KR200175367Y1 - 전력증폭기 이상 유무 검사 회로 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 전력증폭기 이상 유무 검사 회로는, 복수의 전력증폭기와 각 전력증폭기에 대한 바이어스 회로가 마련되어 있는 전력증폭기 회로의 상기 전력증폭기와 바이어스 회로의 접속 부위에 입력단이 연결되며, 상기 복수의 전력증폭기 중의 어느 하나를 선택하기 위한 스위치와, 그 스위치를 거쳐 출력되는 바이어스 전압에 혼입되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역 필터와, 그 저역 필터를 거친 바이어스 전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로부를 포함한다.

여기서, 바람직하게는 상기 저역 필터와 전압 검출 회로부 사이에, 이들과 병렬 연결되어 전압 검출 회로부로 하여금 상기 바이어스 전압을 충분히 감지하게 하기 위한 로드 저항이 더 마련된다.

이와 같은 본 고안에 의하면, 전력증폭기가 정상 동작 시에 유지되어야 하는 바이어스 전압을 전압 검출 회로부로 검출하여 검사함으로써, 전력증폭기의 이상 유무를 검사하기 위한 별도의 장비가 필요 없이 전력증폭기의 이상 유무를 손쉽게 검사할 수 있다. 또한, 상기 전압 검출 회로부의 출력을 원격지와 연결해 놓으면, 원격지에서도 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있다.

Description

전력증폭기 이상 유무 검사 회로{Circuit for checking normality/ abnormality of a power amplifier}

본 고안은 전력증폭기 이상 유무 검사 회로에 관한 것으로서, 특히 전력증폭기가 포함되어 있는 임의의 회로에서, 전력증폭기의 바이어스(bias) 전압을 검사하여 원격지에서도 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있는 전력증폭기 이상 유무 검사 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 부품의 수명은 여러 가지 요인에 의해 결정될 수 있으나, 부품의 수명을 결정하는 중요한 인자 중의 하나로 부품의 발열 정도를 들 수 있다. 회로 내의 각종 소자는 크게 능동 소자와 수동 소자로 구분되는데, 수동 소자는 보통 무발열 소자로서 매우 긴 수명을 가지는 것에 반해, 능동 소자는 발열 소자로서, 일정 시간(예컨대, 수만에서 수십만 시간)의 수명을 가진다. 전력증폭기는 발열 능동 소자로서 일정한 수명을 가지며, 따라서 주기적인 점검이 요구된다.

도 1 및 도 2는 일반적인 전력증폭기를 나타낸 것으로서, 도 1은 바이어스 회로를 갖는 전력증폭기 회로도이고, 도 2는 전력증폭기의 내부 회로도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전력증폭기(101)를 포함하고 있는 임의의 회로는, 전력증폭기(101)와, 각 전력증폭기(101)의 바이어스 회로(102)로 구성되어 있고, 각각의 전력증폭기(101)의 내부는 트랜지스터(transistor)(201, 202)와 저항(R1, R2, R3, R4)으로 구성되어 있다.

먼저, 전력증폭기(101)가 동작하기 위해서는 전력증폭기(101) 내부에 있는 트랜지스터(201, 202)가 온(on) 되어야 한다. 이를 위해 바이어스 회로(102)를 전력증폭기(101)의 출력 단자에 연결하여 바이어스 전압을 전력증폭기(101)에 공급하는데, 전력증폭기(101)의 출력 신호의 영향으로 바이어스 전압이 흔들리는 것을 방지하기 위하여 저항(R), 인덕터(inductor)(L), 커패시터(capacitor)(C)로 바이어스 회로(102)를 구성하여 주전원(Vcc)과 출력 단자 사이에 연결한다.

