KR960012500B1

KR960012500B1 - 케이블 텔레비젼용 증폭회로

Info

Publication number: KR960012500B1
Application number: KR1019940003966A
Authority: KR
Inventors: 정진휘; 변상기
Original assignee: 김정덕
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1996-09-20
Also published as: KR950026250A

Abstract

요약 없음.

Description

케이블 텔레비젼용 증폭회로

제1도는 종래 상용화된 케이블 텔레비젼용 증폭회로의 구성도.

제2도는 종래의 다른 케이블 텔레비젼용 증폭회로의 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 케이블 텔레비젼용 증폭회로의 구성도.

제4도는 (가)에서 (다) 및 제5도는 본 발명에 따른 증폭회로의 동작 및 실시예를 도시한 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명

T1a, b : 제1트랜지스터T2a, b : 제2트랜지스터

Rx1, 2 : 비선형왜곡 개선용 저항R5a, b : 루프용 저항

C5a, b : 캐패시터21 : 전류분배회로

22 : 정전류원23 : LED

24 : 제너다이오드

본 발명은 케이블 텔레비젼(CATV)에 적용되는 증폭회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트랜지스터의 비선형왜곡(nonlinear distortion) 특성을 개선하고, 트랜지스터의 순방향 전달컨덕턴스(gm)의 가장 선형적인 부분을 동작점으로 취할 수 있는 것을 특징으로 한 케이블 텔레비젼용 증폭회로에 관한 것이다.

최근에, 고감도의 안테나로 수신한 양질의 방송 텔레비젼 신호등을 동축케이블등의 광대역 전송로를 이용하여 각 가정의 수신기에 분배하거나, 더 나아가 텔레비젼 방송의 재송신뿐만 아니라 자주적인 방송이나 컴퓨터와의 접속으로 다채로운 정보제공을 가능하게 하는 케이블 텔레비젼(이하 CATV라 칭한다)이 주목을 받고 있다.

상기와 같은 CATV는 광대역 고주파증폭기를 필수구성요소로 포함하는데, 이 광대역 고주파증폭기는 넓은 영역에 걸쳐서 일정한 이득과 이 이득조정 범위내에서 왜곡을 작게 유지하는 것에 의해 특징지워진다. 이와 같은 증폭기의 한 형태는 푸쉬-풀(push-pull) 접속으로 배열되면서 캐스코드(cascode) 접속된 트랜지스터의 두쌍을 포함하고 있는 것이 일반적이다.

상기의 푸쉬-풀 접속으로 배열되면서 캐스코드 접속된 트랜지스터의 두쌍을 갖는 증폭회로를 첨부된 도면을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

제1도는 CATV용 증폭회로도로서 모토롤라(Motorola ; 미국), 필립스(Philips ; 네덜란드)에서 상용화되어 공지된 1단 캐스코드 푸쉬-풀 증폭회로도이며, 제2도는 미국특허 제4,112,386호에 개시되어 공지된 피드백(feedback) 보상회로가 개량된 증폭회로이다.

제2도는 제1도의 1단 캐스코드 푸쉬-풀 증폭회로를 기본으로 한 증폭회로도이다. 즉, 제2도는 제1도의 피드백(feedback)회로부(9a)(9b)를 다소 변경하였으며, 캐패시터(C5a)(C5b), 저항(R5, 6, 7) 및 전원공급원을 배제하였고, 인덕턴스(L1a)(L1b)를 더 추가하였다.

제2도를 참조하면, 증폭회로는 두개의 푸쉬-풀 캐스코드 연결된 증폭부(10a)(10b)를 포함한다. 각 캐스코드 증폭부(10a)(10b)는 베이스 접지된 트랜지스터(T2a)(T2b)의 에미터에 연결된 콜렉터를 갖으며, 에미터접지되어 신호입력용으로 접속된 트랜지스터(T1a)(T1b)를 구비한다. 즉, 상기 트랜지스터들은 통상적인 저잡음, 고이득 캐스코드접속을 목적으로 배열된다. 인덕턴스(L1a, b)와 캐패시터(C1a, b)는 동작이득선택의 비교적 넓은 범위에 걸쳐 각 캐스코드 증폭기(10a)(10b)를 안정화시키기 위해 사용된다. 이와 같이 구성된 종래 증폭회로는 광대역 주파수응답을 제공하며, 그리고 증폭기의 안정성, 입출력 임피던스 또는 주파수응답을 회생하거나 또는 극단적으로 수정함이 없이 회로 매개변수의 일부를 바꿈으로써 이득을 수정할 수 있다.

