KR20230147361A - Amplitude Modulation Transmission Device - Google Patents
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Abstract
진폭 변조 방식의 송신 장치에 관한 기술이 개시된다. 개시된 진폭 변조 송신장치는 캐스코드 전력증폭기의 신호 입력단에 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호가 인가되고, 캐스코드 전력증폭기의 바이어스 전원단에 또 다른 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호가 인가된다. 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호는 입력되는 데이터의 천이 구간에서는 정현파 형태를 가지고 입력되는 데이터가 유지되는 구간에서는 이전의 값을 유지한다. A technology related to an amplitude modulation type transmission device is disclosed. In the disclosed amplitude modulation transmitting device, a transmission data signal transformed in the form of a sinusoidal shift is applied to the signal input terminal of the cascode power amplifier, and a transmission data signal transformed in the form of a sinusoidal shift is applied to the bias power terminal of the cascode power amplifier. . The transmission data signal transformed into a sinusoidal transition form has a sinusoidal wave form in the transition section of the input data and maintains the previous value in the section where the input data is maintained.
Description
통신 기술, 특히 진폭 변조 방식의 송신 장치에 관한 기술이 개시된다.A communication technology, particularly a technology related to an amplitude modulation type transmission device, is disclosed.
진폭 변조기는 흔히 주파수 혼합기를 이용하는 아날로그 방식으로 구현된다. 이 방식은 구현시 집적회로의 면적이 크고 전력 소모가 크다는 단점이 있다. Amplitude modulators are often implemented in an analog manner using a frequency mixer. This method has the disadvantage of requiring a large integrated circuit area and high power consumption when implemented.
2006.05.11.자 출원되어 2008.01.23.자 등록된 한국 특허 제799,229호는 캐스코드 전력증폭기를 출력단에 사용하는 진폭변조 송신장치를 개시하고 있다. 이 장치는 바이어스부를 통해 기저대역 신호를 공통 게이트 증폭기에 적합한 전압 레벨을 가지도록 파형을 조절하는 펄스 형상 회로를 개시하고 있다. Korean Patent No. 799,229, applied on May 11, 2006, and registered on January 23, 2008, discloses an amplitude modulation transmitter that uses a cascode power amplifier at the output stage. This device discloses a pulse shape circuit that adjusts the waveform of the baseband signal through a bias unit to have a voltage level suitable for the common gate amplifier.
통신 시스템, 예를 들어 이동통신 시스템은 국가별로 또는 사업자별로 상이한 동작 파라메터를 적용하고 있다. 이에 따라 단말기에서 출력단에 사용되는 진폭변조 송신 장치는 파라메터, 예를 들면 변조지수(modulation index)를 상이한 값으로 적용하고 있다. 캐스코드 전력증폭기의 입력 신호를 변조하는 것만으로는 여기서 요구되는 변조지수의 범위를 커버하는 것이 어렵다.Communication systems, for example mobile communication systems, apply different operating parameters depending on the country or service provider. Accordingly, the amplitude modulation transmitting device used in the output terminal of the terminal applies a parameter, for example, a modulation index, with different values. It is difficult to cover the range of modulation index required here simply by modulating the input signal of the cascode power amplifier.
제안된 발명은 충분한 변조지수의 변동 범위를 가진 진폭 변조기의 구조를 제시하는 것을 목적으로 한다. The purpose of the proposed invention is to present the structure of an amplitude modulator with a sufficient range of variation of the modulation index.
나아가 제안된 발명은 동작 파라메터를 변경하는 것이 용이한 진폭 변조기의 구조를 제시하는 것을 목적으로 한다. Furthermore, the proposed invention aims to present a structure of an amplitude modulator whose operating parameters can be easily changed.
제안된 발명의 일 양상에 따른 진폭 변조 송신장치는 캐스코드 전력증폭기의 신호 입력단에 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호가 인가되고, 캐스코드 전력증폭기의 바이어스 전원단에 또 다른 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호가 인가된다. In the amplitude modulation transmission device according to one aspect of the proposed invention, a transmission data signal transformed in the form of a sinusoidal transition is applied to the signal input terminal of the cascode power amplifier, and transformed into another sinusoidal transition form at the bias power terminal of the cascode power amplifier. The transmitted data signal is applied.
제안된 발명의 또 다른 양상에 따르면, 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호는 입력되는 데이터의 천이 구간에서는 정현파 형태를 가지고 입력되는 데이터가 유지되는 구간에서는 이전의 값을 유지할 수 있다. According to another aspect of the proposed invention, the transmission data signal transformed into a sinusoidal transition form may have a sinusoidal wave form in the transition section of the input data and maintain its previous value in the section where the input data is maintained.
제안된 발명의 추가적인 양상에 따르면, 캐스코드 전력증폭기의 신호 입력단에 입력되는 신호와 그 바이어스 전원단에 입력되는 신호가 동일한 위상을 가지도록 두 신호 중 적어도 하나에 제어된 지연이 적용될 수 있다. According to an additional aspect of the proposed invention, a controlled delay may be applied to at least one of the two signals so that the signal input to the signal input terminal of the cascode power amplifier and the signal input to the bias power terminal have the same phase.
또 다른 양상에 따르면, 천이 구간이 정현파 형태로 변형된 송신 데이터 신호는 차동 캐스코드 증폭기의 신호 입력단에 입력되고 추가로 그 증폭기의 바이어스를 변조시키는 제어 신호로 공급될 수 있다.According to another aspect, a transmission data signal whose transition section is transformed into a sinusoidal shape may be input to the signal input terminal of a differential cascode amplifier and further supplied as a control signal for modulating the bias of the amplifier.
제안된 발명에 따라, 시간 영역(time domain)에서 구형파인 디지털 송신 데이터를 정현파 천이 형태로 변형한 후 진폭 변조하여 송신함으로써, 주파수 영역에서 신호의 대역폭을 줄일 수 있다. 이에 따라 동작 대역폭이 좁은 저가의 회로 소자들로 송신회로를 구성할 수 있다. According to the proposed invention, the bandwidth of the signal in the frequency domain can be reduced by transforming digital transmission data, which is a square wave in the time domain, into a sinusoidal transition form and then amplitude modulating it and transmitting it. Accordingly, the transmission circuit can be constructed with low-cost circuit elements with a narrow operating bandwidth.
넓은 범위의 변조지수를 달성하기 위해서는 정현파 변동(sweep) 폭을 키우는 것이 필요한데 캐스코드 증폭기의 입력 신호를 제어하는 것만으로는 한계가 있다. 제안된 발명에서는 캐스코드증폭기의 바이어스를 함께 동기화시켜 제어함으로써 이러한 한계를 극복하고 있다. In order to achieve a wide range of modulation indices, it is necessary to increase the sinusoidal sweep width, but there is a limit to simply controlling the input signal of the cascode amplifier. The proposed invention overcomes this limitation by synchronizing and controlling the biases of the cascode amplifier.
도 1은 일 실시예에 따른 진폭변조송신장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 송신변조제어부의 동작을 설명하는 예시적인 파형도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 송신변조제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 진폭변조송신장치의 구성을 도시한 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing the configuration of an amplitude modulation transmission device according to an embodiment.
Figure 2 is an exemplary waveform diagram explaining the operation of the transmission modulation control unit.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a transmission modulation control unit according to an embodiment.
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an amplitude modulation transmission device according to another embodiment.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 또는 타 실시예의 구성 요소들과 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 기재 내용 혹은 제안된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The foregoing and additional aspects are embodied through embodiments described with reference to the accompanying drawings. It is understood that the components of each embodiment can be combined in various ways within the embodiment or with components of other embodiments as long as there is no other mention or contradiction between them. Based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way, the terms used in this specification and claims have meanings that correspond to the description or proposed technical idea. It must be interpreted as a concept. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
<청구항 1,2,3 발명의 설명><Description of invention in claims 1, 2, and 3>
제안된 발명의 일 양상에 따른 진폭 변조 송신장치는 캐스코드 전력증폭기의 신호 입력단에 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호가 인가되고, 캐스코드 전력증폭기의 바이어스 전원단에 또 다른 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호가 인가된다. In the amplitude modulation transmission device according to one aspect of the proposed invention, a transmission data signal transformed in the form of a sinusoidal transition is applied to the signal input terminal of the cascode power amplifier, and transformed into another sinusoidal transition form at the bias power terminal of the cascode power amplifier. The transmitted data signal is applied.
도 1은 일 실시예에 따른 진폭변조송신장치의 구성을 도시한 블록도이다. 일 실시예에 따른 진폭변조송신장치는 송신변조제어부(100)와, 제1 디지털-아날로그 변환부(310)와, 제2 디지털-아날로그 변환부(330)와, 전원변조공급기(350)와, 그리고 캐스코드 전력증폭기(500)를 포함한다. Figure 1 is a block diagram showing the configuration of an amplitude modulation transmission device according to an embodiment. An amplitude modulation transmission device according to an embodiment includes a transmission modulation control unit 100, a first digital-analog converter 310, a second digital-analog converter 330, a power modulation supply unit 350, And includes a cascode power amplifier 500.
일 실시예에 있어서, 진폭변조송신장치는 제어기(200)를 더 포함할 수 있다. 제어기(200)는 동작 모드 지시(15)를 입력 받아 그에 따라 내부 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 동작 모드 지시(15)는 예를 들면 진폭변조송신장치를 구성하는 반도체 집적회로의 단자 중 하나의 설정 전압에 의해 입력되는 전기적인 신호일 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 제어기(200)는 마이크로프로세서, 메모리와 그 메모리에 저장되고 마이크로프로세서에 의해 읽혀지고 실행되는 프로그램 명령어들로 구현될 수 있다. In one embodiment, the amplitude modulation transmission device may further include a controller 200. The controller 200 can receive an operation mode instruction 15 and control the operation of internal components accordingly. The operation mode indication 15 may be, for example, an electrical signal input by a set voltage of one of the terminals of a semiconductor integrated circuit constituting the amplitude modulation transmission device. In the illustrated embodiment, controller 200 may be implemented with a microprocessor, memory, and program instructions stored in the memory and read and executed by the microprocessor.
제안된 발명의 또 다른 양상에 따르면, 정현파 천이 형태로 변형된 송신 데이터 신호는 입력되는 데이터의 천이 구간에서는 정현파 형태를 가지고 입력되는 데이터가 유지되는 구간에서는 이전의 값을 유지할 수 있다. According to another aspect of the proposed invention, the transmission data signal transformed into a sinusoidal transition form may have a sinusoidal wave form in the transition section of the input data and maintain its previous value in the section where the input data is maintained.
이러한 양상에 따라, 송신변조제어부(100)는 디지털 바이너리 송신 데이터를 입력 받아 그 천이(transition) 구간을 정현파 천이 형태로 변형하여 출력한다. 도 2는 송신변조제어부의 동작을 설명하는 예시적인 파형도이다. 도시된 바와 같이, 천이 구간별로 입력된 디지털 데이터는 정현파 형태의 천이 신호로 변환된다. 변조지수의 넓은 범위를 지원하기 위해, 도시된 바와 같이, 출력되는 정현파 형태의 신호는 상이한 변조지수의 값에서 고정된 최대값 A를 가지도록 오프셋이 가산된다. According to this aspect, the transmission modulation control unit 100 receives digital binary transmission data, transforms the transition section into a sinusoidal transition form, and outputs it. Figure 2 is an exemplary waveform diagram explaining the operation of the transmission modulation control unit. As shown, digital data input for each transition section is converted into a sinusoidal transition signal. In order to support a wide range of modulation indices, as shown, the output sinusoidal signal is offset so that it has a fixed maximum value A at different values of the modulation index.
예를 들어 도면에서 (s1, s2) 구간의 입력 데이터는 '1'에서 '0' 상태로 천이하는 구간인데, 출력 신호 중 M1은 이를 'A'에서 'B', 'C'의 값을 거쳐 '0'의 값까지 천이하는 정현파(sinusoidal wave) 형태로 변형한다. 또 도면에서 (s2,s3) 구간의 입력 데이터는 '0'에서 '1' 상태로 천이하는 구간이며, 출력 신호 중 M1은 이를 '0'에서 'C', 'B'의 값을 거쳐 'A'의 값까지 천이하는 정현파(sinusoidal wave) 형태로 변형한다. For example, in the drawing, the input data in the section (s1, s2) is a section that transitions from '1' to '0', and M1 among the output signals passes through the values of 'A', 'B', and 'C'. It is transformed into a sinusoidal wave that transitions to the value of '0'. Also, in the drawing, the input data in the section (s2, s3) is a section that transitions from '0' to '1' state, and M1 among the output signals goes from '0' to 'C' and 'B' values to 'A'. It is transformed into a sinusoidal wave that transitions to the value of '.
추가적으로, 송신변조제어부(100)는 디지털 바이너리 송신 데이터가 이전 값을 유지하는 구간에서는 출력 신호도 이전 값을 유지한다. 예를 들어 도 2에서 (s3, s4) 구간의 입력 데이터는 '1'의 상태를 유지하는 구간인데, 출력 신호 중 M1도 이 구간에서 이전 값, 즉 'A'의 값을 유지한다. 또 (s5, s6) 구간의 입력 데이터는 '0'의 상태를 유지하는 구간인데, 출력 신호 중 M2는 이 구간에서 이전 값, 즉 'C'의 값을 유지한다.Additionally, the transmission modulation control unit 100 also maintains the previous value of the output signal in a section where the digital binary transmission data maintains the previous value. For example, in Figure 2, the input data in the section (s3, s4) maintains the state of '1', and M1 among the output signals also maintains the previous value, that is, the value of 'A' in this section. In addition, the input data in the (s5, s6) section maintains the state of '0', and among the output signals, M2 maintains the previous value, that is, the value of 'C' in this section.
송신변조제어부(100)는 동기화된 분주 클럭을 이용하여 입력 데이터를 구간별로 나누어 도시된 출력 신호와 같은 디지털 값들로 치환하는 로직 회로로 구현될 수 있다. 송신변조제어부(100)는 이러한 변형된 신호를 제1 변조된 송신신호와 제2 변조된 송신신호로 출력한다. 여기서 제1 변조된 송신신호와 제2 변조된 송신신호는 동일한 신호일 수도 있고, 위상차 혹은 지연으로 인한 시간차를 가진 신호일 수도 있고 오프셋이 가산된 신호이거나 상수배한 신호일 수도 있다. The transmission modulation control unit 100 may be implemented as a logic circuit that divides input data into sections using a synchronized divided clock and replaces it with digital values such as the output signal shown. The transmission modulation control unit 100 outputs this modified signal as a first modulated transmission signal and a second modulated transmission signal. Here, the first modulated transmission signal and the second modulated transmission signal may be the same signal, may be a signal with a time difference due to a phase difference or delay, or may be a signal with an offset added or a signal multiplied by a constant.
제1 디지털-아날로그 변환부(310)는 제1 변조된 송신신호를 제1 아날로그 송신신호로 변환하여 출력한다. 제2 디지털-아날로그 변환부(330)는 제2 아날로그 송신신호로 변환하여 출력한다. 제1 디지털-아날로그 변환부(310)는 제1 디지털-아날로그 변환기(311)와, 제1 저역통과필터(313)를 포함할 수 있다. 제2 디지털-아날로그 변환부(330)는 제2 디지털-아날로그 변환기(331)와, 제2 저역통과필터(333)를 포함할 수 있다. The first digital-analog converter 310 converts the first modulated transmission signal into a first analog transmission signal and outputs it. The second digital-analog converter 330 converts the signal into a second analog transmission signal and outputs it. The first digital-analog converter 310 may include a first digital-analog converter 311 and a first low-pass filter 313. The second digital-analog converter 330 may include a second digital-analog converter 331 and a second low-pass filter 333.
전원변조공급기(350)는 공급 전원을 제2 아날로그 송신신호에 의해 조절하여 출력한다. 공급 전원은 진폭변조송신장치의 동작 전원을 공급하는 전원공급회로에서 출력될 수 있다. 일 실시예에서, 전원변조공급기(350)는 전원공급회로에서 출력되는 전원 신호를 제2 아날로그 송신신호에 의해 조절된 전압으로 변조하여 출력한다. 예를 들어 전원변조공급기(350)가 공급하는 전원 신호는 도 2의 출력신호 중 M1 의 파형을 가지되, 전압의 레벨은 상수배인 전원 신호일 수 있다. 전원공급회로는 예를 들면 스위칭 전원공급장치일 수 있다. The power modulation supply 350 adjusts the supplied power by the second analog transmission signal and outputs it. The supplied power may be output from a power supply circuit that supplies operating power to the amplitude modulation transmitting device. In one embodiment, the power modulation supply 350 modulates the power signal output from the power supply circuit into a voltage adjusted by the second analog transmission signal and outputs it. For example, the power signal supplied by the power modulation supply 350 may have a waveform of M1 among the output signals of FIG. 2, but the voltage level may be a constant multiple. The power supply circuit may be, for example, a switching power supply.
캐스코드 전력증폭기(500)는 반송파 신호가 입력되는 공통 쏘오스 증폭기(510)와, 제1 아날로그 송신신호가 입력되는 공통 게이트 증폭기(530)를 포함한다. 캐스코드 전력증폭기(500)의 바이어스 전원단(551)에는 전원변조공급기(350)의 출력이 인가된다. 캐스코드 증폭기(cascode amplifier)는 공통 이미터 출력을 공통 베이스 단으로 공급하는 구조를 가진 2단 증폭기를 말한다(The cascode is a two-stage amplifier that consists of a common-emitter stage feeding into a common-base stage). The cascode power amplifier 500 includes a common source amplifier 510 to which a carrier signal is input, and a common gate amplifier 530 to which a first analog transmission signal is input. The output of the power modulation supply 350 is applied to the bias power terminal 551 of the cascode power amplifier 500. A cascode amplifier refers to a two-stage amplifier with a structure that supplies the common emitter output to a common base stage (The cascode is a two-stage amplifier that consists of a common-emitter stage feeding into a common-base stage).
도시된 캐스코드 전력증폭기는 전력용 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)를 사용하여 설계된 것이다. 캐스코드 전력증폭기(500)의 공통 쏘오스 증폭기의 게이트(511)에는 반송파 신호 생성부(710)에서 생성된 반송파 신호가 입력된다. 공통 게이트 증폭기(530)의 쏘오스는 공통 쏘오스 증폭기(510)의 드레인에 연결되고, 공통 게이트 증폭기(530)의 게이트(531)에는 제1 아날로그 송신신호가 입력된다. 또 공통 게이트 증폭기(530)의 출력단에는 송출 부하, 이 실시예에서는 출력 트랜스포머(900)가 연결되어 있다. 출력 트랜스포머(900)의 타단(551)에는 전원변조공급기(350)의 출력이 인가된다. 반송파 신호 생성부(710)는 진폭변조에 필요한 반송파 신호(carrier) 신호를 생성하며, 흔히 위상고정루프(PLL, Phase Locked Loop) 등을 사용하여 구현된다. The shown cascode power amplifier is designed using a field effect transistor for power. The carrier signal generated by the carrier signal generator 710 is input to the gate 511 of the common source amplifier of the cascode power amplifier 500. The source of the common gate amplifier 530 is connected to the drain of the common source amplifier 510, and the first analog transmission signal is input to the gate 531 of the common gate amplifier 530. Additionally, a transmission load, in this embodiment, an output transformer 900, is connected to the output terminal of the common gate amplifier 530. The output of the power modulation supply 350 is applied to the other end 551 of the output transformer 900. The carrier signal generator 710 generates a carrier signal necessary for amplitude modulation, and is often implemented using a phase locked loop (PLL).
<청구항 4 발명의 설명><Claim 4 Description of Invention>
도 3은 일 실시예에 따른 송신변조제어부의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 송신변조제어부는 펄스성형제어기(110)를 포함한다. 펄스성형제어기(110)는 룩업테이블을 참조하여 입력되는 디지털 송신 데이터의 천이 구간 데이터를 대응하는 정현파 천이 구간 데이터로 치환한다. 일 실시예에서, 펄스성형제어기(110)는 신호처리기와 메모리를 포함할 수 있다. 신호처리기는 직렬 버퍼를 거쳐 입력되는 디지털 바이너리 송신 데이터에서 단위 구간을 검출하고, 단위 구간의 데이터 변환을 처리한다. 단위 구간이 도 2에서 (s2,s3)와 같이 '0'에서 '1'로 천이구간인 경우, 설정 값에 따라 M1 신호 혹은 M2 신호의 해당 구간 값들 중 하나를 메모리의 룩업 테이블에서 읽어 들여 치환하여 출력한다. 단위구간이 도 2에서 (s1,s2)와 같이 '1'에서 '0'로 천이구간인 경우, 설정 값에 따라 M1 신호 혹은 M2 신호의 해당 구간 값들 중 하나를 메모리의 룩업 테이블에서 읽어 들여 치환하여 출력한다. 단위구간이 도 2에서 (s3,24)와 같이 변화가 없는 구간인 경우 직전 출력 신호를 그대로 그 구간 동안 유지하여 출력한다. Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a transmission modulation control unit according to an embodiment. In the illustrated embodiment, the transmission modulation control unit includes a pulse shaping controller 110. The pulse shaping controller 110 replaces the transition section data of the input digital transmission data with corresponding sinusoidal transition section data with reference to the lookup table. In one embodiment, pulse shaping controller 110 may include a signal processor and memory. The signal processor detects a unit section from digital binary transmission data input through a serial buffer and processes data conversion of the unit section. If the unit section is a transition section from '0' to '1' like (s2,s3) in Figure 2, one of the corresponding section values of the M1 signal or M2 signal is read from the lookup table in the memory and replaced according to the setting value. and print it out. If the unit section is a transition section from '1' to '0', as shown in (s1, s2) in Figure 2, one of the corresponding section values of the M1 signal or M2 signal is read from the lookup table in the memory and replaced according to the setting value. and print it out. If the unit section is a section with no change, such as (s3, 24) in FIG. 2, the immediately preceding output signal is maintained and output as is during that section.
<청구항 5,6 발명의 설명><Description of invention in claims 5 and 6>
제안된 발명의 추가적인 양상에 따르면, 캐스코드 전력증폭기의 신호 입력단에 입력되는 신호와 그 바이어스 전원단에 입력되는 신호가 동일한 위상을 가지도록 두 신호 중 적어도 하나에 제어된 지연이 적용될 수 있다. 이러한 양상에 따라, 도 3에서 송신변조제어부는 지연제어기(190)와 이중 스위치(150)를 더 포함할 수 있다. 지연제어기(190)는 펄스성형제어기(110)의 출력을 지시에 따른 지연량만큼 지연시켜 출력한다. 예를 들어 지연제어기(190)는 아날로그 스위치 어레이와 지연탭 어레이로 구성되어, 아날로그 스위치 어레이를 온/오프시켜 연결되는 지연탭의 개수를 제어하는 형태로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 지연제어기(190)는 전원변조공급기의 지연만큼 펄스성형제어기의 출력을 지연시켜 출력할 수 있다. 도시된 실시예에서, 지연제어기(190)는 1 에서 9 클럭 범위에서 지연량이 조절 가능하도록 설계되었다. 이에 따라 도 1에서 캐스코드 전력증폭기(500)의 공통 게이트 증폭기에 입력되는 제1 아날로그 송신신호와, 바이어스 전원단에 인가되는 전원변조공급기의 출력이 동일한 위상을 가질 수 있다. According to an additional aspect of the proposed invention, a controlled delay may be applied to at least one of the two signals so that the signal input to the signal input terminal of the cascode power amplifier and the signal input to the bias power terminal have the same phase. According to this aspect, the transmission modulation control unit in FIG. 3 may further include a delay controller 190 and a dual switch 150. The delay controller 190 delays the output of the pulse forming controller 110 by the delay amount according to the instruction and outputs it. For example, the delay controller 190 may be composed of an analog switch array and a delay tap array, and may be implemented to control the number of connected delay taps by turning the analog switch array on/off. In one embodiment, the delay controller 190 may delay the output of the pulse shaping controller by the delay of the power modulation supply. In the illustrated embodiment, the delay controller 190 is designed to have an adjustable delay amount in the range of 1 to 9 clocks. Accordingly, in FIG. 1, the first analog transmission signal input to the common gate amplifier of the cascode power amplifier 500 and the output of the power modulation supply applied to the bias power terminal may have the same phase.
이중 스위치(150)는 지연제어기(190)의 출력과 펄스성형제어기(110)의 출력의 도 1에서 전원변조공급기(350) 혹은 전력증폭기(500)로의 연결을 제어한다. 이에 의해 이중 스위치(150)는 전력증폭기(500)로의 출력과 전원변조공급기(350)로의 출력 중 어느 것을 지연시킬 것인지를 선택할 수 있다. 예를 들어 제어기(200)로부터 제어 지시가 '1'일 경우 이중 스위치(150)는 전력증폭기(500)로의 출력을 지연시키기 위해 지연제어기(190)의 출력을 전력증폭기(500)로 연결하고 펄스성형제어기(110)의 출력을 전원변조공급기(350)로 연결한다. 또 제어기(200)로부터 제어 지시가 '0'일 경우 이중 스위치(150)는 전원변조공급기(350)로의 출력을 지연시키기 위해 지연제어기(190)의 출력을 전원변조공급기(350)로 연결하고 펄스성형제어기(110)의 출력을 전력증폭기(500)로 연결한다.The dual switch 150 controls the connection of the output of the delay controller 190 and the output of the pulse shaping controller 110 to the power modulation supply 350 or power amplifier 500 in FIG. 1. As a result, the dual switch 150 can select which of the output to the power amplifier 500 and the output to the power modulation supply 350 to delay. For example, when the control instruction from the controller 200 is '1', the dual switch 150 connects the output of the delay controller 190 to the power amplifier 500 to delay the output to the power amplifier 500 and generates a pulse. The output of the forming controller (110) is connected to the power modulation supply (350). In addition, when the control command from the controller 200 is '0', the dual switch 150 connects the output of the delay controller 190 to the power modulation supply 350 to delay the output to the power modulation supply 350 and pulses. The output of the molding controller 110 is connected to the power amplifier 500.
<청구항 7 발명의 설명><Claim 7 Description of Invention>
다시 도 3을 참조하면, 일 실시예에 있어서 송신변조제어부는 클럭생성기(130)와, 곱셈기(173)를 포함할 수 있다. 클럭생성기(130)는 설정된 사양 모드에 따라 복수의 클럭 중 하나를 동작 클럭으로 공급한다. 일 실시예에 있어서, 클럭생성기(130)는 32.768MHz, 16.384MHz, 8.129MHz 의 3가지 클럭 중 하나를 출력할 수 있다. 이러한 복수의 클럭은 클럭생성기 내부의 제어 가능한 주파수 분주기(controllable frequency divider)를 통해 생성될 수 있다. 곱셈기(173)는 이진 데이터의 곱셈을 수행한다. Referring again to FIG. 3, in one embodiment, the transmission modulation control unit may include a clock generator 130 and a multiplier 173. The clock generator 130 supplies one of a plurality of clocks as an operation clock according to the set specification mode. In one embodiment, the clock generator 130 may output one of three clocks: 32.768 MHz, 16.384 MHz, and 8.129 MHz. These multiple clocks can be generated through a controllable frequency divider inside the clock generator. The multiplier 173 performs multiplication of binary data.
펄스성형제어기(110)는 클럭생성기(130)에서 공급되는 동작 클럭에 의해 동작하고, 룩업테이블에서 입력되는 디지털 송신 데이터의 천이 구간 데이터에 대응하는 정현파 천이 구간 데이터를 읽어 들여 설정된 사양모드에 따라 선택적으로 제1 값을 이 곱셈기를 이용하여 곱하거나 제2값을 더하여 그 천이 구간 데이터를 치환하도록 출력할 수 있다. The pulse shaping controller 110 operates by the operation clock supplied from the clock generator 130, reads the sinusoidal transition section data corresponding to the transition section data of the digital transmission data input from the lookup table, and makes selective changes according to the set specification mode. The first value can be multiplied using this multiplier or the second value can be added to replace the transition section data.
예를 들어 도2에서 정현파 형태의 신호 부분은 p coswt + q 의 형태로 표현될 수 있다. 룩업테이블에서 coswt의 값을 읽어들인 후 p의 값을 곱하고 q를 가산하여 출력 데이터를 계산할 수 있다. For example, in Figure 2, the sinusoidal signal portion can be expressed in the form of p coswt + q. After reading the value of coswt from the lookup table, the output data can be calculated by multiplying the value of p and adding q.
통신 시스템, 예를 들어 이동통신 시스템은 국가별로 또는 사업자별로 상이한 동작 파라메터를 적용하고 있다. 이에 따라 단말기에서 출력단에 사용되는 진폭변조 송신 장치는 파라메터, 예를 들면 변조지수(modulation index)를 상이한 값으로 적용하고 있다. 제안된 발명의 일 실시예에 있어서 변조지수는 0.33~0.99까지의 가장 넓은 범위에서 조절될 수 있다. Communication systems, for example mobile communication systems, apply different operating parameters depending on the country or service provider. Accordingly, the amplitude modulation transmitting device used in the output terminal of the terminal applies a parameter, for example, a modulation index, with different values. In one embodiment of the proposed invention, the modulation index can be adjusted in the widest range from 0.33 to 0.99.
진폭변조에서 변조된 파형의 포락선에서 최대진폭을 A, 최소진폭을 B라고 하면 변조지수는 (A-B)/(A+B)로 표현될 수 있다. 변조지수의 넓은 변동폭을 달성하기 위해서는 정현파 변동(sweep) 폭을 키우는 것이 필요한데 캐스코드 증폭기의 입력 신호를 제어하는 것만으로는 한계가 있다. 제안된 발명에서는 캐스코드증폭기의 바이어스를 함께 동기화시켜 제어함으로써 이러한 한계를 극복하고 있다. In amplitude modulation, if the maximum amplitude is A and the minimum amplitude is B in the envelope of the modulated waveform, the modulation index can be expressed as (A-B)/(A+B). In order to achieve a wide fluctuation range of the modulation index, it is necessary to increase the sinusoidal sweep width, but there is a limit to just controlling the input signal of the cascode amplifier. The proposed invention overcomes this limitation by synchronizing and controlling the biases of the cascode amplifier.
도시된 실시예에 있어서, 제어기(200)는 동작 모드 지시(15)를 입력 받아 그에 따라 내부 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 제어기(200)는 동작 모드 지시(15)에 따라 클럭생성기(130)의 분주기를 제어하여 출력 클럭을 설정한다. 또 제어기(200)는 동작 모드에 따라 결정되는 변조 지수를 달성하도록, 전술한 p coswt + q 의 변조된 정현파 기본 천이구간 데이터에서 p, q의 값을 결정하여 적용하도록 펄스성형제어기(110)를 제어한다. 추가로 공급전원 변조기의 지연량에 따라 결정된 값에 따라 지연제어기(190)의 지연량을 제어한다. 이후에 이중스위치(150)에서 출력들을 스위칭하여 분배한다. In the illustrated embodiment, the controller 200 may receive an operation mode instruction 15 and control the operation of internal components accordingly. The controller 200 sets the output clock by controlling the divider of the clock generator 130 according to the operation mode instruction 15. In addition, the controller 200 uses the pulse shaping controller 110 to determine and apply the values of p and q from the modulated sinusoidal basic transition interval data of p coswt + q to achieve the modulation index determined according to the operation mode. Control. Additionally, the delay amount of the delay controller 190 is controlled according to a value determined according to the delay amount of the supply power modulator. Afterwards, the outputs are switched and distributed in the dual switch 150.
<청구항 9 발명의 설명><Claim 9 Description of Invention>
또 다른 양상에 따르면, 천이 구간이 정현파 형태로 변형된 송신 데이터 신호는 차동 캐스코드 증폭기의 신호 입력단에 입력되고 추가로 그 증폭기의 바이어스를 변조시키는 제어 신호로 공급될 수 있다. 도 4는 또 다른 실시예에 따른 진폭변조송신장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 실시예는 도 1에 도시된 실시예와 유사하나 출력단의 전력 증폭기는 AB급 차동 캐스코드 증폭기로 대체되었다. 도 1과 대응되는 구성요소는 동일한 도면부호로 참조된다. According to another aspect, a transmission data signal whose transition section is transformed into a sinusoidal shape may be input to the signal input terminal of a differential cascode amplifier and further supplied as a control signal for modulating the bias of the amplifier. Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an amplitude modulation transmission device according to another embodiment. The illustrated embodiment is similar to the embodiment shown in FIG. 1, but the power amplifier at the output stage is replaced with a class AB differential cascode amplifier. Components corresponding to those in FIG. 1 are referred to by the same reference numerals.
도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에 따른 차동 캐스코드 전력증폭기(500')는 차동 공통 쏘오스 증폭기(differential common source amplifier)(510')와 차동 공통 게이트 증폭기(530')를 포함한다. 차동 공통 쏘오스 증폭기(510')의 게이트 입력단(511)에는 반송파 신호가 입력되고, 게이트 입력단(513)에는 반전된 반송파 신호(inverted carrier signal)가 입력된다. 차동 공통 게이트 증폭기(530')의 공통 게이트(531')에는 송신변조제어부(100)에서 출력되어 제1 디지털-아날로그 변환부(310)에서 아날로그 신호로 변환된 제1 아날로그 송신신호가 입력된다. 추가적인 양상에 따라, 차동 공통 게이트 증폭기(530')의 출력단에는 송출부하(900')가 연결된다. 도시된 실시예에서 송출부하(900)로 전송선 트랜스포머(transmission line transformer)가 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서, 전송선 트랜스포머(900')의 1차측 코일은 차동 공통 게이트 증폭기(530')의 출력단인 드레인 단자들간에 연결되고 2차측 코일은 전송선에 연결된다. 추가적인 양상에 따라, 전송선 트랜스포머(900')의 1차측 코일의 센터탭(center tab)에는 전원변조공급기의 출력이 인가된다. 동기화된 변조된 송신신호가 전력 증폭기의 신호 입력단 뿐 아니라 그 바이어스단에도 공급됨으로써 넓은 범위의 변조 지수가 달성되고, 복수의 사양을 단일의 진폭변조송신 반도체의 모드 변경에 의해 지원할 수 있다. 도 4의 실시예에서 나머지 구성요소들은 도 1의 실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다. As shown, a differential cascode power amplifier 500' according to another embodiment includes a differential common source amplifier 510' and a differential common gate amplifier 530'. A carrier signal is input to the gate input terminal 511 of the differential common source amplifier 510', and an inverted carrier signal is input to the gate input terminal 513. The first analog transmission signal output from the transmission modulation control unit 100 and converted to an analog signal by the first digital-analog converter 310 is input to the common gate 531' of the differential common gate amplifier 530'. According to an additional aspect, a transmission load 900' is connected to the output terminal of the differential common gate amplifier 530'. In the illustrated embodiment, a transmission line transformer may be connected to the transmission load 900. In the illustrated embodiment, the primary coil of the transmission line transformer 900' is connected between drain terminals that are the output terminals of the differential common gate amplifier 530', and the secondary coil is connected to the transmission line. According to an additional aspect, the output of the power modulation supply is applied to the center tab of the primary coil of the transmission line transformer 900'. By supplying the synchronized modulated transmission signal not only to the signal input terminal of the power amplifier but also to its bias terminal, a wide range of modulation indices can be achieved, and multiple specifications can be supported by changing the mode of a single amplitude modulation transmission semiconductor. Since the remaining components in the embodiment of FIG. 4 are similar to the embodiment of FIG. 1, detailed description will be omitted.
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형예들을 포괄하도록 의도되었다. In the above, the present invention has been described through embodiments with reference to the attached drawings, but it is not limited thereto, and should be interpreted to encompass various modifications that can be easily derived by those skilled in the art. The claims are intended to cover these variations.
11 : 송신 데이터
13 : 변조된 송신 신호
15 : 동작 모드 지시
100 : 송신변조제어부
110 : 펄스성형제어기
130 : 클럭생성기
150 : 이중스위치
171 : 메모리
173 : 곱셈기
190 : 지연제어기
200 : 제어기
310 : 제1 디지털-아날로그 변환부
311 : 제1 디지털-아날로그 변환기
313 : 제1 저역통과필터
330 : 제2디지털-아날로그 변환부
331 : 제2디지털-아날로그 변환기
333 : 제2 저역통과필터
350 : 전원변조공급기
500 : 전력증폭기
510 : 공통 쏘오스 증폭기
530 : 공통 게이트 증폭기
900 : 송출부하
11: Transmission data 13: Modulated transmission signal
15: Operation mode indication
100: Transmission modulation control unit 110: Pulse forming controller
130: clock generator 150: double switch
171: memory 173: multiplier
190: delay controller
200: controller
310: first digital-analog conversion unit
311: first digital-analog converter 313: first low-pass filter
330: Second digital-analog conversion unit
331: second digital-analog converter 333: second low-pass filter
350: Power modulation supply
500: Power amplifier
510: Common source amplifier
530: common gate amplifier
900: Transmission load
Claims (9)
제1 변조된 송신신호를 제1 아날로그 송신신호로 변환하여 출력하는 제1 디지털-아날로그 변환부;
제2 변조된 송신신호를 제2 아날로그 송신신호로 변환하여 출력하는 제2 디지털-아날로그 변환부와;
공급 전원을 제2 아날로그 송신신호에 의해 조절하여 출력하는 전원변조공급기와; 그리고,
반송파 신호가 입력되는 공통 쏘오스 증폭기와, 제1 아날로그 송신신호가 입력되는 공통 게이트 증폭기를 포함하며, 그 바이어스 전원단에 전원변조공급기의 출력이 인가되는 캐스코드 전력증폭기(cascode power amplifier);
를 포함하는 진폭변조송신장치.A transmission modulation control unit that receives digital binary transmission data, transforms the transition section into a sinusoidal transition form, and outputs a first modulated transmitting signal and a second modulated transmission signal; ;
a first digital-to-analog converter that converts the first modulated transmission signal into a first analog transmission signal and outputs it;
a second digital-to-analog converter that converts the second modulated transmission signal into a second analog transmission signal and outputs it;
a power modulation supply that adjusts the supplied power by a second analog transmission signal and outputs it; and,
A cascode power amplifier including a common source amplifier to which a carrier signal is input, a common gate amplifier to which a first analog transmission signal is input, and the output of a power modulation supply to the bias power terminal of the cascode power amplifier;
An amplitude modulation transmitting device comprising:
디지털 바이너리 송신 데이터가 이전 값을 유지하는 구간에서는 출력 신호도 이전 값을 유지하도록 변형하는 진폭변조송신장치.In claim 1, the transmission modulation control unit:
An amplitude modulation transmission device that transforms the output signal to maintain the previous value in the section where the digital binary transmission data maintains the previous value.
게이트에 반송파 신호가 입력되는 공통 쏘오스 증폭기와, 공통 쏘오스 증폭기의 드레인에 그 쏘오스가 연결되고 그 게이트에는 제1 아날로그 송신신호가 입력되는 공통 게이트 증폭기와, 일단은 공통 게이트 증폭기의 드레인에 연결되고 타단에는 전원변조공급기의 출력이 인가되는 송출부하를 포함하는 진폭변조송신장치.The method of claim 1, wherein the cascode power amplifier:
A common source amplifier to which a carrier signal is input to the gate, a common gate amplifier whose source is connected to the drain of the common source amplifier and the first analog transmission signal is input to the gate, and one end to the drain of the common gate amplifier. An amplitude modulation transmission device that is connected and includes a transmission load to which the output of a power modulation supply is applied to the other end.
룩업테이블(Look Up Table, LUT)을 참조하여 입력되는 디지털 송신 데이터의 천이 구간 데이터를 대응하는 정현파 천이 구간 데이터로 치환하는 펄스성형제어기를 포함하는 진폭변조송신장치.The method in claim 1, wherein the transmission modulation control unit:
An amplitude modulation transmission device including a pulse shaping controller that replaces transition section data of digital transmission data input with reference to a look up table (LUT) with corresponding sinusoidal transition section data.
펄스성형제어기의 출력을 지시에 따른 지연량만큼 지연시켜 출력하는 지연제어기와;
상기 펄스성형제어기의 출력과 지연제어기 중 선택된 하나를 제1 변조된 송신신호 혹은 제2 변조된 송신신호로 출력하는 이중 스위치(dual switch);
를 더 포함하는 진폭변조송신장치.The method in claim 4, wherein the transmission modulation control unit:
a delay controller that delays the output of the pulse forming controller by a delay amount according to instructions and outputs it;
A dual switch for outputting a selected one of the output of the pulse shaping controller and the delay controller as a first modulated transmission signal or a second modulated transmission signal;
An amplitude modulation transmitting device further comprising:
설정된 사양 모드에 따라 복수의 클럭 중 하나를 동작 클럭으로 공급하는 클럭 생성기와;
이진 데이터의 곱셈을 수행하는 곱셈기와;
상기 동작 클럭에 의해 동작하고, 룩업테이블에서 입력되는 디지털 송신 데이터의 천이 구간 데이터에 대응하는 정현파 천이 구간 데이터를 읽어 들여 설정된 사양모드에 따라 선택적으로 제1 값을 상기 곱셈기를 이용하여 곱하거나 제2값을 더하여 그 천이 구간 데이터를 치환하도록 출력하는 펄스성형제어기;
를 포함하는 진폭변조송신장치.The method in claim 1, wherein the transmission modulation control unit:
a clock generator that supplies one of a plurality of clocks as an operation clock according to a set specification mode;
a multiplier that performs multiplication of binary data;
It operates by the operation clock, reads sinusoidal transition section data corresponding to the transition section data of the digital transmission data input from the lookup table, and selectively multiplies the first value using the multiplier or the second value according to the set specification mode. A pulse shaping controller that adds values and outputs the information to replace the transition section data;
An amplitude modulation transmitting device comprising:
펄스성형제어기의 출력을 지시에 따른 지연량만큼 지연시켜 출력하는 지연제어기와;
상기 펄스성형제어기의 출력과 지연제어기 중 선택된 하나를 제1 변조된 송신신호 혹은 제2 변조된 송신신호로 출력하는 이중 스위치(dual switch);
를 더 포함하는 진폭변조송신장치.The method in claim 7, wherein the transmission modulation control unit:
a delay controller that delays the output of the pulse forming controller by a delay amount according to instructions and outputs it;
A dual switch for outputting a selected one of the output of the pulse shaping controller and the delay controller as a first modulated transmission signal or a second modulated transmission signal;
An amplitude modulation transmitting device further comprising:
게이트들에 반송파 신호와 반전된 반송파 신호(inverted carrier signal)가 입력되는 차동 공통 쏘오스 증폭기(differential common source amplifier)와, 차동 공통 쏘오스 증폭기의 드레인들에 그 쏘오스들이 연결되고 그 공통 게이트에는 제1 아날로그 송신신호가 입력되는 차동 공통 게이트 증폭기와, 양단은 차동 공통 게이트 증폭기의 드레인들에 연결되고 그 센터탭에는 전원변조공급기의 출력이 인가되는 1차측 코일을 포함하는 전송선 트랜스포머를 포함하는 진폭변조송신장치.
The cascode power amplifier of claim 1:
A differential common source amplifier to which a carrier signal and an inverted carrier signal are input to the gates, the sources are connected to the drains of the differential common source amplifier, and the common gate is connected to the drains of the differential common source amplifier. An amplitude comprising a differential common gate amplifier to which the first analog transmission signal is input, and a transmission line transformer including a primary coil whose both ends are connected to the drains of the differential common gate amplifier and to which the output of the power modulation supply is applied to the center tap. Modulation transmitting device.
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2022
- 2022-04-14 KR KR1020220046283A patent/KR102594456B1/en active IP Right Grant
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