KR20020001167A - 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대형 이동단말기에서 스위치용 트랜지스터와 감쇄기 등을 이용하여 출력제어 장치를 구성하여 종래 PIN 다이오드를 이용하는 출력제어 방식 또는 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기를 사용하는 출력제어 방식에 비해 안정한 회로적 특성을 갖는 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은, 단말기에서 송출될 신호를 증폭하는 중간증폭부와; 단말기의 출력을 제어하는 신호가 OFF 일때 트랜지스터부가 OFF 상태로 동작하면 상기 중간증폭부에서 증폭된 신호를 감쇄시키는 감쇄부와; 단말기의 출력을 제어하는 신호가 ON일 때 ON 상태로 동작하여 상기 중간증폭부에서 증폭된 신호를 통과시키는 트랜지스터부와; 상기 감쇄부에서 감쇄된 신호 또는 트랜지스터부에서 출력되는 신호를 증폭하는 전력증폭부로 구성되어, 저가의 부품으로 간단한 회로를 구성하여 주변회로소자에 의한 간섭파의 영향을 배제하고 안정적인 출력제어 동작을 수행할 수 있는 것이다.
Description
본 발명은 휴대형 이동단말기(Portable Terminal)의 출력제어에 관한 것으로, 특히 스위치용 트랜지스터와 감쇄기 등을 이용하여 출력제어 장치를 구성함으로써, 종래 PIN 다이오드를 이용하는 출력제어 방식 또는 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기를 사용하는 출력제어 방식에 비해 안정한 회로적 특성을 갖도록 한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 휴대형 이동단말기는 기지국과 통신여부에 따라 통화대기 모드 수신모드 송신모드 등의 다양한 모드로 동작하게 된다. 이처럼 다수의 모드로 동작하는 이유는 휴대형 이동단말기의 소형 경량화를 달성함과 동시에 사용시간을 최대한 길게 하기 위한 것으로, 각 모드에 따라 단말기의 소비전력을 효율적으로 조절함으로써 단말기의 사용시간을 연장시키게 된다.
특히, 기지국으로 신호 송출시 단말기의 소비전력이 크기 때문에 신호송출 동작에서의 효율적인 출력제어는 단말기의 가용시간을 연장하는데 있어 중요한 요소가 된다.
이하, 종래기술에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치를 설명한다.
먼저, 도1은 종래기술의 일실시예에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치의 블록구성도이고, 도2는 종래기술의 다른 실시예에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치의 블록구성도이다.
종래 CDMAA 단말기에서 80dB의 다이나믹 범위를 충족시키기 위하여 널리 사용되는 출력제어 방식은 크게 두 가지로 구분된다. 상기 인용한 출력제어 방식의 하나는 핀다이오드(PIN Diode)를 이용하여 최종단 전력증폭기로 인가되는 전력을 20dB 감쇄시키는 방식이고, 다른 하나는 중간증폭기 자체가 30dB의 다이나믹 레인지를 가지도록 구성하는 방식이다.
상기에서 핀 다이오드를 이용하는 장치는 도1에 도시된 바와 같이, 단말기의 출력을 제어하는 신호가 입력되면 바이어스 회로(12)의 바이어스 전원을 핀다이오드(14)로 공급하는 바이어스 스위칭부(11)와; 단말기에서 송출될 신호를 증폭하는 중간증폭부(13)와; 상기 중간증폭부(13)에서 증폭된 신호를 상기 바이어스 스위칭부(11)의 바이어스 전원에 따라 감쇄시키거나 감쇄없이 출력하는 핀다이오드(14)와; 상기 핀다이오드(14)에서 출력되는 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 전력증폭부(15)로 구성된다.
그리고 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기를 이용하는 장치는 도2에 도시된 바와 같이, 주파수 대역의 전부에 걸쳐 중간증폭부(21)의 전력이득을 제어하는 이득제어회로(21)와; 상기 이득제어회로(21)의 출력제어에 따라 단말기에서 송출된 신호를 증폭하는 중간증폭부(22)와; 상기 중간증폭부(22)에서 출력되는 신호에서 송출주파수 대역의 신호만을 출력하는 필터부(23)와; 상기 필터부(23)에서 출력되는 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 전력증폭부(24)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 설명한 종래장치의 구성에서 핀다이오드를 이용하는 장치는 단말기의 출력제어를 BBA(Base Band Modulator/Demodulator)를 통해 수행하며, 출력단에서 최종단 전력증폭부(15)를 거치기 전에 핀다이오드(14)를 이용하여 신호의 출력범위를 20dB씩 이동시키게 된다. 상기 BBA는 핀다이오드(14)에 공급할 바이어스 전원을 생성하는 바이어스 회로(12)와 상기 바이어스 회로(12)에서 생성된 바이어스 전원을 핀다이오드(14)로 공급하거나 차단하는 기능을 수행하는 바이어스 스위칭부(11)로 이루어진다.
