KR20060034619A - 엔벨로프 제거 및 복원 증폭기 및 이를 위한 방법 - Google Patents

엔벨로프 제거 및 복원 증폭기 및 이를 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060034619A
KR20060034619A KR1020057006171A KR20057006171A KR20060034619A KR 20060034619 A KR20060034619 A KR 20060034619A KR 1020057006171 A KR1020057006171 A KR 1020057006171A KR 20057006171 A KR20057006171 A KR 20057006171A KR 20060034619 A KR20060034619 A KR 20060034619A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
independently controllable
controllable current
current sources
electromagnetic wave
Prior art date
Application number
KR1020057006171A
Other languages
English (en)
Inventor
피어스 조셉 네이글
안드레이 그리베니코브
프랭크 샤프
제라드 퀼리건
Original Assignee
엠/에이-컴 유로테크 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/396,251 external-priority patent/US7245183B2/en
Application filed by 엠/에이-컴 유로테크 비.브이. filed Critical 엠/에이-컴 유로테크 비.브이.
Publication of KR20060034619A publication Critical patent/KR20060034619A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0277—Selecting one or more amplifiers from a plurality of amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0261—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
    • H03F1/0266—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A by using a signal derived from the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/72—Gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/102—A non-specified detector of a signal envelope being used in an amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/18—Indexing scheme relating to amplifiers the bias of the gate of a FET being controlled by a control signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

출력단이 로드에 병렬 접속되고 각각의 입력단은 개별 DC 차단 캐패시터를 통해 공통의 RF 입력단에 연결되는 복수의 전력 트랜지스터를 포함하는 RF 증폭기가 개시되어 있다. 증폭되어야 할 진폭 변조된 FR 신호의 엔벨로프 신호에 기반하여, 전력 트랜지스터의 각각의 베이스단에 가해지는 각각의 베이스 바이어스 전류를 온/오프 방식으로 제어하는 디지털 제어 신호가 생성된다. 개별 전력 트랜지스터의 온/오프 제어는 전류 미러(mirror)를 포함하는 각각의 베이스 바이어싱 회로에 의해 행해진다.
전자기파 프로세서, 전자기파 감쇄, 증폭

Description

엔벨로프 제거 및 복원 증폭기 및 이를 위한 방법{Envelope elimination and restoration amplifier and method thereof}
본 발명은 일반적으로 전자기 처리에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전자기파의 감쇄 또는 증폭에 관련된 것이다.
전자기파의 감쇄 또는 증폭의 제어는 다양한 용도를 갖는다. 예를 들어, 데이터를 전송하기 위한 무선 주파수파 또는 전기적 전류의 진폭, 주파수 또는 위상을 변조할 때 볼 수 있는 바와 같이, 전자기파 특성을 감쇄 및/또는 증폭("변경")함으로써 정보가 파동을 따라 전달될 수 있다. 또다른 예로서, 회로내에서 전압 또는 전류를 변조할 때 볼 수 있는 바와 같이, 전자기파 특성을 감쇄 및/또는 증폭함으로써 제어된 방식으로 파동을 따라 전력이 전달될 수 있다. 또한, 전력 특성을 변경함으로써 파동을 따라 정보가 전달되는 때와 같이 여러 용도가 결합될 수 있다.
전자기파 특성의 변경은 디지털 또는 아날로그 기법을 통해 달성될 수 있다. 예를 들어, 파동이 스위칭 오프될 수 있으며, 이에 따라 파동은 완전히 감쇄된다. 파동 전압은 예를 들어 1.5 팩터(factor)만큼 증가될 수 있으며, 이에 따라 파동이 조정된다. 디지털 및 아날로그 감쇄 및/또는 증폭도 결합될 수 있다. 즉, 소정의 임무를 달성하기 위해, 동일한 파동이 시스템내의 다양한 유형의 디지털 및/또는 아날로그 감쇄 및/또는 증폭을 필요로 할 수 있다.
꽤 최근까지, 전자기파는 아날로그 기법을 이용하여 변경되었으며, 전류, 전압 등과 같은 이산 파동 특성을 분리시키고 파동 자체를 변경시키기 위해 이들 특성을 변경하려는 어떠한 시도도 없었다. 그러나, 최근에, 파동 변경 기법이 디지털화되어, 소정의 결과를 달성하기 위해 파동의 특성이 분리되고 직접 변경될 수 있다. 디지털화는 통상적으로 기존 방법들에 비해 전력을 적게 소모하는 반면에 파동 변경에서 더 나은 속도 및 정확도를 제공하기 때문에 바람직한 것이 되었다.
파동 증폭에서와 같이, 전자기파를 처리하기 위해 디지털화를 이용함으로써 처리된 파동의 선형성이 개선되었으며, 이와 동시에 전력 소비를 감소시킴으로써 처리의 효율성이 또한 개선되었다. 또한, 디지털화는 아날로그 처리 시스템에서는 이용가능하지 않은 디지털 기반 기술을 이용함으로써 처리된 파동에 잡음 감소를 허용한다.
따라서, 전자기파의 처리에 디지털 기법을 이용하는 장치, 방법 및 제조물이 제공된다면, 전자기파 변경 분야에 유용할 것이다.
본 발명에 다른 실시예는 전자기파를 생성 및/또는 변경하기 위한 장치, 방법 및 제조물을 포함한다. 일실시예에서, 전자기파를 처리하는 방법은 적어도 2개의 독립적으로 제어가능한 전류원을 전자기파의 적어도 하나의 특성으로부터 결정된 신호로 조정하여 상기 독립적으로 제어가능한 전류원중 적어도 하나로부터 처리된 전자기파를 생성하는 단계를 포함한다. 또다른 실시예에서, 전자기파 프로세서는 전자기파의 적어도 하나의 특성으로부터 판단된 신호를 이용하기 위해 연결된 복수의 독립적으로 제어가능한 전류원을 포함한다. 신호는 적어도 하나의 독립적으로 제어가능한 전류원으로부터 처리된 전자기파를 생성하기 위해 복수개의 독립적으로 제어가능한 전류원에 입력된다.
도 1은 입력파를 예시한 도면이다.
도 2는 파동 프로세서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 3(a)-(c)는 파동 프로세서를 위한 제어 회로의 예시적인 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 시간에 걸친 파동 상태를 도시한 차트이다.
도 5(a)-(c)는 세그먼트된 파동 프로세서 실시예의 동작을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예는 파동 또는 신호 처리용 장치, 방법 및 제조물을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "신호"는 한 곳에서 다른 한 곳으로 데이터를 전달하는 모든 방식을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되며, 전기적 전류 또는 전자기장을 예로 들 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 스위칭 온 온프되는 직류 또는 교류 또는 하나 이상의 데이터 스트림을 포함하는 전자기 반송파를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터는 변조에 의해 반송 전류 또는 반송파상에 중첩될 수 있으며, 이는 아날로그 또는 디지털 형태로 달성될 수 있다. 도 1은 2개의 성분 특성으로 나뉘어진 파동의개략도를 도시한다. 예를 들어, 이러한 파동은 전자기 신호 송신기, 수신기 또는 송수신기로의 입력 파동일 수 있다. 입력파 a는 시간 t1에 걸친 입력파의 자기 특성을 포함하는 크기 성분 am와 동일한 시간에 걸친 입력파의 위상 특성을 포함하는 위상 ap 성분으로 구분되었다. 입력파 a가 구분되는 방식은 특정하게 제한되지 않는다. 구분이 달성될 수 있는 한 가지 예시적인 방식은 디지털 신호 프로세서에 입력파 a를 제공하는 것이고, 이는 직교 좌표 또는 I,Q 데이터 등을 이용함으로써 파동을 디지털화한다. 그 다음에, 직교-극성 컨버터는 I,Q 데이터를 수신하고 그것을 극성 좌표로 변환한다. 다른 실시예에서, 필요한 경우에는 파동의 상이한 형태로 디지털화된 표현이 제공될 수 있음을 주목한다. 본 명세서에서 본 발명은 극성 데이터를 갖는 디지털화된 파동을 이용하는 실시예와 관련하여 설명되지만, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명이 이에 제한되는 것이 아니며 디지털 또는 아날로그 파형 또는 이들의 조합을 이용할 수 있음을 이해할 것이다.
바람직한 실시예에 의해 처리된 이후의 출력파 b가 도시된다. 상기 실시예 및 다른 실시예에서 시간 기간은 필요에 따라 달라진다. 예를 들어, 실시예는 파동의 분해도(resolution)를 최대화시키고, 동작 속도를 최대화시키고 등등을 위해, 다양한 시간 기간에 걸쳐 파동의 크기 및 위상 특성을 도출할 수 있다. 이러한 시간 기간은 동작중에 변화될 수 있도록 다양한 실시예에서 동적으로 판단될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 출력의 정확성을 최대화시키고 왜곡을 최소화시키기 위해, 분할된 입력파가 동기화된다.
도 2는 파동 프로세서의 실시예를 도시한다. 원래 입력 파동의 진폭 특성은 경로 am를 따라 (MSB 비트에서 LSB 비트에 이르는) 비트 B1에서 Bn으로 양자화된 디지털 워드를 포함하는 디지털 펄스로 변조될 수 있다. 도 2에서, 도면의 편의상, 제어 요소 라인들이 제어 요소 22a-n으로 향하는 단일 경로 am으로 결합됨을 주목한다. 그러나, 이 실시예에서, 이하에 설명하는 바와 같이, 제어 요소 라인들은 결합되는 것이 아니며, 개별적으로 제어 요소들에 공급된다. 디지털 워드는 다양한 실시예에서 다양한 길이로 이루어질 수 있다. 통상적으로, 워드가 길수록 입력파 재생("분해도")의 정확도가 더 커진다. 디지털 워드는 이하에서 설명되는 방식으로, 감쇄 및/또는 증폭과 같은, 파동 처리용 명령 신호를 제공한다. 물론, 이하에서 설명되는 바와 같이, 다른 실시예에서, 상이하게 구성된 디지털 워드가 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 다른 유형의 진폭 또는 다른 파동 특성의 도출이 이용될 수 있다.
입력파 a의 위상 특성 성분은 경로 ap를 따라 횡보하며, 이는 반송파, 바람직하게는 RF 신호상으로 변조된다. 이러한 파동은 바람직하게는 일정한 엔벨로프(envelope)를 갖는다. 즉, 진폭 변동이 없으며, 원래 입력파의 위상 특성 정보를 가지며, 파동 프로세서(25)에 전달된다. 개별 드라이버 라인으로 분할된 파동은 전류원(21a-21n)으로 공급되어, 이하에 설명되는 바와 같이, 전류원(21a-21n)을 잠재적으로 구동시키는 역할을 할 것이다. 다른 실시예에서, 다른 파동 특성의 다른 소스들(즉, 위상 특성 이외의 소스들)이 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 전류원(21a-21n)으로서 트랜지스터가 이용될 수 있다. 부가적으로, 다른 실시예에서, 적절하게 세그먼트화된 하나 이상의 트랜지스터들이 전류원(21a-21n)으로서 이용될 수 있다. 전류원(21a-21n)은 전압원과 같이 작동하도록 구성되어서는 안 되며, 예를 들어, 트랜지스터를 포화시킴으로써(saturating), 소정의 전류원 결합으로 간섭할 것이다.
