KR20060064806A - 이동통신 단말기에서 전력증폭기의 바이어스 전압을제어하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 단말기에서 전력증폭기의 바이어스 전압을제어하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 전력증폭기의 바이어스 전압을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 전체 전력구간을 고이득 모드 구간과 저이득 모드 구간으로 구분하며, 수신 신호 세기에 따라 모드를 결정하고, 상기 결정된 모드에 따른 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 상기 제어신호에 따라 상기 결정된 모드에 따른 기준전압 발생하는 제어회로와, 상기 제어회로로부터의 상기 기준전압에 따른 직류전압을 상기 전력증폭기의 바이어스 전압으로 인가하는 DC/DC 컨버터를 포함하며, 상기 전력증폭기가 상기 DC/DC 컨버터로부터의 바이어스 전압에 따라 동작하여 입력되는 고주파신호를 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은, 전력증폭기의 전력 효율을 증가시킬 뿐 아니라, 상기 전력증폭기에서의 발열과 전류 소모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
PAM, 전력 증폭기, 바이어스 전압

Description

이동통신 단말기에서 전력증폭기의 바이어스 전압을 제어하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLING BIAS OF POWER AMPLIFIER IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}
도 1은 일반적인 이동통신 단말기의 전력증폭기의 바이어스 전압 제어 회로를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력증폭단의 구성을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력증폭단에 추가된 제어회로의 회로도를 보여주는 도면.
본 발명은 이동통신 단말기의 전력증폭기(PAM: Power Amplifier Module) 바이어스(Bias) 전압 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 고이득 모드에서 전력증폭기로 고이득 모드로 동작하기 위한 최소 구동 전압을 제공하여 전류 소모를 감소시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 전력증폭기는 이동통신 단말기의 배터리 수명을 크게 좌우하는 부품이므로 배터리의 수명을 증가시키기 위해 높은 효율 특성이 요구된다. 종래기술에 따르면, 상기 전력증폭기는 RF(Radio Frequency) 출력이 최대일 때, 전력효율과 선형성(linear)을 고려하여 설계된다. 즉, 최대 효율과 선형성을 동시에 만족시키기 위하여 AB급으로 설계하고, 각 단의 임피던스 정합과 바이어스 상태를 고정한다.
하지만, 이동통신 단말기가 항상 최대 출력에서 구동되지는 않는다. 예를 들어, 기지국과의 거리에 따라 그리고 사용자의 이동 속도에 따라 송신 출력은 가변 된다. 즉, 기지국 사이의 거리가 가까울 경우에는 상대적으로 송신출력이 감소하게 되고, 사용자가 셀 반경 내에서 가장 먼 곳으로 이동하였을 때나 이동 속도가 증가할 경우에는 증폭기의 최대 출력에 가까운 RF 출력을 송신하게 된다.
종래 기술에 따른 이동통신 단말기에서는 수신 신호 세기에 따라 송신 출력이 가변함에도 불구하고, 전력증폭기에 고정된 최대 바이어스 전압을 인가하여 사용하였다. 이와 같이, 전력 증폭기의 바이어스 전압과 전류가 RF 최대 출력으로 고정되어 있기 때문에, 상기 수신 신호 세기가 강하여 송신 출력이 적을 경우, 상기 전력증폭기의 전력 효율(P.A.E: Power Added Efficiency)이 크게 감소하게 된다. 이는 최대 출력레벨 근처에서는 AB급으로 작동하던 바이어스 상태가 출력레벨이 감소하면서 사실상 A급으로 작동하기 때문에 결과적으로 필요이상의 DC전력을 소모하게 되고, 이로인해 상기 전력증폭기에서의 발열이 증가하는 문제가 있다. 이런 문제를 개선하기 위하여 제안된 방법 중 하나가 출력 상태를 고이득 모드와 저이득 모드로 나누어 고이득 모드시 배터리에서 전력증폭기의 최대 바이어스 전압을 인가 하고, 저이득 모드시 DC/DC컨버터에서 바이어스 전압을 입력하는 방법이다.
도 1은 종래기술에 따른 이동통신 단말기에서 전력증폭기 바이어스 전압 제어 장치를 도시하고 있다. 수신 신호 세기가 설정된 기준값 보다 작으면 고이득 모드(High gain mode)라 하며, 상기 고이득 모드 시 상기 제어부(103)는 스위치(105)를 A상태로 하여 배터리(104)로부터의 DC전압을 전력증폭기(101)의 바이어스 전압으로 인가한다. 반대로, 상기 수신 신호 세기가 기준값 보다 크면 저이득 모드(Low gain mode)라 하며, 상기 저이득 모드 시 상기 제어부(103)는 상기 스위치(105)를 B상태로 하여 DC/DC 컨버터(DC/DC Converter)(102)로부터의 DC전압을 상기 전력증폭기(104)의 바이어스 전압으로 인가한다.
