KR20010076827A - Apparatus for controling a power amplifier of radio portable terminal equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선단말기의 송수신부에 있어 적용되는 증폭기 제어 장치에 관한 것으로, 특히, 소모 전류의 감소와 동시에 선형성을 향상시키는 송수신부의 증폭기 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplifier control apparatus applied to a transceiver of a wireless terminal, and more particularly, to an amplifier control apparatus of a transceiver for improving linearity while reducing current consumption.
통상 무선단말기에 있어 안테나를 통해 신호의 수신이 이루어지고, 수신된 신호를 복원하는 과정이 신호 수신장치를 통해 이루어진다. 그러나, 수신된 신호의 세기가 너무 클 경우, 자기 신호를 복원함에 있어 내 신호의 왜곡 현상이 나타난다.In general, a wireless terminal receives a signal through an antenna, and a process of restoring the received signal is performed through a signal receiving apparatus. However, if the strength of the received signal is too large, distortion of the internal signal appears in restoring the magnetic signal.
따라서, 이의 문제를 해소하기 위해 종래에 있어 여러 방법의 제안이 이루어졌으며, 특히, 선형성의 개선과 소모 전류를 절약을 이루는 것은 그러한 제안에 있어 더욱더 요구되는 사항이 되었다.Therefore, in order to solve this problem, various proposals have been made in the related art, and in particular, improving linearity and saving current consumption have become more and more demanded in such proposals.
한편, 앞서 언급한 문제의 해소를 위해 종래에 있어 제안된 무선단말기의 신호 송수신 장치와, 그에 있어 적용되는 증폭기 제어장치의 구성은 첨부된 도 1에 있어 도시된 바와 같다. 참고로, 상기 도 1에 있어 도시된 도면은 특히 수신부의 부분을 보다 특징적으로 개시한 도면이다.On the other hand, the configuration of the signal transmitting and receiving device and the amplifier control device of the conventionally proposed wireless terminal for solving the above-mentioned problem is as shown in FIG. For reference, the drawing illustrated in FIG. 1 is a view showing more particularly a part of the receiver.
이의 참조를 통해 종래 기술의 특징과 그에 있어 발생된 문제를 살펴보면, 먼저, 수신된 신호의 경로는 안테나(110)로 수신되어, 이는 다시 듀플렉서(109)를 통해 송신부와 수신부로 나뉘어 지도록 되어 있다. 저잡음증폭기(LNA)(108)는 입력과 출력의 정합회로로 구성되어, 수신부 전 경로에 있어 영향을 주는 잡음비율을 낮추고 원하는 수신 대역만을 선택하여 수신감도를 증대시킨다. BJT 트랜지스터(B1)는 V_control신호가 ON (3V)일 때 동작하며, 이는 R1과 R2의 저항을 통해 전압다이오드(D)에 인가된다. 이때 상기 다이오드(D)는 ON 상태가 되고. 상기 수신된 신호는 상기 온 상태의 다이오드(D) 및 저항 R1, R2를 통해서 일정 정도 손실된 상태로 감쇄 된다.Looking at the features of the prior art and the problems caused by the reference thereof, first, the path of the received signal is received by the antenna 110, which is further divided into a transmitter and a receiver through the duplexer 109. The low noise amplifier (LNA) 108 is composed of an input and an output matching circuit, which reduces the noise ratio affecting the entire path of the receiver and selects only a desired reception band to increase reception sensitivity. The BJT transistor B1 operates when the V_control signal is ON (3V), which is applied to the voltage diode D through the resistors R1 and R2. At this time, the diode D is turned on. The received signal is attenuated to some extent lost through the diode D and the resistors R1 and R2 in the on state.
그러나, 상기 전압다이오드(D)의 ON상태는 그 후단의 임피던스를 매우 낮도록 하게 된다. 이는 입력과 출력 정합회로가 서로 맞지 않도록 하는 원인이 되며, 그러한 원인에 의해 필터특성의 저하와 발진현상의 발생이 나타난다. 또한 주파수에 대해서 신호의 차(Ripple)가 크게되는데, 이에 정상적으로 신호를 복원할 수가 없는 문제를 야기하기도 한다.However, the ON state of the voltage diode D causes the impedance of the subsequent stage to be very low. This causes the input and output matching circuits to be inconsistent with each other, resulting in deterioration of filter characteristics and generation of oscillation. In addition, the ripple of the signal is large with respect to frequency, which may cause a problem that the signal cannot be restored normally.
