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WO2016108647A1 - 증폭 장치 및 이를 포함하는 중계 장치 - Google Patents

증폭 장치 및 이를 포함하는 중계 장치 Download PDF

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WO2016108647A1
WO2016108647A1 PCT/KR2015/014534 KR2015014534W WO2016108647A1 WO 2016108647 A1 WO2016108647 A1 WO 2016108647A1 KR 2015014534 W KR2015014534 W KR 2015014534W WO 2016108647 A1 WO2016108647 A1 WO 2016108647A1
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WO
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unit
amplifier
abnormality
output
amplifying
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PCT/KR2015/014534
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English (en)
French (fr)
Inventor
이환선
박지택
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Solid Inc
Original Assignee
Solid Inc
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Publication date
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    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
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    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0288—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
    • H04B7/15535—Control of relay amplifier gain
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/211—Indexing scheme relating to amplifiers the input of an amplifier can be attenuated by a continuously controlled transistor attenuator
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/426—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier comprising circuitry for protection against overload

Definitions

  • the technical idea of the present invention relates to an amplification device and a relay device including the same. More specifically, the technical idea of the present invention relates to an amplification device composed of two or more amplifiers and a relay device including the same.
  • a Doherty amplification device is used to improve amplification efficiency.
  • the Doherty amplifier is an amplifier using two types of amplifiers, for example, a carrier amplifier and a peaking amplifier. A low power level signal is amplified by a carrier amplifier and a high power level signal is used. An amplifier that amplifies and outputs with a peaking amplifier.
  • the Doherty amplification apparatus has an advantage that an appropriate amplifier can be used according to the power level of an input signal, thereby improving efficiency of power usage.
  • the Doherty amplification device has a problem that it is difficult to detect even when the internal transistor of the peaking amplifier is in a state where normal output cannot be achieved. The reason is that as most signals are usually amplified by the carrier amplifier, the usage ratio of the peaking amplifier is relatively low compared to the usage ratio of the carrier amplifier.
  • the output power and the ACLR (adjacent) of a device equipped with an amplifying device for example, a relay device for relaying communication between a base station and a user, a node device constituting a distributed antenna system, etc.
  • channel leakage ratio adversely affects the service quality of the device on which the amplification device is mounted. Therefore, in the Doherty amplification apparatus, it is important to quickly detect whether an abnormality of the peaking amplifier occurs and to compensate for the abnormality.
  • Amplifying apparatuses and relay apparatuses including the same are intended to compensate for an abnormality generated by detecting an abnormality of one of two or more amplifiers.
  • an amplifying apparatus includes: a first amplifier configured to amplify the input signal when a power level of the input signal is within a first range; A second amplifier amplifying the input signal when the power level of the input signal is within a second range; And an abnormality detecting unit detecting an abnormality occurrence of the second amplifying unit, wherein the abnormality detecting unit senses reverse power to an output of the second amplifying unit to generate a sensing voltage, and generates a sensing voltage. The reference voltage is compared to detect whether an abnormality occurs in the second amplifier.
  • the abnormality detection unit may include: a division part configured to divide an output of the second amplification unit; A sensing part configured to sense reverse power to an output of the second amplifying unit based on an output of the divided second amplifying unit to generate the sensing voltage; And a comparator circuit part configured to detect whether an abnormality occurs in the second amplifier by comparing the sensing voltage with the reference voltage.
  • the amplifying apparatus is disposed between an input node connecting the input terminal of the first amplifying unit and the input terminal of the second amplifying unit and the input terminal of the second amplifying unit, and the input node and the second amplifying unit. It may further include; a first switch unit for controlling the connection between.
  • the first switch unit may connect a connection between a first input terminal connected to the input node, a first output terminal connected to an input terminal of the second amplifying unit, and a second output terminal connected to ground.
  • the switch detects an abnormal occurrence of the second amplifier, the first input terminal may be connected to the second output terminal.
  • the amplifying apparatus is disposed between an output node connecting the output terminal of the first amplifying unit and the output terminal of the second amplifying unit and the output terminal of the second amplifying unit, and the output node and the second amplifying unit. It may further include a second switch unit for controlling the connection between the output terminal.
  • the second switch unit may connect a connection between a second input terminal connected to an output terminal of the second amplifying unit, a third output terminal connected to the output node, and a fourth output terminal connected to ground.
  • the abnormality detection unit detects an abnormal occurrence of the second amplification unit
  • the second input terminal may be connected to the fourth output terminal.
  • a relay apparatus may include: a first amplifier configured to amplify the input signal when the power level of the input signal is within the first range, and, if the power level of the input signal is within the second range, An amplifier comprising a second amplifier for amplifying an input signal, and an abnormality detector for detecting an abnormal occurrence of the second amplifier; And a controller configured to receive a detection result of the abnormal detection unit, and to compensate for an abnormality of the second amplification unit when the detection result indicates an abnormal occurrence of the second amplification unit.
  • the abnormal detection unit includes: Sensing the reverse power to the output to generate a sensing voltage, and compares the sensing voltage and the reference voltage to detect whether or not the abnormality of the second amplifier.
  • the relay device may further include an attenuation unit connected to an input node connecting an input terminal of the first amplifying unit and an input terminal of the second amplifying unit, and the control unit may further include a sensing result.
  • the attenuation unit may control the attenuating unit to reduce the power of the input signal to compensate for the abnormality of the second amplifying unit.
  • the abnormality detection unit may include: a division part configured to divide an output of the second amplification unit; A sensing part configured to sense reverse power to an output of the second amplifying unit based on an output of the divided second amplifying unit to generate the sensing voltage; And a comparator circuit part configured to detect whether an abnormality occurs in the second amplifier by comparing the sensing voltage with the reference voltage.
  • the amplifying apparatus is disposed between an input node connecting the input terminal of the first amplifying unit and the input terminal of the second amplifying unit and the input terminal of the second amplifying unit, and the input node and the second amplifying unit.
  • the control unit may further include a first switch unit for controlling the connection between the controller and the controller. When the detection result indicates an abnormal occurrence of the second amplifier unit, the controller may disconnect between the input node and the second amplifier unit. The first switch unit may be controlled to connect to compensate for an abnormality of the second amplifier unit.
  • the amplifying apparatus is disposed between an output node connecting the output terminal of the first amplifying unit and the output terminal of the second amplifying unit and the output terminal of the second amplifying unit, and the output node and the second amplifying unit.
  • a second switch unit configured to control whether an output terminal is connected to the output terminal, wherein the control unit is further configured to detect an abnormal occurrence of the second amplifying unit, between the output node and the output terminal of the second amplifying unit.
  • the second switch unit may be controlled to disconnect the second amplifier to compensate for the abnormality.
  • an amplification apparatus and a relay apparatus including the same may detect in real time whether any one of two or more amplifiers is abnormal, and if an abnormality is detected in the corresponding amplifier.
