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KR101145347B1 - Low noise amplifier and gain control circuit for amplifier - Google Patents

Low noise amplifier and gain control circuit for amplifier Download PDF

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KR101145347B1
KR101145347B1 KR1020090121235A KR20090121235A KR101145347B1 KR 101145347 B1 KR101145347 B1 KR 101145347B1 KR 1020090121235 A KR1020090121235 A KR 1020090121235A KR 20090121235 A KR20090121235 A KR 20090121235A KR 101145347 B1 KR101145347 B1 KR 101145347B1
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gain control
control signal
amplifier
gain
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

이득이 조절되는 저잡음 증폭기 및 증폭기의 이득 제어회로에 관한 기술이 개시된다. 이러한 기술에 따르면, 제1 또는 제2이득 제어신호에 따라 조절된 이득으로 입력신호를 증폭하여 증폭신호를 출력하는 증폭부; 상기 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성하는 제어부; 및 상기 선택신호에 응답하여, 상기 증폭신호의 크기에 따른 상기 제1이득 제어신호 또는 상기 기준전압의 크기에 따른 상기 제2이득 제어신호를 출력하는 이득 조절부를 포함하는 저잡음 증폭기가 제공된다.A technique related to a low noise amplifier in which gain is adjusted and a gain control circuit of the amplifier is disclosed. According to this technique, an amplifying unit for amplifying the input signal with a gain adjusted according to the first or second gain control signal to output an amplified signal; A controller configured to generate a selection signal according to a result of comparing the magnitude of the amplified signal with a reference voltage; And a gain adjuster configured to output the first gain control signal according to the amplitude of the amplified signal or the second gain control signal according to the magnitude of the reference voltage in response to the selection signal.

증폭기, 이득, 전력 Amplifier, gain, power

Description

저잡음 증폭기 및 증폭기의 이득 제어회로{LOW NOISE AMPLIFIER AND GAIN CONTROL CIRCUIT FOR AMPLIFIER}LOW NOISE AMPLIFIER AND GAIN CONTROL CIRCUIT FOR AMPLIFIER}

본 발명은 저잡음 증폭기 및 증폭기의 이득 제어회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이득이 조절되는 저잡음 증폭기 및 증폭기의 이득 제어회로에 관한 것이다. The present invention relates to a low noise amplifier and a gain control circuit of an amplifier, and more particularly, to a low noise amplifier and a gain control circuit of an amplifier whose gain is adjusted.

최근 폭발적으로 증가하는 휴대용 단말기에 대한 소비자들의 요구를 충족시키기 위해, 휴대용 단말기의 크기는 소형화되는 동시에 휴대용 단말기의 소비전력을 최소화하는 방향으로 기술이 개발되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 수신기의 개별 소자의 효율뿐만 아니라 전체 시스템의 효율을 증가시키는 방법에 대하여 연구가 수행되고 있다. 또한 전송매질의 불규칙적인 전송특성에 의해 발생되는 신호의 손상 현상인 페이딩(fading)현상 등의 채널장애로 인한 통신 장애를 극복하기 위해 이를 효과적으로 통제하는 기술이 개발되고 있다.Recently, in order to meet the demands of consumers for the explosive increase in portable terminals, the technology has been developed for miniaturizing the size of the portable terminal and minimizing the power consumption of the portable terminal. In response to these demands, research is being conducted on how to increase the efficiency of the entire system as well as the efficiency of individual components of the receiver. In addition, a technique for effectively controlling the communication failure due to a channel failure such as fading, which is a signal damage caused by an irregular transmission characteristic of a transmission medium, has been developed.

일반적으로 무선 통신 시스템에서 입력신호를 증폭시키기 위해 다수 개의 증 폭기를 사용한다. 다수 개의 증폭기를 사용하는 것은, 입력신호를 선형적으로 증폭할 수 있는 증폭기 각각의 동적 범위에는 제한이 있기 때문이며, 이러한 경우, 여러 개의 증폭기를 연결하여 사용하면 상기 문제를 해결할 수 있기 때문이다. In general, a plurality of amplifiers are used to amplify an input signal in a wireless communication system. The use of a plurality of amplifiers is because the dynamic range of each amplifier capable of linearly amplifying the input signal is limited, and in this case, the problem can be solved by connecting several amplifiers.

특히, 저잡음 증폭기의 경우 입력신호의 크기가 클 때는 저이득 모드로 동작하며, 입력신호의 크기가 작을때는 고이득 모드로 동작함으로써, 출력신호의 크기를 조절하는데, 이득이 과도하게 증가하는 경우, 불필요한 전력이 소모될 뿐만 아니라, 출력신호가 왜곡될 수 있는 문제가 있다.In particular, the low noise amplifier operates in a low gain mode when the magnitude of the input signal is large, and operates in a high gain mode when the magnitude of the input signal is small, thereby controlling the magnitude of the output signal, when the gain is excessively increased. In addition to unnecessary power consumption, there is a problem that the output signal can be distorted.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 입력신호의 크기에 따라 이득이 불필요하게 증가하는 것을 방지할 수 있는 증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide an amplifier which can prevent the gain from being unnecessarily increased according to the magnitude of an input signal.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention, which are not mentioned above, can be understood by the following description, and more clearly by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1 또는 제2이득 제어신호에 따라 조절된 이득으로 입력신호를 증폭하여 증폭신호를 출력하는 증폭부; 상기 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성하는 제어부; 및 상기 선택신호에 응답하여, 상기 증폭신호의 크기에 따른 상기 제1이득 제어신호 또는 상기 기준전압의 크기에 따른 상기 제2이득 제어신호를 출력하는 이득 조절부를 포함하는 저잡음 증폭기를 제공한다.The present invention for achieving the above object is an amplifier for amplifying an input signal with a gain adjusted according to the first or second gain control signal to output an amplified signal; A controller configured to generate a selection signal according to a result of comparing the magnitude of the amplified signal with a reference voltage; And a gain adjuster configured to output the first gain control signal according to the amplitude of the amplified signal or the second gain control signal according to the magnitude of the reference voltage in response to the selection signal.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성하는 제어부; 및 상기 선택신호에 응답하 여, 상기 증폭신호의 크기에 따른 상기 제1이득 제어신호 또는 상기 기준전압의 크기에 따른 상기 제2이득 제어신호를 출력하는 이득 조절부를 포함하며, 상기 증폭신호는 상기 제1증폭기 또는 제2증폭기에 의해 생성되는 증폭신호인 증폭기의 이득 제어회로를 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object is a control unit for generating a selection signal according to the result of the comparison of the magnitude and the reference voltage of the amplified signal; And a gain adjuster configured to output the first gain control signal according to the amplitude of the amplified signal or the second gain control signal according to the magnitude of the reference voltage in response to the selection signal. A gain control circuit of an amplifier, which is an amplified signal generated by a first amplifier or a second amplifier, is provided.

