KR20020057393A - A device of power amplifier for mobile communication terminal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신 단말기용 전력증폭장치에 관한 것으로서, 특히 신호의 전력을 증폭시키는 전력증폭기에 사용되는 다수개의 증폭소자를 외부신호의 입력레벨에 따라 각각 동작시켜 전력효율을 증가시키는 이동통신 단말기용 전력증폭회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplifier for a mobile communication terminal. In particular, a plurality of amplification elements used in a power amplifier for amplifying the power of a signal are operated according to an input level of an external signal, respectively, to increase power efficiency. It relates to a power amplifier circuit.
이동통신 시장이 점차 확대됨에 따라, 그에 따른 기술도 점차 발전하고 있는 추세에 있으며, 이동통신 단말기도 소형 경량이면서도 성능이 뛰어난 것이 요구되고 있다. 특히, 이동통신 단말기에 있어서 제한된 배터리의 크기에서 총 배터리 사용시간를 늘리기 위한 기술적 노력이 계속되고 있다. 이에 이동통신 단말기에서 사용되는 전력의 효율을 높이기 위한 기술들도 점차 발전하고 있다.As the mobile communication market gradually expands, the corresponding technology is also gradually developing, and the mobile communication terminal is also required to have small size, light weight, and excellent performance. In particular, technical efforts have been made to increase total battery life in limited battery sizes in mobile communication terminals. Accordingly, technologies for increasing the efficiency of power used in a mobile communication terminal are also gradually developed.
도 1은 종래기술에 따른 이동통신 단말기의 구성을 도시한 회로도로서, 외부신호가 입력되는 입력단(I1)의 임피던스를 매칭시키는 입력임피던스 매칭부(11)와, 단말기에서 사용되는 전력으로 신호를 증폭시키는 구동증폭기(12)와, 상기 구동증폭기(12)와 그 다음단의 회로를 바라본 임피던스를 매칭시키는 중간임피던스 매칭부(13)와, 상기 중간임피던스 매칭부(13)을 통해 전송되는 신호를 송수신에 필요한 전력으로 증폭시키는 전력증폭기(14)와, 상기 전력증폭기(14)에서 증폭된 신호를 출력하는 출력단(O1)의 임피던스를 매칭시키는 출력임피던스 매칭부(15)로 구성된다.1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a mobile communication terminal according to the prior art, and an input impedance matching unit 11 for matching an impedance of an input terminal I1 to which an external signal is input, and amplifying a signal with power used in the terminal. Transmitting and receiving signals transmitted through the driving amplifier 12, the intermediate impedance matching unit 13 for matching the impedance viewed from the driving amplifier 12 and the circuit of the next stage, and the intermediate impedance matching unit 13 And an output impedance matching section 15 for matching the impedance of the output terminal O1 for outputting the signal amplified by the power amplifier 14 and the power amplifier 14 for amplifying the power required by the power amplifier 14.
상기와 같이 구성된 종래 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 동작을 도 1을 참조하여 설명하면, 입력단(I1)을 통하여 외부에서 입력된 신호는 입력임피던스 매칭부(21)에 의해 최대전력으로 구동증폭기(12)로 전송되고, 구동증폭기(12)에서 단말기에서 사용되는 전력으로 증폭된다. 상기 구동증폭기(12)에서 증폭된 신호는 중간임피던스 매칭부(13)에서 매칭되어 최대전력으로 전력증폭기(14)전송되고, 송수신에 필요한 전력으로 증폭된다. 상기 전력증폭기(14)에서 증폭된 신호는 출력임피던스 매칭부(15)에 의해 최대전력으로 출력단(O2)에서 출력된다.Referring to FIG. 1, an operation of a conventional power amplifier for a mobile communication terminal configured as described above is performed by the input impedance matching unit 21 at a maximum power by an input impedance matching unit 21. 12) and amplified by the power used by the terminal in the drive amplifier 12. The signal amplified by the driving amplifier 12 is matched by the intermediate impedance matching unit 13 and transmitted by the power amplifier 14 at maximum power, and amplified by the power required for transmission and reception. The signal amplified by the power amplifier 14 is output from the output terminal O2 at maximum power by the output impedance matching unit 15.
그러나, 종래의 이동통신 단말기용 전력증폭장치는 외부에서 입력되는 신호의 전력레벨이 저전력 상태인 경우에도 고전력 상태의 신호가 입력되는 경우와 동일하게 전력이 소모되므로 전력효율이 떨어지는 문제점이 있다.However, the conventional power amplifier for a mobile communication terminal has a problem in that power efficiency is lowered because power is consumed in the same manner as when a signal in a high power state is input even when a power level of an externally input signal is in a low power state.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 외부에서 입력되는 신호를 증폭시키는 전력증폭기를 다수개의 증폭소자별로 구동되도록 구성하여 외부입력신호의 전력레벨에 따라 해당 전력증폭소자를 임피던스 매칭이 유지되도록 구동시킴으로써 단말기에서 사용되는 전력의 효율을 높일 수 있는 이동통신 단말기용 전력증폭장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the object of which is to configure a power amplifier for amplifying the signal input from the outside to be driven by a plurality of amplification elements to the corresponding power according to the power level of the external input signal The present invention provides a power amplification device for a mobile communication terminal capable of increasing the efficiency of power used in a terminal by driving an amplifier to maintain impedance matching.
