KR0119770Y1 - 무선기기의 수신강도 검출 회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무선기기의 수신 강도 검출회로에 관한 것으로, 종래에는 입력신호에 따른 차동 증폭단의 포화를 차동 증폭기로 구성된 전류 감지부를 통해 감지하고 차동 증폭기로 구성된 직류 전류 감지부를 통해 동일한 전류를 발생시킴으로서 회로 구성시 소자수가 증가되어 회로 집적시 칩면적이 증가되고 소자수 증가에 따른 기생 효과가 발생될 뿐 아니라 공정 변화에 따른 특성 변화량이 증가되는 문제점이 있었다.

이러한 점을 감안하여 본 고안에서는 차동 증폭단의 에미터를 에미터 팔로우인 전류 감지단에 각기 접속하여 입력 신호에 따른 포화 전류를 감지하도록 구성함으로써 회로 구성시 소자수를 대폭 감소시켜 회로 집적이 용이할 뿐 아니라 공정 변화에 따른 특성 변화를 감소시키는 효과가 있다.

Description

무선기기의 수신 강도 검출회로

제1도는 일반적인 무선기기의 주파수 변조 검파 회로의 블럭도.

제2도는 종래 무선기기의 수신 강도 검출 회로도.

제3도는 본 고안 무선기기의 수신 강도 검출회로도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 10 : 차동 증폭부 1-11∼1-5, 11-15 : 차동증폭단

2, 20 : 직류전압 궤환부 3, 30 : 전류감지부

3-1∼3-5,31-35 : 전류감지단 4, 40 : 직류전류 발생부

5, 50 : 전류 전압 변환부 Q₁∼Q₃₈: 트랜지스터

R₁-R₁₈, R_S1∼RS₁₀, R_d1-R_d3: 저항 C₁∼C₃: 콘덴서

본 고안은 무선기기에 수신되는 신호의 강도 검출에 관한 것으로 특히, 무선전화기등에서 전계신호의 강도를 표시하기 위한 수신 강도 검출회로에 사용되는 소자수를 감소시켜 집적 회로화하기 적당하도록 한 무선기기의 수신 강도 검출회로에 관한 것이다.

제1도는 일반적인 무선기기의 주파수 변조 검파 회로의 블럭도로서 중간주파증폭부(100)가 음성 중간 주파수(IF)를 소정 레벨로 증폭하여 혼합기(Mixer)(200)를 통해 출력하면 저역여파기(300)는 고역성분을 제거하여 반송파가 455KHz인 주파수 변조신호를 출력하고, 리미터(400)는 상기 저역여파기(300)의 출력을 입력받아 일정레벨로 진폭을 제한하여 검파기(500)를 통해 변조신호를 복조함으로써 음성 신호(Aout)를 출력한다.

이때, 리미터(400)의 증폭신호를 검출한 수신강도 검출부(600)는 무선기기의 수신 전계 강도를 점검하고 수신 강도 검출신호(RSSI)를 출력한다.

즉, 무선기기등에서는 신호를 수신함에 따라 음성신호가 안정되게 수신되었는지 점검하기 위해 수신 전계의 강도를 점검할 필요가 있다.

제2도는 종래의 무선기기의 수신 강도 검출회로의 블럭도로서 이에 도시한 바와같이, 차동증폭단(1-1∼1-5)으로 구성되어 주파수 변조신호(Vi)를 차동증폭하여 구형파로 진폭제한하는 차동증폭부(1)와, 트랜지스터(Q₁₆∼Q₁₉), 저항(R₁₁)(R₁₂) 및 콘덴서(C₁), (C₂)로 구성되어 상기 차동증폭부(1)의 출력을 상기 차동증폭단(1-1)의 입력으로 궤환시킴과 아울러 진폭제한신호(Vo)로 출력하는 직류전압궤환부(2)와, 상기 차동증폭부(1)의 차동증폭단(1-1∼1-5)의 출력을 검출하여 전류를 감지하는 전류 감지부(3)와, 트랜지스터(Q₃₂∼Q₃₇)와 저항(R₁₄∼R₁₆)로 구성되어 상기 전류 감지부(3)의 출력을 입력받아 전압으로 변환하여 출력하는 전압 전류 변환부(5)와, 트랜지스터(Q₂₄∼Q₃₁)로 구성되어 무신호시 상기 전류 감지부(3)의 출력전류와 같은 크기의 전류를 발생시키는 직류 전류 발생부(4)로 구성된 것으로, 상기 전류 감지부(3)은 트랜지스터(Q₂₀∼Q₂₂)와 저항(Rd)으로 구성된 전류감지단(3-1), 이 전류 감지단(3-1)과 동일하게 구성된 전류감지단(3-2∼3-5)를 포함하여 구성된다.

상기 차동증폭부(1)의 차동증폭단(1-1∼1-5)의 출력((a₁,b₁)∼(a₅,b₅))은 순차적으로 다음단 입력에 접속됨과 아울어 전류 감지부(3)의 전류검출단(3-1∼3-5)의 입력으로 출력되게 구성된다.

이와같이 구성된 종래 회로의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차동증폭부(1)에 고전위의 바이어스전압(V₈)이 입력되어 턴온된 차동증폭단(1-1∼1-5)의 트랜지스터(Q₁₁∼Q₁₅)가 전류원으로 동작될때 주파수 변조신호(Vi)가 입력되어 레벨이 증가되면 최종단인 차동증폭단(1-5)으로 부터 처음단의 차동증폭단(1-1)의 순으로 출력((a₁,b₁)∼(a₅,b₅))이 포화된다.

이때, 차동증폭단(1-5)의 출력(a₅,b₅)은 직류전압 궤환부(2)에 입력되어 에미터 팔로우인 트랜지스터(Q₁₆,Q₁₈), (Q₁₇,Q₁₉)를 턴온시켜 일정전압이 차동증폭단(1-1)의 트랜지스터(Q₁,Q₂)의 베이스에 궤환됨에 따라 출력(a₁,b₁)이 차동증폭단((1-2)∼(1-5))의 입력에 순차적으로 전송되어 출력((a₅,b₅)∼(a₁,b₁))이 포화되고 입력신호(Vi)를 고이득으로 증폭시켜 진폭제한에 따른 구형파인 출력(Vo)이 일정 전압으로 출력된다.

이에 따라, 전류 감지부(3)에 차동증폭부(1)의 출력((a₁,b₁)∼(a₅,b₅))이 감지됨에 따라 전류 감지단(3-1)은 상기 출력(a₁,b₁)을 트랜지스터(Q₂₀,Q₂₁)의 베이스에 입력받아 턴온되고 에미터 팔로우인 트랜지스터(Q₂₂)가 턴온되어 2V_BE만큼 레벨다운(Leval Down)됨으로써 저항(Rd)에 의해 전류로 출력된다.

또한, 전류감지단((3-2)∼(3-5))에 상기 차동증폭부(1)의 출력((a₂,b₂)∼(a₅,b₅))이 검출되어 상기 전류 감지단(3-1)과 동일한 동작에 의해 전류가 출력된다.

따라서, 전류 감지부(3)의 출력은 전류 감지단((3-1)∼(3-5))의 출력 전류의 합이 되어 전류 전압 변환부(5)에 출력되고 직류 전압 감지부(4)는 트랜지스터(Q₂₄,Q₂₅)의 차동 출력 신호가 트랜지스터(Q₂₆,Q₂₇)에서 차동 증폭되어 차동증폭부(1)의 차동증폭단의 수만큼 병렬 접속된 트랜지스터(Q₃₀,Q₃₁, ----)를 통해 무신호시 상기 전류 감지부(3)의 전류 총합과 같은 전류를 발생시켜 전류 전압 변환부(5)의 전류 미러인 트랜지스터(Q₃₂∼Q₃₅)에 출력됨으로써 출력(RSSI)이 접지된다.

즉, 입력(Vi)이 증가됨에 따라 포화된 차동증폭부(1)의 차동증폭단의 수만큼 전류 감지단(3)에는 전류가 증가되고 이 증가된 전류가 전압으로 변화되어 입력됨에 따라 전압 전류 변환부(5)의 전류 미러인 트랜지스터(Q₃₆,Q₃₇)에 입력되어 최종출력(RSSI)이 출력된다.