(전술한 바와 같이 제어 요소 라인 am1-amn으로 이루어진) 경로 am는 제어 요소(22a-n)에서 종료한다. 바람직한 실시예에서, 이들은 스위칭 트랜지스터들이며, 바람직하게는 전류원이지만, 이하에서 설명되는 바와 같이, 다른 파동 특성의 다른 소스들뿐만 아니라 다른 조정 방식(regulation schemes)이 이용될 수 있다. 제어 요소(22a-22n)는 진폭 성분들로부터의 디지털 워드 출력 비트에 의해 스위칭되며 진폭 성분들로부터의 디지털 워드 출력에 의해 조정된다. 디지털 제어 워드가 이진 신호이고 개별 비트가 "1" 또는 "하이(high)"이면, 대응 제어 요소가 스위칭 온되고, 전류가 해당 제어 요소로부터 바이어스 제어 요소를 따라 적절한 전류원(21a-n)으로 흐른다. 상기에서 언급한 바와 같이, 디지털 워드의 길이는 변할 수 있으며, 이에 따라 비트수, 제어 요소, 제어요소 라인, 드라이버 라인, 바이어스 제어 라인, 전류원등도 다양한 실시예에서 변경될 수 있다. 또한, 다양한 실시예에서, 디지털 워드 분해도, 요소, 라인 및 전류원들간에 반드시 1대1 대응이 이루어질 필요도 없다.
전류원(21a-n)은 제어 요소가 온인 경우에 제어 요소로부터 전류를 수신하 고, 이에 따라 각각의 전류원은 해당 요소에 따라 조정된다. 특히 바람직한 실시예에서, 이하에서 설명하는 바와 같이, 적절한 제어 요소가 전류원에 바이어스 전류를 제공하여, 제어 요소는 바이어스 제어 회로로 지칭되며, 다수의 바이어스 제어 회로는 바이어스망으로 지칭될 수 있다. 일부 실시예에서, 필요하다면, 스위칭망을 이용하여 하나 이상의 전류원에 하나 이상의 바이어스 전류 회로를 정적 또는 동적으로 할당하는 것이 요구될 수 있다. 예를 들어, 세그먼트(21a-n)의 특정의 하나 이상의 트랜지스터들을 제어하기 위해 제어 요소(22a-n)의 회로들이 구성될 수 있다.
제어 회로의 예시적인 실시예들이 도 3(a)-(c)에 도시된다. 설명을 위해 특정의 회로 및 요소들이 도시되어 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아님을 이해할 것이다. 상이하거나 부가적인 요소들이 추가되고 또한 일부 요소들이 삭제될 수 있다.
도 3(a)은 하나의 기준 트랜지스터를 포함하는 바이어스 회로를 도시한다. 이 예에서, 출력 트랜지스터(Qo)는 트랜지스터 세그먼트(22a-n)중 하나를 나타낼 수 있으며, 이는 스위칭 온시에 파동 프로세서(25)의 출력에 선정된 양의 출력 전류(RFout)를 제공한다. 전술한 전류 출력을 제공하기 위해 복수의 제어 회로 및 출력 트랜지스터가 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 트랜지스터(Q1)용 바이어싱 전압은 디지털 제어 워드의 각 제어 비트에 따라 변화된다. 제어 전압(Vcon)이 변동하기 때문에, 가변 전류 i가 트랜지스터(Q1)의 이득(G)에 의해 결정된 저항(R1)을 통해 흐른다. 따라서, 전류 i는 트랜지스터(Q2)를 통해 전류 흐름을 제어한다.
트랜지스터(Q2)로부터의 전류는 선정된 전류가 트랜지스터(Qo)로부터 출력되도록 제어하기 위해 사용된다. 입력파 ap의 위상 부분은 RFin에서 입력되고, 이는 캐패시터(C1)와 같은 요소를 통과할 수 있으며, 이 요소는 신호로부터 DC 성분을 차단하는 역할을 한다. 제어 비트가 "온"이면, 전류는 회로를 통해 흐르고 출력 트랜지스터(Qo)는 그의 출력 전류를 파동 프로세서(25)의 출력에 제공한다. 이 예에서, 출력 트랜지스터(Qo)는 트랜지스터(Q1)의 10배에 해당하는 이득을 갖지만, 이해되는 바와 같이, 다른 값들도 또한 이용될 수 있다. 출력 트랜지스터(Qo)는 전압 Vcc에 의해 바이어스된다. 출력 트랜지스터(Qo)이 콜렉터로부터 출력된 전류는 인덕터 L1 및 캐패시터 C2에 의해 필터링되는데, 이들은 출력 신호(RFout)의 필터링을 제공하도록 작동한다.
이러한 방식으로 스위칭"온"되는 출력 트랜지스터 세그먼트 각각으로부터의 출력 각각은 그들 각각의 전류를 파동 프로세서(25)의 출력에 제 공함으로써(반면, 스위칭 "오프"된 트랜지스터는 그렇지 않음), 입력파 a를 처리하여 출력파 b를 형성한다.
