KR100315704B1

KR100315704B1 - 히스테리시스특성의자동이득제어기능을갖는휴대용무선수신기

Info

Publication number: KR100315704B1
Application number: KR1019980018608A
Authority: KR
Inventors: 테루오 무라사키
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2002-02-19
Also published as: KR19990085914A

Abstract

수신된 고주파신호를 저잡음 증폭하는 저잡음증폭기와, 소정의 제어를 받아 그 이득이 조절되며, 상기 저잡음 증폭된 고주파신호를 처리하여 얻어진 중간주파수신호를 소정 증폭하는 자동이득제어 증폭기와, 상기 자동이득제어 증폭기에서 출력되는 증폭된 중간주파수신호를 복조하고 소정의 기준전압과 비교한 결과에 대응하는 신호를 발생하는 수단과, 상기 수단에서 발생하는 신호의 세기에 따라 중간주파수 이득제어신호를 출력하는 이득제어부를 구비한 무선 수신기가, 상기 이득제어신호에 응답하여 고주파단의 자동이득제어 곡선이 히스테리시스 특성을 가지는 고주파이득제어신호를 발생하고, 상기 고주파이득제어신호로써 상기 저잡음증폭기의 이득을 증가 혹은 감소시키는 고주파이득제어부를 더 가짐을 특징으로 한다.

Description

히스테리시스 특성의 자동이득제어 기능을 갖는 휴대용 무선 수신기

본 발명은 자동이득제어(Automatic Gain Control: AGC) 기능을 갖는 무선 송·수신기에 관한 것으로, 특히 고주파수(Radio Frequency: RF) 자동이득제어를 위한 신호가 히스테리시스(hysteresis) 특성을 갖도록 한 무선 수신기에 관한 것이다.

코드분할 다중접속(Code Division Multi Access: CDMA)방식 등과 같이 동적 범위(dynamic range)가 넓은 수신이 요구되는 휴대용 무선 전화기에서는 다른 기지국으로부터의 간섭신호에 의한 감쇠(attenuation)를 보상하기 위해 AGC가 필요하다.

도 1은 종래의 무선 송·수신기의 구성을 나타낸 도면이다.

듀플렉서(2)는 송·수신 공용인 안테나(1)와 송·수신 부분(part)의 연결을 절체한다.

수신부분에서, 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier: 이하 LNA라 함.)(3)는 공중선(기지국)에서 미약하게 상기 안테나(1)를 통해 수신되는 신호를 최적의 신호 형태로 바꾸어 전달하기 위해 저잡음 증폭한다. RF필터(4)는 상기 수신된 RF신호로부터 원하는 신호 성분만을 필터링한다. 믹서(mixer)(5)는 상기 필터링한 신호에 소정의 국부발진신호(도시하지 않은 제1국부발진기로부터 발생되는 고주파신호)를 믹싱하여 중간주파수(Intermediate Frequency: 이하 IF라 함.)신호를 출력한다. IF증폭기(6)는 상기 믹서(5)에서 출력하는 IF신호를 입력하여 일정 정도 증폭한다. IF필터(7)은 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave) 필터로서, 상기 IF신호로부터 혼신 주파수를 제거한다. IF AGC 증폭기(8)은 소정의 제어를 받아 그 이득이 조절되며, 상기 IF필터(7)에서 출력되는 IF신호를 소정 증폭한다. 변복조/기저대역부(12)는 상기 IF AGC 증폭기(8)로부터 출력되는 IF신호를 입력하여 소정의 국부발진신호(도시하지 않은 제2국부발진기로부터 발생됨.)에 따라 복조한 다음 기저대역신호로 변환하거나, 기저대역신호를 소정의 국부발진신호(도시하지 않은 제2국부발진기로부터 발생됨.)에 따라 변조한다. 이득제어부(10)는 상기 변복조/기저대역부(12)에서 출력되는 신호, 즉 수신한 RF신호의 레벨{복조된 신호를 소정의 기준전압과 비교한 결과에 따라 발생하는 신호 혹은 수신전계강도(RSSI)}에 따라 소정의 이득제어신호를 발생하여 상기 LNA(3)와 상기 IF AGC 증폭기(8)의 이득을 증가 혹은 감소시킨다.

송신부(11)는 상기 듀플렉서(2)와 변복조/기저대역부(12) 사이에 접속되며, 도시하지는 않았으나 전력증폭기, RF필터, 구동증폭기, 믹서, IF필터 및 IF AGC 증폭기 등으로 이루어진다.

도 2는 상기 도 1의 무선 송·수신기에서 수신 입력 레벨에 따른 RF단과 IF단의 이득을 나타낸 그래프이다.

도시된 IF단 및 RF단 이득은 도 1의 이득제어부(10)에서 출력되는 전압을 나타낸 것이다. IF단 뿐만 아니라 RF단에서도 이득 제어가 이루어지도록 한 이유는 강한 간섭파 등에 의해 LNA(3)나 믹서(5) 혹은 IF증폭기(6)에 왜곡이 생기기 때문이다.

그런데 도시된 바와 같이, 수신 입력 레벨에 따라 상기 RF단과 IF단 각각에서의 이득 정도가 달라서 하나의 AGC 신호에 의해 RF단과 IF단의 이득 제어를 함께 하고자 하면 몇 가지 문제가 따른다. 즉 낮은 수신 레벨로부터 높은 수신 레벨까지 RF단과 IF단을 동시에 이득 제어하거나, 어느 입력 이상만큼 RF단의 이득 제어를 하게 되면 그 입력 점에서 이득제어부(10)가 발진할 가능성이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 RF단과 IF단의 자동 이득 제어를 함께 수행하여도 발진하지 않고 안정된 동작을 하는 휴대용 무선 수신기를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수신된 고주파신호를 저잡음 증폭하는 저잡음증폭기와, 소정의 제어를 받아 그 이득이 조절되며, 상기 저잡음 증폭된 고주파신호를 처리하여 얻어진 중간주파수신호를 소정 증폭하는 자동이득제어 증폭기와, 상기 자동이득제어 증폭기에서 출력되는 증폭된 중간주파수신호를 복조하고 소정의 기준전압과 비교한 결과에 대응하는 신호를 발생하는 수단과, 상기 수단에서 발생하는 신호의 세기에 따라 중간주파수 이득제어신호를 출력하는 이득제어부를 구비한 무선 수신기가, 상기 이득제어신호에 응답하여 고주파단의 자동이득제어 곡선이 히스테리시스 특성을 가지는 고주파이득제어신호를 발생하고, 상기 고주파이득제어신호로써 상기 저잡음증폭기의 이득을 증가 혹은 감소시키는 고주파이득제어부로 더 가짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 무선 송·수신기의 구성을 나타낸 도면

도 2는 상기 도 1의 무선 송·수신기에서 수신 입력 레벨에 따른 고주파수 단과 중간주파수 단의 이득을 나타낸 그래프

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송·수신기의의 구성을 나타낸 도면

도 4는 상기 도 3의 무선 송·수신기에서 수신 입력 레벨에 따른 고주파수 단과 중간주파수 단의 이득을 나타낸 그래프

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송·수신기의 구성을 나타낸 도면이다.

전술한 도 1과 달리, RF이득제어부(9)를 더 구비한다. 상기 RF이득제어부(9)는 이득제어부(10)의 출력에 따라 LNA(3)에 RF이득제어신호를 출력한다. 상기 RF이득제어신호는 RF단의 AGC 곡선(curve)이 히스테리시스 특성을 가지게 한다.

도 4는 상기 도 3의 무선 송·수신기에서 수신 입력 레벨에 따른 RF단과 IF단의 이득을 나타낸 그래프이다. 여기서 상기 RF단 이득과 IF단 이득은 설명 혹은 이해의 편의를 돕기 위해 함께 도시한 것일 뿐, 분리하여 별도로 그릴 수 있음은 물론이다. 이들을 함께 설명 혹은 이해할 때는 수신 레벨의 변화를 기준으로 해야 하며, RF단 이득을 나타내기 위한 전압값들(V₅, V₆)과 IF단 이득을 나타내기 위한 전압값들(V₁~ V₄)은 상호 독립적으로 고려되어야 한다.

도시된 RF단 이득은 상기 도 3의 RF이득제어부(9)에서 출력되는 전압을 나타낸 것이고, IF단 이득은 이득제어부(10)에서 출력되는 전압을 나타낸 것이다.

수신 레벨이 P₁→P₄로 커지는 경우에는 이득제어부(10)에서 출력되는 IF이득제어 출력전압이 제2전압 V₂이하가 되면, RF이득제어부(9)에서는 RF이득제어 출력전압을 제5전압 V₅에서 제6전압 V₆으로 스위칭한다. 이때 LNA 이득도 낮은(low) 상태로 바뀌게 된다. 반대로 수신 레벨이 P₄→P₁로 작아지는 경우에는 이득제어부(10)에서 출력되는 IF이득제어 출력전압이 제3전압 V₃이하가 되면, RF이득제어부(9)에서는 RF이득제어 출력전압을 제6전압 V₆에서 제5전압 V₅로 스위칭한다. 이때 LAN 이득도 높은(high) 상태로 바뀌게 된다.

만일 수신 레벨 P₂와 P₃이 같다면,

P₁→P₄로 될때

① 수신 레벨 P₂에서 LNA 이득을 높은(high) 상태에서 낮은(low) 상태로 바꾼다.

② LAN 이득이 내려갔기 때문에 수신 전력, 즉 수신 레벨이 커진다.

③ RF이득제어 출력신호가 LNA 이득을 낮은 상태에서 높은 상태로 바꾼다.

④ LNA 이득이 올라갔기 때문에 수신 레벨이 작아진다.

와 같은 단계들이 ① →② →③ →④ →①의 형식으로 반복되어 AGC 제어루프가 발진한다. 결론적으로, 도 4에서 수신 레벨 P₂와 P₃이 같다는 것은 이득제어신호가 히스테리시스를 갖지 않는다는 의미이고, 그 경우에는 상기와 같이 AGC 제어루프가 발진하여 동작의 불안정을 초래하는 요인이 되는 것이다.

반면에, 본 발명과 같이 히스테리시스를 갖게 할 경우에는 수신 입력 레벨이 커지는 경우 RF단의 이득이 급속히 작아지고 IF AGC 증폭기(8)의 이득이 커지더라도 상기 RF단의 이득을 높이기 위한 동작점이 다르기 때문에 안정된 상태를 유지할 수 있다. 마찬가지로, 수신 입력 레벨이 작아지더라도 RF 이득 제어를 위한 동작점이 다르기 때문에 안정된 상태를 유지할 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 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 히스테리시스 특성을 갖는 이득제어신호에 의해 AGC를 행하도록 함으로써 안정된 AGC 특성을 갖는 무선 수신기를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims

수신된 고주파신호를 저잡음 증폭하는 저잡음증폭기와, 소정의 제어를 받아 그 이득이 조절되며, 상기 저잡음 증폭된 고주파신호를 처리하여 얻어진 중간주파수신호를 소정 증폭하는 자동이득제어 증폭기와, 상기 자동이득제어 증폭기에서 출력되는 증폭된 중간주파수신호를 복조하고 소정의 기준전압과 비교한 결과에 대응하는 신호를 발생하는 수단과, 상기 수단에서 발생되는 신호의 세기에 따라 중간주파수 이득제어신호를 출력하는 이득제어부를 구비한 무선 수신기에 있어서,

상기 이득제어신호에 응답하여 고주파단의 자동이득제어 곡선이 히스테리시스 특성을 가지는 고주파이득제어신호를 발생하고, 상기 고주파이득제어신호로써 상기 저잡음증폭기의 이득을 증가 혹은 감소시키는 고주파이득제어부를 더 가짐을 특징으로 하는 무선 수신기.
제1항에 있어서, 상기 고주파이득제어부는,

상기 수신 레벨이 점차 커지고 있는 경우, 특정 레벨(P₃)에 이르러 상기 중간주파수 이득제어신호가 제2전압(V₂) 이하가 되면, 상기 고주파이득제어신호를 제5전압(V₅)에서 제6전압(V₆)으로 스위칭하여 상기 저잡음증폭기의 이득을 낮추고,

상기 수신 레벨이 점차 작아지고 있는 경우, 상기 레벨(P₃)보다 작은레벨(P₂)에 이르러 상기 중간주파수 이득제어신호가 제3전압(V₃) 이상이 되면, 상기고주파이득제어신호를 상기 제6전압(V₆)에서 상기 제5전압(V₅)으로 스위칭하여 상기 저잡음증폭기의 이득을 높은 상태로 바꾸도록 동작함을 특징으로 하는 무선 수신기.