KR20080087583A - Apparatus for rf power amplifiers using dynamic switching - Google Patents

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KR20080087583A KR1020070030036A KR20070030036A KR20080087583A KR 20080087583 A KR20080087583 A KR 20080087583A KR 1020070030036 A KR1020070030036 A KR 1020070030036A KR 20070030036 A KR20070030036 A KR 20070030036A KR 20080087583 A KR20080087583 A KR 20080087583A
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반주호
양영구
김재영
송성찬
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삼성탈레스 주식회사
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Abstract

A power amplifier apparatus using a dynamic switching is provided to improve an efficiency of a system by applying a high voltage to a high frequency signal and applying a low voltage to a low frequency signal based on linearity and efficiency. A power amplifier apparatus using a dynamic switching includes a divider(200), an envelope detector(210), a comparison unit(220), a drive unit(230), and a switch unit(250). The divider divides a signal. The envelope detector receives one of the divided signals and extracts an envelope of the received signal. The comparison unit compares the detected envelope with a predetermined voltage level, and outputs one of the detected envelopes. The drive unit drives and outputs the output of the comparison unit. The switch unit applies a voltage and a current depending on a voltage of the signal outputted from the drive unit to a power amplifier unit for amplifying a power.

Description

동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치 {Apparatus for RF power amplifiers using dynamic switching}Apparatus for RF power amplifiers using dynamic switching

도 1은 포락선 추적을 적용한 종래의 전력 증폭기 구성에 대한 대략적인 구성을 도시한 것이다. Figure 1 illustrates a schematic configuration of a conventional power amplifier configuration with envelope tracking.

도 2는 본 발명에 따라 전력 증폭부에 입력을 공급하는 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for supplying an input to a power amplifier according to the present invention.

도 3은 도 2의 구성에서 스위치부의 내부 구성에 변형을 한 모습을 도시한 것이다.3 is a view showing a modification of the internal configuration of the switch in the configuration of FIG.

도 4는 도 2의 구성에서 스위치부의 내부 구성에 변형을 한 다른 모습을 도시한 것이다.4 is a view showing another modification of the internal configuration of the switch in the configuration of FIG.

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 무선통신에 사용되는 전력 증폭기의 효율을 개선시킬 수 있는 동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication, and relates to a power amplification apparatus using dynamic switching that can improve the efficiency of a power amplifier used for wireless communication.

현대 무선통신은 많은 양의 정보를 전송할 수 있도록 요구되고 있다. 현대 무선통신에서 사용되고 있고 또한 앞으로 사용 예정인 무선 전송 신호들의 특징을 보면 넓은 대역과 높은 피크 대 평균 전력비를 가지고 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서 신호의 대역폭이 필연적으로 넓어지고 있고 이러한 환경에서 전체 시스템의 효율을 개선하기 위해서는 대역폭에 상관없이 전력 증폭기의 직류 전력 소모를 줄여야만 한다. Modern wireless communication is required to transmit a large amount of information. The characteristics of wireless transmission signals that are used in modern wireless communications and are planned to be used in the future show that they have a wide bandwidth and high peak-to-average power ratio. Therefore, the bandwidth of the signal is inevitably widening, and in such an environment, to improve the efficiency of the entire system, it is necessary to reduce the DC power consumption of the power amplifier regardless of the bandwidth.

그런데 일반적으로 전력 증폭기를 설계하면 선형성의 확보를 위해서 필연적으로 최대 전력 지점으로부터 수 dB를 후퇴시켜 사용해야 되는 단점이 있다. 이러한 경우 낮은 전력에서는 효율이 떨어지기 때문에 전체 시스템 효율 감소의 큰 원인이 된다. However, in general, the design of the power amplifier has a disadvantage in that it is necessary to use a few dB from the maximum power point in order to ensure linearity. In this case, the efficiency is lowered at low power, which is a big cause of the reduction of overall system efficiency.