그러나, 전술한 제1도 및 제2도의 증폭회로는 비선형임피던스에 의한 비선형왜곡에 대한 개선점 및 대책이 충분하지 않아 고주파 영역과 대신호(large signal)시의 전기적 특성이 저주파 영역과 소신호(small signal)상태의 응답특성 보다 악화되어 광대역 증폭회로로서의 특성을 충분히 만족시키지 못하고 있다. 또한, 전체 입출력 특성에서 2개의 트랜지스터가 1개의 동작소자처럼 직렬연결된 캐스코드회로에서는 최적의 임피던스 매칭(matching)기능과 선형성을 함께 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비선형왜곡 특성을 개선하며 최적의 임피던스 매칭(matching)과 선형성을 동시에 만족시킬 수 있는 CATV용 증폭회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 CATV용 증폭회로는, 제1, 제2캐스코드 증폭부 각각이 푸쉬-풀 접속된 입출력 포트를 가지는 CATV용 증폭회로에 있어서, 상기 제1, 제2캐스코드 증폭부의 각각은 에미터접지된 제1트랜지스터와 베이스접지된 제2트랜지스터를 포함하며, 상기 제1, 제2캐스코드 증폭부 각각의 상기 제1트랜지스터의 콜렉터가 그곳에 포함된 상기 제2트랜지스터의 에미터에 연결되며 ; 상기 제1, 제2캐스코드 증폭부의 각각은 상기 제1트랜지스터의 에미터와 상기 제2트랜지스터의 베이스 사이에 추가적인 바이어스(bias) 수단과, 상기 제2트랜지스터의 에미터에서 베이스로 결과적으로 루프(loop)를 형성하는 루프 수단을 마련하고 있는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 CATV용 증폭회로의 실시예를 상세히 설명한다.

제3도를 참조하면, 본 발명에 따른 CATV용 증폭회로는 제1도에 도시된 종래 증폭회로인 푸쉬-풀 구성과 피드백 회로(9a)(9b)등과는 상관없이 캐스코드동작의 개선을 위해 제1, 제2캐스코드회로를 구성하는 제1트랜지스터(T1a)(T1b)의 각 에미터와 제2트랜지스터(T2a)(T2b)의 각 베이스에 직접 연결된 저항(Rx1, Rx2)과, 제2트랜지스터(T2a)(T2b)의 각 베이스와 에미터 사이에 저항(R5a)(R5b)이 추가로 부가되어 연결되었다. 이 저항(R5a)(R5b)은 상기 베이스와 에미터 사이에서 루프를 형성하고 있다. 그리고, 캐패시터(C5a)(C5b)가 저항(Rx1)(Rx2)와 병렬로 연결되어 부가되었다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 CATV용 증폭회로의 작용 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.

제3도를 참조하면, 각 캐스코드회로 자체의 비선형임피던스(nonlinear impedance)로 흐르는 신호를 바이어싱(biasing)하는 저항(Rx1)(Rx2)을 통해 피드백시켜 각 제2트랜지스터(T2a)(T2b)의 베이스와 연결하여 비선형임피던스의 영향을 상쇄한다. 이때, 전류신호를 바이어싱하며 피드백 경로를 구성하는 저항(Rx1)(Rx2)은 반드시 수동소자인 저항으로 할 필요는 없으며, 바이어싱하고 피드백경로를 구성할 수 있는것, 예를들면 정전류원(22)(제4도(가)), LED(23)(제4도(나)), 제너다이오드(24)(제4도(다)) 또는 상기의 기능을 하는 다른 소자(device)의 어느 하나로 하여도 상관없다. 그리고, 저항(Rx1)(Rx2)과 병렬로 연결되어 있는 캐패시터(C5a)(C5b)는 피드백되는 신호에 의해 신호특성이 변조(modulation)되는 것을 방지한다.

