KR20130071329A

KR20130071329A - 전력 검파 회로

Info

Publication number: KR20130071329A
Application number: KR1020120032420A
Authority: KR
Inventors: 우에다 카즈히로
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-06-28
Also published as: CN103163365A; JP5744712B2; KR101503971B1; CN103163365B; JP2013126187A; US9297840B2; US20130154665A1

Abstract

간소한 구성으로 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것이 가능한 전력 검파 회로를 제공한다. 전류가 인가되어 입력 전력의 검파 전압값을 조정하는 제1 저항(108); 입력 전력에 따라 걸리는 전압이 변동하고 특성 부하가 변동하는 소자(118); 및 소자(118)와 접속되고, 소자(118)가 저저항이 되면 전류가 인가되어 입력 전력의 검파 전압값을 조정하는 제2 저항(120);을 구비한다. 이 구성에 의해, 간소한 구성으로 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것이 가능해진다.

Description

전력 검파 회로{POWER DETECTION CIRCUIT}

본 발명은 전력 검파 회로에 관한 것이다.

최근, 출력 전력의 검파 회로는 여러 기기에서 이용되고 있다. 예를 들어, 무선 통신 단말 등에 있어서는, 기지국 또는 액세스 포인트 간의 통신 시에 최적 출력 전력으로 통신을 하고 있기 때문에, 출력 전력의 검파 회로는 불가결하다.

예를 들어, 하기의 특허문헌 1에는, 검파 다이오드로의 입력 전력 레벨에 따라 저항값이 바뀌는 회로 구성으로 한 검파 회로가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 다이오드 및 저항을, 커패시터와 병렬로 설치하는 회로 구성으로 한 검파 회로가 기재되어 있다.

일본특허공개공보 평(平)03-258121호 일본특허공개공보 2001-203536호

그러나, 검파 회로에 있어서는, 입력 전력에 대한 검파 전압의 특성이, 고입력 전력 측이 될수록 지수함수적으로 증가한다는 문제가 있다. 검파 회로에서 검출된 검파 전압은 처리 회로로 전송되지만, 처리 회로로의 공급 전압값에 제한이 있기 때문에, 고입력 전력 측에서는 검파 전압이 제한값을 넘는 것이 예상된다. 특허문헌 1의 도 3에서도, 입력 전력과 정류 전압은 모두 대수(對數)로 표시되어 있기 때문에, 정류 전압을 실수(實數)로 표시하면, 입력 전력에 대해 정류 전압은 지수함수적으로 증대하고 있고, 고입력 전력 측에서는 검파 전압이 너무 높아지는 것이 예상된다.

또한, 특허문헌 2에는, 검파 시에 검파 전압 출력 단자(16)에 나타나는 전압이 온도 변화에 따라 변동하지 않도록, 저항(14)의 저항값은 저항(19)보다 크게 설정된 구성이 기재되어 있다(도 1). 그러나, 특허문헌 2에 기재된 구성은, 온도 특성을 보상하는 것이고, 입력 전력에 대한 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것은 예상하고 있지 않다.

따라서, 본 발명은, 상기 문제에 비추어 만들어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 간소한 구성으로 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것이 가능한, 신규하며 개량된 전력 검파 회로를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 어느 관점에 따르면, 전류가 인가되어 입력 전력의 검파 전압값을 조정하는 제1 저항; 상기 입력 전력에 따라 특성 부하가 변동하는 소자; 및 상기 소자와 접속되고, 상기 소자가 저저항이 되면 전류가 인가되어 상기 입력 전력의 검파 전압값을 조정하는 제2 저항;을 구비하는 전력 검파 회로가 제공된다.

상기 구성에 따르면, 입력 전력이 낮은 경우는 소자에 걸리는 전압이 낮고 소자가 고저항이 됨으로써, 제1 저항에 의해 검파 전압이 조정된다. 또한, 입력 전력이 높은 경우는 소자에 걸리는 전압이 높아짐에 따라 소자가 저저항이 됨으로써 제1 저항과 함께 제2 저항에 의해 검파 전압이 조정된다. 따라서, 입력 전력이 저전력~고전력의 전역에서, 검파 전압을 최적으로 조정할 수 있다.