이때 바이어스 스위칭부(11)가 바이어스 전원을 스위칭하는 동작은 단말기의 출력제어 신호(PA_R0)에 의해 제어된다. 즉, 바이어스 스위칭부(11)는 PA_R0 신호가 OFF인 경우에 바이어스 전원을 핀다이오드(14)로 공급하고, PA_R0 신호가 ON인 경우에는 핀다이오드(14)에 대한 바이어스 전원의 공급을 중단하게 된다. 그리고 상기 PA_R0 신호는 일반적으로 기지국 모뎀(Mobile Station Modem)에서 전송된다.
상기와 같이 바이어스 스위칭부(11)에 의하여 바이어스 전원의 공급여부가 결정되는 핀다이오드(14)는 순방향에서 i영역의 저항이 소수 캐리어의 주입으로 낮아지고, 전압강하가 작으며 접합용량이 작아서 차단주파수가 높은 특성을 갖는 회로소자다.
그래서 바이어스 스위칭부(11)에서 바이어스 전원을 공급받게 되면, 핀다이오드(14)는 중간증폭부(13)에서 출력되는 신호를 감쇄시키지 않고 전력증폭부(15)로 출력하게 된다. 그리고 바이어스 스위칭부(11)가 바이어스 전원을 공급하지 않게 되면, 핀다이오드(14)는 중간증폭부(13)에서 증폭된 신호를 입력받아 자체의 감쇄기능으로 20dB의 출력감쇄를 수행하여 전력증폭부(15)로 출력한다.
상기의 동작으로 핀다이오드(14)에서 감쇄된 신호는 전력증폭부(15)에서 증폭된 후 안테나를 통하여 공중으로 방사된다. 따라서 핀다이오드(14)에서 감쇄되지 않은 신호는 고출력 레벨의 신호로써 방사되며, 핀다이오드(14)에서 감쇄된 신호는 저출력 레벨의 신호로써 방사된다. 이러한 동작으로 핀다이오드(14)에 의한 출력제어가 수행되는 것이다.
그리고 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기를 사용한 장치에서는 이득제어회로(21)를 이용하여 중간증폭부(22)의 이득을 제어하게 된다. 즉, 중간증폭부(22)는 넓은 다이나믹 레인지를 갖는 것으로, 송신주파수의 전대역에 걸쳐 출력을 제어할 수 있는 이득제어회로(21)의 제어에 따라 동작하여 송신신호의 출력을 제어하게 된다.
상기에서 이득제어회로(21)에 의한 출력제어 동작은 핀다이오드(14)에 의한 출력제어 동작에 비해 간단하며, 중간증폭부(22)에서 출력제어된 신호는 필터부(23)를 통해 송신주파수 대역의 신호만이 여파된다. 그래서 필터부(23)에서 출력되는 신호를 전력증폭부(24)가 증폭한 후 안테나를 통해 방사하게 된다. 이러한 동작으로 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기에 의한 단말기의 출력제어가 수행되는 것이다.
그러나 상기 설명한 종래기술은, 핀다이오드를 이용한 출력제어 장치의 경우에 핀다이오드의 바이어스 결정조건과 주변회로로부터 인가되는 불특정 간섭파의 영향으로 회로가 불안정하게 동작하는 상태가 유발될 수 있는 문제점이 있었다. 즉, 핀다이오드를 ON/OFF하기 위하여 바이어스 스위칭부가 추가되어야 하고, 특정의 바이어스 조건을 만족하는 경우에만 회로의 발진조건을 충족시키게 되기 때문에, 단말기의 동작에 치명적인 영향을 미칠 수 있고 다른 단말기의 동작에도 중대한 영향을 미칠 수 있는 것이다.
