KR960000932B1 - 과열방지 출력레벨 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

과열방지 출력레벨 제어회로

제1도는 종래의 원격제어 자동 출력레벨 제어회로의 블록도.

제2도는 본 발명의 원격제어 자동 출력레벨 제어회로도.

본 발명의 무선 고출력 증폭기에 관한 것으로, 특히 무선 고출력 증폭기의 온도과열보호회로를 가진 츨력레벨제어회로에 관한 것이다.

셀룰라 기지국 시스템에 송신출력 레벨조절을 운용하는 방법에는 통상 두가지가 있는데, 첫 번째는 셀단위내에서 기지국 자체적으로 음성채널의 송신출력레벨을 자동하는 조절하는 것이고, 두 번째는 교환국에서 해당 기지국의 송신 출력레벨을 원격 제어하는 것이다. 송신출력 레벨을 조절하는 것은 궁극적으로 변조된 음성 또는 데이터 신호를 무선으로 송신하는데 있어서 적합한 수준의 송신 출력 레벨을 유지하기 위함이다. 또한 인접 셀간의 RF(Radio Frequency)신호 간섭으로 인한 채널간의 혼신을 방지하고, 또한 불필요한 큰 송신 출력신호로 인한 전력난을 줄이며, 주위환경온도 상승에 따라 시스템이 과열되는 현상을 방지하기 위해서이다.

송신출력레벨을 조절하기 위해서는 무선 고출력 증폭기의 이득을 자동으로 제어한다, 그러므로 송신출력레벨이 적합한 수준이 되게 자동적으로 조절되고 결국은 무인화된 상태에서도 이동가입자와 고정가입자 간의 원만하고 안전한 정보 교환을 유지시킨다.

제1도는 종래의 기지국내 원격제어 자동출력레벨 제어회로의 블록도로서, 교환기에서의 원격제어를 받아 송신출력레벨을 조절한다.

제1도의 구성은, 입력되는 미약한 고주파 신호를 기준레벨의 고주파 신호로 증폭 출력하는 고출력 증촉기(10)와, 상기 고출력 증폭기(10)로부터 증폭된 고주파 신호를 방향성 결합기에 의해 미소량의 신호를 유기하고 나머지 신호는 안테나를 통하여 출력하는 신호 검출부(12)와, 상기 신호 검출부(12)에서 유기한 미소량의 신호를 정류기로 통해 직류전압으로 출력하는 검파기(14)와, 미리 여러개의 설정 기준전압 레벨을 유지하는 기준전압 분배부(18)와, 고주파 증폭기(10)의 주위온도가 시스템 규정과열 온도를 초과할 때 온도를 감지하여 신호를 출력하는 온도센서(20)와, 교환기에서 원격 송신된 원격 송신레벨 제어신호(Auto-CNT)에 응답하고 고주파 증폭기(10) 과열시 온도센서(20)에서 출력되는 신호를 고려하여 기준전압 분배부(10)의 미리 설정된 8개 레벨의 기준 출력전압중에 한 레벨의 기준 출력전압을 선택하여 출력하는 멀티플랙셔(22)와, 상기 검파기(14)로부터 출력되는 직류전압과 멀티플랙셔(22)로부터 출력되는 기준전압의 입력을 비교해 신호의 차이를 검출하고 그에 대응하는 고주파 출력레벨을 출력하여 고출력 증폭기(10)의 이득을 제어하는 고주파 출력레벨 제어부(16)로 이루어져 있다.

고주파신호(Radio Frequancy Signal)(RFi)는 고출력 증폭기(10)로 입력된다. 이때, 상기 고출력 증폭기(10)는 입력되는 미약한 고주파신호(RFi)를 소정량 증폭하여 송신에 필요한 고주파신호(AMP-RF)를 출력한다. 신호검출부(12)는 상기 고주파신호(AMP-RF)를 입력으로 방향성 결합기에 의해 미소신호(FS)를 유기하여 출력한다. 검파기(14)는 상기 미소신호(FS)의 신호를 입력으로 정류하여 직류전압(DET-V)를 출력한다. 고주파 출력 레벨제어부(16)는 상기 정류된 직류전압(DET-V)과 멀티플랙셔(22)에서 출력되는 기준전압 값(REF-V)을 비교하여 그 차이만큼의 신호값을 고출력 증폭기(10)로 출력한다. 이때, 상기 멀티플랙셔(22)로부터 출력되어 고주파 출력레벨 제어부(16)로 입력되는 기준전압(REF-V)의 출력 과정을 설명하기로 한다.