상기 바이어스 회로의 주전원(Vcc)으로부터 들어온 전압이 제1트랜지스터 (201)의 베이스(base) 단자에 공급되면, 제1트랜지스터(201)가 온 되고, 그 제1트랜지스터(201)의 이미터(emitter) 단자가 제2트랜지스터(202)의 베이스 단자에 연결되어 있으므로, 상기 온 된 제1트랜지스터(201)의 이미터 전압이 제2트랜지스터 (202)의 베이스 단자에 공급되어 제2트랜지스터(202)도 온 된다. 따라서, 상기의 두 트랜지스터(201, 202)가 온 되면, 전력증폭기(101)는 동작 상태가 되어 전력을 증폭할 수 있게 된다.

한편, 이상과 같은 동작으로 전력증폭기가 동작하게 되면, 회로가 정상적으로 동작하는가를 검사해 볼 필요가 있다. 즉, 전력증폭기로 입력된 신호가 적정치로 증폭되어 나오는지를 검사해 볼 필요가 있는 것이다. 이와 같은 검사를 위해 종래에는 전력증폭기의 입력 단자에 입력 신호원을 설치하고, 출력 단자에는 별도의 신호 분석기(예컨대, 출력 파형 장치)를 설치하여, 입력 신호에 대해 출력 신호가 적정치로 증폭되어 나오는지를 직접 측정하였다. 이때, 물론 여러 개의 전력증폭기가 포함되어 있는 회로에서는 그 각각에 대해서 모두 그와 같은 방식으로 측정하였다.

그러나, 이상과 같은 종래의 방식은, 전술한 바와 같이 입력 신호원, 신호 분석기 등과 같은 별도 장비가 필요하고, 각각의 전력증폭기마다 입출력 신호를 측정하여야 하므로, 전력증폭기의 수가 많아질수록 작업 시간이 많이 소요된다. 또한, 직접 입출력 신호를 측정해 보아야 하기 때문에 원격지에서 전력증폭기의 이상 유무를 검사하기 어려운 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전력증폭기가 동작하기 위해 필요한 전원을 공급해주는 바이어스 전압을 검사함으로써, 보다 손쉽게 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있고, 또한 원격지에서도 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있는 전력증폭기 이상 유무 검사 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 바이어스 회로를 갖는 전력증폭기 회로도.

도 2는 도 1의 전력증폭기 회로에 있어서의 전력증폭기의 내부 회로도.

도 3은 본 고안에 따른 전력증폭기 이상 유무 검사 회로가 채용된 전력증폭기 회로도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101...전력증폭기 102...바이어스 회로

201...제1트랜지스터 202...제2트랜지스터

301...전력증폭기 302...바이어스 회로

303...단극 다접점 스위치 304...저역 필터

305...전압 검출 회로부 306...로드 저항

307...전압 모니터 IC

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 전력증폭기 이상 유무 검사 회로는, 복수의 전력증폭기와 각 전력증폭기에 대한 바이어스 회로가 마련되어 있는 전력증폭기 회로의 상기 전력증폭기와 바이어스 회로의 접속 부위에 입력단이 연결되며, 상기 복수의 전력증폭기 중의 어느 하나를 선택하기 위한 스위치 (switch); 상기 스위치를 거쳐 출력되는 바이어스 전압에 혼입되어 있는 노이즈 (noise) 성분을 제거하기 위한 저역 필터(filter); 및 상기 저역 필터를 거친 바이어스 전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 바람직하게는 상기 저역 필터와 전압 검출 회로부 사이에, 이들과 병렬 연결되어 전압 검출 회로부로 하여금 상기 바이어스 전압을 충분히 감지하게 하기 위한 로드 저항이 더 마련된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

여기서, 본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서서, 먼저 바이어스 전압에 대해 간략히 설명해 두기로 한다.

도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이, 전력증폭기는 바이어스 전압이 공급되면 전력증폭기 내부에 있는 트랜지스터(201, 202)가 온 되어 비로소 동작하게 된다. 또한, 상기 바이어스 전압이 전력증폭기의 정상 동작 범위를 계속 유지하고 있어야 전력증폭기가 정상 동작을 유지할 수 있다.

