KR960016642B1 - 송수신기 - Google Patents

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KR960016642B1
KR960016642B1 KR1019940010891A KR19940010891A KR960016642B1 KR 960016642 B1 KR960016642 B1 KR 960016642B1 KR 1019940010891 A KR1019940010891 A KR 1019940010891A KR 19940010891 A KR19940010891 A KR 19940010891A KR 960016642 B1 KR960016642 B1 KR 960016642B1
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agc
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amplifier
signal
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KR940027352A (ko
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미쯔나리 오가자끼
가즈하루 아오끼
Original Assignee
알프스 덴기 가부시기가이샤
가따오까 마사다까
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Abstract

요약없음

Description

송수신기
제 1 도는 본 발명의 송수신기의 구성의 개요를 나타낸 블럭 구성도,
제 2 도는 제 1 도에 나타낸 송수신에 있어서의 온도의존형 AGC 전압발생회로의 제 1 실시예를 나타낸 회로 구성도,
제 3 도는 제 2 도에 나타낸 온도의존형 AGC 전압공급회로에 있어서의 직류전압 Vc 대 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압 VRAGC의 편차의 일례를 나타낸 특성도,
제 4 도는 제 1 도에 나타낸 송수신기에 있어서의 온도의존형 AGC 전압발생회로의 제 2 실시예를 나타낸 회로 구성도,
제 5 도는 제 4 도에 나타낸 온도의존형 AGC 전압발생회로에 있어서의 직류전압 Vc 대 온도의존성을 가지는 제2 AGC 전압 VRAGC의 관계의 일례를 나타낸 특성도,
제 6 도는 제 4 도에 나타낸 온도의존형 AGC 전압발생회로에 있어서의 직류전압 Vc 대 차동증폭단의 양트랜지스터 콜렉터전류치의 관계의 일례를 나타낸 특성도,
제 7 도는 제 4 도에 나타낸 온도의존형 AGC 전압발생회로에 있어서의 직류전압 Vc 대 차동증폭단의 두 트랜지스터 콜렉터전류의 차동치관계의 일례를 나타낸 특성도,
제 8 도는 기지의 송수신기 구성의 일례를 나타내는 블럭 구성도,
제 9 도는 송수신기에 사용되는 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기 구성의 일례를 나타낸 회로도,
제10도는 송수신기에 사용되는 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기의 구성의 다른 예를 나타낸 회로도,
제11도는 제 9 도에 나타낸 AGC 증폭기에 있어서의 주위온도를 변화시켰을 때 AGC 전압 대 증폭이득의 관계를 나타낸 특성도.
제12도는 제10도에 나타낸 AGC 증폭기에 있어서 주위온도를 변화시켰을때의 AGC 전압 대 증폭이득의 관계를 나타낸 특성도,
제13도는 제 4 도에 나타낸 제 2 의 차동증폭단(36)과 제 2 의 중간증폭단(38)의 다른 구성의 일례를 나타낸 회로 구성도,
제14도는 제 4 도에 나타낸 제 2 의 차동증폭단(36)과 제 2 의 중간증폭단(38)의 또다른 구성의 일례를 나타낸 회로 구성도,
제15도는 제 4 도에 나타낸 제 2 의 차동증폭단(36)과 제 2 의 중간증폭단(38)의 또다른 구성의 일례를 나타낸 회로 구성도,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 송수신기2 : 신호수신부
3 : 분파기4 : 안테나
5 : 가산기6 : 제 1 의 주파수 변환기
7 : 제 1 의 자동이득제어(AGC) 증폭기
7-1,7-2,7-3 : AGC 증폭단8 : 제 2 의 주파수 변환기
9 : 고주파 전력증폭기10 : 고주파 저잡음 증폭기
11 : 제 3 의 주파수 변환기12 : 제 2 의 AGC 증폭기
12-1,12-2,12-3 : AGC 증폭기13 : 제 4 의 주파수 변환기
14 : 중간주파 증폭기
15 : 온도의존형 자동이득제어(AGC) 전압공급회로
16 : 베이스 밴드신호 입력단자17 : 베이스 밴드신호 출력단자
18 : 제 2 의 제어전압 공급단자19 : 제 1 의 제어전압 공급단자
20,23,26 : 정(正)의 저항 온도계수를 가지는 더미스터
21,22,25 : 저항24 : 다이오드
27 : 제 1 의 차동증폭기28 : 제 2 의 차동증폭기
29 : 전류원용 트랜지스터
30 : 게이트 바이어스전압의 온도 보상회로
31 : 제 1 의 트랜지스터32 : 제 2 의 트랜지스터
33 : 제 1 의 차동증폭단34 : 제 3 의 트랜지스터
35 : 제 4 의 트랜지스터36 : 제 2 의 차동증폭단
37 : 제 1 의 중간증폭단38 : 제 2 의 중간증폭단
39 : 가산증폭단40 : 직류전압 VDET입력단자
41 : 제 2 의 AGC 전압 RRAGC출력단자42 : 제 1 의 바이어스전원
43 : 제2 의 바이어스전원44 : 제 3 의 바이어스전원
45 : AGC 제어 차동증폭기46 : 제 4 의 바이어스전원
본 발명은 이동체 통신 시스템 등에 사용되는 송수신기에 관한 것으로서, 특히 각각 이득제어 가능하게 구성된 신호송신부 및 신호수신부를 가지고, 수신신호 레벨만에 대응하는 정확한 송신신호 레벨의 송신신호를 발생하는 이동체 통신 시스템 등에 사용되는 송수신기에 관한 것이다.
종래, 이동체 통신 시스템에 사용되는 송수신기에 있어서는, 수신신호 레벨에 대응하여 송신신호 전력레벨을 제어하는 수단이 채용되고 있고, 수신신호 레벨이 작을때에는, 송신신호 전력레벨을 크게 하고, 반대로 수신신호 레벨이 클때에는, 송신신호 전력레벨을 작게 하였었다.
제 8 도는, 기지의 이런 종류의 송수신기 구성의 일례를 나타낸 블럭 구성도이다.
제 8 도에 있어서, 50은 신호송신부, 51은 신호수신부, 52는 분파기, 53은 안테나, 54는 가산기, 55는 제 1 의 주파수 변환기, 56은 제 1 의 자동이득제어(AGC) 증폭기, 57은 제 2 의 주파수 변환기, 58은 고주파 전력증폭기, 59는 고주파 저잡음 증폭기, 60은 제 3 의 주파수 변환기, 61은 제 2 의 AGC 증폭기, 62는 제 2 의 주파수 변환기, 63은 중간 주파 증폭기, 64는 AGC 전압발생기, 65는 베이스 밴드신호 입력단자, 66은 베이스 밴드신호 출력단자, 67은 제 2 의 제어전압 공급단자, 68은 제 1 의 제어전압 공급단자이다.
그리고, 신호송신부(50)는, 베이스 밴드신호 입력단자(65)에 공급되는 베이스 밴드신호를 제 1 의 고주파신호로 변환하는 제 1 의 주파수 변환기(55)와, 상기 제 1 의 고주파신호를 가변이득 증폭하는 제 1 의 AGC 증폭기(56)와, 증폭한 상기 제 1 의 고주파신호를 송신주파수신호로 변환하는 제 2 의 주파수 변환기(57)와, 상기 송신주파수신호를 송신전력레벨까지 전력증폭하는 고주파 전력증폭기(58)로 이루어진다. 신호수신부(51)는 수신주파수신호를 증폭하는 고주파 저잡음 증폭기(59)와, 증폭한 수신주파수신호를 제 2 의 고주파신호로 변환하는 제 3 의 주파수 변환기(60)와, 상기 제 2 의 고주파신호를 가변이득 증폭하는 제 2 의 AGC 증폭기(61)와, 증폭한 상기 제 2 의 고주파신호를 중간주파신호로 변환하는 제 4 의 주파수 변환기(62)와, 상기 중간 주파신호를 증폭하여 상기 베이스 밴드신호 출력단자(66)에 공급함과 동시에, 상기 중간 주파수신호의 출력신호레벨에 대응한 직류전압(VDET)을 발생하는 중간주파 증폭기(63)와, 상기 직류전압(VDET)을 발생하는 중간주파 증폭기(63)와, 상기 직류전압(VDET)과 상기 제 2 의 제어전압 공급단자(67)에 공급되는 제 2 의 제어전압(VRREF)과 차등증폭하여, 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)를 발생시키는 AGC 전압발생기(64)로 이루어진다. 분파기(52)는 상기 고주파 전력증폭기(58)의 출력단과, 상기 고주파 저잡음 증폭기(59)의 입력단과, 안테나(53)에 각각 결합접속되고, 가산기는 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)과 제 1 의 제어전압 공급단자(68)에 공급되는 제 1 의 제어전압(VTCONT)을 가산하여 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)를 발생시키도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 의 제어전압(VTCONT) 및 제 2 의 제어전압(VRREF)은 각각 송신레벨 및 수신레벨을 설정하기 위한 것이다.
