KR20000068970A - 고주파 증폭기, 및 통신용 수신기 또는 트랜시버 - Google Patents

고주파 증폭기, 및 통신용 수신기 또는 트랜시버 Download PDF

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KR20000068970A
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요트.게.아. 롤페즈
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Abstract

이중 스테이지 증폭기를 위하여 고정된 진동 신호를 제공하는 큰 증폭 이득 스테이지가 전치되어 있는 이중 스테이지 고주파 증폭기가 공지되어 있다. 특히, 페이저와 휴대 전화나 무선 전화와 같은 휴대형 장치에서, 이와 같은 수신기 구조는 전력을 많이 소비한다. 저항성 궤환 증폭기 스테이지와 비-저항성 증폭기 스테이지를 교대로 하는 최소한 4개 이상의 증폭기 스테이지의 캐스케이드 형태를 갖춘 증폭기 구조가 제안된다. 이와 함께, 동일한 정적 상태 전력 소비량에 대해서 상당히 향상된 GB곱이 얻어진다. 상기 증폭기는 페이저, 휴대용 또는 무선 전화기, 또는 다른 적절한 통신 장치에서 사용하는 신시사이저 회로의 PLL에서 사용될 수 있다.

Description

고주파 증폭기, 및 통신용 수신기 또는 트랜시버{A HIGH FREQUENCY AMPLIFIER, AND A COMMUNICATION RECEIVER OR TRANSCEIVER}
위에서 언급한 종류의 고주파 증폭기는 미국 특허 제 5, 491, 441에 공지되어 있다. 미국 특허 제 5, 391, 441호에는 통상적으로 100 미리볼트(mV) 에서 1 볼트(V)의 매우 작은 크기의 출력 스윙 전압이 포함된 발진기 신호를 증폭하기 위한 증폭기가 설명되어 있다. 소위 변환기 회로(translator circuit)는 발진기 회로의 출력단과 저항성 궤환 증폭기 스테이지의 입력단 사이에 접속된다. 변환기 스테이지는 작은 크기의 가변 진폭 출력 발진기 신호로부터 크고 고정된 스윙 출력 신호를 생성한다. 상기 변환기 스테이지가 집적 회로에 포함될 때에는, 큰 증폭 요소로 인하여 변환기 스테이지에 포함된 트랜지스터는 비교적 큰 칩 영역을 가져야 하므로, 비교적 큰 공급 전류가 필요하게 된다. 특히 메세지 페이저 또는 휴대 전화 또는 무선 전화와 같은 휴대용 장치에 사용될 때, 고 전류 회로를 포함하는 것을 매우 바람직하지 못하다. 가급적이면 적은 전력 소비를 하는 회로가 필요하다. 아니면, 증폭기 구조는 위에서 언급한 것과 같은 응용에 있어서 충분한 GB 곱이 얻어지면서, 동시에 전력 소비가 작어야 한다. 이러한 관점에서, 미국 특허 제 5,491,441에서 설명된 회로는 비교적으로 낮은 GB곱을 갖는다는 또 다른 단점이 있다. 공지된 회로에서의 또 다른 단점은 제 1 스테이지와 제 2 스테이지의 트랜지스터 장치에서의 부적절한 결합이 있을 경우에, 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지의 영 입력 동작점이 전원 레일 중 하나의 레일로 향해 너무 많이 이동되어서 증폭기 출력 신호의 크기가 급격히 감소된다는 것이다.
본 발명은 저항성 궤환 증폭기 스테이지 및 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지의 캐스케이드 구조를 구비하는 고주파 증폭기에 관한 것이다.
본 발명은 또한 통신용 수신기 또는 트랜시버에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 수신기의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 고주파 증폭기의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 고주파 증폭기의 일 실시예.
도 4는 종래의 기술과 비교해 보았을 경우의 증폭기의 이득에 대한 시뮬레이터 결과.
도 5는 종래의 기술과 비교해 보았을 경우의 증폭기의 대역폭에 대한 시뮬레이터 결과.
도 6은 종래의 기술과 비교해 보았을 경우의 증폭기의 이득 대역폭에 대한 시뮬레이터 결과.
일치하는 부분은 상기 도면과 같은 참조 번호를 갖는다.
