KR101411217B1 - 무선 주파수 전력 증폭기 회로용 최적 전원 전압을 결정하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
무선 통신 능력을 갖는 전자 장치들이 제공된다. 전자 장치는 저장 및 처리 회로, 전력 증폭기 회로, 전원 회로 등을 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로는 전력 증폭기 회로가 원하는 이득 모드를 이용하여, 특정 무선 채널에서 그리고 소정의 출력 전력 레벨에서 동작하게 할 수 있다. 전원 회로는 전원 전압으로 전력 증폭기 회로를 바이어싱할 수 있다. 전력 증폭기 회로의 성능은 인접 채널 누설 비율(ACLR) 마진에 의해 특성화될 수 있다. 전력 증폭기 회로의 전력 소비는 전류 절약 비율에 의해 특성화될 수 있다. ACLR 마진과 전류 절약 비율의 곱을 구함으로써 비용 함수가 계산될 수 있다. 각각의 비용 함수 곡선에 대한 최소 포인트가 결정될 수 있다. 최소 포인트에 대응하는 전원 전압으로 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 것이 바람직하다.
Description
본원은 본 명세서에 그 전체가 참고로 포함되고 2010년 4월 15일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/761,219호에 대해 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 회로, 구체적으로는 전력 증폭기 바이어스 조정을 행함으로써 무선 통신 성능을 최적화하기 위한 방법들에 관한 것이다.
집적 회로들은 종종 무선 주파수 전력 증폭기들을 포함하는 무선 통신 회로를 구비한다. 무선 주파수 전력 증폭기들은 무선 송신을 위해 무선 주파수 신호들을 원하는 채널에서 증폭하는 데 사용된다.
무선 주파수 전력 증폭기들은 통상적으로 더 낮은 전원 전압들에서 전력 소비의 감소를 보인다. 전력 증폭기들을 바이어싱하는 전원 전압을 낮추는 것은 무선 주파수 전력 증폭기들을 통해 흐르는 전원 전류를 직접 감소시켜 전력을 절약한다. 그러나, 전원 전압을 낮추는 것은 전력 증폭기 선형성을 저하시킨다. 이러한 방식의 전력 증폭기 선형성의 저하는 인접 채널 누설 비율(예로서, 채널 내 전력에 대한 채널 외 전력의 비율)을 바람직하지 않게 증가시킬 수 있다.
따라서, 선형성의 향상과 전력 소비 감소를 균형화하도록 무선 주파수 전력 증폭기들을 바이어싱하는 최적의 전원 전압 레벨을 결정하기 위한 방법을 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
전자 장치들은 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로는 저장 및 처리 회로, 무선 주파수 입출력 회로들, 무선 주파수 전력 증폭기 회로, 조정 가능한 전원 회로 및 기타 무선 회로들을 포함할 수 있다.
무선 주파수 입출력 회로들은 전력 증폭기 회로에 신호들을 공급할 수 있다. 전력 증폭기 회로는 무선 송신 전에 신호들을 증폭할 수 있다. 전력 증폭기 회로는 다수의 전력 증폭기 스테이지를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로는 이러한 스테이지들을 제어하여, 전력 증폭기 회로를 원하는 이득 모드에 배치할 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기는 모든 전력 증폭기 스테이지를 인에이블링함으로써 높은 이득 모드에 배치될 수 있거나, 전력 증폭기 스테이지들 중 하나를 인에이블링함으로써 낮은 이득 모드에 배치될 수 있다.
저장 및 처리 회로는 전력 증폭기 회로를 원하는 양의 전원 전압으로 바이어싱할 수 있다. 전원 전압은 전력 증폭기 스테이지들 각각에 공급될 수 있다. 증폭기 바이어스의 조정은 전력 소비를 최소화하면서 적절한 성능을 보증하도록 수행될 수 있다.
전력 증폭기 회로의 성능은 인접 채널 누설 비율(ACLR)과 같은 메트릭에 의해 특성화될 수 있다. 시스템의 인접 채널 누설 비율은 채널 내 전력에 대한 채널 외 전력의 비율로서 정의된다. 작은 인접 채널 누설 비율은 양호한 증폭기 선형성을 지시한다. ACLR 마진은 때때로 전력 증폭기 회로 성능을 정량화하는 데 사용될 수 있다. ACLR 마진은 타겟 ACLR로부터 측정된 ACLR을 뺌으로써 계산될 수 있다. ACLR 마진은 일반적으로 전원 전압이 증가함에 따라 증가할 수 있으며, 이는 증가된 증폭기 바이어스 전압들에서의 증폭기 선형성의 향상을 반영한다.
장치 특성화 동작들 동안, 전력 증폭기 회로에 의해 사용되는 전원 전류의 양이 측정될 수 있다. 전원 전류는 일반적으로 전원 전압이 증가함에 따라 증가할 것이다. 더 낮은 전원 전류들은 더 낮은 전력 소비를 위해 바람직하다. 측정된 전원 전류로부터 최대 전원 전류를 뺀 후에 그 차이를 최대 전원 전류로 나눔으로써 전류 절약 비율이 결정될 수 있다. 최대 전원 전류는 전력 증폭기 회로가 그의 최대 전원 전압에서 동작할 때 전력 증폭기 회로에 공급되는 전류의 최대량이다. 더 낮은(즉, 더 음성인) 전류 절약 비율은 향상된 전력 절약을 위해 바람직할 수 있다.
ACLR 마진과 전력 절약 비율의 곱을 취함으로써 비용 함수가 계산될 수 있다. 적절한 가중 스킴을 제공하기 위해 각각의 팩터가 원하는 지수로 상승될 수 있다. 예를 들어, ACLR 마진을 제곱하여, 증폭기 선형성을 강조할 수 있다.
비용 함수 특성 곡선들의 세트를 획득하기 위해 전자 장치를 각각의 동작 포인트에서(예를 들어, 원하는 이득 모드, 출력 전력 레벨, 전원 전압 레벨, 주파수 범위 등에서) 테스트할 수 있다. 테스트 장비를 사용하여 각각의 비용 함수 곡선 상의 최소 포인트를 결정할 수 있다. 최소 포인트에 대응하는 전원 전압은 정상 동작 동안 장치에 의한 사용을 위한 최적의 전원 전압 레벨에 대응한다. 이러한 최적 전압은 증폭기 선형성과 전력 소비 사이의 원하는 균형을 제공하도록 전력 증폭기 회로를 바이어싱한다.
