KR20010014502A

KR20010014502A - 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치

Info

Publication number: KR20010014502A
Application number: KR1020000008810A
Authority: KR
Inventors: 쟝알랭 샤바
Original assignee: 요트.게.아. 롤페즈; 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-02-26
Also published as: CN1266311A; JP2000252762A; EP1032121A1; CN100391115C; US6292055B1

Abstract

본 전자 장치는, 출력 단(21)에 의해 형성된 비 선형의 증폭 특성을 갖는 전력 증폭기와 상기 비 선형성에 대한 보상용의 정정 조립체(60,46)를 포함한다. 상기 조립체는, 상기 전력 단과 같은 유형의 저 전력 전치 증폭기(Preamplifier)(46)에 의해 구성되며 결과적으로 출력 증폭기 스테이지(21)와 같은 비 선형성을 나타낸다. 입력 단자(25)에 인가된 신호와 상기 증폭기(46)의 출력 신호를 결합시키는 결합 장치(60)는 상기 비 선형 특성을 크게 감소시킨다.

Description

전력 증폭기를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC APPARATUS COMPRISING A POWER AMPLIFIER}

본 발명은 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로써, 상기 전력 증폭기는,

- 비 선형 증폭 특성을 갖는 출력 단 및

- 상기 비 선형 특성에 대한 보상용 정정 조립체에 의해 구성된다.

또한 본 발명은 그러한 장치에 적합한 증폭기에도 관련된다.

본 발명은, 발신기의 필요 사항이 전송된 신호의 순수한 스펙트럼에 대해 요구되는 이동 무선 전화 장비 내에서도 적용된다. 이는 그 중에서도 특히, 높은 주파수에서 작동하는 상기 출력 증폭기가 매우 양호한 증폭 선형성을 가질 것을 필요로 한다.

일본 특허 제 08125554 호는 그러한 증폭기를 설명한다. 적당한 선형성을 얻기 위해, 좀 더 복잡한 구조를 형성하는 다양한 방법이 제공된다.

본 발명은, 좀 더 간단한 구조를 제공하는, 서문에서 정의된 유형의 장치를 제시한다.

따라서 그러한 장치는, 상기 정정 조립체가

-상기 전력 단과 같은 유형의 저 전력 전치 증폭기 및

-상기 비 선형 특성을 격감시키기 위해 입력 신호와 상기 전치 증폭기의 출력 신호를 결합시키는 결합 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사상은, 동일한 칩 위에 상기 증폭기가 집적되어 있을 때 상기 특성이 증폭기의 전력 상태에 관계없이 비슷하고, 상기 전력은 사실 출력 트랜지스터에 의해 표면에 의존한다는 것이다.

본 발명의 이들 및 또 다른 특성은 제한되지 않은 예시들의 방법으로, 앞으로 기술 될 특정 실시 예를 참고로 하여 자명해 지고 상세히 기술 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 장치의 증폭기에 대한 제조 도면.

도 3은 비 선형성을 갖는 증폭기의 전달 그래프를 나타내는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30 : 전력 분배기 50 : 감산기 회로

37 : 레벨 및 위상 조정기 51 : 가산기 회로

39 : 위상 천이기

도 1은 본 발명에 대한 전자 장치를 도시한다. 이러한 장치는 셀 방식의 네트워크 내에서의 이동 무선 장치와 같은 송신기/수신기이다. 본 장치는, 안테나(10)가 사용 중인 동안 신호를 송신하고 신호를 수신하기 위한 송신부(7) 및 수신부(9)를 포함하는 송신/수신 조립체(5)에 의해서 형성된다. 전송 될 신호는 정확하게 마이크로폰(12)으로부터 오고 수신된 신호는 정확히 이어폰(14)으로 향한다. 처리 요소(17)는 상기 조립체(5) 내에서, 마이크로폰(12)에 대한 저주파 신호와 이어폰(14) 사이의 인터페이스를 확실하게 한다.

상기 송수신기 조립체는 비교적 강력한 신호를 발생시키는 고주파 증폭기 (20)를 포함한다.

상기 증폭기(20)는 도 2에 자세히 도시되어 있다. 그것은 본질적으로 고주파 증폭기 스테이지(21)에 의해 형성된다. 상기 증폭기(20)는 입력 단자(25) 및 안테나(10)에 연결된 출력 단자(28)를 포함한다. 상기 입력 단자(25)는, 출력(31 및 32) 상에 동위상을 갖는 두 개의 신호를 발생시키는 전력 분배기(30)에 연결된다. 상기 출력(31)은 제 1 증폭기(35)에 연결되고, 출력(32)은 그 출력이 위상 천이기(39)의 입력에 연결된 레벨 및 위상 조정기(37)에 연결된다. 이러한 조정기(37)는 본 발명에 따른 증폭기를 형성하는 다양한 요소의 전자적 분산에 대해 더 나은 조정을 가능하게 한다. 이러한 조정기는 두 개의 출력(40 및 41)상에서 두 개의 신호를 발생시키는데, 하나는 상기 입력 신호와 동위상을 가지고 다른 하나는 그것과 반대 위상을 가진다. 이러한 두 개의 신호는 두 개의 전치 증폭기(45 및 46)의 입력에 인가된다. 증폭기(35, 45 및 46)의 출력 신호는 감산기 회로(50) 및 가산기 회로(51)에 의해 각각 가/감된다. 상기 회로(50)의 출력 신호는 적절하게 추출되어 왔던 왜곡을 나타낸다. 가산기 회로(51)의 출력 신호는 증폭기 스테이지(21)에 인가 될 미리 왜곡된(predistortion) 신호이다.

