KR101677757B1 - 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치 및 방법 - Google Patents
통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101677757B1 KR101677757B1 KR1020090055547A KR20090055547A KR101677757B1 KR 101677757 B1 KR101677757 B1 KR 101677757B1 KR 1020090055547 A KR1020090055547 A KR 1020090055547A KR 20090055547 A KR20090055547 A KR 20090055547A KR 101677757 B1 KR101677757 B1 KR 101677757B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- control signal
- amplifier
- input signal
- voltage
- drain
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
- H03G3/3042—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/68—Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
본 발명은 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 입력 신호의 세기를 검출하는 전력 검출부와, 상기 검출된 세기에 따라 상기 고출력 증폭기에 포함된 드라이브 증폭기와 메인 증폭기 각각과 연결된 드레인 단자 중 적어도 하나의 드레인 단자로 제공될 드레인 바이어스의 전압 값을 나타내는 제어 신호를 결정하는 고출력 증폭기 제어부와, 상기 결정된 제어 신호에 대응되는 직류 전압을 생성하는 직류 전압 공급부와, 상기 생성된 직류 전압을 상기 적어도 하나의 드레인 단자로 제공하는 드레인 바이어스 연결부와, 상기 출력된 직류 전압에 따라 상기 드라이브 증폭기에 입력된 RF 신호를 증폭하는 상기 드라이브 증폭기와 상기 메인 증폭기를 포함한다.
고출력 증폭기, HPA, 드레인 바이어스(drain bias), 드레인 단자, 효율
Description
본 발명은 통신 시스템에서 고출력 증폭기를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 입력 신호의 세기에 따라 고출력 증폭기의 효율을 최적화하기 위해 고출력 증폭기를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신 시스템에서 고출력 증폭기(High Power Amplifier)는 일정한 전력 세기(power level)의 라디오 주파수(Radio Frequency, 이하 'RF'라 한다) 출력 신호를 출력한다.
도 1을 참조하여 좀 더 자세히 설명하면, 고출력 증폭기는 드라이브 증폭기(101)와 메인 증폭기(103)를 포함하며, 드라이브 증폭기(101)와 메인 증폭기(103)는 각각 고정된 드레인 바이어스(drain bias)와 게이트 바이어스(gate bias)를 인가받아 RF 입력 신호의 전력을 증폭하여 RF 출력 신호를 출력한다. 이와 같은 고출력 증폭기는 통신 시스템의 사용자의 수가 비교적 많은 주간이나 비교적 적은 야간에 상관없이 고정된 드레인 바이어스에 따라 RF 출력 신호를 출력한다.
한편, 통신 시스템이 점점 더 복잡해지며 기능도 다양해지고 좀 더 높은 데이터 송수신 속도를 요구하게 되면서 통신 시스템의 효율이 중요한 요소로 대두되고 있다.
그러나 고정된 드레인 바이어스에 따라 동작하며 통신 환경에 상관 없이 일정한 전력 세기의 RF 출력 신호를 출력하는 고출력 증폭기는 통신 시스템의 효율을 저하시키는 주요 원인 중 하나이다. 이러한 효율의 저하로 인해 통신 시스템의 운용비가 증가되며, 낮은 열 효율로 인해 통신 시스템에 큰 열발산판(heat sink)을 구비하거나 냉각(cooling) 방식을 강화함으로써 통신 시스템의 전체 크기(size)가 커지는 문제점을 초래하였다. 따라서 고출력 증폭기의 사용으로 인해 발생하는 통신 시스템의 발열 및 크기 확대를 최소화하기 위해, 고출력 증폭기의 효율을 최적화할 수 있는 구체적인 방안의 필요성이 절실히 요구되었다.
본 발명은 드레인 바이어스를 이용하여 고출력 증폭기의 효율을 최적화하는 장치 및 방법을 제안한다.