또한, 상기 소자는, 다이오드로 구성된다. 이 구성에 따르면, 입력 전력이 낮은 경우는 다이오드에 걸리는 전압이 낮고 다이오드가 고저항이 되고, 입력 전력이 높은 경우는 다이오드에 걸리는 전압이 높아짐에 따라 다이오드가 저저항이 되고, 전력에 따라 특성 부하가 변동하는 소자를 구성할 수 있다.

또한, 상기 소자는, 검파 전압값의 피드백에 따라 특성 부하가 변동한다. 이 구성에 따르면, 검파 전압값의 피드백에 따라 소자의 특성 부하가 변동하기 때문에, 보다 정밀도가 높은 부하 변동의 제어가 가능해지고, 검파 전압의 특성을 보다 고정밀도로 조정하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따르면, 간소한 구성으로 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것이 가능한 전력 검파 회로를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태의 전력 검파 회로의 전제가 되는 회로를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전력 검파 회로의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 1의 회로와 도 2의 전력 검파 회로와의 검파 특성을 나타내는 특성도이다.
도 4는 도 1의 회로와 도 2의 전력 검파 회로와의 검파 특성의 상이를 상세히 설명하기 위한 다른 예를 나타내는 특성도이다.
도 5는 도 4의 세로축을 대수 표시로 한 특성도이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 전력 검파 회로의 구성을 나타내는 모식도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 최적의 실시형태에 관해 상세히 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 달아 중복 설명을 생략한다.

<1. 제1 실시형태>

도 1은, 제1 실시형태의 전력 검파 회로(100)의 전제가 되는 회로를 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타내는 회로는, 콘덴서(102), 다이오드(106), 저항(108), 저항(110), 콘덴서(112), 입력 단자(114), 출력 단자(116)를 갖고 구성되어 있다.

도 1에 나타내는 회로에 있어서, 입력 단자(114)에는, 검파의 대상이 되는 입력 전력(RF 진폭)이 입력된다. 입력 전력은, 콘덴서(102)에 의해 DC 성분이 컷된다. 입력 전력은, 다이오드(106)에서 정류되고, 저항(110)과 콘덴서(112)에서 RF 성분이 컷됨으로써 특성이 플랫화되고, 출력 단자(116)에서 출력된다.

도 2는, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전력 검파 회로(100)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 2에 나타내는 전력 검파 회로(100)는, 도 1의 회로에 더해, 직렬로 접속된 다이오드(118), 저항(120)이 저항(108)에 병렬로 접지해 있다. 한편, 본 발명의 실시형태로서 순방향 반파 정류 회로를 사용하고 있지만, 다른 구성으로서, 배전압 정류 회로?브릿지 정류 회로?전압 인가형 정류 회로, 등이 있고, 본 발명의 정류 회로부의 회로 구성은 실시형태에 한정되지 않는다.

다이오드(106), 저항(108), 저항(110)은, 본 실시형태에 따른 전력 검파 회로(100)의 주요부를 구성하는 소자이다. 다이오드(118)는, 전압에 따라 특성 부하가 변화하는 소자로서 구성되어 있다.

도 3은, 도 1의 회로와 도 2의 전력 검파 회로(100)와의 검파 특성을 나타내는 특성도로서, 가로축은 입력 단자(114)에 입력되는 전력(Pin)을 대수로 표시한 것이고, 세로축은 출력 단자(116)에서 출력되는 검파 결과의 전압(검파 전압)을 실수로 나타내고 있다. 또한, 도 3에서, 파선의 특성은 도 1의 회로의 검파 특성을 나타내고 있고, 실선의 특성은 도 2의 회로의 검파 특성을 나타내고 있다.