그러나, 이와같은 종래 회로는 수신 강도 검출 회로를 집적회로로 구성할때 많은 소자수가 증가되어 칩 면적이 증가되고, 소자수 증가에 따라 기생 효과가 발생될 뿐 아니라 공정 변화에 따른 특성 변화가 발생되어 집적 회로 구성이 어려운 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 감안하여 수신 강도 검출 회로가 차동 증폭단의 에미터에서 전류를 검출하도록 구성하여 소자수를 줄이고 집적 회로 구성이 용이한 무선기기의 수신 강도 검출 회로를 안출한것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 고안 무선기기의 수신 강도 검출 회로도로서 이에 도시한 바와같이, 차동증폭단(11∼15)로 구성하여 입력신호(Vi)를 증폭시켜 포화에 따라 진폭을 제한하는 차동증폭부(10)와, 트랜지스터(Q₁₆∼Q₁₉)로 구성하여 상기 차동증폭부(10)의 차동증폭단(15)의 출력(Q₅,b₅)를 차동증폭단(11)의 입력에 궤환시키는 직류전압 궤환부(20)와, 트랜지스터(Q₂₀∼Q₂₄)를 병렬 접속하고 각 베이스를 상기 차동증폭부(10)의 차동증폭단(11-15)의 에미터에 접속하여 전압에 따른 전류를 출력하는 전류감지부(30)와, 트랜지스터(Q₂₅∼Q₃₂)로 구성하여 상기 전류감지부(30)의 출력과 같은 크기의 전류를 발생시키는 직류전압 발생부(40)와, 트랜지스터(Q₃₃∼Q₃₈)로 전류 미러를 구성하여 상기 전류감지부(30)와 직류 전압 발생부(40)의 출력 전류의 차를 전압으로 변환하여 수신 강도 검출신호(RSSI)로 출력하는 전류 전압 변환부(50)로 구성한 것으로, 상기 전류감지부(30)는 에미터 팔로우인 전류감지단(31∼35)으로 구성한다.

이와같이 구성한 본 고안 무선기기의 수신 강도 검출 회로의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 주파수 변조신호(Vi)가 차동증폭부(10)에 입력하여 각 차동증폭단(11∼15)의 트랜지스터(Q₁,Q₂), (Q₃,Q₄), (Q₅,Q₆), (Q₇,Q₈), (Q₉,Q₁₀)에서 순차적으로 차동증폭하여 출력((a₅,b₅)∼(a₁,b₁))이 포화함에 따라 무신호 상태에서 직류전압 궤환부(20)는 상기 출력(a₅,b₅)을 상기 차동증폭단(11)의 입력에 궤환시켜 특정 전압으로 일정하게 유지하고 진폭제한된 출력(Vo)이 상기 직류 전압 궤환부(20)에서 출력한다.

이때, 전류 감지부(30)의 전류 감지단(31∼35)은 차동증폭단(11-15)의 트랜지스터(Q₁,Q₂), (Q₃,Q₄), (Q₅,Q₆), (Q₇,Q₈), (Q₉,Q₁₀)의 에미터 전압을 검출하여 에미터 팔로우인 트랜지스터(Q₂₀∼Q₂₄)와 저항(R_S1∼R_S5)를 통해 V_BE만큼 낮은 전압을 전류로 변환하고 각 변환 전류의 합(Is)이 전류 전압 변환부(50)에 출력한다.

또한, 직류 전류 발생부(40)는 항상 무신호시 전류 감지부(30)의 전류(Is)와 동일한 전류가 발생하도록 사용한 차동증폭기인 트랜지스터(Q₂₅,Q₂₆)의 콜렉터 베이스를 각기 공통 접속하여 일정 전압을 유지하고 상기 트랜지스터(Q₂₅,Q₂₆)의 에미터 전류를 병렬 접속한 트랜지스터(Q₂₈∼Q₃₂)의 베이스에 입력받아 턴온량에 다른 전류(I_DC)를 전류 전압 변환부(50)에 출력한다.

따라서, 전류 전압 변환부(50)는 직류 전류 발생부(40)의 전류를 전류 미러인 트랜지스터(Q₃₃-Q₃₆)를 통해 전류(I_DC)로 출력하여 이 전류(I_DC)와 전류 감지부(30)의 전류(Is)의 차이를 전류 미러인 트랜지스터(Q₃₇,Q₃₈)를 통해 전압으로 변환함으로써 수신강도 검출신호(RSSI)가 출력한다.

이때, 차동증폭부(10)의 포화에 따른 무신호시 전류 전압 변환부(50)의 수신 강도 검출신호(RSSI)는 입력 전류가 같으므로(Is = I_DC) OV의 전압으로 출력한다.

한편, 주파수 변조신호(Vi)가 증가할 때 차동증폭부(10)의 차동증폭단(11∼15)은 최종단부터 출력이 포화하여 초단으로 순차적으로 포화하는데 최종단 한단의 출력(a₅,b₅)이 포화하였을때 전류 감지부(30)의 전류 증가분(△I)은 다음과 같다.

---------------------------(1)

여기서, Vp-p는 차동증폭단(15)의 최대치(Peak-to-Peak) 전압이고 전류 감지부(30)의 전류(Is)는 직류 전류 발생부(40)에 따른 전류(I_DC)와 식(1)의 전류 증가분(△I)으로 다음과 같이 표시한다.

Is = I_DC+ △I-----------------------------(2)

따라서, 전류 증가분(△I)은 전류 전압 변환부(50)의 전류 미러인 트랜지스터(Q₃₇,Q₃₈)을 통해 저항(R₆)에서 전압(RSSI)으로 변환하여 출력하므로 전압 증가분(△V)은 다음과 같다.

△V = △I·R₆

또한, 2단의 차동증폭단(14,15)이 출력이 포화하면 전류 감지부(30)의 전류(Is)는 상기 각단(14)(15)의 전류 증가분(2·△I)과 직류 전류 발생부(40)의 전류(I_DC)의 합으로 표시할 수 있고 전류 전압 변환부(50)는 상기 전류 증가분(2·△I)을 전압(R₆)을 통해 전압(△V)으로 변환하여 수신 강도 검출 신호(RSSI)가 출력한다.

Is = I_DC+ 2·△I

△V = 2·△I·R₆

즉, 입력신호(Vi)의 크기가 증가함에 따라 차동증폭부(10)의 차동증폭단(11-15)의 포화단수가 증가하고 이에따라 전류 감지부(30)의 전류(Is)가 n·△I만큼 증가하여 전류 전압 변환부(50)의 출력(RSSI)은 n·△I·R₆만큼 증가하여 출력한다.

상기에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안 무선기기의 수신 강도 검출회로는 차동 증폭단의 에미터에서 수신신호에 따른 전류를 감지하도록 하여 소자수를 대폭 감소시키고, 이에따라 집적회로 구성이 용이할 뿐 아니라 공정 변화에 따른 특성 변화량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 주파수 변조신호(Vi)를 차동증폭단(11-15)을 통해 순차적으로 차동 증폭하여 포화시키는 차동증폭부(10)와, 이 차동증폭부(10)의 차동증폭단(15)의 출력(a₅,b₅)을 상기 차동증폭단(11)의 입력에 궤환시키고 진폭제한 신호(Vo)를 출력하는 직류 전압 궤환부(20)와, 상기 차동증폭부(10)의 차동증폭단(11-15)의 에미터에서 전류를 감지하여 그 합에 따른 전류(Is)를 출력하는 전류 감지부(30)와, 이 전류 감지부(30)의 출력(Is)과 동일한 전류(I_DC)를 발생시키는 직류 전류 발생부(40)와, 상기 전류 감지부(30)의 출력(Is)과 직류 전류 발생부(40)의 전류(I_DC)의 차(△I)를 전압(△V)으로 변환한 수신강도검출신호(RSSI)를 출력하는 전류 전압 변환부(50)로 구성한 것을 특징으로 하는 무선기기의 수신강도 검출회로.
2. 제1항에 있어서, 전류 감지부(30)는 콜렉터를 공통 접속하여 그 접속점을 전류 전압 변환부(50)에 접속한 트랜지스터(Q₂₀∼Q₂₄)의 베이스를 차동증폭부(10)의 차동증폭단(11-15)의 에미터에 각기 접속하고 그 트랜지스터(Q₂₀∼Q₂₄)의 에미터를 접지 저항(R_S1∼R_S5)을 통해 접지하여 상기 트랜지스터 및 저항(Q₂₀,R_s1), (Q₂₁,R_s2), (Q₂₂,R_s27), (Q₂₃,R_s4), (Q₂₄,R_s5)으로 각기 전류 감지단(31-35)을 구성한 것을 특징으로 하는 무선기기의 수신강도 검출회로.
3. 제1항에 있어서, 직류 전류 발생부(40)는 전압(Vcc)이 저항(R₁₇)(R₁₈)을 통해 콜렉터와 베이스에 각기 공통 접속한 트랜지스터(Q₂₆)(Q₂₅)의 에미터를 베이스에 바이어스 전압(V_B)이 접속한 트랜지스터(Q₂₇)의 콜렉터에 공통 접속하여 그 접속점을 에미터가 저항(R_s10∼R_s6)을 각기 통해 접지한 트랜지스터(Q₂₈∼Q₃₂)의 베이스에 공통으로 접속하고 상기 트랜지스터(Q₂₈∼Q₃₂)의 콜렉터를 공통 접속하여 그 접속점을 전류 전압 변환부(50)에 접속하여 구성한 것을 특징으로하는 무선기기의 수신 강도 검출회로.