그리고 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기를 이용한 출력제어 장치는 각 부품의 가격이 고가이기 때문에 단말기의 가격이 높아지고, 넓은 주파수 대역에 대한 출력제어를 수행하므로 송신주파수 대역에 대한 회로의 부정합이 발생하여 단말기의 송신특성이 저하될 뿐만아니라 넓은 대역폭을 갖는 증폭기의 제어가 용이하지 않은 기술적인 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 휴대형 이동단말기에서 스위치용 트랜지스터와 감쇄기 등을 이용하여 출력제어 장치를 구성함으로써, 종래 PIN 다이오드를 이용하는 출력제어 방식 또는 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기를 사용하는 출력제어 방식에 비해 안정한 회로적 특성을 갖는 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치는, 단말기에서 송출될 신호를 증폭하는 중간증폭부와; 단말기의 출력을 제어하는 신호가 OFF 일때 트랜지스터부가 OFF 상태로 동작하면 상기 중간증폭부에서 증폭된 신호를 감쇄시키는 감쇄부와; 단말기의 출력을 제어하는 신호가 ON일 때 ON 상태로 동작하여 상기 중간증폭부에서 증폭된 신호를 통과시키는 트랜지스터부와; 상기 감쇄부에서 감쇄된 신호 또는 트랜지스터부에서 출력되는 신호를 증폭하는 전력증폭부로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도1은 종래기술의 일실시예에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치의 블록구성도이고,
도2는 종래기술의 다른 실시예에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치의 블록구성도이며,
도3은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치의 블록구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
31 : 중간증폭부 32 : 감쇄부
33 : 전력증폭부 34 : 트랜지스터부
이하, 상기와 같은 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치의 기술적 사상에 따른 일실시예에 의거 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 도3은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치의 블록구성도이다.
상기 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 적절한 실시예는, 단말기에서 송출될 신호를 증폭하는 중간증폭부(31)와; 단말기의 출력을 제어하는 신호(PA_R0)가 OFF 이면 트랜지스터부(34)의 스위칭 동작이 OFF 됨에 따라 상기 중간증폭부(31)에서 증폭된 신호를 감쇄시키는 감쇄부(32)와; 상기 감쇄부(32)보다 낮은 임피던스를 갖고, 단말기의 출력을 제어하는 신호(PA_R0)가 ON일 때 ON 상태로 동작하여 상기 중간증폭부(31)에서 증폭된 신호를 전력증폭부(33)로 출력하는 트랜지스터부(34)와; 상기 감쇄부(32)에서 감쇄된 신호 또는 트랜지스터부(34)에서 출력되는 신호를 증폭하는 전력증폭부(33)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
단말기에서 무선송출 할 신호는 중간증폭부(31)로 입력되어 증폭된다. 이때 단말기의 운용조건에 따라 무선송출 신호에 대한 출력제어가 수행되며, 상기 출력제어에 의해 고출력 레벨의 신호송출 또는 저출력 레벨의 신호송출이 이루어진다.
일반적으로 상기 출력제어를 위한 신호는 기지국 모뎀(MSM)에서 전송되는 단말기 출력제어 신호(PA_R0)이며, 상기 PA_R0가 ON 상태인 경우에는 고출력 레벨의 신호송출이 이루어지고 상기 PA_R0가 OFF 상태인 경우에는 저출력 레벨의 신호송출이 이루어진다.
상기 PA_R0 신호에 따른 출력제어 동작은 중간증폭부(31)에서 증폭된 신호에 대한 감쇄여부로써 수행된다. 이때 트랜지스터부(34)는 스위칭 동작을 위해 구비된 것으로, 감쇄부(32)에 비해 낮은 임피던스를 갖도록 설계된다.
그래서 PA_R0 신호가 OFF 상태인 경우에는 트랜지스터부(34)의 콜렉터를 통한 출력이 방지되므로, 중간증폭부(31)에서 출력되는 신호는 감쇄부(32)로 입력되어 감쇄된 후 전력증폭부(32)로 인가된다. 그리고 PA_R0 신호가 ON 상태인 경우에는 중간증폭부(31)의 출력신호가 트랜지스터부(34)의 에미터 단자로 입력되고 콜렉터 단자의 출력이 전력증폭부(33)로 인가된다.