이와 같은 방법은 최대 출력으로 고정된 하나의 바이어스 전압을 사용할 때보다는 개선된다. 하지만, 여전히 문제점이 존재한다. 다시 말해, 전체 전력 구간(Power range)을 고이득 모드와 저이득 모드로 나누어서 사용함으로써 저이득 모드에서 전류 소비를 줄일 수 있다. 그러나, 고이득 모드에서 여전히 출력 상태에 관계없이 최대 출력 바이어스 전압이 전력증폭기에 인가되기 때문에 상기 전력 효율(P.A.E)이 감소하는 문제점이 있다. 결과적으로, 필요이상의 전류를 소모하게 되고, 이로 인해 전력증폭기의 발열이 증가하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 고이득 모드로 동작하기 위한 바이어스 전압을 DC/DC 컨버터를 이용해 전력증폭기로 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고이득 모드시 전력 증폭기로 고이득 모드(High gain mode)로 동작하기 위한 최소 바이어스 전압을 제공하기 하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고이득 모드시 상기 전력증폭기의 발열 및 전류 소모를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 입력 고주파신호를 전력 증폭하는 전력증폭기를 구비하는 이동통신 단말기에서 상기 전력증폭기의 바이어스 전압을 제어하기 위한 장치가, 전체 전력구간을 고이득 모드 구간과 저이득 모드 구간으로 구분하며, 수신 신호 세기에 따라 모드를 결정하고, 상기 결정된 모드에 따른 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 상기 제어신호에 따라 상기 결정된 모드에 따른 기준전압 발생하는 제어회로와, 상기 제어회로로부터의 상기 기준전압에 따른 직류전압을 상기 전력증폭기의 바이어스 전압으로 인가하는 DC/DC 컨버터를 포함하며, 상기 전력증폭기가 상기 DC/DC 컨버터로부터의 바이어스 전압에 따라 동작하여 입력되는 고주파신호를 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 이동통신 단말기에서 수신 신호 세기가 미리 설정된 기준보다 작은 고이득 모드(High gain mode) 시 전력증폭기로 상기 고이득 모드로 동작하기 위한 최소 전압을 DC/DC 컨버터를 이용해 공급하기 위한 방안에 대해 설명하기로 한다. 이와 같이, 고이득 모드 시 전력증폭기의 바이어스 전압으로 상기 고이득 모드로 동작하기 위한 최소 전압을 제공할 경우, 전력증폭기의 전류 소모 및 발열을 감소시킬 수 있다. 상기 최소 전압은 실험(Simulation)등을 통해 획득될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력증폭기의 바이어스 전압 제어 장치를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력증폭단은 전력증폭기(201), DC/DC컨버터(DC/DC converter)(202), 제어회로(203), 제어부(204)로 구성된다.
도 2를 참조하면, 먼저 도시하지는 않았지만 안테나는 기지국으로부터의 신호를 수신하거나 전력 증폭된 출력 고주파 신호(송신신호)를 상기 기지국으로 송신한다.
제어부(204)는 이동통신 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 본 발명에 따라 수신 신호 세기가 설정된 기준값 보다 작을 경우 고이득 모드(High gain mode), 반대로 클 경우는 저이득 모드(Low gain mode)를 결정하여 본 발명에 따른 제어회로(203)에 스위치를 제어하기 위한 스위치 제어신호를 출력한다.
상기 제어회로(203)는 본 발명에 따라 상기 제어부(204)가 인가하는 스위치 제어 신호에 따라 상기 DC/DC 컨버터(202)에 상기 결정된 모드에 따른 기준전압(Vref)을 제공한다. 여기서, 고이득 모드에 따른 기준전압은 '제 1기준전압'이라 하고, 저이득 모드에 따른 기준전압을 '제 2기준전압'이라 칭하기로 한다. 상기 고이득 모드와 저이득 모드에 해당하는 각각의 상기 기준전압에 의해서 상기 DC/DC 컨버터(202)는 상기 전력증폭기(201)에 해당 바이어스 전압을 인가한다.
도 3은 상기 제어회로(203)의 구체적인 회로도이다. 도 3을 참조하면, 고이득 모드일 경우 상기 제어부(204)로부터의 상기 스위치 제어신호에 의해 상기 제어회로(203)의 스위치(301)를 '제 1상태'로 스위칭된다. 그러면 상기 제어회로(203)는 저항 'R1'과 저항 'R3'에 의해 결정되는 전압을 상기 '제 1기준전압'으로 상기 DC/DC 컨버터(202)에 제공한다. 만일 저이득 모드 시 상기 스위치(301)는 상기 제어부(204)로부터의 스위치 제어 신호에 의해 '제 2상태'로 스위칭된다. 그러면 상기 제어회로(203)는 상기 저항 'R1'과 저항 'R2'의해 결정되는 '제 2기준전압'을 상기 DC/DC 컨버터(202)에 제공한다. 여기서, 상기 '제 2기준전압'은 도 1에서 설명된 저이득 모드에서 사용된 기준 전압과 동일한 것을 사용할 수 있다.