지금, 미리 8개 레벨의 기준출력 전압을 설정하고 있는 기준전압 분배부(18)와, 시스템이 과열될 때 과열된 온도를 감지하여 신호를 출력하는 온도센서(20)는 멀티플랙셔(22)의 입력단에 연결되어 있다. 상기 멀티플랙셔(22)는 원격 송신레벨 제어신호(Auto-CNT)에 응답하여 기준전압 분배부(10)의 미리 설정된 8개 레벨의 기준 출력전압 중에 한 레벨의 기준 출력전압을 선택하여 기준전압(REF-V)으로 고주파 출력제어부(16)에 출력한다.

한편, 제1도의 고주파증폭기(10)는 아주 미세한 반도체로 구성된 이진소자(실리콘)으로서 고출력을 내는 데 따른 높은 열이 발생하고 또한 외부환경의 변화에 따라서 온도가 상승할 수 있다. 이런 경우 반도체소자의 내부 구조가 열화에 따른 파괴 또는 노화가 발생한다. 따라서 이에 대한 예방책으로서 제1도에는 기준전압분배부(18)과 온도센서(20)가 포함되어 있다.

고출력을 낼때의 높은 열 발생 또는 외부온도 변화 등으로 고출력증폭기(10)가 과열되면 온도센서(20)는 이를 감지한다. 그후 감지한 신호를 멀티플랙셔(22)로 출력하여 멀티플랙셔(22)가 현재 출력하고 있는 기준 출력전압의 레벨을 낮추어지게 한다. 멀티플랙셔(22)에는 이니셜단자(initial button)(INH)가 접지되어 있어 멀티플랙셔(22)는 항상 인에이블(Enable)된 상태로 있다. 따라서 멀티플랙셔(22)에서는 고주파 증폭기(10)의 과열상태가 고려된 안정된 값의 기준전압(REF-V)이 출력되고 있다.

그러면 고주파 출력레벨 제어부(16)는 검파기(14)로부터 정류된 직류전압(DET-V)과 멀티플랙셔(22)로부터 출력되는 기준전압(REF-V)을 비교하여 그 차이만큼의 신호값을 고출력 증폭기(10)로 출력한다. 따라서 고출력 증폭기(10)로 출력된 기준전압(REF-V)와 검파기(14)로부터 출력되는 직류전압(DET-V)의 차이만큼의 신호를 입력으로 소정량 증폭하여 출력한다. 상기와 같이 고출력 증폭기(10)로 출력된 신호는 다시 신호 검출부(12), 검파기(14), 고주파 출력레벨 제어부(16), 그리고 다시 고출력 증폭기(10)의 순으로 피이드백(Feedback)시켜, 원격송신 레벨제어신호(Auto-CNT)에 응답하여 출력된 기준전압(REF-V)과 피이드백 (Feedback)된 직류전압(DET-V)의 차가 없어질 때까지, 자동이득조정(Automatic Gain Control; AGC) 회로를 형성한다. 상기 피이드백(Feedback)된 직류전압(DET-V)과 원격송신 레벨제어신호(Auto-CNT)와 기준전압(REF-V)간의 차가 없게 되면, 신호검출부(12)에서는 송신 고주파 신호(RFO)를 출력한다.

상기와 같은 종래의 고출력 증폭기 원격제어 자동출력레벨 제어회로는 하기와 같은 문제점 또는 단점이 있었다. 첫 번째로 열을 식히기 위한 팬(fan)이 고장나거나 또는 주위환경 및 내부의 과도한 열발생으로 고출력 증포기(10)가 과열될 때 그에 대한 온도 감지는 전적으로 온도센서에만 의존하고 있다는 단점이 있다. 비록 온도센서가 고장나지 않았다 하더라도 노후화 등에 기인한 내부 특성이 변화가 미리 정해진 온도지점에서 정확히 동작하지 못하게 된다.