본 발명의 추가적인 특징들, 그의 성질 및 이점들은 첨부 도면들 및 아래의 상세한 설명으로부터 더 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 통신 회로를 구비한 예시적인 전자 장치의 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 회로 성능 및 절전 메트릭들이 전원 전압에 따라 어떻게 변할 수 있는지를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 주파수 전력 증폭기 회로의 인접 채널 누설 비율(ACLR)이 전원 전압에 따라 어떻게 변할 수 있는지를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 주파수 전력 증폭기 회로를 통해 흐르는 전원 전류가 전원 전압에 따라 어떻게 변할 수 있는지를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다양한 동작 조건들에서의 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 대한 비용 함수 특성들을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 최적화된 설정들의 테이블을 획득하기 위해 다수의 장치가 어떻게 테스트될 수 있는지를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 주파수 전력 증폭기 회로를 바이어싱하기 위한 최적의 전원 전압 설정들을 결정할 때 필요한 예시적인 단계들의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 회로 성능 및 절전 메트릭들이 전원 전압에 따라 어떻게 변할 수 있는지를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 주파수 전력 증폭기 회로의 인접 채널 누설 비율(ACLR)이 전원 전압에 따라 어떻게 변할 수 있는지를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 주파수 전력 증폭기 회로를 통해 흐르는 전원 전류가 전원 전압에 따라 어떻게 변할 수 있는지를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다양한 동작 조건들에서의 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 대한 비용 함수 특성들을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 최적화된 설정들의 테이블을 획득하기 위해 다수의 장치가 어떻게 테스트될 수 있는지를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 주파수 전력 증폭기 회로를 바이어싱하기 위한 최적의 전원 전압 설정들을 결정할 때 필요한 예시적인 단계들의 흐름도이다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신, 구체적으로는 무선 전자 장치들에서 최적의 전원 전압 레벨들에서 무선 통신 회로를 바이어싱하는 것에 관련된다.
이러한 방식으로 바이어싱되는 무선 전자 장치들은 때때로 울트라포터블로서 지칭되는 타입의 랩탑 컴퓨터들 또는 소형 휴대용 컴퓨터들과 같은 휴대용 전자 장치들일 수 있다. 휴대용 전자 장치들은 다소 더 작은 장치들일 수도 있다. 무선 전자 장치들은 예를 들어 셀룰러 전화, 무선 통신 능력을 갖춘 미디어 플레이어, 핸드헬드 컴퓨터(때때로 개인용 휴대 단말기라고도 함), 원격 제어기, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 장치 및 핸드헬드 게이밍 장치일 수 있다. 이들과 같은 무선 전자 장치들은 다수의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 전화는 미디어 플레이어 기능을 포함할 수 있고, 게임, 이메일 애플리케이션, 웹 브라우징 애플리케이션 및 기타 소프트웨어를 실행하기 위한 능력을 구비할 수 있다.
무선 통신 회로를 포함하는 예시적인 전자 장치가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 장치(10)는 안테나들(안테나 구조들)(34)과 같은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있으며, 무선 주파수(RF) 입출력 회로들(12)을 포함할 수 있다. 신호 전송 동작들 동안, 회로(12)는 안테나들(34)에 의해 전송되는 무선 주파수 신호들을 공급할 수 있다. 신호 수신 동작들 동안, 회로(12)는 안테나들(34)에 의해 수신된 무선 주파수 신호들을 수락할 수 있다.
장치(10)의 안테나 구조들 및 무선 통신 회로는 임의의 적절한 무선 통신 대역들을 통한 통신들을 지원할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz의 셀룰러 전화 음성 및 데이터 대역들, 2100 MHz 대역의 통신 대역, (때때로 무선 근거리 네트워크 또는 WLAN 대역들로 지칭되는) 2.4 GHz 및 5.0 GHz의 Wi-Fi®(IEEE 802.11) 대역들, 2.4 GHz의 Bluetooth® 대역 및 1575 MHz의 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 대역과 같은 통신 주파수 대역들을 커버하는 데 사용될 수 있다.
장치(10)는 무선 통신 회로 내의 안테나 구조들의 적절한 구성을 이용하여 이러한 통신 대역들 및 다른 적절한 통신 대역들을 커버할 수 있다. 임의의 적절한 안테나 구조들이 장치(10)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 하나의 안테나를 가질 수 있거나, 다수의 안테나를 가질 수 있다. 장치(10) 내의 안테나들은 각각 단일 통신 대역을 커버하는 데 사용될 수 있거나, 각각의 안테나는 다수의 통신 대역을 커버할 수 있다. 원할 경우에, 하나 이상의 안테나들이 단일 대역을 커버할 수 있고, 하나 이상의 추가적인 안테나들이 각각 다수의 대역을 커버하는 데 사용된다.
장치(10)는 저장 및 처리 회로(16)와 같은 저장 및 처리 회로를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(16)는 하드 디스크 드라이브 저장 장치, 비휘발성 메모리(예로서, 플래시 메모리 또는 다른 전기적으로 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예로서, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리)와 같은 하나 이상의 상이한 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(16)는 장치(10)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 회로(16) 내의 처리 회로는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 전용 처리 회로, 전력 관리 회로, 오디오 및 비디오 칩, 무선 주파수 송수신기 처리 회로, 때때로 기저대역 모듈로서 지칭되는 타입의 무선 주파수 집적 회로 및 기타 적절한 집적 회로와 같은 프로세서들에 기초할 수 있다.
저장 및 처리 회로(16)는 적절한 통신 프로토콜들을 구현하는 데 사용될 수 있다. 저장 및 처리 회로(16)를 사용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜들은 인터넷 프로토콜, 무선 근거리 네트워크 프로토콜(예로서, 때때로 Wi-Fi®로서 지칭되는 IEEE 802.11 프로토콜), Bluetooth® 프로토콜과 같은 다른 단거리 무선 통신 링크를 위한 프로토콜, 2G 셀룰러 전화 통신 서비스를 처리하기 위한 프로토콜, 3G 통신 프로토콜, 4G 통신 프로토콜 등을 포함한다.
장치(10)에 의해 전송될 데이터 신호들은 기저대역 모듈(18)에 제공될 수 있다. 기저대역 모듈(18)은 단일 집적 회로(예로서, 기저대역 프로세서 집적 회로)를 이용하여 또는 다수의 집적 회로를 이용하여 구현될 수 있다.
기저대역 프로세서(18)는 안테나들(34)을 통해 전송될 신호들을 저장 및 처리 회로(16)로부터의 경로(13)를 통해 수신할 수 있다. 기저대역 프로세서(18)는 전송될 신호들을 RF 송수신기 회로(14) 내의 송신기 회로에 제공할 수 있다. 송신기 회로는 송신 경로(26)를 통해 무선 주파수 전력 증폭기 회로(20)에 결합될 수 있다. 경로(13)는 저장 및 처리 회로(16)로부터의 제어 신호들도 운반할 수 있다. 이러한 제어 신호들은 송수신기 회로(14) 내의 송신기 회로가 경로(26)를 통해 전력 증폭기들(20)의 입력에 공급하는 무선 주파수 신호들의 전력을 제어하는 데 사용될 수 있다. 이러한 전송되는 무선 주파수 신호 전력 레벨은 때때로 본 명세서에서 Pin으로 지칭되는데, 그 이유는 그것이 전력 증폭기 회로(20)에 대한 입력 전력을 나타내기 때문이다.