  • the abnormality can be compensated for by itself, and the degradation of the service quality can be prevented.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a partial configuration of an amplifying apparatus according to an embodiment according to the spirit of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating in detail the abnormality detecting unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating in detail the abnormality detecting unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a partial configuration of a relay device according to an embodiment according to the spirit of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a part of a configuration of an amplifying apparatus according to another embodiment according to the spirit of the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary view illustrating in detail the abnormality detecting unit illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partial configuration of a relay device according to another embodiment according to the spirit of the present invention.
  • FIG. 8 is an exemplary view showing in detail the switch units shown in FIG. 7.
  • one component when one component is referred to as “connected” or “connected” with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
  • ⁇ unit (unit) means a unit for processing at least one function or operation, which is hardware or software Or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a partial configuration of an amplifying apparatus according to an embodiment according to the spirit of the present invention.
  • the amplifying apparatus 100 may include a first amplifier 110, a second amplifier 130, and an abnormality detector 150.
  • the first amplifier 110 may be connected between the input node 102 and the output node 104.
  • the first amplifier 110 may receive an input signal branched from the input node 102.
  • the first amplifier 110 may amplify the input signal if the power level of the input signal is within the first range.
  • the first range may be a range in which the power level of the input signal is greater than zero and less than or equal to a preset Peak to Average Power Ratio (PAPR) value.
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • the second amplifier 130 may be connected between the input node 102 and the output node 104, and may be disposed in parallel with the first amplifier 110.
  • the second amplifier 130 may receive an input signal branched from the input node 102.
  • the second amplifier 130 may amplify the input signal if the power level of the input signal is within the second range.
  • the second range may be a range in which the power level of the input signal is greater than the preset PAPR value and less than or equal to the threshold value of the second amplifier 130.
  • the first amplifier 110 may correspond to the carrier amplifier
  • the second amplifier 130 may correspond to the peaking amplifier
  • the amplifier 100 may operate as a Doherty amplifier.
  • the abnormality detecting unit 150 may be connected to the second amplifying unit 130 and may detect in real time whether an abnormality of the second amplifying unit 130 occurs.
  • the abnormality detector 150 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 below.
  • the amplifying apparatus 100 may detect in real time whether an abnormality of the second amplifying unit 130 occurs through the abnormal detecting unit 150, and accordingly, the second amplifying unit 130 amplifies the input signal and outputs the normal signal.
  • quality problems caused by wireless devices for example, relay devices and node devices (headend devices, expansion devices, and remote devices) constituting the distributed antenna system, which are equipped with the amplification device 100 are not previously known. Prevent it.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating in detail the abnormality detecting unit illustrated in FIG. 1.
  • the abnormality detector 250 may include a comparator circuit part including a first resistor R1, a second resistor R2, and an amplifier A1.
  • the input voltage Vc is converted into a reference voltage Vref by the first and second resistors R1 and R2 and provided to the first input terminal of the amplifier A1, and the second amplifier part is provided.
  • the gate voltage Vgate of the metal oxide semiconductor (MOS) transistor 132 included in the 130 may be configured to be provided to the second input terminal of the amplifier A1. Accordingly, the abnormality detector 150 may detect whether the second amplifier 130 is abnormal by comparing the gate voltage Vgate and the reference voltage Vref of the MOS transistor 132.
  • MOS metal oxide semiconductor
  • the abnormality detector 250 may detect that the abnormality has occurred in the second amplifier 130.
  • the abnormality detector 250 may use the gate voltage Vgate.
  • the gate voltage Vgate is smaller than the reference voltage Vref as a result of the comparison between the reference voltage Vref and the reference voltage Vref, it may be determined that an abnormality has occurred in the second amplifier 130.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating in detail the abnormality detecting unit illustrated in FIG. 1.
  • the abnormality detector 350 may include a comparator circuit part including a sensing resistor Rs, a third resistor R3, a fourth resistor R4, and an amplifier A2.
  • the comparator circuit part may include an amplifier in which the drain voltage Vdrain of the MOS transistor 132 included in the second amplifier 130, for example, the input voltage Vc is dropped by the sensing resistor Rs.
  • the abnormality detector 350 may detect whether the second amplifier 130 is abnormal by comparing the drain voltage Vdrain and the reference voltage Vref of the MOS transistor 132.
  • the abnormality detector 350 may determine that an abnormality has occurred in the second amplifier 130.
  • the abnormality occurs in the second amplifier 130, as the drain current Idrain decreases, the magnitude of the input voltage Vc dropped by the sensing resistor Rs decreases and the magnitude of the drain voltage Vdrain increases. Therefore, when the drain voltage Vdrain is greater than the reference voltage Vref as a result of comparing the drain voltage Vdrain and the reference voltage Vref, the abnormality detector 350 may determine that an abnormality has occurred in the second amplifier 130. It can be.
  • the relay apparatus 1000 illustrated in FIG. 4 may include the amplification apparatus 100 illustrated in FIGS. 1 to 3, and a description overlapping with those of FIGS. 1 to 3 will be omitted for convenience of description.
  • the relay device 1000 may be a wireless relay device that retransmits a base station signal transmitted from a base station to a user terminal after signal processing such as filter, amplification, and the like, but is not limited thereto.
  • the relay device 1000 may be a distributed antenna system. It may also be a communication device such as a remote device constituting a distributed antenna system (DAS).
  • DAS distributed antenna system
  • the relay apparatus 1000 may include an amplifier 100, a controller 1100, and an attenuator 1300.
  • the controller 1100 may receive a detection result of the abnormality detector 150.
  • the controller 1100 may compensate for the abnormality of the second amplifying unit 130 when the received detection result of the abnormal detecting unit 150 indicates the occurrence of the abnormality of the second amplifying unit 130.
  • the controller 1100 controls the attenuator 1300 so that the input signal is second amplified.
  • the abnormality of the second amplifier 130 is adjusted by adjusting the power level of the input signal input to the amplifier 100 within the first range so that the amplifier 130 is amplified only by the first amplifier 110 without being amplified by the controller 130. You can compensate.
  • the controller 1100 may be a component that manages and controls other components of the relay apparatus 1000, but is not limited thereto.
  • the controller 1100 may be replaced with a control configuration implemented as a single module with the amplifying apparatus 100.
  • the attenuator 1300 may be connected to the front end of the input node 102 of the amplifying apparatus 100. When an abnormality occurs in the second amplifier 130, the attenuator 1300 may reduce the power of the input signal input to the amplifier 100 under the control of the controller 1100.
  • the relay device 1000 adjusts the power of the input signal so that the input signal is amplified only by the first amplifier 110 so that the ACLR (required by the relay device 1000) Maintain quality of service factors such as Adjacent Channel Leakage Ratio.
