KR20090078033A - 신호 처리 장치 - Google Patents

Abstract

실시 예는 무선 통신 단말기의 송신 및 수신 경로를 제어하는 신호 처리 장치를 제공한다.

실시 예에 따른 신호 처리 장치는, 송신 경로 또는 수신 경로로 절환되는 스위칭부; 송신 모드에 따라 상기 송신경로의 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 송신모드의 제어 여부에 따라 상기 스위칭부의 송신 경로 또는 수신경로의 선택을 제어하는 스위칭 제어부를 포함한다.

스위칭부, 신호 처리 장치

Description

신호 처리 장치{SIGNAL PROCESSING DEVICE}

실시 예는 신호 처리 장치에 관한 것이다.

이동통신 단말기가 고성능화, 소형화 추세로 발전하게 됨에 따라 단말기에 내장되는 부품들도 집적화, 초소형화, 경량화 등으로 개발되고 있다.

또한, 단말기에서 하나의 안테나를 이용하여 송신 또는 수신할 수 있는 구성 요소가 포함된 프론트 앤드 모듈이 개발되고 있다.

단말기의 송신 또는 수신모드에 따라 안테나 스위치에 제어 전압을 각각 출력하여 송신 경로 또는 수신 경로로 제어하게 된다. 즉, 안테나 스위치는 송신 및 수신 모드에 대한 제어 전압이 인가될 경우 송신 경로와 수신 경로로 연결해 주어, 송신모드 또는 수신 모드로 동작될 수 있도록 한다.

실시 예는 하나의 신호 라인으로 스위칭부의 경로 선택을 제어할 수 있도록 한 신호 처리 장치를 제공한다.

실시 예는 송신 모드의 경로 선택 여부에 따라 스위칭부의 송신 경로 또는 수신 경로로 선택할 수 있도록 한 신호 처리 장치를 제공한다.

실시 예에 따른 신호 처리 장치는, 송신 경로 또는 수신 경로로 절환되는 스위칭부; 송신 모드에 따라 상기 송신경로의 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 송신모드의 제어 여부에 따라 상기 스위칭부의 송신 경로 또는 수신경로의 선택을 제어하는 스위칭 제어부를 포함한다.

실시 예에 따른 신호 처리 장치는 신호의 송신 경로 또는 수신 경로로 선택되는 스위칭부; 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기; 상기 증폭된 송신 신호에 커플링되어 송신 레벨을 검출하여 송신경로 제어 신호를 출력하는 송신경로 선택부; 상기 송신경로 선택부의 송신 경로 제어 신호에 따라 상기 스위칭부의 송신 경로 또는 수신경로의 선택을 제어하는 스위칭 제어부를 포함한다.

실시 예에 따른 신호 처리 장치는 송신 모드의 동작 여부에 따라 송신 경로 또는 수신 경로로 자동으로 스위칭할 수 있도록 함으로써, 제어부에서 별도로 수신 경로를 선택하는 제어 신호를 출력하지 않아도 되는 효과가 있다.

실시 예는 스위칭부의 제어 과정을 간략하게 할 수 있다.

실시 예는 송신모드가 아닌 경우 수신 모드로 자동 전환됨으로써, 별도의 전압 제어를 필요로 하지 않아 설계가 용이한 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 실시 예에 따른 신호 처리 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 1은 제 1실시예에 따른 신호 처리 장치를 보여주는 블럭도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 신호 처리 장치(100)는 스위칭부(113), 수신필터(115), 저잡음 증폭기(117), 제어부(119), 전력증폭기(121), 스위칭 제어부(130)를 포함한다. 이러한 신호 처리 장치(100)는 상기 구성 요소 중 일부 요소 또는 전 요소를 하나의 모듈(예: FEM)로 구현할 수도 있다. 또한 신호 처리 장치(100)는 시분할(TDD) 방식의 프런트 엔드 모듈로 시분할된 신호를 송신 및 수신이 교대로 이루어지는 것으로, 송신 모드에는 송신 경로가 연결되고 수신 경로는 차단되는 구조이며, 수신 모드에는 수신 경로가 연결되고 송신 경로는 차단된다.