데이터 전송 동안, 전력 증폭기 회로(20)는 전송되는 신호들의 출력 전력을 적절한 신호 전송을 보증할 만큼 충분히 높은 레벨로 상승시킬 수 있다. 회로(28)는 무선 주파수 듀플렉서, 및 무선 주파수 스위치 및 수동 소자와 같은 다른 무선 주파수 출력 스테이지 회로를 포함할 수 있다. 스위치들은 원할 경우에 송신 모드와 수신 모드 사이에서 무선 회로를 스위칭하는 데 사용될 수 있다. 듀플렉스 필터(28)는 입력 및 출력 신호들을 이들의 주파수에 기초하여 라우팅하는 데 사용될 수 있다.
매칭 회로(32)는 저항기, 인덕터 및 커패시터와 같은 수동 컴포넌트들의 네트워크를 포함할 수 있으며, 안테나 구조들(34)이 무선 회로의 나머지에 임피던스 매칭되는 것을 보증한다. 안테나 구조들(34)에 의해 수신되는 무선 신호들은 경로(36)와 같은 수신 경로를 통해 송수신기 회로(14) 내의 수신기 회로로 전달될 수 있다.
각각의 무선 주파수 전력 증폭기(예로서, 전력 증폭기 회로(20) 내의 각각의 전력 증폭기)는 스테이지들(22)과 같은 하나 이상의 전력 증폭기 스테이지들을 포함할 수 있다. 일례로서, 각각의 전력 증폭기는 개별 통신 대역을 처리하는 데 사용될 수 있으며, 각각의 그러한 전력 증폭기는 3개의 직렬 접속된 전력 증폭기 스테이지(22)를 구비할 수 있다. 스테이지들(22)은 바이어스 전압들을 수신하는 단자들(24)과 같은 전원 단자들을 구비할 수 있다. 바이어스 전압은 경로(42)를 이용하여 단자들(24)에 공급될 수 있다. 저장 및 처리 회로(16)로부터의 제어 신호들은 제어 경로(44)를 이용하여 스테이지들(22)을 선택적으로 인에이블링 및 디스에이블링하는 데 사용될 수 있다.
스테이지들(22)을 선택적으로 인에이블링 및 디스에이블링함으로써, 전력 증폭기는 상이한 이득 모드들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기는 3개의 전력 증폭기 스테이지(22)를 모두 인에이블링함으로써 낮은 이득 모드에 배치될 수 있거나, 2개의 전력 증폭기 스테이지를 인에이블링함으로써 높은 이득 모드에 배치될 수 있다. 원한 경우에는 다른 구성들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 3개의 이득 스테이지 중 하나만을 턴온시킴으로써 매우 낮은 이득 모드가 지원될 수 있거나, (예를 들어, 3개 이상의 이득 스테이지를 갖는 전력 증폭기들에서) 이득 스테이지들의 다른 조합들을 선택적으로 인에이블링함으로써 3개보다 많은 이득 모드 설정을 갖는 배열들이 제공될 수 있다.
장치(10)는 전원 회로(38)와 같은 조정 가능한 전원 회로를 포함할 수 있다. 조정 가능한 전원 회로(38)는 제어 경로(40)를 통해 수신되는 제어 신호들에 의해 제어될 수 있다. 제어 신호들은 저장 및 처리 회로(16) 또는 임의의 다른 적절한 제어 회로(예로서, 기저대역 모듈(18) 내에 구현된 회로, 송수신기 회로들(14) 내의 회로 등)로부터 조정 가능 전원 회로(38)에 제공될 수 있다.
저장 및 처리 회로(16)는 전원 회로(38)를 제어하는 데 사용될 제어 설정들 또는 다른 저장된 정보의 테이블을 유지할 수 있다. 테이블은 조정 가능 전원 회로(38)에 의해 공급될 바이어스 전압들(Vcc 값들)의 리스트를 포함할 수 있다. 회로의 현재 송신 모드(높은 이득 모드 또는 낮은 이득 모드), 전력 증폭기 회로(20)에 의해 생성될 원하는 출력 전력 값(Pout)(예를 들어, 듀플렉스 필터(28)의 출력(30)에서 측정되는 바와 같은 증폭기(20)로부터의 출력 전력), 원하는 송신 주파수와 같은 회로(44)의 공지된 동작 조건들에 기초하여 그리고 테이블 내의 제어 설정들의 값들에 기초하여, 저장 및 처리 회로(16)는 경로(40) 상에 적절한 제어 신호들(예로서, 아날로그 제어 전압들 또는 디지털 제어 신호들)을 생성할 수 있다.
경로(40) 상에서 회로(16)에 의해 공급되는 제어 신호들은 경로(42)를 통해 전력 증폭기 회로(20) 및 단자(42)에 제공되는 (때때로 증폭기 바이어스로서 지칭되는) 양의 전원 전압(Vcc)의 크기를 조정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 전원 전압 조정들은 테스트 동안에 그리고 장치(10)의 정상 동작 동안에 이루어질 수 있다.
장치(10) 내의 무선 통신 회로는 무선 회로 성능 메트릭 및 무선 회로 절전 메트릭과 같은 메트릭들에 의해 특성화될 수 있다. 이러한 메트릭들의 값들은 도 2에 도시된 바와 같이 전원 전압(예로서, 전력 증폭기 회로에 공급되는 전원 전압(Vcc))의 함수로서 변할 수 있다. 전원 전압(Vcc)의 증가는 곡선 46에 의해 지시되는 바와 같이 (예를 들어, ACLR을 개선함으로써) 무선 회로 성능 메트릭을 증가시킬 수 있다. 그러나, 전원 전압(Vcc)의 증가는 점선 곡선 48에 의해 지시되는 바와 같이 (예를 들어, 더 많은 전력을 소비함으로써) 무선 회로 절전 메트릭을 감소시킬 수 있다. 이러한 시나리오에서, 양 메트릭을 고려하는, 정상 동작 동안 사용하기 위한 최적의 전원 전압이 존재할 수 있다(예를 들어, 양 메트릭에 바람직한 레벨들을 제공하는 최적의 전원 전압이 존재할 수 있다).
무선 주파수 전력 증폭기 회로(20)의 성능은 예를 들어 인접 채널 누설 비율(ACLR)과 같은 성능 메트릭에 의해 특성화될 수 있다. 전력 증폭기 회로(20)는 무선 신호들을 원하는 무선 채널에서 전송하는 데 사용될 수 있다. 인접 채널 누설 비율은 채널 내 전력(예로서, 원하는 무선 채널 내의 신호들의 출력 전력 레벨)에 대한 채널 외 전력(예로서, 원하는 무선 채널 밖의 주파수들의 신호들의 출력 전력 레벨)의 비율이다.
