KR20050031033A - Output compensation apparatus for mobile communication terminal - Google Patents

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Abstract

An output compensating device of a mobile terminal is provided to enhance speech quality and reliability by maintaining an optimum communication state even when an applied voltage within a permissible range is low. An operational amplifier(20) determines a state of an applied voltage based on a minimum voltage of a permitted applied voltage and provides an output which is in inverse proportion to a reduction of the applied voltage. A variable gain amplifying unit(30) amplifies an output signal with a high amplification degree if an applied voltage is low by controlling a gain according to an output of the calculating/amplifying unit(30). A minimum voltage regulator(10) generates a minimum voltage from the applied voltage in order to a minimum voltage to be applied to the operational amplifier(20).

Description

이동통신 단말기의 출력 보상 장치{OUTPUT COMPENSATION APPARATUS FOR MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}Output compensation device of mobile communication terminal {OUTPUT COMPENSATION APPARATUS FOR MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

본 발명은 이동통신 단말기의 출력 보상 장치에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 인가 전압이 낮아지는 경우 규정된 규격에 적합한 출력을 유지할 수 있도록 인가 전압에 따라 출력 신호를 가변 증폭하도록 한 이동통신 단말기의 출력 보상 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an output compensation device of a mobile communication terminal, and more particularly, to amplify an output signal according to an applied voltage so as to maintain an output complying with a prescribed standard when the applied voltage of the mobile communication terminal is lowered. It relates to an output compensation device.

이동통신 단말기가 급속도로 보급되면서 이동통신 단말기는 이제 중요한 생활 필수품으로 자리잡게 되었다. 또한, 이러한 단말기 사용의 확산에 따른 기술의 개발로 보다 많은 정보를 이동통신 단말기에 저장하고, 다양한 정보를 이용할 수 있도록 성능의 개선 역시 급속도로 이루어지고 있다. With the rapid spread of mobile terminals, mobile terminals have now become an important life necessity. In addition, due to the development of the technology in accordance with the spread of the use of the terminal, the performance is also rapidly improved to store more information in the mobile communication terminal, and to use a variety of information.

휴대 단말기의 성능이 폭발적으로 개선되면서, 이제 더이상 휴대 단말기는 음성 통화만을 위한 기기가 아닌 다양한 멀티미디어 데이터를 처리할 수 있는 휴대용 복합 기기의 성격을 띄게 되었다. 휴대 단말기의 성능 개선 중에서 가장 두드러진 것으로는 데이터 통신의 고속화, 표시부의 개선, 그리고 다양한 멀티미디어 데이터 생성능력을 들 수 있다. 이를 위해 휴대 단말기는 고성능 제어부와 복잡한 연산을 처리하기위한 신호 처리부 및 방대한 메모리를 구비하고 있으며, 카메라 기능까지 적용되고 있다. With the explosive improvement of the performance of the portable terminal, the portable terminal is no longer a device for voice calls, but now a portable composite device capable of processing various multimedia data. The most significant improvement in the performance of the portable terminal is the high speed of data communication, the improvement of the display unit, and the ability to generate various multimedia data. To this end, the portable terminal has a high performance controller, a signal processor for processing a complex operation, and a large memory, and has a camera function.

따라서, 이러한 다양한 작업을 처리하기위해 더 많은 소자들이 집적되는 이동통신 단말기는 내부적으로 전원의 소모가 극심하게 된다. 따라서, 통신 외적인 부가 기능들을 이용하면서 소모되는 전원에 의해 필요한 경우 적절한 통화가 불가능해 지는 경우도 빈번하게 발생하게 된다. Therefore, a mobile communication terminal in which more elements are integrated to handle such various tasks has consumed a lot of power internally. Therefore, a case where the proper communication is not possible when necessary by the power consumed while using additional functions outside the communication often occurs.

일반적으로 이동통신 단말기는 인가되는 전압의 허용범위가 정해져 있으며, 해당 허용 범위 이하의 전압이 인가되는 경우 이동통신 단말기의 사용이 불가능해진다. 이는 소정의 설정된 통신 가능 최저 전압의 규격에 따른 것으로, 비록 통신을 제외한 기능을 사용할 수 있을 정도의 전압이 제공된다 할지라도 단말기의 전체적인 사용이 불가능해 진다. In general, a mobile communication terminal has an allowable range of a voltage applied thereto, and when a voltage below the allowable range is applied, the mobile communication terminal cannot be used. This is in accordance with the predetermined minimum communication voltage standard, even if the voltage is provided enough to use the functions except communication, the entire use of the terminal becomes impossible.

상기 허용 범위 내의 전압이 인가되는 경우 규정된 규격을 만족시켜야 하는데, 실질적으로는 허용 범위 내에 속한 낮은 전압이 인가되는 경우 규정된 규격보다 출력 전력이 낮아지거나 비록 규정된 규격에는 포함되더라도 최적의 통신 상태를 유지할 수 없는 경우가 발생하게 된다.When a voltage within the allowable range is applied, the specified standard must be satisfied. In practice, when a low voltage within the allowable range is applied, the output power is lower than the specified standard or an optimal communication state even though the specified standard is included. There is a case that can not be maintained.

이는 이동통신 단말기의 허용 범위를 최대한 넓게 잡아 통신을 제외한 부가 기능의 사용 시간을 연장하고자 하는 경우도 있으며, 제품의 노후화에 따라 허용 범위에 속하는 낮은 전압이 인가되는 경우 출력이 규정된 규격에 미치지 못하게 되는 경우도 있다. 이러한 경우, 통신은 가능하지만 통화 품질은 신뢰할 수 없게 된다. This may be necessary to extend the usage time of additional functions except communication by holding the allowable range of the mobile communication terminal as wide as possible.If the low voltage is applied within the allowable range due to the aging of the product, the output may not reach the prescribed standard. In some cases. In this case, communication is possible but call quality becomes unreliable.

예를 들어, 기지국과 단말기 사이에 주기적으로 이루어지는 전력 제어에 의해 단말기에 소정 값의 출력 전력을 지시한 경우라 할지라도 단말기의 내부 전압이 충분하지 못하여 해당 출력을 발생시키지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 특히 기지국과 이동통신 단말기의 거리가 먼 경우, 음영지역에 진입한 경우, 또는 핸드오버등이 실시되는 경우에는 통화 품질 저하가 발생할 수 있다. For example, even when the terminal outputs a predetermined value by the power control periodically performed between the base station and the terminal, the internal voltage of the terminal may not be sufficient to generate a corresponding output. In particular, when the distance between the base station and the mobile communication terminal is far away, when entering the shaded area, or when the handover is performed, call quality degradation may occur.

또한, 이동통신 단말기 제조 시 허용 인가 전압의 가장 낮은 전압에서도 규격에 맞는 출력을 달성하도록 설계해야 하므로 불량률이 높아지며 설계가 어렵게 된다.In addition, when manufacturing a mobile terminal, it is necessary to design the output to meet the standard even at the lowest voltage of the allowable voltage, so that the defect rate becomes high and the design becomes difficult.

상기한 바와 같이 종래 이동통신 단말기의 출력은 허용된 인가 전압의 범위 내에 속하는 전원 전압을 통해 이루어지므로, 기기의 노후나 넓은 허용 범위 설정등의 문제로 인해 허용된 인가 전압 범위 내에 속하는 낮은 전압이 인가되면 규정된 규격에 미달하거나 최적의 통신 상태를 유지할 수 없는 문제점이 있으며, 이로인해 통신의 신뢰성이 낮아지고 제조시 허용되는 최저 전압에서 규격을 만족하지 못하는 불량 제품에의해 제조 비용이 상승하며 설계가 어려운 문제점이 있었다. As described above, since the output of the conventional mobile communication terminal is made through a power supply voltage that falls within the range of the allowed voltage, a low voltage within the range of the allowed voltage is applied due to problems such as aging of the device or setting of a wide allowable range. If there is a problem that does not meet the specified standard or can not maintain the optimal communication state, this causes the reliability of the communication is lowered and the manufacturing cost increases due to the defective product that does not meet the specifications at the lowest voltage allowed during manufacturing. There was a difficult problem.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 인가되는 전압을 허용 범위 내의 최소 전압과 비교하여 인가되는 전압이 낮아질수록 높은 증폭도를 가지도록 가변 이득 제어기를 동작시켜 처리할 출력 신호를 증폭하도록 한 보상 회로를 구성함으로써 허용 범위 내의 인가 전압이 낮아지는 경우에도 항상 균일한 출력을 유지하도록 하여 인가 전압에 무관하게 통신 품질을 유지하도록 한 이동통신 단말기의 출력 보상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In view of the above problems, the present invention compares the applied voltage with the minimum voltage within the allowable range, and configures a compensation circuit for amplifying the output signal to be processed by operating the variable gain controller so as to have a higher amplification degree as the applied voltage is lowered. It is an object of the present invention to provide an output compensation device of a mobile communication terminal that maintains a uniform output at all times even when an applied voltage within an allowable range is lowered, thereby maintaining communication quality regardless of the applied voltage.

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 허용된 인가 전압 중 최소 전압을 기준으로 인가 전압의 상태를 판단하여 인가 전압의 감소에 반비례하는 출력을 제공하는 연산 증폭기와; 상기 연산 증폭기의 출력에 의해 이득이 조절되어 인가 전압이 낮아질수록 더 높은 증폭도로 출력 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is an operational amplifier for providing an output inversely proportional to the reduction of the applied voltage by determining the state of the applied voltage on the basis of the minimum of the allowed applied voltage; The gain is adjusted by the output of the operational amplifier, characterized in that it comprises a variable gain amplifier for amplifying the output signal with a higher amplification as the applied voltage is lowered.

상기 연산 증폭기는 상기 인가 전압을 제 1저항을 통해 반전 단자로 입력받고, 최소 전압을 비반전 단자로 입력 받으며, 상기 반전 단자와 출력 사이에 제 2저항을 병렬로 연결함으로써 상기 제 1저항과 제 2저항의 값에 의해 상기 가변 이득 증폭기의 제어 비율을 정하는 것을 특징으로 한다. The operational amplifier receives the applied voltage to the inverting terminal through the first resistor, receives the minimum voltage to the non-inverting terminal, and connects the first resistor and the first resistor in parallel between the inverting terminal and the output. The control ratio of the variable gain amplifier is determined by the value of the two resistors.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. An embodiment of the present invention as described above will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 간단한 개념을 설명하기 위한 회로도로서, 도시한 바와 같이 연산 증폭기(20)의 출력으로 가변이득 증폭기(30)를 조절하여 출력 무선(RF)신호를 증폭하도록 구성되어 있다. 즉, 인가되는 전압(Vcc)이 변동함에 따라 상기 가변이득 증폭기(30)의 이득이 조절되므로 인가 전압(Vcc)의 변화에 무관하게 고정적인 무선 신호 출력이 유지될 수 있다는것이 본 발명의 핵심이다.FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a simple concept of the present invention, and is configured to amplify an output radio (RF) signal by adjusting the variable gain amplifier 30 to the output of the operational amplifier 20 as shown. That is, since the gain of the variable gain amplifier 30 is adjusted as the applied voltage Vcc is changed, a fixed wireless signal output can be maintained regardless of the change of the applied voltage Vcc. .

예를 들어 인가 전압의 허용 범위가 Vmax~Vmin이고, 인가 전압이 Vcc인 경우, 도시된 바와 같이 고정적인 허용 최소 전압(Vmin)을 생성하기 위해 최소 전압 레귤레이터(10)를 이용한다. 인가 전압은 허용 범위 내에서 상기 최소 전압(Vmin) 이상이므로 이를 전원으로 정전압 레귤레이터인 최소 전압 레귤레이터(10)를 동작시키면 상기 인가 전압(Vcc)의 변동에 무관한 전압이 출력된다. 상기 최소 전압 레귤레이터(10)는 단순한 정전압 레귤레이터일 수 있으나, 상기 인가 전압인 Vcc가 Vmin까지 떨어지는 경우 정전압 레귤레이터의 자체 특성에 의해 Vmin 이하의 전압이 출력될 수 있으므로 내부에 상기 인가 전압을 소정 비율로 증가시키는 DC-DC 컨버터가 내장될 수도 있다. For example, when the allowable range of the applied voltage is Vmax to Vmin and the applied voltage is Vcc, the minimum voltage regulator 10 is used to generate a fixed allowable minimum voltage Vmin as shown. Since the applied voltage is greater than or equal to the minimum voltage Vmin within the allowable range, when the minimum voltage regulator 10, which is a constant voltage regulator, is used as a power source, a voltage independent of the variation of the applied voltage Vcc is output. The minimum voltage regulator 10 may be a simple constant voltage regulator. However, when the applied voltage Vcc falls to Vmin, a voltage less than Vmin may be output by a characteristic of the constant voltage regulator, so that the applied voltage is set at a predetermined ratio. Incremental DC-DC converters may be built in.

상기 최소 전압 레귤레이터(10)의 출력은 연산 증폭기(20)의 비반전 단자에 인가되어 비교기의 기준 전압으로 동작하게 된다. The output of the minimum voltage regulator 10 is applied to the non-inverting terminal of the operational amplifier 20 to operate as a reference voltage of the comparator.