도 3(b)는 제어 회로의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 회로는 차등 증폭 기의 형태로 피드백 루프를 포함한다. 제어 전압 Vcon는 전술한 바와 같이 디지털 제어 워드의 비트에 따라 변동하도록 제어된다. 수신된 디지털 워드의 제어 비트가 "온"이면, 제어 전압 Vcon이 증가하고, 이에 대응하여 차등쌍 트랜지스터(Q1 및 Q2)의 베이스-에미터 전압에서의 차이를 증가시킨다. 따라서, Vcon의 변동으로 인해 생성된 전류차는 트랜지스터(Q1 및 Q2)에 의해 증폭되고, 이들은 도시된 바와 같이 그들의 에미터에서 연결된다. R1 내지 R7과 같은 요소들이 바이어싱을 위해 포함된다. 피드백 요소 Rf 및 Cf는 피드백 트랜지스터 Q3에 대한 저역 통과 필터로서 작동한다. 트랜지스터 Q4 (및 R8 내지 R10과 같은 바이어싱 요소들)는 제어 전류의 소스를 출력 트랜지스터(Qo)에 제공하기 위해 전류 출력에 대해서도 작동한다.
도 3(c)는 제어 회로의 제3 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 차등 증폭기 스테이지(301)가 다이오드 회로(302) 및 제어 전류 공급 회로(303) 사이에 위치한다. 차등 증폭기 스테이지(301)는 바람직하게는 2개의 트랜지스터(Q3 및 Q4)를 포함하고, 이들은 도시된 바와 같이 그들의 에미터에서 서로 연결되어 있다. 또한, 차등 증폭기 스테이지(301)는 R3 내지 R7과 같은 바이어싱 요소들을 포함한다.
수신된 디지털 워드의 제어 비트가 "온"이면, 제어 전압 Vcon이 증가하고, 이에 대응하여 트랜지스터 Q3의 베이스-에미터 전압을 증가시킨다. 트랜지스터 Q4의 기본 전위는 다이오드-연결 트랜지스터 Q1에 의해 고정된다. 따라서, 차등쌍 트랜지스터(Q3 및 Q4)의 베이스-에미터 전압에서의 차이가 트랜지스터 Q3의 콜렉터 전류의 증가를 유발하며, 저항 R3을 통한 전압 강하의 증가를 유발한다. 따라서, 트랜지스터 Q2의 베이스 단말에 가해지는 기준 전압값이 줄어든다. 그리고, 전류 공급 회로(303)의 출력 전류가 전술한 방식에 따라 전류원(304)의 출력을 제어하기 위해 이용된다. 선택된 세그먼트 각각으로부터의 출력 각각이 결합되어 파동 프로세서(25)의 출력을 형성한다.
임의의 바람직한 방식으로 전술한 세그먼트들을 작동시키기에 적당한 방식에 따라 진폭 성분(am)의 디지털 제어 워드가 구성 또는 부호화될 수 있다. 예를 들어, 바람직한 일 실시예에서, 디지털 제어 워드는 진폭과 같은 입력파 a의 파동 특성을 나타내기 위한 7개 비트를 포함한다. 이러한 7개 비트의 각 구성은 파동 프로세서(25)에 상이한 입력 상태를 나타내며, 각각의 입력 상태는 파동 특성의 디지털 표현에 대응할 수 있다.
상기 예가 도 4에 좀더 설명된다. 제어 비트가 이진 시스템으로 구성된다면, 2개 비트는 27 또는 128개의 상이한 방식으로 구성될 수 있으므로, 파동 프로세서(25)에 128개의 상이한 입력 상태를 허용할 수 있다. 이러한 128 상태 각각은, 예를 들어, 입력파 a의 이산 진폭 레벨 또는 범위를 나타낼 수 있다. 도 4에서 볼수 있는 바와 같이, 제어 비트수가 많을수록 입력 상태 개수가 많아지고, 이에 따 라 파동 프로세서의 분해도가 커진다.
본 명세서에 개시된 실시예에 따라 이용될 수 있는 부호화시스템은 임의의 방식으로 파동 프로세서(25)를 제어하기 위해 사용될 수 있는 입력파 a의 특성의 임의의 디지털 표현을 포함할 수 있다. 특별히 바람직한 실시예에서, 디지털 표현은 입력파의 진폭을 나타내고 7개 비트를 갖는 이진 디지털 워드로 이루어지며, 여기서 MSB에서 LSB에 이르는 각 비트는 출력 전류를 생성하기 위해 파동 프로세서(25)의 지정 세그먼트 또는 세그먼트들을 제어하기 위해 이용된다.
이러한 바람직한 실시예에서, 각 비트는 2의 제곱값(1, 2, 4, 8, 16, 32 및 64)을 표현하고, 이들 비트들중 하나 이상이 결합되어 입력파 a의 파동 특성(예, 진폭)에 대응하는 숫자를 지정한다. 비트가 하이 또는 "온"("1")로 스위칭되면, 이는 카운트되고, 스위칭 로우 또는 오프("0")되면 카운트되지 않는다. 따라서, 예를 들어, 디지털 워드가 숫자 "63"을 나타낸다면, 숫자 64를 나타내는 비트는 오프(또는 "0")될 것이고, 32, 16, 8,4, 2 및 1을 나타내는 비트들이 온될 것이다("0111111"). 지정된 비트를 합산하면 전체가 63이 된다(32+16+4+2+1 = 63). 디지털 워드가 숫자 "64"를 나타낸다면, 숫자 64를 나타내는 비트만이 온될 것이고, 나머지는 오프될 것이다("1000000").