인접 채널 누설 비율은 반송파(채널 내) 신호들에 대한 데시벨(dBc)에 의해 표현될 수 있다. dBc를 이용하여 표현되는 인접 채널 누설 비율은 관련 전력 레벨들의 비율의 밑수 10 로그와 10을 곱한 값을 구함으로써 계산될 수 있다. 예를 들어, 채널 외 전력 레벨이 10 uW이고, 채널 내 반송파 전력 레벨이 100 mW인 시나리오를 고려한다. 따라서, 인접 채널 누설 비율은 -40 dBc(10*log10(0.01/100))이다.
채널 외 전력 레벨이 1 uW이고, 채널 내 반송파 전력 레벨이 100 mW인 다른 시나리오를 고려한다. 이 상황에서 인접 채널 누설 비율은 -50 dBc(10*log10(0.001/100))이다.
양호한 채널 외 거부(즉, 작은 인접 채널 누설 비율)를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, dBc로 표현될 때 더 큰 음성의 인접 채널 누설 비율을 획득하는 것이 바람직할 수 있는데, 그 이유는 더 작은 비율의 로그를 취하는 것이 더 큰 음성의 결과를 산출하기 때문이다.
ACLR 마진 값은 인접 채널 누설 비율에 기초하여 계산될 수 있다. ACLR 마진은 수학식 1에 나타난 바와 같이 타겟 인접 채널 누설 비율 마이너스 측정된 인접 채널 누설 비율로서 정의될 수 있다.
<수학식 1>
ACLR 마진 = ACLRTARG - ACLRMEAS
타겟 ACLR은 설계 기준들(예로서, 설계 사양)에 따라 설정된다. 타겟 ACLR은 예를 들어 -40 dB일 수 있다. 측정된 ACLR이 -40 dBc인 위의 시나리오에서, ACLR 마진은 0(-40 마이너스 -40)이다. 측정된 ACLR이 -50 dBc인 위의 시나리오에서, ACLR 마진은 10dB(-40 마이너스 -50)이다. 일반적으로, 더 높거나 큰 양성의 ACLR 마진이 더 바람직하다.
일반적으로, ACLR 마진은 도 3에 도시된 바와 같이 전원 전압(Vcc)에 따라 증가한다. 도 3의 곡선 50, 52 및 54는 P1, P2 및 P3의 각각의 출력 전력 레벨들에서 동작하는 도1의 전력 증폭기 회로(20)에 대한 ACLR마진 특성들을 나타낸다. 출력 전력 레벨들은 dBm(데시벨 단위의 1 mW에 대한 전력)으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 전력 레벨 P1, P2 및 P3은 각각 10 dBm, 14 dBm 및 20 dBm일 수 있다.
곡선 50, 52 및 54는 소정의 이득 모드(예로서, 낮은 이득 모드 또는 높은 이득 모드)에서 동작할 때 전력 증폭기 회로(20)를 특성화할 수 있다. 일반적으로, 회로(20)가 더 높은 전력 레벨들에서 고정 이득 모드로 신호들을 전송하고 있을 때, 회로(20)는 더 많은 스트레인을 경험하며, 따라서 저하된 선형성 또는 더 낮은 ACLR 마진을 나타낼 것이다. 결과적으로, 곡선 52는 곡선 50에 비해 각각의 전원 전압 레벨에서 더 낮은 ACLR 마진 값들을 가질 수 있다. 유사하게, 곡선 54는 곡선 52에 비해 각각의 전압(Vcc)에서 더 낮은 ACLR 마진을 나타낼 수 있다.
전원 회로(38)는 전류(Icc)를 경로(42)를 통해 전력 증폭기 회로(20)에 공급할 수 있다(예를 들어, 도 1 참조). 전원 전류(Icc)는 도 4에 도시된 바와 같이 전원 전압(Vcc)에 따라 증가한다. 곡선 56, 58 및 60은 P1, P2 및 P3의 각각의 출력 전력 레벨들에서 동작하는 도 1의 전력 증폭기 회로(20)에 대한 특성 곡선들을 나타낸다. 전력 레벨 P1, P2 및 P3은 (예로서) 12 dBm, 16 dBm 및 24 dBm일 수 있다.
곡선 56, 58 및 60은 특정 이득 모드에서 동작하는 전력 증폭기 회로(20)를 나타낼 수 있다. 더 높은 전력 레벨들에서 고정 이득 모드로 신호들을 전송하고 있는 회로(20)는 더 많은 전류를 소비할 것이다. 결과적으로, 곡선 56은 곡선 58에 비해 각각의 전원 전압 레벨에서 더 낮은 전원 전류 값들을 나타낼 수 있다. 유사하게, 곡선 58은 곡선 60에 비해 각각의 전압(Vcc)에서 더 낮은 전원 전류 레벨들을 가질 수 있다. 전력 소비가 주요 관심사인 경우에는 더 낮은 전원 전압 레벨들로 회로(20)를 바이어싱하는 것이 바람직할 것인데, 그 이유는 더 낮은 전원 전압이 더 적은 전류, 따라서 더 적은 전력을 소비하기 때문이다.
성능 관점에서는, 더 높은 전원 전압들에서 전력 증폭기 회로를 동작시키는 것이 바람직하다(예로서, 도 3 참조). 절전 관점에서는, 더 낮은 전원 전압들에서 전력 증폭기 회로를 동작시키는 것이 바람직하다(예로서, 도 4 참조). 장치 특성화 동안, 전력 증폭기 회로를 바이어싱하기 위한 최적 전원 전압이 결정될 수 있다. 최적 전원 전압은 양 메트릭(예로서, ACLR 마진 및 전원 전류(Icc))을 고려한다.
이러한 2개의 메트릭으로부터 결합된 메트릭이 계산될 수 있다. 결합된 메트릭은 비용 함수로서 지칭될 수 있다. 비용 함수는 수학식 2에 나타난 바와 같이 k 제곱으로 상승된 ACLR 마진과 j 제곱으로 상승된 전류 절약 비율의 곱을 취함으로써 계산될 수 있다.
<수학식 2>
비용 함수 = (ACLR 마진)k * [(IMEAS - IMAX)/IMAX]j
제1 곱셈 항(k 제곱으로 상승된 ACLR 마진)은 전력 성능 메트릭을 나타낼 수 있고, 제2 곱셈 항(j 제곱으로 상승된 전류 절약 비율)은 절전 메트릭을 나타낼 수 있다. 전류 절약 비율은 측정된 전류(IMEAS)로부터 최대 전원 전류(IMAX)를 뺀 후에 그 차이를 최대 전원 전류로 나눔으로써 결정된다. 전류들(IMEAS, IMAX)은 경로(42)(도 1)를 통해 회로(20)에 공급되는 전류들을 나타낸다.