본 발명의 목적은 전력 소비가 작으면서도, 충분히 GB곱을 갖는 주파수 합성기의 주파수 동기 루프나 위상 동기 루프에서 특히, 사용하기 위한 고주파 증폭기를 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명에 따른 고주파 증폭기에 있어서, 상기 캐스케이드 구조는 하나 이상의 또 다른 저항성 궤환 증폭기 스테이지와 하나 이상의 또 다른 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지를 구비하고, 이러한 저항성 상기 캐스캐이드 구조에서 저항성 궤환 증폭기 스테이지와 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지가 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 전력 소비량은 서로 접속된 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지와 저항성 궤환 증폭기 스테이지로 구성되는 동일한 기본 구조 블록으로 이루어진 충분한 갯수의 연속물에 의해 감소될 수 있다는 지식에 기초하고 있다. 왜냐하면 스테이지 당 칩 영역이 작게 만들어 질 수 있기 때문에, 전력 소비가 작게 된다. 충분한 수의 스테이지는 큰 GB곱을 달성한다. 다른 가능한 해결책은 다수의 저항성 또는 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지들을 각각 캐스케이딩하여 실현된다. 그렇지만, 시뮬레이션 결과는 저항성 궤환 증폭기 스테이지들의 커플링이 저주파수대에서는 충분한 이득을 얻지만, 고주파수대에서는 급격한 전압강하가 일어나서, 작은 입력 신호에 대하여 증폭기는 고주파수대에서 제대로 동작되지 않는다. 또한, 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지의 커플링은 만족스러운 시뮬레이션 결과를 제공하지 못한다.
실시예는 청구항의 종속항에 청구된다. 짝수의 스테이지는 증폭기의 입력 및 출력 신호의 극성을 동일하게 한다. 동일한 증폭기 스테이지로 최대 대역폭이 얻어지고, 설계가 더욱 간단해진다. 증폭기 스테이지의 AC커플링은 스테이지당 DC 오프셋이 명확하게 정의되어 있지 않을 경우에 적용된다. 각 증폭기 스테이지에 전원 인에이블(enable) 트랜지스터를 사용함으로써, 증폭기는 완전하게 차단될 수 있다. 이러한 사실은 휴대용 통신 수신기 또는 트랜시버에서의 상기 증폭기에 적용할 때 매우 중요한 역할을 하는데, 왜냐하면 전력 소비는 회로가 일시적으로 동작하지 않을 때에 최소로 작아져야 하기 때문이다. 이러한 일시적으로 동작하지 않는 상태는 페이징 수신기 또는 FD/TDMA GSM 트랜시버에서 자주 발생한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예를 들면서 기술된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 수신기(1)의 개략도를 시한 것이다. 이러한 통신 수신기는 메시지 페이저가 될 수 있다. 수신기가 송신기 부문(도시되지 않음)를 더 구비한 트랜시버의 수신기 부문에 포함될 때, GSM 같은 셀룰러 시스템에서나 DECT와 같은 무선 시스템에서 사용하는 트랜시버가 얻어진다. 수신기(1)는 출력 신호를 믹서(4)로 공급하는 RF 증폭기(3)에 접속되는 안테나(2)를 포함한다. 믹서(4)의 출력 신호는 제 2 믹서나, 경우에 따라서는, 복조기 및 베이스밴드 회로와 같은 일반 회로로 공급된다. 이러한 회로는 당업자에게는 자명한 것이기에 여기서는 자세히 도시하지는 않는다. 수신기(1)는 국부 주파수 발생 수단(5)을 포함하는데, 상기 국부 주파수 발생 수단(5)의 출력 신호는 믹서(4)로 공급된다. 주파수 발생 수단(5)은 본 발명에 따른 증폭기(7), 이중 모듈 프리스케일러(8), 참조 발진기 신호(10)가 공급되는 위상 검출기(9), 전하 펌프(11) 및 동기 필터(12)를 포함하는 주파수 또는 위상 동기 주파수 제어 루프에 포함되는 전압 제어 발진기(6)를 포함한다. 수신기(1)는 특히 증폭기(7)를 제어하는 마이크로제어기(12)를 더 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 고주파 증폭기(7)의 블록도를 도시한 것이다. 증폭기(7)는 네 개 이상의 증폭기 스테이지를 포함한다. 여기서는 제 4 와 제 5 스테이지 사이가 점선으로 연결되어 구현된 6 개의 스테이지가 도시된다. 점선으로 나타낸 것은, 상기 증폭기가 희망하는 수만큼 스테이지의 수를 확장될 수 있다는 것을 나타낸다. 증폭기(7)는 저항성 궤환 증폭기 스테이지(20)을 포함한다. 저항성 궤환은 증폭기 심볼에 있는 저항(21)으로 상징적으로 도시된다. 스테이지(20)는 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지(22)로 이어진다. 도시된 캐스케이드 구조는 증폭기 스테이지 구조 블록의 동일한 연속적 구조를 포함한다. 증폭기(23, 24, 25, 및 26) 가 도시된다.