상기와 같은 신호의 특징과 일반적인 전력 증폭기의 문제점을 극복하여 전력 증폭기의 효율을 개선하기 위한 방법으로는 포락선 추적(Envelope Tracking) 방법이 있다. 그런데 이 방법도 처리할 수 있는 기저 대역 넓이의 한계 때문에 전력 증폭기의 문제점을 해결하기에는 많은 어려움이 있다. 또한 넓은 대역폭을 처리 할 수 있더라도 복잡한 회로와 구성의 어려움이 포락선 추적 방법의 사용을 꺼리게 만들고 있다.Envelope tracking is a method for improving the efficiency of the power amplifier by overcoming the characteristics of the signal and the problems of the general power amplifier. However, due to the limitation of the baseband width that can be handled by this method, there are many difficulties in solving the problem of the power amplifier. In addition, complex circuitry and configuration difficulties make it difficult to use envelope tracking methods, even if they can handle wide bandwidths.

도 1은 포락선 추적을 적용한 종래의 전력 증폭기 구성에 대한 대략적인 구성을 도시한 것이다. Figure 1 illustrates a schematic configuration of a conventional power amplifier configuration with envelope tracking.

포락선 추적 방법은 입력되는 신호를 분배기(100)를 통해 두 가지의 경로로 나누어서 한 쪽의 신호에서는 포락선 검출기(110)를 이용하여 기저대역의 포락선 신호를 추출하고, 주 전력 증폭기(140)의 드레인(콜렉터) 전압을 조절하는 고속의 DC-DC 변환기(120)에 인가한다. 그리고 분배기(100)에서 나누어진 다른 신호는 RF 신호 그대로 선로, 즉 신호가 전달되는 경로를 통해 시간이 지연되는 시간 지연 선로(130)를 통해 주 전력 증폭기(140)의 입력으로 인가된다.The envelope tracking method divides the input signal into two paths through the divider 100, extracts the baseband envelope signal using the envelope detector 110 in one signal, and drains the main power amplifier 140. (Collector) is applied to the high-speed DC-DC converter 120 to adjust the voltage. The other signal divided by the divider 100 is applied to the input of the main power amplifier 140 through the RF signal line, that is, the time delay line 130 with a time delay through the path through which the signal is transmitted.

상기에 설명된 것과 같은 일반적인 도 1의 고속의 DC-DC 변환기(120)를 구현하기 위하여 포락선 검출기(110)에서 검출된 포락선 신호의 10배에 가까운 주파수를 이용한 펄스 폭 변조기(Pulse Width Modulation)를 사용하게 된다. In order to implement the high speed DC-DC converter 120 of FIG. 1 as described above, a pulse width modulator using a frequency nearly 10 times the envelope signal detected by the envelope detector 110 is employed. Will be used.

그런데 펄스 폭 변조기에서 처리할 수 있는 기저 대역폭의 한계가 있으며, 그 결과 도 1과 같은 구성을 포함하는 시스템에서 수용할 수 있는 기저 대역폭이 줄어들게 되며, 현대의 무선통신에 사용되는 신호는 아주 높은 피크 대 평균 전력비를 가지고 있기 때문에 평균 전력 출력 지점에서 전력증폭기의 효율이 저하되어 결과적으로 실용성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.However, there is a limit of the base bandwidth that can be processed by the pulse width modulator, and as a result, the base bandwidth that can be accommodated in the system including the configuration as shown in FIG. 1 is reduced, and the signal used in modern wireless communication has a very high peak. Since the ratio has an average power ratio, the efficiency of the power amplifier at the average power output point is lowered, and as a result, there is a problem that the practicality is reduced.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 전체 시스템의 선형성은 유지하면서도 효율을 개선할 수 있도록 동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention, to solve the above problems, to provide a power amplification apparatus using dynamic switching to improve the efficiency while maintaining the linearity of the entire system.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치는, 신호를 분배하는 분배기; 상기 분배된 신호의 하나를 입력으로 하여 그 신호의 포락선을 추출하는 포락선 검출기; 상기 검출된 포락선을 미리 정해진 전압 레벨과 비교하여 어느 하나를 출력하는 비교부; 상기 비교부의 출력을 드라이빙하여 출력하는 드라이브부; 및 상기 드라이브부에서 출력되는 신호의 전압 에 따라 달라지는 전압과 전류를 전력 증폭을 위한 전력 증폭부로 인가하는 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power amplification apparatus using dynamic switching, comprising: a divider for distributing a signal; An envelope detector for inputting one of the divided signals and extracting an envelope of the signal; A comparator for comparing the detected envelope with a predetermined voltage level and outputting any one; A drive unit driving and outputting the output of the comparator; And a switch unit for applying a voltage and a current varying according to the voltage of the signal output from the drive unit to the power amplifier for power amplification.