또, 제 9 도는 상기 기지의 송수신기에 사용되는 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기 구성의 일례를 나타낸 회로도로서, 제 9 도에는 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기를 구성하는 복수의 증폭단중 각 1개의 증폭단만이 도시되어 있다.
제 9 도에 있어서, 66은 제 1 의 AGC 증폭기(56)중의 하나 DLS 증폭단을 구성하는 제 1 의 2중 게이트 MOSFET, 70은 제 2 의 AGC 증폭기(61)중의 하나의 증폭단을 구성하는 제 2 의 2중 게이트 MOSFET이고, 기타 제 8 도에 나타낸 구성요소와 동일 구성요소에는 동일 부호를 붙이고 있다.
그리고, 제1 및 제 2 의 2중 게이트 MOSFET(69,70)는, 모두 소스(S)가 접지 접속되고, 제 1 게이트(G1)에 증폭되어야 할 고주파신호가 입력되어 드레인(D)으로부터 증폭된 고주파신호가 출력된다. 제 1 의 2중 게이트 MOSFET(69)는 제 2 게이트(G2)에 제 1 의 AGC 전압(TTAGC)이 공급되고, 제 2 의 2중 게이트 MOSFET(70)는 제 2 게이트(G2)에 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 공급되도록 구성된다.
또, 제10도는 상기 기지의 송수신기에 사용되는 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기의 구성의 다른 예를 나타낸 회로도로, 제10도에 있어서도 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기를 구성하는 복수의 증폭단중의 각 1개의 증폭단만이 도시되어 있다.
제10도에 있어서, 71은 제 1 의 바이폴라 트랜지스터, 72는 제 2 의 바이폴라 트랜지스터, 73은 제 3 의 바이폴라 트랜지스터, 74는 제 4 의 바이폴라 트랜지스터, 75는 제 5 의 바이폴라 트랜지스터, 76은 제 6 의 바이폴라 트랜지스터이고, 기타 제 1 도에 나타낸 구성요소와 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다.
그리고, 제1 및 제 2 의 바이폴라 트랜지스터(71,72)는 에미터가 공동 접속된 제 1 의 차동증폭단을 구성하고, 제4 및 제 5 의 바이폴라 트랜지스터(74,75)는 에미터가 공통 접속된 제 2 의 차동증폭단을 구성하고 있다. 제 3 의 바이폴라 트랜지스터(73)는, 제 1 의 전류원용 트랜지스터로서 상기 제 1 의 차동증폭단의 공통 접속 에미터와 접지간에 접속되고, 제 6 의 바이폴라 트랜지스터(76)도 제 2 의 전류원용 트랜지스터로서 상기 제 2 의 차동증폭단의 공통 접속 에미터와 접지간에 접속된다. 상기 제 1 의 전류원용 트랜지스터(73)의 베이스에 제 1 의 AGC 전압(VTRGC)이 공급되고, 상기 제 2 의 전류원용 트랜지스터(76)의 베이스에 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 공급된다. 또, 제1 및 제 2 의 차동증폭단 1쌍의 트랜지스터의 베이스에 고주파신호가 평행으로 입력되어 콜렉터로부터 증폭된 고주파신호가 평행으로 출력된다.
상기 구성에 의한 기지의 송수신기는 대략 다음과 같은 동작을 행한다.
먼저, 신호송신부(50)의 동작에 대하여 설명하면 상기 베이스 밴드신호 입력단자(65)에 공급된 베이스 밴드신호는 제 1 의 주파수 변환기(55)에서 제 1 의 고주파신호로 변환되고, 상기 변환된 제 1 의 고주파신호는 제 1 의 AGC 증폭기(56)에서 가변이득 증폭된다. 이어서, 상기 증폭된 제 1 의 고주파신호는 제 2 의 주파수 변환기(57)에서 송신주파수신호로 변환되고, 상기 변환된 송신주파수신호는 고주파 전력증폭기(58)에서 송신전력레벨까지 전력 증폭된다. 이어서, 상기 전력증폭된 송신주파수신호는 분파기(52)를 통하여 안테나(53)에 공급되고 그곳으로부터 공중으로 송신된다.
다음에, 신호수신부(51)의 동작에 대하여 설명한다. 안테나(53)에서 수신된 수신주파수신호는 분파기(52)를 거쳐 주파수 저잡음 증폭기(59)에 공급되고, 거기서 소요의 레벨까지 증폭된다. 이어서, 상기 증폭된 수신주파수신호는 제 3 의 주파수 변환기(60)에서 제 2 의 고주파신호로 변환되고, 상기 변환된 제 2 의 고주파 신호는 제 2 의 AGC 증폭기(61)에서 가변이득 증폭된다. 이어서, 상기 증폭된 제 2 의 고주파신호는 제 4 의 주파수 변환기(62)에서 중간 주파신호로 변환되고, 상기 변환된 중간 주파신호는 중간 주파 증폭기(63)에서 증폭되어 베이스 밴드신호로서 베이스 밴드신호 출력단자(66)에 공급됨과 동시에, 중간 주파 증폭기(63)에서 검파되어 상기 중간 주파신호의 출력레벨에 대응한 직류전압(VDET)으로 변환된다. 이때, 상기 직류전압(VDET)은 AGC 전압발생기(64)에 공급된다. 상기 AGC 전압발생기(64)에 있어서는, 상기 직류전압(VDET)과 제 2 의 제어전압 공급단자(67)에 공급되는 제 2 의 제어전압((VRREF)이 차동증폭되어 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 발생된다. 이때, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은 상기 수신 주파수신호의 수신레벨, 즉 중간 주파 증폭기(63)의 출력신호 레벨이 클때에는 그 크기에 대응하여 작은 레벨이 되고, 상기 중간 주파 증폭기(63)의 출력레벨이 작을때에는 그것에 대응하여 큰 레벨이 된다.
또, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은 제 9 도 또는 제10도에 도시한 구성을 가지는 제 2 의 AGC 증폭기(61) 제 2 의 2중 게이트 MOSFET(70)의 제 2 게이트(G2) 또는 제 2 의 전축원용 트랜지스터(76)의 베이스에 공급되나, 어느 구성에 있어서도 상기 제 2 의 2중 게이트 MOSFET(70)의 이득 또는 상기 제 2 의 전류원용 트랜지스터(76)가 결합되는 제 2 의 차동증폭단의 이득은 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 레벨이 클때에는 커지고, 상기 레벨이 작을 때에는 작아진다. 이 때문에 상기 수신 주파수신호의 수신레벨이 크고 중간 증폭기(63)의 출력신호레벨이 클때에는 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 작아져 상기 제 2 의 2중 게이트 MOSFET(70) 또는 상기 제 2 의 차동증폭단의 이득, 즉, 제 2 의 AGC 증폭기(61)의 이득은 작아지고, 반대로 상기 중간 주파 증폭기(63)의 출력신호레벨이 작을때에는 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 커져, 상기 제 2 의 2중 게이트 MOSFET(70) 또는 상기 제 2 의 차동증폭단의 이득, 즉 제 2 의 AGC 증폭기(61)의 이득은 커진다. 또한, 제 2 의 AGC 증폭기(61), 제 4 의 주파수 변환기(62), 중간 주파 증폭기(63), AGC 전압발생기(64)로 이루어지는 페루우프회로는 자동이득제어(AGC) 루우프를 구성하여 상기 수신 주파수신호의 수신레벨이 비교적 크게 변동했을 때에 있어서도 상기 베이스 밴드신호의 신로레벨 변동을 어느정도 억제할 수가 있다.
