• 제목/요약/키워드: Class D Amplifier

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F급 전력증폭기의 출력 전력 불확도에 대한 DC 영향 분석 및 최적 바이어스 조건 도출에 관한 연구 (Analysis on the Propagated Uncertainty of Output Power of Class-F Power Amplifiers from DC Biasing and Its Optimization)

  • 박영철;윤회진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.183-188
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    • 2014
  • 본 논문은 F급 무선 전력증폭기의 설계에 있어 바이어스 전압의 불확도가 출력 전력에 미치는 영향을 분석하고, 이를 최소화하는 바이어스 조건을 도출하였다. 이를 위하여 불확도 전파이론을 활용하여 전력증폭기의 출력 전력에 대한 드레인 및 게이트 바이어스 공급 전압의 불확도가 전파되는 영향에 대하여 이론적인 해석 및 측정 민감도에 대해 분석하였으며, 1.9 GHz에서 동작하는 F급 전력증폭기 회로에서의 전력 불확도에 대한 이론적, 실험적 분석 방법을 제시하였다. 더불어, 증폭기의 성능을 유지하면서 출력 불확도를 최소화하기 위한 최적의 바이어스 조건을 도출하였다. 그 결과, 1.17 W 출력 전력에 대한 전원 공급 장치의 전압 불확도는 바이어스 조건에 따라 약 15~65 mW의 영향을 미치는 것으로 파악되었으며, 최적 바이어스 조건으로 측정할 경우 출력 전력은 0.37 dB 감소하는 반면에 출력 불확도는 15 mW 이하로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

A Novel Digital Feedback Predistortion Technique with Memory Lookup Table

  • Moon, Jung-Hwan;Kim, Jang-Heon;Kim, Bum-Man
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제9권3호
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    • pp.152-158
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    • 2009
  • We have developed a novel digital feedback predistortion(DFBPD) linearization based on RF feedback PD for the wide bandwidth modulated signals. The wideband PD operation is carried out by combining the DFBPD and memory lookup table(LUT). To experimentally demonstrate the linearization performance of the proposed PD technique for wideband signal, a class-AB amplifier using an LDMOSFET MRF6S23140 with 140-W peak envelope power is employed at 2.345 GHz. For a forward-link 2FA wideband code-division multiple-access signal with 10 MHz carrier spacing, the proposed DFBPD with memory LUT delivers the adjacent channel leakage ratio at an 10 MHz offset of -56.8 dBc, while those of the amplifier with and without DFBPD are -43.2 dBc and -41.9 dBc, respectively, at an average output power of 40 dBm. The experimental result shows that the new DFBPD with memory LUT provides a good linearization performance for the signal with wide bandwidth.

Effects of Drain Bias on Memory-Compensated Analog Predistortion Power Amplifier for WCDMA Repeater Applications

  • Lee, Yong-Sub;Lee, Mun-Woo;Kam, Sang-Ho;Jeong, Yoon-Ha
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제9권2호
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    • pp.78-84
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    • 2009
  • This paper represents the effects of drain bias on the linearity and efficiency of an analog pre-distortion power amplifier(PA) for wideband code division multiple access(WCDMA) repeater applications. For verification, an analog predistorter(APD) with three-branch nonlinear paths for memory-effect compensation is implemented and a class-AB PA is fabricated using a 30-W Si LOMaS. From the measured results, at an average output power of 33 dBm(lO-dB back-off power), the PA with APD shows the adjacent channel leakage ratio(ACLR, ${\pm}$5 MHz offset) of below -45.1 dBc, with a drain efficiency of 24 % at the drain bias voltage($V_{DD}$) of 18 V. This compared an ACLR of -36.7 dEc and drain efficiency of 14.1 % at the $V_{DD}$ of 28 V for a PA without APD.

다중 주파수 재생을 위한 광대역 수중 음향 신호 증폭기 설계 연구 (A study on wideband underwater acoustic signal amplifier design for generating multi-frequency)

  • 이동훈;유승진;김형문;김형남
    • 한국음향학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.179-185
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    • 2017
  • 본 논문에서는 수중에서 운용하는 임베디드 능동 음향탐지 시스템에 적용하기 위한 광대역 송신 전력 증폭기 설계/제작/시험 과정에서 발생된 문제를 분석하고 해결방안을 제시한다. 최근 수중음향 분야에서도 탐지 성능을 향상시키기 위해 광대역 소나(Sound Navigation and Ranging, SONAR) 신호처리 연구가 진행되고 있으며 이를 위한 광대역 수중음향 송수신 장치 개발이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템 특성상 복잡하지 않고 구현이 간단한 2 레벨 톱니파 형태의 Class D 급 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성 방식을 사용하여 광대역 수중음향 신호를 생성한 이후에, 송신 증폭기를 통하여 다양한 형태의 송신 파형을 재생하고 수중에서 실험을 하는 과정에서 두가지 이상의 주파수를 가진 소나 신호를 동시에 재생한 경우, 원신호에 두 신호의 주파수 차의 정수배만큼 더해진 기생 주파수가 나타나는 현상이 발생하여 원하지 않은 송신 음원이 재생되는 문제가 있음을 발견하였다. 이러한 문제점의 원인을 분석하기 위해 MATLAB 및 Simulink를 이용하여 송신 하드웨어 및 PWM 제어 과정을 모델링하고 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션을 통해 문제점을 재현하고 해결방안을 제시한다.

고출력, 고효율 PA 설계를 위한 로드-풀 측정 (Load-Pull Measurement for High Power, High Efficiency PA Design)

  • 임은재;이경보;이영철
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.945-952
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    • 2015
  • GaN 전력증폭소자를 이용한 전력증폭기의 고효율 특성을 구현하기 위하여 $50{\Omega}$으로 정합된 전력증폭소자는 적용 주파수 대역, 출력전력, 효율 특성 선정의 한계가 있으므로 본 연구에서는 source/load-pull 시험을 통한 측정 데이터를 기반으로 고출력, 고효율 특성의 설계 목적에 맞는 정량적 입력 및 출력 임피던스를 추출하여 고효율 전력증폭기를 구현하였다. 구현된 전력증폭기는 2.7-3.1GHz의 주파수 대역에서 25watt(44dBm), 66-76%의 PAE특성 나타낸다.

Single FET와 CRLH 전송선을 이용한 이중대역 고효율 전력증폭기 설계 (Design of a Dual Band High PAE Power Amplifier using Single FET and CRLH-TL)

  • 김선숙;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권2호
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    • pp.56-61
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    • 2010
  • 본 논문에서는 단일 FET와 composite right/left-handed (CRLH) 전송선을 이용하여 2.14GHz/5.2GHz 이중대역 고효율 전력 증폭기를 설계 구현하였다. 전송선로를 이용하여 초기의 정합값을 적절히 이동시켜 하나의 능동소자로 2.14GHz/5.2GHz의 이중대역에서 동작되는 전력증폭기를 설계하였다. 이중 대역에서 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 매우 어렵기 때문에, CRLH 전송 선로를 이용하여 이중 대역에서 고효율 특성을 얻도록 오직 2차, 3차 고조파 성분만을 조절하였다. 또한, 이중 대역에서의 출력특성이 균형을 이루도록 하였다. 전력증폭기의 측정된 출력 전력은 각각 2.14 GHz에서 28.56 dBm, 5.2 GHz에서 29 dBm이다. 이 지점에서 얻은 전력 효율, PAE는 2.14 GHz에서 65.824 %, 5.2 GHz에서 69.86 %이다.

PLC에서의 임피던스 저하 개선에 관한 연구 (A study on the improvement of impedance decline in PLC)

  • 최태섭;안인수
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제42권3호
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    • pp.7-12
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    • 2005
  • 본 논문에서는 전력선 통신 시스템에서 낮은 임피던스에 의한 에러율의 저하를 개선하기 위하여 제안한 D급 증폭 회로를 사용한 구동 회로를 적용하였다. 전력선 모뎀에 사용되는 전압 구동 회로와 전류 구동 회로를 제작하고, 본 논문에서 제안한 D급 증폭 회로를 이용한 구동 회로와 비교하여 실험을 하였다. 실험 결과 본 논문에서 설계한 구동 회로가 다른 구동 회로보다 급격하게 임피던스 변화하는 전력선 채널에 대하여 성능이 우수함을 보였다.