상기 스위치부는 입력되는 신호 전압에 따라 바이어스 스위칭을 하여 상기 전력 증폭부로 인가한다.The switch unit is bias-switched according to the input signal voltage and applied to the power amplifier.

상기 스위치부의 바이어스 스위칭 단은 직렬로 연결된 2개의 전압원을 포함하여, 바이어스 스위칭 단에 입력되는 전압에 따라 상기 직렬 연결된 2개의 전압원 모두 또는 상기 전압원 중에서 소스에 연결된 전압원만이 구동되어 상기 전력 증폭부로 인가된다.The bias switching stage of the switch unit includes two voltage sources connected in series, so that only two voltage sources connected in series or only a voltage source connected to a source among the voltage sources are driven and applied to the power amplifier according to the voltage input to the bias switching stage. do.

또는 상기 스위치부는 복수의 독립적인 전압원을 포함하고 있으며, 상기 스위치부로 입력되는 신호의 전압에 따라 상기 독립적인 전압원의 출력의 어느 하나가 상기 전력 증폭부로 인가된다.Alternatively, the switch unit includes a plurality of independent voltage sources, and one of the outputs of the independent voltage sources is applied to the power amplifier according to the voltage of the signal input to the switch unit.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따라 전력 증폭부에 입력을 공급하는 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for supplying an input to a power amplifier according to the present invention.

이 장치는 입력되는 신호를 분배하는 분배기(200), 분배된 신호의 하나를 입력으로 하여 그 신호의 포락선을 추출하는 포락선 검출기(210), 검출된 포락선을 미리 정해진 전압 레벨과 비교하여 어느 하나를 출력하는 비교부(220), 비교부(220)의 출력을 스위치부(250)의 전기적 특성에 맞는 신호로 드라이빙하여 스위치부(250)로 입력하는 드라이브부(240) 및 드라이브부(240)에서 출력되는 신호의 전압에 따라 달라지는 전압과 전류를 전력 증폭부(260)로 인가하는 스위치부(250)를 포함한다.The apparatus includes a divider 200 for distributing an input signal, an envelope detector 210 for extracting an envelope of the signal by inputting one of the divided signals, and comparing the detected envelope with a predetermined voltage level. In the drive unit 240 and the drive unit 240 for driving the output of the comparator 220, the output of the comparator 220 to a signal suitable for the electrical characteristics of the switch unit 250 and input to the switch unit 250 It includes a switch unit 250 for applying a voltage and a current that varies depending on the voltage of the output signal to the power amplifier 260.

스위치부(250)는 입력되는 신호 전압에 따라 바이어스 스위칭을 하여 전력 증폭부(260)로 인가하게 된다.The switch unit 250 applies bias power to the power amplifier 260 by bias switching according to the input signal voltage.

이때에 분배기(200)에서 분배되어 포락선 검출기(210)로 입력되지 않는 다른 신호는 지연부(240)에서 시간 지연되어 전력 증폭부(260)로 입력된다. 도 2의 구성에 포함된 분배기(200), 포락선 검출기(210), 지연부(240) 및 전력 증폭부(260)는 각각 도 1의 종래의 구성에 포함된 분배기(100), 포락선 검출기(110), 시간 지연 선로(130) 및 주 전력 증폭기(140)와 실질적으로 동일한 것이다.At this time, another signal that is distributed by the distributor 200 and is not input to the envelope detector 210 is delayed in the delay unit 240 and input to the power amplifier 260. The divider 200, the envelope detector 210, the delay unit 240, and the power amplifier 260 included in the configuration of FIG. 2 are each the divider 100 and the envelope detector 110 included in the conventional configuration of FIG. 1. ), The time delay line 130 and the main power amplifier 140 is substantially the same.