이어서, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은 가산기(54)에서 제 1 의 제어전압 공급단자(68)에 공급되는 제 1 의 제어전압(VTCONT)과 가산되고 그 출력에 제 1 의 전압(VTAGC)이 발생된다. 이 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)은 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 레벨증감에 대응한 증감을 행하는 것으로 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)이 제 1 의 AGC 증폭기(56)를 구성하는 제 1 의 2중 게이트 MOSFET(69)의 제 2 게이트(G2) 또는 제 1 의전류원용 트랜지스터(73)의 베이스에 공급됐을 때에 상기 제 1 의 2중 게이트 MOSFET(69) 또는 상기 제 1 의 전류원용 트랜지스터(73)가 결합되는 제 1 의 차동증폭단의 이득, 즉 제 1 의 AGC 증폭기(56)이 이득은 상기 제 2 의 AGC 증폭기(61)의 이득과 마찬가지로, 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 레벨이 클때에는 커지고, 상기 레벨이 작을때에는 작아진다. 이 때문에, 상기 수신 주파수신호의 수신레벨이 클때에는, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 레벨이 작아지면 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 레벨도 작아지기 때문에 상기 제 1 의 AGC 증폭기(56)의 이득이 작아지고, 반대로 상기 수신 주파수신호의 수신레벨이 작을때에 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 레벨이 커지면, 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 레벨이 커져 상기 제 1 의 AGC 증폭기(56)의 이득이 커진다.
이와 같이, 상기 기지의 송수신기에 있어서는 신호수신부(51)에서 수신된 수신 주파수신호의 수신레벨의 증대 또는 감소에 대응하여 신호송신부(50)로부터 송신되는 고주파 송신주파수신호의 송신전력레벨을 감소 또는 증가시킬 수가 있는 것이다.
일반적으로, 증폭소자에 반도체소자를 사용한 증폭기는 주위온도가 변동하면 그 온도변동에 따라 이득도 변동하는 것이 알려져 있고, 증폭소자에 2중 게이트 MOSFET 또는 바이폴라 트랜지스터를 사용한 증폭기에 있어서도 그 예외는 아니다.
여기서, 제11도는 제 9 도에 나타낸 2중 게이트 MOSFET를 사용한 AGC 증폭기에 있어서, 주위온도를 파라미터로 했을 때의 이득제어전압에 대한 이득의 관계를 나타낸 특성도이다.
제11도에 있어서 횡측은 2중 게이느 MOSFET의 제 2 게이트(G2)에 공급되는 이득제어전압(V), 종축은 이득(db)이고, 곡선 a는 주위온도 -20℃, 곡선 b는 주위온도 25℃, c는 주위온도 80℃의 각 특성을 나타낸다.
또, 제12도는 제10도에 도시한 바이폴라 트랜지스터 차동증폭단을 사용한 AGC 증폭기에 있어서, 주위온도를 파라미터로 했을때의 이득제어전압에 대한 이득의 관계를 나타낸 특성도이다.
제12도에 있어서 횡측은 전류원용의 트랜지스터의 베이스에 공급되는 이득제어전압(V), 종축은 이득(db)이고 곡선 a는 주위온도 80℃, 곡선 b는 주위온도 25℃, c는 주위온도 -20℃의 각 특성이다.
제11도 및 제12도에 도시한 특성도로부터 명백한 바와 같이 상기 기지의 송수신기에 있어서는, 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기(56,61)에 2중 게이트 MOSFET(69,70)를 사용했을 때에는, 주위온도가 상온보다 상당히 변동하면 특히 이득제어전압이 비교적 큰 영역에 있어서, 상온시에 비하여 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기(56,61)의 이득이 변동하게 되고, 또 바이폴라 트랜지스터(71) 내지 (76)을 사용했을 때에 주위온도가 상온보다 상당히 변동하면 이득은 이득제어전압의 전역에 걸쳐 크게 변화하나, 이득제어전압의 비교적 작은 영역쪽이 이득제어전압의 비교적 큰 영역에 비하여 크게 변화한다.
이와 같이, 상기 지지의 송수신기에 있어서는 수신 주파수신호의 수신 신호레벨이 변동하지 않는 상태에 있어서도 주위온도가 상당히 변동했을 때에는, 제 2 의 AGC 증폭기(61)의 이득이 상당히 변동하고 그 이득의 변동의 결과, 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 레벨 뿐만 아니라, 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 레벨도 변동하기 때문에 제 1 의 AGC 증폭기(56)의 증폭 이득이 변화하여 송신주파수신호의 송신전력레벨을 변화시키게 된다.
그러나 이와 같은 수신 주파수신호의 수신신호레벨의 변동에 의거하지 않는 송신주파수신호의 송신레벨 변화가 발생하면 상기 수신주파수신호의 수신레벨과, 상기 송신주파수신호의 송신전력레벨과의 대응관계가 흐트러지게 되어 정상적인 이동체 통신 시스템의 동작운영에 지장을 발생시킨다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 제거하기 위한 것으로 그 목적은, 주위온도의 변동에 의존하지 않고, 수신주파수 신호의 수신신호레벨에 정확하게 대응한 송신주파수신호의 송신전력레벨을 설정할 수 있는 송수신기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 신호송신부 및 신호수신부를 구비하고, 수신신호의 레벨에 의존한 전력레벨의 송신신호를 발생하는 송수신기에 있어서, 상기 신호송신부는 제 1 의 자동이득 제어전압에 의하여 증폭이득이 가변되는 제 1 의 가변이득 증폭수단을 구비하고, 상기 신호수신부는 제 2 의 자동이득 제어 전압에 의하여 증폭이득이 가변되는 제 2 의 가변이득 증폭수단과, 상기 제 2 의 가변이득 증폭수단의 출력신호레벨에 비례한 직류전압을 발생하는 검파수단과, 상기 직류전압을 주위온도 변화에 의존한 자동이득 제어전압으로 변환하는 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단을 구비하고, 상기 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단으로부터의 자동이득 제어전압을 상기 제1 및 제 2 의 자동이득 제어전압으로 사용하여 주위온도의 변동에 관계없이 수신신호레벨에 대응하여 송신신호레벨이 일정하게 되도록 이득을 온도보상하는 수단을 구비한다.
상기 수단에 의하면 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단은, 주위온도가 상온보다 상승한 경우에 출력 AGC 전압의 레벨을 증대 또는 감소시키는 한편 주위온도가 상온보다도 하강했을 경우에 출력 AGC 전압의 레벨을 감소 또는 증대시키도록 온도의존성을 가지는 AGC 전압을 발생하도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성의 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단을 사용하면, 주위온도가 상온보다 상승했을 때에는 제 1 의 가변이득 증폭수단의 이득이 저하 또는 상승하고, 송신주파수신호의 송신전력레벨이 저하 또는 증대경향을 나타냈을 경우에는, 제 1 의 가변이득 증폭수단에 공급되는 제 1 의 자동이득 제어전압의 레벨이 상승 또는 저하하도록 되므로 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단의 이득 저하 또는 증대가 보상되어 상기 송신 주파수신호의 송신전력레벨이 저하 또는 증대하는 일이 없다. 한편, 주위온도가 상온보다 하강했을 때에는 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단의 이득이 증대 또는 하강하며, 상기 송신주파수신호의 송신전력레벨이 증대 또는 하강경향을 나타냈을 경우에는 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단에 공급되는 상기 제 1 의 자동이득 제어 전압의 레벨이 하강 또는 상승하게 되므로 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단의 이득이 증대 또는 저하가 보상되어, 상기 송신주파수신호의 송신전력레벨이 증대 또는 저하되는 일이 없다.
이와 같이, 주위온도의 변동에 따라 변동하는 제 1 의 자동이득 제어전압을 사용함으로서, 주위온도가 대폭으로 변동했다고 해도 제 1 의 가변이득 증폭수단의 이득이 항상 일정하게 유지되고, 이에 의하여 송신주파수신호의 송신전력레벨이 일정하게 되므로 이 종류의 송수신기기 사용되는 이동체 통신 시스템에 있어서, 수신주파수신호의 수신레벨과 송신주파수신호의 송신전력레벨과의 대응관계가 흐트러지는 일은 없다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 사용하여 상세히 설명한다.
제 1 도는, 본 발명에 관한 송수신기의 구성의 개요를 나타내는 블럭 구성도이다.
제 1 도에 있어서 1은 신호송신부, 2는 신호수신부, 3은 분파기, 4는 안테나, 5는 가산기, 6은 제 1 의 주파수 변환기, 7은 제 1 의 자동이득제어(AGC) 증폭기(제 1 가변이득 증폭수단), 7-1,7-2,7-3은 AGC 증폭단, 8은 제 2 의 주파수 변환기, 9는 고주파 전력증폭기, 10은 고주파 저잡음 증폭기, 11은 제 3 의 주파수 변환기, 12는 제 2 의 AGC 증폭기(제 2 의 가변이득 증폭수단), 12-1,12-2,12-3은 AGC 증폭단, 13은 제 4 의 주파수 변환기, 14는 중간 주파 증폭기, 15는 온도의존형 자동이득제어(AGC) 전압발생회로, 16은 베이스 밴드신호 입력단자, 17은 베이스 밴드 출력단자, 18은 제 2 의 제어전압 공급단자, 19는 제 1 의 제어전압 공급단자이다.
그리고, 신호송신부(1)는 베이스 밴드신호 입력단자(16)에 공급되는 베이스 밴드신호를 제 1 의 고주파신호로 변환하는 제 1 의 주파수 변환기(6)와, 상기 제 1 의 고주파신호를 가변이득 증폭하는 제 1 의 AGC 증폭기(7)와, 증폭한 상기 제 1 의 고주파신호를 송신주파수신호로 변환하는 제 2 의 주파수 변환기(8)와, 상기 송신주파수신호를 송신전력레벨까지 전력 증폭하는 고주파 전력증폭기(9)로 이루어진다. 신호수신부(2)는 수신주파수신호를 증폭하는 고주파 저잡음 증폭기(10)와, 증폭한 수신주파수신호를 제 2 의 고주파신호로 변환하는 제 3 의 주파수 변환기(11)와, 상기 제 2 의 고주파신호를 가변이득 증폭하는 제 2 의 AGC 증폭기(12)와, 증폭한 상기 제 2 의 고주파신호를 중간주파신호로 변환하는 제 4 의 주파수 변환기(13)와, 상기 중간 주파신호를 증폭하여 베이스 밴드신호 출력단자(17)에 공급함과 동시에, 상기 중간 주파신호의 출력신호레벨에 대응한 직류전압(VDET)을 발생하는 중간 주파 증폭기(14)와, 상기 직류전압(VDET)과 제 2 의 제어저압 공급단자(18)에 공급되는 제 2 의 제어전압(VRREF)를 받아 주위온도에 의존하여 변화하는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)를 출력시키는 온도의존형 AGC 전압발생회로로 이루어진다. 분파기(3)는 상기 고주파 전력증폭기(9)의 출력단과, 상기 고주파 저잡음 증폭기(10)의 입력단과, 안테나(4)에 각각 결합 접속되고, 가산기(5)는 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)과 제 1 의 제어전압 공급단자(19)에 공급되는 제 1 의 제어전압(VTCONT)를 가산하여 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)를 이득제어하는 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)를 발생시킨다. 여기서, 제 1 의 AGC 증폭기(7)는 종속된 3개의 AGC 증폭단(7-1) 내지 (7-3)으로 이루어지고, 제 2 의 AGC 증폭기(12)도 종속된 3개의 AGC 증폭단(12-1) 내지 (12-3)으로 이루어져 있고, 이 경우에 각 AGC 증폭단(7-1 내지 7-3), (12-1 내지 12-13)은 도시하지 아니했으나 예를 들면, 제 9 도 또는 제10도에 도시된 바와 같은 회로 구성의 것이 사용된다.
이어지는 제 2 도는, 제 1 도에 나타낸 송수신기에 있어서의 온도의존형 AGC 전압발생회로의 제 1 의 실시예를 나타낸 회로 구성도로서, 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기가 제 9 도에 나타낸 구성의 것으로 이루어질 때에 사용되는 것이다.
제 2 도에 있어서, 20, 23, 26은 정의 저항 온도계수를 가지는 더미스터, 21,22,25는 저항, 24는 다이오드, 27은 제 1 의 차동증폭기, 28은 제 2 의 차동증폭기, 45는 AGC 제어 차동증폭기, 29는 전류원용 트랜지스터, 30은 게이트 바이어스전압의 온도보상회로이고, 기타 제 1 도에 나타낸 구성요소와 동일 구성요소에는 동일부호를 붙이고 있다. 여기서, AGC 차동증폭기(45)는 직류전압(VDET)과 제 2 의 제어전압(VRREF)과의 차이에 따라 직류전압(Vc)을 출력하는 제어 증폭기이다.
그리고, 2개의 더미스터(20,23)와, 2개의 저항(21,22)은 저항 브리지를 구성하고, 다이오드(24), 저항(25), 더미스터(26)는 레벨 시프트회로를 구성한다. 더미스터(20,26), 저항(21,25), 다이오드(24)는 제 1 의 분압기를 구성하고, 더미터(23,26), 저항(22,25), 다이오드(24)는 제 2 의 분압기를 구성한다. 상기 저항 브리지를 직류전압(Vc)이 베이스에 공급되는 전원용 트랜지스터(29)를 거쳐 직류전원단자에 접속되고, 상기 저항 브리지의 출력(X,Y)은 제 1 의 차동증폭기(27)의 두 입력에 접속된다. 상기 제 1 의 차동증폭기(27)의 출력은 상기 트랜지스터(29)의 베이스 입력전압(Vc)과 가산되어 제 2 차동증폭기(28)의 한쪽의 입력에 접속된다. 상기 제 2 차동증폭기(28)의 출력에 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 얻어진다. 여기서, 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기(7,12)는 제 9 도에 나타낸 바와 같은 2중 게이트 MOSFET(69,70)로 이루어진 것으로 게이트 바이어스전압의 온도보상회로(30)는 2개의 정의 저항 온도계수를 가지는 더미스터를 포함하고, 각 MOSFET(69,70)의 제 1 게이트(G1)에 소요의 게이트 바이어스전압이 공급되도록 구성된다.
상기 구성에 의한 송수신기의 동작을 제 1 도 및 제 2 도를 사용하여 설명한다.
먼저, 신호송신부(1)의 동작에 대하여, 베이스 밴드신호 입력단자(16)에 공급된 베이스 밴드신호는 제 1 의 주파수 변환기(16)에 있어서 제 1 의 고주파신호로 변환되고, 상기 변환된 제 1 의 고주파신호는 3개의 AGC 증폭단(7-1 내지 7-3)으로 이루어지는 제 1 의 AGC 증폭기(7)에서 가변이득 증폭된다. 이어서, 상기 증폭된 제 1 의 고주파신호는 제 2 의 주파수 변환기(8)에서 송신주파수신호로 변환되고, 상기 변환된 송신주파수 신호는, 주파수 전력증폭기(9)에서 송신전력레벨까지 전력 증폭된다. 이어서, 상기 전력 증폭된 송신주파수 신호는 분파기(3)를 거쳐 안테나(4)에 공급되고 그곳으로부터 공중에 송신되는 점은 기지의 송수신기에 있어서의 신호송신부 동작과 거의 동일하다.
다음에, 신호수신부(2)의 동작에 있어서, 안테나(4)로 수신된 수신주파수신호는, 분파기(3)를 통하여 고주파 저잡음 증폭기(10)에 공급되고, 그곳에서 소요의 레벨까지 증폭된다. 이어서, 상기 증폭된 수신주파수신호는, 제 3 의 주파수 변화기(1)에서 제 2 의 고주파신호로 변환되고, 상기 변환된 제 2 의 고주파신호는 3개의 AGC 증폭단(12-1 내지 12-3)으로 이루어지는 제 2 의 AGC 증폭기(12)에서 가변이득 증폭된다. 이어서, 상기 증폭된 제 2 의 고주파신호는 제 4 의 주파수 변환기(13)에서 중간 주파신호로 변환되고, 상기 변환된 중간 주파신호는 중간 주파 증폭기(14)에서 증폭되어, 스퍼 밴드신호로서 베이스 밴드신호 출력단자(17)에 공급됨과 동시에, 중간 주파 증폭기(14)에서 검파된 후, 상기 중간 주파신호의 출력레벨에 대응한 직류전압(VDET)로 변환되어, 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)에 공급된다.
상기 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)에 있어서, 상기 직류전압(VDET) 및 제 2 의 제어전압(VRREF)이 AGC 제어 차동증폭기(45)에 입력되어, 상기 베이스 밴드신호 출력의 레벨이 일정하게 되도록 직류전압(Vc)를 출력한다. 상기 직류전압(Vc)이 전원용 트랜지스터(29)의 베이스에 공급되고, 트랜지스터(29)의 에미터에 상기 직류전압(Vc)의 크기에 대응한 직류전압(VE)을 발생시킨다. 상기 직류전압(VE)은 저항 브리지를 포함한 제 1 의 분압기 및 제 2 의 분압기에 공급되고, 상기 저항 브리지의 2개의 출력단(X,Y)에 상기 제 1 및 제 2 의 분압기의 분압저압을 발생시킨다. 다음에, 상기 각 분압전압은 제 1 의 차동증폭기(27)에서 차동증폭되고, 그 출력측에 온도제어전압(VTC)이 발생된다. 이어서, 제 2 의 차동증폭기(28)는 한쪽의 입력(비반전입력)에 상기 온도제어전압(VTC)과 상기 직류전압(Vc)을 입력 가산하고, 그 출력측에 제 2 의 AGC 전압(RAGC)를발생시킨다. 이 경우, 주위온도가 상승했을 때에는 상기 저항 브리지에 접속되어 있는 정(正)의 저항온도계수를 가지는 더미스터(20,23)에 의하여, 상기 저항 브리지에 있어서의 한쪽의 출력단자(X)의 분압 전압은 증대하고, 다른쪽의 출력단자(Y)의 분압전압은 감소하므로, 상기 제 1 의 차동증폭기(27)로부터 출력되는 상기 온도제어전압(VTC)가 증대하고, 이에 의하여 상기 제 2 의 차동증폭기(28)로부터 출력되는 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)도 증대하게 된다. 한편, 주위온도가 하강했을 때에는, 상기 한쪽의 출력단(X)의 분압전압은 감소하고, 다른쪽의 출력단(Y)의 분압전압은 증대하므로, 상기 제 1 의 차동증폭기(27)가 출력하는 상기 온도제어전압(VTC)은 감소하고, 이에 의하여 상기 제 2 의 차동증폭기(29)가 출력하는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)도 감소한다. 이와 같이, 상기 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)의 출력에는 주위온도에 의존하여 크기가 변동하는 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 얻어진다.
여기서 제 3 도는, 온도를 파라미터로 했을 경우의 직류전압(VC)에 대한 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 편차의 일레를 나타내는 특성도이다.
제 3 도에 있어서, 먼저, 수신주파수신호의 신호레벨이 작아, 상기 직류전압(VC)이 0.7V 이하일때(도면의 p점 이하의 범위)에는, 상기 트랜지스터(29) 및 상기 레벨 시프트회로에 거의 전류가 흐르지 아니하므로, 주위온도의 변동에 관계없이, 상기 직류전압(VC)의 변화가 그대로 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 변화가 되어, 상기 제 2 의 AGC 전압 (VRAGC)의 편차는 0이 된다. 다음에, 상기 수신주파신호의 신호레벨이 커져, 상기 직류전압(VC)이 0.7V를 넘으면, 상기 트랜지스터(29) 및 상기 레벨 시프트회로에 전류가 흐르게 된다. 이때 주위온도가 변동하면, 터비스터(20,33)의 저항치가 변화하고, 그 변화에 의하여 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 증가하나, 상기 트랜지스터(29) 및 상기 레벨 시프트회로의 전압은, 트랜지스터(29)의 베이스-에미터전압 및 다이오드(24)의 접합 전압이 비선형 변화이므로, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 편차도 상기 직류전압(VC)가 커짐에 따라 비선형으로 변화한다. 그리고 상기 편차는, 주위온도가 상승했을(예를 들면, 도시한 바와 같이 80℃) 때에는 정(正)방향으로 비선형 변화하고, 주위온도가 하강했을때(예를 들면, 도면에 나타낸 바와 같이 30℃)에는 부(負)방향으로 비선형 변화하게 된다.
다음에, 상기 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)을 사용하여 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기(7,12)를 이득제어할 때의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 주위온도가 변동하지 않거나 또는 그 변동이 근소하고, 또, 수신주파수신호의 수신레벨이 변동했을 경우의 동작에 대하여 설명하면 수신주파수신호의 수신레벨이 크고, 그에 의하여 중간 주파 증폭기(14)의 출력신호레벨이 큰 경우에는, 상기 직류전압(VDET)이 커지고, 상기 직류전압(Vc)은 작아지는 것에 대하여, 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)내의 상기 온도제어전압(VTC)은 거의 일정하게 유지되므로, 제 2 의 차동증폭기(28)에 있어서의 상기 직류전압(Vc)과 상기 온도제어전압(VTC)의 가산출력, 즉, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은 감소한다. 반대로, 수신주파수신호의 수신레벨이 작고, 그에 의하여 중간 주파 증폭기(14)의 출력신호레벨이 작은 경우에는, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)는 증대하게 된다. 그리고, 상기 제 2 의 AGC전압(VRAGC)이, 제 9 도에 나타낸 2종 게이트 MOSFET로 이루어지는 제 2 의 AGC 증폭기(12)의 공급되었을 경우에, 상기 수신주파수신호의 수신레벨이 크고, 제 2 의 AGC 증폭기(12)에서 증폭되는 신호레벨이 클때에는, 상기한 바와 같이 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 작아져, 상기 제 2 의 AGC 증폭기(12)의 이득이 작아지고, 반대로, 상기 수신주파수신호의 수신레벨이 작고, 상기 제 2 의 AGC 증폭기(12)에서 증폭되는 신호레벨이 작을 때에는, 상기한 바와 같이 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 커져, 상기 제 2 의 AGC 증폭기(12)의 이득이 커진다. 이와 같이, 주위온도가 변동하지 않거나 또는 그 변동이 근소하고, 또한, 상기 수신주파수신호의 수신레벨이 변동할 때에는, 신호수신부(2)의 동작은 종래의 송수신기의 신호수신부(2)와 동일한 동작이 되어, 상기 베이스 밴드신호의 신호레벨 변동이 어느정도 억제된다.
이어서, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은, 가산기(5)에서 제 1 의 제어전압 공급단자(19)에 공급되는 제 1 의 제어전압(VTCONT)과 가산되고, 그 출력에 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)이 얻어진다. 이 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)은, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)의 레벨증감에 대응한 레벨증감을 행하므로, 제 9 도에 나타낸 2중게이트 MOSFET로 이루어지는 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득은, 상기 제 2 의 AGC 증폭기(12)의 이득과 마찬가지로, 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 각 레벨이 클때에 커지고, 상기 레벨이 작을때에 작아진다. 이때, 상기 수신주파수신호의 수신레벨이 클때에, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 작아지면, 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)이 작아져, 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득이 작아지고, 반대로, 상기 수신주파수신호의 수신레벨이 작을때에, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 커지면, 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)이 커져, 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득이 커지게 된다. 이와 같이, 주위온도가 변동하지 않거나 그 변동이 근소한 때에는, 상기 수신주파수신호의 수신레벨이 비교적 크게 변동했을 경우에는, 신호송신부(1)의 동작도 종래의 송수신기의 신호송신부와 동일한 동작이 되어, 상기 수신주파수신호의 수신레벨에 역비례한 송신전력레벨을 가지는 송신주파수신호가 송신된다.
다음에, 상기 수신주파수신호의 수신레벨이 대략 일정하고, 주위온도가 대폭으로 변동했을 경우의 동작에 대하여 설명하면, 주위온도가 대폭으로 상승했을 때에는, 2중 게이트 MOSFET로 이루어지는 제 2 의 AGC 증폭기(12)의 이득이 약간 저하하므로서, 상기 직류전압(VDET)이 약간 감소하고, 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)에 있어서는, 상기한 바와 같이 상기 온도제어전압(VTC)이 중대하게 된다. 그리고, 상기 직류전압(Vc) 및 온도제어전압(VTC)이 제2차동증폭기(28)의 한쪽의 입력(비반전입력)에 공급되어, 상기 제 2 의 차동증폭기(28)의 출력에는 온도의 상승과 함께 증대하는 특성(이하, 이 특성을 정온도 특성이라 함)을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 얻어진다. 이 정온도 특성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은, 가산기(5)에 있어서 제 1 의 제어전압(VTCONT)과 가산되어, 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)을 발생시키나, 이 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)도 정온도 특성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)과 마찬가지로, 정온도 특성을 가지는 것이 된다. 이 때문에, 주위온도의 상승에 의하여 2중 게이트 MOSFET로 이루어지는 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득이 약간 저하했다해도, 정온도 특성을 가지는 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)이 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)에 공급되어, 주위온도의 상승에 따른 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득의 저하가 보상되게 된다. 한편, 주위온도가 대폭으로 하강했을 때에는, 상기 제 2 의 AGC 증폭기(12)의 이득이 약간 증대하여, 상기 직류전압(VDET)이 약간 중대하여 상기 직류전압(Vc)은 약간 감소한다. 그리고 상기 온도제어전(VTC)이 감소하게 된다. 이때, 상기 직류전압(Vc) 및 온도제어전압(TC)이 제 2의 차동증폭기(28)에 공급되면, 상기 제 2 의 차동증폭기(28)의 출력에는 온도의 하강과 함게 감소하는 특성(이하, 이 특성을 부온도 특성이라 함)을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 얻어지나, 이 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은 가산기(5)에서 상기한 바와 동일하게 부온도 특성을 가지는 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)로 변환된다. 이 때문에, 주위온도의 하강에 의하여 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득이 약간 증대했다 하여도, 상기 부온도 특성을 가지는 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)이 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)에 공급되므로, 주위온도의 하강에 따른 상기 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득의 증대가 보상되게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 주위온도의 변동에 따라, 제 1 의 AGC 증폭기(7) 및 제 2 의 AGC 증폭기(12)의 이득이 변동했다해도, 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)에 있어서 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)을 발생시며, 이 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)으로부터 동일 온도의존성을 가지는 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)을 작성하고, 이 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)에 의하여 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득이 제어를 행하고 있기 때문에, 상기 주위온도의 변동에 따른 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득이 변동이 보상되어, 항상, 수신주파수신호의 신호레벨에 역비례한 송신전력레벨을 가지는 송신주파수신호를 송신할 수가 있다.
이어지는 제 4 도는, 제 1 도에 나타낸 송수신기에 있어서의 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)의 제 2 의 실시예를 나타낸 회로 구성도이고, 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기가 제10도에 나타낸 구성의 것으로 이루어졌을때에 사용되는 것이다.
제 4 도에 있어서, 31은 제 1 의 트랜지스터, 32는 제 2 의 트랜지스터, 33은 제 1 의 차동증폭단, 34는 제 3 의 트랜지스터, 35는 제 4 의 트랜지스터, 36은 제 2 의 차동증폭단, 37은 제 1 의 중간증폭단, 38은 제 2 의 중간증폭단, 34는 가산증폭단, 40은 직류전압(VDET) 입력단자, 41은 제 2 의 AGC 전압(VRAGC) 출력단자, 42는 제 1 의 바이어스전원, 43은 제 2 의 바이어스전원, 44는 제 3 의 바이어스전원, 45는 AGC 제어 증폭기, 46은 제 4 의 바이어스전원이고, 기타, 제 1 도에 도시된 구성요소와 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다.
그리고, 제1 및 제 2 의 트랜지스터(31,32)는 공통 접속된 에미터가 저항을 거쳐 접지되어 제 1 의 차동증폭단(33)을 구성하고, 제3 및 제 4 의 트랜지스터(34,35)는 공통 접속된 에미터가 저항을 거쳐 접지되어 제 2 의 차동증폭단(36)을 구성한다. 제 1 의 트랜지스터(31)의 베이스는 직류전압(Vc)을 발생하는 AGC 차동증폭단(45)의 출력단자에, 제 2 의 트랜지스터(32)의 베이스는 고정전압(E1)을 발생하는 제 1 의 바이어스전원(42)에 각각 접속된다. 제 3 의 트랜지스터(34)의 베이스는 기준전압(Eref)을 발생하는 제 2 의 바이어스전원(43)에, 제 4 의 트랜지스터(35)의 베이스는 고정전압(E2)을 발생하는 제 3 의 바이어스전원(44)에 각각 접속된다. 제 1 의 중간증폭단(37)은, 입력이 제 1 의 차동증폭단(33)의 쌍의 출력단에 접속되고, 제 2 의 중간증폭단(38)은, 입력이 제 2 의 차동증폭단(36)의 쌍의 출력단에 접속된다. 가산증폭단(39)은, 2개의 입력이 각각 상기 제 1 의 중간증폭단(37)과 제 4 의 바이어스전원(46) 및 제 2 의 중간증폭단(38)의 출력에 접속되고, 출력이 제 2 의 AGC 전압(VRAGC) 출력단자(41)에 접속된다. 또, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC) 출력단자(41)는, 제10도에 도시된 전류원용 트랜지스터(76)의 베이스 및 가산기(54)를 거쳐 전류원용 트랜지스터(73)의 베이스에 결합되도록 구성된다.
또, 제 5 도 내지 제 7 도는, 제 4 도에 도시된 온도의존형 AGC 전압발생회로에 있어서의 온도를 파라미터로 했을 경우의 여러가지의 전기적 특성의 일례를 나타낸 특성도이다.
여기서, 제 5 도는, 제 1 의 차동증폭기의 입력직류전압(Vc) (횡축) 대 제 2 의 AGC 전압 (VRAGC) (종축)의 관계를 나타낸 것이고, 제 6 도는, 직류전압(Vc) (횡축) 대 제 1 의 차동증폭단에 있어서의 두 트랜지스터(31,32)의 콜렉터전류치(종축)의 관계를 나타내고, 제 7 도는, 직류전압(Vc) (횡축) 대 제 1 의 차동증폭단에 있어서의 두 트랜지스터(31,32)의 콜렉터전류의 차동치(종축)의 관계를 나타낸 것으로, 각각 a는 80℃는, b는 상온(27℃), c는 -20℃에 있어서의 것이다.
상기 구성에 의한 본 실시예의 온도의존형 AGC 전압발새회로의 동작을 제 4 도 내지 제 7도를 사용하여 설명한다.
상기 AGC 제어 차동증폭기(45)는, 상기 베이스 밴드신호 출력이 일정하게 되도록 직류전압(Vc)을 출력한다. 제 1 의 차동증폭단(33)은, 직류전압(Vc)과 제 1 의 바이어스전원(42)에서 공급되는 고정전압(E1)을 차동증폭하고, 이때 얻어지는 제 1 의 차동 평행전압은, 제 1 의 중간증폭단(37)에서 증폭됨과 동시에 제 1 의 평형전압으로 변환되어, 가산증폭단(39)의 한쪽의 입력(비반전입력)에 제 4 의 바이어스전원(46)과 함께 공급된다. 제 2 의 차동증폭단(36)은, 제 2 의 바이어스전원(43)으로부터 공급되는 기준전압(Eref)과 제 3 의 바이어스전원(44)으로부터 공급되는 고정전압(E2)을 차동증폭하고, 이때 얻어지는 제 2 의 차동평형전압은, 제 2 의 중간증폭단(38)에서 증폭됨과 동시에 제 2 의 불평형전압으로 변환되어, 가산증폭단(39)의 다른쪽 입력(반전입력)에 공급된다. 가산증폭단(39)은, 2개의 입력에 각각 공급되는 상기 제1 및 제 2 의 불평형전압을 차동증폭하고, 그 출력에 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)을 발생시킨다.
이 경우, 이미 설명한 바와 같이, 제1 및 제 2 의 AGC 증폭기(7,12)에, 제10도에 나타낸 바이폴라 트랜지스터로 이루어진 구성의 것을 사용했을 경우에는, 제12도에 나타낸 바와 같이, 주위온도가 상승함에 따라 이득이 증대하고, 반대로 주위온도가 하강함에 따라 이득이 감소하는 특성을 가지므로, 본 실시예의 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)로부터 출력되는 AGC 전압은, 주위온도가 상승함에 따라 전압레벨이 작아지고, 반대로, 주위온도가 하강함에 따라 전압레벨이 커지고, 또한 직류전압(Vc)에 대한 AGC 전압의 변화(경사)는 주위온도가 높은 경우에 급준하게 할 필요가 있다.
그런데, 본 실시예의 온도의존형 AGC 발생회로(15)에 있어서는, 상기 특성의 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)이 이하와 같이 형성된다.