결국, 종래 기술에 따른 무선단말기의 송수신 장치에 있어, 상기에서 설명하였듯이 입력에 들어온 큰 신호를 감쇄함에 있어 입력단의 임피던스가 낮은 임피던스로 바뀌게 되고, 이는 결국 신호의 리플(Ripple)을 크게 하여 신호 복원에 따른 디지탈 신호처리를 원활하지 못하도록 하는 주 원인이 된다. 또한 무선단말기에 있어 에러의 발생을 크게 하여 정상적으로 통화할 수 없는 문제 또한 야기한다.As a result, in the transmission and reception apparatus of the wireless terminal according to the prior art, the impedance of the input terminal is changed to a low impedance in attenuating a large signal input to the input as described above, which eventually increases the signal ripple and restores the signal. This is a major cause of the failure of digital signal processing. In addition, the occurrence of an error in the wireless terminal increases the problem that can not normally talk.
따라서 본 발명의 목적은 CDMA (Code Division Method Access) 방식 무선단말기의 송수신부에 있어서 적용되며, 앞서 언급된 문제점들을 해소할 수 있도록 하는 무선단말기의 증폭기 제어장치를 구현함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to apply to a transceiver of a code division method access (CDMA) wireless terminal, and to implement an amplifier control apparatus for a wireless terminal to solve the above-mentioned problems.
또한 본 발명의 목적은, 소모 전류의 감소와 동시에 선형성을 향상시키는 무선단말기의 송수신부에 있어 적용되는 증폭기 제어장치를 구현함에 있다.In addition, an object of the present invention is to implement an amplifier control device applied to the transceiver of the wireless terminal to improve the linearity and at the same time reducing the current consumption.
이러한 본 발명은, 신호에 따라서 증폭기를 스위칭하여 소모전류도 줄이면서 선형성을 개선하는 증폭기 제어장치를 특징으로 한다.The present invention is characterized by an amplifier control device that improves linearity while reducing current consumption by switching the amplifier in accordance with a signal.
특히, 수신부에 있어서 제안되는 본 발명의 실시는, 수신부에 큰 신호가 입력되어 그 신호를 감쇄함에 있어서 증폭기를 거치지 않고 신호를 그냥 통과시켜서 증폭기의 뒷쪽에 큰신호가 전달되지 않도록 하여 선형성을 개선함과 동시에 증폭기가 오프상태로 되어 소모전류를 줄이도록 하는 증폭기 제어장치를 특징으로 하며,Particularly, the implementation of the present invention proposed in the receiver improves linearity by preventing the large signal from being transmitted to the rear of the amplifier by simply passing the signal without passing through the amplifier when a large signal is input to the receiver and attenuating the signal. At the same time, the amplifier is turned off, characterized in that the amplifier control device to reduce the current consumption,
다음으로, 송신부에 있어서 제안되는 실시로서는, 송신부에 있어서 송신전력이 임의의 값 미만일 경우 증폭기를 스위칭하여 신호를 증폭하지 않고 소모전류를 줄이도록 하는 증폭기 제어장치를 특징으로 한다.Next, the proposed embodiment of the transmission unit is characterized by an amplifier control device which reduces the current consumption without switching the amplifier to amplify the signal when the transmission power is less than a predetermined value in the transmission unit.
도 1은 종래 기술에 따른 증폭기 제어장치가 적용된 무선단말기의 송수신부의 구성을 보여주는 도면.1 is a view showing a configuration of a transceiver of a wireless terminal to which an amplifier control apparatus according to the prior art is applied.
도 2는 본 발명에 따른 무선단말기 송수신부의 증폭기 제어장치의 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram of an amplifier control device of a wireless terminal transceiver according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 증폭기 제어장치의 적용이 이루어지는, 무선단말기 송수신부의 구성을 보여주는 도면.Figure 3 is a view showing the configuration of the wireless terminal transceiver, the application of the amplifier control device according to the invention is made.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. Also, in the following description, many specific details such as components of specific circuits are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention may be practiced without these specific details. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명에 따른 무선단말기의 신호송수신 장치에 있어 적용되는 증폭기 제어장치의 구성도이다. 이를 통해 전력 소모의 절약 및 선형성의 확보를 이룰수 있다.2 is a block diagram of an amplifier control apparatus applied to a signal transmission and reception apparatus of a wireless terminal according to the present invention. This can save power consumption and ensure linearity.