파동 프로세서(25)의 각 세그먼트는 이들 제어 비트에 기반하여 하나 이상의 제어 요소들로부터 전류를 수신하고 잠재 전류원으로서 역할을 수행하기 위해 바이어스될 수 있다. 세그먼트는 제어 요소를 조정하는데 적합한 디지털 워드 값을 통해 조정되고 세그먼트의 활성화는 진폭 성분의 디지털 표현으로부터 적절한 비트 값에 의존하기 때문에, 세그먼트가 전류원으로 작동하거나 그렇지 않을 수 있다.
일실시예에서, 세그먼트들은 제1 세그먼트 a가 다음 세그먼트 b의 2배 크기이고, 세그먼트 b는 다음 세그먼트 c의 2배 크기가 되는 등 최종 세그먼트 n에 도달할 때까지 반복되는 방식으로 크기면에서 변동한다. 가장 큰 세그먼트 a는 진폭 워드의 MSB에 의해 제어되고, 워드의 다음 비트는 다음으로 큰 세그먼트를 제어하는 등으로 이루어져, 진폭 워드의 LSB는 가장 작은 세그먼트에 보내진다. 대안적으로, 세그먼트의 특정 그룹이 제어 워드의 특정 비트를 나타내도록 세그먼트들의 크기자 조정되고 그룹화될 수 있다. 물론, 전술한 바와 같이, 다른 실시예들은 비트를 세그먼트에 매칭시키기 위해 상이한 패턴을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 파동 특성이 파동 특성의 또다른 소스로 공급되어 해당 소스를 제어한다.
디지털 제어 워드가 시간에 걸쳐 변함에 따라, 하나 이상의 세그먼트들이 전류원이 되어, 파동 프로세서(25)의 출력에 전류의 해당량을 제공할 수 있다. 각 세그먼트로부터 출력된 전류는 파동 프로세서(25)의 출력부에서 결합디어 로드(RL)을 구동시킨다. 디지털 제어에 의해 지정된 파동 프로세서의 입력 상태와 관련하여 전류는 파동 프로세서(25)로부터 출력된다. 입력 상태는 디지털 제어 워드가 변함에 따라 변하고, 이에 따라, 출력에 전류를 제공하는 세그먼트들을 변화시켜, 선정된 방식(예, 증폭)으로 입력파를 처리한다.
전술한 내용은 도 5(a)-(b)에 의해 또한 예시된다. 이 예에서, 각 세그먼트 또는 세그먼트 그룹은 입력 상태에 대응하는 숫자를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 7개 세그먼트가 이용될 수 있는데, 각각은 디지털 제어 워드의 7개 비트중 하나의 중요성(significance)에 대응하는 숫자, 즉, 64, 32, 16, 8, 4, 2 및 1를 나타낸다. 상기 예에서 각 세그먼트는 전류원으로 작동시에 출력에 전류의 비례를 이루는 양을 제공하기 위해 크기 조정되거나 가중치가 더해질 수 있다. 예를 들어, 숫자 "64"를 나타내는 세그먼트는 숫자 "32"를 나타내는 세그먼트의 2배만큼 제공할 수 있다. 파동 프로세서에 입력되는 디지털 워드가 특정의 입력 상태를 지정할 때, 제어 요소들은 해당 상태를 지정하도록 결합되는 세그먼트들은 스위칭 온한다. 도 5(a)에 도시된 예의 경우에, 입력 상태가 "63"이라면, 세그먼트 1, 2, 4, 8, 16 및 32가 턴온되어 전류를 제공하고 "64"를 나타내는 세그먼트는 턴오프된다. 디지털 워드 및 이에 따란 입력 상태가 (예를 들어, "64"로) 변하면, 제어 요소들은 세그먼트(1,2,4,8,16 및 32)를 스위칭 오프하고 64를 나타내는 세그먼트를 스위칭 온한다. 대안적으로, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 세그먼트의 일부는 균등하게 가중치가 적용될 수 있지만, 하나 이상의 세그먼트들이 그룹화되어 입력 상태의 숫자를 지정할 수 있다. 이러한 예에서, 11개의 세그먼트들이 이용되어 디지털 제어 워드의 7개 비트를 나타낼 수 있다. 7개의 세그먼트 각각은 숫자 16을 나타내는 반면에, 나머지 세그먼트들은 숫자 8,4,2 및 1을 나타낸다. 이에 따라, 예를 들어, 이들 세그먼트들중 4개가 결합되어 숫자 64를 나타낼 수 있으며, 2개가 결합디어 숫자 32를 나타낼 수 있다.
이러한 방식으로 세그먼트들에 가중치를 부여함으로써 소정의 상태를 달성하기 위해 세그먼트들이 다양한 방식으로 결합될 수 있도록 해준다. 따라서, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 상태 "63"에서 "64"로의 스위칭시에, 원하는 상태 변화를 달성하기 위해, 4개의 작은 세그먼트들(8,4,2,1)이 스위칭 오프되고 단지 하나의 16 세그먼트만이 스위칭 온될 필요가 있다. 작은 세그머트들을 사용하는 것이 유용한데, 그 이유는, 예를 들어, 더 큰 트랜지스터들의 스위칭시에 근본적으로 더 큰 캐패시턴스 잡음으로 인해 상기 처리된 신호에 발생할 수 있는 잡음을 줄일 수 있기 때문이다.