상기 신호 처리 장치(100)는 안테나(111)로부터 수신되는 RF 신호를 수신 경로에 연결된 수신단(Rx)으로 전달하고, 송신단(Tx)에서 입력된 RF 신호는 상기 안테나(111)로 출력한다.

상기 스위칭부(113)는 안테나 스위치로서, 송신경로단(c)과 수신경로단(b)을 가지며, 상기 스위칭 제어부(130)로부터 인가받은 경로 선택신호(S2,S1)에 따라 원하는 경로만을 선택적으로 연결시켜 주기 위해 스위칭 절환된다.

상기 스위칭부(113)는 상기 안테나(111)와 연결되어 RF 신호를 수신하는 고정 단자(a)과, 상기 고정 단자(a)와 선택적으로 연결되는 적어도 하나의 송신 경로단(c) 및 선택적으로 연결되는 적어도 하나의 수신 경로단(b)을 포함한다.

상기 수신필터(115)는 예컨대, 쏘우(SAW; Surface Acoustic Wave) 필터로 구현될 수 있으며, 상기 스위칭부(113)의 수신 경로로 출력되는 수신 신호 중에서 필요 대역을 필터링하게 된다.

상기 저잡음 증폭기(LNA)(117)는 상기 수신필터(115)에서 필터링된 수신신호의 잡음 성분을 최대한 억제하여 증폭시킨 후 제어부(119)의 수신단(Rx)으로 출력하게 된다.

상기 제어부(119)는 송신모드 또는 수신 모드에 따라 입/출력되는 송신신호 또는 수신 신호를 처리하며, 송신 모드시 송신경로 제어 신호(V1)를 출력하게 된다. 이러한 제어부(119)는 예컨대, 베이스밴드(baseband)부로 구현될 수도 있다.

상기 전력증폭기(121)는 제어부(119)의 송신단(Tx)으로 출력된 송신 신호를 소정의 레벨로 증폭시킨 후 상기 스위칭부(113)로 출력하게 된다. 여기서, 상기 전력증폭기(121)의 출력단에는 송신 필터(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 송신 필터는 상기 전력증폭기(121)의 증폭 과정에서 생성된 하모닉 성분을 제거하게 된다.

상기 스위칭 제어부(130)는 상기 제어부(119)의 송신경로 제어 신호(V1)와 공급전압(Vcc)에 따라 턴-온, 턴-오프되어 송신경로 선택신호(S2)와 수신경로 선택신호(S1)를 상기 스위칭부(113)로 출력하게 된다.

이러한 스위칭 제어부(130)는 제 1스위칭 소자(131)와 제 2스위칭 소자(132)를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2스위칭 소자(131,132)는 서로 상반되게 동작하는 소자로서 예컨대, 트랜지스터로 구현될 수 있다.

상기 제 1스위칭 소자(131)의 베이스단에 송신경로 제어신호(V1)단이 연결되며, 콜렉터단에는 공급전압(Vcc)단 및 수신경로 선택신호(S1)단이 연결되고, 에미터단은 베이스단과 저항(R2)으로 연결되며 접지된다.

상기 제 2스위칭 소자(132)는 베이스단에 상기 제 1스위칭 소자(131)의 콜렉터단이 연결되며, 콜렉터단에는 공급전압(Vcc)단과 송신경로 선택신호(S2)단이 연결되고, 에미터단은 베이스단과 연결되며 접지된다.

이러한 제 1스위칭소자(131)는 베이스단으로 입력되는 송신경로 제어신호(V1)의 레벨에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 그 동작 상태에 따라 수신경로 선택신호(S1)의 출력레벨을 제어하게 된다. 또한 제 2스위칭 소자(132)는 제 1스위칭 소자(131)의 동작 상태에 따라 송신경로 선택신호(S2)의 출력 레벨을 제어하게 된다. 이러한 스위칭 제어부(130)는 송신경로 제어신호(V1)의 하이 또는 로우 레벨에 따라 상기 스위칭부(113)의 수신 경로 또는 송신 경로의 선택을 제어하게 된다.

