KR20010066414A

KR20010066414A - 휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치

Info

Publication number: KR20010066414A
Application number: KR1019990068129A
Authority: KR
Inventors: 고재승
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2001-07-11

Abstract

본 발명은 휴대용 무선 단말기에 관한 것으로서, 특히 온도에 따른 증폭률을 가변적으로 제어하는 송신단 전력증폭기에 관한 것이다.

본 발명은 휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치에 있어서, 상기 전력 증폭 장치의 증폭률을 제어하기 위해 제공되는 외부 전원과, 상기 외부 전원에 일단이 연결되며, 상기 외부전원에서 제공되는 증폭률 제어 전압을 상기 전력 증폭장치의 온도에 따라 저항값을 가변하는 써미스터와, 상기 써미스터와 일단이 연결되며, 상기 휴대용 무선 단말기에서 송신하고자 하는 송신신호를 입력하여 상기 써미스터를 거친 전압을 증폭률 제어 전압으로 입력하며, 상기 증폭률 제어 전압에 상응한 증폭률로 상기 송신신호를 증폭하는 전력증폭기를 포함하여 구성된다.

Description

휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치{APPARATUS FOR AMPLIFYING POWER IN TRANSMITTER OF PORTABLE RADIO TELEPHONE}

본 발명은 휴대용 무선 단말기에 관한 것으로서, 특히 온도에 따라 증폭률을 가변적으로 제어하는 송신단 전력증폭기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 송신단 전력 증폭 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식을 사용하는 휴대용 무선 단말기의 송신단에는 상기 휴대용 무선 단말기에 미리 설정되어 있는 최대 송신 전력, 예를 들어 23dBm의 최대 송신 전력 확보와 스퓨리어스(Spurious)를 만족시키기 위해서 전력 증폭기(Power Amplifier)(100)를구비하여 송신신호를 증폭한다.

VCC는 상기 전력증폭기(100)의 VCC 단자로 제공되며, 상기 전력증폭기(100)를 동작시키기 위한 바이어스(Bias) 전압이다. 또한, V_Ref는 상기 전력 증폭기(100)의 V_Ref단자로 제공되며, 상기 전력증폭기(100)의 증폭 이득을 조정하기 위한 구동 바이어스(Driver Bias) 전압이고, 상기 V_Ref의 전압값에 따라 상기 전력 증폭기(100)에서 출력되는 송신 신호의 전력이 제어되는 것이다. 그리고, 저항 R1을 상기 전력 증폭기(100)와 병렬로 연결하여 합성 임피던스를 결정할 수 있게 한다.

RF IN은 상기 전력증폭기(100)의 RF IN 단자로 제공되며, 상기 전력 증폭기(100)에서 증폭하고자 하는 입력 신호이며, 상기 전력증폭기(100)의 RF OUT단자에서 출력되는 RF OUT 신호는 상기 전력증폭기(100)에서 상기 RF IN 신호를 증폭한 결과인 송신 신호이다.

여기서, 상기 코드 분할 다중 접속 방식의 특징중의 하나인 전력제어가 용이하게 하기 위해서, 즉 전력 증폭률에 따라 제어되는 전력 범위가 넓게 하기 위해서(일 예로, -50dBm~23dBm의 전력범위) 상기 휴대용 무선 단말기는 중간 주파수(IF: Intermedia Frequency) 자동이득제어(AGC: Auto Gain Control) 전력 증폭기(도시하지 않음)의 증폭 이득(Gain)을 제어하고, 또 상기 전력증폭기(100)의 V_Ref를 조정하여 송신단의 송신전력을 제어한다. 그래서, 상기 중간 주파수 자동이득제어 증폭기의 증폭 이득을 증가시키고, 상기 전력증폭기(100)의 V_Ref를 증가시켜 송신전력을 증가시키는 것이다.

그런데, 상기 휴대용 무선 단말기의 통화 상태 유지 시간이 증가되면, 즉 연속통화상태에 장시간 머물러 있게 되면, 상기 전력증폭기(100)는 발열하게 되고, 상기 발열로 인해 상기 휴대용 무선 단말기 송신단의 전체 증폭 이득이 감소된다. 이에 따라 상기 중간 주파수 자동이득 제어 증폭기 및 전력증폭기(100)의 전력이득을 증가시켜 상기 열로 인한 증폭 이득 감소를 보상한다. 즉, 상기 전력증폭기(100)에서의 발열량을 인지하고, 그 발열량에 따른 증폭 이득 감소 데이터를 가지고 상기 중간주파수 자동이득제어 증폭기 및 전력증폭기(100)의 이득을 증가시키도록 제어함으로써, 상기 휴대용 무선 단말기에 소프트웨어적인 로드(Load)가 발생한다는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 발열량이 상기 전력증폭기(100)가 온도에 따른 제어가능한 최고 발열량일 경우, 상기 송신단의 증폭 이득 감소량도 가장 크게 되고, 이로 인해 상기 중간주파수 자동이득제어 증폭기는 증폭률을 가장 크게 조정하고, 이로 인해 상기 전력증폭기(100)로 입력되는 RF IN의 입력 레벨이 증가하여 상기 전력증폭기(100)의 ACPR(Adjacent Channel Power Rejection: 인접 채널 전력 거부)가 악화되어 스퓨리어스가 악화된다는 문제점이 있었다.