둘째로, 멀티플랙셔(22)의 이니셜(initial)단자가 접지되므로 멀티플랙셔(22)가 항상 동작상태로 있어 문제가 발생된다. 멀티플랙셔(22)에 인가되는 원격 송신 레벨제어신호(Auto-CNT)가 이전값에서 변환되어 인가될 때 변환이전의 원격 송신레벨 제어신호(Auto-CNT)의 성분이 완전히 클레어(clear)되지 않는 경우가 발생된다는 것이다.

세번째로, 멀티플랙셔(22)로 인가되는 원격 송신레벨 제어신호(Auto-CNT)의 변환이 과도하게 발생시 그로 인해 스파크(spike)성 잡음과 함께 섞이어서 인가되는데 이때에는 멀티플랙셔(22) 회로를 손상시키는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 고주파 증폭기가 과열되었을 때 현재의 기준전압을 안정한 기준전압으로 자동적으로 절체되게 하여 고주파 증폭기의 과열을 방지하는 과열방지 출력레벨 제어회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 원격 송신레벨 제어신호의 인가에 따른 내부회로의 손상을 방지하는 출력레벨 제어회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 원격 송신레벨 제어신호의 인가에 따른 내부회로의 손상을 방지하는 출력레벨 제어회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고주파 증폭기 과열시 이를 가시적으로 표시하는 출력레벨 제어회로를 제공하는데 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 원격제어 자동 출력레벨 제어회로도로서, 자동이득 조정(Automatic Gain Control; AGC) 회로를 형성하는 수단들, 즉 제1도를 참조하면 고출력 증폭기(10), 신호 검출부(12), 검파기(14), 그리고 고주파 출력레벨 제어부(16)의구성을 생략하고 있고 있음을 유의해야 한다. 따라서 본 발명에 따른 원격제어 자동 출력레벨 제어회로는 제1도에는 도시되어 있으나 제2도에서 생략되고 상기 구성들을 포함하고 있음을 이해하여야 한다. 제2도에 도싣된 본 발명의 구성은 고주파 출력레벨 제어부(16)에 인가되는 기준전압(REF-V)을 제어하는 수단들로 이루어져 있다.

제2도를 참조하면, 송신제어신호부(30)는 멀티플랙셔(60)의 인에이블 동작을 제어한다. 원격 제어신호부(32)는 교환국의 원격제어에 의해 인가되는 원격 송신레벨제어신호(Auto-CNT)를 멀티플랙셔(60)로 출력한다. 설정 전압부(40)는 내부에 있는 더미스터의 온도 특성을 고려하여 전압을 설정한다. 더미스터 전압부(42)는 고주파 증폭기(10)의 주위온도에 따른 전압값을 출력한다. 차동증폭기(44)는 설정 전압부(40)로부터 출력되는 전압과 더미스터 전압부(42)로부터 출력되는 전압을 입력으로 차동증폭을 수행한다. 램프신호부(46)는 차동증폭기(44)로부터 출력되는 전압값에 응답하여 고출력 증폭기(10)의 과열시 LED 표시등을 발광하여 과열상태를 표시한다. 스텝 절체회로(48)는 램프신호부(46)로부터 출력되는 램프신호의 유무에 따라 절체제어를 수행한다. 기준전압 분배부(50)는 미리 여러단계의 기준전압 레벨로 설정되어 각 기준레벨이 멀티플랙셔(60)의 입력단에 연결되어 있다. 멀티플랙셔(60)는 원격제어신호부(32)로부터 출력되는 3비트 제어신호에 응답하여 기준전압 분배부(50)의 소정 기준전압을 선택하여 출력한다.

본 발명에 따른 원격제어 자동 출력레벨 제어회로에서 자동이득 조정(AGC) 회로를 형성하는 제1도의 고출력 증폭기(10), 신호 검출부(12), 검파기(14) 그리고, 고주파 출력레벨 제어부(16)의 동작은 종래의 동작과 동일하다. 따라서 고주파 출력레벨 제어부(16)로 인가되는 기준전압기준전압(REF-V)을 제어하는 부분의 동작을 상기제2도를 참조하여 상세히 설명한다.