도 1은 종래기술에 따른 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 회로도,1 is a circuit diagram of a power amplifier for a mobile communication terminal according to the prior art;
도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 실시도.2 is an embodiment of a power amplifier for a mobile communication terminal according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
21 : 입력임피던스 매칭부 22 : 구동증폭기21: input impedance matching unit 22: drive amplifier
23 : 중간임피던스 매칭부 24 : 전력증폭기23: medium impedance matching unit 24: power amplifier
25 : 제어부 26 : 출력임피던스 매칭부25 control unit 26 output impedance matching unit
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 특징에 따르면, 이동통신 단말기로 신호가 입력되는 신호입력단의 임피던스를 매칭하는 입력임피던스 매칭부와, 상기 입력임피던스 매칭부를 통한 신호를 단말기에서 사용되는 전력으로 증폭하는 구동증폭부와, 상기 구동증폭부와 구동증폭부에서 바라본 회로의 임피던스를 매칭하는 중간임피던스 매칭부와, 상기 중간임피던스 매칭부를 통한 신호를 송수신에 필요한 전력으로 증폭시키고 다수개의 전력증폭소자가 중간임피던스 매칭부를 기준으로 임피던스값이 대칭되도록 형성된 전력증폭부와, 상기 전력증폭부에서 외부입력신호의 전력레벨에 따라 신호전력 증폭에 사용되는 전력증폭소자를 결정하여 대칭으로 구동시켜 임피던스 매칭을 유지시키는 제어부와, 상기 전력증폭부에서 증폭된 신호가 출력되는 출력단의 임피던스를 매칭시키는 출력임피던스 매칭부로 구성된다.According to a feature of a power amplifier for a mobile communication terminal according to the present invention for solving the above problems, an input impedance matching unit for matching the impedance of the signal input terminal input signal to the mobile communication terminal, and through the input impedance matching unit Drive amplifier for amplifying the signal to the power used in the terminal, an intermediate impedance matching unit for matching the impedance of the circuit seen from the driving amplifier and the driving amplifier, and the power through the intermediate impedance matching unit to the signal required for transmission and reception Determine a power amplifier configured to amplify and a plurality of power amplifiers are symmetrical impedance values based on the intermediate impedance matching unit, and a power amplifier used for amplifying the signal power according to the power level of the external input signal in the power amplifier; A controller for driving symmetrically to maintain impedance matching; Is composed of an output impedance matching to match the impedance of the output terminal to which a signal amplified by the power amplifier output group.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 이동통신 단말기용 전력증폭회로의 실시도로서, 외부에서 신호가 입력되는 입력단의 임피던스를 정합하는 입력임피던스 매칭부(21)와, 상기 입력임피던스 매칭부(21)에서 전송된 신호를 단말기에서 사용되는 전력으로 증폭시키는 구동증폭기(22)와, 구동증폭기와 그 다음단 회로의 임피던스를 매칭하는 중간임피던스 매칭부(23)와, 신호를 송수신에 필요한 전력으로 증폭하는 다수개의 증폭소자(24a,24b,24c,24d,24e)로 형성된 전력증폭기(24)와, 외부입력신호의 전력레벨에 따라 상기 전력증폭소자(24a,24b,24c,24d,24e)를 각각 구동시키는 제어부(25)와, 전력증폭기(24)에서 증폭된 신호를 출력하는 출력단의 임피던스를 매칭시키는 출력임피던스 매칭부(26)로 구성된다.2 is an embodiment of a power amplifier circuit for a mobile communication terminal according to the present invention, the input impedance matching unit 21 for matching the impedance of the input terminal to which a signal is input from the outside, and the input impedance matching unit 21 is transmitted from A driving amplifier 22 for amplifying the signal to be used in the terminal, an intermediate impedance matching unit 23 for matching the impedance of the driving amplifier and the next circuit, and a plurality of amplifying signals with the power required for transmission and reception. A control unit for driving the power amplifier 24 formed of the amplifying elements 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e and the power amplifiers 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e according to the power level of the external input signal, respectively. And an output impedance matching section 26 for matching the impedance of the output terminal for outputting the signal amplified by the power amplifier 24.
상기 전력증폭소자들(24a,24b,24c,24d,24e)은 각각 동일한 증폭률을 가지며, 상기 중간임피던스 매칭부(23)의 연결접점을 기준으로 각 소자들이 대칭되어 구성된다.The power amplifiers 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e have the same amplification factor, respectively, and the elements are symmetrically configured based on the connection contact point of the intermediate impedance matching unit 23.