도 2의 실시예를 참조하면, 각 전류원은 잠재적인 전류원으로의 역할을 수행하고, 전류를 생성할 수 있으며, 전류는 전류원 라인 (21a-n) 각각에 출력된다. 바람직한 실시예에서, 전류원은 증폭기(들)가 아닐 수 있으며, 설명되는 바와 같이, 복수의 전류원이 하나의 증폭기로 기능할 수 있다. 바람직한 실시예에서 증폭 및/또는 감쇄는 이들 실시예의 기능으로 여겨질 수 있으며, 증폭기 및/또는 감쇄기가 증폭 및/또는 감쇄를 수애한느 전기적 요소 또는 시스템으로 여겨질 수 있다.
결합된 전류, 즉, 전류원(21a-n)으로부터 출력된 임의의 전류합은 전류원 출력이 된다. 따라서, 한가지 실시예는 감쇄기 및/또는 증폭기로서 작동할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각 전류원으로부터의 전류를 결합하고 유용한 출력 전류를 제공하기 위해 전류원들간에 더 이상의 회로 또는 요소들이 필요치 않다. 따라서, 라인(26)상에 출력되며 "b"로 도시된 결합된 전류는, 로드 등을 구동시키기 위해, 필요에 따라(예, 증폭기로서, 감쇄기로서) 이용될 수 있다.
본 발명에서 전류원은 비-선형적으로 바이어스됨을 주목한다. 따라서, 어떠한 전류원도 효율적으로 동작한다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 전력 소모가 줄 어든다. 부가적으로, 전술한 바와 같이 신호 특성에 따라 전류원을 제어한 결과, 결과의 출력 신호는 입력 신호에 대해 상대적으로 정확한 선형성 및 비례성을 갖는다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 비-선형 동작의 상대적인 효율성 및 전력 소모와 결합된 선형 동작의 상대적인 정확성을 갖는 증폭기가 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 실시예로 돌아가면, 전류원(21a-n)중 하나가 스위칭 온된 경우에, 그것은 이에 수반하는 상대적인 효율성을 갖는 비-선형 전류원으로서 작동할 것이다. 전류원이 오프된 경우에, 이는 전력을 거의 소모하지 않는다. 온 상태의 각 전류원이 입력 신호의 진폭 특성에 유사하게 비례하여 전류를 제공하고, 이에 따라 입력 신호의 상대적으로 정확한 재생이 제공되기 때문에, 선형 특성은 좋은 것으로 여겨진다.
도 2의 바람직한 실시예에서, 전류원(21a-n)은 하나 이상의 HBT 트랜스터를 포함할 수 있다. 예를 들어, FET 등과 같은 다른 트랜지스터들이 또한 이용될 수 있으며, 기타 다른 전류원들도 이용될 수 있다. 진폭 경로 등에 따른 비선형 요소, 트랜지스터 세그먼트로의 구동 전류를 감소키기 위해, 예를 들어, 가변 이득 증폭기 또는 감쇄기와 같은 다른 요소들이 삽입될 수 있다.
바람직한 실시예를 이용함으로써, 상대적으로 낮은 입력 캐패시턴스로 인하여 상대적으로 큰 엔벨로프 대역폭에 걸친 선형 증폭 및/또는 감쇄가 가능하기 때문에 연관된 송신기에 광대역 진폭 변경 능력을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 실시예들은, 이하에서 설명하는 바와 같이 셀룰러 및 다른 송신기내에서 이용될 수 있다.
유익하게, 본 발명에 따른 실시예들은 종래의 전력 증폭기에 비해 효율성을 개선시킬 수 있는데, 그 이유는 전송의 선형성이 증폭기의 선형성에 의존하는 것이 아니라, 전류가 선형적으로 로드에 부가되는 방식에만 의존하기 때문이다. 따라서, 각각의 전류원은, 효율성을 최대화시키기 위해, 클래스 B 또는 C와 같이, 비-선형 전류원으로서 바이어스될 수 있다. 디스에이블된 전류원에 대하여 무정지 전류 유입이 거의 없기 때문에 효율성은 더욱 개선될 수 있다.
예시된 실시예에서, 출력 전류가 신호 구동 레벨에 주로 의존하기 때문에 전력 제어가 용이하게 달성될 수 있다. 예를 들어, 가변 이득 증폭기 또는 감쇄기로써 신호 구동 레벨을 증가 또는 감소시키는 것은 출력전류에 이에 대응하는 증가 또는 감소를 유발한다. 또한, 구동 제어기로조의 증가 또는 감소는 출력 전류의 개별적인 증가 또는 감소를 유발한다.
이해되는 바와 같이, 임의의 적합한 유형의 전류원, 예를 들어, 다른 형태의 트랜지스터 세그먼트 및/또는 포맷 및 다른 소자 또는 방법들이 필요하다면 본 발명의 실시예와 함께 이용될 수 있다.
단일 집적회로로 제조된 실시예들에서, 상이한 반도체 면적을 갖는 세그먼트들을 제공함으로써 가중화(weighting)가 달성될 수 있다. 예를 들어, 세그먼트 면적이 반으로 줄어들며, 해당 세그먼트에 의해 로드로 공급되는 전류 또한 반으로 줄어든다. 이는 작은 세그먼트가 큰 세그먼트의 전류 밀도의 절반이기 때문이다.