또한, 증폭 전력의 최대화로 인해 입력신호의 선형성 유지가 난이하며, 상기 전력증폭기(100)의 전류 소모가 증가한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 온도에 따라 증폭률을 가변적으로 제어하는 전력증폭 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치에 있어서, 상기 전력 증폭 장치의 증폭률을 제어하기 위해 제공되는 외부 전원과, 상기 외부 전원에 일단이 연결되며, 상기 외부전원에서 제공되는 증폭률 제어 전압을 상기 전력 증폭장치의 온도에 따라 저항값을 가변하는 써미스터와, 상기 써미스터와 일단이 연결되며, 상기 휴대용 무선 단말기에서 송신하고자 하는 송신신호를 입력하여 상기 써미스터를 거친 전압을 증폭률 제어 전압으로 입력하며, 상기 증폭률 제어 전압에 상응한 증폭률로 상기 송신신호를 증폭하는 전력증폭기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 송신단 전력 증폭 장치의 내부 구성을 도시한 블록도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신단 전력 증폭 장치의 내부 구성을 도시한 블록도

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신단 전력 증폭 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

VCC는 상기 전력증폭기(100)의 VCC 단자로 제공되며, 상기 전력증폭기(100)를 동작시키기 위한 바이어스(Bias) 전압이다. 또한, V_Ref는 상기 전력 증폭기(100)의 V_Ref단자로 제공되며, 상기 전력증폭기(100)의 증폭 이득을 조정하기 위한 구동 바이어스(Driver Bias) 전압이고, 상기 V_Ref의 전압값에 따라 상기 전력 증폭기(100)에서 출력되는 송신 신호의 전력이 제어되는 것이다. 그리고, 저항 R1을 상기 전력 증폭기(100)와 병렬로 연결하여 합성 임피던스를 결정하도록 한다.

상기 V_Ref와 상기 전력증폭기(100)의 V_Ref단자 사이에 써미스터(Thermistor)(200)를 연결한다. 상기 써미스터(200)는 미리 설정한 설정 온도, 즉 상온에서는 일정한 저항 성분을 지닌다. 상기 써미스터(200)의 저항성분과 상기 저항 R1의 저항값 및 상기 전력증폭기(100)의 내부 임피던스(Impedance)를 합성한 합성 저항을 가지고, 상기 V_Ref값을 조정한다.

즉, 상기 전력증폭기(100)가 미리 설정되어 있는 최대 증폭률로 신호 증폭시 발열하게 되고, 상기 전력증폭기(100)가 발열함에 따라 상기 써미스터(200)는 그 저항값이 감소하고, 상기 써미스터(200)의 저항값 감소로 인한 상기 V_Ref의 전압강하가 작게 발생되어 결국 상기 전력증폭기(100)의 V_Ref단자로 제공되는 V_Ref전압은 증가하게 된다. 따라서, 상기 전력증폭기(100)의 증폭률은 증가하여 상기 발열에 의한 이득 감소를 보상한다.

또한, 상기 상온 이하의 온도, 즉 저온에서는 상기 휴대용 무선 단말기의 송신단의 증폭 이득이 증가하여, 즉 중간주파수 자동이득제어 전력증폭기에서 필요 레벨 이상의 전압을 가지는 신호가 출력되면, 결국 상기 V_Ref를 통해서 상기 써미스터(200)에 제공되는 전압 역시 증가한다. 그러면, 상기 써미스터(200)는 그 저항성분이 증가되고, 상기 써미스터(200)에서 상기 V_Ref의 전압강하가 발생하고 상기 전압강하 발생된 V_Ref가 상기 전력증폭기(100)의 V_Ref단자로 제공된다.

상기 전력증폭기(100)는 상기 전압강하 발생된 V_Ref를 입력받아 그 증폭률을감소시켜 설정 송신 전력 레벨을 유지한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 온도에 따라 증폭률을 가변하면서 송신 신호를 증폭하는 것을 가능하게 함으로써, 휴대용 무선 단말기가 연속통화상태에 장시간 머물러 있을 경우에도 송신 전력 레벨을 일정하게 유지하는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다.

그리고, 상기 온도에 따른 증폭률 제어를 써미스터를 통해 직접 제어하여 상기 휴대용 무선 단말기에 소프트웨어적인 로드 발생을 제거하며, 상기 전력증폭기가 내구가능한 최대 온도로 발열시 최대 증폭률로 증폭되어 입력되는 중간주파수 신호를 상기 써미스터를 통해 전압강하시켜 입력함으로써 ACPR(Adjacent Channel Power Rejection: 인접 채널 전력 거부) 및 스퓨리어스를 유지한다. 또한 입력신호의 선형성 유지가 가능하며, 상기 전력증폭기의 전류 소모를 감소시킨다는 이점을 가진다.

Claims

휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치에 있어서,

상기 전력 증폭 장치의 증폭률을 제어하기 위해 제공되는 외부 전원과,

상기 외부 전원에 일단이 연결되며, 상기 외부전원에서 제공되는 증폭률 제어 전압을 상기 전력 증폭장치의 온도에 따라 저항값을 가변하는 써미스터와,

상기 써미스터와 일단이 연결되며, 상기 휴대용 무선 단말기에서 송신하고자 하는 송신신호를 입력하여 상기 써미스터를 거친 전압을 증폭률 제어 전압으로 입력하며, 상기 증폭률 제어 전압에 상응한 증폭률로 상기 송신신호를 증폭하는 전력증폭기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치.
제1항에 있어서,

상기 써미스터는 상기 전력 증폭 장치의 온도가 미리 설정한 기준 온도를 초과할 경우 그 저항값을 상기 기준온도시 설정되어 있는 저항값을 초과하여 가변함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치.
제1항에 있어서,

상기 써미스터는 상기 전력 증폭 장치의 온도가 미리 설정한 기준 온도 미만일 경우 그 저항값을 상기 기준온도시 설정되어 있는 저항값 미만으로 가변함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치.
제1항에 있어서,

상기 써미스터에 의해 가변되는 전압변화량을 결정하기 위해 상기 전력증폭기 및 써미스터에 병렬로 연결되는 저항을 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기 송신단의 전력 증폭 장치.