본 논문에서는 900 MHz 대역에서 동작하는 RF 전력증폭기의 선형성 향상을 위한 디지털 전치 왜곡을 구현하였다. Affine Projection(AP) 알고리즘에 기초한 디지털 전치 왜곡을 통하여 RF 전력증폭기의 선형성이 향상되는 것을 입증하였으며, 디지털 전치 왜곡은 Look-up Table(LUT) 방식으로 구현하였다. AP 알고리즘에 기초한 DPD 시스템과 Normalized Least Mean Square(NLMS) 알고리즘에 기초한 DPD 시스템의 성능을 비교하여 AP 알고리즘을 사용한 DPD 시스템의 성능 향상을 검증하였다. 실제 측정을 위하여 상용 증폭기를 사용하였으며, 제안한 방법을 사용하여 인접 채널 누설비(ACLR)를 약 21 dB까지 개선시킬 수 있었다.
CW-HB(continuous wave-holding beam)를 이용하여 전치 증폭되는 SOA-MZI(semiconductor optical amplifier-Mach-Zehnder interferometer) 파장변환기가 제안되고 10Gb/s에서 실험적으로 검증되었다. 바이어스 전류만으로 전치증폭기를 제어하던 기존의 방법과 비교할 때, 제안된 CW-HB 제어 방법은 IPDR(input power dynamic range)의 개선 측면에서는 20dB 정도로 유사하나 출력신호의 왜곡을 제거하여 Q 파라미터를 $2{\sim}3$ 정도 향상시키고 낮은 NF(noise figure)를 달성하여 $2{\sim}5dB$ 정도 더 높은 소광 비를 얻을 수 있어서 매우 우수하다.
OFDM 다중 반송파 시스템은 높은 PAPR 특성을 가지고 있으며, 일반적으로 널리 사용되는 TWTA와 같은 전력 증폭기는 진폭과 위상의 비선형 왜곡 특성을 가지고 있다. 이는 전력 증폭기의 증폭 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 높은 에러율과 인접 채널간 간섭을 유발하는 가장 큰 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 위성 WiBro 시스템을 기반으로 피크 제거 기법과 능동 성상도 확장 기법 그리고 사전 왜곡 기법을 모두 적용하여 TWT 증폭기로 입력되는 WiBro 신호의 IBO를 비약적으로 감소시키는 시스템을 제안하였다.
본 논문에서는 TSMC 65 nm CMOS 공정를 이용하여 V-대역 이단 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 수동소자를 사용한 간단한 구조의 정합회로를 구성하였고, 입력과 출력 정합회로를 모두 집적하였다. Pre-distortion 기법을 통해 전력 이득을 보상해 줌으로써 전력증폭기의 선형성을 향상시켰다. 제작된 전력증폭기는 58.8 GHz의 동작 주파수와 1 V의 동작 전압에서 10.4 dB의 전력 이득, 9.7 dBm의 출력 전력 및 20.8 %의 효율 특성을 나타내었다.
We propose a method for driving loudspeakers from class D audio power amplifiers in current mode, instead of in conventional voltage mode, which was impossible with the feedback circuitry. Unlike analog audio amplifiers, Class D audio power amplifiers have signal delay between the input and output signals, which makes it difficult to apply the feedback circuitry for current-mode driving. The idea of the pre-distortion scheme used for the compensation of the non-linearity of RF power amplifiers is adapted to remedy the impedance variation effect of the loudspeakers for current driving. The method uses the speaker model for the pre-distorter to compensate for the speaker impedance variation with frequency. The simulation and test results confirms the validity of the proposed method.
무선 통신 시스템에서 전력 증폭기는 신호를 원거리로 송신하기 위해 필수적인 부품이다. 일반적으로 전력증폭기는 비선형 특성을 가지고 있는 소자이며, 입력 전력이 높을수록 심한 비선형 특성을 보인다. 또한 이러한 비선형 왜곡은 신호품질을 저하시키고 인접 채널 간섭을 유발하게 된다. 전력증폭기의 비선형 특성을 선형화하기 위한 다양한 기술들이 알려져 있는데, 그 중에서 디지털 전치왜곡 방식이 디지털 신호처리를 이용하여 효과적으로 전력증폭기를 선형화 하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 전력 증폭기가 포화 영역에서 동작 할 경우 심한 비선형 왜곡의 영향으로 전력증폭기의 선형화가 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 논문에서는 포화 영역에서 디지털 전치왜곡 성능개선을 다루는데, 계수를 구하는 적응형 알고리즘에서 왜곡이 심한 포화영역의 입력 신호에서는 적응형 알고리즘을 동작시키지 않고 비포화 영역의 신호에서는 알고리즘을 동작시킴으로써 전치왜곡의 성능을 개선하는 방안을 제안한다. 제안하는 알고리즘을 검증하기 위해 MATLAB을 사용하여 컴퓨터 모의실험을 수행하였고, 기존의 디지털 전치왜곡 방식과의 비교 분석도 수행하였다.