  • the relay apparatus 1000 may further include an output unit that receives a detection result from the abnormality detector 150 and informs the user.
  • the output unit may include a device capable of outputting predetermined information such as a speaker, a monitor, or a printer.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a part of a configuration of an amplifying apparatus according to another embodiment according to the spirit of the present invention.
  • the amplifier 500 may include a first amplifier 510, a second amplifier 530, and an abnormality detector 550.
  • the first amplifier 510 may be connected between the input node 502 and the output node 504, and may receive an input signal branched from the input node 502.
  • the first amplifier 510 may amplify the input signal if the power level of the input signal is within the first range.
  • the first range may be a range in which the power level of the input signal is greater than zero and less than or equal to a preset Peak to Average Power Ratio (PAPR) value.
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • the second amplifier 530 may be connected between the input node 502 and the output node 504, and may be disposed in parallel with the first amplifier 110, and may receive an input signal branched from the input node 502. Can be input.
  • the second amplifier 530 may amplify the input signal if the power level of the input signal is within the second range.
  • the second range may be a range in which the power level of the input signal is greater than the preset PAPR value and less than or equal to the threshold value of the second amplifier 530.
  • the first amplifier 510 may correspond to a carrier amplifier
  • the second amplifier 530 may correspond to a peaking amplifier
  • the amplifier 500 may operate as a Doherty amplifier.
  • the abnormality detector 550 may be connected to an output terminal of the second amplifier 530, and detects a change in impedance of the second amplifier 530 based on the reverse power to the output of the second amplifier 530. Thus, whether or not the abnormality of the second amplifier 530 occurs may be detected in real time.
  • the abnormality detector 550 will be described in more detail with reference to FIG. 6 below.
  • the amplifying apparatus 500 may detect in real time whether an abnormality of the second amplifying unit 530 occurs through the abnormal detecting unit 550, and accordingly, the second amplifying unit 530 amplifies the input signal and outputs the normal signal. As a result, it is possible to prevent a quality deterioration problem of a wireless device, for example, a relay device, on which the amplifying device 500 is mounted.
  • FIG. 6 is an exemplary view illustrating in detail the abnormality detecting unit illustrated in FIG. 5.
  • the abnormality detector 650 may include a split part DP, a sensing part PS, and a comparator circuit part, wherein the comparator circuit part includes a fifth resistor R5 and a sixth resistor. R6 and amplifier A3.
  • the split part DP may be disposed between the output terminal of the second amplifier 530 and the output node 504.
  • the split part DP may be configured to divide the output of the second amplifier 530.
  • the split part DP may be implemented as a coupler, and may couple the output terminal of the second amplifier 530 to the abnormality detector 650.
  • the technical spirit of the present disclosure is not limited thereto, and the division part DP may be implemented as a power divider or the like capable of dividing the output of the second amplifier 530.
  • the sensing part PS may sense reverse power with respect to the output of the second amplifier 530 through the split part DP.
  • the sensing part PS may convert a reverse power sensing value into a sensing voltage Vrs to provide the comparator circuit part.
  • the input voltage Vc is converted into a reference voltage Vref by the fifth and sixth resistors R5 and R6 and provided to the first input terminal of the amplifier A3, and the sensing part PS
  • the sensing voltage (Vrs) transmitted from) may be provided to the second input terminal of the amplifier A3, and the abnormality of the second amplifying unit 530 by comparing the reference voltage (Vref) and the sensing voltage (Vrs). It can detect whether or not it occurred.
  • the abnormality detector 650 may detect that the abnormality occurs in the second amplifier 530 when the sensing voltage Vrs is greater than the reference voltage Vref.
  • the abnormality detector 650 may determine that the sensing voltage Vrs is greater than the reference voltage Vref as a result of the comparison between the sensing voltage Vrs and the reference voltage Vref. It can be judged that an abnormality has occurred.
  • the relay apparatus 2000 illustrated in FIG. 7 may include the amplification apparatus 500 illustrated in FIGS. 5 and 6, and a description overlapping with those illustrated in FIGS. 5 and 6 will be omitted for convenience of description.
  • the relay device 2000 may be a wireless relay device that retransmits a base station signal transmitted from the base station to a user terminal after processing a signal such as filter and amplification, but is not limited thereto.
  • the relay device 2000 may include a distributed antenna system. It may also be a communication device such as a remote device constituting a system (DAS). Meanwhile, unlike in FIGS.
  • the amplifying apparatus 500 detects an abnormal occurrence of the second amplifier 530 between the input node 502 and the output node 504. It may further include a first switch unit 570 and a second switch unit 590 to block the second amplifier 530 to maintain the output impedance in the normal state.
  • the first switch unit 570 and the second switch unit 590 will be described in more detail below with reference to FIG. 8.
  • the relay device 2000 may include an amplifier 500, a controller 2100, and an attenuator 2300.
  • the controller 2100 may receive a detection result of the abnormality detector 550.
  • the controller 2100 may control whether the second amplifier 530 is disconnected from the amplifying apparatus 500 based on the received detection result of the abnormality detector 550.
  • the control unit 2100 may receive a detection result of the abnormal detection unit 550, and if the received detection result indicates that the abnormality occurs in the second amplifying unit 530, the first switch unit 570. And control the at least one of the second switches 590 so that the second amplifier 530 is not connected between the input node 502 and the output node 504 to compensate for the abnormality of the second amplifier 530. Can be.
  • the controller 2100 controls the attenuator 2300 so that an input signal is output to the second amplifier 530.
  • the abnormality of the second amplifier 530 may be compensated for by adjusting the power level of the input signal input to the amplifier 500 within the first range so as to be amplified only by the first amplifier 510 without being amplified by have.
  • the controller 2100 may be a component that manages and controls other components of the relay device 2000, but is not limited thereto.
  • the controller 2100 may be replaced with a control configuration implemented as a single module with the amplifying apparatus 500.
  • the attenuator 2300 may be connected to the front end of the input node 502 of the amplifier 500. When an abnormality occurs in the second amplifier 530, the attenuator 2300 may reduce the power of the input signal input to the amplifier 500 under the control of the controller 2100.
  • the relay device 2000 may include a second amplifying unit between the input node 502 and the second node 504. By disconnecting the 530, the second amplifier 530 does not operate while maintaining the output impedance at the same time to prevent the output loss of the first amplifier 510, thereby preventing the quality of service can be prevented Can be.
  • the relay device 2000 adjusts the power of the input signal so that the input signal is amplified only by the first amplifier 510.
  • Quality of service factors such as ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio), can also be properly maintained.
  • the relay device 2000 may further include an output unit that receives a detection result from the abnormality detector 550 and informs the user.
  • the output unit may include a device capable of outputting predetermined information such as a speaker, a monitor, or a printer.
  • FIG. 8 is an exemplary view showing in detail the switch units shown in FIG. 7.
  • the first switch unit 570 may be connected between an input node 502 and an input terminal of the second amplifier 530, and an input terminal 571 may be connected to the input node 502. 2 may include an output terminal 573 connected to an input terminal of the amplifier 530 and an output terminal 575 connected to the ground. Meanwhile, a first termination resistor 577 may be connected between the output terminal 575 of the first switch unit 570 and the ground.
  • the second switch unit 590 may be connected between an output terminal of the second amplifier 530 and an output node 504, and an input terminal 591 and an output node (connected to an output terminal of the second amplifier 530).
  • An output terminal 593 connected to the 504 and an output terminal 595 connected to the ground may be included.
  • a second termination resistor 597 may be connected between the output terminal 595 of the second switch unit 590 and the ground.
  • the first switch unit 570 and the second switch unit 590 may control whether the second amplifier 530 is blocked between the input node 502 and the output node 504 under the control of the controller 2100. Can be.
  • the abnormality detecting unit 550 detects that the second amplifying unit 530 is normal, the first switch unit 570 maintains a connection state between the input terminal 571 and the output terminal 573, and the second switch unit ( 590 maintains a connection state between the input terminal 591 and the output terminal 593 so that the connection of the second amplifier 530 is maintained between the first node 502 and the second node 504. Accordingly, the input signal may be amplified by the first amplifier 510 or the second amplifier 530 according to the power level.
  • the abnormality detecting unit 550 detects that an abnormality has occurred in the second amplifying unit 530
  • the first switch unit 570 connects the input terminal 571 and the output terminal 575
  • the second switching unit 590 connects the input terminal 591 with the output terminal 595, thereby disconnecting the connection of the second amplifier 530 between the first node 502 and the second node 504. Accordingly, the second amplifier 530 is not operated and the output impedance is maintained at the optimum value, so that the output of the first amplifier 510 may not be lost.
  • the abnormality detecting unit 550 detects that an abnormality has occurred in the second amplifying unit 530
  • only the first switch unit 570 connects the input terminal 571 and the output terminal 575. Or by connecting only the second switch unit 190 to the input terminal 591 and the output terminal 595, thereby connecting the second amplifier 530 between the first node 502 and the second node 504. May be blocked

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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 증폭 장치는, 입력 신호의 파워 레벨이 제1 범위 내이면 입력 신호를 증폭하는 제1 증폭부와, 입력 신호의 파워 레벨이 제2 범위 내이면 입력 신호를 증폭하는 제2 증폭부, 및 제2 증폭부의 이상(abnormality) 발생을 감지하는 이상 감지부를 포함하고, 이상 감지부는, 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 센싱 전압을 생성하고, 센싱 전압과 기준 전압을 비교하여 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지한다.

Description

증폭 장치 및 이를 포함하는 중계 장치
본 발명의 기술적 사상은 증폭 장치 및 이를 포함하는 중계 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 기술적 사상은 두 개 이상의 증폭기로 구성되는 증폭 장치 및 이를 포함하는 중계 장치에 관한 것이다.
증폭 효율을 향상시키기 위해 도허티(Doherty) 증폭 장치가 이용되고 있다. 도허티 증폭 장치는, 2가지 타입의 증폭기, 예를 들어 캐리어 증폭기(carrier amplifier)와 피킹 증폭기(peaking amplifier)를 이용하는 증폭 장치로, 파워 레벨이 낮은 신호는 캐리어 증폭기로 증폭하고 파워 레벨이 높은 신호는 피킹 증폭기로 증폭하여 출력하는 증폭 장치이다. 도허티 증폭 장치는, 입력되는 신호의 파워 레벨에 따라 적절한 증폭기를 사용할 수 있어 전력 사용의 효율을 높일 수 있다는 장점을 갖는다.
하지만, 도허티 증폭 장치는 피킹 증폭기의 내부 트랜지스터에 이상이 발생하여 정상적인 출력을 할 수 없는 상태가 되더라도 이를 발견하기 힘들다는 문제점을 가지고 있다. 그 이유는 평상시 대부분의 신호가 캐리어 증폭기에 의해 증폭됨에 따라 피킹 증폭기의 사용 비율이 캐리어 증폭기의 사용 비율에 비해 상대적으로 낮기 때문이다.
피킹 증폭기에 이상 발생시, 증폭 장치가 장착되는 장치, 예를 들어 기지국과 사용자 사이의 통신을 중계하는 중계 장치, 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)을 구성하는 노드 장치 등의 출력 파워 및 ACLR(adjacent channel leakage ratio)에 악영향을 미쳐 증폭 장치가 장착되는 장치의 서비스 품질이 저하될 수 있다. 따라서, 도허티 증폭 장치에 있어서, 피킹 증폭기의 이상 발생 여부를 신속하게 감지하는 것과 이상을 보상하는 것이 중요하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 증폭 장치 및 이를 포함하는 중계 장치는 두 개 이상의 증폭기 중 어느 하나의 증폭기의 이상 발생 여부를 감지하여 발생된 이상을 보상하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 증폭 장치는, 입력 신호의 파워 레벨이 제1 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제1 증폭부; 상기 입력 신호의 파워 레벨이 제2 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제2 증폭부; 및 상기 제2 증폭부의 이상(abnormality) 발생을 감지하는 이상 감지부;를 포함하고, 상기 이상 감지부는, 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 센싱 전압을 생성하고, 상기 센싱 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지한다.
예시적인 실시예에서, 상기 이상 감지부는, 상기 제2 증폭부의 출력을 분할하도록 구성되는 분할 파트; 상기 분할된 제2 증폭부의 출력을 기초로 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 상기 센싱 전압을 생성하도록 구성되는 센싱 파트; 및 상기 센싱 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지하도록 구성되는 비교기 회로 파트;를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 증폭 장치는, 상기 제1 증폭부의 입력단 및 상기 제2 증폭부의 입력단을 연결하는 입력 노드와 상기 제2 증폭부의 입력단 사이에 배치되며, 상기 입력 노드와 상기 제2 증폭부 사이의 연결 여부를 제어하는 제1 스위치부;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 제1 스위치부는, 상기 입력 노드와 연결되는 제1 입력 단자와, 상기 제2 증폭부의 입력단과 연결되는 제1 출력 단자 및 그라운드와 연결되는 제2 출력 단자 사이의 연결을 스위칭하되, 상기 이상 감지부가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 감지하면 상기 제1 입력 단자를 상기 제2 출력 단자에 연결할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 증폭 장치는, 상기 제1 증폭부의 출력단 및 상기 제2 증폭부의 출력단을 연결하는 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이에 배치되며, 상기 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이의 연결 여부를 제어하는 제2 스위치부;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 제2 스위치부는, 상기 제2 증폭부의 출력단과 연결되는 제2 입력 단자와, 상기 출력 노드와 연결되는 제3 출력 단자 및 그라운드와 연결되는 제4 출력 단자 사이의 연결을 스위칭하되, 상기 이상 감지부가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 감지하면 상기 제2 입력 단자를 상기 제4 출력 단자에 연결할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 중계 장치는, 입력 신호의 파워 레벨이 제1 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제1 증폭부, 상기 입력 신호의 파워 레벨이 제2 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제2 증폭부, 및 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 감지하는 이상 감지부를 포함하는 증폭 장치; 및 상기 이상 감지부의 감지 결과를 수신하고, 상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면 상기 제2 증폭부의 이상을 보상하는 제어부;를 포함하고, 상기 이상 감지부는, 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 센싱 전압을 생성하고, 상기 센싱 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지한다.
예시적인 실시예에서, 상기 중계 장치는, 상기 제1 증폭부의 입력단 및 상기 제2 증폭부의 입력단을 연결하는 입력 노드와 연결되는 감쇠부;를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면 상기 감쇠부가 상기 입력 신호의 파워를 감소시키도록 상기 감쇠부를 제어하여 상기 제2 증폭부의 이상을 보상할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 이상 감지부는, 상기 제2 증폭부의 출력을 분할하도록 구성되는 분할 파트; 상기 분할된 제2 증폭부의 출력을 기초로 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 상기 센싱 전압을 생성하도록 구성되는 센싱 파트; 및 상기 센싱 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지하도록 구성되는 비교기 회로 파트;를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 증폭 장치는, 상기 제1 증폭부의 입력단 및 상기 제2 증폭부의 입력단을 연결하는 입력 노드와 상기 제2 증폭부의 입력단 사이에 배치되며, 상기 입력 노드와 상기 제2 증폭부 사이의 연결 여부를 제어하는 제1 스위치부;를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면, 상기 입력 노드와 상기 제2 증폭부 사이를 디스커넥트하도록 상기 제1 스위치부를 제어하여 상기 제2 증폭부의 이상을 보상할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 증폭 장치는, 상기 제1 증폭부의 출력단 및 상기 제2 증폭부의 출력단을 연결하는 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이에 배치되며, 상기 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이의 연결 여부를 제어하는 제2 스위치부;를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면, 상기 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이를 디스커넥트 하도록 상기 제2 스위치부를 제어하여 상기 제2 증폭부의 이상을 보상할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 증폭 장치 및 이를 포함하는 중계 장치는, 두 개 이상의 증폭기 중 어느 하나의 증폭기의 이상 발생 여부를 실시간으로 감지하고 해당 증폭기에 이상이 발생된 것으로 감지되면 자체적으로 이상을 보상하여, 서비스 품질의 저하를 방지할 수 있다.
발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 증폭 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 이상 감지부를 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 이상 감지부를 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 중계 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 증폭 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 이상 감지부를 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 중계 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 스위치부들을 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 증폭 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 증폭 장치(100)는 제1 증폭부(110), 제2 증폭부(130) 및 이상 감지부(150)를 포함할 수 있다.
제1 증폭부(110)는 입력 노드(102)와 출력 노드(104) 사이에 연결될 수 있다. 제1 증폭부(110)는 입력 노드(102)로부터 분기되는 입력 신호를 입력받을 수 있다. 제1 증폭부(110)는 입력 신호의 파워 레벨이 제1 범위 내이면 입력 신호를 증폭할 수 있다. 상기 제1 범위는, 입력 신호의 파워 레벨이 0보다 크고 미리 설정된 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 값 이하인 범위일 수 있다.
제2 증폭부(130)는 입력 노드(102)와 출력 노드(104) 사이에 연결되되, 제1 증폭부(110)와 병렬적으로 배치될 수 있다. 제2 증폭부(130)는 입력 노드(102)로부터 분기되는 입력 신호를 입력받을 수 있다. 제2 증폭부(130)는 입력 신호의 파워 레벨이 제2 범위 내이면 입력 신호를 증폭할 수 있다. 상기 제2 범위는, 입력 신호의 파워 레벨이 상기 미리 설정된 PAPR 값보다 크고 제2 증폭부(130)의 한계값 이하인 범위일 수 있다.
여기서, 제1 증폭부(110)는 캐리어 증폭기에 대응할 수 있고, 제2 증폭부(130)는 피킹 증폭기에 대응할 수 있으며, 이에 따라 증폭 장치(100)는 도허티 증폭 장치로 동작할 수 있다.
이상 감지부(150)는, 제2 증폭부(130)와 연결될 수 있고, 제2 증폭부(130)의 이상 발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있다. 이상 감지부(150)에 대해서는 이하에서 도 2 및 도 3을 참조하여 더 상세히 설명한다.
증폭 장치(100)는 이상 감지부(150)를 통해서 제2 증폭부(130)의 이상 발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있으며, 이에 따라 제2 증폭부(130)가 정상적으로 입력 신호를 증폭하여 출력하지 못함에 따라 증폭 장치(100)가 장착되는 무선 장비, 예를 들어, 중계 장치, 분산 안테나 시스템을 구성하는 노드 장치(헤드엔드 장치, 확장 장치, 리모트 장치) 등에 야기되는 품질 저하 문제를 사전에 예방할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 이상 감지부를 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
도 2를 참조하면, 이상 감지부(250)는, 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 증폭기(A1)를 구비하는 비교기 회로 파트를 포함할 수 있다. 상기 비교기 회로 파트는, 입력 전압(Vc)이 제1 및 제2 저항(R1, R2)에 의해 기준 전압(Vref)으로 변환되어 증폭기(A1)의 제1 입력 단자로 제공되고, 제2 증폭부(130)에 포함되는 MOS(metal oxide semiconductor) 트랜지스터(132)의 게이트 전압(Vgate)이 증폭기(A1)의 제2 입력 단자로 제공되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 이상 감지부(150)는 MOS 트랜지스터(132)의 게이트 전압(Vgate)과 기준 전압(Vref)을 비교하여 제2 증폭부(130)의 이상 발생 여부를 감지할 수 있다.
이상 감지부(250)는 게이트 전압(Vgate)이 기준 전압(Vref)보다 작으면, 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 것으로 감지할 수 있다. 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 경우, 정상적인 게이트 전압(예를 들어, LDMOS type: +1V, GaN type: -1.5V)이 낮아지므로, 이상 감지부(250)는 게이트 전압(Vgate)과 기준 전압(Vref)의 비교 결과 게이트 전압(Vgate)이 기준 전압(Vref)보다 작으면 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있는 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 이상 감지부를 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 이상 감지부(350)는, 센싱 저항(Rs), 제3 저항(R3), 제4 저항(R4) 및 증폭기(A2)를 구비하는 비교기 회로 파트를 포함할 수 있다. 상기 비교기 회로 파트는, 제2 증폭부(130)에 포함된 MOS 트랜지스터(132)의 드레인 전압(Vdrain), 예를 들어, 입력 전압(Vc)이 센싱 저항(Rs)에 의해 강하된 전압이 증폭기(A2)의 제1 입력 단자로 제공되고, 입력 전압(Vc)이 제3 및 제4 저항(R3, R4)에 의해 기준 전압(Vref)으로 변환되어 증폭기(A2)의 제2 입력 단자로 제공되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 이상 감지부(350)는 MOS 트랜지스터(132)의 드레인 전압(Vdrain)과 기준 전압(Vref)을 비교하여 제2 증폭부(130)의 이상 발생 여부를 감지할 수 있다.
이상 감지부(350)는 드레인 전압(Vdrain)이 기준 전압(Vref)보다 크면, 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 경우, 드레인 전류(Idrain)가 감소됨에 따라 센싱 저항(Rs)에 의해 강하되는 입력 전압(Vc)의 크기가 작아지면서 드레인 전압(Vdrain)의 크기가 커지므로, 이상 감지부(350)는 드레인 전압(Vdrain)과 기준 전압(Vref)의 비교 결과 드레인 전압(Vdrain)이 기준 전압(Vref)보다 크면 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 중계 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다. 도 4에 도시된 중계 장치(1000)는 도 1 내지 도 3에 도시된 증폭 장치(100)를 포함할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1 내지 도 3에서와 중복되는 설명은 생략한다. 한편, 중계 장치(1000)는 기지국으로부터 전송되는 기지국 신호를 여파, 증폭 등의 신호 처리 후 사용자 단말로 재전송하는 무선 중계 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 중계 장치(1000)는 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)을 구성하는 리모트 장치 등과 같은 통신 장치일 수도 있다.
도 4를 참조하면, 중계 장치(1000)는 증폭 장치(100), 제어부(1100) 및 감쇠부(1300)를 포함할 수 있다.
제어부(1100)는 이상 감지부(150)의 감지 결과를 수신할 수 있다. 제어부(1100)는 수신된 이상 감지부(150)의 감지 결과가 제2 증폭부(130)의 이상 발생을 지시하면, 제2 증폭부(130)의 이상을 보상할 수 있다.
예를 들면, 제어부(1100)는, 이상 감지부(150)의 감지 결과가 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 것으로 지시하는 경우, 감쇠부(1300)를 제어하여 입력 신호가 제2 증폭부(130)에 의해 증폭되지 않고 제1 증폭부(110)에 의해서만 증폭되도록 증폭 장치(100)로 입력되는 입력 신호의 파워 레벨을 제1 범위 내로 조정함으로써 제2 증폭부(130)의 이상을 보상할 수 있다. 한편, 제어부(1100)는 중계 장치(1000)의 다른 구성들을 관리 및 제어하는 구성일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(1100)는 증폭 장치(100)와 하나의 모듈로 구현되는 제어 구성으로 대체될 수도 있다.
감쇠부(1300)는 증폭 장치(100)의 입력 노드(102)의 전단에 연결될 수 있다. 감쇠부(1300)는 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 경우, 제어부(1100)의 제어에 따라 증폭 장치(100)로 입력되는 입력 신호의 파워를 감소시킬 수 있다.
중계 장치(1000)는 제2 증폭부(130)에 이상이 발생하면 입력 신호의 파워를 조절하여 입력 신호가 제1 증폭부(110)에 의해서만 증폭되도록 함으로써 중계 장치(1000)에 요구되는 ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio)과 같은 서비스 품질 요소를 적절하게 유지할 수 있다.
한편, 도 4에 도시되어 있지 않지만, 중계 장치(1000)는 이상 감지부(150)로부터 감지 결과를 수신하여, 사용자에게 알리는 출력부를 더 포함할 수 있다. 출력부는 스피커, 모니터 또는 프린터 등 소정의 정보를 출력할 수 있는 장치를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 증폭 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 증폭 장치(500)는 제1 증폭부(510), 제2 증폭부(530) 및 이상 감지부(550)를 포함할 수 있다.
제1 증폭부(510)는 입력 노드(502)와 출력 노드(504) 사이에 연결될 수 있으며, 입력 노드(502)로부터 분기되는 입력 신호를 입력받을 수 있다. 제1 증폭부(510)는 입력 신호의 파워 레벨이 제1 범위 내이면 입력 신호를 증폭할 수 있다. 상기 제1 범위는, 입력 신호의 파워 레벨이 0보다 크고 미리 설정된 PAPR(Peak to Average Power Ratio) 값 이하인 범위일 수 있다.
제2 증폭부(530)는 입력 노드(502)와 출력 노드(504) 사이에 연결되되 제1 증폭부(110)와 병렬적으로 배치될 수 있으며, 입력 노드(502)로부터 분기되는 입력 신호를 입력받을 수 있다. 제2 증폭부(530)는 입력 신호의 파워 레벨이 제2 범위 내이면 입력 신호를 증폭할 수 있다. 상기 제2 범위는, 입력 신호의 파워 레벨이 상기 미리 설정된 PAPR 값보다 크고 제2 증폭부(530)의 한계값 이하인 범위일 수 있다.
여기서, 제1 증폭부(510)는 캐리어 증폭기에 대응할 수 있고, 제2 증폭부(530)는 피킹 증폭기에 대응할 수 있으며, 이에 따라 증폭 장치(500)는 도허티 증폭 장치로 동작할 수 있다.
이상 감지부(550)는, 제2 증폭부(530)의 출력단과 연결될 수 있고, 제2 증폭부(530)의 출력에 대한 역방향 파워를 기초로 제2 증폭부(530)의 임피던스 변화를 감지하여, 제2 증폭부(530)의 이상 발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있다. 이상 감지부(550)에 대해서는 이하에서 도 6을 참조하여 더 상세히 설명한다.
증폭 장치(500)는 이상 감지부(550)를 통해 제2 증폭부(530)의 이상 발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있으며, 이에 따라 제2 증폭부(530)가 정상적으로 입력 신호를 증폭하여 출력하지 못함에 따라 증폭 장치(500)가 장착되는 무선 장비, 예를 들어, 중계 장치 등의 품질 저하 문제를 사전에 예방할 수 있도록 한다.
도 6은 도 5에 도시된 이상 감지부를 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
도 6을 참조하면, 이상 감지부(650)는 분할 파트(DP), 센싱 파트(PS) 및 비교기 회로 파트를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 비교기 회로 파트는 제5 저항(R5), 제6 저항(R6) 및 증폭기(A3)로 구성될 수 있다.