예를 들어, 전류(IMAX)는 최대 전원 전압(예로서, 최대 Vcc)에서 동작하는 전력 증폭기 회로에 공급되는 최대 전류를 나타낸다. 전류(IMEAS)는 최대 전원 전압보다 낮은 소정의 전원 전압으로 바이어싱되는 전력 증폭기 회로를 통해 흐르는 실제 측정 전류를 나타낸다. 전류 절약 비율은 음의 값을 갖는데, 그 이유는 측정된 전류로부터 최대 전원 전류를 빼는 것이 음의 값을 산출하기 때문이다. 지수 k 및 j는 1, 2, 2보다 큰 값, 2보다 작은 값 등과 같은 값들을 갖는다.
도 3과 관련하여 설명된 바와 같이, 더 높은(즉, 더 큰 양성의) ACLR 마진이 더 바람직하다. 수학식 2에 따르면, 더 큰 음성의 전류 절약 비율이 더 바람직한데, 그 이유는 전류(IMEAS)를 줄이는 것이 전력 소비를 낮추기 때문이다. 비용 함수는 ACLR 마진과 전류 절약 비율의 곱으로서 정의되므로, 더 큰 음성의 비용 함수가 바람직할 수 있다. 측정된 ACLR이 타겟 ACLR보다 큰 시나리오들에서, ACLR 마진은 음성이므로, 전반적인 비용 함수는 양성일 것이다. 양성인 비용 함수는 일반적으로 바람직하지 않은데, 그 이유는 이것이 전력 증폭기 회로가 설계 기준들을 충족시키지 못하는 인접 채널 누설 비율을 나타내고 있다는 것을 지시하기 때문이다.
메트릭들 중 하나에 대해 다른 것보다 높은 가중치(강조)를 부여하는 지수 k 및 j에 대한 값들이 선택될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 선형성을 필요로 하는 RF 전력 증폭기 회로의 설계에서는, ACLR 마진을 더 강조하기 위해, 지수 k는 2로 설정될 수 있고, 지수 j는 1로 설정될 수 있다. 낮은 전력 소비를 필요로 하는 전력 증폭기 회로를 설계할 때, (일례로서) 지수 j는 3으로 설정될 수 있고, 지수 k는 1로 설정될 수 있다. 원할 경우에, 다른 적절한 가중 스킴들을 구현하기 위해 지수 j 및 k는 다른 값들을 가질 수 있다.
도 5는 다양한 동작 조건들에서의 전력 증폭기 회로에 대한 전원 전압(Vcc) 대 비용 함수(예로서, 수학식 2 참조)의 그래프를 나타낸다. 예를 들어, 곡선 62 및 64는 각각 10 dBm 및 12 dBm의 출력 전력 레벨들을 갖는 낮은 이득 모드에서 동작하는 전력 증폭기 회로에 대한 비용 함수 특성 곡선들을 나타낼 수 있다.
곡선 62 및 64는 비교적 낮은 전원 전압 범위(예로서, 200 mV 내지 320 mV)에서 측정될 수 있는데, 그 이유는 10 dBm 및 12 dBm의 출력 전력 레벨이 비교적 낮은 전원 전압 레벨들에서 달성될 수 있기 때문이다. 곡선 64는 곡선 62보다 상대적으로 나쁜(즉, 더 높은) 비용 함수 레벨들을 가질 수 있는데, 그 이유는 더 높은 전력 레벨에서 낮은 이득 모드로 신호들을 출력하는 것이 전력 증폭기 회로에 더 많은 스트레인을 가하며, 따라서 ACLR을 저하시키고 비용 함수를 증가시키기 때문이다. 곡선 64의 ACLR은 ACLR 마진이 양성이 되도록 저하되어, 비용 함수 레벨들이 양성이 될 수 있다. 이와 달리, 곡선 62는 음의 비용 함수 값들을 나타낼 수 있으며, 이는 측정된 ACLR이 적어도 타겟 ACLR보다 낮다는 것을 지시한다.
곡선 66은 14 dBm의 출력 전력 레벨을 갖는 높은 이득 모드에서 동작하는 전력 증폭기 회로에 대한 비용 함수 특성들을 나타낼 수 있다. 곡선 66은 낮은 전원 전압 범위(예로서, 200 mV 내지 320 mV)에서 측정될 수 있다. 곡선 66은 곡선 64보다 상대적으로 더 양호한(즉, 더 음성인) 비용 함수 레벨들을 나타낼 수 있는데, 그 이유는 곡선 66이 곡선 64를 얻는 데 사용되는 낮은 이득 모드 대신에 높은 이득 모드에서 얻어지기 때문이다. 곡선 66이 곡선 64에 비해 14 dBm의 더 높은 출력 레벨을 나타내지만, 높은 이득 모드로 동작하는 전력 증폭기 회로는 개별 전력 증폭기 스테이지들에 더 적은 스트레인을 가함으로써, ACLR 마진을 개선하거나, 비용 함수를 더 음성이 되게 한다(예로서, 도 5 참조).
곡선 68은 (일례로서) 24 dBm의 출력 전력 레벨을 갖는 높은 이득 모드에서 동작하는 전력 증폭기 회로에 대한 비용 함수 특성 곡선을 나타낸다. 곡선 68은 비교적 더 높은 전원 전압 레벨(예로서, 500 mV 내지 650 mV)에서 측정될 수 있는데, 그 이유는 24 dBm의 출력 전력 레벨이 비교적 더 높은 전원 전압들에서 달성될 수 있기 때문이다. 곡선 68의 부분들은 양의 비용 함수 레벨들을 나타내며, 이는 전력 증폭기 회로가 충분한 스트레인을 받는다는 것을 지시한다.
특성 곡선들의 각각의 세트 내의 각각의 곡선은 특정 송신 설정 하에 테스트되는 테스트 중인 각각의 전자 장치(DUT)로부터 측정된 상이한 전력 증폭기 회로 특성을 나타낼 수 있다(예를 들어, 각각의 DUT는 동일한 출력 전력 레벨, 주파수 등에서 동작하는 동안 테스트된다). 각각의 DUT로부터 측정되는 각각의 곡선은 임의의 프로세스 변동으로 인해 서로 다르다. 예를 들어, 100개의 DUT를 개별적으로 테스트하여 100개의 대응하는 곡선을 얻을 수 있다. 송신 설정들의 각각의 세트에 대해 측정된 곡선들을 평균하여 평균 비용 함수 특성 곡선을 계산할 수 있다. 예를 들어, 강조된 곡선(61)은 곡선들 62에 대해 계산된 평균 비용 함수 곡선을 나타내고, 강조된 곡선 63은 곡선들 64에 대해 계산된 평균 비용 함수 곡선을 나타내고, 강조된 곡선 65는 곡선들 66에 대해 계산된 평균 비용 함수 곡선을 나타내며, 강조된 곡선 67은 곡선들 68에 대해 계산된 평균 비용 함수 곡선을 나타낸다. 장치(10) 내에 로딩되는 최적화된 설정들은 평균 비용 함수 곡선들에 기초하여 계산될 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로 결정되는 최적화된 설정들은 비용 함수 도출 최적화 설정들로서 지칭될 수 있다.