그리고 본 발명은 RF 입력 신호의 세기에 따라 드레인 바이어스의 전압 값을 가변함으로써 고출력 증폭기의 효율을 최적화하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 장치는, 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치에 있어서, 입력 신호의 세기를 검출하는 전력 검출부와, 상기 검출된 세기에 따라 상기 고출력 증폭기에 포함된 드라이브 증폭기와 메인 증폭기 각각과 연결된 드레인 단자 중 적어도 하나의 드레인 단자로 제공될 드레인 바이어스의 전압 값을 나타내는 제어 신호를 결정하는 제어부와, 상기 결정된 제어 신호에 대응되는 직류 전압을 생성하는 직류 전압 공급부와, 상기 적어도 하나의 드레인 단자로 상기 생성된 직류 전압을 제공하는 드레인 바이어스 연결부와, 상기 제공된 직류 전압에 따라 상기 입력 신호를 증폭하는 상기 드라이브 증폭기 및 상기 메인 증폭기를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 방법은, 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 방법에 있어서, 입력 신호의 세기를 검출하는 과정과, 상기 검출된 세기에 따라 상기 고출력 증폭기에 포함된 드라이브 증폭기와 메인 증폭기 각각과 연결된 드레인 단자 중 적어도 하나의 드레인 단자로 제공될 드레인 바이어스의 전압 값을 나타내는 제어 신호를 결정하는 과정과, 상기 결정된 제어 신호에 대응되는 직류 전압을 생성하는 과정과, 상기 적어도 하나의 드레인 단자로 상기 생성된 직류 전압을 제공하는 과정과, 상기 제공된 직류 전압에 따라 상기 입력 신호를 증폭하는 과정을 포함한다.
본 발명은 RF 입력 신호의 세기에 따라 고출력 증폭기를 위한 드레인 바이어스의 전압 값을 가변함으로써 고출력 증폭기의 효율을 최적화할 수 있으므로, 통신 시스템의 운용비를 감소하며 발열량을 감소시켜 통신 시스템의 크기를 축소할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭기의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 고출력 증폭기는 드라이브 증폭기(201)와 메인 증폭기(203)를 포함하며, 드라이브 증폭기(201)와 메인 증폭기(203)는 RF 입력 신호의 세기에 따라 가변되는 드레인 바이어스와 고정된 게이트 바이어스를 인가받고, 상기 인가된 드레인 바이어스에 따라 RF 입력 신호를 증폭하여 RF 출력 신호를 생성한 후, 다음 단(일 예로서 안테나 단)으로 출력한다.
여기서 RF 입력 신호의 세기는 통신 시스템의 사용자 수 또는 데이터 트래픽(data traffic) 량 또는 다른 요인 등에 따라 가변될 수 있다. 예를 들면, 통신 시스템의 사용자 수가 많은 주간인 경우, RF 입력 신호는 정격 세기로 인가되고, 사용자 수가 적은 새벽이나 야간인 경우, RF 입력 신호는 정격 세기보다 낮은 세기로 인가된다.
본 발명에서 드레인 바이어스는 RF 입력 신호에 따라 가변되므로, 통신 시스템의 사용자 수 또는 데이터 트래픽량 또는 다른 요인에 따라 가변된다. 그리고 고출력 증폭기는 이와 같이 가변되는 드레인 바이어스에 따라 RF 입력 신호를 증폭하므로, 고출력 증폭기의 전력 소모를 감소시켜 전력 효율을 최적화할 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, RF 출력 신호를 정격 전력으로 출력하는 경우, 고출력 증폭기는 미리 정해지는 드레인 바이어스를 인가받는 것이 최적의 효율을 갖는다. 그러나 특정한 상황, 예를 들면 사용자 수가 적은 시간에 고출력 증폭기가 RF 출력 신호를 정격 전력으로 출력하는 것은 통신 시스템의 운용 효율을 저하시킨다. 따라서 본 발명의 고출력 증폭기는 RF 입력 신호의 세기에 따라 드레인 바이어스를 가변하여 고출력 증폭기의 DC 전력 소모량(direct current power consumption)을 최적화함으로써, 통신 시스템의 운용 효율을 최적화할 수 있다.
예를 들면, 사용자 수가 많은 주간에 RF 출력 신호가 정격 전력 46dBm이며, 드레인 바이어스가 31V이고, 소모 전류가 5.56A 인 경우, DC 전력 소모량은 P=V×I에 의해 31×5.56=172.4W이며, 정격 전력 46dBm을 와트(Watt)로 환산하면 약 40W이다. 이러한 DC 전력 소모량 172.4W과 RF 출력 신호 전력(RF output power) 40W을 다음과 같은 수학식 1에 대입하면 효율(efficiency)은 약 23.2%로 계산된다.
만약에, 사용자 수가 적어져서 RF 출력 신호가 정격 전력의 절반인 43dBm로도 서비스의 제공에 충분한 경우, 드레인 바이어스는 보다 낮은 26V로 인가될 수 있다. 이 경우 고출력 증폭기는 3.88A의 전류를 소모하게 되어, DC 전력 소모량은 26×3.88=100.88W로 감소된다.
이와 같이, 정격 전력의 절반으로 RF 출력 신호를 출력할 때의 DC 전력 소모량(100,88W)이 정격 전력으로 RF 출력 신호를 출력할 때의 DC 전력 소모량(172.4W)보다 71W 줄어들기 때문에, 시스템 운용 효율이 높아지고, 이로써 시스템 운용 비용도 현저히 감소된다. 대략적인 효율 개선량은 약 17%이다.
이제부터 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭 시스템의 블록 구성도를 설명하고자 한다.
고출력 증폭 시스템은 고출력 증폭 유닛(301)과 RF 전력 검출부(307)과 고출력 증폭기 제어부(309)와 DC(direct current) 전압 공급부(311)와 드레인 바이어스 연결부(313)을 포함하며, 고출력 증폭 유닛(301)은 드라이브 증폭기(drive amplifier)(303)와 메인 증폭기(main amplifier)(305)를 포함한다. 여기에서는 드라이브 증폭기(303)와 메인 증폭기(305)가 동일한 드레인 바이어스를 제공받는 것으로 도시하였으나, 다른 실시 예로서 드라이브 증폭기(303)와 메인 증폭기(305)는 각각 고유의 드레인 바이어스 연결부 및/또는 DC 전압 공급부를 가지고 독립적으로 드레인 바이어스를 제공받을 수 있다.
각각의 구성요소들을 살펴보면, RF 전력 검출부(307)는 RF 입력 신호를 입력받으며, 입력된 RF 입력 신호의 세기를 검출하고, 검출된 RF 입력 신호의 세기를 고출력 증폭기 제어부(309)로 출력한다. 일 예로서, RF 전력 검출부(307)는 커플러(coupler)(미도시)를 통해 RF 입력 신호의 세기를 검출할 수 있고, 검출된 RF 입력 신호의 세기를 전압 레벨(voltage level)의 단위로 출력할 수 있다. 여기서 RF 입력 신호는 고출력 증폭 유닛(301)으로 입력되는 신호를 말하며, RF 입력 신호의 세기는 통신 시스템의 사용자 수 또는 데이터 트래픽량 또는 다른 요인들에 따라 가변될 수 있다.
고출력 증폭기 제어부(309)는 입력된 RF 입력 신호의 세기 또는 데이터 트래픽량에 대응되는 제어 신호를 결정한 후, DC 공급부(311)로 출력한다. 여기서 데이터 트래픽량은 상위 단(예를 들면, 데이터 송신 처리부)로부터 입력받을 수 있으며, 제어 신호는 드레인 바이어스의 DC 전압 값을 나타내기 위한 적어도 하나의 비트로 구성될 수 있다. 이때, 고출력 증폭기 제어부(309)는 서로 다른 방식, 예를 들면, RF 입력 신호의 세기의 범위를 이용하는 제1방식과, RF 입력 신호의 세기 자체를 이용하는 제2방식과, 데이터 트래픽량을 이용하는 제3방식 중 어느 한 방식을 이용하여 제어 신호의 비트 값을 결정할 수 있다. 다른 실시 예로서 서로 다른 방식들 중 적어도 2개가 조합되어 사용될 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 제1방식은 미리 지정되는 테이블(table)을 이용하여 입력된 RF 입력 신호 세기에 대응하는 비트 값을 결정한다. 여기서 테이블은 RF 입력 신호 세기의 범위별로 대응되는 비트 값들을 나타낸 것으로, 일 예로서 표 1과 같이 표시될 수 있다.
RF 입력 신호 세기 | 비트 값 | 드레인 바이어스 전압 |
-10.0 dBm 이상 ~ -10.5 dBm 미만 | 000 | 31 V |
-10.5 dBm 이상 ~ -11.0 dBm 미만 | 001 | 30 V |
-11.0 dBm 이상 ~ -11.5 dBm 미만 | 010 | 29 V |
-11.5 dBm 이상 ~ -12.0 dBm 미만 | 011 | 28 V |
-12.0 dBm 이상 ~ -12.5 dBm 미만 | 100 | 27 V |
-12.5 dBm 이상 ~ -13.0 dBm 미만 | 101 | 26 V |
예를 들면, 입력된 RF 입력 신호 세기가 -10.0dBm 이상 -10.5dBm 미만일 때, 고출력 증폭기 제어부(309)는 DC 전압 공급부(311)가 31V를 출력할 수 있도록 '000' 비트 값을 결정한 후, DC 전압 공급부(311)로 출력한다.
그리고 제2방식은 미리 지정된 RF 입력 신호 세기들에 대응되는 비트 값들 중에서 입력된 RF 입력 신호 세기에 대응되는 비트 값을 결정한다. 예를 들면, 입력된 RF 입력 신호 세기가 -10.0dBm이면, 고출력 증폭기 제어부(309)는 DC 전압 공급부(311)가 31V를 출력할 수 있도록 '000' 비트 값을 결정한 후, DC 전압 공급부(311)로 출력한다. 만약에 입력된 RF 입력 신호 세기가 -10.5dBm이면, 고출력 증폭기 제어부(309)는 DC 전압 공급부(311)가 30V를 출력할 수 있도록 '001' 비트 값을 결정한 후, DC 전압 공급부(311)로 출력한다. 그리고 입력된 RF 입력 신호 세기가 -10.7dBm이면, 고출력 증폭기 제어부(309)는 이전 비트 값과 동일한 '001' 비트 값을 결정한 후, DC 전압 공급부(311)로 출력한다.
그리고 제3방식은 미리 지정된 데이터 트래픽량들에 대응되는 비트값들 중에서 현재 데이터 트래픽량에 대응되는 비트 값을 결정한다. 예를 들면, 데이터 트래픽량이 100%인 경우, 고출력 증폭기 제어부(309)는 DC 전압 공급부(311)가 31V를 출력할 수 있도록 '000' 비트 값을 결정한 후, DC 전압 공급부(311)로 출력한다. 만약에, 입력된 데이터 트래픽량이 50% 이하인 경우, 고출력 증폭기 제어부(309)는 DC 전압 공급부(311)가 26V를 출력할 수 있도록 '101' 비트 값을 결정한 후, DC 전압 공급부(311)로 출력한다.
DC 전압 공급부(311)는 입력된 제어 신호(예를 들면, 비트 값)에 대응되는 DC 전압을 생성한 후, 드레인 바이어스 연결부(313)로 드레인 바이어스로서 출력한다. 예를 들면, 입력된 비트 값이 '000'인 경우, DC 전압 공급부(311)는 31V를 생성한 후, 드레인 바이어스 연결부(313)로 출력한다. 만약에, 고출력 증폭기 제어부(309)는 입력된 비트 값이 '101'인 경우, DC 전압 공급부(311)는 26V를 생성한 후, 드레인 바이어스 연결부(313)로 출력한다. 그리고 드레인 바이어스 연결부(313)는 드레인 바이어스로서 입력된 DC 전압을 드라이브 증폭기(303)와 메인 증폭기(305)의 드레인 단자로 각각 제공한다. 이때, 드레인 바이어스 연결부(313)는 적어도 하나의 커패시터(capacitor)를 이용하여 상기 DC 전압의 잡음을 제거할 수 있다.
드라이브 증폭기(303)는 프리-드라이브 증폭기(pre-drive amplifier)(미도시)로부터 RF 입력 신호를 입력받고, 드레인 바이어스에 따라 RF 입력 신호를 증폭한 후, 메인 증폭기(305)로 출력한다. 그리고 메인 증폭기(305)는 드라이브 증폭기(303)로부터 증폭된 RF 입력 신호를 입력받고, 드레인 바이어스에 따라 입력된 RF 입력 신호를 증폭함으로써 RF 출력 신호를 생성한 후, 외부로 출력한다.
이제부터 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭 시스템이 가변되는 드레인 바이어스를 이용하여 RF 입력 신호를 증폭하는 동작을 설명하고자 한다.
도 4를 참조하면, 401단계에서 RF 전력 검출부(307)는 통신 시스템의 서비스를 사용하는 사용자 수 또는 데이터 트래픽량 또는 다른 요인에 따라 변경되는 RF 입력 신호 세기를 검출한 후, 403단계로 진행한다. 여기서 RF 입력 신호는 고출력 증폭 유닛(301)에 입력되는 RF 신호를 말한다.
그리고 403단계에서 고출력 증폭기 제어부(309)는 검출된 RF 입력 신호 세기에 따라 제어 신호를 생성한 후, 405단계로 진행한다. 이때, 제어 신호는 비트 값으로 나타낼 수 있으며, 서로 다른 방식, 예를 들면, RF 입력 신호 세기의 범위를 이용하는 제1방식과 RF 입력 신호 세기 자체를 이용하는 제2방식 중 적어도 한 방식을 이용하여 결정된다. 여기서 제1방식은 표 1과 같은 테이블을 고려하여 검출된 RF 입력 신호 세기의 범위에 대응되는 비트 값을 결정하는 방식을 말하며, 제2방식은 검출된 RF 입력 신호 세기에 대응되는 비트 값을 결정하는 방식을 말한다.
예를 들어, 제1방식을 이용하여 비트 값을 생성하는 경우, 검출된 RF 입력 신호 세기가 -10.0dBm 이상 -10.5dBm 미만이면, 고출력 증폭기 제어부(309)는 DC 전압 공급부(311)가 31V를 출력할 수 있도록 제어 신호로써 '000' 비트 값을 생성한다.
그리고 405단계에서 DC 전압 공급부(311)는 제어 신호에 따라 DC 전압을 생성한 후, 407단계로 진행한다. 예를 들면, 제어 신호로써 '000' 비트 값이 입력되면, DC 전압 공급부(311)는 31V의 DC 전압을 드레인 바이어스로서 생성한다. 그리고 407단계에서 드레인 바이어스 연결부(313)는 상기 DC 전압을 드라이브 증폭기(303)와 메인 증폭기(305)의 드레인 단자로 제공한 후, 409단계로 진행한다. 이때, 드레인 바이어스 연결부(313)는 적어도 하나의 커패시터를 이용하여 상기 DC 전압의 잡음을 제거할 수 있다.
그리고 409단계에서 드라이브 증폭기(303)와 메인 증폭기(305)는 상기 DC 전압에 따라, 드라이브 증폭기(303)로 입력되는 RF 입력 신호를 증폭함으로써 RF 출력 신호를 생성하고, 생성된 RF 출력 신호를 고출력 증폭 유닛(301)의 외부 단(일 예로, 안테나 단)로 출력한다.
이와 같이, 본 발명의 고출력 통신 시스템은 서비스를 RF 입력 신호의 세기에 따라 가변되는 드레인 바이어스를 이용하여 RF 입력 신호를 증폭함으로써, 고출력 증폭기의 전력 소모를 감소시킬 수 있다..
또한, 본 발명의 고출력 통신 시스템은 데이터 트래픽량이 시간에 따라 변경되면, RF 입력 신호의 세기도 시간에 따라 변경된다.
삭제
삭제
삭제
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭기의 상온 인접 채널 누설 비(ACLR: Adjacent Channel Leakage Ratio, 이하 'ACLR'이라 한다)를 나타내는 도면이다.
601 그래프는 도 1과 같이 고정되는 드레인 바이어스가 인가되는 고출력 증폭기의 상온 ACLR 특성을 나타낸 것이다. 이때, RF 출력 신호는 46dBm으로, 인가된 드레인 바이어스는 31V로 가정하며, 10MHz의 대역폭을 각각 가지는 3FA(frequency assignment) 소스(source)가 사용되는 것으로 가정한다. 이러한 가정 하에서, 오프셋 주파수(offset frequency)가 15.3MHz일 때, ACLR 값은 -37dB와 -34dB 임을 확인할 수 있다.
603 그래프는 본 발명과 같이 가변되는 드레인 바이어스가 인가되는 고출력 증폭기의 상온 ACLR 특성을 나타낸 것이다. 이때, RF 출력 신호는 601 그래프에서 가정한 RF 출력 신호의 절반인 43dBm로, 인가된 드레인 바이어스의 전압은 601 그래프에서 가정한 드레인 바이어스보다 5V 낮은 26V로 가정하며, 10MHz의 대역폭을 각각 가지는 3FA 소스가 사용되는 것으로 가정한다. 이러한 가정 하에서, 오프셋 주파수가 15.3MHz일 때, ACLR 값은 -37dB와 -33dB 임을 확인할 수 있다.
601 그래프와 603 그래프에서, 오프셋 주파수가 15.3MHz일 때, ACLR 값이 거의 동일하므로, 본 발명의 고출력 증폭기의 ACLR 특성이 도 1의 종래 고출력 증폭기의 ACLR 특성과 거의 동일하다는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, RF 특성을 나타내는 지표인 ACLR 특성이 거의 동일하므로, 본 발명의 RF 특성과 도 1의 종래 RF 특성이 거의 동일하다는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, RF 특성이 거의 동일하므로, 본 발명의 고출력 증폭 시스템은 통신 시스템의 성능 열화 없이 드레인 바이어스를 낮추어서 통신 시스템의 효율을 최적화할 수 있다는 것을 알 수 있다.
한편, 601 그래프와 603 그래프의 ACR 값은 고출력 증폭기에 디지털 전치 왜곡(DPD: Digital Pre Distortion) 방식을 적용하지 않았을 경우의 값이다. 만약에 디지털 전치 왜곡 방식을 적용하면, ACR 값은 -48dB 이상이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭기의 전류 소모를 나타내는 도면이다.
701 그래프는 도 1의 고출력 증폭기에 대한 전류 소모를 나타낸 것으로, RF 출력 신호가 46dBm이고 드레인 바이어스가 31V인 경우, 전류 소모가 약 5.56A 임을 확인할 수 있다.
703 그래프는 본 발명의 고출력 증폭기에 대한 전류 소모를 나타낸 것으로, RF 출력 신호가 43dBm이고 드레인 바이어스가 26V인 경우, 전류 소모가 약 3.88A로 감소됨을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
예를 들면, 본 발명에서는 드라이브 증폭기의 드레인 단자와 메인 증폭기의 드레인 단자에 동일한 드레인 바이어스가 인가되는 것으로 설명하였으나, 드라이브 증폭기의 드레인 단자와 메인 증폭기의 드레인 단자에 서로 다른 드레인 바이어스가 인가될 수 있다.
도 1은 일반적인 기술에 따른 고출력 증폭기의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭기의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭 시스템의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭 시스템이 RF 입력 신호를 증폭하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭기의 RF 입력 신호를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭기의 상온 인접채널누설비를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 증폭기의 전류 소모를 나타내는 도면이다.
Claims (8)
- 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치에 있어서,입력 신호의 세기를 검출하는 전력 검출부와,상기 검출된 세기에 따라 상기 고출력 증폭기에 포함된 드라이브 증폭기와 메인 증폭기 각각과 연결된 드레인 단자 중 적어도 하나의 드레인 단자로 제공될 드레인 바이어스의 전압 값을 나타내는 제어 신호를 결정하는 제어부와,상기 결정된 제어 신호에 대응되는 직류 전압을 생성하는 직류 전압 공급부와,상기 적어도 하나의 드레인 단자로 상기 생성된 직류 전압을 제공하는 드레인 바이어스 연결부와,상기 제공된 직류 전압에 따라 상기 입력 신호를 증폭하는 상기 드라이브 증폭기 및 상기 메인 증폭기를 포함하는 고출력 증폭기의 제어 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제어부는, 미리 지정된 테이블에 저장되어 있는 입력 신호의 세기 범위들 각각에 매핑된 상기 제어 신호의 비트값들 중 상기 검출된 세기에 대응되는 상기 제어 신호의 비트값을 결정함을 특징으로 하는 고출력 증폭기의 제어 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제어부는, 미리 지정된 입력 신호의 세기들에 대응되는 비트 값들 중에서 상기 검출된 세기에 대응되는 비트 값을 상기 제어 신호로 결정함을 특징으로 하는 고출력 증폭기의 제어 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제어부는 미리 지정된 데이터 트래픽양들에 대응되는 비트값들 중에서 현재 데이터 트래픽량에 대응되는 비트값을 상기 제어 신호로 결정함을 특징으로 하는 고출력 증폭기의 제어 장치.
- 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 방법에 있어서,입력 신호의 세기를 검출하는 과정과,상기 검출된 세기에 따라 상기 고출력 증폭기에 포함된 드라이브 증폭기와 메인 증폭기 각각과 연결된 드레인 단자 중 적어도 하나의 드레인 단자로 제공될 드레인 바이어스의 전압 값을 나타내는 제어 신호를 결정하는 과정과,상기 결정된 제어 신호에 대응되는 직류 전압을 생성하는 과정과,상기 적어도 하나의 드레인 단자로 상기 생성된 직류 전압을 제공하는 과정과,상기 제공된 직류 전압에 따라 상기 입력 신호를 증폭하는 과정을 포함하는 고출력 증폭기의 제어 방법.
- 제5항에 있어서,상기 제어 신호를 결정하는 과정은,미리 지정된 테이블에 저장되어 있는 입력 신호의 세기 범위들 각각에 매핑된 상기 제어 신호의 비트값들 중 상기 검출된 세기에 대응되는 상기 제어 신호의 비트값을 결정함을 특징으로 하는 고출력 증폭기의 제어 방법.
- 제5항에 있어서,상기 제어 신호를 결정하는 과정은,미리 지정된 입력 신호의 세기들에 대응되는 비트 값들 중에서 상기 검출된 세기에 대응되는 비트 값을 상기 제어 신호로 결정함을 특징으로 하는 고출력 증폭기의 제어 방법.
- 제5항에 있어서,상기 제어 신호를 결정하는 과정은,미리 지정된 데이터 트래픽양들에 대응되는 비트값들 중에서 현재 데이터 트래픽량에 대응되는 비트값을 상기 제어 신호로 결정하는 과정을 더 포함하는 고출력 증폭기의 제어 방법.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090055547A KR101677757B1 (ko) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치 및 방법 |
US12/819,554 US8004357B2 (en) | 2009-06-22 | 2010-06-21 | Method and apparatus for controlling high power amplifier in communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090055547A KR101677757B1 (ko) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치 및 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100137228A KR20100137228A (ko) | 2010-12-30 |
KR101677757B1 true KR101677757B1 (ko) | 2016-11-21 |
Family
ID=43353782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090055547A KR101677757B1 (ko) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치 및 방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8004357B2 (ko) |
KR (1) | KR101677757B1 (ko) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012014395A1 (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-02 | 株式会社日立国際電気 | 増幅装置 |
KR101101691B1 (ko) * | 2010-07-28 | 2011-12-30 | 한국과학기술원 | 전력 증폭기 |
US8655293B2 (en) | 2010-09-15 | 2014-02-18 | Intel Mobile Communications GmbH | PA bias optimization for modulation schemes with variable bandwidth |
US9667265B2 (en) * | 2015-08-11 | 2017-05-30 | Semiconductor Components Industries, Llc | Method of forming an amplifier and structure therefor |
GB2551205B (en) * | 2016-06-10 | 2020-05-06 | Etl Systems Ltd | A self-optimising RF amplifier |
CN107121999B (zh) * | 2017-03-09 | 2018-09-28 | 广州慧智微电子有限公司 | 一种功率控制电路及功放电路 |