분배기(200)는 입력되는 신호를 도 2의 경우에는 2개의 신호로 분배한다. 이 2개의 신호는 실질적으로 동일한 위상을 가지는 신호로, 분배기(200)로 입력된 신호와도 동일한 위상을 가지는 신호이다. 일반적으로는 분배기(200)로 입력되는 신호와 분배된 2개의 신호는 서로 동일한 신호로 지칭될 수 있다.The divider 200 divides the input signal into two signals in FIG. 2. These two signals are signals having substantially the same phase and have the same phase as the signal input to the divider 200. In general, the signal input to the divider 200 and the two divided signals may be referred to as the same signal.

포락선 검출기(210)는 분배기(200)에서 분배되어 입력되는 신호로부터 포락선을 얻어, 결국 입력되는 신호로부터 기저 대역 신호를 얻는다. The envelope detector 210 obtains an envelope from a signal input by being distributed by the divider 200 and a baseband signal from a signal that is eventually input.

비교부(220)는 입력되는 신호의 전압 레벨을 미리 정해진 전압 레벨과 비교하여 어느 한 레벨을 출력한다. 이는 실시예에 따라 더 높은 전압 레벨을 가지는 신호를 출력할 수도 있고, 그 반대로 더 낮은 전압 레벨의 신호를 출력할 수도 있다.The comparator 220 compares the voltage level of the input signal with a predetermined voltage level and outputs one level. This may output a signal having a higher voltage level in some embodiments, and vice versa.

비교부(220)에서 출력된 신호는 스위치부(250)로 바로 입력되게 할 수도 있 지만, 만일 비교부(220)에서 출력된 신호가 스위치부(250)의 입력으로 적당하지 않은 경우, 예를 들면 구동 전류가 부족하여 팬 아웃의 문제가 있는 경우 등에는 드라이브부(230)에서 스위치부(250)의 전기적인 사양에 맞도록 비교부(220)에서 출력되는 신호를 드라이빙하여 출력한다. 혹은 드라이브부(230)는 입력되는 신호보다 전압을 더 높게 하여 구동된 신호를 출력할 수도 있을 것이다.The signal output from the comparator 220 may be directly input to the switch 250, but if the signal output from the comparator 220 is not suitable as an input of the switch 250, an example is given. For example, when there is a problem of fan out due to insufficient driving current, the drive unit 230 drives and outputs a signal output from the comparator 220 to meet the electrical specifications of the switch unit 250. Alternatively, the drive unit 230 may output a signal driven by higher voltage than the input signal.

즉, 드라이브부(230)는 본 발명의 구현예에 따라 다양한 모습으로 그 세부적인 구성이 결정될 수 있을 것이다.That is, the drive unit 230 may be determined in detail in various forms according to the embodiment of the present invention.

비교부(220)에서 출력된 신호 혹은 드라이브부(230)에서 출력된 신호가 스위치부(250)로 입력되어 그 입력되는 전압 레벨에 따라 VDD1 또는 VDD2의 전압으로 전압원을 구동시켜 스위치 단락을 동작시키고, 그 결과 원하는 전압과 전류(Vds, Ids)가 전력증폭부(260)로 인가된다.The signal output from the comparator 220 or the signal output from the drive unit 230 is input to the switch unit 250 to operate a switch short circuit by driving a voltage source with a voltage of VDD1 or VDD2 according to the input voltage level. As a result, the desired voltages and currents Vds and Ids are applied to the power amplifier 260.

전력 증폭부(260)는 적절한 상용의 MOSFET 소자를 사용해서 구현할 수 있으며, 그 경우 스위치부(250)의 출력이 MOSFET 소자의 드레인으로 입력된다.The power amplifier 260 may be implemented using a commercially available MOSFET device, in which case the output of the switch unit 250 is input to the drain of the MOSFET device.

도 2와 같은 구조는 도 1의 종래의 포락선 추적 방식에서 사용하던 기저 대역 처리 회로의 구성을 획기적으로 간략하게 만든 구조이다.2 is a structure that greatly simplified the configuration of the baseband processing circuit used in the conventional envelope tracking method of FIG.