도 3은 본 발명에 따라 해당하는 증폭기 스테이지(30, 31, 32, 및 33)를 구비하는 고주파 증폭기(7)의 4 개의 스테이지의 실시예를 도시한 것이다. 스테이지(30, 32)는 저항성 궤환 증폭기 스테이지이며, 스테이지(31, 33)은 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지이다. 증폭기 스테이지(30)는 공급 레일(37, 38)사이에 직렬로 배열된 CMOS 트랜지스터(34, 35, 36)를 포함한다. 이와 유사하게, 스테이지(31, 32, 및 33)는 CMOS 트랜지스터(39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 및 47)를 포함한다. 증폭기(7)는 입력단자(48)와 출력단자(49)를 포함하고, 스테이지에 전원을 공급하기 위한 인에이블 입력(50)을 더 포함한다. 트랜지스터(36, 41, 44, 및 47)는 마이크로제어기(12)에 의해 제어되는 전원 공급 인에이블 트랜지스터다. 트랜지스터(36, 41, 44, 및 47)는 또한 PMOS 트랜지스터가 될 수 있다. 이 경우에서는, 이러한 트랜지스터들이 공급 레일(37)과 증폭기 스테이지의 트랜지스터(34, 39, 42, 및 45)사이에 배치된다.
도 4는 종래의 기술 문서인, 미국 특허 제 5, 491, 441와 비교하였을 경우의 네 개의 스테이지를 갖는 증폭기(7)의 이득에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다. 트랜지스터에 대한 동일한 칩 영역과 같은 환경이 동일하게 되어 결과적으로 그에 따른 동일한 영 입력 전류, 동일한 부하, 및 동일한 입력 커플링 캐패시터와 같은 것에 대해서도 동일한 환경에서 시뮬레이션을 행하였다. 선택된 공정은 0.35㎛ CMOS 공정이다. 공급 전원으로 2 볼트가 선택되었다. 시뮬레이션은 모의 실온에서 행해졌다. 이득(G)은 수직축에 dB 단위로 도시된다. 전류 Idd는 ㎂ 단위로 도시된다. 실곡선은 본 발명에 따른 증폭기에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이고, 점선은 종래의 회로에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다. 시뮬레이션 결과는 본 발명에 따른 증폭기가 종래의 증폭기에 대해 예를 들면, 통상적인 Idd 전류 700㎂에서, 약 24dB의 향상과 같이 월등히 향상되었다는 것을 보여준다.
도 5는 미국 특허 제 5,491,441인 종래 기술과 비교하였을 경우의 증폭기(7)의 Hz로 나타낸 대역폭(BW)에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다. 또한 여기서 종래 기술보다 훨씬 향상되었다는 것을 보여준다. Idd = 700㎂ 에 대해 향상폭은 30Mhz 정도가 된다.
도 6는 미국 특허 제 5,491,441인 종래 기술과 비교하였을 경우의 증폭기(7)의 GB곱(G-BW)에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다. 시뮬레이션 결과로부터 볼 수 있듯이, 높은 이득과 넓은 대역폭은 종래 기술의 회로에서와 같이 높은 전력 소비가 반드시 요구되지 않는 다는 것이 자명하다. 종래 기술의 회로에서는, 대부분의 경우 전치증폭기로서 IC 외부에 존재하는 또 다른 증폭기가 통상적으로 필요하다. 이러한 외부 증폭기로 인하여, 전력 소비가 급증할 뿐만 아니라, 외부 증폭기를 포함하는 장치의 생산 가격도 증가한다. 외부 증폭기를 생략할 경우의 다른 장점은 크기와 무게가 줄어든 통신 장치를 제작할 수 있다는 것이다.
앞에서 언급한 점에서 보아 이후에 첨부된 청구항에 의해 정의된 것처럼, 본 발명의 사상과 범주 내에서의 다양한 변형이 이루어 질 수 있다는 점과 본 발명은 제공된 예에 한정되지 않는다는 점은 당업자에게는 자명할 것이다.