본 발명의 실시예에 따른 증폭기는 베이스밴드 DSP 기능을 위해 직접적인 디지털 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 증폭기들은 복수의 변조 포맷 및 무선 네트워크 표준을 도모하기 위해 동적으로 프로그래밍될 수 있다. 본 발명의 이러한 특징에 기반한 증폭기를 이용하는 장치들의 비용 및 크기가 줄어들 수 있다는 것이 장점이다. 더욱이, 출력 전류는 로드로 결합되어 진폭 특성의 아날로그 표현으로 될 수 있는 전압을 발전시켜서, 증포기는 디지털-아날로그 변환을 또한 수행한다.
본 발명의 실시예를 구성하기 위해 다양한 유형의 시스템 구조가 이용될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명에 따른 실시예 및 이의 다양한 구성요소 및/또는 특징들은 전적으로 하드웨어 또는 소프트웨어로 이루어지거나, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수 있음을 용이하게 이해할 것이다. 실시예 또는 다양한 구성요소들은 필요한 경우에, 예를 들어, 집적 회로 또는 ASIC 조성물과 같은 반도체 장치상에 제공될 수 있으며, 이러한 예에는 실리콘(Si), 실리콘 게류마늄(SiGe) 및 갈륨 비화물(GaAs) 기판이 포함된다.
다양한 실시예들은 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 파라메터들을 변경할 수 있다. 예를 들어, 디지털 워드의 길이는 다양한 실시예에서 길어지거나 짧아질 수 있으며, 파동의 보다 정확한 디지털화를 제공할 수 있다. 다른 예로서, 전술한 바와 같이, 비트수, 제어 요소, 제어 요소 라인, 드라이버 라인, 바이어스 제어 라인, 전류원 등 모두가 필요에 따라 변경될 수 있다.
본 발명이 예시적인 실시예를 통해 설명되었지만, 추가적인 장점 및 수정사항들이 본 기수분야의 당업자들에게 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 구체적인 상세사항에 한정되지 않는다. 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 수정이 이루어질 수 있다. 또한, 바람직한 실시예들은 특정의 입력 신호, 반송파 및 출력 신호에 특수화된 증폭기를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 실시예들은 다양한 RF, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 및/또는 컴퓨터 장치, 예를 들어, CDMA, CDMA2000, W-CDMA, GSM, TDMA와 같은 셀룰러 전화, 및 기타 다른 유선 및 무선 장치(예, 블루투스, 802.11a,-b, -g, 레이더, 1xRTT, 양방향 라디오, GPRS, 컴퓨터 및 컴퓨터 통신 장치, PDA 및 기타 휴대용 장치 등)에 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정의 예시적인 실시예에 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구항 및 이들의 균등 범위내로 해석되어야 할 것이다.

Claims (24)

  1. 전자기파 처리 방법에 있어서, 상기 방법은,
    독립적으로 제어가능한 적어도 2개의 전류원을 상기 전자기파의 적어도 하나의 특성으로부터 결정된 신호로 제어하여 상기 독립적으로 제어가능한 전류원중 적어도 하나로부터 처리된 전자기파를 생성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호는 복수의 신호 성분을 포함하고, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원중 하나 이상이 상기 신호 성분과 연관되어 있는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호는 복수의 신호 성분을 갖고, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원 각각은 상기 신호 성분을 나타내고 상기 성분에 대응하는 출력 전류를 제공하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호는 복수의 신호 성분을 갖고, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원은 함께 상기 신호 성분을 나타내고 상기 성분에 대응하는 출력 전류를 제공하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호가 변할 때 가장 적은 개수의 상기 독립적으로 제어가능한 전류원이 변하도록 구성되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 신호는 디지털 신호인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 신호는 이진 숫자인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 신호는 7개 비트의 이진 숫자인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원은 상기 신호에 기반하여 1개 이상의 상기 독립적으로 제어가능한 전류원을 제어하도록 구성된 제어 요소에 의해 제어되는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어 요소는 상기 1개 이상의 독립적으로 제어가능한 전류원에 대한 전류를 제어하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 복수의 제어 요소는 상기 독립적으로 제어가능한 전류원의 바이어싱(biasing)을 제어하도록 구성된 바이어스 제어망을 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원은 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 방법.
  13. 독립적으로 제어가능한 복수의 전류원을 포함하되, 상기 독립적으로 제어가능한 복수의 전류원은 자신에 입력되는 전자기파의 적어도 하나의 특성으로부터 결정된 신호를 이용하여 상기 독립적으로 제어가능한 전류원중 적어도 하나로부터 처리된 전자기파를 생성하도록 연결된 전자기파 프로세서.
  14. 제13항에 있어서, 상기 신호는 복수의 신호 성분을 포함하고, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원중 하나 이상이 상기 신호 성분과 연관되어 있는 전자기파 프로세서.
  15. 제13항에 있어서, 상기 신호는 복수의 신호 성분을 갖고, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원 각각은 상기 신호의 성분을 나타내고 상기 성분에 대응하는 출력 전류를 제공하는 전자기파 프로세서.
  16. 제13항에 있어서, 상기 신호는 복수의 신호 성분을 갖고, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원은 함께 상기 신호의 성분을 나타내고 상기 성분에 대응하는 출력 전류를 제공하는 전자기파 프로세서.
  17. 제13항에 있어서, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원은 상기 신호가 변할 때 가장 적은 개수의 상기 독립적으로 제어가능한 전류원이 변하도록 구성되는 전자기파 프로세서.