도 1의 회로의 경우, 저항(108)에 의해 검파 전압값을 설정하고 있고, 저항(108)은, 입력 단자(114)에 입력되는 고주파 전력(Pin)에 관계없이 일정한 비율로 접지해 있기 때문에, 전력(Pin)이 커짐에 따라 검파 전압이 급격히 커진다. 즉, 다이오드(106)에서 정류된 전류가 저항(108)에 흐르지만, 저항(108)에 흐르는 전류는 전력(Pin)에 따라 변화하기 때문에, 전력(Pin)이 커짐에 따라 특성의 기울기가 지수함수적으로 커진다. 검파 전압의 공급 가능한 상한치는 미리 정해져 있기 때문에, 특히 전력(Pin)이 높은 경우는, 검파 전압이 공급 가능한 값보다 커지고, 검파를 할 수 없게 될 가능성이 있다. 이 때문에, 도 1과 같은 회로에서는, 전력(Pin)이 고전력인 경우의 검파 전압을 억제하기 때문에, 전력(Pin)이 저출력 시의 특성의 기울기가 작아지고, 검파 감도가 열화하였었다.

이에 대해, 본 실시형태에 따른 전력 검파 회로(100)에서는, 입력 단자(114)에 입력되는 전력(Pin)의 전력에 따라, 다이오드(118)에 걸리는 전압이 변동하고 다이오드(118)의 특성 부하가 변동한다. 이 때문에, 전력(Pin)이 저전력이고, 다이오드(118)가 고저항인 경우는 병렬 저항(저항(108))에 의해 검파 전압을 조정할 수 있다. 또한, 입력 단자(114)에 입력되는 전력(Pin)이 커짐에 따라, 다이오드(118)가 저저항이 되고, 다이오드(118)와 저항(120)으로 구성되는 소자의 특성 부하가 낮아지므로, 다이오드(106)에서 출력된 전류의 일부는, 다이오드(118) 및 저항(120)으로 흐른다. 이 때문에, 전력(Pin)이 고전력인 경우는, 저항(120), 및 저항(108)의 값에 따라 검파 전압값을 조정할 수 있다.

다시 말하면, 전력(Pin)이 고전력인 경우는, 다이오드(118)가 저저항이 되고, 다이오드(118) 및 저항(120)과, 저항(108)이 병렬 접속이기 때문에, 도 1의 회로에 비해 저항값이 낮아지고 전위를 낮게 억제할 수 있다. 이에 따라, 전력(Pin)이 큰 영역에서도, 특성의 기울기를 억제할 수 있다. 따라서, 검파 결과의 전압이 측정 가능한 상한치를 넘어 버리는 일 없이, 전력(Pin)이 높은 경우에 있어서도, 확실히 검파를 할 수 있다.

따라서, 본 실시형태에 따른 전력 검파 회로(100)에서는, 저항(120)과 저항(108)의 값을 조정함으로써, 특성의 기울기를 조정할 수 있다. 도 3에 나타내는 예에서는, 고전력 측에서 특성의 기울기를 억제함과 동시에, 영역(A1)에서, 실선의 특성의 기울기가 파선의 특성의 기울기보다 커지도록 저항(120), 저항(108)의 값이 조정되어 있다. 이에 따라, 전력(Pin)이 비교적 작은 영역에서도, 전력(Pin)의 진폭에 의해 검파 결과의 전압이 변동하기 때문에, 확실히 전력값을 검파할 수 있다. 따라서, 전력(Pin)의 변화에 대해, 세로축의 검파 전압 검출값을 보다 크게 변화시킬 수 있기 때문에, 전력(Pin)이 작은 영역에서도, 검파 성능을 향상하는 것이 가능하다.

또한, 도 3에 나타내는 실선의 특성에서는, 전력(Pin)의 값이 중간 정도인 영역에서는, 특성이 거의 직선형으로 되어 있다. 이처럼, 저항(120), 저항(108)의 값을 적절히 조정함으로써, 특성을 리니어로 하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 도 2의 전력 검파 회로(100)에 따르면, 도 1의 회로에 대해, 전력(Pin)이 높은 영역에서는 특성의 기울기를 억제할 수 있고, 전력(Pin)이 작은 영역에서는 특성의 기울기를 크게 하는 것이 가능하다. 따라서, 도 1의 회로에 비해 보다 고정밀도의 검파 전압의 검출이 가능해진다.