상기 제어부는 전력증폭소자들(24a,24b,24c,24d,24e)중에 외부입력신호의 전력레벨에 따라 사용되는 전력증폭소자를 결정하고, 전력증폭기(24)의 대칭기준이되는 증폭소자(24a)로부터 순차적으로 동작시켜 일부증폭소자만이 동작시에 발생되는 임피던스 매칭의 불균형 효과를 감소시킨다.The controller determines a power amplifier used according to the power level of the external input signal among the power amplifiers 24a, 24b, 24c, 24d, and 24e, and the amplification device 24a serving as a symmetry reference of the power amplifier 24. In order to reduce the imbalance effect of impedance matching generated during operation, only some amplifiers are operated sequentially.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the power amplifier for mobile communication terminal according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 입력단(I2)으로 고전력 상태의 외부신호가 입력되면, 입력임피던스 매칭부(21)를 통하여 최대전력으로 구동증폭기(22)로 전송되어 단말기에 적합한 전력으로 증폭된다. 상기 구동증폭기(22)에서 증폭된 신호는 중간임피던스 매칭부(23)를 통하여 최대전력으로 전력증폭기(24)로 전송된다. 상기 전력증폭기(24)의 전력증폭소자들을 제어부(25)에서 외부입력신호의 전력레벨이 고전력이므로 모두 동작시켜 고출력으로 신호의 전력를 증폭한다. 상기 전력증폭기(24)에서 증폭된 신호는 출력임피던스 매칭부(26)를 통해 최대전력으로 출력단(O2)에서 출력된다.First, when an external signal of a high power state is input to the input terminal I2, the signal is transmitted to the driving amplifier 22 at maximum power through the input impedance matching unit 21 and amplified to a power suitable for the terminal. The signal amplified by the driving amplifier 22 is transmitted to the power amplifier 24 at maximum power through the intermediate impedance matching unit 23. Since the power level of the external input signal is high power, the power amplifiers of the power amplifier 24 are all operated to amplify the power of the signal with a high output. The signal amplified by the power amplifier 24 is output from the output terminal O2 at maximum power through the output impedance matching unit 26.
그리고, 외부에서 저전력 상태의 신호가 입력되면 제어부(25)에서 외부신호의 입력레벨을 판단하여 전력증폭에 사용될 전력증폭소자들을 결정한다. 이에 결정된 증폭소자들은 상기 전력증폭소자들의 임피던스 대칭을 이루는 증폭소자(24a)로부터 동작되어 임피던스 매칭의 불균형 효과를 감소시켜 신호를 증폭한다. 예를 들어, 상기 제어부(25)에서 두 개의 전력증폭소자만은 사용되어 신호전력증폭이 결정되면 24d와 24e의 전력증폭소자가 동작되지 않고 임피던스 대칭점을 기준으로한 24a 및 24b가 동작된다. 즉, 제어부(25)에서 다수개의 전력증폭소자가 결정되면, 24a에서 24e의 순서로 동작된다.When an external low power signal is input, the controller 25 determines the input level of the external signal to determine power amplifiers to be used for power amplification. The amplification elements determined in this way are operated from the amplification element 24a constituting the impedance symmetry of the power amplifiers to amplify the signal by reducing the imbalance effect of impedance matching. For example, when only two power amplifiers are used in the controller 25 and the signal power amplification is determined, the power amplifiers 24d and 24e are not operated and 24a and 24b are operated based on the impedance symmetry point. That is, when a plurality of power amplifiers are determined by the controller 25, the controllers 25 operate in the order of 24a to 24e.
상기 이동통신 단말기용 전력증폭장치는 단말기의 기능에 적합하도록 전력증폭부의 소자를 다수개로 확장할 수 있으며, 전력증폭소자별로 증폭률을 다르게 할 수 있다.The power amplifier for the mobile communication terminal can extend the number of elements of the power amplifier to suit the function of the terminal, and may vary the amplification factor for each power amplifier.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 이동통신 단말기용 전력증폭장치는 외부에서 입력되는 신호를 증폭시키는 전력증폭기를 다수개의 전력증폭소자별로 구동되도록 구성하여 외부입력신호의 전력레벨에 따라 해당 전력증폭소자를 임피던스 매칭이 유지되도록 구동시켜,The power amplifier for a mobile communication terminal of the present invention configured as described above is configured to drive a power amplifier for amplifying an externally input signal for each of a plurality of power amplifiers so that the corresponding power amplifier can be configured according to the power level of the external input signal. Drive to maintain impedance matching,
외부신호가 저전력 상태인 경우 일부 전력증폭소자만을 사용하여 증폭하여 단말기에서 사용되는 전력을 효율을 높일 수 있고, 이에 단말기의 배터리 사용시간을 늘릴 수 있는 효과가 있다.When the external signal is in a low power state, only a part of the power amplifier can be amplified to increase the power used in the terminal, thereby increasing the battery life of the terminal.
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