상기 가변되는 인가전압(Vcc)은 반전 증폭을 위한 저항 구성(R1, R2)을 가진 연산 증폭기(20)의 반전 단자에 인가되어 상기 저항 구성(R1, R2)의 비율에 따라 증폭되어 출력된다. The variable applied voltage Vcc is applied to an inverting terminal of the operational amplifier 20 having the resistor configurations R1 and R2 for inverting amplification and amplified according to the ratio of the resistor configurations R1 and R2.

상기 연산 증폭기(20)에 의해 증폭된 출력은 실제로 출력 신호인 무선 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭기(30)의 이득 정도를 제어하는 신호로 사용되며 이를 V_gain_control 신호라 하기로 한다. 이 이득 제어 신호는 상기 인가 전압(Vcc)이 낮아질수록 상기 가변 이득 증폭기(30)의 증폭도를 높이는 쪽으로 변화하므로 인가 전압(Vcc)이 허용 범위 내에서 가변하는 경우에도 출력되는 무선 신호의 세기는 규격에 포함되며, 이상적인 경우 최적의 통신 성능을 항상 유지하도록 증폭 정도가 결정될 수 있다.The output amplified by the operational amplifier 20 is used as a signal for controlling the degree of gain of the variable gain amplifier 30 which actually amplifies the radio signal, which is an output signal, and this is called a V_gain_control signal. Since the gain control signal changes to increase the amplification degree of the variable gain amplifier 30 as the applied voltage Vcc decreases, the intensity of the wireless signal output even when the applied voltage Vcc varies within an allowable range is specified. In the ideal case, the degree of amplification may be determined to always maintain optimal communication performance.

상기 연산 증폭기(20)에 인가되는 인가 전압(Vcc)과 최소 전압(Vmin)은 직접 연결될 수도 있으나 소정의 전압 디바이더 회로를 통해 인가되는 것이 바람직하며, 여기서는 증폭도 조절을 위해 인가 전압(Vcc)을 저항들(Ra, Rb)의 비율로 분할하여 인가 전압을 결정하고, 최소 전압 레귤레이터(10)의 출력은 연산 증폭기의 증폭도를 결정하는 저항들(R1, R2)과 동일한 저항 디바이더 회로를 통해 기준 전압을 결정한다.Although the applied voltage Vcc and the minimum voltage Vmin applied to the operational amplifier 20 may be directly connected, it is preferable to be applied through a predetermined voltage divider circuit, and in this case, the applied voltage Vcc is adjusted to adjust the amplification degree. The applied voltage is determined by dividing by the ratio of the resistors Ra and Rb, and the output of the minimum voltage regulator 10 is referenced to the reference voltage through the same resistor divider circuit as the resistors R1 and R2 that determine the amplification degree of the operational amplifier. Determine.

이렇게 회로를 구성하는 경우 연산 증폭기(20)의 출력인 V_gain_control은 다음의 수학식 1과 같은 전압을 나타낸다.When the circuit is configured in this way, V_gain_control, which is the output of the operational amplifier 20, represents a voltage as shown in Equation 1 below.

V_gain_control = (R2/R1)(Vmin - Rb/(Ra+Rb)Vcc)V_gain_control = (R2 / R1) (Vmin-Rb / (Ra + Rb) Vcc)

상기 수학식 1을 통해 알 수 있는 바와 같이 Vcc의 값이 작아질수록 가변 이득 증폭기(30)의 이득 제어 전압이 커지게 된다. 따라서, 회로를 구성하는 저항들(Ra,Rb, R1, R2)의 값을 조절하는 것으로 이득 보상 비율을 적절하게 변경할 수 있게 된다. As can be seen from Equation 1, as the value of Vcc decreases, the gain control voltage of the variable gain amplifier 30 increases. Therefore, by adjusting the values of the resistors Ra, Rb, R1, and R2 constituting the circuit, the gain compensation ratio can be appropriately changed.