도 3은 도 2의 구성에서 스위치부의 내부 구성에 변형을 한 모습을 도시한 것이다. 이와 같은 구성을 통해 바이어스 스위칭 단을 확장하게 된다.3 is a view showing a modification of the internal configuration of the switch in the configuration of FIG. This configuration extends the bias switching stage.

스위치부(350)의 바이어스 스위칭 단은 직렬로 연결된 2개의 전압원 VDD1, VDD2를 포함하여, 드라이브부(230)로부터 바이어스 스위칭 단에 입력되는 전압에 따라 직렬 연결된 VDD1, VDD2의 2개의 전압원 모두 또는 상기 전압원 중에서 소스 에 연결된 전압원만이 구동되어 전력 증폭부(260)로 인가된다.The bias switching stage of the switch unit 350 includes two voltage sources VDD1 and VDD2 connected in series, so that the two voltage sources of VDD1 and VDD2 connected in series according to the voltage input from the drive unit 230 to the bias switching stage, or the Of the voltage sources, only the voltage source connected to the source is driven and applied to the power amplifier 260.

즉, 바이어스 스위칭 단에 전압 레벨이 높은 신호가 들어오면 직렬로 연결된 두개의 전압원이 모두 구동하게 되고 전압 레벨이 작은 신호가 들어오면 직렬로 연결된 전압원 중에서 소스 쪽에 연결된 전압원만이 구동된다.That is, when a signal having a high voltage level is input to the bias switching stage, both voltage sources connected in series are driven. When a signal having a small voltage level is input, only a voltage source connected to the source side of the voltage sources connected in series is driven.

도 4는 도 2의 구성에서 스위치부의 내부 구성에 변형을 한 다른 모습을 도시한 것이다.4 is a view showing another modification of the internal configuration of the switch in the configuration of FIG.

이때에 스위치부(450)는 복수의 독립적인 전압원(VDD1, VDD2, VDD3)을 포함하고 있으며, 드라이브부(230)에서 스위치부(450)로 입력되는 신호의 전압에 따라 상기 독립적인 전압원의 출력의 어느 하나가 전력 증폭부(260)로 인가된다.In this case, the switch unit 450 includes a plurality of independent voltage sources VDD1, VDD2, and VDD3, and the output of the independent voltage source according to the voltage of the signal input from the drive unit 230 to the switch unit 450. Any one of is applied to the power amplifier 260.

도 4에는 3개의 전압원이 도시되어 있지만 그 이상 개수의 전압원을 포함하는 것도 가능하다. 이는 더 많은 효율 개선 효과를 얻기 위해서 입력되는 신호의 레벨의 크기에 따라서 각 경우마다 다른 전압을 인가해주는 방식을 사용하는 것이다.Although three voltage sources are shown in FIG. 4, it is also possible to include more voltage sources. This is to use a different voltage in each case according to the level of the level of the input signal in order to obtain more efficiency improvement effect.

상기와 같은 본 발명은 주파수나 전력의 크기에 상관없이 어떠한 전력 증폭기에도 쉽게 적용할 수 있다. 또한 사용자들이 사용하는 것을 통계 처리하면 어떤 특정한 전력대를 많이 사용한다는 것을 알 수 있을 것이며, 그 특정 전력대에서 효율을 최대로 개선할 수 있이 가장 효과적이다. 이는 본 발명에 따른 비교부(220)의 기준 전압 레벨을 변화시켜 주는 것만으로 손쉽게 달성 할 수 있다. As described above, the present invention can be easily applied to any power amplifier regardless of frequency or power level. In addition, statistical analysis of what users are using will show that a certain power band is used a lot, and it is most effective to maximize efficiency at that particular power band. This can be easily achieved by simply changing the reference voltage level of the comparator 220 according to the present invention.