이하 상기 도 2를 참조하면, 본 발명에 있어 적용되는 증폭기 제어장치는 증폭기(102), 스위치(101), 제어부(103)로 구성된다. 상기 증폭기(102)는 상기 제어부(103)의 제어신호에 의해 동작한다. 상기 증폭기(102)는 상기 스위치(101)가 OFF 상태가 된 경우에 있어 일반적인 증폭기와 같은 신호의 증폭 동작을 행한다. 그러나, 상기 제어부(103)의 제어신호 인가에 따라 스위치(101)의 상태가 온 상태가 되는 경우, 상기 증폭기(102)는 동작을 행하지 않으며, 이는 인가되는 신호를 증폭하지 않는 것이다. 그리고 이 경우에 있어서 인가되는 신호는 스위치(101)의 경로를 통해 출력으로 바로 전달된다.2, the amplifier control device applied in the present invention is composed of an amplifier 102, a switch 101, a control unit 103. The amplifier 102 is operated by the control signal of the controller 103. The amplifier 102 performs an amplification operation of a signal similar to a general amplifier when the switch 101 is turned off. However, when the state of the switch 101 is turned on according to the application of the control signal of the control unit 103, the amplifier 102 does not operate, which does not amplify the applied signal. In this case, the applied signal is transferred directly to the output through the path of the switch 101.
상기와 같은 증폭기 제어장치의 동작 상태에 따라 본 발명의 실시가 이루어진다.Implementation of the present invention is made according to the operating state of the amplifier control device as described above.
첨부된 도 3은 바로 본 발명에 따른 무선단말기 송수신 장치의 내부 구성도가 된다.3 is an internal configuration diagram of a wireless terminal transceiver according to the present invention.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 송수신 장치는 능동소자로서 M1, M2, M3을 구비하고 있으며, 상기 M2는 증폭기 소자로서 사용된다. 상기 M1, M2, M3 소자는 FET( Field Effect Transistor), MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transistor), HEMT(High Electron Mobility Transistor), BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되는 능동소자이다. 여기서 FET 계열인 JFET, MESFET, HEMT는 그 특성이 각기 다르지만, 동작원리는 동일하다.Referring to this, the transmission and reception apparatus according to the present invention includes M1, M2 and M3 as active elements, and M2 is used as an amplifier element. The M1, M2, and M3 devices are active devices implemented with Field Effect Transistors (FETs), Metal Semiconductor Field Effect Transistors (MESFETs), High Electron Mobility Transistors (HEMTs), and Bipolar Juction Transistors (BJTs). Here, FET series JFET, MESFET and HEMT have different characteristics, but the operation principle is the same.
상기 M1의 능동소자는 스위치로 동작하는 역할을 한다. 이는 앞서 도 2에 잇어서의 스위치(101) 역할을 하는 것이다. 상기 M3는 Bipolar 나 NMOSFET 계열로 구현될 수가 있다. 상기 M3 소자는 제어 전압의 안가 상태에 따라 ON/OFF 상태가 되며, 이의 상태로서 상기 M2의 FET나 Bipolar도 ON/OFF 하게 된다.The active element of the M1 acts as a switch. This serves as the switch 101 in FIG. 2 above. The M3 may be implemented as a bipolar or NMOSFET series. The M3 element is turned on / off according to the control state of the control voltage, and the FET and the bipolar of the M2 are also turned on / off.
이의 동작 원리는 하기와 같이 이루어진다.Its operation principle is as follows.
먼저, 바이어스 회로에 대해서 설명하면, Vcc는 M2의 FET 드레인에 전압이 걸리게 되고, M1의 스위치 FET는 드레인 쪽에 Vdd가 인가되고, 소오스에는 DC Block 커패시터(C1)에 의해서 저항 R2를 통해서 드레인과 같은 전압이 소오스에 인가된다. FET의 게이트는 저항 R1을 통해 0V가 인가된다. M1의 게이트 전압은 저항 R5와 M3의 능동소자에 인가된 전압이 걸리게 된다.First, the bias circuit will be described. Vcc applies a voltage to the drain of the FET of M2, Vdd is applied to the drain of the switch FET of M1, and the source is connected to the drain through the resistor R2 by the DC Block capacitor C1. Voltage is applied to the source. 0V is applied to the gate of the FET through the resistor R1. The gate voltage of M1 is applied to the active elements of the resistors R5 and M3.