상기에서 트랜지스터부(34)가 스위칭 기능을 수행할 수 있는 것은 감쇄부(32)에 비해 낮은 임피던스를 갖기 때문이며, 신호가 트랜지스터부(34)를 통과하는 과정에서 감쇄는 이루어지지 않는다. 즉, 무감쇄에 의한 고출력 레벨신호 출력이 가능하게 된다.
그리고 저출력 레벨의 신호를 송출하기 위하여 PA_R0 신호가 OFF 상태로써 입력되는 경우에는 감쇄부(32)가 중간증폭부(31)의 출력신호를 감쇄하게 되는데, 상기 감쇄부(32)의 감쇄동작을 안정화시키기 위하여 감쇄정도를 미리 설정할 수 있다. 이때 감쇄부(32)의 감쇄값을 고정적으로 설계함으로써 감쇄부(32)에 의한 출력레벨의 감쇄를 안정적으로 수행하게 되며, 트랜지스터부(34)로 신호가 통과하는 경우에 발생하는 신호감쇄량은 감쇄부(32)의 입력단 및 출력단에 구비된 저항을 통해 인가된다.
상기 설명한 동작을 위하여 감쇄부(32)는 파이형 감쇄기를 구비하며, 상기파이형 감쇄기의 전후단에 저항을 접지시키게 된다.
그래서 출력레벨이 감쇄된 저출력 레벨의 신호 또는 출력레벨의 감쇄가 없는 고출력 레벨의 신호가 전력증폭부(33)로 입력되면, 전력증폭부(33)는 상기 입력신호를 증폭하여 안테나를 통해 무선송출하게 된다. 즉, 안테나에서 무선송출되는 신호에 대한 저출력 또는 고출력 레벨의 출력제어가 수행된 것이다.
이처럼 본 발명에 의한 장치는 저항과 스위치용 트랜지스터를 구비하여 송신신호에 대한 출력제어를 수행함으로써, 간단한 구성의 회로로써 안정적인 출력제어 동작을 수행할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치는, 저항과 스위치용 트랜지스터를 구비하여 송신신호에 대한 출력제어를 수행하므로 간단한 구성의 회로로써 안정적인 출력제어 동작을 수행할 수 있는 효과가 있다.
즉, 핀다이오드를 이용한 출력제어 장치가 바이어스 결정조건과 주변회로로부터 인가되는 불특정 간섭파의 영향으로 회로가 불안정해질수 있음에 비해, 본 발명에 의한 장치는 상기와 같은 문제점을 발생시키는 핀다이오드를 사용하지 않으므로 주변회로소자에 의한 간섭파의 영향을 배제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 장치는 다이나믹 레인지가 넓은 중간증폭기를 이용한 출력제어 장치를 구성하는 경우에 유발되는 단말기의 가격상승 및 증폭기 제어의 곤란성 등을 해결할 수 있는 것으로, 저가의 부품을 이용하여 간단한 회로를 구성함으로써 저가의 단말기를 구현하고 출력제어를 용이하게 하는 효과가 있다.
Claims (3)
- 단말기에서 송출될 신호를 증폭하는 중간증폭부와;단말기의 출력을 제어하는 신호가 OFF 일때 트랜지스터부가 OFF 상태로 동작하면 상기 중간증폭부에서 증폭된 신호를 감쇄시키는 감쇄부와;단말기의 출력을 제어하는 신호가 ON일 때 ON 상태로 동작하여 상기 중간증폭부에서 증폭된 신호를 통과시키는 트랜지스터부와;상기 감쇄부에서 감쇄된 신호 또는 트랜지스터부에서 출력되는 신호를 증폭하는 전력증폭부로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 트랜지스터부는,상기 감쇄부보다 낮은 임피던스를 갖는 스위칭 소자로 구성되어 ON 상태로 동작하는 경우에는 상기 중간증폭부의 출력신호를 감쇄없이 통과시켜 전력증폭부로 입력되도록 하고, OFF 상태로 동작하는 경우에는 상기 중간증폭부에서 출력되는 신호의 통과를 방지함으로써 중간증폭부의 출력신호가 상기 감쇄부로 입력되도록 하는 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치.
- 제 1항 또는 제2 항에 있어서, 상기 감쇄부는,입력신호의 감쇄정도를 일정한 값으로 고정 설계된 파이형 증폭기를 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대형 이동단말기의 출력제어 장치.
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