송신제어신호부(30)는 입력되는 신호(ENA)를 직접 멀티플랙셔(60)의 입력단에 인가하여 고주파 출력레벨 제어부를 인에이블(Enable)시킨다. 그리고 교환국에서 제어된 스파크성 잡음이 섞인 신호가 입력되면 이를 정류하고 반전시켜서 안정된 신호(INT-S)를 입력하여 멀티플랙셔(60)를 리셋(Reset)(RST)시켜서 외부호로와 내부 제어회로 사이를 전기적으로 격리시켜 준다.

원격제어신호부(32)는 교환국에서 제어된 스파크성 잡음과 함께 입력되는 원격 제어신호(A,B,C)를 정류하고 반전시켜서 멀티플랙셔(60)의 3비트 제어신호 입력단(A',B',C')에 각각 안정된 원격송신 레벨 제어신호(Auto-CNT)를 인가한다.

설정전압부(40)는 더미스터 (THER)의 온도 특성을 고려하여 저항값을 설정되어 있으며 그에 대응하는 과열 설정전압(V_ref)이 차동증폭기(44)의 비반전입력단자(＋)으로 인가된다. 온도센서부(42)는 온도변화에 대한 양(positive)의 온도계수를 가진 더미스터(THER)를 포함하여 구성되며, 온도가 증가하면 저항값이 급격히 증가하여 전압이 증가하는 특성의 전압(Vther)이 차동증폭기(44)의 반전입력단자(-)에 인가된다. 차동증폭기(44)는 비반전입력단자(＋)로 설정전압부(40)로부터 출력되는 설정전압(V_ref)을, 반전입력단자(-)로 상기 온도센서부(42)로부터 출력되는 전압(Vther)을 입력받아 차동증폭하여 임의의 전압값(Vdif)을 출력한다.

램프신호부(46)는 차동증폭기(44)로 출력되는 임의의 전압값(Vdif)에 따라 고출력 증폭기(제1도의 10)가 과열되었을 때 LED 표시등을 동작시켜 전압(V_ACK)을 출력한다. 스텝절체회로(48)는 항상 F단자를 선택하고 있다가 상기 램프회로부(46)로부터 고출력증폭기(10)의 과열상태를 나타내는 전압(V_ACK)이 인가되면 G단자를 선택하게 된다. 기준전압 분배부(50)는 다르게 정해진 저항들에 의해 각기 다른 기준전압 레벨을 유지하고 있으며 각각의 기준전압 출력레벨은 멀리플랙셔의 입력단(X0∼X7)에 연결되어 있다. 이때 기준전압 출력레벨은 각 단계마다 4dB의 레벨차이로 유지한다. 멀티플랙셔(60)는 디지탈 제어 아날로그 스위칭 회로로서, 원격 제어신호부(32)로부터 출력되는 3비트 제어신호(Auto-CNT)에 응답하여서 기준전압 분배부(50)로부터 출력되는 하나의 기준전압을 선택하여 고주파 출력레벨 제어부(제1도의 16)로 기준전압(REF-V)을 출력한다.

본 발명에서 온도과열이 되지 않았을 때 즉, 정상 상태의 동작을 먼저 설명한다. 설정전압부(40)로부터 출력되는 설정전압(V_ref)은 차동증폭기(44)의 비반전입력단자(＋)에 입력되고, 온도센서부(42)로부터 출력되는 전압(V_ther)은 차동증폭기(44)의 반전입력단자(-)에 입력된다. 상기 차동증폭기(44)는 두 전압을 입력으로 차동증폭하여 출력하며 이때에는 램프신호부(46)의 전압과 동일한 레벨의 전압을 출력하므로 전류가 흐르지 않아 램프신호(V_ACK)가 출력되지 않는다. 이때, 스텝절체회로(48)는 항상 F단자를 유지한다. 따라서 멀티플랙셔(60)는 원격제어신호부(32)로부터 출력되는 원격송신 레벨제어신호(Auto-CNT)에만 응답하여 기준전압 분배부(50)의 한 기준전압 출력레벨을 선택하여 기준전압(REF-V)을 출력한다. 여기서, 멀티플랙셔(60)의 입력단자 (Xo)는 가장 낮은 출력레벨을 유지하고, 차례로 입력단자의 출력레벨은 4dB씩 증가하며 상기 멀티플랙셔(60)의 입력단자(X7)는 가장 높은 출력레벨을 유지한다.