DC/DC 컨버터(DC/DC converter)(202)는 상기 제어회로(203)로부터 기준전압(Vref)을 입력받고, 상기 기준전압에 따른 DC전압을 전력증폭기(201)의 바이어스 전압으로 제공한다. 예를 들어, 상기 제어회로(203)로부터 '제 1기준전압'이 입력될 경우, 상기 전력증폭기(201)가 고이득 모드로 동작할 수 있는 최소 바이어스 전압을 상기 전력증폭기(201)로 인가하고, 상기 제어회로(203)로부터 '제 2기준전압'이 입력될 경우 상기 전력증폭기(201)가 저이득 모드로 동작할 수 있는 바이어스 전압을 상기 전력증폭기(201)로 인가한다.
전력증폭기(PAM:Power Amplifier Module)(201)는 RF입력단(RFin)으로 입력되는 RF신호를 상기 DC/DC 컨버터(202)로부터 제공된 바이어스 전압에 의해 충분히 전력 증폭시켜 안테나로 제공한다.
이상 살펴본 바와 같이, 전체 전력 구간(Power Range)을 고이득 모드 구간과 저이득 모드 구간으로 나누어서 사용할 경우, 고이득 모드도 전력증폭기의 바이어스 전압을 제공함으로써, 전력증폭기의 전류 소모 및 발열을 감소시킬 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 이동통신 단말기가 고이득 모드로 동작시 전력증폭기로 고이득 모드로 동작하기 위한 최소 바이어스 전압을 DC/DC 컨버터를 이용해 제공함으로써, 전력증폭기의 전력 효율을 증가시킬 뿐 아니라, 상기 전력증폭기에서의 발열과 전류 소모를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 종래에 배터리로부터 상기 전력증폭기로 바이어스 전압을 제공하는 구성을 제거함으로써, 하드웨 어적으로 좀더 간단해지는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 입력 고주파신호를 전력 증폭하는 전력증폭기를 구비하는 이동통신 단말기에서, 상기 전력증폭기의 바이어스 전압을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    전체 전력구간을 고이득 모드 구간과 저이득 모드 구간으로 구분하며, 수신 신호 세기에 따라 모드를 결정하고, 상기 결정된 모드에 따른 제어신호를 출력하는 제어부와,
    상기 제어부로부터 상기 제어신호에 따라 상기 결정된 모드에 따른 기준전압 발생하는 제어회로와,
    상기 제어회로로부터의 상기 기준전압에 따른 직류전압을 상기 전력증폭기의 바이어스 전압으로 인가하는 DC/DC 컨버터를 포함하며,
    상기 전력증폭기가 상기 DC/DC 컨버터로부터의 바이어스 전압에 따라 동작하여 입력되는 고주파신호를 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고이득 모드 시, 상기 DC/DC 컨버터는 상기 제어회로가 인가하는 기준전압에 의해서, 상기 전력증폭기가 상기 고이득 모드로 동작할 수 있는 최소 바이어스 전압을 전력증폭기로 발생하며, 상기 최소 바이어스 전압은 실험을 통해 획득하는것을 특징으로 하는 장치.
  3. 수신 신호 세기에 따라 입력되는 고주파 신호를 전력 증폭하여 송신신호를 발생하는 전력증폭기를 포함하는 이동통신 단말기에서 상기 전력증폭기의 바이어스 전압을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    전체 전력 구간을 고이득 모드 구간과 저이득 모드 구간으로 구분하며, 수신신호 세기에 따라 모드를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 모드에 따른 상기 전력증폭기의 바이어스 전압을 DC/DC 컨버터를 이용해 생성하는 과정과,
    상기 생성된 바이어스 전압을 상기 전력증폭기의 전원단(Vcc)으로 공급하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고이득 모드시, 상기 DC/DC컨버터는 상기 전력증폭기가 상기 고이득 모드로 동작할 수 있는 최소 바이어스 전압을 생성하며, 상기 최소 바이어스 전압은 실험에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000026064A (ko) * 1998-10-17 2000-05-06 김영환 씨디엠에이 단말기의 최소 출력 제어방법
KR20000046113A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 김영환 휴대 전화기의 배터리 절전 장치 및 방법
KR100293367B1 (ko) * 1999-03-18 2001-06-15 박종섭 이동통신시스템에서의 이동국송신전력제어회로 및 그 제어방법
KR100326567B1 (ko) * 2000-07-11 2002-03-12 송문섭 이동통신 단말기의 최대 파워 안정화 장치 및 그 방법
JP2004363867A (ja) * 2003-06-04 2004-12-24 Alps Electric Co Ltd 送信回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9602169B2 (en) 2013-04-17 2017-03-21 Canon Kabushiki Kaisha Communication apparatus, control method, and storage medium for transferring power

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