장치 특성화 동작들 동안, 다양한 동작 조건들에서 전력 증폭기 회로에 대한 특성 곡선들(예로서, 곡선 62, 64, 66, 68 등)의 세트가 얻어질 수 있다. 특성 곡선들은 장치들이 상이한 이득 모드들에서, 상이한 전원 전압 레벨들에서, 상이한 주파수 범위들(예를 들어, 상이한 무선 채널들)에서, 상이한 출력 전력 레벨들에서, 기타 등등에서 동작하고 있을 때 측정될 수 있다. 이러한 특성 곡선들은 종종 최소 포인트(예로서, 가장 큰 음의 비용 함수 값에 대응하는 포인트)를 갖는 U자형 곡선들이다. 이러한 최소 포인트는 ACLR 마진과 절전 사이의 원하는 균형을 제공하는 동작 포인트를 나타낼 수 있다. 정상 동작 동안, 최소 비용 함수를 얻기 위해 평균 비용 함수 곡선의 최소 포인트에 대응하는 최적의 전원 전압 레벨로 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 타입의 통계 분석은 증폭기 성능 및 절전 모두를 고려하는 비용 함수 도출 최적 설정들을 각각의 장치에 제공할 수 있다. 하나의 적절한 배열에서, 생성되는 각각의 장치는 그 장치가 사용자에 의한 사용 동안 최적 레벨로 동작할 수 있게 하는 정보(예로서, 저장된 테이블)를 제공받을 수 있다.
테스트 시스템(69)에서, 테스트 중인 장치(DUT)(10')는 도 6에 도시된 바와 같이 장치 특성화 동안 테스트 장치(71)에 접속될 수 있다. 다수의 DUT(10')를 각각의 동작 설정 하에서(예로서, 각각의 이득 모드에서, 각각의 전원 전압 레벨에서, 각각의 주파수 설정에서, 각각의 출력 전력 레벨에서, 기타 등등에서) 테스트하여 특성 비용 함수 곡선들의 상이한 세트들을 얻을 수 있다. (일례로서) 각각의 동작 설정에 대해 수백, 수천 또는 임의의 원하는 수의 장치들이 테스트될 수 있다.
평균 비용 함수 곡선이 곡선들의 각각의 세트에 대해 결정될 수 있다. 각각의 평균 비용 함수 곡선의 최소 포인트에 대응하는 증폭기 바이어스 전압은 최적 설정들의 테이블에 저장될 수 있다. 예를 들어, 비용 함수 도출 최적 설정들의 테이블은 높은 이득 모드에서 12 dBm 출력 전력 레벨에서 900 MHz로 동작하는 장치에 대해 최적화된 최적 전원 전압(Vcc)(즉, 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 데 사용되는 바이어스 전압 레벨)을 포함할 수 있다.
제조 프로세스 동안, 최적 설정들의 테이블이 장치(10)에 로딩될 수 있다. 최적 설정들은 도 6에 도시된 바와 같이 저장 및 처리 회로(16)에 저장될 수 있다. 장치(10)는 무선 네트워크에서 무선 통신을 제공하기 위해 사용자에 의해 사용될 수 있다.
도 7은 전력 증폭기 회로를 갖는 예시적인 전자 장치를 테스트하는 데 필요한 단계들을 나타낸다. 단계 70에서, 사용자는 소정의 전자 장치를 테스트 중인 장치(DUT)로서 선택할 수 있다. 장치 기준선 전류가 측정될 수 있다(단계 72). 기준선 전류는 전력 증폭기 회로가 비활성일 때(예로서, 턴오프되거나 급전되지 않을 때) 테스트 중인 장치에 공급되는 총 전류일 수 있다.
단계 74에서, 장치에 접속된 테스트 장비(예로서, 도 6에 도시된 바와 같은 테스트 장비(71))는 DUT가 특정 주파수 대역에서 동작하게 할 수 있다(단계 74). 이어서, 테스트 장비는 테스트를 위해 장치가 원하는 무선 채널에 튜닝되게 할 수 있다(단계 76).
단계 78에서, 테스트 장비는 전원 회로가 전력 증폭기 회로에 원하는 전원 전압을 공급하게 할 수 있다. 이어서, 테스트 장비는 전력 증폭기 회로가 요청된 출력 전력 레벨에서 신호들을 출력하게 할 수 있다(단계 80).
단계 82에서, 테스트 장비는 실제 출력 전력 레벨, ACLR, 및 DUT를 통해 흐르는 총 전류를 측정할 수 있다. 전력 증폭기 회로를 통해 흐르는 전원 전류(Icc)를 결정하기 위해 총 전류로부터 기준선 전류를 뺄 수 있다.
이러한 방식으로 출력 전력 레벨, ACLR 및 전류(Icc)를 얻는 것은 비용 함수 그래프에 대한 데이터 포인트를 생성한다. 처리는 경로 84에 의해 지시되는 바와 같이 단계 80으로 루프 백하여 추가적인 출력 전력 레벨들을 측정할 수 있다. 처리는 경로 86에 의해 지시되는 바와 같이 단계 78로 루프 백하여 추가적인 전원 전압 레벨들을 측정할 수 있다. 처리는 경로 88에 의해 지시되는 바와 같이 단계 76으로 루프 백하여 추가적인 무선 채널들을 테스트할 수 있다. 처리는 경로 90에 의해 지시되는 바와 같이 단계 74로 루프 백하여 추가적인 주파수 대역들을 테스트할 수 있다. 처리는 추가적인 장치들을 테스트하는 것이 필요한 경우에 경로 92에 의해 지시되는 바와 같이 단계 70으로 루프 백할 수 있다.
충분한 데이터가 수집되면, 측정된 DUT들에 대응하는 비용 함수들이 계산될 수 있다(단계 94). 단계 96에서, 각각의 비용 함수 특성 곡선에서 최소 포인트를 찾음으로써 최적 제어 설정들이 식별될 수 있다. 제조 동안, 각각의 동작 조건에 대응하는 각각의 최소 포인트가 장치에 로딩될 수 있다(단계 98). 예를 들어, 비용 함수 도출 최적 설정들의 테이블이 각각의 장치에 로딩될 수 있다. 최적 설정들의 테이블은 각각의 동작 조건(예를 들어, 각각의 이득 모드, 각각의 전원 전압 레벨, 각각의 주파수 설정, 각각의 출력 전력 레벨 등)에 대응하는 최적의 전력 증폭기 회로 바이어스 전압 레벨들을 포함할 수 있다.