정리하자면, 본 발명은 인가 전압이 낮아짐에 반비례하는 연산증폭기 출력값으로 가변 이득 증폭기를 제어하여 무선 신호를 증폭하도록 한 장치이며, 이를 위해 연산 증폭기의 비반전 증폭 기능을 이용한다. 상기 연산 증폭기의 비반전 증폭 기능을 이용하기 위해서, 상기 가변적인 인가 전압을 소정의 전압 디바이더를 통해 소정 비율로 낮추어 반전 단자에 연결하고, 낮추어진 인가 전압보다 큰 고정 기준전압(허용 최소 전압을 정전압으로 만들어 사용할 수 있음)을 비반전 단자에 연결한다. 이를 통해 인가 전압의 감소에 따라 연산 증폭기의 출력 전압이 상승하도록 하고 이로서 출력 신호를 가변적으로 증폭하도록 하는 것이다.In summary, the present invention is a device for amplifying a wireless signal by controlling a variable gain amplifier with an operational amplifier output value inversely proportional to an applied voltage being lowered. For this purpose, the non-inverting amplification function of the operational amplifier is used. In order to use the non-inverting amplification function of the operational amplifier, the variable applied voltage is lowered by a predetermined ratio through a predetermined voltage divider and connected to the inverting terminal, and a fixed reference voltage (the minimum allowed voltage is greater than the lowered applied voltage) Can be used to connect to the non-inverting terminal. This allows the output voltage of the op amp to increase as the applied voltage decreases, thereby variably amplifying the output signal.

상기한 바와 같이 본 발명 이동통신 단말기의 출력 보상 장치는 인가되는 전압을 허용 범위 내의 최소 전압과 비교하여 인가되는 전압이 낮아질수록 높은 증폭도를 가지도록 가변 이득 제어기를 동작시켜 처리할 출력 신호를 증폭하도록 한 보상 회로를 구성함으로써 허용 범위 내의 인가 전압이 낮아지는 경우에도 항상 최적의 통신 상태를 유지할 수 있도록 하여 통화 품질과 신뢰성을 크게 향상시키고 설계를 용이하게 하며 제조시 불량을 줄일 수 있어 가격 경쟁력이 높아지는 효과가 있다. As described above, the output compensation device of the mobile communication terminal compares the applied voltage with the minimum voltage within the allowable range, and operates the variable gain controller to amplify the output signal to be processed as the applied voltage is lowered. By constructing a compensation circuit, it is possible to maintain optimal communication status even when the applied voltage falls within the allowable range, thereby greatly improving call quality and reliability, facilitating design, and reducing defects in manufacturing, thereby increasing price competitiveness. It works.

도 1은 본 발명 일 실시예의 회로를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a circuit of an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

10: 최소전압 레귤레이터 20: 연산 증폭기10: minimum voltage regulator 20: operational amplifier

30: 가변 이득 증폭기30: variable gain amplifier

Claims (4)

허용된 인가 전압 중 최소 전압을 기준으로 인가 전압의 상태를 판단하여 인가 전압의 감소에 반비례하는 출력을 제공하는 연산 증폭기와; 상기 연산 증폭기의 출력에 의해 이득이 조절되어 인가 전압이 낮아질수록 더 높은 증폭도로 출력 신호를 증폭하는 가변 이득 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 출력 보상 장치.An operational amplifier determining the state of the applied voltage based on the minimum of the allowed applied voltages and providing an output in inverse proportion to the reduction of the applied voltage; And a variable gain amplifier, the gain of which is controlled by the output of the operational amplifier and amplifies the output signal with a higher amplification as the applied voltage is lowered. 제 1항에 있어서, 상기 연산 증폭기에 인가되는 최소 전압을 생성하기 위해 인가 전압으로부터 상기 최소 전압을 생성하는 최소 전압 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 출력 보상 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a minimum voltage regulator for generating the minimum voltage from the applied voltage to generate the minimum voltage applied to the operational amplifier. 제 1항에 있어서, 상기 연산 증폭기는 상기 인가 전압을 제 1저항을 통해 반전 단자로 입력받고, 최소 전압을 비반전 단자로 입력 받으며, 상기 반전 단자와 출력 사이에 제 2저항을 병렬로 연결함으로써 상기 제 1저항과 제 2저항의 값에 의해 상기 가변 이득 증폭기의 제어 비율을 정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 출력 보상 장치.The method of claim 1, wherein the operational amplifier receives the applied voltage through a first resistor through an inverting terminal, receives a minimum voltage through a non-inverting terminal, and connects a second resistor in parallel between the inverting terminal and an output. And a control ratio of the variable gain amplifier is determined by the values of the first resistor and the second resistor. 제 1항에 있어서, 상기 인가 전압과 허용 최소 전압은 복수의 저항들을 이용한 전압 디바이더 회로를 통해 조절되어 상기 연산 증폭기에 인가되며, 상기 복수의 저항 값들을 조절하는 것으로 상기 연산 증폭기의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 출력 보상 장치.The method of claim 1, wherein the applied voltage and the minimum allowable voltage are regulated through a voltage divider circuit using a plurality of resistors and applied to the operational amplifier, and the output of the operational amplifier is controlled by adjusting the plurality of resistance values. Output compensation device of a mobile communication terminal, characterized in that.
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