상기 증폭기 스테이지(21)는 도 3에서 도시된 것처럼 비 선형 전달 함수를 갖는다. 이러한비 선형성은 상기 입력 레벨이 특정값( V_sat)을 초과했을 때 현저하게 발생하고, 상기 특정값 ( V_sat)은 일정한 왜곡율 τ, 예를 들어, 선형 특성 (L)과 비 선형 부분과의 차이를 한정한다.

본 발명에 따라, 다른 증폭기(35 및 45)는 완벽하다고 여겨지는 데 반해 증폭기(46)는 역시 이러한 비 선형성을 갖는다. 그것들은(35 및 45) 결합 장치(60)를 형성하기 위해 다른 요소들과 함께 결합된다.

이러한 증폭기의 동작은 다음의 고찰 사항에 기초한다.

도 3은 출력단 전력 << P_out>> 을 입력단 전력 << P_in>> 의 함수로써 나타내고 있는 비 선형 증폭 특성을 도시한다. 상기 비 선형성 (NL) 은 고주파 신호에 대해 발생한다.

증폭기 (35 및 45) 의 전압 이득을 생각해 보면, 다음과 같이 쓸 수 있다.

V_out= A V_in

증폭기(46 및 21)의 전압 이득은, 비 선형성

V_out= A V_in- αV_in ²

V_out= k (A V_in- αV_in ²) 을 고려하기 위해 제한된 전개의 첫 번째 항을 관찰함으로써 각각 설명되는데 여기에서 A 는 증폭기(46) 의 이득이고 kA는 증폭기 스테이지(21)의 이득이며, α 는 이러한 증폭기들의 포화 상태를 나타내는 데, 포화 상태는 비 선형성을 내포한다.

만약 증폭기(20)의 입력상의 신호를 V₂₅라 한다면, 그리하여 감산기 회로(50)는 신호( V₅₀)를 발생시킨다.:

V₅₀= A V₂₅- ( A V₂₅- αV₂₅ ²) = +α V₂₅ ².

가산기 회로(51)의 출력상에는 전압 V₅₁이 발생한다.

V₅₁= A V₂₅+ α V₂₅ ².

증폭기 스테이지(21)의 출력(28)상에서 전압 ( V₂₈)은 다음과 같이 쓸 수 있다.

V₂₈= k (A V₅₁- α V₅₁ ²).

이 수식을 자세히 표현하면 다음과 같이 얻어진다.

V₂₈/ k = A (A V₂₅+ α V₂₅ ²) - α(A V₂₅- α V₂₅ ²)²,

V₂₈/ k = A²V₂₅+ αA(1-A) V₂₅ ²- 2A α²V₂₅ ³- α³V₂₅ ⁴.

따라서, 상기 비 선형성의 기여도는, 만일 A 가 1에 가까운 값으로 주어지거나, 항( V₂₅ ³및 V₂₅ ⁴)이 적당한 비 선형성에 대해 무시할 만 하다고 고찰되면 양호하게 감소된다.

전술한 관점에서 볼 때, 첨부된 청구 범위에 의해 이후 정의된 바와 같이 본 발명의 사상과 범주 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 그래서 본 발명은 제공된 예들에 한정되지 않는다는 점은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims

- 비 선형 증폭 특성을 갖는 출력단 및

-상기 비 선형 특성에 대한 보상용 정정 조립체에 의해 구성되는 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치에 있어서,

상기 정정 조립체는, -상기 전력단과 같은 유형의 저전력 전치 증폭기 및

-상기 비 선형 특성을 감소시키기 위해 입력 신호와 상기 전치 증폭기의 출력 신호를 결합시키는 결합 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치.
제 1항에 있어서, 상기 결합 장치는,

-비 선형성을 나타내는 왜곡 신호 발생을 위한 왜곡 추출기 및

-증폭 될 신호를 상기 왜곡 신호와 결합시키는 신호를 출력단에 제공하기 위한 사전 정정(precorrection) 장치에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치.
비 선형 증폭 특성을 갖는 출력단 및

상기 비 선형 특성을 보상하기 위한 정정 조립체에 의해 형성되는, 제 1 또는 2 항에 따른 전자 장치에 적합한 증폭기에 있어서,

상기 정정 조립체는, 상기 증폭기가 -상기 전력단과 같은 유형의 저전력 전치 증폭기 및

-상기 비 선형 특성을 격감시키기 위해 입력 신호와 상기 전치 증폭기의 출력 신호를 결합시키는 결합 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치에 적합한 증폭기.
제 3항에 있어서, 전치 증폭기가 1에 가까운 전압 이득을 갖는 것을 특징으로 하는, 전자 장치에 적합한 증폭기.