한편, 전력증폭기 내부는 트랜지스터(201, 202)와 저항들(R1, R2, R3, R4)로 이루어져 있는데, 만약, 제1트랜지스터(201) 혹은 제2트랜지스터(202)가 결함이 생겨 정상 동작하지 않는다면, 제1트랜지스터(201)의 이미터 단자와 제2트랜지스터 (202)의 베이스 단자 사이의 전압이 증가하거나 감소하게 되며, 그에 따라 외부의 전력증폭기의 바이어스 전압도 정상 상태의 전압보다 증가하거나 감소하게 된다.

상기와 같이 전력증폭기가 정상 동작하는 바이어스 전압의 범위는 전력증폭기의 제품 규격에 표시되어 있으며, 바이어스 전압이 제품 규격에 나타난 값의 범위를 벗어났다는 것은 전력증폭기가 정상 동작하지 않는다는 것을 뜻한다. 따라서, 바이어스 전압이 정상 동작 범위에 있는가를 검사함으로써 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있다.

그러면, 이상의 사항을 바탕으로 본 고안의 실시예를 설명해 보기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 전력증폭기 이상 유무 검사 회로가 채용된 전력증폭기 회로도이다.

도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 전력증폭기 이상 유무 검사 회로가 채용된 전력증폭기 회로는, 복수의 전력증폭기(301)와 각 전력증폭기(301)에 대한 바이어스 회로(302)가 마련되어 있는 회로의 상기 전력증폭기(301)와 바이어스 회로(302)의 접속 부위에 입력단이 연결되며, 상기 복수의 전력증폭기(301) 중의 어느 하나를 선택하기 위한 스위치로서의 단극 다접점 스위치(303)와, 그 단극 다접점 스위치(303)를 거쳐 출력되는 바이어스 전압에 혼입되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역 필터(304)와, 그 저역 필터(304)를 거친 바이어스 전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로부(305)를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 바람직하게는 상기 저역 필터(304)와 전압 검출 회로부(305) 사이에, 이들과 병렬 연결되어 전압 검출 회로부(305)로 하여금 상기 바이어스 전압을 충분히 감지하게 하기 위한 로드 저항(R_L)(306)이 더 마련된다. 또한, 상기 전압 검출 회로부(305)는 전압 모니터(monitor) IC(307)와 저항들(R11, R12, R13, R14)로 구성된다.

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 전력증폭기 이상 유무 검사 회로의 동작에 대해 설명해 보기로 한다.

도 3을 다시 참조하면, 먼저 바이어스 전압이 공급되어 전력증폭기(301)가 동작하면, 바이어스 회로(302)와 전력증폭기(301)의 출력 단자 사이에 연결된 단극 다접점 스위치(301)로 이상 유무를 검사하고자 하는 전력증폭기(301)를 선택한다. 그러면, 선택된 전력증폭기(301)의 바이어스 전압이 단극 다접점 스위치(303)를 통해 저역 필터(304)로 들어가게 된다.

한편, 바이어스 전압 단자와 전력증폭기(301)의 출력 단자가 연결되어 있으므로 전력증폭기(301)의 출력이 바이어스 전압에 실려, 그 바이어스 전압에 노이즈나, 고주파 교류 성분이 나타날 수가 있는데, 상기 저역 필터(304)에서 이와 같은 고주파 교류 성분이나, 노이즈를 제거한다. 이렇게 저역 필터(304)를 통과한 후의 신호에는 순수한 직류 성분인 바이어스 전압만 남아 전압 검출 회로부(305)로 입력된다.

이때, 전압 검출 회로부(305)로 입력되는, 상기 로드 저항(306)에 걸린 바이어스 전압(Vb)은 세 개의 저항(R11~R13)에 의해 분배되어 전압 모니터 IC(307)의 2번 핀과 3번 핀으로 들어가게 되는데, 저항 값을 잘 조절하여 검출하고자 하는 전압의 범위를 지정해 줄 수 있다. 여기서, 2번 핀은 미리 정해진, 검출하고자 하는 전압 범위(예컨대, 5V ~ 8V)에서의 높은 전압(8V)을 검출하게 되고, 3번 핀은 미리 정해진, 검출하고자 하는 전압 범위에서의 낮은 전압(5V)을 검출하게 된다.

여기서, 상기 전압 모니터 IC(307)의 입출력 모드(mode)는, 2번 핀의 입력에 대한 출력(6번 핀)은 동상 출력으로, 2번 핀의 입력이 하이(high)이면 그에 대한 출력(6번 핀)도 하이이고, 3번 핀의 입력에 대한 출력(5번 핀)은 역상 출력으로, 3번 핀의 입력이 하이이면 그에 대한 출력(5번 핀)은 로(low)가 되는 모드로 되어 있다.

따라서, 상기 전압 모니터 IC(307)의 2번 핀에, 검출하고자 하는 전압 범위보다 높은 전압이 입력되면 즉, 하이가 입력되면, 2번 핀의 입력에 대한 출력(6번 핀)은 동상 출력이므로, 그 출력(6번 핀)은 하이가 된다. 또한, 상기 전압 모니터 IC(307)의 3번 핀에 검출하고자 하는 전압 범위보다 낮은 전압이 입력되면, 즉 로가 입력되면, 3번 핀에 대한 출력(5번 핀)은 역상 출력이므로, 그 출력(5번 핀)은 하이가 된다.

즉, 전압 검출 회로부(305)는 상기 입력된 바이어스 전압(Vb)의 상태에 따라, 그 출력(Vout)을 달리하는데, 상기 바이어스 전압(Vb)이 유지하고 있어야 할 범위를 벗어나면, 전압 검출 회로부(305)의 출력(Vout)은 하이이고, 바이어스 전압 (Vb)이 유지하고 있어야 할 범위에 있을 때는, 전압 검출 회로부(305)의 출력 (Vout)은 로가 된다.

이상의 설명과 같이, 전력증폭기(301)의 바이어스 전압(Vb)을 감지하여, 그 바이어스 전압(Vb)이 전력증폭기(301)의 정상 동작 시의 전압 값을 유지하고 있는가를 검사하여, 전력증폭기(301)의 이상 유무를 검사할 수 있다. 또한, 상기의 전압 검출 회로부(305)의 출력 신호(Vout)를 원격지와 연결하면, 원격지에서도 그 출력 신호(Vout)를 검사함으로써, 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있다.

이상의 설명에서와 같이, 본 고안에 따른 전력증폭기 이상 유무 검사 회로는, 전력증폭기의 바이어스 전압을 검출하는 전압 검출 회로부의 출력만을 검사함으로써, 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있다. 그렇기 때문에, 전력증폭기의 이상 유무를 검사하기 위해 전력증폭기의 입출력 신호를 분석하기 위한 별도의 장비가 필요 없이 전력증폭기의 이상 유무를 손쉽게 검사할 수 있다. 또한, 상기 전압 검출 회로부의 출력을 원격지와 연결해 놓으면, 원격지에서도 전력증폭기의 이상 유무를 검사할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 복수의 전력증폭기와 각 전력증폭기에 대한 바이어스 회로가 마련되어 있는 전력증폭기 회로의 상기 전력증폭기와 바이어스 회로의 접속 부위에 입력단이 연결되며, 상기 복수의 전력증폭기 중의 어느 하나를 선택하기 위한 스위치;

   상기 스위치를 거쳐 출력되는 바이어스 전압에 혼입되어 있는 노이즈 성분을 제거하기 위한 저역 필터; 및

   상기 저역 필터를 거친 바이어스 전압을 검출하기 위한 전압 검출 회로부를 포함하는 점을 특징으로 하는 전력증폭기 이상 유무 검사 회로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 저역 필터와 전압 검출 회로부 사이에, 이들과 병렬 연결되어 전압 검출 회로부로 하여금 상기 바이어스 전압을 충분히 감지하게 하기 위한 로드 저항이 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전력증폭기 이상 유무 검사 회로.