  18. 제13항에 있어서, 상기 신호는 디지털 신호인 전자기파 프로세서.
  19. 제13항에 있어서, 상기 신호는 이진 숫자인 전자기파 프로세서.
  20. 제13항에 있어서, 상기 신호는 7개 비트의 이진 숫자인 전자기파 프로세서.
  21. 제13항에 있어서, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원은 상기 신호에 기반하여 1개 이상의 상기 독립적으로 제어가능한 전류원을 제어하도록 구성된 제어 요소에 의해 제어되는 전자기파 프로세서.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제어 요소는 상기 1개 이상의 독립적으로 제어가능한 전류원에 대한 전류를 제어하는 전자기파 프로세서.
  23. 제21항에 있어서, 복수의 제어 요소는 상기 독립적으로 제어가능한 전류원의 바이어싱(biasing)을 제어하도록 구성된 바이어스 제어망을 포함하는 전자기파 프로세서.
  24. 제13항에 있어서, 상기 독립적으로 제어가능한 전류원은 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 전자기파 프로세서.
KR1020057006171A 2002-10-08 2003-10-08 엔벨로프 제거 및 복원 증폭기 및 이를 위한 방법 KR20060034619A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41731302P 2002-10-08 2002-10-08
US60/417,313 2002-10-08
US10/396,251 2003-03-25
US10/396,251 US7245183B2 (en) 2002-11-14 2003-03-25 Apparatus, methods and articles of manufacture for processing an electromagnetic wave

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060034619A true KR20060034619A (ko) 2006-04-24

Family

ID=32095951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057006171A KR20060034619A (ko) 2002-10-08 2003-10-08 엔벨로프 제거 및 복원 증폭기 및 이를 위한 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20060034619A (ko)
AU (1) AU2003282499A1 (ko)
WO (1) WO2004034570A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE527758T1 (de) 2008-03-10 2011-10-15 Nxp Bv Ausgangsstufe für einen digitalen hf-sender, verfahren zur herstellung eines hf- ausgangssignals in einem digitalen hf-sender und digitaler hf-sender

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3480881A (en) * 1966-08-19 1969-11-25 Westinghouse Electric Corp Circuitry for simultaneously modulating and amplifying a carrier signal
FR1586550A (ko) * 1968-10-25 1970-02-20
US4580111A (en) * 1981-12-24 1986-04-01 Harris Corporation Amplitude modulation using digitally selected carrier amplifiers
JP2809957B2 (ja) * 1993-01-22 1998-10-15 株式会社東芝 ディジタルａｍ送信機
US5703536A (en) * 1996-04-08 1997-12-30 Harris Corporation Liquid cooling system for high power solid state AM transmitter
US6255906B1 (en) * 1999-09-30 2001-07-03 Conexant Systems, Inc. Power amplifier operated as an envelope digital to analog converter with digital pre-distortion
US6300837B1 (en) * 2000-03-28 2001-10-09 Philips Electronics North America Corporation Dynamic bias boosting circuit for a power amplifier
WO2002003544A1 (fr) * 2000-06-30 2002-01-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Amplificateur haute frequence
US6445247B1 (en) * 2001-06-01 2002-09-03 Qualcomm Incorporated Self-controlled high efficiency power amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003282499A1 (en) 2004-05-04
AU2003282499A8 (en) 2004-05-04
WO2004034570A1 (en) 2004-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050206448A1 (en) Apparatus, methods and articles of manufacture for electromagnetic processing
JP5571161B2 (ja) 複数の集積回路にインタフェース信号を供給する方法および回路
US7696816B2 (en) System and method for minimizing DC offset in outputs of audio power amplifiers
US6785521B2 (en) System and method for current-mode amplitude modulation
US20050088226A1 (en) Switching amplifier architecture
KR20060054194A (ko) 스위칭 모드 전력 증폭기의 출력 전력 제어
CN1853342A (zh) 用于线性调制信号放大和发送的自适应宽带数字放大器
US6859098B2 (en) Apparatus, methods and articles of manufacture for control in an electromagnetic processor
US7502422B2 (en) Electromagnetic wave transmitter systems, methods and articles of manufacture
US20040247047A1 (en) Electromagnetic wave transmitter systems, methods and articles of manufacture
US7245183B2 (en) Apparatus, methods and articles of manufacture for processing an electromagnetic wave
US7038542B2 (en) Variable gain amplifier
KR20060034619A (ko) 엔벨로프 제거 및 복원 증폭기 및 이를 위한 방법
US7526260B2 (en) Apparatus, methods and articles of manufacture for linear signal modification
EP1702420B1 (en) Signal generation power management control system for portable communications device and method of using same
US8145157B2 (en) High efficiency modulation
EP1550230A2 (en) Transmitter and method of transmission using separate phase and amplitude modulators
CN1711734A (zh) 利用单独的相位和幅度调制器的发射器和发射方法
US20030169112A1 (en) Variable gain amplifier with low power consumption
US7298854B2 (en) Apparatus, methods and articles of manufacture for noise reduction in electromagnetic signal processing
WO2004034667A2 (en) Electromagnetic wave trasmitter systems, methods and articles of manufacture
KR20050083740A (ko) 전자기 처리 장치, 방법 및 제조물
WO2004034664A2 (en) Apparatus, methods and articles of manufacture for noise reduction in electromagnetic signal processing
JP2006502667A (ja) 線形信号修正のための装置、方法、および製造品
EP1750411B1 (en) Electromagnetic wave transmitter systems, methods and articles of manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid