KR930010181B1 - Broadband amplifier having automatic gain control - Google Patents

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Abstract

The AGC wideband amplifier has low noise, low distortion characteristic through wideband using serial and parallel feedback structure. Radio frequency (RF) input signal is applied to a base of an amplifying transistor via a coupling condensor and an input impedance matching circuit comprising a coil (L1) and a condensor (C2). The amplified RF signal is fed back to a base of the amplifying transistor through resistors (R5,R1). Collector to emitter current of an AGC transistor is varied according to AGC signal level and pin diodes (D1,D2) are turned on or off according to collector to emitter current level which controls serial or parallel resistor value (R5 or Rp).

Description

자동이득 조절 광역 증폭회로Automatic Gain Control Wide Area Amplification Circuit

제 1 도는 종래의 AGC 광역 증폭 회로도.1 is a conventional AGC wide amplification circuit diagram.

제 2 도는 본 발명 회로의 개념도.2 is a conceptual diagram of the circuit of the present invention.

제 3 도는 본 발명 회로의 구체적인 회로 구성도.3 is a specific circuit diagram of a circuit of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

Q1: 증폭 트랜지스터 Q2: AGC 트랜지스터Q 1 : Amplifying Transistor Q 2 : AGC Transistor

D1: 제 1 핀 다이오드 D2: 제 2 핀 다이오드D 1 : first pin diode D 2 : second pin diode

R1: 병렬 궤환 저항 R5: 직렬 궤환 저항R 1 : parallel feedback resistor R 5 : series feedback resistor

R6,R7: 콜렉터 저항 C4,C5: DC블로킹 콘덴서R 6 , R 7 : collector resistor C 4 , C 5 : DC blocking capacitor

본 발명은 유선 TV튜너등의 고주파 회로에 적용되는 RF증폭회로에 관한 것으로, 특히 AGC신호에 따라 제어되는 핀 다이오드에 의한 직, 병렬 궤환을 통하여 저잡음지수특성, 저 왜곡특성 및 광대역 특성을 보장하게 되는 자동이득조절(AGC) 광역 증폭 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an RF amplification circuit applied to a high frequency circuit such as a wired TV tuner, and in particular, to ensure low noise index characteristics, low distortion characteristics and broadband characteristics through a series and parallel feedback by a pin diode controlled in accordance with the AGC signal Automatic gain control (AGC) wide area amplification circuit.

최근 TV방송 채널, 특히 유선 방송 채널의 수가 급증함에 따라 이를 수신하기 위한 유선 TV세트 또는 일반 TV세트의 튜너도 그 증가된 채널 주파수를 전부 커버하기 위해서는 광대역으로 설계되어야 하며, 또한 광대역 튜너 내부의 AGC되는 고주파(RF) 증폭회로도 광대역으로 설계되어야 한다.As the number of TV broadcasting channels, especially cable broadcasting channels, has increased recently, the tuner of a wired TV set or a general TV set for receiving them has to be designed to be wideband to cover all of the increased channel frequencies. Also, the AGC inside the broadband tuner High frequency (RF) amplification circuits must also be designed with wide bandwidth.

제 1 도는 종래의 AGC가능한 RF증폭회로 구성도로서, RF입력 신호(RFi)를 증폭하는 궤환 증폭회로(3)와 AGC전압신호에 따라 상기 궤환 증폭회로(3)의 RF출력신호의 이득을 제한하는 신호 감쇄 회로(4)를 포함한다.1 is a schematic diagram of a conventional AGC capable RF amplifier circuit, in which a gain of an RF output signal of the feedback amplifier circuit 3 is limited according to an AGC voltage signal and a feedback amplifier circuit 3 that amplifies an RF input signal RFi. A signal attenuation circuit 4 to be included.

이와 같은 종래의 AGC RF증폭회로는 상기 궤환 증폭회로(3)의 증폭트랜지스터(T1)에 의해 궤환 증폭된 RF신호가 AGC전압으로 제어되는 트랜지스터(T2)의 콜렉터 및 에미터 전류 변화를 좆아 저항값이 변화되는 핀 다이오드(P1,P2)에서 직접 감쇄되어 출력되므로, 여기에서 신호 손실이 나타나기 때문에 노이즈 특성, 즉 잡음 지수 특성 저하를 피할 수 없다.The conventional AGC RF amplification circuit tracks changes in the collector and emitter currents of the transistor T 2 in which the RF signal feedback-amplified by the amplifying transistor T 1 of the feedback amplifying circuit 3 is controlled to AGC voltage. Since the attenuation is directly output from the pin diodes P 1 and P 2 in which the resistance value is changed, noise loss, that is, noise figure deterioration, is inevitable because signal loss appears here.

특히, 상기 궤환 증폭회로(3)에 사용되는 광대역 증폭 트랜지스터(T1)는 ft(에미터 접지 증폭회로의 이득 대역폭적 : 이득을 크게하면 대역폭이 좁아지고 반대로 대역폭을 넓히면 이득이 저하된다)와 Ic(콜렉터 전류)가 큰 바이폴라 트랜지스터로서, Ic를 변경하더라도 ft가 극히 작게 변동하는 특성을 지녀야만 신호 왜곡을 최소화시킬 수 있게 된다. 그러므로 광대역 증폭회로에서는 일반적인(비교적 협대역의) 증폭회로에서와 같이 Ic를 변경하여 이득을 조절할 수 없다. 즉, Ic 변경을 통하여 광대역 궤환 증폭회로의 이득을 AGC하는 경우 신호왜곡을 피할 수 없게 된다.In particular, the wideband amplifying transistor T 1 used in the feedback amplifier circuit 3 has ft (gain gain bandwidth of the emitter ground amplifier circuit: the larger the gain, the narrower the bandwidth, and conversely, the wider the bandwidth, the lower the gain). As a bipolar transistor with a large Ic (collector current), even if Ic is changed, ft must have an extremely small characteristic to minimize signal distortion. Therefore, in the wideband amplification circuit, the gain cannot be adjusted by changing Ic as in the conventional (relative narrowband) amplification circuit. That is, when AGC gain of the wideband feedback amplifier circuit through the change of Ic, signal distortion cannot be avoided.

본 발명의 목적은 고주파 신호의 AGC증폭시 광대역에 걸쳐 저잡음, 낮은 의율을 얻을 수 있는 자동이득 조절광역 증폭회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic gain control wide area amplification circuit capable of obtaining a low noise and a low rate over a wide band when AGC amplification of a high frequency signal.

이하 첨부한 도면에 기초하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described based on the accompanying drawings.

제 2 도는 본 발명 개념을 쉽게 이해할 수 있는 등가궤환증폭회로도로서, RF 입력신호(RFi)를 증폭하는 증폭 트랜지스터(Q1)의 베이스와 콜렉터 사이에는 직렬궤환 저항(R5)이 마련되고, 상기 증폭 트랜지스터(Q1)의 에미터와 그라운드 사이에는 병렬 궤환 저항(Rp)이 마련되며, 이들 직, 병렬 궤환 저항(R5,Rp)는 가변됨을 보이고 있다.2 is an equivalent feedback amplification circuit diagram in which the concept of the present invention can be easily understood. A series feedback resistor R 5 is provided between a base and a collector of an amplifying transistor Q 1 for amplifying an RF input signal RFi. The parallel feedback resistor R p is provided between the emitter and the ground of the amplifying transistor Q 1 , and the parallel feedback resistors R 5 and R p are variable.

이러한 등가 직,병렬 궤환 증폭회로의 구체적인 실시예를 제 3 도에 보이고 있다.FIG. 3 shows a specific embodiment of such an equivalent series and parallel feedback amplifier circuit.

여기에서 참고되는 바와 같이 코일(L1)과 콘덴서(C2)에 의한 매칭회로를 통한 RF입력신호(RFi) 증폭트랜지스터(Q1)의 베이스 측으로 입력되게 구성한다. 상기 증폭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터측에는 회로전압(B+)이 인가되는 콜렉터 저항(R6)을 연결하고, 또한 상기 콜렉터 저항(R6)을 통한 회로 전압(B+)은 직렬 궤환 저항(R5)을 거쳐 저항(R4,R2)으로 분압되어 상기 증폭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 DC바이어스로 제공되게 구성한다.As referred to herein, it is configured to be input to the base side of the RF input signal RFi amplifying transistor Q 1 through a matching circuit by the coil L 1 and the capacitor C 2 . The collector resistor R 6 to which the circuit voltage B + is applied is connected to the collector side of the amplifying transistor Q 1 , and the circuit voltage B + through the collector resistor R 6 is a series feedback resistor R 5. And divided by resistors R 4 and R 2 to provide a DC bias to the base of the amplifying transistor Q 1 .

상기 증폭 트랜지스터(Q1)의 에미터측에는 RF바이패스 콘덴서(C7)에 직렬로 연결된 제 2 핀 다이오드(D2) 캐소드측과 바이어스 저항(R1)을 공통으로 하여 연결한다.An emitter side of the amplifying transistor Q 1 is connected in common with a second pin diode D 2 cathode side connected in series to an RF bypass capacitor C 7 and a bias resistor R 1 .

한편 AGC 전압 신호로 구동하는 AGC 트랜지스터(Q2)의 에미터 전류는 상기 제 2 핀 다이오드(D2)의 애노드-캐소드와 바이어스 저항(R1)을 통하여 그라운드로 흐르게 연결하고, 상기 AGC트랜지스터(Q2)의 콜렉터에는 콜렉터 저항(R7)을 통한 회로전압(B+)이 인가되게 연결한다.Meanwhile, the emitter current of the AGC transistor Q 2 driven by the AGC voltage signal is connected to the ground through the anode-cathode of the second pin diode D 2 and the bias resistor R 1 , and the AGC transistor ( Q 2 ) is connected to the collector so that the circuit voltage (B +) through the collector resistor (R 7 ) is applied.

상기 증폭 트랜지스터(Q1) 및 AGC트랜지스터(Q2)의 각 콜렉터 출력단에는 각각 제 1 핀 다이오드(D1)의 캐소드 및 애노드를 연결하여, 양 트랜지스터(Q1,Q2)의 콜렉터 전류차에 의해 상기 제 1 핀 다이오드(D1)의 저항값이 변화하도록 구성하고, 상기 제 1 핀 다이오드(D1)의 저항값과 직렬 궤환 저항(R5)은 콘덴서(C5)에 의해 AC적으로 합성되게 구성하고, 상기 콘덴서(C5)를 통하여 AC적으로 합성된 제 1 핀 다이오드(D1)와 저항(R5)의 합성 저항 값은 콘덴서(C4)를 통하여 증폭트랜지스터(Q1)의 콜렉터 RF출력 신호가 에미터 측으로 궤환되게 구성한다. 여기에서 설명되지 않은 콘덴서(C1,C3,C6)은 DC블로킹용이고, 코일(L2,L3,L4)는 AC블록킹용이다.Each cathode output terminal of the amplifying transistor Q 1 and the AGC transistor Q 2 is connected to a cathode and an anode of a first pin diode D 1 , respectively, to the collector current difference of both transistors Q 1 and Q 2 . The resistance value of the first pin diode (D 1 ) is changed so that the resistance value of the first pin diode (D 1 ) and the series feedback resistor (R 5 ) are AC by the capacitor (C 5 ). configured to be synthesized, and the combined resistance value of the amplifier transistor (Q 1) through the capacitor (C 4) of the first pin diode (D 1) and resistor (R 5) synthesized by the AC enemy through said capacitor (C 5) The collector RF output signal is fed back to the emitter side. The capacitors C 1 , C 3 , C 6 , which are not described herein, are for DC blocking and the coils L 2 , L 3 , L 4 are for AC blocking.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.

먼저 AGC트랜지스터(Q2)와 제1,2핀 다이오드(D1,D2)를 무시하면, 증폭트랜지스터(Q1)의 베이스에는 AC성분 블로킹 코일(L4)과 콜렉터 저항(R6)과 직렬궤환저항(R5)과 RF(AC성분) 블로킹 코일(L2)을 통한 회로전압(B+)이 저항(R4,R2)으로 분압되어 인가되고 있고, 그의 에미터 측에는 병렬 궤환 저항(R1)이 전류 바이패스를 형성하고 있어, 상기 트랜지스터(Q1)는 DC적으로 바이어스 된다.First, if the AGC transistor Q 2 and the first and second pin diodes D 1 and D 2 are ignored, an AC component blocking coil L 4 and a collector resistor R 6 may be formed at the base of the amplifying transistor Q 1 . The circuit voltage B + through the series feedback resistor R 5 and the RF (AC component) blocking coil L 2 is divided and applied to the resistors R 4 and R 2 , and the parallel feedback resistor ( R 1 ) forms a current bypass, so that the transistor Q 1 is DC biased.

따라서 커플링 콘덴서(C1)를 통하여 입력되는 RF입력신호(RFi)가 코일(L1) 및 콘덴서(C2)를 이루어진 하이엔드(High end) 주파수 밴드의 입력 매칭 회로와 커플링 콘덴서(C3)를 거쳐 상기 증폭 트랜지스터(Q1)의 베이스측으로 제공되면, 그 입력신호(RFi)는 상기 증폭트랜지스터(Q1)의 콜렉터 측에 나타나게 되며, 이러한 증폭 트랜지스터(Q1)의 RF출력은 에미터측의 병렬 궤환 저항(R1)과 RF신호패스 콘덴서(C4)를 갖는 콜렉터-베이스측의 직렬 궤환 저항(R5)을 통하여 직,병렬 궤환 증폭되어 출력된다.Therefore, the RF input signal RFi input through the coupling capacitor C 1 is an input matching circuit and a coupling capacitor C of a high end frequency band formed of a coil L 1 and a capacitor C 2 . Once through 3) provided to the base of the amplifying transistor (Q 1), the input signal (RFi) is displayed on the collector side of the amplification transistor (Q 1), RF output of such an amplifier transistor (Q 1) is the emitter Serial and parallel feedback amplification and output through the collector-base side feedback resistor R 5 having the parallel feedback resistor R 1 on the rotor side and the RF signal path capacitor C 4 .

이와 같은 조건에서 AGC트랜지스터(Q2)와 제1,2핀 다이오드(D1,D2)를 고려한다면, AGC신호 전압의 크기에 따라 AGC트랜지스터(Q2)의 콜렉터-에미터 전류가 변화하게 되는데, 만일 AGC신호 전압이 크면 제 2 핀 다이오드(D2)에 전류가 흐르게 되어 그의 병렬궤환 저항값(Rp)이 줄어들게 된다. 이에 따라 제 2 핀 다이오드(D2)의 병렬궤환 저항값(Rp)과 병렬궤환 저항(R1)의 합성 궤환 저항값이 줄어들어 병렬궤환에 의한 이득이 증가하게 된다.Considering the AGC transistor Q 2 and the first and second pin diodes D 1 and D 2 under such conditions, the collector-emitter current of the AGC transistor Q 2 changes according to the magnitude of the AGC signal voltage. If the AGC signal voltage is large, a current flows in the second pin diode D 2 , thereby reducing its parallel feedback resistance value R p . Accordingly, the combined feedback resistance value of the parallel feedback resistance R p and the parallel feedback resistor R 1 of the second pin diode D 2 is reduced, so that the gain due to the parallel feedback is increased.

이때 AGC트랜지스터(Q2)의 콜렉터 전위는 증폭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전위보다 낮아지게 되므로 제 1 핀다이오드(D1)에는 전류가 흐르지 않게되어 그의 직렬 궤환 저항값(RS)이 커지게 된다. 이에 따라 직렬궤환저항(R5)과 제 1 핀 다이오드(D1)의 저항값(Rs)에 의한 합성 직렬 궤환량이 증가하며 이득이 증가하게 된다.At this time, the collector potential of the AGC transistor (Q 2) may be there is no current flow increases his series feedback resistance (R S), so lower than the collector potential of the amplifying transistor (Q 1) a first pin diode (D 1) do. Accordingly, the combined series feedback amount due to the resistance value R s of the series feedback resistor R 5 and the first pin diode D 1 increases and the gain increases.

결국 AGC신호전압이 크면 증폭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에서 출력되는 RF출력신호(RFO)의 총 이득이 증가하게 된다.As a result, when the AGC signal voltage is large, the total gain of the RF output signal RF O output from the collector of the amplifying transistor Q 1 increases.

이와는 반대로, AGC트랜지스터(Q2)에 제공되는 AGC신호 전압이 낮으면, 제 1 핀다이오드(D1)에 흐르는 전류는 증가하게 되고 제 2 핀 다이오드(D2)에 흐르는 전류는 감소하게 되므로, 제 1 핀 다이오드(D1)에 의한 직렬궤환 저항값(Rs)은 줄어들고 제 2 핀 다이오드(D2)에 의한 병렬궤환 저항값(Rp)은 증가된다.On the contrary, when the AGC signal voltage provided to the AGC transistor Q 2 is low, the current flowing through the first pin diode D 1 increases and the current flowing through the second pin diode D 2 decreases. The series feedback resistance value R s by the first pin diode D 1 is reduced and the parallel feedback resistance value R p by the second pin diode D 2 is increased.

이에 따라 증폭 트랜지스터(Q1)의 에미터측의 병렬부 궤환량이 증가하게 되고 그의 콜렉터-베이스간 직렬궤환량이 줄어들어 전체적으로 이득이 낮아지게 된다.As a result, the parallel part feedback amount on the emitter side of the amplifying transistor Q 1 is increased, and its collector-base series feedback amount is reduced, so that the overall gain is lowered.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 AGC되는 RF신호의 광대역 증폭회로를 구축할 때 AGC신호 전압 크기에 따라 그 궤환량이 핀 다이오드에 의해 조절되어 궤환되게 함으로써, 기존의 회로와 같이 AGC된 RF신호가 다시 핀 다이오드에 의해 직접 감쇄되게 함으로써 나타났던 신호 왜곡, 노이즈 유입등의 특성 저하를 방지할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, when constructing a wideband amplification circuit of the AGC RF signal, the feedback amount is adjusted by the pin diode according to the magnitude of the AGC signal voltage, and the feedback is performed again. By directly attenuating by the pin diode, it is possible to prevent degradation of characteristics such as signal distortion and noise inflow.

Claims (1)

증폭트랜지스터(Q1)와 AGC트랜지스터(Q2)의 각 베이스에는 RF입력신호와 AGC전압 신호가 인가되게 연결하고, 그들의 각 콜렉터에는 각각의 콜렉터 저항(R6,R7)을 통한 회로 전압(B+)이 인가되게 연결하고, 그들의 각 에미터에는 병렬궤환저항(R1)과 RF바이패스 콘덴서(C7)를 연결하고, 상기 증폭 트랜지스터(Q1)과 AGC트랜지스터의 양 콜렉터 단 사이와 양 에미터단 사이에는 각각 제 1 핀다이오드(D1)와 제 2 핀다이오드(D2)를 연결하고, 상기 증폭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전압은 직렬 궤환저항(R5)를 거쳐 그의 베이스 분압 저항(R4,R2)으로 분압된 후 베이스 바어스로 제공되게 연결하고, 상기 증폭트랜지스터(Q1)와 AGC트랜지스터(Q2)의 양콜렉터 전위차에 따라 변화하는 제 1 핀다이오드(D1)의 직렬궤환저항 값(Rs)을 거친 궤환 신호는 DC블로킹 콘덴서(C5)에 의해 상기 직렬저항(R5)을 거친 궤환신호와 합성된 후 DC블로킹 콘덴서(C4)를 더 통하여 증폭트랜지스터(Q1)의 입력측으로 직렬궤환되게 연결하고, 상기 AGC트랜지스터(Q2)의 에미터 전류에 따라 변화하는 제 2 핀 다이오드(D2)의 병렬궤환 저항값(Rp)을 거친 궤환신호는 RF블로킹 콘덴서(C7)에 의해 상기 병렬궤환저항(R1)을 통한 궤환신호와 합성된 후 상기 증폭트랜지스터(Q1)의 입력측으로 병렬궤환되게 연결하여 상기 증폭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 측에서 AGC된 RF출력신호가 얻어지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 자동이득 조절 광역 증폭회로.The RF input signal and the AGC voltage signal are connected to each base of the amplifying transistor Q 1 and the AGC transistor Q 2 , and the circuit voltages through the respective collector resistors R 6 and R 7 are connected to the respective collectors. B +) is applied, and each emitter is connected with a parallel feedback resistor (R 1 ) and an RF bypass capacitor (C 7 ), and between and between the collector terminals of the amplifying transistor (Q 1 ) and AGC transistor. The first pin diode D 1 and the second pin diode D 2 are respectively connected between the emitter stages, and the collector voltage of the amplifying transistor Q 1 passes through a series feedback resistor R 5 , and the base voltage divider resistor thereof. A first pin diode (D 1 ) which is divided by (R 4 , R 2 ) and connected to be provided to a base bias, and varies according to the difference in the positive collector potential of the amplifying transistor (Q 1 ) and the AGC transistor (Q 2 ) a series of feedback resistance (R s) via a feedback signal is DC-blocking cone Standing (C 5) the series resistor (R 5) via the feedback signal and then synthesized via the DC blocking capacitor (C 4) The amplification transistor (Q 1) in series feedback to be connected to the input side of the by, and the AGC transistor The feedback signal passing through the parallel feedback resistance value R p of the second pin diode D 2 that changes according to the emitter current of (Q 2 ) is transferred to the parallel feedback resistor R 1 by an RF blocking capacitor C 7 . ) automatically, characterized in that configuring the RF output signal AGC from the collector side so as to obtain the feedback signal and the synthesized after the connected in parallel feeds back to the input side of the amplifying transistor (Q 1), wherein the amplifying transistor (Q 1) through the Gain Control Wide Area Amplification Circuit.
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