도 4 및 도 5는, 도 1의 회로와 도 2의 전력 검파 회로(100)와의 검파 특성의 상이를 상세히 설명하기 위한 다른 예를 나타내는 특성도이다. 도 4는, 도 3과 마찬가지로, 가로축은 입력 단자(114)에 입력되는 고주파의 전력(Pin)을 나타내고 있고, 세로축은 검파 전압을 나타내고 있다. 또한, 도 5는, 도 4의 세로축을 대수 표시로 한 특성도이다. 도 4 및 도 5에 있어서도, 파선의 특성은 도 1의 회로의 검파 특성을 나타내고 있고, 실선의 특성은 도 2의 전력 검파 회로(100)의 검파 특성을 나타내고 있다.

도 4 및 도 5에 나타내는 예에서도, 특히 고전력 측에서 검파 전압의 값을 억제할 수 있다. 또한, 저항(120), 저항(108)의 값을 적절히 조정함으로써, 도 4의 특성의 기울기를 리니어로 하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 따르면, 전력(Pin)에 따라 특성 부하가 변동하는 다이오드(118)와 저항(120)을 직렬로 접속해 소자를 구성하고, 이 소자와 저항(108)을 병렬로 접속하였다. 이에 따라, 저전력 측에서는 저항(108)에 의해 검파 전압값을 조정함과 동시에, 고전력 측에서는 저항(120)(및 저항(108))에 의해 검파 전압값을 조정할 수 있다. 따라서, 전력(Pin)에 대한 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것이 가능해진다.

<제2 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 관해 설명한다. 도 6은, 제2 실시형태에 따른 전력 검파 회로(100)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태에서는, 다이오드(118) 대신에 트랜지스터(122)가 배치되어 있다. 또한, 출력 단자(116)에서의 검파 전압은 오피 앰프(124)에 입력되고, 검파 전압은, 저항(126)과 저항(128)의 분압비에 따라 계수배(係數倍)되어 트랜지스터(122)의 게이트에 입력된다.

이 같은 구성에 따르면, 검파 전압값에 따라 트랜지스터(122)의 특성 부하가 변화하기 때문에, 전력(Pin)이 저전력일 때는, 트랜지스터(122)가 고저항이 됨으로써, 저항(108)에 의해 검파 전압값을 조정할 수 있다.

또한, 전력(Pin)이 고전력일 때는, 트랜지스터(122)가 저저항이 됨으로써, 저항(120)(및 저항(108))에 의해 검파 전압값을 조정할 수 있다. 따라서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 전력(Pin)에 대한 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것이 가능해진다.

또한, 제2 실시형태에서는, 검파 전압의 피드백에 의해 트랜지스터(122)의 부하를 제어할 수 있기 때문에, 다이오드(118) 자체의 특성에 의해 부하가 변동하는 제1 실시형태에 비해, 보다 정밀도가 높은 부하 변동의 제어가 가능해진다. 따라서, 전력(Pin)에 대한 검파 전압의 특성의 조정을, 보다 자유도가 높고 정밀도 좋게 조정하는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 실시형태에 따르면, 검파 전압값에 따라 트랜지스터(122)의 특성 부하가 변화하기 때문에, 전력(Pin)이 저전력일 때는, 트랜지스터(122)가 고저항이 됨으로써, 저항(108)에 의해 검파 전압값을 조정할 수 있다. 또한, 전력(Pin)이 고전력이 됨에 따라, 트랜지스터(122)가 저저항이 되고, 저항(120)(및 저항(108))에 의해 검파 전압값을 조정할 수 있다. 따라서, 제1 실시형태와 마찬가지로, 전력(Pin)에 대한 검파 전압의 특성을 최적으로 조정하는 것이 가능해진다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 최적의 실시형태에 관해 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이 같은 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명백하고, 이들에 관해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

100: 전력 검파 회로
108: 저항
118: 다이오드
120: 저항
122: 트랜지스터

Claims

전류가 인가되어 입력 전력의 검파 전압값을 조정하는 제1 저항;
상기 입력 전력에 따라 걸리는 전압이 변동하고 특성 부하가 변동하는 소자; 및
상기 소자와 접속되고, 상기 소자가 저저항이 되면 전류가 인가되어 상기 입력 전력의 검파 전압값을 조정하는 제2 저항;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 검파 회로.
제1항에 있어서,
상기 소자는, 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 검파 회로.
제1항에 있어서,
상기 소자는, 검파 전압값의 피드백에 따라 특성 부하가 변동하는 것을 특징으로 하는 전력 검파 회로.