이러한 스위칭 제어부(130)를 이용한 송신 모드와 수신모드의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

수신 모드를 보면, 제어부(119)는 송신경로 제어신호(V1)를 출력하지 않게 된다. 이에 따라 송신경로 제어신호(V1)는 로우 레벨로 스위칭 제어부(130)로 인가된다. 이때 스위칭 제어부(130)의 제 1스위칭 소자(131)는 오프 상태를 지속하며, 상기 제 1스위칭 소자(131)의 오프인 경우 제 2스위칭 소자(132)는 턴-온 상태가 된다. 상기 제 2스위칭 소자(132)의 턴-온에 의해, 상기 제 1스위칭 소자(131)의 콜렉터단에 연결된 수신 경로 선택신호(S1)단으로 높은 레벨이 출력됨으로써, 상기 스위칭부(113)는 수신 경로(a-b)로 절환되거나, 그 상태를 지속하게 된다. 이에 따라 수신 모드로 턴-온 동작된다.

송신 모드를 보면, 제어부(119)로부터 스위칭 제어부(130)로 송신경로 제어 신호(V1)가 출력된다. 이때의 송신경로 제어신호(V1)는 하이 레벨로 스위칭 제어부(130)의 제 1스위칭 소자(131)에 인가된다. 상기 제 1스위칭 소자(131)는 턴-온되며, 상기 제 2스위칭 소자(132)는 상기 제 1스위칭 소자(131)의 턴-온에 의해 턴-오프되어, 상기 제 2스위칭 소자(132)의 콜렉터 단에 연결된 송신경로 선택신호(S2)가 높은 레벨로 출력된다. 이에 따라 상기 스위칭부(113)는 송신경로 선택신호(S2)에 의해 송신경로(a-c)로 절환된다. 이에 따라 송신 모드로 턴-온 동작된다.

이와 같이, 스위칭 제어부(130)는 제어부(119)의 송신경로 제어신호(V1)가 입력되면 스위칭부(113)의 송신 경로에 대해 제어하고, 송신경로 제어신호(V1)가 입력되지 않으면 스위칭부(113)의 수신 경로를 자동으로 선택할 수 있도록 함으로써, 제어부에는 수신 경로 선택을 위한 제어 포트를 별도로 구비하지 않아도 된다.

도 2는 제 2실시 예에 따른 신호 처리 장치를 나타낸 블록 구성도이다. 이러 한 제 2실시 예를 설명함에 있어서, 제 1실시 예와 동일한 부분은 동일 부호로 처리하며 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 2를 참조하면, 신호 처리 장치(100A)는 송신 경로에 결합되어 송신 신호의 검출 레벨에 따라 송신경로 제어신호(V1)를 스위칭 제어부(130)로 출력하는 송신 경로 선택부(122)를 포함한다.

상기 송신 경로 선택부(122)는 전력 증폭기(121)의 송신 신호를 커플링하는 커플러(123), 상기 커플러(123)로부터 송신 레벨을 검출하고 그 검출 레벨에 따라 상기 스위칭 제어부(130)에 송신경로 제어신호(V1)를 하이 레벨 또는 로우 레벨로 출력하는 송신 레벨 검출부(125)를 포함한다.

상기 커플러(123)는 상기 전력증폭기(121)에서 증폭한 RF 신호 라인에 커플링되며, 송신 레벨 검출부(125)는 상기 커플러(123)에서 결합되어 검출되는 신호를 DC 레벨로 변환하여 스위칭 제어부(130)로 출력하게 된다.

수신 모드의 동작을 보면, 송신 경로 선택부(122)는 송신 신호가 검출되지 않으므로 송신경로 제어 신호(V1)를 로우 레벨로 스위칭 제어부(130)에 출력하게 된다. 이에 따라 스위칭 제어부(130)의 제 1스위칭 소자(도 1의 131)는 오프되고, 제 2스위칭 소자(도 1의 132)는 턴-온된다. 이때, 상기 제 1스위칭 소자(도 1의 131)의 콜렉터단에 연결된 수신 경로 선택신호(S1)단으로 높은 레벨이 출력되므로, 스위칭부(113)는 수신 경로(a-b)로 절환되거나 유지하게 된다. 이러한 스위칭 제어부(130)의 동작은 제 1실시 예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