먼저, 제 1 의 차동증폭단(33)에 있어서는, 상기 직류전압 및 상기 고정전압(E1)의 크기에 대응한 제 1 의 차동평형전압이 발생된다. 이 경우, 제 1 의 트랜지스터(31) 및 제 2 의 트랜지스터(32)에 흐르는 콜렉터전류를 각각 Ic1, Ic2라 하면, 상기 콜렉터전류(Ic1,Ic2)의 크기는 제 6 도에 나타낸 바와 같이, 상기 직류전압(Vc)의 크기에 따라 서로 역방향으로 변화하고, 또한, 상기 직류전압(Vc)의 크기에 대한 변화의 정도는, 주위온도에 의하여 다른 것이 된다. 그런데 상기 콜렉터전류(Ic1,Ic2)에 있어서, 그 합계치(Ic1+Ic2)는, 상기 직류 전압(Vc)의 크기가 변화해도 비교적 작은 범위내의 변동에 머물고 있으나, 상기 차동치(Ic1-Ic2)의 크기는, 제 7 도에 나타낸 바와 같이, 비교적 크게 변동하고 있고, 또, 그 변동정도는, 공통 에미터에 접속된 저항의 값(Rx)과 (Ic1+Ic2)의 곱의 파라미터가 되어 Rx(Ic1+Ic2)＜VBE가 되도록 선정하면, 주위온도가 높아지면 증대하고, 주위온도가 낮아지면 감소하게 된다. 여기서 VBE는 베이스-에미터전압이다.
그리고, 제 4 도의 E1을, E1=0.15V로 설정하고, Vc를 0.815V 내지 1.015V까지 변화시키면, 제 6 도, 제 7 도에서 상기 차동치((Ic1-Ic2)의 Vc의 증가에 따라 부의값으로부터 정의값까지 변화한다. 이때, 상기 제 1 의 트랜지스터(31)의 콜렉터전압(V1)과, 상기 제 2 의 트랜지스터(32)의 콜렉터전압(V2)의 차동치(V1-V2)는 정의값으로부터 부의값까지 변화한다. 이 차동치(V1-V2)는, 상기 중간증폭단(37)에서 반전증폭되어 상기 가산증폭단(39)의 비반전 입력단자에 가해지므로, 결국, Vc를 증폭시키면, 가산증폭단(39)의 출력단자의 전압(VRAGC)도 증가하게 된다.
여기서, Vc가 E1의 값, 0.915V보다 작은 영역(제 1 의 상태)와, 0.915보다 큰 영역(제 2 의 상태)으로 나누어, 그 온도특성에 대하여 음미하면, 제 1 의 상태, 즉 Vc가 0.915V보다 작은 영역에 있어서는, Vc 증가에 따라 온도변화가 작아지는데 대하여, Vc가 0.915V보다도 큰 제 2 의 상태에 있어서는, Vc의 증가에 따라 온도변화가 커지는 것을 알 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 제10도에 나타낸 증폭기의 이득제어전압 대 이득의 관계는 제12도에 나타낸 바와 같이, 이득제어저압이 비교적 작은 영역의 쪽이 이득제어전압이 비교적 큰 영역에 비하여 더 크므로, 제 4 도에 나타낸 온도보상회로에 있어서는, 상기 제 1 의 상태의 적당한 범위를 선택하므로서 제 1 도에 나타낸 증폭기의 온도특성의 경사를 보상할 수가 있다. 또, 이 경사를 유지하면서, 온도에 대하여 전체를 시프트시키는 동작에 대하여 다음에 설명한다. 제 2 의 차동증폭기(36)에 있어서, Eref＞E2가 되도록 제 2 의 바이어스전원(43)과 제 3 의 바이어스전원(44)을 설정하면, 제 3 의 트랜지스터(34)의 콜렉터전류(Ic3)과 제 4 의 트랜지스터(35)의 콜렉터전류(Ic4)와의 차동치(Ic3-Ic4)는 온도상승과 함께 증가한다. 이 모양은 이미 설명한 제 6 도와 제 7 도를 사용하여, E1을 E2, Vc를 Eref를 바꾸어 읽으면 설명할 수 있다. 즉 Eref가 E2보다도 큰 영역(제 2 의 상태)를 이용하므로서, Ic3-Ic4가 온도상승에 의하여 증가하므로, 차동전압(V3-V4)는 저하된다. 그리고, 이 전압은 중간증폭단(38)의 반전입력에 가해지고, 다시 상기 중간증폭단(38)의 출력은 가산증폭단(39)의 반전입력에 가해지므로, 상기 가산증폭단(39)의 출력으로서는 온도상승에 따라 저하하는 전압이 얻어진다. 또, 제 4 의 바이어스전원(46)은, 제10도에 나타낸 AGC 증폭단에 가해지는 VRAGC로서 적당한 전압으로 시프트시키기 위한 것으로서, 온도의존성을 가지고 있지 않다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 의 차동증폭단(33)에 의하여 Vc에 비례하고, 또, 온도에 대하여 경사가 다른 전압이 만들어져, 제 2 의 차동증폭단(36)에 의하여 만들어지는 온도에 대하여 저하하는 전압이 가산되고, 가산증폭기(39)의 출력으로서는, 제 5 도에 나타낸 특성의 전압(VRAGC)이 얻어지고, 이 VRAGC를 상기 AGC 증폭단에 인가되므로서 온도보상이 달성된다. 이 관계를 식으로 표현하면, 다음과 같이 된다.
지금, AGC 증폭단에의 신호입력전압을, e1, AGC 증폭단으로부터의 신호출력전압을 e0, 상기 AGC 증폭단의 전압 증폭도를 Av라 하면,
Av=e0/e1……………………………………………………………………………(1)
바이폴라 트랜지스터의 베이스전압(Vbe) 대 콜렉터전류(Ic)의 관계는, 일반적으로 다음식으로 표시된다.
Ic=Is-EXP{(q/K-T)-Vbe]……………………………………………………(2)
여기서, Is는 트랜지스터의 콜렉터 포화전류, q는 전자가 가지는 전하량, K는 볼쯔만정수, T는 온도이다.
부하저항을 일정하게 하고, 바이폴라 트랜지스터를 사용한 증폭기의 전압증폭도의 대수(對數)를 취하고, 데시벨로 나타내면, Vbe와 온도변화(T)의 관계가 되어 다음과 같이 표시된다.
10log(Gv)=H(Vbe,T)…………………………………………………………(3)
제10도에 나타낸 바와 같이, 정전류원(76)의 베이스에 제어전압(VRAGC)을 가했을 경우에는,
10log(Gv)=H(VRAGC,T)………………………………………………………(4)
가 되어, AGC 증폭기(61)의 전압 증폭도의 대수와 제어전압(VRAGC)은 비례관계이고, 또, 온도의존성을 가지게 되어, 이 결과는 제12도에 나타낸 바와 같다.
여기서,
VRAGC=F(Vc-T) + G(Vref-T)
=K1*T*Vc+K2*T*Vref………………………………………………………(5)
로서, (5)식을 (4)식에 대입하여,
10log(Gv)=H(K1*T*Vc+K2*T*Vref-T)
=H*Vc………………………………………………………………………………(6)
의 관계를 만족하는 K1 ,K2, Vref를 설정하면, 대수로 나타낸 AGC 증폭기의 전압이득 10log(Gv)는, 제어전압(Vc)에 비례하고, 온도 의존하지 않는 것이 된다. 이 관계를 어떻게 하여 실현하는가는, 이미 설명한 바와 같다. 또한 K1 ,K2는 비례정수이다.
한편, 제 2 의 차동증폭단(36)에 있어서는, 상기 기준전압(Eref)과 상기 고정전압(E2)과의 대소관계에 의하여, 구체적으로는, 상기 고정전압(E2)이 상기 상기 기준전압(Eref)보다 클때는, 제 2 의 증간증폭단(38)의 출력은 낮아지고, 반대로, 상기 고정전압(E2)이 상기 상기 기준전압(Eref)보다 작을때는, 제 2 의 중간증폭단(38)의 출력은 높아진다. 또한, 이 전압은 직류전압(Vc)의 값에는 의존하지 않고, E2와 Eref의 설정치에 의하여 결정되고 일정하다. 그리고, 이 전압이 제 1 의 중간증폭단(37)의 출력과 함께 가산증폭단(39)에 차동적으로 가산된다.
