KR20050100300A

KR20050100300A - 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치

Info

Publication number: KR20050100300A
Application number: KR1020040025528A
Authority: KR
Inventors: 양경온
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-10-18
Also published as: CN1684378A; CN100425007C

Abstract

본 발명은 송신신호의 전력 세기에 따라 전력 효율이 다른 전력증폭기를 선택적으로 이용할 수 있는 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치에 관한 것으로, 종래 클래스 AB 전력증폭기만을 사용하여 이동국 모뎀장치에서 전송하는 송신신호의 전력을 증폭하는 송신단의 구조로는 송신신호의 전력 소모를 최소화하는데 한계가 있어 이동통신 단말기의 통화대기 시간 및 통화 시간이 줄어드는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 이동국 모뎀장치의 송신신호의 전력 세기에 따라 회로를 선택적으로 연결시키는 스위칭부가 클래스 AB 전력증폭기 또는 클래스 E 전력증폭기를 선택하도록 구성되어 이동통신 단말기에서 가장 전력소모가 큰 전력증폭기를 높은 효율로 동작시킴으로써 이동통신 단말기의 통화대기 시간과 통화시간을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치{APPARATUS FOR POWER AMPLIFIER MODE SELECTION IN MOBILE COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치에 관한 것으로, 특히 이동국 모뎀장치에서 전송하는 송신신호의 전력 세기에 따라 전력 증폭기를 선택하여 송신신호를 전송함으로써 전력 효율을 높일 수 있는 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 이동통신 단말기 송신단의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 송신신호를 전송하는 이동국 모뎀장치(MSM: Mobile Station Modem)(10)와, 이 신호를 전송받아 기저대역에서 고주파(RF: Radio Frequency)대역으로 주파수를 변환시켜주는 상향주파수변환기(20)와, RF대역으로 주파수 변환된 송신신호를 입력받아 증폭시키는 클래스 에이비(Class AB) 전력증폭기(30)와, 증폭된 송신신호를 안테나(50)로 송신하는 듀플렉서(Duplexer)(40)로 구성되어 있다.

즉, 이동국 모뎀장치(10)에서 송신신호를 전송하면 상향주파수변환기(20)가 고주파대역으로 주파수를 변환시켜 클래스 AB 전력증폭기(30)로 전달하고, 이를 클래스 AB 전력증폭기(30)가 증폭하여 듀플렉서(40)를 통해 안테나(50)로 송신하게 된다.

상기 클래스 AB 전력증폭기(30)는 게이트(Gate) 바이어스(Bais)를 컷오프 (Cutoff) 영역과 딥 인버전(Deep Inversion) 영역의 중간에 바이어스 시키는 동작 원리로 전력 소모를 줄이고 열 발생을 최소화시킨다. 클래스 AB 전력증폭기(30)를 동작시킬 경우, 실제 동작하는 평균 전력을 최대 가용 전력보다 약 3~4dB 정도 낮춰서 동작을 시켜 QSPK(Quadrautre Phase Shift Keying) 변조된 신호의 왜곡을 적게 하고, 전력증폭기의 출력 선형성도 어느 정도 보장할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 클래스 AB 전력증폭기만을 사용하여 이동국 모뎀장치에서 전송하는 송신신호의 전력을 증폭하는 송신단의 구조는 클래스 AB 전력증폭기의 최대 전력 효율이 낮아 이동통신 단말기의 가용시간이 줄어드는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 송신 신호의 전력 세기에 따라 전력 효율이 다른 전력증폭기를 선택적으로 이용하여 이동통신 단말기의 전력 효율을 높임으로써 이동통신 단말기의 통화대기 시간과 통화 시간을 늘릴 수 있도록 한 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 송신신호를 전송하고, 상기 송신신호의 전력 세기에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 이동국 모뎀장치와, 상기 이동국 모뎀장치에서 전송되는 송신신호를 입력받아 기저대역에서 고주파대역으로 변환하는 상향주파수 변환기와, 상기 상향주파수 변환기에서 출력되는 송신신호를 각각 다른 전력 효율로 증폭시켜주는 클래스 에이비(AB) 전력증폭기 및 클래스 이(E) 전력증폭기와, 상기 상향주파수 변환기에서 출력되는 송신신호를 상기 스위칭 제어신호에 따라 선택적으로 상기 클래스 에이 전력증폭기 또는 상기 클래스 이 전력증폭기로 입력시키는 스위칭부와, 상기 클래스 에이비 전력증폭기 또는 상기 클래스 이 전력증폭기로부터 출력되는 송신신호를 안테나를 통해 송신하는 듀플렉서로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 전력증폭기모드 선택장치가 포함된 이동통신 단말기 송신단의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 송신신호를 전송하고 스위칭 제어신호를 출력하는 이동국 모뎀장치(100)와, 상기 송신신호를 전송받아 주파수를 기저대역에서 RF대역으로 높여주는 상향주파수변환기(200)와, 상기 상향주파수변환기(200)가 출력한 송신신호를 각각 다른 전력 효율로 증폭시키는 클래스 AB 전력증폭기(300) 및 클래스 E 전력증폭기(310)와, 상기 스위칭 제어신호에 따라 공통단자(c)가 클래스 AB 전력증폭기와 연결되는 일측단자(a) 또는 클래스 E 전력증폭기와 연결되는 타측단자(b)에 스위칭되어 상기 상향주파수 변환기(200)에서 출력한 송신신호를 클래스 AB 전력증폭기 또는 클래스 E 전력증폭기에 선택적으로 입력시키는 스위칭부(600)와, 상기 클래스 AB 증폭기(300) 또는 클래스 E 증폭기(310)에서 제공하는 증폭된 송신신호를 안테나(500)로 송신하는 듀플렉서(400)로 구성되어 있다.

이동국 모뎀장치(100)는 상향주파수변환기(200)로 송신신호를 전송함과 동시에 스위칭부(600)로 스위칭 제어신호를 출력하는데, 이 스위칭 제어신호는 전송한 송신신호의 전력이 이동국 모뎀장치(100) 내에 특정되어 있는 전력 상한값(P max) 이상인 경우 스위칭부(600)의 공통단자(c)가 일측단자(a)에 연결되어 클래스 AB 전력증폭기(300)로 송신신호를 입력시키고, 전력 상한값(Pmax)보다 작은 경우 스위칭부(600)의 공통단자(c)가 타측단자(b)에 연결되어 클래스 E 전력증폭기(310)로 송신신호를 입력시킨다.

스위칭부(600)는 스위칭 제어신호에 의해 공통단자(c)가 일측단자(a) 또는 타측단자(b)로 연결되어, 상향주파수변환기(200)에서 출력한 송신신호가 클래스 AB 전력증폭기(300) 또는 클래스 E 전력증폭기(310)에 선택적으로 입력되도록 스위칭 작용을 한다.

클래스 AB 전력증폭기(300)는 전력증폭기의 입력레벨을 줄여 선형 영역에서 동작하도록 함으로써 출력에서의 고조파 왜곡을 적게 하나 이상적으로 작동하는 경우에도 78%의 전력 효율을 가지며, 클래스 E 전력증폭기(310)는 큰 입력신호로 전력증폭기를 스위칭하고 출력단의 커패시터(Capacitor)를 이용하여 이론상 100%의 효율을 얻을 수 있다.

듀플렉서(200)는 안테나(500)와 연결되어 통화 시 필요한 신호만 통과시키고 불필요한 신호와 잡음은 제거하는 역할을 하는 장치로, 송신단과 안테나(500)를 연결시켜준다.

상기와 같이 구성된 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치의 동작을 구체적으로 살펴본다.

우선, 이동국 모뎀장치(100)에서 상향주파수 변환기(200)로 송신신호를 전송하고, 전송한 송신신호의 전력 세기가 이동국 모뎀장치(100)에 특정되어 있는 전력 상한값 이상이면 공통단자(c)가 일측단자(a)에 연결되도록 하고 전력 상한값보다 작으면 공통단자(c)가 타측단자(b)에 연결되도록 하는 제어신호를 스위칭부(600)로 전송한다.