저전력 오디오 응용을 위한 Class-C 인버터 사용 단일 비트 3차 피드포워드 델타 시그마 모듈레이터 (A Single-Bit 3rd-Order Feedforward Delta Sigma Modulator Using Class-C Inverters for Low Power Audio Applications)

  • 황준섭;천지민
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.335-342
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    • 2022
  • 본 논문에서는 오디오 애플리케이션을 위한 단일 비트 3차 피드포워드 델타 시그마 변조기를 제안한다. 제안된 변조기는 저전압 및 저전력 애플리케이션을 위한 클래스-C 인버터를 기반으로 한다. 고정밀 요구 사항을 위해 레귤레이티드 캐스코드 구조의 클래스-C 인버터는 DC 이득을 증가시키고 저전압 서브쓰레스홀드 증폭기 역할을 한다. 제안된 클래스-C 인버터 기반 변조기는 180nm CMOS 공정으로 설계 및 시뮬레이션되었다. 성능 손실이 없으면서 낮은 공급 전압 호환성을 가지도록 제안된 클래스-C 인버터 기반 스위치드 커패시터 변조기는 높은 전력 효율을 달성하였다. 본 설계는 20kHz의 신호 대역폭 및 4MHz의 샘플링 주파수에서 동작시켜 93.9dB의 SNDR, 108dB의 SNR, 102dB의 SFDR 및 102dB의 DR를 달성하면서 0.8V 전원 전압에서 280μW의 전력 소비만 사용한다.

전압 이득 향상을 위한 고전압 CMOS Rail-to-Rail 입/출력 OP-AMP 설계 (A High Voltage CMOS Rail-to-Rail Input/Output Operational Amplifier with Gain enhancement)

  • 안창호;이승권;전영현;공배선
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권10호
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    • pp.61-66
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    • 2007
  • 본 논문에서는LCD (Liquid Crystal Display) source driver IC에서 사용되는 고전압 op-amp의 출력 편차를 개선하기 위하여 전압 이득을 향상한 CMOS rail-to-rail 입/출력 op-amp를 제안하였다. 제안된 op-amp는 15 V 이상의 고전압 MOSFET의 과도한 channel length modulation에 의한 전압 이득의 감소로 offset 전압이 커지는 문제를 해결하기 위하여 cascode 구조를 갖는 floating current source 및 class-AB control단을 채용하고 있다. 제안된 op-amp는 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 전압 이득이 기존 대비 30 dB 향상됨을 확인하였으며, onset 전압은 기존 6.84 mV에서 $400\;{\mu}V$ 이하로 개선됨을 확인하였다. 또한, 제안된 op-amp가 적용된 LCD source driver IC의 실측 결과 출력 편차는 기존 대비 2 mV 향상됨을 확인하였다.

IMT-2000용 Class-AB 대전력증폭기의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Class-AB High Power Amplifier for IMT-2000 System)

  • 차용성;이재성;강병권;박준석
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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    • pp.197-200
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    • 2002
  • 본 논문에서는 IMT-2000용 AB급 대전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 전력증폭기의 주파수 대역은 IMT-2000용 순방향 주파수인 2110MHz-2170MHz에서 AB급으로 동작하도록 하였고, 고효율성과 우수한 선형성 소자인 LDMOSFET를 사용하였다. 설계 특성에 맞는 최적부하를 찾아 마이크로 스트립 회로로 입력 및 출력 정합 회로를 구현하였다 임피던스 정합 방법으로는 소자를 실제 측정상태에서 입력단과 출력단에 튜너를 삽입하고 기본 주파수에서 최대 출력상태를 만족하는 임피던스를 튜너로 구현한 후, 튜너를 제거하고 튜너의 입력 임피던스를 Network Analyzer로 측정하여 최적 부하 임피던스를 추출하는 로드풀 방법을 사용하였다. 대전력 증폭기의 측정결과로는 2-톤 인가시 40.57dBm의 출력결과를 얻을 수 있었고 30.61dBc의 상호 혼변조 특성을 확인하였으며, 원신호의 하모닉(Hamonic) 주파수 성분과는 21.46dBc의 차이를 보였다.