단계 100에서, 이러한 최적 설정들을 제공받은 장치가 장치의 동작 조건들에 따라 (예를 들어, 전력 증폭기 회로를 바이어싱하기 위한 최적의 전원 전압을 선택함으로써) 최적 제어 설정들에 따라 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치 상의 무선 통신 회로로서, 상기 전자 장치로부터 전송되는 무선 주파수 신호들을 증폭하는 무선 주파수 전력 증폭기 회로; 조정 가능한 전원 전압을 상기 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 공급하는 조정 가능한 전원 회로; 및 상기 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 대한 비용 함수 도출 최적 동작 설정들(cost-function-derived optimum operating settings)을 저장하도록 구성되고, 상기 조정 가능한 전원 전압을 공급하도록 상기 조정 가능한 전원 회로를 조정함에 있어서 상기 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 사용하도록 구성되는 저장 및 처리 회로를 포함하는 무선 통신 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 저장 및 처리 회로는 성능 메트릭(metric) 및 절전 메트릭에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되는 무선 통신 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 저장 및 처리 회로는 인접 채널 누설 비율 및 절전 메트릭에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 인접 채널 누설 비율은 소정의 지수 값(given exponent value)으로 상승하는 무선 통신 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 저장 및 처리 회로는 성능 메트릭 및 전류 절약 비율에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 전류 절약 비율은 소정의 지수 값으로 상승하는 무선 통신 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 저장 및 처리 회로는 인접 채널 누설 비율 및 전류 절약 비율에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 인접 채널 누설 비율은 제1 지수 값으로 상승하고, 상기 전류 절약 비율은 제2 지수 값으로 상승하며, 상기 제2 지수 값은 상기 제1 지수 값과 다른 무선 통신 회로가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 저장 및 처리 회로는 인접 채널 누설 비율 및 전류 절약 비율에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 인접 채널 누설 비율은 소정 지수 값으로 상승하고, 상기 전류 절약 비율은 상기 소정 지수 값으로 상승하는 무선 통신 회로가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 저장 및 처리 회로 및 전력 증폭기 회로를 구비하는 복수의 무선 전자 장치를 테스트하는 방법으로서, 각각의 무선 전자 장치의 상기 저장 및 처리 회로를 이용하여, 소정 동작 조건 하에서 동작하도록 상기 무선 전자 장치를 구성하는 단계; 테스트 장비를 이용하여, 각각의 무선 전자 장치가 상기 소정 동작 조건 하에서 동작하고 있는 동안에 상기 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로의 성능 메트릭을 측정하는 단계; 상기 테스트 장비를 이용하여, 각각의 무선 전자 장치가 상기 소정 동작 조건 하에서 동작하고 있는 동안에 상기 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로의 절전 메트릭을 측정하는 단계; 및 상기 테스트 장비를 이용하여, 상기 무선 전자 장치에 대한 상기 성능 메트릭과 상기 절전 메트릭의 곱을 구함으로써 각각의 무선 전자 장치에 대한 비용 함수 값을 계산하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 소정 동작 조건 하에서 동작하도록 각각의 무선 전자 장치를 구성하는 단계는 소정 이득 모드를 이용하여 공통 출력 전력 레벨에서 상기 전력 증폭기 회로로 무선 신호들을 전송하도록 상기 무선 전자 장치를 구성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 증폭기 회로의 상기 성능 메트릭을 측정하는 단계는 인접 채널 누설 비율을 측정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로의 상기 절전 메트릭을 측정하는 단계는 상기 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로가 턴오프된 동안에 상기 무선 전자 장치에 대한 기준선 전류를 측정하는 단계; 및 상기 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로가 턴온된 동안에 상기 무선 전자 장치에 대한 총 전원 전류를 측정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 비용 함수를 계산하는 단계는 상기 인접 채널 누설 비율을 제1 지수 값으로 상승시켜 상기 성능 메트릭을 얻는 단계; 상기 기준선 전류 및 상기 총 전원 전류에 기초하여 전류 절약 비율을 계산하는 단계; 및 상기 전류 절약 비율을 제2 지수 값으로 상승시켜 상기 절전 메트릭을 얻는 단계를 더 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 테스트 장비를 이용하여, 상기 복수의 무선 전자 장치로부터 측정된 상기 비용 함수 값들에 기초하여 평균 비용 함수 특성 곡선을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 테스트 장비를 이용하여, 상기 평균 비용 함수 특성 곡선 상의 최소 포인트에 대응하는 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 테스트 장비를 이용하여, 비용 함수 도출 최적 설정들의 테이블 내에 상기 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨을 저장하는 단계를 더 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 테스트 장비를 이용하여, 추가적인 출력 전력 레벨들에서 상기 무선 전자 장치들 각각을 테스트함으로써 추가적인 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨들을 얻는 단계; 및 상기 비용 함수 도출 최적 설정들의 테이블 내에 상기 추가적인 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨들을 저장하는 단계를 더 포함하는 방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 저장 및 처리 회로 및 전력 증폭기 회로를 구비하는 무선 전자 장치를 동작시키는 방법으로서, 무선 네트워크에서의 상기 무선 전자 장치의 동작 동안, 상기 저장 및 처리 회로에 저장된 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압 설정들을 검색하는 단계; 조정 가능한 전원 회로를 이용하여, 조정 가능한 전원 전압으로 상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계; 및 상기 저장 및 처리 회로를 이용하여, 상기 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압 설정들에 기초하여 상기 조정 가능한 전원 전압을 공급하도록 상기 조정 가능한 전원 회로를 조정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 무선 전자 장치는 소정 출력 전력 레벨에서 동작하고, 상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계는 상기 조정 가능한 전원 전압을 이용하여, 상기 소정 출력 전력 레벨에 대응하는 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압을 상기 전력 증폭기 회로에 공급하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 무선 전자 장치는 적어도 소정 이득 모드에서 동작하고, 상기 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압은 상기 소정 이득 모드에 대응하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 무선 전자 장치는 소정 이득 모드에서 동작하고, 상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계는 상기 조정 가능한 전원 전압을 이용하여, 상기 소정 이득 모드에 대응하는 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압을 상기 전력 증폭기 회로에 공급하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 무선 전자 장치는 소정 동작 주파수에서 동작하고, 상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계는 상기 조정 가능한 전원 전압을 이용하여, 상기 소정 동작 주파수에 대응하는 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압을 상기 전력 증폭기 회로에 공급하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
위의 설명은 본 발명의 원리들의 예시할 뿐이며, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 이 분야의 기술자들에 의해 다양한 변경들이 이루어질 수 있다. 위의 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
Claims (20)
- 전자 장치 상의 무선 통신 회로로서,
상기 전자 장치로부터 전송되는 무선 주파수 신호들을 증폭하는 무선 주파수 전력 증폭기 회로;
조정 가능한 전원 전압을 상기 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 공급하는 조정 가능한 전원 회로; 및
상기 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 대한 비용 함수 도출 최적 동작 설정들(cost-function-derived optimum operating settings)을 저장하도록 구성되고, 상기 조정 가능한 전원 전압을 공급하도록 상기 조정 가능한 전원 회로를 조정함에 있어서 상기 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 사용하도록 구성되는 저장 및 처리 회로를 포함하고,
상기 저장 및 처리 회로는 절전 메트릭(metric) 및 성능 메트릭에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되는, 무선 통신 회로. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 저장 및 처리 회로는 절전 메트릭 및 인접 채널 누설 비율에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 인접 채널 누설 비율은 소정의 지수 값(given exponent value)으로 상승하는 무선 통신 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 저장 및 처리 회로는 전류 절약 비율 및 성능 메트릭에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 전류 절약 비율은 소정의 지수 값으로 상승하는 무선 통신 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 저장 및 처리 회로는 전류 절약 비율 및 인접 채널 누설 비율에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 인접 채널 누설 비율은 제1 지수 값으로 상승하고, 상기 전류 절약 비율은 제2 지수 값으로 상승하며, 상기 제2 지수 값은 상기 제1 지수 값과 다른 무선 통신 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 저장 및 처리 회로는 전류 절약 비율 및 인접 채널 누설 비율에 기초하는 평균 비용 함수에 의해 생성되는 비용 함수 도출 최적 동작 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 인접 채널 누설 비율은 소정 지수 값으로 상승하고, 상기 전류 절약 비율은 상기 소정 지수 값으로 상승하는 무선 통신 회로.
- 저장 및 처리 회로 및 전력 증폭기 회로를 구비하는 복수의 무선 전자 장치를 테스트하는 방법으로서, 상기 방법은,
각각의 무선 전자 장치의 상기 저장 및 처리 회로를 이용하여, 소정 동작 조건 하에서 동작하도록 해당 무선 전자 장치를 구성하는 단계;
테스트 장비를 이용하여, 각각의 무선 전자 장치가 상기 소정 동작 조건 하에서 동작하고 있는 동안에 해당 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로의 성능 메트릭을 측정하는 단계;
상기 테스트 장비를 이용하여, 각각의 무선 전자 장치가 상기 소정 동작 조건 하에서 동작하고 있는 동안에 해당 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로의 절전 메트릭을 측정하는 단계; 및
상기 테스트 장비를 이용하여, 각각의 무선 전자 장치에 대한 상기 성능 메트릭과 상기 절전 메트릭의 곱을 구함으로써 해당 무선 전자 장치에 대한 비용 함수 값을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 전력 증폭기 회로의 성능 메트릭을 측정하는 단계는 인접 채널 누설 비율을 측정하는 단계를 포함하고,
상기 각각의 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로의 절전 메트릭을 측정하는 단계는 해당 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로가 턴오프된 동안에 해당 무선 전자 장치에 대한 기준선 전류를 측정하는 단계, 및 해당 무선 전자 장치에 대한 상기 전력 증폭기 회로가 턴온된 동안에 해당 무선 전자 장치에 대한 총 전원 전류를 측정하는 단계를 포함하고,
상기 비용 함수 값을 계산하는 단계는 상기 인접 채널 누설 비율을 제1 지수 값으로 상승시켜 상기 성능 메트릭을 얻는 단계, 상기 총 전원 전류 및 상기 기준선 전류에 기초하여 전류 절약 비율을 계산하는 단계, 및 상기 전류 절약 비율을 제2 지수 값으로 상승시켜 상기 절전 메트릭을 얻는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제7항에 있어서, 상기 소정 동작 조건 하에서 동작하도록 각각의 무선 전자 장치를 구성하는 단계는 소정 이득 모드를 이용하여 공통 출력 전력 레벨에서 상기 전력 증폭기 회로로 무선 신호들을 전송하도록 상기 무선 전자 장치를 구성하는 단계를 포함하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제7항에 있어서, 상기 테스트 장비를 이용하여, 상기 복수의 무선 전자 장치로부터 측정된 상기 비용 함수 값들에 기초하여 평균 비용 함수 특성 곡선을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 테스트 장비를 이용하여, 상기 평균 비용 함수 특성 곡선 상의 최소 포인트에 대응하는 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 테스트 장비를 이용하여, 비용 함수 도출 최적 설정들의 테이블 내에 상기 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨을 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 테스트 장비를 이용하여, 추가적인 출력 전력 레벨들에서 상기 무선 전자 장치들 각각을 테스트함으로써 추가적인 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨들을 얻는 단계; 및
상기 테스트 장비를 이용하여, 상기 비용 함수 도출 최적 설정들의 테이블 내에 상기 추가적인 최적 전력 증폭기 바이어스 전압 레벨들을 저장하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 저장 및 처리 회로 및 전력 증폭기 회로를 구비하는 무선 전자 장치를 동작시키는 방법으로서, 상기 저장 및 처리 회로는 절전 메트릭 및 성능 메트릭에 기초해서 생성되는 소정의 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압 설정들을 저장하도록 구성되고, 상기 방법은,
무선 네트워크에서의 상기 무선 전자 장치의 동작 동안, 상기 성능 메트릭을 측정하지 않으면서 상기 저장 및 처리 회로에 저장된 상기 소정의 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압 설정들을 검색하는 단계;
조정 가능한 전원 회로를 이용하여, 조정 가능한 전원 전압으로 상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계; 및
상기 저장 및 처리 회로를 이용하여, 상기 소정의 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압 설정들에 기초하여 상기 조정 가능한 전원 전압을 공급하도록 상기 조정 가능한 전원 회로를 조정하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제16항에 있어서,
상기 무선 전자 장치는 소정 출력 전력 레벨에서 동작하고,
상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계는
상기 조정 가능한 전원 전압을 이용하여, 상기 소정 출력 전력 레벨에 대응하는 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압을 상기 전력 증폭기 회로에 공급하는 단계
를 포함하는 방법. - 제17항에 있어서, 상기 무선 전자 장치는 적어도 소정 이득 모드를 이용하여 동작하고, 상기 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압은 상기 소정 이득 모드에 대응하는 방법.
- 제16항에 있어서,
상기 무선 전자 장치는 소정 이득 모드에서 동작하고,
상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계는
상기 조정 가능한 전원 전압을 이용하여, 상기 소정 이득 모드에 대응하는 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압을 상기 전력 증폭기 회로에 공급하는 단계
를 포함하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 무선 전자 장치는 소정 동작 주파수에서 동작하고,
상기 전력 증폭기 회로를 바이어싱하는 단계는
상기 조정 가능한 전원 전압을 이용하여, 상기 소정 동작 주파수에 대응하는 비용 함수 도출 최적 바이어스 전압을 상기 전력 증폭기 회로에 공급하는 단계
를 포함하는 방법.
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