다음으로 고주파 증폭기(10)가 과열되었을 때의 동작을 상세하게 설명한다.

멀티플랙셔(60)의 출력단의 기준전압출력이 가장 높은 출력레벨을 유지할 때 즉, 원격제어신호부(32)의 제어신호(Auto-CNT)에 의해 멀티플랙셔(60)의 X7의입력단자가 선택되고 있을 때 고출력 증폭기(10)가 과열이 된다.

설정전압부(40)로부터 출력되는 설정전압(V_ref)은 차동증폭기(44)의 비반전단자(+)에 입력되고, 고출력 증폭기(10)의 과열로 인해, 온도센서부(42)로부터 출력되는 전압(V_ther)은 급격히 증가하여 차동증폭기(44)의 반전단자(-)에 입력한다. 차동 증폭기(44)는 출력되는 두 전압을 입력으로 차동 증폭하여 0(zero) 전위에 가까운 전압(Vdif)을 추력한다. 그에 따라 램프신호부(46)은 전압(V_ACK)을 출력하여 LED 표시등을 동작시켜 시스템의 온도과열 상태임을 표시하고, 동시에 스탭 절체회로(48)로 전압(V_ACK)을 출력한다. 상기 스텝 절체회로(48)는 램프신호부(46)로부터 출력되는 온도과열 상태의 전압(V_ACK)을 입력으로 G단자로 스위칭된다. 그러면 H단자와 G단자와, 그리고 멀티플랙셔의 X7 입력단자로 이어지는 선로가 연결된다. 스텝 절체회로(48)가 G단로 스위칭됨에 따라 멀티플랙셔(60)는 온도과열 되기 전에 선택하고 있던 R7의 저항단자에서 R8의 저항단자로 자동적으로 절체되어서 기준전압 분배부(50)에서 가장 높은 전압 출력레벨을 유지하고 있던 기준전압을 한 단계(4dB) 낮은 전압 출력레벨의 기준전압(REF-V)을 출력한다. 따라서, 상기 낮아진 기준전압(REF-V)에 의하여 고주파 출력레벨을 낮추어져 온-과열로 인한 시스템 손상을 방지한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 고주파 증폭기가 과열되었을 때 현재의 기준전압을 안정한 기준전압으로 자동적으로 절체되게 하여 주어 고주파 증폭기의 과열을 방지하게 하고 과열상태를 가시적으로 표시하여 주어 관리자가 쉽게 관리하게 해주는 장점이 있다. 또한, 시스템의 열화로 인한 성능 저하를 방지하여 시스템의 수명을 연장할 뿐만 아니라 시스템의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 무선 고출력 증폭기 과열방지를 위한 출력레벨 제어회로에 있어서, 무선 송신출력레벨에 대응하는 다수의 기준전압레벨로 분배되어 있는 기준전압분배수단과, 상기 다수의 기준전압레벨에 입력단이 연결되고 교환기로부터 원격송신되는 원격송신 레벨 제어신호에 응답하여 하나의 기준전압레벨을 선택하여 출력하는 선택수단과, 무선 최대송신출력레벨 유지에 따른 상기 고출력 증폭기와 과열을 온도센서에서 검출한 값과 미리 설정된 기준전압간의 차에 근거하여 검출하고 과열검출신호를 출력하는 과열검출 수단과, 상기 과열검출신호에 응답하여 과열상태를 가시적으로 표시하는과열상태 표시수단과, 상기 과열검출신호에 응답하여 상기 선택된 하나의 기준전압레벨보다 소정 단계 낮은 기준전압레벨이 선택되게 기준전압레벨을 절체하는 절체수단으로 구성함을 특징으로 하는 출력레벨 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 원격송신 레벨 제어신호의 상태에 따라 상기 선택수단을 인에이블 또는 리셋시켜주는 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 출력레벨 제어회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 절체수단은 상기 과열검출신호에 응답하여 상기 선택된 하나의 기준전압레벨보다 한 단계 낮은 기준전압레벨이 선택되게 기준전압레벨을 절체하는 스텝절체회로임을 특징으로 하는 출력레벨 제어회로.