恒湾科技有限公司 一种基站射频单元功率放大器的校准方法及系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2044672C (en) * 1990-06-16 1994-10-04 Hidehiko Norimatsu Burst control circuit for use in tdma communications system
US5214393A (en) * 1990-08-20 1993-05-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Transmission output control circuit
JP2800500B2 (ja) * 1991-10-01 1998-09-21 松下電器産業株式会社 バースト送信出力制御回路
JP2826003B2 (ja) 1991-11-29 1998-11-18 松下電器産業株式会社 送信出力制御回路
DE69319553T2 (de) 1992-12-11 1999-02-18 Philips Electronics Nv Eintakt-in-Gegentakt-Umwandler
GB2323987B (en) 1994-01-29 1998-12-02 Motorola Ltd Dual mode remote radio
US5787336A (en) * 1994-11-08 1998-07-28 Space Systems/Loral, Inc. Satellite communication power management system
JP2972569B2 (ja) 1996-04-23 1999-11-08 埼玉日本電気株式会社 バースト信号の送信電力制御方式
JPH1023089A (ja) 1996-06-28 1998-01-23 Nec Corp 送信出力制御回路
JPH1022756A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Mitsubishi Electric Corp 無線送信機およびその送信制御方法
JP3022364B2 (ja) 1996-12-24 2000-03-21 松下電器産業株式会社 送信出力制御回路
FR2758024B1 (fr) * 1996-12-30 1999-01-29 Alsthom Cge Alcatel Dispositif d'alimentation d'un amplificateur de puissance pour terminal de radiocommunications mobiles
US6194963B1 (en) * 1998-11-18 2001-02-27 Ericsson Inc. Circuit and method for I/Q modulation with independent, high efficiency amplitude modulation
US6377784B2 (en) * 1999-02-09 2002-04-23 Tropian, Inc. High-efficiency modulation RF amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
JP3169002B2 (ja) 2001-05-21
CN1127806C (zh) 2003-11-12
DE69938121T2 (de) 2009-02-05
CN1258964A (zh) 2000-07-05
JP2000183763A (ja) 2000-06-30
KR100380429B1 (ko) 2003-04-18
SG81339A1 (en) 2001-06-19
US6580901B1 (en) 2003-06-17
EP1014570A3 (en) 2000-11-08
EP1014570A2 (en) 2000-06-28
EP1014570B1 (en) 2008-02-13
DE69938121D1 (de) 2008-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100380429B1 (ko) 위상 에러를 감소시킬 수 있는 버스트형 전송출력전력제어장치
KR101124914B1 (ko) 전류-모드 진폭 변조를 위한 시스템 및 방법
US7764055B2 (en) Polar transmitter having a dynamically controlled voltage regulator and method for operating same
KR100659999B1 (ko) Rf 전력 증폭기의 동적 바이어스를 위한 가입자 장치 및 방법
KR100789203B1 (ko) 폐쇄 전력 제어 피드백 루프를 사용하여 증폭기로부터 출력 전력을 제어하는 방법, 시스템 및 이를 컴퓨터에서 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능 기록 매체
EP1820268B1 (en) Voltage clamp for improved transient performance of a collector voltage controlled power amplifier
US7395038B2 (en) High-efficiency modulating RF amplifier
KR100312367B1 (ko) 이동체통신장치및방법
US7177370B2 (en) Method and architecture for dual-mode linear and saturated power amplifier operation
US7424276B2 (en) Transmitter and wireless communication apparatus using the transmitter
US6885246B2 (en) High frequency amplifier
US7493091B2 (en) Transmission circuit and communication device
US6337974B1 (en) Cellular mobile telephone terminal
JP2006500846A (ja) 送信機から出力される信号のパワーを較正する送信機及び方法
CA2148600C (en) Method and apparatus for stabilizing the gain of a control loop in a communication device
GB2352896A (en) Power amplifier with supply adjusted in dependence on peak and mean output to contol adjacent and alternate channel power
JPH0394522A (ja) 出力波形制御回路
US5697073A (en) Apparatus and method for shaping and power controlling a signal in a transmitter
US7545217B1 (en) System and method for improving power efficiency in GSM power amplifiers
US6904268B2 (en) Low noise linear transmitter using cartesian feedback
US8532591B2 (en) Transmission circuit
JPH05218752A (ja) 線形電力増幅装置
JPH07123065A (ja) 時分割多重アクセス無線装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090326

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee