KR100329133B1 - 신호 증폭 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 장치는 입력과 출력을 구비한 증폭기(204)를 포함하는데, 증폭기 출력은 도허티 증폭기(208)의 입력에 결합된다. 도허티 증폭기(208)는 제어 입력과 도허티 출력을 포함한다. 장치는 또한 도허티 증폭기(208)의 출력에 결합된 입력을 구비한 검출기(224)를 포함한다. 검출기는 그 출력에서 제어기(228)로 검출 신호를 공급하며, 제어기는 검출 신호에 응답하여 제1 및 제2 제어 출력(230, 231)을 생성한다. 제1 제어 출력은 스위칭 레귤레이터(232)의 입력에 결합되는데, 스위칭 레귤레이터는 도허티 증폭기의 제어 입력에 결합된 출력을 구비하고 있다. 제2 제어 출력은 가변 감쇠기(202)의 제어 입력에 결합되며, 가변 감쇠기의 출력은 증폭기(204)의 입력에 결합되어 있다.

Description

신호 증폭 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR AMPLIFYING A SIGNAL}
도허티 증폭기와 같은 고효율 선형 증폭기가 당업자에게 공지되어 있다. 그러나, 도허티 증폭기는 대개 비교적 선형성이 불량한 것으로도 알려져 있다. 또한, 이들의 선형성은 대개 그 효율에 역비례한다. 그 결과, 도허티 증폭기는 높은 피크 대 평균비 선형 증폭기의 성능을 향상시킬 수 있지만, 좁은 동적 범위에서만 그것이 가능하다.
도허티 증폭기들을 네스팅(nesting)함으로써 넓은 동적 범위에서 높은 효율로 동작할 수 있는 도허티 증폭기를 설계하려는 적어도 한 번의 시도가 있었으며, 'Efficiency of Doherty radio frequency (RF)-power amplifier systems', F. Raab, Green Mountain Radio Research Company, RN84-23, August, 1984 에 개시되어 있다. Raab 예에 도시된 네스팅 도허티 증폭기는 부가 증폭기단들과 이에 관련된 구동 제어 회로를 병렬화할 것을 필요로 한다.
도허티 증폭기 회로의 효율이 저출력 전력 레벨에서 상승된다면 도허티 증폭기 회로는 특히, 멀티캐리어 전력 증폭기에 인가되는 RF 입력 신호가 30 dB 정도로크게 변할 수 있는 셀룰러 기지국 장비를 위한 멀티캐리어 전력 증폭기 응용 분야에서 더욱 매력적일 것이다.
따라서, 확장된 동적 범위에서 도허티 증폭기의 효율을 증가시키는 신호 증폭 시스템 및 방법이 요구된다.
<발명의 요약>
본 발명의 한 특징에 따르면, 상기 요구는 입력과 출력을 구비한 증폭기와, 상기 증폭기의 출력에 결합된 입력, 출력 및 제어 입력을 구비한 제1 도허티 증폭기를 포함하는 증폭기 회로에 의해 해결된다. 증폭기 회로는 또한 제1 도허티 증폭기의 출력으로부터 제1 도허티 출력 신호를 검출하도록 결합된 검출기 입력, 및 출력을 구비한 검출기를 포함한다. 이 출력은 제어기의 입력에 결합되며, 이 제어기는 제1 및 제2 제어기 출력을 구비하고 있다. 증폭기 회로는 또한 제1 제어기 출력에 결합된 입력, 및 제1 도허티 증폭기의 제어 입력에 결합된 출력을 구비한 스위칭 레귤레이터를 포함한다. 부가적으로, 증폭기 회로는 신호 입력, 증폭기의 입력에 결합된 출력, 및 제2 제어기 출력에 결합된 제어 입력을 구비한 가변 감쇠기를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 요구는 가변 감쇠기의 입력에서 입력 신호를 수신하는 단계, 입력 신호를 감쇠시켜 감쇠 신호를 생성하는 단계, 및 감쇠 신호를 증폭시켜 증폭 신호를 생성하는 단계를 포함하는 신호 증폭 방법에 의해 해결된다. 이 방법은 또한 도허티 증폭기에서 증폭 신호를 증폭시키는 단계, 및 도허티 증폭기의 제어 입력에서 스위칭 레귤레이터에 의해 제공되는 공급 전압을 수신하여 도허티 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 검출기에서 적어도 제1 도허티 출력 신호를 포함하는 전체 신호를 검출하는 단계, 검출 출력 신호를 생성하는 단계, 제어기에서 검출 출력 신호와 선정된 제어기 임계치를 비교하는 단계, 검출 출력 신호가 선정된 제어기 임계치 이하인 경우에 제어기에서 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 단계, 제1 제어 신호에 응답하여 스위칭 레귤레이터에서 스위칭 레귤레이터 출력 전압을 생성하는 단계, 스위칭 레귤레이터 출력 전압에 기초하여 제1 도허티 증폭기의 전압을 변화시키는 단계, 및 제2 제어 신호에 응답하여 가변 감쇠기의 전압을 변화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 요구는 입력, 제1 도허티 제어 입력, 및 제2 도허티 제어 입력과 출력을 구비한 제2 도허티 증폭기의 입력에 결합된 출력을 구비한 제1 도허티 증폭기를 포함하는 증폭기 회로에 의해 해결된다. 이 증폭기 회로는 또한 제2 도허티 증폭기의 출력으로부터 제2 도허티 출력 신호를 검출하도록 결합된 검출기 입력, 및 출력을 구비한 검출기를 포함한다. 이 출력은 제어기 출력을 구비한 제어기의 입력에 결합된다. 증폭기 회로는 또한 제어기 출력에 결합된 입력, 및 제1 및 제2 스위칭 레귤레이터 출력을 구비한 스위칭 레귤레이터를 포함하는데, 제1 스위칭 레귤레이터 출력은 제1 도허티 제어 입력에 결합되고, 제2 스위칭 레귤레이터 출력은 제2 도허티 제어 입력에 결합된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 요구는 제1 도허티 증폭기의 입력에서 입력 신호를 수신하는 단계, 제1 도허티 증폭기의 제1 도허티 제어 입력에서 제1 공급 전압을 수신하는 단계, 제1 도허티 증폭기에서 입력 신호를 증폭시키는단계, 제1 도허티 출력 신호를 생성하는 단계, 제2 도허티 증폭기의 입력에서 제1 도허티 출력 신호를 수신하는 단계, 제2 도허티 증폭기의 제2 도허티 제어 입력에서 제2 공급 전압을 수신하는 단계, 제2 도허티 증폭기에서 제1 도허티 출력 신호를 증폭시키는 단계, 및 제2 도허티 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 신호 증폭 방법에 의해 해결된다. 이 방법은 또한 적어도 제2 도허티 출력 신호를 포함하는 전체 신호를 검출하는 단계, 검출 출력 신호를 생성하는 단계, 및 제어기에서 검출 출력 신호와 선정된 제어기 임계치를 비교하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 검출 출력 신호가 선정된 제어기 임계치 이하인 경우에 제어기에서 제어 신호를 생성하는 단계, 제어 신호에 기초하여 스위칭 레귤레이터에서 제1 공급 전압을 생성하는 단계, 및 제1 공급 전압에 기초하여 제1 도허티 증폭기의 전압을 변화시키는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 제어 신호에 기초하여 스위칭 레귤레이터에서 제2 공급 전압을 생성하는 단계, 및 제2 공급 전압에 기초하여 제2 도허티 증폭기의 전압을 변화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 장점들은 이하에 설명의 목적으로 도시되고 기술된 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 알 수 있듯이, 본 발명은 다른 상이한 실시예가 가능하며, 그 내용은 다양한 면에서의 변형일 수 있다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 설명적인 것이지 제한적인 것은 아니다.
본 발명은 증폭기에 관한 것으로서, 특히 회로 증폭 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 통상의 도허티 증폭기의 도면.
도 2는 다양한 드레인 전압하에서 도허티 증폭기 포화에 대한 도허티 증폭기효율을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도허티 증폭기의 효율 증가를 통해 신호를 증폭하는 회로의 블록도.
도 4는 도 3에 도시된 회로의 변형례의 블록도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호 증폭 방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도허티 증폭기의 효율 증가를 통해 신호를 증폭하는 회로의 블록도.
도 7은 도 6에 도시된 회로의 변형례의 블록도.
도 8은 도 6의 실시예에 따른 신호 증폭 방법의 순서도.
이제 동일 부호는 동일 요소를 나타내는 도면들을 참조하면, 도 1은 통상의 도허티 증폭기를 나타낸다. 도허티 증폭기(208)는 입력 신호(206)를 수신하고, 제어 입력(234)의 수신에 응답하여 도허티 출력 신호(220)를 생성한다. 제어 입력은 대개 드레인 전압으로 참조되는 전압을 나타내며 Vdd로 표시될 수 있다.
전계 효과 트랜지스터(FET)를 사용하는 도허티 증폭기는 대개 일정한 드레인 전압으로 동작한다. 도허티 출력 신호(220)가 포화된 전력에 있을 때, 도허티 증폭기(208)는 최대 드레인 효율로 동작한다. 즉, 도허티 증폭기(208)는 도허티 출력 신호(220)의 전압이 드레인 전압(Vdd)과 동일할 때 최대 효율로 동작한다. 포화된 도 2에 도시된 바와 같이 0 dB 백오프에서 발생한다. RF 출력 대 DC 입력의 비로 정의되는 도허티 효율은 전이 전압이 포화에서 6 dB에 도달할 때까지 포화로부터 백오프를 증가시킴에 따라 다소 떨어진다. 포화에서 6 dB의 백오프에서 최대 도허티 효율이 다시 얻어진다. 전이 전압 이하에서 도허티 효율은 포화에서 백오프를 증가시킴에 따라 급격히 떨어진다. 이 분야에 공지된 바와 같이, 도허티 출력 신호(220)의 전력이 감소함에 따라 도허티 증폭기(208)의 효율은 출력 신호 전압 진폭에 비례하여 감소한다. 따라서, 도허티 출력 신호(220)가 로우일 때 도허티 효율은 낮다. 역으로, 도허티 출력 신호(220)가 하이일 때 도허티 효율은 높다. 예컨대, 20 와트의 도허티 출력 신호 전력은 20 볼트의 일정한 드레인 전압에서 약 40%의 효율을 나타내며, 60 와트의 도허티 출력 신호 전력은 20 볼트의 일정 드레인 전압에서 약 57%의 효율을 나타낸다.
일정한 출력 전압에 비해 드레인 전압이 증가할 때 도허티 효율은 감소한다. 예컨대, 포화로부터 6 dB의 백오프에서 900 Mhz 응용에서 도허티 효율은 20 볼트의 일정 드레인 전압에서 약 46%이며, 30 볼트의 일정 드레인 전압에서 약 40%로 떨어진다.
낮은 일정 드레인 전압으로 도허티 증폭기(208)를 동작시키는 데에는 두 가지의 실질적인 문제가 있다. 그 하나는 도허티 출력 신호(220)의 왜곡으로 알려진 상호 변조의 증가이다. 이러한 왜곡은 도허티 출력 신호(220)의 전력을 예컨대 포화로부터 9 내지 10 dB 이하의 낮은 값으로 유지함으로써 완화될 수 있다. 다른 하나는 도허티 증폭기(208)의 전력 이득의 감소이다. 도허티 증폭기(208)의 전력 이득 감소는 구동기 증폭기에 의해 제공되는 일정 이득과 함께 가변 감쇠기를 추가함으로써 조절된다. 가변 감쇠기 및 일정 이득 구동기 증폭기는 도허티증폭기(208)의 이득 손실을 오프셋시키도록 구성된다.
따라서, 도허티 증폭기(208)를 실질적으로 포화 근처에서 유지함으로써 넓은 동적 범위에서 도허티 효율을 향상시킬 수 있다. 포화 근처에 도허티 증폭기(208)를 유지하기 위하여 제어 입력(234)에 제공되는 공급 전압은 도허티 출력 신호(220)의 전압에 비례하여 조절된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 제어 입력(234)에 제공되는 조절 가능한 공급 전압은 전술한 일정 공급(또는 드레인) 전압(Vdd)을 대체한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도허티 증폭기의 효율을 증가시키는 신호 증폭기 회로(200)의 블록도이다. 증폭기 회로(200)는 입력(201)과 출력(240)을 구비한다. 증폭기 회로(200)는 가변 감쇠기(202), 증폭기(204), 제1 도허티 증폭기(208), 검출기(224), 제어기(228), 및 스위칭 레귤레이터(232)를 포함한다. 입력 신호(250)(예컨대 복수의 트랜시버에 의해 발생할 수 있는 멀티캐리어 900 Mhz RF 신호)가 입력(201)에서 수신된다.