이동국 모뎀장치(100)에서 전송한 송신신호를 입력받은 상향주파수변환기 (200)는 송신신호의 주파수를 기저대역에서 RF대역으로 변환하여 스위칭부(600)로 전달하고, 이동국 모뎀장치(100)에서 전송한 송신신호의 전력 세기가 전력 상한값 이상인 경우, 스위칭부(600)는 스위칭 제어신호에 따라 공통단자(c)를 일측단자(a)에 연결하여 클래스 AB 전력증폭기(300)로 송신신호를 입력시킨다. 한편, 이동국 모뎀장치(100)에서 전송한 송신신호의 전력 세기가 전력 상한값보다 작은 경우, 스위칭부(600)는 이동국 모뎀장치(100)의 스위칭 제어신호에 따라 공통단자(c)를 타측단자(b)에 연결하여 클래스 E 전력증폭기(300)로 전달받은 송신신호를 입력시킨다. 이에 따라, 클래스 AB 전력증폭기 또는 클래스 E 전력증폭기가 송신신호를 입력받으면 각각 다른 전력 효율로 증폭하여 출력하고, 출력된 송신신호를 듀플렉서(400)가 안테나(500)를 통해 송신하게 된다.

본 발명의 또 다른 실시 예로, 스위칭부(600)를 클래스 AB 전력증폭기(300) 및 클래스 E 전력증폭기(310)의 후단에 위치시켜(도면 미도시), 스위칭 제어신호에 따라 클래스 AB 전력증폭기(300) 또는 클래스 E 전력증폭기(310)를 선택적으로 사용하여 송신신호를 증폭시킬 수 있다. 즉, 이동국 모뎀장치(100)는 송신신호를 전송하고 그 송신신호의 전력 세기에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는데, 이동국 모뎀장치(100)에서 송신신호를 전송하면 상향주파수변환기(200)가 RF대역으로 변환하여 클래스 AB 전력증폭기 및 클래스 E 전력증폭기에 공통으로 입력시킨다. 이 때, 스위칭부(600)는 스위칭 제어신호에 따라 그 클래스 AB 전력증폭기 또는 클래스 E 전력증폭기의 출력을 선택적으로 듀플렉서(400)에 입력시켜 송신신호를 안테나(500)를 통해 송신한다.

본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 이동국 모뎀장치에 전송하는 송신신호의 전력 세기가 이동국 모뎀장치에 특정되어 있는 전력 상한값보다 작은 경우 높은 전력 효율의 클래스 E 전력증폭기를 사용하여 이동통신 단말기의 통화대기 시간과 통화 시간을 증가시키고, 전력 상한값 이상인 경우 클래스 AB 전력증폭기를 사용하여 송신신호의 왜곡을 줄이고 선형성을 보장하는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 이동통신 단말기 송신단의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 전력증폭기모드 선택장치가 포함된 이동통신 단말기 송신단의 구성도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10, 100 : 이동국 모뎀장치(MSM) 20, 200 : 상향주파수변환기

30, 300 : 클래스 AB 전력증폭기 310 : 클래스 E 전력증폭기

40, 400 : 듀플렉서 50, 500 : 안테나

600: 스위칭부

Claims

송신신호를 전송하고, 상기 송신신호의 전력 세기에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 이동국 모뎀장치와,

상기 이동국 모뎀장치에서 전송되는 송신신호를 입력받아 기저대역에서 고주파대역으로 변환하는 상향주파수 변환기와,

상기 상향주파수 변환기에서 출력되는 송신신호를 각각 다른 전력 효율로 증폭시켜주는 클래스 에이비(AB) 전력증폭기 및 클래스 이(E) 전력증폭기와,

상기 상향주파수 변환기에서 출력되는 송신신호를 상기 스위칭 제어신호에 따라 선택적으로 상기 클래스 에이 전력증폭기 또는 상기 클래스 이 전력증폭기로 입력시키는 스위칭부와,

상기 클래스 에이비 전력증폭기 또는 상기 클래스 이 전력증폭기로부터 출력되는 송신신호를 안테나를 통해 송신하는 듀플렉서로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스위칭부는 상기 클래스 에이비 전력증폭기 및 클래스 이 전력증폭기의 후단에 위치하여, 상기 상향주파수 변환기의 출력 송신신호가 상기 클래스 에이비 전력증폭기 및 클래스 이 전력증폭기에 공통 입력됨과 아울러 그 클래스 에이비 전력증폭기 또는 클래스 이 전력증폭기의 출력을 선택적으로 상기 듀플렉서에 입력시키게 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭기모드 선택장치.