분할 파트(DP)는 제2 증폭부(530)의 출력단과 출력 노드(504) 사이에 배치될 수 있다. 분할 파트(DP)는 제2 증폭부(530)의 출력을 분할하도록 구성될 수 있다. 분할 파트(DP)는, 예를 들어 커플러로 구현될 수 있으며, 제2 증폭부(530)의 출력단과 이상 감지부(650)를 커플링할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 분할 파트(DP)는 제2 증폭부(530)의 출력을 분할할 수 있는 파워 디바이더 등으로 구현될 수 있음은 물론이다.
센싱 파트(PS)는 분할 파트(DP)를 통해 제2 증폭부(530)의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱할 수 있다. 센싱 파트(PS)는 역방향 파워 센싱 값을 센싱 전압(Vrs)으로 변환하여 상기 비교기 회로 파트로 제공할 수 있다.
상기 비교기 회로 파트는, 입력 전압(Vc)이 제5 및 제6 저항(R5, R6)에 의해 기준 전압(Vref)으로 변환되어 증폭기(A3)의 제1 입력 단자로 제공되고, 센싱 파트(PS)로부터 전달되는 센싱 전압(Vrs)이 증폭기(A3)의 제2 입력 단자로 제공되도록 구성될 수 있으며, 기준 전압(Vref)과 센싱 전압(Vrs)을 비교하여 제2 증폭부(530)의 이상 발생 여부를 감지할 수 있다.
이상 감지부(650)는 센싱 전압(Vrs)이 기준 전압(Vref)보다 크면 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 것으로 감지할 수 있다. 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 경우, 제2 증폭부(530)의 임피던스가 0 ohm에 가까운 낮은 임피던스를 유지하게 되면서 제2 증폭부(530)의 출력이 증가하여 역방향 파워, 즉 센싱 전압(Vrs)이 커지므로, 이상 감지부(650)는 센싱 전압(Vrs)과 기준 전압(Vref)의 비교 결과 센싱 전압(Vrs)이 기준 전압(Vref)보다 크면 제2 증폭부(130)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 중계 장치의 일부 구성을 도시하는 도면이다. 도 7에 도시된 중계 장치(2000)는 도 5 및 도 6에 도시된 증폭 장치(500)를 포함할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 5 및 도 6에서와 중복되는 설명은 생략한다. 중계 장치(2000)는 기지국으로부터 전송되는 기지국 신호를 여파, 증폭 등의 신호 처리 후 사용자 단말로 재전송하는 무선 중계 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 중계 장치(2000)는 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)을 구성하는 리모트 장치 등과 같은 통신 장치일 수도 있다. 한편, 증폭 장치(500)는 도 5 및 도 6에서와 달리, 이상 감지부(550)가 제2 증폭부(530)의 이상 발생을 감지하면 입력 노드(502)와 출력 노드(504) 사이에서 제2 증폭부(530)를 차단하여 정상 상태에서의 출력 임피던스를 유지하도록 하는 제1 스위치부(570) 및 제2 스위치부(590)를 더 포함할 수 있다. 제1 스위치부(570) 및 제2 스위치부(590)에 대해서는, 이하에서 도 8을 참조하여 더 상세히 설명한다.
도 7을 참조하면, 중계 장치(2000)는 증폭 장치(500), 제어부(2100) 및 감쇠부(2300)를 포함할 수 있다.
제어부(2100)는 이상 감지부(550)의 감지 결과를 수신할 수 있다. 제어부(2100)는 수신된 이상 감지부(550)의 감지 결과에 기초하여, 증폭 장치(500)에서 제2 증폭부(530)의 차단(disconnect) 여부를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(2100)는, 이상 감지부(550)의 감지 결과를 수신할 수 있고, 수신된 감지 결과가 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 것으로 지시하면 제1 스위치부(570) 및 제2 스위치(590) 중 적어도 하나를 제어하여 제2 증폭부(530)가 입력 노드(502)와 출력 노드(504) 사이에서 연결되지 않도록 함으로써 제2 증폭부(530)의 이상을 보상할 수 있다.
또는, 제어부(2100)는 이상 감지부(550)의 감지 결과가 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 것으로 지시하는 경우, 감쇠부(2300)를 제어하여 입력 신호가 제2 증폭부(530)에 의해 증폭되지 않고 제1 증폭부(510)에 의해서만 증폭되도록 증폭 장치(500)로 입력되는 입력 신호의 파워 레벨을 제1 범위 내로 조정함으로써 제2 증폭부(530)의 이상을 보상할 수도 있다.
한편, 제어부(2100)는 중계 장치(2000)의 다른 구성들을 관리 및 제어하는 구성일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(2100)는 증폭 장치(500)와 하나의 모듈로 구현되는 제어 구성으로 대체될 수도 있다.
감쇠부(2300)는 증폭 장치(500)의 입력 노드(502)의 전단에 연결될 수 있다. 감쇠부(2300)는 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 경우, 제어부(2100)의 제어에 따라 증폭 장치(500)로 입력되는 입력 신호의 파워를 감소시킬 수 있다.
중계 장치(2000)는, 증폭 장치(500)에 포함된 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 것으로 판정된 경우, 입력 노드(502)와 제2 노드(504) 사이에서 제2 증폭부(530)의 연결을 해제하여, 제2 증폭부(530)가 동작하지 않도록 하면서 동시에 출력 임피던스를 유지시켜 제1 증폭부(510)의 출력 손실을 방지할 수 있고, 이에 따라 서비스 품질 저하를 방지할 수 있다.
또한, 중계 장치(2000)는 제2 증폭부(530)에 이상이 발생하면 입력 신호의 파워를 조절하여 입력 신호가 제1 증폭부(510)에 의해서만 증폭되도록 함으로써 중계 장치(2000)에 요구되는 ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio)과 같은 서비스 품질 요소를 적절하게 유지할 수도 있다.
한편, 도 7에 도시되어 있지 않지만, 중계 장치(2000)는 이상 감지부(550)로부터 감지 결과를 수신하여, 사용자에게 알리는 출력부를 더 포함할 수 있다. 출력부는 스피커, 모니터 또는 프린터 등 소정의 정보를 출력할 수 있는 장치를 포함할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 스위치부들을 상세하게 도시하는 예시적인 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 스위치부(570)는 입력 노드(502)와 제2 증폭부(530)의 입력단 사이에 연결될 수 있으며, 입력 노드(502)와 연결되는 입력 단자(571), 제2 증폭부(530)의 입력단과 연결되는 출력 단자(573), 그라운드와 연결되는 출력 단자(575)를 포함할 수 있다. 한편, 제1 스위치부(570)의 출력 단자(575)와 그라운드 사이에는 제1 종단 저항(577)이 연결될 수 있다.
제2 스위치부(590)는 제2 증폭부(530)의 출력단과 출력 노드(504) 사이에 연결될 수 있으며, 제2 증폭부(530)의 출력단과 연결되는 입력 단자(591), 출력 노드(504)와 연결되는 출력 단자(593), 그라운드와 연결되는 출력 단자(595)를 포함할 수 있다. 한편, 제2 스위치부(590)의 출력 단자(595)와 그라운드 사이에는 제2 종단 저항(597)이 연결될 수 있다.
제1 스위치부(570) 및 제2 스위치부(590)는 제어부(2100)의 제어에 따라 입력 노드(502)와 출력 노드(504) 사이에서 제2 증폭부(530)의 차단 여부를 제어할 수 있다.
이상 감지부(550)가 제2 증폭부(530)가 정상인 것으로 감지하면, 제1 스위치부(570)는 입력 단자(571)와 출력 단자(573)의 연결 상태를 유지하고 제2 스위치부(590)는 입력 단자(591)와 출력 단자(593)의 연결 상태를 유지하여 제1 노드(502)와 제2 노드(504) 사이에서 제2 증폭부(530)의 연결이 유지된다. 이에 따라 입력 신호는 파워 레벨에 따라 제1 증폭부(510) 또는 제2 증폭부(530)에 의해 증폭될 수 있다.
이상 감지부(550)가 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 것으로 감지하면, 제1 스위치부(570)가 입력 단자(571)와 출력 단자(575)를 연결시킴과 동시에 제2 스위치부(590)가 입력 단자(591)를 출력 단자(595)와 연결시킴으로써, 제1 노드(502)와 제2 노드(504) 사이에서 제2 증폭부(530)의 연결이 차단된다. 이에 따라, 제2 증폭부(530)가 동작되지 않고 출력 임피던스가 최적값으로 유지되어 제1 증폭부(510)의 출력이 손실되지 않을 수 있다.
한편, 다른 구현예에서는, 이상 감지부(550)가 제2 증폭부(530)에 이상이 발생한 것으로 감지하면, 제1 스위치부(570)만이 입력 단자(571)와 출력 단자(575)를 연결시키거나, 제2 스위치부(190)만이 입력 단자(591)와 출력 단자(595)를 연결시킴으로써, 제1 노드(502)와 제2 노드(504) 사이에서 제2 증폭부(530)의 연결이 차단될 수도 있다
이상, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다

Claims (11)

  1. 입력 신호의 파워 레벨이 제1 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제1 증폭부;
    상기 입력 신호의 파워 레벨이 제2 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제2 증폭부; 및
    상기 제2 증폭부의 이상(abnormality) 발생을 감지하는 이상 감지부;를 포함하고,
    상기 이상 감지부는, 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 센싱 전압을 생성하고, 상기 센싱 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지하는, 증폭 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이상 감지부는,
    상기 제2 증폭부의 출력을 분할하도록 구성되는 분할 파트;
    상기 분할된 제2 증폭부의 출력을 기초로 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 상기 센싱 전압을 생성하도록 구성되는 센싱 파트; 및
    상기 센싱 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지하도록 구성되는 비교기 회로 파트;
    를 포함하는, 증폭 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 증폭 장치는,
    상기 제1 증폭부의 입력단 및 상기 제2 증폭부의 입력단을 연결하는 입력 노드와 상기 제2 증폭부의 입력단 사이에 배치되며, 상기 입력 노드와 상기 제2 증폭부 사이의 연결 여부를 제어하는 제1 스위치부;를 더 포함하는, 증폭 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 스위치부는,
    상기 입력 노드와 연결되는 제1 입력 단자와, 상기 제2 증폭부의 입력단과 연결되는 제1 출력 단자 및 그라운드와 연결되는 제2 출력 단자 사이의 연결을 스위칭하되,
    상기 이상 감지부가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 감지하면 상기 제1 입력 단자를 상기 제2 출력 단자에 연결하는, 증폭 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 증폭 장치는,
    상기 제1 증폭부의 출력단 및 상기 제2 증폭부의 출력단을 연결하는 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이에 배치되며, 상기 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이의 연결 여부를 제어하는 제2 스위치부;를 더 포함하는, 증폭 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 스위치부는,
    상기 제2 증폭부의 출력단과 연결되는 제2 입력 단자와, 상기 출력 노드와 연결되는 제3 출력 단자 및 그라운드와 연결되는 제4 출력 단자 사이의 연결을 스위칭하되,
    상기 이상 감지부가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 감지하면 상기 제2 입력 단자를 상기 제4 출력 단자에 연결하는, 증폭 장치.
  7. 입력 신호의 파워 레벨이 제1 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제1 증폭부, 상기 입력 신호의 파워 레벨이 제2 범위 내이면 상기 입력 신호를 증폭하는 제2 증폭부, 및 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 감지하는 이상 감지부를 포함하는 증폭 장치; 및
    상기 이상 감지부의 감지 결과를 수신하고, 상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면 상기 제2 증폭부의 이상을 보상하는 제어부;를 포함하고,
    상기 이상 감지부는, 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 센싱 전압을 생성하고, 상기 센싱 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지하는, 중계 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 중계 장치는,
    상기 제1 증폭부의 입력단 및 상기 제2 증폭부의 입력단을 연결하는 입력 노드와 연결되는 감쇠부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면 상기 감쇠부가 상기 입력 신호의 파워를 감소시키도록 상기 감쇠부를 제어하여 상기 제2 증폭부의 이상을 보상하는, 중계 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 이상 감지부는,
    상기 제2 증폭부의 출력을 분할하도록 구성되는 분할 파트;
    상기 분할된 제2 증폭부의 출력을 기초로 상기 제2 증폭부의 출력에 대한 역방향 파워를 센싱하여 상기 센싱 전압을 생성하도록 구성되는 센싱 파트; 및
    상기 센싱 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 제2 증폭부의 이상 발생 여부를 감지하도록 구성되는 비교기 회로 파트;
    를 포함하는, 중계 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 증폭 장치는,
    상기 제1 증폭부의 입력단 및 상기 제2 증폭부의 입력단을 연결하는 입력 노드와 상기 제2 증폭부의 입력단 사이에 배치되며, 상기 입력 노드와 상기 제2 증폭부 사이의 연결 여부를 제어하는 제1 스위치부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면, 상기 입력 노드와 상기 제2 증폭부 사이를 디스커넥트하도록 상기 제1 스위치부를 제어하여 상기 제2 증폭부의 이상을 보상하는, 중계 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 증폭 장치는,
    상기 제1 증폭부의 출력단 및 상기 제2 증폭부의 출력단을 연결하는 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이에 배치되며, 상기 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이의 연결 여부를 제어하는 제2 스위치부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 감지 결과가 상기 제2 증폭부의 이상 발생을 지시하면, 상기 출력 노드와 상기 제2 증폭부의 출력단 사이를 디스커넥트 하도록 상기 제2 스위치부를 제어하여 상기 제2 증폭부의 이상을 보상하는, 중계 장치.
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