회로(200)의 동작에 있어서, 증폭기(204), 바람직하게는 구동기 증폭기는 가변 감쇠기(202)에서 생성된 감쇠 신호를 수신하기 위한 입력을 구비하며, 입력 신호(206)를 제1 도허티 증폭기(208)에 공급한다. 제1 도허티 증폭기(208)는 입력 신호(206)를 수신하고, 제어 입력(234)에서 스위칭 레귤레이터(232)에 의해 제공되는 공급 전압을 수신하여 제1 도허티 출력 신호(220)를 생성한다. 바람직한 실시예에서 검출기(224), 바람직하게는 다이오드 검출기는 지향성 결합기(도시되지 않음)에 의해 제1 도허티 증폭기(208)의 출력에 결합된다. 검출기(224)는 제1 도허티 출력 신호를 샘플링하고 정류하며, 검출 출력 신호(226)를 제어기(228)에 공급한다. 검출 출력 신호(228)는 검출기 입력(222)에서 검출된 신호에 비례하는 직류(DC) 전압이다.
검출 출력 신호(226)가 선정된 제어기 임계치, 예컨대 임계 전압 이하인 경우, 제어기(228)는 제1 및 제2 제어 신호를 생성한다. 이에 따라, 제어기(228)는 검출 출력 신호(226)를 스위칭 레귤레이터(232)에 입력하기에 적합한 제1 제어 신호(230)로 변환한다. 이러한 변환은 스위칭 레귤레이터(232)가 검출 출력 신호의 감소에 응답하여 제1 도허티 증폭기(208)로 제어 입력(234)으로서 제공되는 공급 전압을 감소시키도록 한다. 그 결과, 제1 도허티 증폭기의 전압 이득(제1 이득)이 감소한다.
또한, 제어기(228)는 검출 출력 신호(226)를 가변 감쇠기(202)로 입력하기에 적합한 제2 제어 신호(231)로 변환한다. 이러한 변환은 가변 감쇠기가 입력 신호(250)의 감쇠를 감소시켜 제1 도허티 증폭기(208)의 입력에 나타나는 신호를 증가시키도록 한다. 그 결과, 가변 감쇠기(202) 및 구동기 증폭기(204)의 합의 전압 이득(제2 이득)이 증가한다.
결과적인 제1 도허티 증폭기(208)의 전압 감소와 가변 감쇠기(202) 및 구동기 증폭기(204)의 합의 전압 증가는 도허티 증폭기(208)를 넓은 동적 범위에서 포화점 근처에 유지시킨다. 이에 따라 제1 및 제2 이득의 합은 증폭기 회로(200)에서 실질적으로 일정하게 유지된다.
증폭기(204) 및 도허티 증폭기(208)는 바람직하게는 모토롤라사에서 구입할수 있는 MRF 183 시리즈 증폭기와 같은 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)이다. 가변 감쇠기(202)는 바람직하게는 M/A-COM 사에서 제조한 AT-108 전압 가변 흡수 감쇠기이다. 검출기(224)는 M/A-COM 사에 역시 제조한 MA4E932A 제로 바이어스 검출기 다이오드일 수 있다. 스위칭 레귤레이터(232)는 AT&T 버전 FE150R DC-DC 전력 모듈에 유사한 스위칭 레귤레이터의 임의의 수의 유형일 수 있다. 제어기(228)는 소프트웨어 또는 하드웨어 방법에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 제어기(228)는 하드 코딩된 탐색표로서 또는 레벨 시프팅 및 스케일링 연산 증폭기를 포함하는 아날로그 회로로서 구현될 수 있다.