본 발명에 따르면, 입력신호의 크기에 따른 이득이 불필요하게 증가되는 것을 방지함으로써, 저잡음 증폭기의 전력소비가 감소할 수 있으며, 증폭되어 출력되는 증폭신호의 왜곡을 방지할 수 있다.According to the present invention, the power consumption of the low noise amplifier can be reduced and the distortion of the amplified signal output by being amplified can be prevented by preventing the gain of the input signal from being unnecessarily increased.

또한 본 발명에 따르면, 저잡음 증폭기의 출력신호를 입력받는, 믹서(mixer)와 같은 소자의 입력 허용범위 내에서 저잡음 증폭기의 이득을 조절함으로써, 출력신호가 입력 허용범위를 벗어나 발생하는 비선형성 특성을 감소시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, by adjusting the gain of the low noise amplifier within the input allowable range of the device, such as a mixer, which receives the output signal of the low noise amplifier, the non-linear characteristic that the output signal is out of the input allowable range is adjusted. Can be reduced.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설 명을 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and in describing the present invention, a detailed description of well-known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. If it is determined that the detailed description is omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저잡음 증폭기를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a low noise amplifier according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 저잡음 증폭기는 증폭부(101), 제어부(103) 및 이득 조절부(105)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the low noise amplifier according to the present invention includes an amplifier 101, a controller 103, and a gain adjuster 105.

본 발명에 따른 증폭부(101)는 이득 조절부(105)에서 출력하는 이득 제어신호에 따라 조절된 이득으로 입력신호를 증폭하여 증폭신호를 출력한다. 이 때, 이득 조절부(105)는 제어부(103)의 제어에 따른 이득 제어신호를 출력한다. 제어부(103)는 증폭부로부터 피드백되는 증폭신호와 기준전압의 크기를 비교하여, 비교결과에 따른 선택신호를 생성하고, 이득 조절부(105)는 선택신호에 응답하여 이득 제어신호를 출력한다. 즉, 이득 조절부(105)는 증폭신호가 기준전압보다 크거나 작은 경우에 따른 이득 제어신호를 출력하고, 증폭부(101)는 이득 제어신호에 따라 이득을 조절한다.The amplifier 101 according to the present invention outputs an amplified signal by amplifying an input signal with a gain adjusted according to a gain control signal output from the gain adjuster 105. At this time, the gain adjusting unit 105 outputs a gain control signal according to the control of the control unit 103. The controller 103 compares the amplitude of the amplified signal fed back from the amplifier and the reference voltage, generates a selection signal according to the comparison result, and the gain adjusting unit 105 outputs a gain control signal in response to the selection signal. That is, the gain control unit 105 outputs a gain control signal according to the case where the amplified signal is larger or smaller than the reference voltage, and the amplifier 101 adjusts the gain according to the gain control signal.

따라서, 본 발명에 따르면, 증폭신호의 크기가 기준전압 크기 이상이 되는 경우, 조절된 이득에 의해 더 이상 크기가 증가하지 않는 증폭신호가 생성될 수 있다. 이하, 증폭부(101), 제어부(103) 및 이득 조절부(105)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Therefore, according to the present invention, when the amplitude of the amplified signal is greater than or equal to the reference voltage, an amplified signal that is no longer increased by the adjusted gain may be generated. Hereinafter, the amplifier 101, the control unit 103 and the gain control unit 105 will be described in more detail.

증폭부(101)는 제1 또는 제2이득 제어신호에 따라 조절된 이득으로 입력신호를 증폭하여 증폭신호를 출력한다. 즉, 증폭부(101)는 저잡음 증폭기에서 실제로 증폭을 수행하는 역할을 하며, 증폭을 수행하는 모든 증폭회로를 포함할 수 있다. 제1 및 제2이득 제어신호는 이득 조절부(105)가 출력하는 제어신호로서 자세히 후술된다.The amplifier 101 amplifies the input signal with a gain adjusted according to the first or second gain control signal and outputs an amplified signal. That is, the amplifier 101 may actually perform amplification in the low noise amplifier, and may include all amplification circuits that perform amplification. The first and second gain control signals are described below in detail as control signals output from the gain adjusting unit 105.

제어부(103)는 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성한다. 제어부(103)는 증폭부(101)로부터 피드백되는 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성함으로써, 증폭신호의 크기가 기준전압 이상일 경우에 증폭신호의 크기가 더 이상 증가되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제어부(103)는 증폭신호의 크기가 더 이상 커지지 않도록 선택신호를 생성하고, 선택신호를 입력받는 이득 조절부(105)를 제어할 수 있다. The controller 103 generates a selection signal according to a result of comparing the magnitude of the amplified signal and the reference voltage. The controller 103 generates a selection signal according to a result of comparing the amplitude of the amplified signal fed back from the amplifier 101 with the reference voltage, so that the amplitude of the amplified signal is further increased when the amplitude of the amplified signal is greater than or equal to the reference voltage. Can be prevented. That is, the controller 103 may generate a selection signal so that the amplitude of the amplified signal no longer increases, and control the gain adjusting unit 105 that receives the selection signal.

이득 조절부(105)는 선택신호에 응답하여, 증폭신호의 크기에 따른 제1이득 제어신호 또는 기준전압의 크기에 따른 제2이득 제어신호를 출력한다. 제1 및 제2이득 제어신호는 이진 코드로 구성될 수 있으며, 보다 상세하게 제1이득 제어신호는 증폭신호의 크기에 따라 코드 값이 가변하는 이진 코드로 구성될 수 있다. 코드 값이 가변됨에 따라 증폭부(101)에서 이득이 조절될 수 있다.The gain adjusting unit 105 outputs a first gain control signal according to the amplitude of the amplified signal or a second gain control signal according to the magnitude of the reference voltage in response to the selection signal. The first and second gain control signals may be constituted by binary codes, and more specifically, the first gain control signal may be constituted by binary codes having variable code values according to the amplitude of the amplified signals. As the code value is changed, the gain may be adjusted in the amplifier 101.

제2이득 제어신호는 증폭신호의 크기가 기준전압보다 큰 경우에 이득 조절부(105)로부터 출력되며, 증폭신호의 크기가 기준전압보다 크기 전 상태에 생성되는 제1이득 제어신호의 이진 코드 값 중 하나의 값을 갖는 이득 제어신호일 수 있다. 예를 들어, 증폭신호의 크기가 커짐에 따라 제1이득 제어신호가 '00', '01', '10' 및 '11'의 순서로 가변되며 이득이 증가하고, 증폭신호의 크기가 기준전압보다 크기 전 상태에 생성되는 제1이득 제어신호의 이진 코드 값이 '00', '01', '10'일 경우, 제2이득 제어신호의 이진 코드 값은 '10'일 수 있다.The second gain control signal is output from the gain adjusting unit 105 when the amplitude of the amplified signal is greater than the reference voltage, and the binary code value of the first gain control signal generated in a state where the amplitude of the amplified signal is greater than the reference voltage. It may be a gain control signal having one of the values. For example, as the amplitude of the amplified signal increases, the first gain control signal varies in the order of '00', '01', '10', and '11', the gain increases, and the amplitude of the amplified signal is a reference voltage. When the binary code values of the first gain control signal generated in the larger size state are '00', '01', or '10', the binary code value of the second gain control signal may be '10'.

따라서, 본 발명에 따르면, 증폭신호의 크기가 기준전압보다 큰 경우에도, 증폭신호의 크기가 기준전압보다 크기 전 상태에 생성되는 제1이득 제어신호가 증폭부(101)로 입력되기 때문에 증폭신호의 크기가 더 이상 증가되지 않을 수 있다. 이 때, 이득 조절부(105)는 피드백되는 증폭신호의 크기에 따라 증감하는 제1이득 제어신호를 저장한 상태에서, 선택신호에 응답하여, 증감하는 제1이득 제어신호 대신에 저장된 제1이득 제어신호 중 하나를 제2이득 제어신호로 출력할 수 있다.Therefore, according to the present invention, even when the amplitude of the amplified signal is greater than the reference voltage, since the first gain control signal generated before the amplitude of the amplified signal is greater than the reference voltage is input to the amplifier 101, the amplified signal. The size of may no longer be increased. In this case, the gain adjusting unit 105 stores the first gain control signal that increases or decreases according to the magnitude of the amplified signal fed back, and in response to the selection signal, the first gain stored instead of the first gain control signal that increases or decreases. One of the control signals may be output as the second gain control signal.

또한 본 발명에 따르면, 기준전압의 크기를 조절함으로써, 증폭신호의 최대 크기를 조절할 수 있다. 즉, 전술된 예시에서 기준전압을 감소시켜, 제2이득 제어신호가 '01'이 되는 경우, 증폭신호 최대 크기는 제2이득 제어신호가 '10'인 경우보다 작아질 수 있다. In addition, according to the present invention, by adjusting the magnitude of the reference voltage, it is possible to adjust the maximum magnitude of the amplified signal. That is, in the above-described example, when the reference voltage is decreased so that the second gain control signal becomes '01', the maximum amplitude of the amplified signal may be smaller than when the second gain control signal is '10'.

결국, 본 발명에 따르면, 증폭신호의 크기에 따른 이득이 불필요하게 증가되는 것이 방지됨으로써, 증폭기의 전력소비가 감소할 수 있으며, 증폭되어 출력되는 증폭신호의 왜곡을 방지할 수 있다. 또한 증폭기의 증폭신호를 이용하는 믹서와 같은 소자의 입력 허용범위내에서 증폭신호가 스윙할 수 있도록 함으로써, 믹서의 선형특성이 보장될 수 있다.As a result, according to the present invention, the gain according to the magnitude of the amplified signal is prevented from being unnecessarily increased, thereby reducing power consumption of the amplifier and preventing distortion of the amplified signal that is amplified and output. In addition, the linear characteristics of the mixer can be ensured by allowing the amplified signal to swing within an input tolerance range of a device such as a mixer using the amplified signal of the amplifier.

도 2는 도 1의 제어부(103) 및 이득 조절부(105)를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for describing the control unit 103 and the gain control unit 105 of FIG. 1 in more detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 이득 조절부(105)는 보다 구체적으로 피크 검출부(201), AD컨버터(203), 신호 선택부(205) 및 신호 저장부(207)를 포함할 수 있 다. 그리고 제어부(103)는 비교기일 수 있다.As shown in FIG. 2, the gain adjuster 105 may more specifically include a peak detector 201, an AD converter 203, a signal selector 205, and a signal storage 207. The controller 103 may be a comparator.

피크 검출부(201)는 증폭신호의 피크 값에 따라 충방전되는 검출신호를 생성한다. 즉, 피크 검출부(201)는 정현파 전압(sinusoidal voltage)인 증폭신호의 피크에 비례하여 증가하는 검출신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 증폭신호의 피크 값이 증가할수록 검출신호의 전압이 증가하고, 증폭신호의 피크 값이 감소할수록 검출신호의 전압이 감소할 수 있다.The peak detector 201 generates a detection signal charged and discharged according to the peak value of the amplified signal. That is, the peak detector 201 may generate a detection signal that increases in proportion to the peak of the amplified signal that is a sinusoidal voltage. For example, the voltage of the detection signal may increase as the peak value of the amplified signal increases, and the voltage of the detection signal may decrease as the peak value of the amplified signal decreases.

AD컨버터(203)는 검출신호에 따라 이진 코드로 구성된 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)를 생성한다. 전술된 바와 같이, 검출신호는 증폭신호의 피크 값에 따라 충방전되는 아날로그 신호로서 AD컨버터(203)는 검출신호를 이진 코드로 구성되는 디지털 신호로 변환한다. AD컨버터(203)는 소정 기준전압을 복수의 전압으로 디바이딩(dividing)하고, 디바이딩된 전압과 검출신호 전압의 크기를 비교함으로써 이진 코드 값이 가변되는 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)를 생성할 수 있다. 이 때, AD컨버터(203)를 구성하는 비교기는 뱅뱅(bang-bang) 동작을 피하기 위하여 히스테리시스 특성을 가질 수 있다. The AD converter 203 generates a first gain control signal PRE_SEL <0: 1> composed of a binary code according to the detection signal. As described above, the detection signal is an analog signal charged and discharged according to the peak value of the amplified signal, and the AD converter 203 converts the detection signal into a digital signal composed of a binary code. The AD converter 203 divides the predetermined reference voltage into a plurality of voltages, and compares the magnitude of the divided voltage with the detection signal voltage to obtain a first gain control signal PRE_SEL <0: 1>). At this time, the comparator constituting the AD converter 203 may have hysteresis characteristics in order to avoid bang-bang operation.

신호 선택부(205)는 선택신호에 응답하여, 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)를 출력하거나 또는 신호 저장부(207)에 저장된 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)를 제2이득 제어신호로 출력한다. 신호 저장부(207)는 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)를 저장하는데, 신호 선택부(205)는 선택신호에 따라 AD컨버터(203)로부터 생성된 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)를 바로 출력하거나 또는 신호 저장부(207)에 저장된 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)를 제2이득 제어신호로서 출력한다. 여기서, SEL<0:1>은 제1 및 제2이득 제어신호를 모두 나타내는 신호이다.The signal selector 205 outputs the first gain control signal PRE_SEL <0: 1> in response to the selection signal or the first gain control signal PRE_SEL <0: 1> stored in the signal storage unit 207. ) Is output as the second gain control signal. The signal storage unit 207 stores the first gain control signal PRE_SEL <0: 1>, and the signal selector 205 generates the first gain control signal PRE_SEL generated from the AD converter 203 according to the selection signal. <0: 1> is output directly or the first gain control signal PRE_SEL <0: 1> stored in the signal storage unit 207 is output as the second gain control signal. Here, SEL <0: 1> is a signal representing both the first and second gain control signals.

보다 상세히 설명하면, 신호 선택부(205)는 선택신호에 응답해 온/오프되는 스위치를 포함할 수 있으며, 스위치의 출력단에 래치로 구성된 신호 저장부(207)가 연결될 수 있다. 따라서, 스위치가 온된 상태에서는 AD컨버터(203)로부터 생성된 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)가 증폭부(101)로 전송되지만, 스위치가 오프된 상태에서는 신호 저장부(207)에 저장된 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)가 증폭부(101)로 전송된다. 전술된 바와 같이, 선택신호는 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 신호로서, 스위치가 오프된 상태에서 신호 저장부(207)에 저장된 제1이득 제어신호는 제2이득 제어신호가 될 수 있다.In more detail, the signal selector 205 may include a switch that is turned on / off in response to the selection signal, and a signal storage unit 207 configured as a latch may be connected to an output terminal of the switch. Accordingly, the first gain control signal PRE_SEL <0: 1> generated from the AD converter 203 is transmitted to the amplifier 101 in the switched-on state, but the signal storage unit 207 is switched in the switched-off state. The first gain control signal PRE_SEL <0: 1> stored therein is transmitted to the amplifier 101. As described above, the selection signal is a signal according to a result of comparing the amplitude of the amplification signal with the reference voltage, and the first gain control signal stored in the signal storage unit 207 in the switched off state becomes the second gain control signal. Can be.

신호 저장부(207)를 구성하는 래치는 일반적으로 하나의 비트를 저장하기 때문에, 이득 제어신호를 구성하는 이진 코드의 비트에 따라 사용되는 래치는 가변될 수 있다. 또한 신호 저장부(207)는 스위치의 출력단에 연결되기 때문에, 스위칭 동작관련하여 제1이득 제어신호 및 신호 저장부(207)에 저장된 신호가 충돌될 수 있다. 따라서, 래치를 구성하는 트랜지스터의 크기는 상기 충돌이 고려되어 설계됨이 바람직하다. Since the latch constituting the signal storage unit 207 generally stores one bit, the latch used according to the bit of the binary code constituting the gain control signal can be varied. In addition, since the signal storage unit 207 is connected to the output terminal of the switch, the first gain control signal and the signal stored in the signal storage unit 207 may collide with each other in connection with the switching operation. Therefore, the size of the transistor constituting the latch is preferably designed in consideration of the collision.

한편, 본 발명에 따른 저잡음 증폭기는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)의 초기값을 설정하는 초기전압 제거부(209)를 더 포함할 수 있다. 증폭기가 동작하기 시작할 때, AD컨버터(203)가 비정상적으로 동작할 수 있기 때문에, 초기전압 제거부(209)는 AD컨버터(203)의 출력단에 연결되어 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)의 초기값을 설정한다. Meanwhile, as shown in FIG. 1, the low noise amplifier according to the present invention may further include an initial voltage removing unit 209 for setting an initial value of the first gain control signal PRE_SEL <0: 1>. Since the AD converter 203 may operate abnormally when the amplifier starts to operate, the initial voltage removing unit 209 is connected to the output terminal of the AD converter 203 so that the first gain control signal PRE_SEL <0: 1 Set the initial value of>).

보다 상세하게, 초기전압 제거부(209)는 비교기와 지연 회로를 포함할 수 있다. 비교기는 AD컨버터(203)에서 디바이딩되는 전압 중 가장 낮은 전압과 피크검출부(201)의 검출신호를 비교함으로써 AD컨버터(203)가 정상적인 제1이득 제어신호를 출력하기 전까지 기 설정된 값으로 제1이득 제어신호(PRE_SEL<0:1>)의 초기값을 설정할 수 있다. In more detail, the initial voltage removing unit 209 may include a comparator and a delay circuit. The comparator compares the lowest voltage among the voltages divided by the AD converter 203 with the detection signal of the peak detector 201 so that the AD converter 203 outputs a first value to a predetermined value until the AD converter 203 outputs a normal first gain control signal. An initial value of the gain control signal PRE_SEL <0: 1> may be set.

도 3은 피크 검출부(201)를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the peak detector 201 in more detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 피크 검출부(201)는 터미네이션부(301), 커패시터(303) 및 방전부(305)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the peak detector 201 includes a termination unit 301, a capacitor 303, and a discharge unit 305.

터미네이션부(301)는 증폭신호 크기와 검출신호(VPEAK) 크기의 비교결과에 따라, 기 설정된 전압(VDD)으로 터미네이션(termination)된 검출신호(VPEAK)를 생성한다. The termination unit 301 generates the detection signal VPEAK terminated with the preset voltage VDD according to the comparison result of the amplitude of the amplified signal and the magnitude of the detection signal VPEAK.

증폭신호(Vin)는 일반적으로 [수학식 1]과 같이 Vpeak를 피크 값으로 하는 정현파 신호로서, 빠른 응답 성능을 가진 정현파 전압의 크기를 검출하기 위해 터미네이션부(301)는 넓은 선형동작 범위를 가지는 것이 바람직하다.The amplified signal V in is a sinusoidal signal having a V peak as a peak value, as shown in [Equation 1]. In order to detect the magnitude of the sinusoidal voltage having fast response performance, the termination unit 301 has a wide linear operating range. It is preferable to have.

Figure 112009075758162-pat00001
Figure 112009075758162-pat00001

터미네이션부(301)의 비교기는 증폭신호와 검출신호(VPEAK)를 비교하고, 증폭신호가 검출신호(VPEAK)보다 클 경우, 로우레벨의 신호를 출력하고, 증폭신호가 검출신호(VPEAK)보다 작을 경우 하이레벨의 신호를 출력한다. 따라서, 증폭신호가 검출신호(VPEAK)보다 클 경우, 피모스 트랜지스터가 턴온되어 검출신호(VPEAK)의 전압은 상승하고, 증폭신호가 검출신호(VPEAK)보다 작을 경우, 피모스 트랜지스터가 턴오프되어 검출신호(VPEAK)의 전압은 하강한다. The comparator of the termination unit 301 compares the amplified signal and the detection signal VPEAK, outputs a low level signal when the amplified signal is larger than the detection signal VPEAK, and the amplified signal is smaller than the detection signal VPEAK. In this case, a high level signal is output. Therefore, when the amplification signal is larger than the detection signal VPEAK, the PMOS transistor is turned on so that the voltage of the detection signal VPEAK is increased. When the amplification signal is smaller than the detection signal VPEAK, the PMOS transistor is turned off. The voltage of the detection signal VPEAK drops.

이 때, 커패시터(303)는 검출신호(VPEAK)에 따른 전하를 충전하고, 방전부(305)는 커패시터(303)에 충전된 전하를 방전시키기 때문에, 검출신호(VPEAK)의 전압은 서서히 상승 또는 하강할 수 있다. At this time, since the capacitor 303 charges the charge according to the detection signal VPEAK, and the discharge unit 305 discharges the charge charged in the capacitor 303, the voltage of the detection signal VPEAK gradually increases or decreases. Can descend.

이 때, 방전부(305)는 일실시예로서, 다이오드 커넥트된 트랜지스터일 수 있다. 본 발명에 따른 피크 검출부(201)는 다이오드 커넥션된 트랜지스터를 방전부(305)로 이용함으로써, 방전 효과를 유지하면서 피크 검출부(201)의 크기를 소형화할 수 있으며, 따라서 회로 집적화에 유리한 장점이 있다. In this case, the discharge unit 305 may be a diode connected transistor. The peak detection unit 201 according to the present invention can reduce the size of the peak detection unit 201 while maintaining the discharge effect by using the diode-connected transistor as the discharge unit 305, which is advantageous in circuit integration. .

도 4는 AD컨버터(203)가 출력하는 제1이득 제어신호를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서는 증폭신호의 크기에 비례하여 이득을 증가시키는 제1이득 제어신호가 일실시예로서 설명된다.4 is a diagram for describing a first gain control signal output from the AD converter 203. In FIG. 4, the first gain control signal for increasing the gain in proportion to the amplitude of the amplified signal is described as an embodiment.

도 4에서 DM은 Detection Mode(검출 모드)의 약자로서, AD컨버터(203)에서 디바이딩되는 전압을 나타낸다. DM1에서 DM3으로 갈수록 높은 전압을 나타낸다. 그 리고 도 4의 테이블에서 DV는 AD컨버터(203)로 입력되는 증폭신호를 나타낸다. 즉, 도4의 테이블에 따르면 DV와 DM1 내지 DM3에 따라 AD컨버터(203)는 온도계 코드(thermometer code)를 생성하고, 이를 다시 디코딩하여 이진 코드(binary code)로 구성되는 제1이득 제어신호를 생성한다. In FIG. 4, DM stands for Detection Mode and indicates the voltage to be divided in the AD converter 203. Higher voltage from DM1 to DM3. In the table of FIG. 4, DV represents an amplified signal input to the AD converter 203. That is, according to the table of FIG. 4, the AD converter 203 generates a thermometer code in accordance with DV and DM1 to DM3, and decodes the first gain control signal composed of a binary code. Create

도 5는 증폭부(101)를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the amplifier 101 in more detail.

도 5에서는 2단 캐스코드 구조의 증폭부가 일실시예로서 설명된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증폭부(101)는 2단으로서 제1 및 제2증폭회로(501, 503)를 포함한다. 입력신호는 제1증폭회로(501)의 제1포트(PORT1)로 입력되어 증폭되고, 제2증폭회로(503)의 제2포트(PORT2)로 출력된다.In FIG. 5, the amplifying unit of the two-stage cascode structure is described as an embodiment. As shown in FIG. 5, the amplifier 101 according to the present invention includes first and second amplifier circuits 501 and 503 as two stages. The input signal is input to the first port PORT1 of the first amplifier circuit 501 and amplified, and output to the second port PORT2 of the second amplifier circuit 503.

먼저, 수신단의 제일 앞에 위치하여 잡음 성분을 억제하고 원하는 신호만 증폭시키는 역할을 수행하는 저잡음 증폭기의 특성 및 설계에 대해 간단히 설명하기로 한다.First, the characteristics and design of the low noise amplifier, which is located in front of the receiver and serves to suppress noise components and amplify only a desired signal, will be briefly described.

기본적인 캐스코드 구조의 입력 임피던스(Zin)는 하기의 [수학식 2]과 같다.The input impedance Z in of the basic cascode structure is shown in Equation 2 below.

Figure 112009075758162-pat00002
Figure 112009075758162-pat00002

[수학식 2]은 공통 접지 트랜지스터의 기본 구조에서 이론적으로 간결하도 록 하기 위해 궤환 캐패시터를 무시하고 유도된 형태이다. [수학식 2]에서, 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스(gm)가 고정된 상태에서 소스인덕터

Figure 112009075758162-pat00003
를 이용하면 입력 임피던스에서 요구하는 실수부를 만들 수 있다. 그리고 게이트인덕터
Figure 112009075758162-pat00004
를 이용하여 입력 임피던스(Zin)의 허수부를 제거할 수 있다. 기본적인 캐스코드 구조에 게이트와 소스 사이에 추가적인 캐패시터를 연결하게 되면, 최적의 잡음 반사계수
Figure 112009075758162-pat00005
Figure 112009075758162-pat00006
(입력 반사계수)가 스미스 차트 상에서 한 곳에 모이는 현상이 나타나기 때문에 이득과 잡음 정합을 동시에 달성할 수 있다Equation 2 is derived by ignoring the feedback capacitor to theoretically simplify the basic structure of the common ground transistor. In Equation 2, the source inductor with the transconductance (g m ) of the transistor fixed
Figure 112009075758162-pat00003
Use to create the real part required by the input impedance. And gate inductor
Figure 112009075758162-pat00004
The imaginary part of the input impedance Z in can be removed using. Optimal noise reflection coefficient by connecting additional capacitors between the gate and source to the basic cascode structure
Figure 112009075758162-pat00005
and
Figure 112009075758162-pat00006
Gain and noise matching can be achieved simultaneously because (input reflection coefficient) converges on the Smith chart.

일반적으로 MOSFET의 주요 잡음전력원은 드레인 전류 잡음(channel current noise)과 게이트 잡음(induced gate noise)로 이루어지며, 각각의 전력 밀도는 [수학식 3] 및 [수학식 4]과 같다.In general, the main noise power source of the MOSFET is composed of the drain current noise (channel current noise) and the gate noise (induced gate noise), the power density of each of the equation (3) and (4).

Figure 112009075758162-pat00007
Figure 112009075758162-pat00007

Figure 112009075758162-pat00008
Figure 112009075758162-pat00008

여기서, k는 볼츠만 상수이고 T는 절대온도이다.

Figure 112009075758162-pat00009
는 트랜지스터의 영바이어스 드레인 컨덕턴스(zero-bias drain conductance)로
Figure 112009075758162-pat00010
V일 때 드레인과 소스사이의 컨덕턴스를 나타낸다.
Figure 112009075758162-pat00011
는 드레인 전류의 잡음 계수로 long channel의 경우
Figure 112009075758162-pat00012
값은 2/3이고,
Figure 112009075758162-pat00013
는 게이트 잡음계수이며 long channel의 경우 4/3이고 게이트 잡음과 관련된 파라미터
Figure 112009075758162-pat00014
이다. Where k is Boltzmann's constant and T is the absolute temperature.
Figure 112009075758162-pat00009
Is the zero-bias drain conductance of the transistor
Figure 112009075758162-pat00010
When V is the conductance between the drain and the source.
Figure 112009075758162-pat00011
Is the noise factor of the drain current for long channels
Figure 112009075758162-pat00012
The value is 2/3,
Figure 112009075758162-pat00013
Is the gate noise coefficient, 4/3 for the long channel, and the parameters related to the gate noise
Figure 112009075758162-pat00014
to be.

전술된 두 잡음원, 즉 드레인 전류 잡음과 게이트 잡음을 고려하여, 잡음 지수(Noise Factor)를 구할 수 있으며, 잡음 지수 특성이 가장 우수한 지점을 찾을 수 있다. 따라서 특정 소모 전력과 입력 임피던스에 대해 증폭기의 잡음 지수를 최소화할 수 있는 트랜지스터의 최적의 크기가 존재한다. Considering the two noise sources described above, that is, drain current noise and gate noise, a noise factor can be obtained and a point having the best noise figure can be found. Thus, there is an optimal size of transistor to minimize the amplifier's noise figure for a given power dissipation and input impedance.

2단으로 구성된 증폭부(101)는 충분한 이득을 확보하여 안정적 수신 특성과 적절한 잡음지수 특성을 나타낸다. 제1증폭회로(501)는 이득이 변화하면서 나타나는 반사계수와 잡음지수의 악화현상을 방지하는 역할을 한다. 그리고 제2증폭회로(503)는 이득을 조절하는 역할을 한다. The two-stage amplifying unit 101 secures sufficient gain to exhibit stable reception characteristics and appropriate noise figure characteristics. The first amplifier circuit 501 prevents the deterioration of the reflection coefficient and the noise figure that appear as the gain changes. The second amplifier 503 serves to adjust the gain.

Friis 공식에 따르면, 저잡음 증폭기의 잡음지수 값은 제1증폭회로(501)의 잡음지수 값을 따른다. 하기의 [수학식 5]는 2단 증폭기의 대한 Friis 공식이다.According to the Friis formula, the noise figure of the low noise amplifier follows the noise figure of the first amplifier circuit 501. Equation 5 below is a Friis formula for the two stage amplifier.

Figure 112009075758162-pat00015
Figure 112009075758162-pat00015

여기서,

Figure 112009075758162-pat00016
은 제1증폭회로(501)의 이득이고
Figure 112009075758162-pat00017
는 제2증폭회로(503)의 이득이며,
Figure 112009075758162-pat00018
Figure 112009075758162-pat00019
는 제1 및 제2증폭회로(501, 503) 각각의 잡음지수를 나타낸다. here,
Figure 112009075758162-pat00016
Is the gain of the first amplifier circuit 501
Figure 112009075758162-pat00017
Is the gain of the second amplifier circuit 503,
Figure 112009075758162-pat00018
and
Figure 112009075758162-pat00019
Denotes a noise figure of each of the first and second amplifier circuits 501 and 503.

전술된 바와 같이, 수신기의 잡음 특성은 일반적으로 저잡음 증폭기의 첫번째 단의 잡음 특성이 절대적인 영향을 미치기 때문에, 첫번째 단 뒤의 회로에서 잡음특성 영향을 최소화하기 위해서는 일정 이상의 이득이 확보되어야 한다. 이를 위해 [수학식 5]를 고려하여, 저잡음 증폭기의 첫번째 단, 즉 제1증폭회로(501)에 제안된 전력조건하에서 잡음을 최적화시키는 방법(Power-Constrained Noise Optimization Technique)이 사용될 수 있다. As described above, since the noise characteristics of the receiver generally have an absolute effect on the noise characteristics of the first stage of the low noise amplifier, a certain gain or more must be secured to minimize the noise characteristics in the circuit after the first stage. To this end, in consideration of Equation 5, a power-constrained noise optimization technique may be used under the power condition proposed in the first stage of the low noise amplifier, that is, the first amplifier circuit 501.

본 발명에 따르면, 증폭부(101)는 제1 또는 제2이득 제어신호에 따라 온/오프되는 트랜지스터를 이용하여, 증폭부(101)에 흐르는 전류량을 조절하여 이득을 조절한다. 도 5에서는 제1 또는 제2이득 제어신호에 따라 트랜지스터 M7, M8 및 M9가 온/오프되며 이득이 조절되는 경우가 일실시예로서 설명된다. According to the present invention, the amplifier 101 adjusts the gain by adjusting the amount of current flowing through the amplifier 101 by using a transistor turned on / off according to the first or second gain control signal. In FIG. 5, the transistors M7, M8, and M9 are turned on / off and gain is adjusted according to the first or second gain control signal.

디코더(505)는 제1 또는 제2이득 제어신호의 이진 코드 비트수 및 이득을 조절하기위해 온/오프되는 트랜지스터의 개수에 따라 제1 또는 제2이득 제어신호를 디코딩한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 또는 제2이득 제어신호가 SEL<0:1>의 2비트로 구성된 제어신호인 경우, 디코더(505)는 제1 또는 제2이득 제 어신호를 디코딩하여 3비트의 신호(SW<1:3>)를 생성할 수 있다. 여기서, SELB<0:1>은 SEL<0:1>의 반전신호를 나타낸다. 그리고 트랜지스터 M7, M8 및 M9 각각은 3비트의 신호(SW<1:3>)에 따라 온/오프되며 이득을 조절한다.The decoder 505 decodes the first or second gain control signal according to the number of binary code bits of the first or second gain control signal and the number of transistors turned on / off to adjust the gain. For example, as shown in FIG. 5, when the first or second gain control signal is a control signal composed of two bits of SEL <0: 1>, the decoder 505 may determine the first or second gain control signal. By decoding the 3bit signal (SW <1: 3>) can be generated. Here, SELB <0: 1> represents an inverted signal of SEL <0: 1>. Each of the transistors M7, M8, and M9 is turned on and off in accordance with a 3-bit signal SW <1: 3> to adjust the gain.

트랜지스터 M5, M7, M8 및 M9 각각에 흐르는 전류 I1, I2, I3, I4와 이에 따른 이득의 관계는 수학식 6 내지 9와 같다. 여기서, 이득 모드(gain mode)는 이득 제어신호에 따른 서로 다른 이득을 나타낸다. The relationship between the currents I 1 , I 2 , I 3 , I 4 and the corresponding gains flowing through the transistors M5, M7, M8, and M9, respectively, is shown in Equations 6 to 9. Here, the gain mode represents different gains according to the gain control signal.

Figure 112009075758162-pat00020
Figure 112009075758162-pat00020

Figure 112009075758162-pat00021
Figure 112009075758162-pat00021

Figure 112009075758162-pat00022
Figure 112009075758162-pat00022

Figure 112009075758162-pat00023
Figure 112009075758162-pat00023

도 5에 도시된 바와 같이, 트랜지스터 M5는 항상 턴온된 상태이며, 따라서, M7, M8 및 M9 중 하나가 온되는 경우가 M5만이 온되는 경우보다 높은 이득을 제공 한다. 수학식 6 내지 8에 나타난 바와 같이, M7, M8 및 M9의 사이즈에 따라 이득은 조절될 수 있다. As shown in FIG. 5, transistor M5 is always turned on, thus providing one of the higher gains when one of M7, M8 and M9 is on than when only M5 is on. As shown in Equations 6 to 8, the gain may be adjusted according to the sizes of M7, M8 and M9.

한편, 제2증폭회로(503)의 트랜지스터 M4는 입력과 출력의 격리도(isolatioon)를 증가시키는 역할을 한다. On the other hand, the transistor M4 of the second amplifier 503 serves to increase the isolation between the input and the output.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 저잡음 증폭기의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 6 내지 도 8에서는 5.2 GHz 대역에서 입력신호의 크기에 따라 효율적으로 동작하며, 0.18um CMOS 공정을 통해 설계된 저잡음 증폭기가 일실시예로서 이용되었다. 또한 도 6 내지 도 8에서 이득 조절부(105)에 대한 시뮬레이션은 HSPICE 시뮬레이터가 이용되었으며, 증폭부(101)에 대한 시뮬레이션은 Cadence spectre 시뮬레이터가 이용되었다. 6 to 8 are diagrams showing simulation results of a low noise amplifier according to the present invention. 6 to 8, a low noise amplifier operating efficiently according to the magnitude of the input signal in the 5.2 GHz band and designed through a 0.18um CMOS process was used as an embodiment. 6 to 8, the HSPICE simulator was used for the simulation of the gain control unit 105, and the Cadence specter simulator was used for the simulation of the amplifier 101.

도 6은 이득 조절부(105)에서 검출신호에 따른 이득 제어신호를 나타내는 도면이다. 검출신호의 크기가 증가할수록 이득 제어신호의 비트 값 역시 증가하며, 제1이득 제어신호의 이진코드 값은 도 4에 도시된 코드 값과 일치함을 알 수 있다. 도 7은, 도 5에서 설명된 저잡음 증폭기의 이득 모드에 따른 이득을 나타내는 도면이다. 여기서, 저잡음 증폭기, 즉 증폭부(101)에 공급된 전원은 1.8V이며, 도 6과 관련하여 제1이득 제어신호의 비트 값이 증가할수록 이득이 증가함을 알 수 있다. 도 8은 입력 반사손실을 나타내는 도면으로서 S11은 입력반사 계수를 나타낸다. 즉, S11 값이 낮을수록, 입력신호가 반사되지 않고 출력되는 특성이 우수하다. 도 8에 도시된 바와 같이, 5.2GHz 주파수 대역에서 저잡음 증폭기가 효율적으로 동작함을 알 수 있다.6 is a diagram illustrating a gain control signal according to a detection signal in the gain adjusting unit 105. As the magnitude of the detection signal increases, the bit value of the gain control signal also increases, and it can be seen that the binary code value of the first gain control signal coincides with the code value shown in FIG. 4. FIG. 7 is a diagram illustrating a gain according to a gain mode of the low noise amplifier illustrated in FIG. 5. Here, the power supplied to the low noise amplifier, that is, the amplifier 101 is 1.8V, and as shown in FIG. 6, the gain increases as the bit value of the first gain control signal increases. 8 is a diagram illustrating input reflection loss, and S 11 represents an input reflection coefficient. That is, the lower the S 11 value, the better the characteristic that the input signal is output without being reflected. As shown in FIG. 8, it can be seen that the low noise amplifier operates efficiently in the 5.2 GHz frequency band.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 증폭기의 이득 제어회로를 설명하기 위한 도면으로서, 도 9에서는 본 발명에 따른 이득 제어회로(901), 저잡음 증폭기(903, LNA), 믹서(905, MIXER) 및 가변 이득 증폭기(907, VGA)를 포함하는 수신기가 일실시예로서 설명된다. 본 발명에 따른 이득 제어회로(901)는 도 1의 제어부(103) 및 이득 조절부(105)에 대응되며, 저잡음 증폭기(903)는 도 1의 증폭부(101)에 대응된다. 9 is a diagram illustrating a gain control circuit of an amplifier according to an embodiment of the present invention. In FIG. 9, the gain control circuit 901, the low noise amplifiers 903 and LNA, and the mixer 905 and MIXER according to the present invention. And a receiver including a variable gain amplifier 907 (VGA) are described as an embodiment. The gain control circuit 901 according to the present invention corresponds to the control unit 103 and the gain control unit 105 of FIG. 1, and the low noise amplifier 903 corresponds to the amplifying unit 101 of FIG. 1.

저잡음 증폭기(903)는 이득 제어회로(901)의 제어에 따라 입력신호를 증폭하여 증폭신호를 출력한다. 믹서(905)는 기 설정된 신호와 증폭신호를 믹싱하여 가변 이득 증폭기(907)로 출력하며, 가변 이득 증폭기(907)는 믹싱된 신호를 다시 증폭한다. 이득 제어회로(901)는 가변 이득 증폭기(907)의 출력신호에 따라 이득 제어신호를 생성하며, 저잡음 증폭기(903)는 이득 제어신호에 따라 이득을 조절한다.The low noise amplifier 903 amplifies an input signal under the control of the gain control circuit 901 and outputs an amplified signal. The mixer 905 mixes the preset signal and the amplified signal and outputs the mixed signal to the variable gain amplifier 907, and the variable gain amplifier 907 amplifies the mixed signal again. The gain control circuit 901 generates a gain control signal according to the output signal of the variable gain amplifier 907, and the low noise amplifier 903 adjusts the gain according to the gain control signal.

본 발명에 따른 이득 제어회로(901)는 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성하는 제어부 및 선택신호에 응답하여, 증폭신호의 크기에 따른 제1이득 제어신호 또는 기준전압의 크기에 따른 제2이득 제어신호를 출력하는 이득 조절부를 포함하며, 증폭신호는 제1증폭기 또는 제2증폭기에 의해 생성되는 증폭신호일 수 있다. 여기서, 제1증폭기는 저잡음 증폭기(903), 제2증폭기는 가변 이득 증폭기(907)일 수 있다. The gain control circuit 901 according to the present invention is a control unit for generating a selection signal according to a result of comparing the amplitude of the amplified signal and the reference voltage and the first gain control signal or reference voltage according to the amplitude of the amplified signal. A gain control unit for outputting a second gain control signal according to the size of the, amplified signal may be an amplified signal generated by the first amplifier or the second amplifier. Here, the first amplifier may be a low noise amplifier 903 and the second amplifier may be a variable gain amplifier 907.

즉, 본 발명에 따른 이득 제어회로(901)는 도 1에서 설명된 바와 같이, 증폭기에 포함되어 구성될 수 있으며 또한 수신기에 별도의 통신 칩으로서 포함될 수 있다.That is, the gain control circuit 901 according to the present invention may be included in the amplifier as described in FIG. 1 and may be included as a separate communication chip in the receiver.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended to be equivalent to the technical idea and claims of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저잡음 증폭기를 나타내는 도면,1 is a view showing a low noise amplifier according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 제어부(103) 및 이득 조절부(105)를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining in detail the control unit 103 and the gain control unit 105 of FIG.