다음으로, V_control 전압이 High 상태이면, M3의 능동소자는 ON 상태가 되어 M2의 소자는 증폭기로 동작하게 된다. 이때 Vs전압은 Self-Bias 전압이 되어 M2의 FET는 정상적으로 동작하게 된다.Next, when the V_control voltage is high, the active device of M3 is turned on, and the device of M2 operates as an amplifier. At this time, the Vs voltage becomes the self-bias voltage and the FET of M2 operates normally.
상기 FET의 M1에 대한 게이트 소오스전압은 Vgs = Vs - Vdd < - Vp (핀치오프 전압) 이 되어 OFF 상태가 된다.The gate source voltage for M1 of the FET becomes OFF when Vgs = Vs-Vdd <-Vp (pinch off voltage).
입력정합회로는 증폭기의 입력을 정합하는 회로니며, 출력정합회로는 출력을 정합하는 회로로 구현된다.The input matching circuit is a circuit for matching the input of the amplifier, and the output matching circuit is implemented as a circuit for matching the output.
그리고, V_control 전압이 Low 상태이면, M3의 능동소자는 OFF 상태가 되어 M2의 소자는 증폭기로 동작하지 않게 된다. 이때 Vs전압은 저항 R6를 통해서 Vdd 전압이 인가되어 상기 M1의 FET 게이트와 소오스 전압이 0V가 되어 ON상태가 된다.When the V_control voltage is low, the active device of M3 is turned off and the device of M2 does not operate as an amplifier. At this time, the Vs voltage is applied to the Vdd voltage through the resistor R6, and the FET gate and the source voltage of the M1 become 0V, thereby turning on.
이때 상기 M1의 FET 는 드레인 소오스 사이의 저항이 매우 작아 입력된 신호는 캐패시터 C1을 거처 FET인 M1과 출력 정합회로를 거치게 된다.At this time, the FET of the M1 has a very small resistance between the drain sources and the input signal passes through the capacitor C1 and passes through the output matching circuit with the M1, the FET.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시는, 무선 단말기의 수신부에 있어서 아이들 모드에 있어서 전류를 절약하기 위해서 존재하는 슬롯 모드와 같이, 수신대기 상태에서 수신부를 ON/OFF 시 V_control 단자로서 슬롯 모드를 사용할 수도 있는 것이다.As described above, the embodiment of the present invention uses the slot mode as the V_control terminal when the receiver is ON / OFF in the reception standby state, as is the slot mode existing to save current in the idle mode in the receiver of the wireless terminal. It could be.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시는, 디지탈 신호처리부의 제어 신호를 받아서 들어오는 입력과 방해파 신호에 따라서 증폭기를 스위칭함으로서 무선단말기에 수신부의 선형성을 개선하는 이점과 아울러, 시스템의 효율을 개선하는 이점이 있다.The implementation of the present invention as described above has the advantage of improving the linearity of the receiver and the efficiency of the system by switching the amplifier according to the input signal and the interference wave signal received from the control signal of the digital signal processor. have.
또한, 통상 선형성을 개선함에 있어 전류나 전압을 증가시키는 경우가 많은데, 본 발명의 경우 선형성 특성이 우수한 증폭기에 적용함으로서 시스템의 효율이보다 더 개선되고, 다이나믹을 넓혀 줄수가 있으며, 소모전류를 줄일 수 있는 이점이 있다.In addition, in order to improve linearity, the current or voltage is often increased. In the present invention, by applying to an amplifier having excellent linearity characteristics, the efficiency of the system can be further improved, the dynamics can be widened, and the current consumption can be reduced. There is an advantage to that.
또한, 본 발명에 따른 증폭기 제어 장치를 송신부로 적용하는 경우에 있어 AGC(Automatic Gain Control)부에 부담을 덜 주며 다이나믹 범위를 넓혀주고 소모 전류을 줄일수 있는 이점이 있다.In addition, in the case of applying the amplifier control device according to the present invention as a transmitter, there is an advantage that less burden on the AGC (Automatic Gain Control) unit, widen the dynamic range and reduce the current consumption.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |