KR20140000266A

KR20140000266A - 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화의 상쇄

Info

Publication number: KR20140000266A
Application number: KR1020137014592A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 엠. 시그노프; 웨인 에이. 로엡; 밍 헤
Original assignee: 마벨 월드 트레이드 리미티드
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2014-01-02
Also published as: CN103329430A; US8823456B2; US20130249636A1; KR101850933B1; WO2012082445A1; EP2652870A1; US20120146730A1; CN103329430B; US8441320B2

Abstract

시스템이 전력 증폭기, 전치 증폭기, 제1 온도 센서 및 바이어스 발생기를 포함한다. 상기 전력 증폭기는 상기 전력 증폭기의 온도의 함수인 제1 이득을 가진다. 상기 전치 증폭기는 제2 이득을 가지고, 입력 신호를 증폭하며 그리고 상기 전력 증폭기에 증폭된 신호를 출력한다. 상기 제1 온도 센서는 온도를 감지하고 제1 신호를 발생시킨다. 상기 바이어스 발생기는 상기 전력 증폭기를 바이어싱하도록 제1 바이어싱 신호를 발생시키고, 상기 전치 증폭기를 바이어싱하도록 제2 바이어싱 신호를 발생시키며 그리고 상기 제1 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 상기 제2 이득을 조정한다. 상기 조정된 제2 이득은 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 제1 이득에 있어서의 변화를 보상한다.

Description

증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화의 상쇄{CANCELATION OF GAIN CHANGE DUE TO AMPLIFIER SELF-HEATING}

[관련 출원의 상호 참조]

본 출원은 2011년 11월 29일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/306,289호의 우선권 및 2010년 12월 13일자로 출원된 미국 특허 가출원 제61/422,522호의 이익을 주장하며, 상기 출원들은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.

[기술분야]

본 발명은 일반적으로 전력 증폭기들에 관련하며 특히, 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화의 상쇄에 관련한다.

본 명세서에서 제공되는 배경 설명은 본 발명의 배경을 개괄적으로 제시하기 위한 것이다. 본 배경기술란에서 기술되는 정도의 본 발명의 발명자들의 연구와, 그렇지 않을 경우 출원 시점에 종래기술로서 볼 수 없는 본 발명의 양상들은, 본 발명에 대해 명시적으로나 암시적으로도 종래기술로서 인정되는 것은 아니다.

전력 증폭기들이 여러 어플리케이션들에서 사용된다. 예를 들어, 전력 증폭기들은 통신 디바이스들의 송신기들의 출력단들에서 사용된다. 또한, 전력 증폭기들은 수신기들, 전압 조정기들, 모터들을 구동하는 구동 회로들 등에서 사용된다. 전력 증폭기들은 종종 집적 회로들에 포함된다. 상기 집적 회로들에 의해 소비되는 전력을 절감하기 위해서, 전력 증폭기들은 통상적으로, 요구에 따라 턴 온(turned on) 및 오프(off)된다. 예를 들어, 송신기에서, 전력 증폭기는 상기 송신기가 데이터를 송신할 때 턴 온 되고, 상기 송신기가 데이터를 송신하지 않을 때 턴 오프된다. 상기 전력 증폭기가 턴 온 및 오프 됨에 따라, 상기 전력 증폭기 주변 영역에서의 국부적 전력 소모(local power dissipation)가 상당히 변화한다. 시간이 지남에 따라, 상기 전력 증폭기를 포함하는 다이(die)에서, 상기 전력 증폭기로부터 더 떨어진 지점들은 평균 온도에 도달한다. 그러나, 국부적으로, 상기 전력 증폭기에 근접한 영역에서는, 상기 전력 증폭기가 턴 온 및 오프 될 때마다 열 과도 현상(thermal transient)이 일어난다.

상기 전력 증폭기의 이득은 온도 변화들에 민감하다. 상기 이득은 통상적으로 온도가 증가함에 따라 감소한다. 따라서, 상기 이득은 상기 전력 증폭기의 자가-발열로 인해 시간이 지남에 따라 드리프트(drift)할 수 있다. 상기 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화는 문제들을 유발할 수 있다. 예를 들어, 일부 시스템들에서, 송신 전력은 송신을 시작할 시 설정되고 송신 중에는 조정되지 않는다. 상기 전력 증폭기의 이득 및 이로 인한 상기 전력 증폭기의 송신 전력은 상기 송신 동안 전력 증폭기의 자가-발열로 인해 변화될 수 있다. 상기 이득 변화는 상기 송신기에 의해 송신된 송신 신호들에 에러들을 유발할 수 있다. 상기 전력 증폭기의 이득에서의 작은 변화들이 큰 에러 백터 크기(EVM)로 바뀐다. 따라서, 열 과도현상들로 인한 전력 증폭기의 이득 변화의 크기를 감소시키는 것이 바람직하다.

시스템은 전력 증폭기, 전치 증폭기(preamplifier), 제1 온도 센서 및 바이어스 발생기를 포함한다. 전력 증폭기는 상기 전력 증폭기의 온도의 함수인 제1 이득을 가진다. 상기 전치 증폭기는 제2 이득을 가지며, 입력 신호를 수신하고 상기 전치 증폭기의 제2 이득에 따라 입력 신호를 증폭하며 그리고 상기 전력 증폭기에 증폭된 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 제1 온도 센서는 상기 전력 증폭기의 온도를 감지하고 상기 전력 증폭기의 온도에 따라 제1 신호를 발생시키도록 구성된다. 상기 바이어스 발생기는: 상기 전력 증폭기를 바이어싱하는 제1 바이어싱 신호를 발생시키고, 상기 전력 증폭기의 제1 이득은 상기 제1 바이어싱 신호에 근거하며; 상기 전치 증폭기를 바이어싱하는 제2 바이어싱 신호를 발생시키고, 상기 전치 증폭기의 제2 이득은 상기 제2 바이어싱 신호에 근거하며; 그리고 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화를 감지함에 응답하여, 상기 제1 온도 센서에 의해 발생된 제1 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성된다. 상기 전치 증폭기의 조정된 제2 이득은 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 전력 증폭기의 제1 이득에 있어서의 변화를 보상한다.

다른 특징들에서, 상기 온도 센서는 상기 전력 증폭기로부터 제1 거리에 위치되고, 상기 시스템은 상기 전력 증폭기로부터 제2 거리에 배치된 제2 온도 센서를 더 포함하며, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 멀다. 상기 제2 온도 센서는 주변 온도(ambient temperature)를 감지하고, 상기 주변 온도에 따라 제2 신호를 발생시키도록 구성된다. 상기 바이어스 발생기는, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화를 감지함에 응답하여 상기 제1 온도 센서에 의해 발생된 제1 신호 및 상기 주변 온도에 있어서의 변화를 감지함에 응답하여 상기 제2 온도 센서에 의해 발생된 제2 신호에 근거하여, 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성된다.

또 다른 특징들에서, 방법은, 제1 온도 센서를 사용하여 전력 증폭기의 온도를 감지하는 단계 및 상기 온도에 따라 제1 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 전력 증폭기는 (i) 제1 이득을 가지며 그리고 (ii) 제2 이득을 가진 전치 증폭기의 출력을 입력으로서 수신한다. 상기 방법은 제1 바이어싱 신호를 발생시키는 단계와, 상기 전력 증폭기의 제1 이득은 상기 제1 바이어싱 신호에 근거하며; 제2 바이어싱 신호를 발생시키는 단계와, 상기 전치 증폭기의 제2 이득은 상기 제2 바이어싱 신호에 근거하며; 그리고 상기 제1 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하는 단계를 더 포함한다.

다른 특징들에서, 상기 방법은 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정함으로써, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 전력 증폭기의 제1 이득에 있어서의 변화를 보상하는 단계를 더 포함한다.

다른 특징들에서, 상기 방법은 상기 전력 증폭기로부터 제1 거리에 제1 온도 센서를 배치하는 단계, 및 상기 전력 증폭기로부터 제2 거리에 제2 온도 센서를 배치하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 멀다. 상기 방법은 상기 제2 온도 센서를 사용하여 주변 온도를 감지하는 단계 및 상기 주변 온도에 따라 제2 신호를 발생시키는 단계를 더 포함한다.

다른 특징들에서, 상기 방법은, (i) 상기 제1 신호 및 (ii) 상기 제2 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 응용의 추가 영역들이 상세한 설명, 특허 청구 범위 및 도면들로부터 분명해질 것이다. 상세한 설명 및 특정한 예들은 예시의 목적으로만 의도된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하고자 의도된 것이 아니다.

본 발명은 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 더욱 완전히 이해될 것이다.
도 1은 송신기의 기능적 블록도이다.
도 2는 전력 증폭기 인근에 위치된 온도 센서를 사용하여 상기 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하기 위한 시스템의 기능적 블록도이다.
도 3a 및 3b는 두 개의 온도 센서 - 전력 증폭기 인근에 위치된 온도 센서 및 상기 전력 증폭기로부터 더 멀리 위치된 다른 온도 센서 - 를 이용하여 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하기 위한 시스템의 기능적 블록도들이다.
도 4 및 5는 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하기 위한 방법들의 흐름도들이다.
도 6은 도 3a 및 3b의 블록도들의 개략적인 등가물을 도시한다.
도 7a는 온도 센서 및 로우-패스 필터를 이용하여 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하기 위한 시스템의 기능적 블록도이다.
도 7b는 온도 센서 및 하이-패스 필터를 이용하여 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하기 위한 시스템의 기능적 블록도이다.

본 발명은 전력 증폭기의 자가-발열에 의해 유발된 상기 전력 증폭기의 이득에 있어서의 변화들을 상쇄하기 위한 시스템들 및 방법들을 위한 것이다. 예를 들어, 온도 센서는 상기 전력 증폭기 인근의 온도 변화들을 감지하기 위해 상기 전력 증폭기에 인접하여 설치된다. 상기 온도 센서는 온도 변화들을 나타내는 신호를 발생시킨다. 상기 신호는 전력 증폭기의 이득 또는 전력 증폭기를 구동하는 전치 증폭기 스테이지의 이득을 조정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 신호는 상기 전력 증폭기 또는 전치 증폭기의 바이어스 전류를 조정하는데 이용될 수 있다. 상기 전력 증폭기의 이득을 조정하는 것은 상기 전력 증폭기의 선형성에 영향을 끼칠 수 있다. 상기 전치 증폭기의 이득을 조정하는 것은 상기 전력 증폭기의 선형성에 영향을 끼칠 가능성이 더 낮으며, 그러므로 더 바람직하다.

상기 전력 증폭기에 인접하여 설치된 온도 센서는 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 과도 변화들(transient changes) 및 정적 온도(static temperature)/주변 온도에 있어서의 변화들 둘 모두에 민감할 수 있다. 그러므로, 상기 온도 센서에 의해 발생된 신호는, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 과도 변화들뿐만 아니라 정적 온도/주변 온도에 있어서의 변화들에 근거하여 상기 전력 증폭기 또는 전치 증폭기의 이득을 조정할 것이다. 이는 송신기 이득의 온도 계수(temperature coefficient)를 감소시킬 수 있는 바, 이러한 감소는 바람직할 수 있다. 그러나, 주변 온도의 범위가 클(예컨대, -400 내지 125C) 때, 조정된 바이어스 전류는 상기 송신기의 선형성을 저하시킬 수 있는 레벨까지 감소 또는 증가될 수 있다. 그러므로, 다른 온도 센서가 상기 전력 증폭기로부터 더 멀리 설치될 수 있고, 상기 두 온도 센서에 의해 발생된 신호들 사이의 차이가 상기 이득을 조정하는데 사용될 수 있다.

이제 도 1을 참조하면, 전력 증폭기(102) 및 전치 증폭기 스테이지(104)를 포함하는 송신기(100)가 도시된다. 본 발명의 전반에서, 송신기들이 단지 예로서 사용된다. 본 발명의 교시들은 전력 증폭기 및 전치 증폭기 스테이지를 사용하는 어떤 다른 시스템에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 전반에서, 단일 전치 증폭기 스테이지가 단지 예로서 도시된다. 일부 시스템들은 복수의 전치 증폭기 스테이지를 포함할 수 있다. 이 시스템들에서, 전치 증폭기 스테이지에 관하여 본 명세서에 기술된 교시들이 어떤 복수의 전치 증폭기 스테이지에도 적용될 수 있다.

송신기(100)는 상기 전력 증폭기(102)를 바이어싱하도록 바이어스 전류를 발생시키는 바이어스 발생기(108) 및 상기 전치 증폭기 스테이지(104)를 바이어싱하도록 바이어스 전류를 발생시키는 바이어스 발생기(110)를 포함한다. 상기 전력 증폭기(102) 및 상기 전치 증폭기 스테이지(104)를 위한 독립적인 바이어스 발생기들이 단지 예로서 도시된다. 대신, 단일 바이어스 발생기는 상기 전력 증폭기(102) 및 상기 전치 증폭기 스테이지(104) 둘 모두를 위해 바이어스를 발생시키는데 사용될 수 있다. 바이어싱은 상기 전력 증폭기 및 상기 전치 증폭기 스테이지의 동작 파라미터들(예컨대, 이득, 선형성 등)을 결정한다. 본 발명의 전반에서, 바이어스 전류가 단지 예로서, 상기 전력 증폭기 및 전치 증폭기 스테이지를 바이어싱하는데 사용된다. 다른 타입의 바이어싱(예컨대, 전압-기반 바이어싱(voltage-based biasing))이 다른 시스템들에서 대신 사용될 수 있다.

송신되는 신호는 상기 전치 증폭기 스테이지(104)로의 입력이다. 상기 전치 증폭기 스테이지(104)는 상기 전치 증폭기 스테이지(104)의 이득에 따라 상기 신호를 증폭한다. 상기 전치 증폭기 스테이지(104)에 의해 증폭된 신호 출력은 상기 전력 증폭기(102)로의 입력인 바, 상기 전력 증폭기는 상기 전력 증폭기(102)의 이득에 따라, 상기 증폭된 신호를 더 증폭한다. 상기 전력 증폭기(102)에 의해 발생된 출력 신호는 안테나(106)를 통해 송신된다.

이제 도 2를 참조하면, 송신기(150)는 집적 회로의 다이(die) 상에 배치된 전력 증폭기(152), 전치 증폭기 스테이지(154) 및 바이어스 발생기(156)를 포함한다. 상기 바이어스 발생기(156)는 상기 전력 증폭기(152) 및 상기 전치 증폭기 스테이지(154)를 바이어싱한다. 온도 센서(158)는 다이 상의 상기 전력 증폭기(152)로부터 거리 D1에 상기 전력 증폭기(152)에 인접하여 배치된다. 상기 온도 센서(158)는 상기 전력 증폭기(152) 및/또는 상기 전력 증폭기 주변 영역의 온도에 있어서의 변화들을 감지하고 상기 전력 증폭기(152)의 온도에 근거하여 신호(예컨대, 전류)를 발생시킨다. 상기 바이어스 발생기(156)는 상기 전치 증폭기 스테이지(154)에 대한 바이어스 전류를 발생시키기 위한 기준으로서 상기 전류를 사용한다. 상기 바이어스 발생기(156)는 바람직한 선형성에 따라 미리 설정된 상기 전력 증폭기(152)에 대한 바이어스 전류를 발생시킨다. 상기 바이어스 발생기(156)는 온도 센서(158)에 의한 전류 출력에 근거하여 전력 증폭기의 바이어스 전류를 조정하지 않는다.

상기 전력 증폭기(152)의 이득은 상기 전력 증폭기(152)의 온도와 반대로 변화한다. 상기 전력 증폭기(152)의 온도가 증가함에 따라, 상기 전력 증폭기(152)의 이득은 상기 전력 증폭기(152)의 바이어스 전류에 의해 결정된 정상값(normal value)으로부터 감소한다. 상기 온도 증폭기(152)의 온도가 증가함에 따라, 상기 온도 센서(158)에 의한 전류 출력이 증가한다. 상기 온도 센서(158)에 의해 증가된 전류 출력에 근거하여, 상기 바이어스 발생기(156)는 전치 증폭기 스테이지(154)의 바이어스 전류를 증가시키는 바, 결국 정상값으로부터 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 이득을 증가시킨다. 예를 들어, 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 이득의 정상값은 바이어스 발생기(156)에 의해 상기 전치 증폭기 스테이지(154)에 대해 발생된 베이스 바이어스 전류 및 상기 온도 센서(158)에 의한 정상-상태 전류 출력에 의해 결정된다.

상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 이득에 있어서의 증가는 상기 전력 증폭기(152)의 온도에 있어서의 증가에 의해 유발된 상기 전력 증폭기(152)의 이득에 있어서의 감소를 보상한다. 따라서, 송신기(150)의 전체 이득(예컨대, 상기 전력 증폭기(152)와 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 이득들의 곱)은 상기 전력 증폭기(152)의 온도에 있어서의 증가와 관계없이 유지된다. 상기 송신기(150)의 전체 이득은 상기 전치 증폭기 스테이지(154) 및 전력 증폭기(152)의 이득들의 정상값들에 의해 결정된 값으로 유지된다.

이제 도 3a 및 3b를 참조하면, 추가적인 온도 센서를 포함하는 송신기(200)가 도시된다. 도 3a에서, 상기 송신기(200)는 송신기(150)의 모든 컴포넌트를 포함하고, 집적 회로의 다이 상의 전력 증폭기(152)로부터의 거리 D2에 배치된 추가적인 온도 센서(160)를 더 포함한다. 상기 전력 증폭기(152)로부터의 온도 센서(160)의 거리 D2는 상기 전력 증폭기(152)로부터의 온도 센서(158)의 거리 D1보다 더 멀다. 상기 온도 센서(160)는 주변 온도에 있어서의 변화들을 감지하고 상기 주변 온도에 있어서의 변화들에 근거하여 신호(예컨대, 전류)를 발생시킨다. 온도 센서(160)는, 다이 상의 거리가 열 과도 현상들에 대한 필터로서 역할하기 때문에 상기 전력 증폭기(152) 인근의 과도 온도 변화들을 감지하지 못한다.

도 3b에서, 상기 바이어스 발생기(156)의 예가 도시된다. 상기 바이어스 발생기(156)는 바이어스 전류 모듈(162) 및 합산 모듈(summing module)(164)을 포함한다. 상기 바이어스 전류 모듈(162)은 전력 증폭기(152)에 대해 미리 결정된 바이어스 전류를 발생시킨다. 또한, 상기 바이어스 전류 모듈(162)은 상기 전치 증폭기 스테이지(154)에 대해 미리 결정된 바이어스 전류를 발생시킨다. 상기 합산 모듈(164)은 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 미리 결정된 바이어스 전류에 상기 온도 센서(158)에 의한 전류 출력을 더한다. 상기 합산 모듈(164)은 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 미리 결정된 바이어스 전류로부터 상기 온도 센서(160)에 의한 전류 출력을 감한다. 따라서, 상기 바이어스 발생기(156)는, 상기 온도 센서들(158 및 160)에 의한 전류 출력이 동일할 때, 상기 전치 증폭기 스테이지(154)에 미리 결정된 바이어스 전류를 제공하고, 그리하여 상기 전치 증폭기 스테이지(154)에 대한 제로 바이어스 상태(zero bias condition)를 회피한다. 또한, 상기 바이어스 발생기(156)는 도 3b에 도시된 바와 같이 온도 센서들(158 및 160)에 의한 전류 출력 간의 차이에 근거하여 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 바이어스 전류를 변경시킨다.

효과적으로는, 상기 바이어스 발생기(156)는, 주변 온도 변화들에 근거하지 않고 상기 전력 증폭기(152)의 자가-발열로 인한 과도 온도 변화들에 근거하여 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 바이어스 전류 및 이득을 변경시킨다. 따라서, 상기 바이어스 발생기(156)는, 주변 온도 변화들에 근거하지 않고 상기 전력 증폭기(152)의 자가-발열로 인한 과도 온도 변화들에 근거하여 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 이득을 조정한다. 따라서, 송신기(150)의 전체 이득(예컨대, 상기 전력 증폭기(152)와 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 이득들의 곱)은 상기 전력 증폭기(152)의 온도에 있어서의 증가와 관계없이 유지된다.

이제 도 4를 참조하면, 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하기 위한 방법(300)이 도시된다. 단계(302)에서, 제어는 상기 전력 증폭기에 인접한 온도 변화들을 감지한다. 단계(304)에서, 제어는 상기 온도 변화들에 근거하여 신호(예컨대, 전류)를 발생시킨다. 단계(306)에서, 제어는 상기 신호에 근거하여, 전치 증폭기의 바이어스 전류를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 이득을 조정한다. 제어는 단계(302)로 반환한다.

이제 도 5를 참조하면, 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하기 위한 방법(350)이 도시된다. 단계(352)에서, 제어는 상기 전력 증폭기에 인접한 제1 위치에서의 제1 온도 및 상기 전력 증폭기로부터 상기 제1 위치보다 더 멀리 떨어진 제2 위치에서의 제2 온도를 감지한다. 단계(354)에서, 제어는 상기 제1 온도에 근거하여 제1 신호(예컨대, 전류)를 그리고 상기 제2 온도에 근거하여 제2 신호를 발생시킨다. 단계(356)에서, 제어는 상기 제1 신호 및 제2 신호에 근거하여 전치 증폭기의 바이어스 전류를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 이득을 조정한다. 예를 들어, 제어는 상기 전치 증폭기의 미리 결정된 바이어스 전류에 상기 제1 신호를 더함으로써, 그리고 상기 전치 증폭기의 미리 결정된 바이어스 전류로부터 상기 제2 신호를 감함으로써 상기 전치 증폭기의 바이어스 전류를 조정한다. 제어는 단계(352)로 반환한다.

이제 도 6을 참조하면, 도 3a 및 3b의 블록도의 개략적인 등가물이 도시된다. 상기 전력 증폭기(152)로부터 멀리 떨어져 위치된 온도 센서(160)는 온도 센서 및 로우 패스 필터와 동등하다. 다이를 따라 상기 전력 증폭기(152)로부터 상기 온도 센서(160)의 거리는 로우 패스 필터로서 역할한다. 즉, 상기 전력 증폭기(152)와 상기 온도 센서(160) 사이의 다이의 물질(실리콘)은 로우 패스 필터로서 역할한다. 더 구체적으로, 상기 실리콘(다이)의 열 시정수(thermal time constant)는 로우 패스 필터의 기능을 제공한다.

이제 도 7a 및 7b를 참조하면, 두 개의 온도 센서를 이용하는 대신, 단일 온도 센서와, 로우 패스 필터 회로 또는 하이 패스 필터 회로 중 어느 것이 전력 증폭기의 자가-발열로 인한 이득 변화들을 상쇄하는데 사용될 수 있다. 상기 로우 패스 필터 회로 또는 하이 패스 필터 회로는 온도 센서의 출력 상에서 디지털 샘플링 및 프로세싱을 수행할 수 있다.

도 7a에서, 단일 온도 센서(예컨대, 온도 센서(158))가 상기 전력 증폭기(152)에 인접하여 설치된다. 상기 온도 센서(158)의 출력은 합산 모듈(164)로의 입력이다. 추가적으로, 상기 온도 센서(158)의 출력은 로우 패스 필터 회로(182)로의 입력이다. 상기 로우 패스 필터 회로(180)의 출력은 상기 온도 센서(158)의 출력으로부터 감해진다. 상기 합산 모듈(164)은 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 바이어스 전류에 차이를 더하고 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 이득을 조정한다. 도 3a 및 3b에서 상기 온도 센서(158)는 상기 전력 증폭기(154)가 턴 오프(turn off)될 때 턴 오프될 수 있는 반면, 도 7a에서 온도 센서(158)는 상기 전력 증폭기(154)가 턴 오프될 때 턴 오프될 수 없다.

도 7b에서, 단일 온도 센서(예컨대, 온도 센서(158))는 상기 전력 증폭기(152)에 인접하여 설치된다. 상기 온도 센서(158)의 출력은 하이 패스 필터 회로(182)로의 입력이다. 상기 하이 패스 필터 회로(182)의 출력은 상기 전치 증폭기 스테이지(154)의 바이어스 전류 및 이득을 조정하는데 사용된다. 도 3a 및 3b에서 상기 온도 센서(158)는 상기 전력 증폭기(154)가 턴 오프될 때 턴 오프될 수 있는 반면, 도 7b에서 온도 센서(158)는 상기 전력 증폭기(154)가 턴 오프될 때 턴 오프될 수 없다.

전술한 상세한 설명은 사실상, 단지 예시적일 뿐이며, 어떤 방식으로도 본 발명, 응용 또는 사용들을 제한하고자 의도된 것이 아니다. 본 발명의 넓은 교시들이 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서,본 발명의 진정한 범위는 도면들, 상세한 설명 및 다음의 특허 청구범위를 고려해 볼 때 다른 수정들이 분명해 질 것이기 때문에 그러한 특정 예들로만 제한되지 않아야만 한다. 명확성을 위해, 도면들에서 동일한 참조 번호들이 유사한 요소들을 식별하는데 사용될 것이다. 본 명세서에 사용된, 문구 'A, B 및 C 중 적어도 하나'는 비-배타적 논리 OR을 사용하여 논리 (A 또는 B 또는 C)를 의미하는 것으로 해석되어야만 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계들은 본 발명의 원리들을 변경함이 없이 서로 다른 순서로 (또는 동시에) 실행될 수 있음이 이해되어야만 한다.

여기에 사용된 용어, 모듈은 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 전자 회로, 조합 논리 회로, 현장 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 코드를 실행하는 (공유, 전용(dedicated) 또는 그룹)프로세서, 기술된 기능성을 제공하는 다른 적절한 컴포넌트들 또는 시스템 온 칩(system on chip)에서와 같이 상기의 일부 또는 모두의 조합을 나타내며, 그 일부에 속하거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 상기 용어, 모듈은 상기 프로세서에 의해 실행되는 코드를 저장하는 (공유, 전용 또는 그룹)메모리를 포함할 수 있다.

Claims

시스템으로서,
제1 이득(gain)을 가지는 전력 증폭기와, 상기 전력 증폭기의 제1 이득은 상기 전력 증폭기의 온도의 함수이고;
제2 이득을 가지는 전치 증폭기(preamplifier)와, 상기 전치 증폭기는 입력 신호를 수신하고, 상기 전치 증폭기의 제2 이득에 따라 상기 입력 신호를 증폭시키며, 그리고 상기 전력 증폭기에 증폭된 신호를 출력하도록 구성되며;
상기 전력 증폭기의 온도를 감지하고 그리고 상기 전력 증폭기의 온도에 따라 제1 신호를 발생시키도록 구성된 제1 온도 센서와; 그리고
바이어스 발생기를 포함하며, 상기 바이어스 발생기는
상기 전력 증폭기를 바이어싱하도록 제1 바이어싱 신호를 발생시키고, 상기 전력 증폭기의 제1 이득은 상기 제1 바이어싱 신호에 근거하며,
상기 전치 증폭기를 바이어싱하도록 제2 바이어싱 신호를 발생시키고, 상기 전치 증폭기의 제2 이득은 상기 제2 바이어싱 신호에 근거하며, 그리고
상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화를 감지함에 응답하여, 상기 제1 온도 센서에 의해 발생된 제1 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성되며, 상기 전치 증폭기의 조정된 제2 이득은 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 전력 증폭기의 제1 이득에 있어서의 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 온도 센서는 상기 전력 증폭기로부터 제1 거리에 위치되고, 상기 시스템은:
상기 전력 증폭기로부터 제2 거리에 배치된 제2 온도 센서를 더 포함하며,
상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 멀고,
상기 제2 온도 센서는 주변 온도(ambient temperature)를 감지하고 상기 주변 온도에 따라 제2 신호를 발생시키도록 구성되며, 그리고
상기 바이어스 발생기는, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화를 감지함에 응답하여 상기 제1 온도 센서에 의해 발생된 제1 신호, 및 상기 주변 온도에 있어서의 변화를 감지함에 응답하여 상기 제2 온도 센서에 의해 발생된 제2 신호에 근거하여, 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항에 있어서,
상기 바이어스 발생기는, (i) 상기 제2 바이어싱 신호에 상기 제1 신호를 더함으로써, 그리고 (ii) 상기 제2 바이어싱 신호로부터 상기 제2 신호를 감함으로써, 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
집적 회로로서,
다이(die)를 포함하고,
상기 다이는 청구항 제1항의 시스템을 포함하며, 그리고
상기 제1 온도 센서는 상기 다이 상에서 상기 전력 증폭기 인근에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
집적 회로로서,
다이를 포함하고,
상기 다이는 청구항 제2항의 시스템을 포함하며, 그리고
상기 제1 온도 센서는 상기 다이 상에서 상기 전력 증폭기 인근에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
시스템으로서,
제1 이득을 가지는 전력 증폭기와;
제2 이득을 가지는 전치 증폭기와, 상기 전치 증폭기의 출력은 상기 전력 증폭기로의 입력이며;
(i) 상기 전력 증폭기의 온도를 감지하고, (ii) 상기 온도에 따라 제1 신호를 발생시키도록 구성된 제1 온도 센서와; 그리고
바이어스 발생기를 포함하고, 상기 바이어스 발생기는
제1 바이어싱 신호를 발생시키고, 상기 전력 증폭기의 제1 이득은 상기 제1 바이어싱 신호에 근거하며,
제2 바이어싱 신호를 발생시키고, 상기 전치 증폭기의 제2 이득은 상기 제2 바이어싱 신호에 근거하며, 그리고
상기 제1 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
제6항에 있어서,
상기 전치 증폭기의 조정된 제2 이득은, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 전력 증폭기의 제1 이득에 있어서의 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제1 온도 센서는 상기 전력 증폭기로부터 제1 거리에 위치되고, 상기 시스템은:
상기 전력 증폭기로부터 제2 거리에 배치된 제2 온도 센서를 더 포함하며,
상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 멀고, 그리고
상기 제2 온도 센서는 주변 온도를 감지하고 상기 주변 온도에 따라 제2 신호를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
제8항에 있어서,
상기 바이어스 발생기는, (i) 상기 제1 신호 및 (ii) 상기 제2 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써, 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
제8항에 있어서,
상기 바이어스 발생기는, (i) 상기 제2 바이어싱 신호에 상기 제1 신호를 더함으로써, 그리고 (ii) 상기 제2 바이어싱 신호로부터 상기 제2 신호를 감함으로써, 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
제9항에 있어서,
상기 전치 증폭기의 조정된 제2 이득은, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 전력 증폭기의 제1 이득에 있어서의 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 시스템.
집적 회로로서,
다이를 포함하고,
상기 다이는 청구항 제6항의 시스템을 포함하며, 그리고
상기 제1 온도 센서는 상기 다이 상에서 상기 전력 증폭기 인근에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
집적 회로로서,
다이를 포함하고,
상기 다이는 청구항 제8항의 시스템을 포함하며, 그리고
상기 제1 온도 센서는 상기 다이 상에서 상기 전력 증폭기 인근에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
방법으로서,
제1 온도 센서를 이용하여 전력 증폭기의 온도를 감지하는 단계와, 상기 전력 증폭기는 (i) 제1 이득을 가지고, (ii) 제2 이득을 가지는 전치 증폭기의 출력을 입력으로서 수신하며;
상기 온도에 따라 제1 신호를 발생시키는 단계와;
제1 바이어싱 신호를 발생시키는 단계와, 상기 전력 증폭기의 제1 이득은 상기 제1 바이어싱 신호에 근거하고;
제2 바이어싱 신호를 발생시키는 단계와, 상기 전치 증폭기의 제2 이득은 상기 제2 바이어싱 신호에 근거하며; 그리고
상기 제1 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써, 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정함으로써, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 전력 증폭기의 제1 이득에 있어서의 변화를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 전력 증폭기로부터 제1 거리에 상기 제1 온도 센서를 배치하는 단계와;
상기 전력 증폭기로부터 제2 거리에 제2 온도 센서를 배치하는 단계와, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 더 멀고;
상기 제2 온도 센서를 이용하여 주변 온도를 감지하는 단계와; 그리고
상기 주변 온도에 따라 제2 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,
(i) 상기 제1 신호 및 (ii) 상기 제2 신호에 근거하여 상기 제2 바이어싱 신호를 조정함으로써, 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,
(i) 상기 제2 바이어싱 신호에 상기 제1 신호를 더함으로써, 그리고 (ii) 상기 제2 바이어싱 신호로부터 상기 제2 신호를 감함으로써, 상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 전치 증폭기의 제2 이득을 조정함으로써, 상기 전력 증폭기의 온도에 있어서의 변화로 인한 상기 전력 증폭기의 제1 이득에 있어서의 변화를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서,
집적 회로의 다이 상에 상기 전력 증폭기, 상기 전치 증폭기, 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.