도 3은 피크 검출부(201)를 보다 상세히 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining the peak detector 201 in more detail,

도 4는 AD컨버터(203)가 출력하는 제1이득 제어신호를 설명하기 위한 도면,4 is a view for explaining a first gain control signal output from the AD converter 203,

도 5는 증폭부(101)를 보다 상세히 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining the amplifier 101 in more detail,

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 저잡음 증폭기의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면,6 to 8 show simulation results of the low noise amplifier according to the present invention;

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 증폭기의 이득 제어회로를 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for describing a gain control circuit of an amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (8)

제1 또는 제2이득 제어신호에 따라 조절된 이득으로 입력신호를 증폭하여 증폭신호를 출력하는 증폭부;An amplifier for amplifying the input signal with a gain adjusted according to the first or second gain control signal and outputting an amplified signal; 상기 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성하는 제어부; 및A controller configured to generate a selection signal according to a result of comparing the magnitude of the amplified signal with a reference voltage; And 상기 선택신호에 응답하여, 상기 증폭신호의 크기에 따라 코드 값이 가변하는 이진 코드로 구성되는 상기 제1이득 제어신호 또는 상기 기준전압의 크기에 따른 상기 제2이득 제어신호를 출력하는 이득 조절부를 포함하고, A gain adjusting unit outputting the first gain control signal or the second gain control signal according to the magnitude of the reference voltage in response to the selection signal; Including, 상기 제2이득 제어신호는 The second gain control signal is 상기 증폭신호의 크기가 상기 기준전압보다 큰 경우에 출력되며, 상기 증폭신호의 크기가 상기 기준전압보다 크기 전 상태에 생성되는 상기 제1이득 제어신호의 이진 코드 값 중 하나의 값을 갖는 이득 제어신호인 저잡음 증폭기.A gain control output when the magnitude of the amplified signal is greater than the reference voltage and having one of binary code values of the first gain control signal generated in a state in which the magnitude of the amplified signal is greater than the reference voltage Low noise amplifier that is a signal. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이득 조절부는The gain control unit 상기 증폭신호의 피크 값에 따라 충방전되는 검출신호를 생성하는 피크 검출부;A peak detector for generating a detection signal charged and discharged according to the peak value of the amplified signal; 상기 검출 신호에 따라 이진 코드로 구성된 상기 제1이득 제어신호를 생성하는 AD컨버터;An AD converter for generating the first gain control signal composed of a binary code according to the detection signal; 상기 제1이득 제어신호를 저장하는 신호 저장부; 및A signal storage unit for storing the first gain control signal; And 상기 선택신호에 응답하여, 상기 제1이득 제어신호를 출력하거나 또는 신호 저장부에 저장된 제1이득 제어신호를 상기 제2이득 제어신호로 출력하는 신호 선택부;A signal selector configured to output the first gain control signal or output the first gain control signal stored in the signal storage as the second gain control signal in response to the selection signal; 를 포함하는 저잡음 증폭기.Low noise amplifier comprising a. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 피크 검출부는The peak detection unit 상기 증폭신호 크기와 상기 검출신호 크기의 비교결과에 따라, 기 설정된 전압으로 터미네이션된 상기 검출신호를 생성하는 터미네이션부;A termination unit configured to generate the detection signal terminated at a predetermined voltage according to a comparison result of the amplitude of the amplified signal and the detection signal; 상기 검출신호에 따른 전하를 충전하는 커패시터; 및A capacitor charging the charge according to the detection signal; And 상기 커패시터에 충전된 전하를 방전시키는 방전부Discharge part for discharging the electric charge charged in the capacitor 를 포함하는 저잡음 증폭기.Low noise amplifier comprising a. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 이득 조절부는The gain control unit 상기 제1이득 제어신호의 초기값을 설정하는 초기 전압 제거부An initial voltage removing unit configured to set an initial value of the first gain control signal 를 더 포함하는 저잡음 증폭기.Low noise amplifier comprising more. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 증폭부는The amplification unit 상기 제1 또는 제2이득 제어신호에 따라 온/오프되는 트랜지스터를 이용하여, 상기 증폭부에 흐르는 전류량을 조절하는Adjusting the amount of current flowing through the amplifying unit by using a transistor that is turned on / off according to the first or second gain control signal 를 포함하는 저잡음 증폭기.Low noise amplifier comprising a. 증폭신호의 크기와 기준전압의 비교 결과에 따른 선택신호를 생성하는 제어부; 및A controller configured to generate a selection signal according to a result of comparing the amplitude of the amplified signal with a reference voltage; And 상기 선택신호에 응답하여, 상기 증폭신호의 크기에 따라 코드 값이 가변하는 이진 코드로 구성되는 제1이득 제어신호 또는 상기 기준전압의 크기에 따른 제2이득 제어신호를 출력하는 이득 조절부를 포함하고,A gain adjuster configured to output a first gain control signal composed of a binary code whose code value varies according to the amplitude of the amplified signal or a second gain control signal according to the magnitude of the reference voltage in response to the selection signal; , 상기 제2이득 제어신호는The second gain control signal is 상기 증폭신호의 크기가 상기 기준전압보다 큰 경우에 출력되며, 상기 증폭신호의 크기가 상기 기준전압보다 크기 전 상태에 생성되는 상기 제1이득 제어신호의 이진 코드 값 중 하나의 값을 갖는 이득 제어신호이며,A gain control output when the magnitude of the amplified signal is greater than the reference voltage and having one of binary code values of the first gain control signal generated in a state in which the magnitude of the amplified signal is greater than the reference voltage Signal, 상기 증폭신호는 The amplified signal is 제1증폭기 또는 제2증폭기에 의해 생성되는 증폭신호인Amplified signal generated by the first amplifier or the second amplifier 증폭기의 이득 제어회로.Gain control circuit of amplifier. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 증폭신호의 피크 값에 따라 충방전되는 검출신호를 생성하는 피크 검출부;A peak detector for generating a detection signal charged and discharged according to the peak value of the amplified signal; 상기 검출신호에 따라 이진 코드로 구성된 상기 제1이득 제어신호를 생성하는 AD컨버터;An AD converter for generating the first gain control signal composed of a binary code according to the detection signal; 상기 제1이득 제어신호를 저장하는 신호 저장부; 및A signal storage unit for storing the first gain control signal; And 상기 선택신호에 응답하여, 상기 제1이득 제어신호를 출력하거나, 상기 신호 저장부에 저장된 제1이득 제어신호를 상기 제2이득 제어신호로 출력하는 신호 선택부A signal selector configured to output the first gain control signal in response to the selection signal, or to output the first gain control signal stored in the signal storage as the second gain control signal 를 포함하는 증폭기의 이득 제어회로.Gain control circuit of the amplifier comprising a.
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