이와 같이 동작하는 원리가 제4도(가)에 도시되어 있는데, 제4도(가)는 컬렉터-에미터간 비선형임피던스(Zce), 컬렉터-베이스간 비선형임피던스(Zcb)로 흐르는 전류신호(ice, icb) 및 그 경로를 나타내고 있다. 여기서, 비선형임피던스(Zce)(Zcb)는 실직적으로 트랜지스터 내부에 존재하는 가상적인 임피던스로서 설명을 쉽게 하기 위해 외부에 도시한 것이다.

즉, 보통의 캐스코드회로의 출력임피던스는 트랜지스터의 컬렉터-베이스간 임피던스(Zcb)와 유사한 값을 갖게 되고, 이것은 컬렉터-베이스간 임피던스(Zcb)가 컬렉터-에미터간 임피던스(Zce)보다 큰 일반적인 에미터 접지회로보다는 비선형임피던스의 영향을 적게 받게 된다. 이러한 캐스코드회로의 특성에 대해 본 발명에서는 에미터접지회로의 에미터(20e)에 베이스 접지회로의 베이스(20b)전류(icb)를 피드백시킴으로써 트랜지스터의 임피던스(Zcb, Zce)가 비선형이더라도 비선형임피던스에 의한 비선형왜곡을 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 제3도 및 제5도를 참조하면, 본 발명에 따른 CATV용 증폭회로의 저항(R5a)(R5b)에 의해 형성된 루프(loop)는 캐스코드회로 구성에서 에미터접지로 동작하는 트랜지스터(T1a)(T1b)와 베이스 접지로 동작하는 트랜지스터(T2a)(T2b)의 동작전류 Ix+I 및 Ix를 차별화하여 출력부를 구동하는 베이스접지 트랜지스터(T2a)(T2b)의 부하를 경감시켜 주면서도 에미터접지로 동작하는 트랜지스터(T1a)(T2a)에는 가장 직선성이 좋은 영역의 전달컨덕턴스(gm)를 갖도록 할 수 있다. 즉, 저항(R5a)에 의해 전류분배회로(21) 및 루프가 형성되고, 전원공급선(Vcc)의 전류가 분배되는 것이다. 따라서, 전체 캐스코드회로가 직선성이 개선되면서도 부하 구동능력이 좋아지게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 CATV용 증폭회로는 기존의 CATV용 증폭회로 보다 비선형왜곡 특성이 개선되어 넓은 주파수대역과 대신호 영역에서의 직선성이 향상되는 이점과, 트랜지스터의 구동시 직선성이 좋은 영역의 전달컨덕턴스(gm)를 선택할 수 있어 전체 회로의 직선성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Claims

제1, 제2캐스코드 증폭부 각각이 푸쉬-풀 접속된 입출력 포트를 가지는 케이블 텔레비젼용 증폭회로에 있어서, 상기 제1, 제2캐스코드 증폭부의 각각은 에미터접지된 제1트랜지스터와 베이스접지된 제2트랜지스터를 포함하며, 상기 제1, 제2캐스코드 증폭부 각각의 상기 제1트랜지스터의 콜렉터가 그곳에 포함된 상기 제2트랜지스터의 에미터에 연결되며 ; 상기 제1, 제2캐스코드 증폭부의 각각은 상기 제1트랜지스터의 에미터와 상기 제2트랜지스터의 베이스 사이에 직렬로 직접연결된 바이어스 수단 ; 및 상기 제2트랜지스터의 에미터에서 베이스로 루프(loop)를 형성하는 루프 수단을 마련하고 있는 것을 특징으로 하는 케이블 텔레비젼용 증폭회로.
제1항에 있어서, 상기 임피던스 수단에 신호변조의 방지를 위해 병렬로 캐패시터를 연결한 것을 특징으로 하는 케이블 텔레비젼용 증폭회로.
제1항에 있어서, 상기 바이어스 수단이 정전류원인 것을 특징으로 하는 케이블 텔레비젼용 증폭회로.
제1항에 있어서, 상기 바이어스 수단이 제너다이오드인 것을 특징으로 하는 케이블 텔레비젼용 증폭회로.
제1항에 있어서, 상기 전류 분할공급 바이어스 수단이 저항인 것을 특징으로 하는 케이블 텔레비젼용 증폭회로.
제1항에 있어서, 상기 바이어스 수단이 LED인 것을 특징으로 하는 케이블 텔레비젼용 증폭회로.
제1항에 있어서, 상기 루프 수단에 저항이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 케이블 텔레비젼용 증폭회로.