본 발명에 따른 상기의 구성은 다양한 전압 레벨에 대응하여 처리할 수 있으므로 넓은 대역폭에 대응하여 처리할 수 있으며, 포락선 검출 방법과 같은 효과를 내면서도 훨씬 간단한 구성을 포함하고 있는 것이다. 즉, 종래와 같이 신호의 크기에 따라 연속적으로 전압을 인가해 주는 대신, 두 개 이상의 서로 다른 전압을 출력하는 DC 전압원들을 검출된 포락선 신호의 크기에 따라 동적으로 스위칭하는 방식을 이용함으로써 회로를 간단히 구성할 수 있게 되었다. 또한 복잡한 DC-DC 변환기를 사용하지 않으므로 더욱 간단한 구조로도 포락선 추적 방법보다 더 넓은 기저 신호 대역폭을 처리 할 수 있게 되었다. Since the above configuration according to the present invention can be processed corresponding to various voltage levels, it can be processed corresponding to a wide bandwidth, and includes a much simpler configuration while having the same effect as the envelope detection method. In other words, instead of applying voltage continuously according to the magnitude of the signal as in the related art, the circuit is simply switched by dynamically switching DC voltage sources outputting two or more different voltages according to the detected envelope signal. You can configure it. It also eliminates the need for a complex DC-DC converter, allowing a simpler structure to handle a wider base signal bandwidth than the envelope tracking method.

그리고 상기의 설명과 같이 본 발명은 기저 대역 신호를 검출하여 포락선 신호의 전압 레벨의 크기에 따라서 서로 다른 전압을, 예를 들면 MOSFET 소자로 구현되는 전력 증폭부에 동적으로 인가하는 방법을 사용한다. 전압 레벨의 크기가 낮은 신호에 대해서는 전력 증폭부로 낮은 전압을 입력하여도 선형성의 열화가 많이 발생하지 않는다. As described above, the present invention uses a method of detecting a baseband signal and dynamically applying different voltages according to the magnitude of the voltage level of the envelope signal, for example, a power amplifier implemented by a MOSFET device. For a signal having a low voltage level, linearity does not deteriorate much even when a low voltage is input to the power amplifier.

따라서 본 발명과 같이 전력 증폭부에 인가되는 전압을 선형성에 열화를 미치지 않는 조건에서 서로 다른 두 레벨의 전압을 인가하면 크기가 작은 신호에는 낮은 전압, 크기가 큰 신호에는 높은 전압이 입력되면서 효율을 극대화시키고 선형성도 유지할 수 있는 이점을 제공할 수 있다.Therefore, when two different levels of voltage are applied under the condition that the voltage applied to the power amplifier does not deteriorate linearity as in the present invention, a low voltage is input to a small signal and a high voltage is input to a large signal. It can provide the benefits of maximizing and maintaining linearity.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 상기의 설명에 포함된 예들은 본 발명에 대한 이해를 위해 도입된 것이며, 이 예들은 본 발명의 사상과 범위를 한정하지 않는다. 상기의 예들 외에도 본 발명에 따른 다양한 실시 태양이 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. Examples included in the above description are introduced for the understanding of the present invention, and these examples do not limit the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments in accordance with the present invention in addition to the above examples are possible. The scope of the present invention is shown not in the above description but in the claims, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

또한 본 발명에 따른 상기의 각 단계는 일반적인 프로그래밍 기법을 이용하여 소프트웨어적으로 또는 하드웨어적으로 다양하게 구현할 수 있다는 것은 이 분야에 통상의 기술을 가진 자라면 용이하게 알 수 있는 것이다.In addition, it can be easily understood by those skilled in the art that each of the above steps according to the present invention can be variously implemented in software or hardware using a general programming technique.