이어서, 가산증폭단(39)은, 비반전 입력에 제 1 의 중간증폭단(37)으로부터의 제 1 의 불평형전압을, 반전입력에 제 2 의 중간증폭단(38)으로부터의 제 2 의 불평형전압을 각각 받아, 이들 2개의 불평형전압을 차동적으로 가산하고, 출력측에 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)을 발생시킨다. 이때, 가산증폭단(39)의 출력에 얻어지는 전압, 즉 제 2 의 AGC 전압 (VRAGC)은, 상기 제 1 의 중간증폭단(37)의 출력전압을 전체적으로(직류전압(Vc)에 의존하지 않음) 높게 또는 낮게 시프트할 수가 있어, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은 제 5 도에 나타낸 바와 같이, 직류전압(Vc)의 증대에 대하여 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)도 증대하고, 또 주위온도에 의존하여 그 전압레벨 및 경사를 다르게 한 직류전압(Vc) 대 AGC 전압특성이 된다. 즉, 주위온도가 상온(27℃)일때의 상기 특성을 기준으로 했을때, 80℃에 가까운 고온도일 때에는, 전압레벨이 작고, 경사가 큰 특성이 되고, -20℃에 가까운 저온도의 상태일 때에는, 전압레벨이 크고, 경사가 작은 특성이 된다. 여기서, 상기 제 1 의 차동증폭단(33)은, 상기 직류전압(Vc) 대 AGC 전압특성의 경사를 설정하도록 동작하여, 상기 제 2 의 차동증폭단(36)은, 상기 직류전압(Vc) 대 AGC 전압특성의 전압레벨을 설정하도록 동작하므로, 상기 고정전압(E1)이나 상기 고정전압(E2)을 바꾸므로서, 상기 경사 및 전압레벨을 적의 선정하면 된다.
이 경우, 제 4 도에 표시되는 제 2 의 차동증폭단(36)과 제 2 의 중간증폭단(38)은, 상기 직류전압에 의존하지 않고, 주위온도에 의존하여 일정량의 전압변화를 발생하는 다른 구성으로 치환해도 좋다. 예를 들면, 제13도, 제14도에 나타낸 바와 같이, 더미스터 또는 반도체 등의 온도에 의하여 등가적으로 저항치가 변화하는 감온소자를 포함하는 분압회로와 기지의 증폭회를 조합한 것으로 치환해도 좋다.
이와 같이, 본 예의 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)에 의하면, 출력되는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)은, 주위온도가 상승함에 따라 전압레벨이 작아지고, 반대로, 주위온도가 상승함에 따라 전압레벨이 커지는 온도 의존성을 가지는 것이 된다. 이 때문에, 주위온도의 변동에 따라, 제 1 의 AGC 증폭기(7) 및 제 2 의 AGC증폭기(12)의 이득이 변동해도, 온도의존형 AGC 전압발생회로(15)는, 상기한 바와 같은 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)을 발생시키고, 이 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)으로부터 동일한 온도의존성을 가지는 제 1 의 AGC 전압(VRAGC)을 작성하고, 이 제 1 의 AGC 전압(VRAGC)에 의하여 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 이득의 제어를 행하고 있으므로, 상기 주위온도의 변동에 따른 제 1 의 AGC 증폭기(7)의 증폭이득이 유효하게 보상되어, 항상 수신주파수신호의 신호레벨에 역비례한 송신전력레벨을 가지는 송신주파수신호를 송신할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 온도의존형 자동이득제어 전압발생수단(15)은, 주위온도가 상온보다 상승 또는 하강했을 경우에, 출력되는 AGC 전압의 전압레벨을 증대 또는 감소시키고, 한편 주위온도가 상온보다도 하강 또는 상승했을 경우에 출력되는 AGC 전압의 전압레벨을 감소 또는 증대시키는 온도의존성을 가지는 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)을 발생하도록 구성되고, 또, 이 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)에 의거하여, 상기 제 2 의 AGC 전압(VRAGC)과 동일한 온도의존성을 가지는 제 1 의 AGC 전압(VRAGC)을 작성하고 있다.
그리고, 주위온도가 상온보다 상승 또는 하강했을 때에는, 제 1 의 가변이득 증폭수단(7)의 이득이 저하하여 송신주파수신호의 송신전력레벨이 저하경향을 나타냈을 경우에, 제 1 의 가변이득 증폭수단(7)에 공급되는 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 전압레벨이 상승 또는 하강하므로, 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단(7)의 이득의 저하가 보상되어, 상기 송신주파수신호의 송신전력레벨이 저하하는 일이 없다, 한편, 주위온도가 상온보다 하강 또는 상승했을 때에는, 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단(7)의 이득이 증대하여, 상기 송신주파수신호의 송신전력레벨이 증대경향을 나타냈을 경우에, 이번에는 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단(7)에 공급되는 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 전압레벨이 하강 또는 상승하므로, 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단(7)의 이득의 증대가 보상되어, 상기 송신주파수신호의 송신전력레벨이 증대하는 일이 없다.
이와 같이, 주위온도의 변동에 따라 변동하는 상기 제 1 의 AGC 전압(VTAGC)의 채용에 의하여, 주위온도가 대폭으로 변동했다해도, 제 1 의 가변이득 증폭수단(7)의 이득이 항상 일정하게 유지되고, 이에 의하여 송신주파수신호의 송신전력레벨이 일정화된다는 효과가 있고, 이에 더하여, 이 종류의 송수신기가 사용되는 이동체 통신 시스템에 있어서, 수신주파수신호의 수신레벨과 송신주파수신호의 송신전력레벨과의 대응관계가 흐트러지는 일은 없다고 하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 신호송신부 및 신호수신부를 구비하고, 수신신호레벨에 의존한 전력레벨의 송신신호를 발생하는 송수신기에 있어서, 상기 신호송신부는, 제 1 의 자동이득 제어전압에 의하여 증폭이득이 가변되는 제 1 의 가변이득 증폭수단을 구비하고, 상기 신호수신부는, 제 2 의 자동이득 제어전압에 의하여 증폭이득이 가변되는 제 2 의 가변이득 증폭수단과, 상기 제 2 의 가변이득 증폭수단의 출력신호레벨에 비례한 직류전압을 발생하는 검파수단과, 상기 직류전압을 주위온도 변동에 의존한 자동이득 제어전압으로 변환하는 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단을 구비하고, 상기 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단으로부터의 자동이득 제어전압을 상기 제1 및 제 2 의 자동이득 제어전압으로 사용하여, 주위온도의 변동에 관계없이 수신레벨에 대응하여 송신신호레벨이 일정하게 되도록 이득을 온도보상하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단은, 상기 직류전압을 분압하여, 주위온도의 상승에 대응하여 증대하는 제 1 의 분압직류전압을 발생하는 제 1 의 분압기와, 상기 직류전압을 분압하여, 주위온도의 상승에 대응하여 감소하는 제 2 의 분압직류전압을 발생하는 제 2 의 분압기와, 상기 제1 및 제 2 의 분압직류전압을 차동증폭하여 주위온도에 의존한 자동이득 제어전압을 발생하는 차동증폭기를 구비하고 있는 것을 측징으로 하는 송수신기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 의 분압기 및 제 2 의 분압기는, 상기 직류전압과 상기 제1 및 제 2 의 분압직류전압과의 입출력특성을 비선형으로 변형하는 양분압기에 공통의 비선형 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 자동이득 제어전압에는, 상기 직류전압이 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단 및 제 2 의 가변이득 증폭수단은, 각각 증폭소자로서 2중 게이트 MOSFET가 사용되고, 이들 2중 게이트 MOSFET의 한쪽의 게이트에 증폭해야 할 신호가, 다른쪽의 게이트에 자동이득 제어전압이 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 온도의존형 자동이득 제어전압 발생수단은, 에미터가 공통 접속되고, 한쪽의 베이스에 상기 직류전압, 다른쪽의 베이스에 제 1 의 기준전압이 공급되는 제 1 의 트랜지스터 차동증폭단과, 감온소자를 포함하고, 주위온도의 변동에 의존한 전압을 발생하는 온도보상 전압발생회로와, 상기 제 1 의 트랜지스터 차동증폭단 및 상기 온도보상 전압발생회로의 각 출력전압을 가산하여 주위온도의 변동에 의존한 자동이득 제어전압을 발생하는 전압가산수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 온도보상 전압발생회로는, 에미터가 공통 접속되고, 한쪽의 베이스에 제 2 의 기준전압이, 다른쪽의 베이스에 상기 제 2 의 기준전압과 크기를 다르게 하는 제 3 의 기준전압이 공급되는 제 2 의 트랜지스터 차동증폭단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 온도보상 전압발생회로는, 적어도 더미스터와 저항 또는 반도체와 저항으로 이루어진 분압회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 의 가변이득 증폭수단 및 제 2 의 가변이득 증폭수단은, 각각 증폭소자로서 차동접속의 바이폴라 트랜지스터와 이들의 공통 접속 에미터에 결합된 전류원용 바이폴라 트랜지스터가 사용되고, 상기 차동접속의 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 증폭해야 할 신호가, 상기 전류원용 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 상기 제1 및 제 2 의 자동이득 제어전압이 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 송수신기.
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