도 4에 도시된 다른 증폭기 회로(300)에서는 도시된 바와 같이 제2 도허티 증폭기(310)가 도허티 증폭기(208)와 병렬로 추가되어 제2 도허티 증폭기(310)의 입력이 도허티 증폭기(208)의 입력에 결합되고 그 출력이 도허티 증폭기(208)의 출력에 결합될 수 있다. 제2 도허티 증폭기(310)는 또한 스위칭 레귤레이터(232)의 출력에 결합된 제어 입력을 구비하고 있다. 제1 도허티 출력 신호(220) 및 제2 도허티 증폭기(310)에 의해 출력된 제2 도허티 출력 신호(320)의 부가 결과 전체 신호(322)가 생성된다. 원하는 전체 신호(322)의 크기에 따라 추가적인 도허티 증폭기가 병렬로 추가될 수도 있다.
도 5에 400으로 도시된 신호 증폭 방법이 도시된다. 이 방법(400)은 증폭기 회로(200)가 입력(201)에서 입력 신호(250)를 수신하는 블록 62에서 시작된다. 그 다음, 블록 64에서 입력 신호(250)는 가변 감쇠기(202)에 의해 감쇠되어 감쇠 신호가 생성된다. 블록 66에서 감쇠 신호는 구동기 증폭기(204)에 의해 증폭되고, 입력 신호(206)는 제1 도허티 증폭기(208)로 공급된다. 그 다음, 블록 68에서 제1 도허티 증폭기(208)는 제어 입력(234)에서 공급 전압을 수신하여 제1 도허티 출력 신호(220)를 생성한다.
그 다음, 블록 70에서 제1 도허티 출력 신호(220)는 검출기(224)에 의해 검출되어 검출 출력 신호(226)가 생성된다. 블록 72에서 검출 출력 신호(226)는 제어기(228)에 의해 임계 전압과 비교된다. 블록 74에서 검출 출력 신호(226)의 전압이 임계 전압 이하인 경우 제어기(228)는 제1 제어 신호(230) 및 제2 제어 신호(231)를 생성한다. 검출 출력 신호(226)의 전압이 임계 전압 이상인 경우, 제어기(228)는 제1 및 제2 제어 신호를 생성하지 않는다. 블록 78에서 스위칭 레귤레이터(232)는 제1 제어신호(230)를 수신하여 제1 도허티 증폭기(208)의 제어 입력(234)에서 공급 전압으로 나타나는 출력을 생성한다. 공급 전압은 제1 제어 신호(230)에 비례한다. 블록 80에서 공급 전압에 응답하여 제1 도허티 출력 신호가 변화된다. 또한, 블록 82에서 가변 감쇠기(202)는 제2 제어 신호(231)를 수신하여 입력 신호를 감쇠시킨다. 블록 84에서 가변 감쇠기(202) 및 증폭기(204)의 합의 전압이 변화된다.
도 6에 도시된 제3 실시예는 증폭기(204)를 도허티 증폭기(404)로 대체함으로써 추가적인 증폭기 회로 향상을 가능하게 한다. 증폭기 회로(500)는 입력(403)과 출력(240)을 구비한다. 증폭기 회로는 가변 감쇠기(202), 제1 도허티 증폭기(404), 제2 도허티 증폭기(408), 검출기(224), 제어기(228) 및 스위칭 레귤레이터(232)를 포함한다. 입력(403)에서 입력 신호(250)(예컨대 다수의 RF 트랜시버에 의해 생성될 수 있는 멀티캐리어 900 Mhz RF 신호)가 수신된다.
증폭기 회로(500)의 동작에 있어서, 제1 도허티 증폭기(404)는 입력(403)에서 입력 신호(250)를 수신하고, 제1 도허티 제어 입력(233)에 제공된 스위칭 레귤레이터(232)로부터의 제1 공급 전압에 기초하여 제1 도허티 출력 신호(406)를 생성한다. 제2 도허티 증폭기(408)는 제1 도허티 출력 신호(406)를 수신하고, 제2 도허티 제어 입력(234)에서 수신한 스위칭 레귤레이터(232)로부터의 제2 공급 전압에 기초하여 제2 도허티 출력 신호(220)를 생성한다.
바람직한 실시예에서, 검출기(224), 바람직하게는 다이오드 검출기는 지향성 결합기(도시되지 않음)에 의해 제2 도허티 증폭기(408)의 출력에 결합된다. 검출기(224)는 제2 도허티 출력 신호(220)를 샘플링하여 정류하고 검출 출력 신호(226)를 제어기(228)로 공급한다. 검출 출력 신호(226)는 검출기 입력(222)에서 검출된 신호에 비례하는 직류 전압이다.
검출 출력 신호(226)가 선정된 제어기 임계치, 예컨대 임계 전압 이상인 경우, 제어기(228)는 제어 신호를 생성하지 않는다. 검출 출력 신호(226)가 임계 전압 이하인 경우, 제어기(228)는 검출 출력 신호(226)를 스위칭 레귤레이터(232)에 입력하기에 적합한 제1 제어 신호(232)로 변환한다. 이러한 변환은 스위칭 레귤레이터(232)가 제2 도허티 제어 입력(234)에 제공된 공급 전압을 감소시키도록 한다. 결과적으로, 제2 도허티 증폭기(408)의 전압 이득은 검출 출력 신호(226)의 감소에 따라 감소한다.
또한, 스위칭 레귤레이터(232)는 제1 도허티 제어 입력(233)에 제공된 공급전압을 증가시킨다. 결과적으로, 제1 도허티 증폭기(404)의 전압 이득은 검출 출력 신호(226)의 감소에 따라 증가한다. 제1 도허티 증폭기(404)의 전압 이득 증가 및 제2 도허티 증폭기(408)의 전압 손실은 증폭기 회로(500)의 전압을 실질적으로 일정하게 하여 제2 도허티 증폭기(408)의 동작을 포화점 근처에서 유지시킨다.
도 7에 도시된 제4 실시예에서는 도시된 바와 같이 제3 도허티 증폭기(510)를 제2 도허티 증폭기(408)와 병렬로 추가하여 제3 도허티 증폭기(510)의 입력이 제2 도허티 증폭기(408)의 입력에 결합되고 그 출력이 제2 도허티 증폭기(408)의 출력에 결합되도록 할 수 있다. 제3 도허티 증폭기(510)는 제1 도허티 출력 신호(406)를 수신하고, 제3 도허티 제어 입력(234)에서 수신한 스위칭 레귤레이터(232)로부터의 제2 공급 전압에 기초하여 제3 도허티 출력 신호(520)를 생성한다. 제2 도허티 출력 신호(220) 및 제3 도허티 출력 신호(520)의 부가 결과, 전체 신호(322)가 생성된다. 원하는 전체 신호(322)의 크기에 따라 추가적인 도허티 증폭기가 병렬로 추가될 수 있다.
도 8에 700으로 표시된 신호 증폭 방법이 도시된다. 이 방법(700)은 블록 87에서 시작되어 증폭기 회로(500)가 입력(403)에서 입력 신호(250)를 수신한다. 그 다음, 블록 88에서 제1 도허티 증폭기(404)가 제1 도허티 제어 입력(233)을 수신하여 제1 도허티 출력 신호(406)를 생성한다. 제1 도허티 제어 입력(233)은 스위칭 레귤레이터(232)로부터의 공급 전압을 나타낸다. 그 다음, 블록 89에서 제2 도허티 증폭기(408)가 제1 도허티 출력 신호(406) 및 제2 도허티 제어 입력(234)을 수신하여 제2 도허티 출력 신호(220)를 생성한다.
블록 90에서 제2 도허티 출력 신호(220)는 검출기(224)에 의해 검출되어 검출 출력 신호(226)가 생성된다. 블록 91에서 제어기(228)에 의해 검출 출력 신호(226)는 임계 전압과 비교된다. 검출 출력 신호(226)의 전압이 임계 전압 이하인 경우, 블록 92에서 제어기(228)는 제어 신호(230)를 생성한다. 검출 출력 신호(226)의 전압이 임계 전압 이상인 경우, 제어기(228)는 제어 신호(230)를 생성하지 않는다. 블록 93에서 스위칭 레귤레이터(232)는 제어 신호(230)를 수신하여 제1 도허티 제어 입력(233)에서 제1 공급 전압으로 나타나는 출력을 생성한다. 블록 94에서 제1 도허티 제어 입력(233)에 응답하여 제1 도허티 출력 신호(406)가 변화된다. 동시에 블록 95에서 스위칭 레귤레이터(232)는 제어 신호(230)를 수신하여 제2 도허티 제어 입력(234)에 제2 공급 전압으로 나타나는 출력을 생성한다. 블록 96에서 제2 도허티 출력 신호(420)가 변화된다. 그 다음, 제1 및 제2 도허티 출력 신호의 변화는 증폭기 회로(500)의 이득을 도허티 출력 신호에 대한 최소 왜곡과 함께 일정 레벨로 유지한다. 또한, 도허티 증폭기의 동작은 최대 효율 근처에서 수행된다.
첨부된 특허청구범위 및 이들의 균등물의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 다른 형태 및 상기 특정 실시예와 다른 실시예가 이루어질 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 아래의 청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한되어야 함이 명백하다.

Claims (23)

  1. 증폭기 회로에 있어서,
    입력과 출력을 구비한 증폭기;
    상기 증폭기의 출력에 결합된 입력, 출력 및 제어 입력을 구비한 제1 도허티 증폭기;
    상기 제1 도허티 증폭기의 출력의 제1 도허티 출력 신호를 검출하도록 결합된 검출기 입력, 및 출력을 구비한 검출기;
    상기 검출기의 상기 출력에 결합된 입력, 제1 출력 및 제2 출력을 구비한 제어기;
    상기 제어기의 상기 제1 출력에 결합된 입력, 및 상기 제1 도허티 증폭기의 상기 제어 입력에 결합된 출력을 구비한 스위칭 레귤레이터; 및
    신호 입력, 상기 증폭기의 상기 입력에 결합된 출력, 및 상기 제어기의 상기 제2 출력에 결합된 제어 입력을 구비한 가변 감쇠기
    를 포함하는 증폭기 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제1 이득은 상기 제1 도허티 증폭기 양단의 전압을 포함하는 증폭기 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제2 이득은 상기 가변 감쇠기와 상기증폭기의 합의 양단의 전압을 포함하는 증폭기 회로.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 이득과 상기 제2 이득의 합은 실질적으로 일정한 증폭기 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 도허티 증폭기의 상기 입력에 결합된 입력, 상기 제1 도허티 증폭기의 상기 출력에 결합된 출력, 및 상기 스위칭 레귤레이터의 상기 출력에 결합된 제어 입력을 구비한 제2 도허티 증폭기를 더 포함하는 증폭기 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 증폭기들은 무선 주파수 트랜지스터 반도체 장치를 포함하는 증폭기 회로.
  7. 입력 신호를 증폭하는 방법에 있어서,
    가변 감쇠기의 신호 입력에서 상기 입력 신호를 수신하는 단계;
    상기 입력 신호를 감쇠시켜 감쇠 신호를 생성하는 단계;
    상기 감쇠 신호를 증폭시켜 증폭 신호를 생성하는 단계;
    제1 도허티 증폭기에서 상기 증폭 신호를 증폭시켜 제1 도허티 출력 신호를 생성하는 단계;
    검출기에서 적어도 상기 제1 도허티 출력 신호를 포함하는 전체 신호를 검출하여 검출 출력 신호를 생성하는 단계;
    제어기에서 상기 검출 출력 신호와 선정된 제어기 임계치를 비교하는 단계;
    상기 검출 출력 신호가 상기 선정된 제어기 임계치 이하인 경우 상기 제어기에서 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 제어 신호에 기초하여 스위칭 레귤레이터에서 스위칭 레귤레이터 출력 전압을 생성하는 단계;
    상기 스위칭 레귤레이터 출력 전압에 기초하여 상기 제1 도허티 증폭기의 전압을 변화시키는 단계; 및
    상기 제2 제어 신호에 기초하여 상기 가변 감쇠기의 전압을 변화시키는 단계
    를 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제1 이득은 상기 제1 도허티 증폭기 양단의 전압 변화를 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제2 이득은 상기 가변 감쇠기 및 상기 증폭기의 전압 변화의 합을 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 이득과 상기 제2 이득의 합은 실질적으로 일정한 입력 신호 증폭 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    제2 도허티 증폭기에서 상기 증폭 신호를 증폭시켜 제2 도허티 출력 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 도허티 출력 신호를 결합하여 상기 전체 신호를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  12. 증폭기 회로에 있어서,
    입력, 제1 도허티 제어 입력 및 출력을 구비한 제1 도허티 증폭기;
    상기 제1 도허티 증폭기의 상기 출력에 결합된 입력, 출력 및 제2 도허티 제어 입력을 구비한 제2 도허티 증폭기;
    상기 제2 도허티 증폭기의 상기 출력의 제2 도허티 출력 신호를 검출하도록 결합된 검출기 입력 및 출력을 구비한 검출기;
    상기 검출기의 상기 출력에 결합된 입력 및 출력을 구비한 제어기; 및
    상기 제어기의 상기 출력에 결합된 입력, 상기 제1 도허티 제어 입력에 결합된 제1 스위칭 레귤레이터 출력, 및 상기 제2 도허티 제어 입력에 결합된 제2 스위칭 레귤레이터 출력을 구비한 스위칭 레귤레이터
    를 포함하는 증폭기 회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제1 이득은 상기 제2 도허티 증폭기 양단의 전압을 포함하는 증폭기 회로.
  14. 제12항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제2 이득은 상기 제1 도허티 증폭기 양단의 전압을 포함하는 증폭기 회로.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제1 이득과 상기 제2 이득의 합은 실질적으로 일정한 증폭기 회로.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제2 도허티 증폭기의 상기 입력에 결합된 입력, 상기 제2 도허티 증폭기의 상기 출력에 결합된 출력, 및 상기 제2 스위칭 레귤레이터 출력에 결합된 제어 입력을 구비한 제3 도허티 증폭기를 더 포함하는 증폭기 회로.
  17. 제12항에 있어서, 상기 도허티 증폭기는 무선 주파수 트랜지스터 반도체 장치를 포함하는 증폭기 회로.
  18. 입력 신호를 증폭하는 방법에 있어서,
    제1 도허티 증폭기의 입력에서 상기 입력 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 도허티 증폭기의 제1 도허티 제어 입력에서 제1 공급 전압을 수신하는 단계;
    상기 제1 도허티 증폭기에서 상기 입력 신호(250)를 증폭시켜 제1 도허티 출력 신호를 생성하는 단계;
    제2 도허티 증폭기의 입력에서 상기 제1 도허티 출력 신호를 수신하는 단계;
    상기 제2 도허티 증폭기의 제2 도허티 제어 입력에서 제2 공급 전압을 수신하는 단계;
    상기 제2 도허티 증폭기에서 상기 제1 도허티 출력 신호를 증폭시켜 제2 도허티 출력 신호를 생성하는 단계;
    적어도 상기 제2 도허티 출력 신호를 포함하는 전체 신호를 검출하여 검출 출력 신호를 생성하는 단계;
    제어기에서 상기 검출 출력 신호와 선정된 제어기 임계치를 비교하는 단계;
    상기 검출 출력 신호가 상기 선정된 제어기 임계치 이하인 경우 상기 제어기에서 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 제어 신호에 기초하여 스위칭 레귤레이터에서 제1 공급 전압을 생성하는 단계;
    상기 제1 공급 전압에 기초하여 상기 제1 도허티 증폭기의 전압을 변화시키는 단계;
    상기 제어 신호에 기초하여 상기 스위칭 레귤레이터에서 제2 공급 전압을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 공급 전압에 기초하여 상기 제2 도허티 증폭기의 전압을 변화시키는 단계
    를 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제1 이득은 상기 제2 도허티 증폭기의 전압 변화를 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 증폭기 회로의 제2 이득은 상기 제1 도허티 증폭기의 전압 변화를 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 제1 이득과 상기 제2 이득의 합은 실질적으로 일정한 입력 신호 증폭 방법.
  22. 제9항에 있어서,
    제3 도허티 증폭기에서 상기 제1 도허티 출력 신호를 증폭시켜 제3 도허티 출력 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 도허티 출력 신호 및 제3 도허티 출력 신호를 결합하여 상기 전체 신호를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 입력 신호 증폭 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 선정된 제어기 임계치는 측정된 입력 신호 전력에 기초하여 선택되는 입력 신호 증폭 방법.
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