본 논문에서는 열상장비의 광 검출기에서 검출된 미약한 전기적 신호를 영상신호처리를 하기 위한 신호로 증폭을 해 주는 전단 증폭부의 성능 검사용 ATE(Automatic Test Equipment)를 개발하였다. 기존 ATE 장비는 주로 반도체 소자 양품검사 분야에서 활발히 개발되고 있었으나 최근에는 장비의 성능검사 분야에서도 연구되고 있다. 그러나 열상장비 성능검사 분야의 ATE 에 대한 연구는 다른 분야에 비해 미진하여 우리군의 핵심적인 감시 장비인 열상장비는 정비가 제한되었다. 이에 따라 본 논문에서는 새로운 열상장비 분야의 ATE 연구가 필요하여 전단증폭부 및 열상장비의 다른 회로카드의 범용적인 개발이 가능하도록 Matrix Relay를 개발하였다. 개발된 ATE로 전단증폭부의 증폭도를 측정한 결과 증폭 전압은 평균 2.71 Vpp로써 이론적인 분석 범위 내에 있음이 확인되어 개발된 ATE가 우수한 성능임이 검증되었다.
본 논문에서는 UHF 400 MHz 대역 20 W급 전력증폭기를 이용하여 협대역 아날로그 전치왜곡 선형화 기법에 관한 연구를 하였다. 아날로그 전치왜곡기로는 MAXIM사(社)에서 제공하는 SC1894 전력증폭 선형화기를 사용하였으며, look-up 테이블 기법을 통해 기존 칩에서 동작하지 않는 1 MHz 이하의 대역폭에 대한 혼변조 신호 특성 및 인접채널전력 개선을 확인 하였다. 400 MHz (400 ~ 500 MHz)대역에서1 채널오프셋 기준 최대 17.46 dB, 2 채널 오프셋 기준 최대 16.6 dB의 혼변조 신호 특성 및 인접채널전력 개선을 확인하였다. 같은 선형성을 요구하는 시스템에 있어 40 W 이상 출력전력에서 12.41% 의 전력효율 개선을 확인하였다.
Park, Jun-Chul;Kim, Dong-Su;Yoo, Chan-Sei;Lee, Woo-Sung;Yook, Jong-Gwan;Chun, Sang-Hyun;Kim, Jong-Heon;Hahn, Cheol-Koo
Journal of electromagnetic engineering and science
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제11권1호
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pp.16-26
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2011
This paper presents high power and high efficiency Doherty amplifiers for 2.345 GHz wireless broadband (WiBro) applications that use a Nitronex 125-W ($P_{3dB}$) GaN high electron mobility transistor (HEMT). Two- and three-way Doherty amplifiers and a saturated Doherty amplifier using Class-F circuitry are implemented. The measured result for a center frequency of 2.345 GHz shows that the two-way Doherty amplifier attains a high $P_{3dB}$ of 51.5 dBm, a gain of 12.5 dB, and a power-added efficiency (PAE) improvement of about 16 % compared to a single class AB amplifier at 6-dB back-off power region from $P_{3dB}$. For a WiBro OFDMA signal, the Doherty amplifier provides an adjacent channel leakage ratio (ACLR) at 4.77 MHz offset that is -33 dBc at an output power of 42 dBm, which is a 9.5 dB back-off power region from $P_{3dB}$. By employing a digital pre-distortion (DPD) technique, the ACLR of the Doherty amplifier is improved from -33 dBc to -48 dBc. The measured result for the same frequency shows that the three-way Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 53.16 dBm and a gain of 10.3 dB, and the saturated Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 51.1 dBm and a gain of 10.3 dB, provide a PAE improvement of 11 % at the 9-dB back-off power region and 7.5 % at the 6-dB back-off region, respectively, compared to the two-way Doherty amplifier.
본 논문에서는 고 효율 및 고 출력 특성을 가지는 질화갈륨(GaN) 소자를 이용하여 WiMAX 및 LTE System에 사용될 수 있는 DPD용 Pallet Amplifier를 제작하였다. 제작된 Pallet Amplifier는 Pre-drive로써 저 전류의 MMIC를 채택하고, Drive 단과 Main 단에 15W 급과 30W 급의 질화갈륨 소자를 사용 하였으며, 추가적인 효율 개선을 위해 PCB상에 Doherty Structure를 적용함으로써 보다 높은 효율을 구현하였다. 제작된 Pallet Amplifier는 음 전원 Bias 제어 회로, 온도에 따른 Gain 보상회로, Sequence 회로 및 Main 전원 Drop에 따른 보호 회로를 구현하였다. WiMAX Signal을 이용한 Modulation Power 10Watt Test에서 약 36.8~38.3%의 Pallet 효율과 DPD Solution인 TI GC5325SEK DPD Board 사용 시 ACLR은 약 46dBc 이상을 가지는 것으로 측정되었다. 본 논문에서 제작된 Pallet Amplifier는 Upper Band와 Lower Band로 나누어 제작되었던 기존 Pallet Amplifier와 달리 하나의 Pallet Amplifier로 2496~2690MHz에서 모두 사용하면서 종전에 사용되고 있는 Pallet Amplifier에 비해 Size가 최소 10% 이상 축소되어 효율 및 크기 면에서 종전 Pallet Amplifier보다 큰 이점을 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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