본 발명에 의하면, 신호를 분배하는 분배기, 분배된 신호의 하나를 입력으로 하여 그 신호의 포락선을 추출하는 포락선 검출기, 검출된 포락선을 미리 정해진 전압 레벨과 비교하여 어느 하나를 출력하는 비교부, 비교부의 출력을 스위치부에 맞는 신호로 드라이빙하여 스위치부로 입력하는 드라이브부 및 드라이브부에서 출력되는 신호의 전압에 따라 달라지는 전압과 전류를 전력 증폭을 위한 전력 증폭부로 인가하는 스위치부를 포함하여, 신호의 전압 크기에 따라 연속적으로 전압을 인가해 주는 대신, 두 개 이상의 서로 다른 전압을 출력하는 DC 전압원들을 검출된 포락선 신호의 크기에 따라 동적으로 스위칭하는 방식을 이용함으로써 회로를 간단히 구성할 수 있으며, 복잡한 DC-DC 변환기를 사용하지 않으므로 더욱 간단한 구조로도 포락선 추적 방법보다 더 넓은 기저 신호 대역폭을 처리 할 수 있게 되어, 종래의 시스템에 대하여 본 발명을 적용한다면 선형성과 효율 두 가지를 동시에 고려해서 높은 신호에는 높은 전압, 낮은 신호에는 낮은 전압을 인가함으로써 전체 시 스템의 효율을 상당히 개선할 수 있게 된다.According to the present invention, a divider for distributing a signal, an envelope detector for extracting an envelope of the signal by inputting one of the divided signals, a comparator for outputting any one by comparing the detected envelope with a predetermined voltage level, and comparing The voltage of the signal, including a drive unit for driving the output of the negative portion to the signal corresponding to the switch unit, and a switch unit for applying a voltage and a current varying according to the voltage of the signal output from the drive unit to the power amplifier for power amplification Instead of applying voltages continuously according to the magnitude, the circuit can be easily configured by dynamically switching DC voltage sources outputting two or more different voltages according to the magnitude of the detected envelope signal. Envelope tracking even with simpler structure since no DC converter is used It is possible to process a wider base signal bandwidth than the law, and if the present invention is applied to a conventional system, the entire system by applying a high voltage to a high signal and a low voltage to a low signal simultaneously considering both linearity and efficiency The efficiency of can be significantly improved.

Claims (4)

전력 증폭 장치에 있어서,In the power amplification apparatus, 신호를 분배하는 분배기;A divider for distributing signals; 상기 분배된 신호의 하나를 입력으로 하여 그 신호의 포락선을 추출하는 포락선 검출기;An envelope detector for inputting one of the divided signals and extracting an envelope of the signal; 상기 검출된 포락선을 미리 정해진 전압 레벨과 비교하여 어느 하나를 출력하는 비교부; A comparator for comparing the detected envelope with a predetermined voltage level and outputting any one; 상기 비교부의 출력을 드라이빙하여 출력하는 드라이브부; 및A drive unit driving and outputting the output of the comparator; And 상기 드라이브부에서 출력되는 신호의 전압에 따라 달라지는 전압과 전류를 전력 증폭을 위한 전력 증폭부로 인가하는 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치.And a switch unit for applying a voltage and a current varying depending on the voltage of the signal output from the drive unit to the power amplification unit for power amplification. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위치부는 입력되는 신호 전압에 따라 바이어스 스위칭을 하여 상기 전력 증폭부로 인가하는 것을 특징으로 하는 동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치.And the switch unit performs bias switching according to the input signal voltage and applies the power amplifier to the power amplifier. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위치부의 바이어스 스위칭 단은 직렬로 연결된 2개의 전압원을 포함 하여, 바이어스 스위칭 단에 입력되는 전압에 따라 상기 직렬 연결된 2개의 전압원 모두 또는 상기 전압원 중에서 소스에 연결된 전압원만이 구동되어 상기 전력 증폭부로 인가되는 것을 특징으로 하는 동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치.The bias switching stage of the switch unit includes two voltage sources connected in series, and both of the two voltage sources connected in series or only a voltage source connected to a source among the voltage sources is driven and applied to the power amplifier according to the voltage input to the bias switching stage. Power amplification apparatus using dynamic switching, characterized in that the. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위치부는 복수의 독립적인 전압원을 포함하고 있으며,The switch unit includes a plurality of independent voltage sources, 상기 스위치부로 입력되는 신호의 전압에 따라 상기 독립적인 전압원의 출력의 어느 하나가 상기 전력 증폭부로 인가되는 것을 특징으로 하는 동적 스위칭을 이용한 전력 증폭 장치.And any one of the outputs of the independent voltage sources is applied to the power amplifier according to the voltage of the signal input to the switch unit.
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KR20170136709A (en) * 2016-06-02 2017-12-12 삼성전기주식회사 Multi-phase power supply with single comparator

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