Claims (8)

  1. 저항성 궤환 증폭기 스테이지와 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지의 캐스케이드 구조를 포함하는 고주파 증폭기에 있어서,
    상기 캐스케이드 구조는 하나 이상의 또 다른 저항성 궤환 증폭기 스테이지와 하나 이상의 또 다른 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지를 구비하고, 이러한 상기 저항성 및 비-저항성 증폭기 스테이지로 캐스케이드되는 상기 연속되는 저항성 및 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지는 캐스케이드 구조로 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 고주파 증폭기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 저항성 궤환 증폭기 스테이지의 수가 상기 비-저항성 궤환 증폭기 스테이지의 수와 동일한 고주파 증폭기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 증폭기 스테이지가 직류(DC)로 커플링된 고주파 증폭기.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 증폭기 스테이지는 교류(AC)로 커플링된 고주파 증폭기.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증폭기는 집적 회로에 내재되고, 상기 증폭기는 CMOS 트랜지스터로 구성되는 증폭기 스테이지를 포함하고, 상기 연속적인 스테이지에서 해당 CMOS 트랜지스터의 칩 영역은 대체로 동일한 고주파 증폭기.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 증폭기 스테이지는 제어 입력과 커플링된 전원 공급 인에이블 트랜지스터를 포함하는 고주파 증폭기.
  7. 안테나와 고주파 처리 수단을 포함하는 통신 수신기 또는 트랜시버에 있어서,
    1항 내지 6항 중 어느 한 항에 청구한 바와 같은 고주파 증폭기를 포함하는 통신 수신기 또는 트랜시버.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 고주파 수단은 안테나와 믹서 사이에 접속된 무선 주파수 증폭기와, 상기 믹서에 접속된 주파수 합성기를 포함하는데, 상기 주파수 합성기는 주파수 제어 루프에 내재된 전압 제어형 발진기와, 상기 주파수 제어 루프에 내재되고, 상기 전압 제어형 발진기의 출력에 접속된 상기 고주파 증폭기를 포함하는 통신 수신기 또는 트랜시버.
KR1019997004218A 1997-09-15 1998-08-17 고주파 증폭기, 및 통신용 수신기 또는 트랜시버 KR20000068970A (ko)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682056B1 (ko) * 2005-07-01 2007-02-15 삼성전자주식회사 버퍼 증폭기
US7327194B2 (en) * 2005-11-30 2008-02-05 Freescale Semiconductor, Inc. Low voltage low power class A/B output stage
US8552803B2 (en) * 2007-12-18 2013-10-08 Qualcomm Incorporated Amplifier with dynamic bias

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH374391A (de) * 1959-10-02 1964-01-15 Hasler Ag Mehrstufiger Transistorverstärker
DE2246487C2 (de) * 1972-09-22 1974-10-24 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Schwingungserzeuger für insbesondere sehr kurze elektromagnetische Wellen
US5280200A (en) * 1989-04-10 1994-01-18 Tarng Min M Pipelined buffer for analog signal and power supply
EP0584544A1 (en) * 1992-07-24 1994-03-02 Yozan Inc. Operational amplifier
FR2702898B1 (fr) * 1993-03-19 1995-04-28 Valeo Electronique Dispositif électronique à faible consommation.
US5491441A (en) * 1994-06-30 1996-02-13 International Business Machines Corporation Method and apparatus for generating a clock signal from a continuous oscillator signal including a translator circuit
FR2737065A1 (fr) * 1995-07-21 1997-01-24 Philips Electronique Lab Dispositif semiconducteur incluant un amplificateur de puissance et appareil de telecommunication mobile incluant un tel dispositif semiconducteur

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