송신 모드의 동작을 보면, 전력 증폭기(121)에서 증폭된 송신 신호는 송신 경로 선택부(122)의 커플러(123)에 검출되는 데, 이때 상기 커플러(123)는 상기 전력 증폭기(121)에서 증폭된 신호 라인에 커플링되며, 상기 커플링된 신호는 송신 레벨 검출부(125)에 의해 소정의 DC 레벨로 검출된다. 상기 DC 레벨은 송신경로 제어 신호(V1)를 하이레벨로 출력하게 되며, 상기 송신경로 제어 신호(V1)에 따라 스위칭 제어부(130)의 제 1스위칭 소자(도 1의 131)가 턴-온되고, 제 2스위칭 소자(도 1의 132)는 턴-오프되어, 송신 경로선택신호(S2)단으로 높은 레벨이 출력된다. 이에 따라 스위칭부(113)는 송신 경로(a-c)로 절환됨으로써, 송신 모드로 동작하게 된다. 이때의 스위칭 제어부(130)의 동작은 제 1실시 예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 제 2실시 예는 제어부(119)에서 별도의 스위칭부(113)의 경로 선택을 위한 제어 신호를 출력하지 않더라도, 상기 송신 신호의 출력 여부에 따라 송신 경로 또는 수신 경로로 자동으로 절환된다. 또한 송신 신호가 인가되지 않는 경우 수신 경로 선택을 위한 별도의 제어 신호를 출력하지 않아도 된다.

실시 예들에 따른 신호 처리 장치는 송신 모드를 통해 송신 경로 또는 수신 경로로 자동으로 스위칭될 수 있도록 함으로써, 별도의 수신 경로 제어 포트 또는 수신 제어 전압이 필요 없어 설계가 용이하다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 신호 처리 장치를 보여주는 블럭도이다.

도 2는 제 2 실시예에 따른 신호 처리 장치를 보여주는 블럭도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,100A : 신호 처리 장치 111 : 안테나

113 : 스위칭부 115 : 수신필터

117 : 저잡음 증폭기 119 : 제어부

121 : 전력증폭기 122 : 송신경로 선택부

123 : 커플러 125 : 송신레벨 검출부

130 : 스위칭 제어부 131,132 : 스위칭 소자

Claims (6)

1. 송신 경로 또는 수신 경로로 절환되는 스위칭부;

   송신 모드에 따라 상기 송신경로의 제어 신호를 출력하는 제어부;

   상기 송신모드의 제어 여부에 따라 상기 스위칭부의 송신 경로 또는 수신경로의 선택을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하는 신호 처리 장치.
2. 신호의 송신 경로 또는 수신 경로로 선택되는 스위칭부;

   송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기;

   상기 증폭된 송신 신호에 커플링되어 송신 레벨을 검출하여 송신경로 제어 신호를 출력하는 송신경로 선택부;

   상기 송신경로 선택부의 송신 경로 제어 신호에 따라 상기 스위칭부의 송신 경로 또는 수신경로의 선택을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하는 신호 처리 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 스위칭 제어부는 상기 송신경로 제어 신호에 의해 상기 스위칭부에 수신 경로 선택신호를 출력하는 제 1스위칭 소자 및, 상기 제 1스위칭 소자의 턴-온시 턴-오프되어 상기 스위칭부에 송신경로 선택신호를 출력하는 제 2스위칭 소자를 포함하는 신호 처리 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 1스위칭 소자는 상기 송신경로 제어 신호를 입력받고, 공급전압단과 상기 스위칭부의 수신경로 선택신호단이 연결되며,

   상기 제 2스위칭 소자는 상기 제 1스위칭 소자와 연결되며, 상기 공급전압단과 상기 스위칭부의 송신경로 선택신호단이 연결되는 신호 처리 장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 송신경로 선택부는 상기 전력증폭기의 출력 라인에 커플링되는 커플러, 상기 커플러로부터 송신 신호를 검출하여 DC레벨로 변환한 후 상기 송신경로 제어신호로 상기 스위칭 제어부에 출력하는 송신레벨 검출부를 포함하는 신호 처리 장치.
6. 제 1항에 있어서

   상기 제어부로부터 출력되는 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기를 포함하며,

   안테나를 통해 상기 스위칭부로 수신되는 수신 신호를 필터링하는 수신필터, 상기 수신필터에 필터링된 신호를 저잡음 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 저잡음 증폭기를 포함하는 신호 처리 장치.

Images