CA3068061C (en) | 2017-06-12 | 2022-09-13 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and device for reducing power consumption of power amplifier |
KR102106319B1 (ko) * | 2017-11-29 | 2020-05-04 | 한국전자통신연구원 | 출력 광 신호 및 출력 전기 신호의 파워를 조절하는 광 중계 접속 장치 및 광 중계 접속 장치가 수행하는 방법 |
US11201590B2 (en) * | 2020-02-12 | 2021-12-14 | Qorvo Us, Inc. | Power amplifier apparatus |
JP7494718B2 (ja) * | 2020-12-09 | 2024-06-04 | 住友電気工業株式会社 | 増幅装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006050888A (ja) | 2004-07-02 | 2006-02-16 | Rohm Co Ltd | 電源装置、それを用いた電力増幅装置、携帯電話端末 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020052124A (ko) * | 2000-12-23 | 2002-07-02 | 구자홍 | 고출력 증폭기의 바이어스 제어장치 |
JP2002314345A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Sony Corp | 高周波増幅回路およびこれを用いた無線通信装置 |
US7193470B2 (en) * | 2003-03-04 | 2007-03-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling a power amplifier in a mobile communication system |
JP4695519B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2011-06-08 | 株式会社東芝 | 差動増幅装置 |
US7541867B2 (en) * | 2007-05-31 | 2009-06-02 | Intel Corporation | Polar amplifier |
-
2009
- 2009-06-22 KR KR1020090055547A patent/KR101677757B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-06-21 US US12/819,554 patent/US8004357B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006050888A (ja) | 2004-07-02 | 2006-02-16 | Rohm Co Ltd | 電源装置、それを用いた電力増幅装置、携帯電話端末 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100137228A (ko) | 2010-12-30 |
US20100321108A1 (en) | 2010-12-23 |
US8004357B2 (en) | 2011-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101677757B1 (ko) | 통신 시스템에서 고출력 증폭기의 제어 장치 및 방법 | |
KR102330688B1 (ko) | 조절가능한 출력 전력 백-오프를 가진 시퀀셜 브로드밴드 도허티 전력 증폭기 | |
US7440733B2 (en) | Constant gain nonlinear envelope tracking high efficiency linear amplifier | |
US8344799B2 (en) | Power amplifier and amplification method thereof | |
EP1898521B1 (en) | Power amplifying apparatus and mobile communication terminal | |
JP4014072B2 (ja) | 電力増幅器モジュール | |
US6683496B2 (en) | System and method for minimizing dissipation in RF power amplifiers | |
CN1198385C (zh) | 产生放大信号的系统和方法 | |
US20080231358A1 (en) | Power amplifier circuit | |
US8736364B2 (en) | Power amplifier and method of operation thereof | |
JP2009260658A (ja) | 電力増幅器 | |
JP2007129727A (ja) | 高周波増幅器のバイアス最適化装置及び方法 | |
TWI590582B (zh) | 功率放大電路及其操作方法 | |
US7312655B2 (en) | Apparatus and method for controlling bias adaptation bias of a high power amplifier | |
JP4549163B2 (ja) | Eerシステム及びeerシステムにおける高周波飽和増幅器の効率最適化調整方法 | |
US7368995B2 (en) | Power amplifier with active bias circuit | |
US6507244B2 (en) | Transmitter with a sliding compression point | |
CN104734647A (zh) | 一种放大器系统及设备 | |
US8010065B2 (en) | Power amplifier system and control method and control device thereof | |
TW201642580A (zh) | 放大模組的功率控制方法 | |
CN111194109B (zh) | 微波加热组件和微波加热设备 | |
KR100574897B1 (ko) | 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치 | |
KR20010079373A (ko) | 선형화기 커패시터를 이용한 전력증폭회로 | |
US20150311869A1 (en) | Amplifier circuit and operation method thereof | |
KR200249930Y1 (ko) | 이동 단말기용 고효율 전력증폭기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191030 Year of fee payment: 4 |