• 제목/요약/키워드: class-D amplifier

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-60dB THD, 32ohm load, 0.7Vrms 출력의 저전력 CMOS class AB Stereo Audio Amplifier 설계 (Design of -60dB THD, 32ohm Load, 0.7Vrms Output Low Power CMOS class AB Stereo Audio Amplifier)

  • 김지훈;박상훈;박홍준;김태호;정선엽
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.905-908
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    • 2005
  • 본 논문에서는 class AB opamp 를 채용한 384kHz differential PWM 신호를 입력으로 하는 2-channel stereo audio amplifier 블록을 공급전압 3.3V 조건에서 SMIC 0.18um thick oxide 기술을 이용하여 설계한다. 여기서 class AB opamp 는 공정 변화에 따른 quiescent current가 변하는 것을 최소화하기 위하여 adaptive load 를 사용하며, 전체적으로는 3 차 Butterworth lowpass filter 와 differential-to-single converter 로 구성된 2 개의 audio amplifier 와 출력전압이 ${\frac{1}{2}}Vdd$ 인 common output 블록으로 구성된다. 이러한 설계를 통하여 32ohm 의 저항 load 를 구동할 수 있는 -60dB THD, 전체 quiescent current 2mA 대인 CMOS class AB stereo audio amplifier 를 구현하였다.

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부하 임피던스 변화에 따른 6.78MHz 전류모드 D급 전력증폭기 특성 해석 (Performance Analysis of 6.78MHz Current Mode Class D Power Amplifier According to Load Impedance Variation)

  • 고석현;박대길;구경헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.166-171
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    • 2019
  • 본 논문은 6.78 MHz무선전력전송 송신기의 전송 효율을 높이고 송수신 코일 간격 변화에도 안정적 특성을 확보하기 위해 전류 모드 클래스 D 전력증폭기를 설계한다. 선형증폭기의 이론적인 효율을 제한하는 트랜지스터의 기생 커패시터 성분에 의한 손실을 적게 만들어 전력증폭기의 효율을 향상시킨다. 회로 설계 시뮬레이터를 이용하여 고효율 증폭기를 설계하고 부하 임피던스 변화에 따른 전력 출력, 효율 특성을 시뮬레이션하여 검증하였다. 시뮬레이션에서 DC 바이어스 30 V일 때 42.1 dBm의 출력과 95%의 효율을 갖도록 설계하였다. 전력증폭기를 제작하여 42.1 dBm (16 W)의 출력에서 91%의 효율을 보였다. 드론 무선전력전송에 적용될 송수신 코일을 제작하였으며, 송수신 코일 간격에 따른 부하변화에 따라 전력부가효율이 최대 88% 이고 출력전력 $42.1dBm{\pm}1.7dB$의 특성을 나타내었다.

적응형 바이어스 조절 회로를 사용한 무선에너지 전송용 고효율 전력증폭기 (High PAE Power Amplifier Using Adaptive Bias Control Circuit for Wireless Power Transmission)

  • 황현욱;서철헌
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권10호
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    • pp.43-46
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    • 2012
  • 본 논문에서는 구동 증폭기와 Class-E 전력증폭기를 결합하여 높은 효율의 고이득 이단 전력증폭기를 구현하였다. 고효율 이단 Class-E 전력증폭기의 입력 단에 적응형 바이어스 조절 회로를 적용하여 낮은 입력 전력의 전력효율을 개선하였다. 최대출력인 40 dBm에서 고정 바이어스 전력증폭기와 적응형 바이어스 증폭기 둘 다 약 76 %의 효율을 갖는다. 하지만 적응형 바이어스 조절 회로가 적용된 전력증폭기의 입력전력 6dBm 인가했을 때 효율은 약 70 %이고 고정된 바이어스 입력시에 효율은 약 50 %이다. 바이어스 조절을 통해 낮은 입력에서 높은 효율을 갖는 회로를 설계하였다.

Inverse Class-F 기법을 이용한 900 MHz 전류 모드 Class-D RF 전력 증폭기 설계 (Design of Current-Mode Class-D 900 MHz RF Power Amplifier Using Inverse Class-F Technology)

  • 김영웅;임종균;강원실;구현철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권12호
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    • pp.1060-1068
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    • 2011
  • 본 논문에서는 900 MHz 대역에서 동작하는 전류 모드 Class-D(Current-Mode Class-D: CMCD) 전력 증폭기를 설계 및 제작하고 특성을 분석하였다. 차동 구조에 의해 짝수차 고조파 성분이 제거된다는 점에 착안하여 출력단의 일반적인 CMCD 회로의 병렬 공진기를 제거하고 inverse class-F 전력 증폭기를 push-pull 구조로 연결하여 CMCD 전력 증폭기를 설계하였다. 로드-풀 기법을 이용하여 GaN 소자 기반의 inverse class-F 및 이를 적용한 CMCD 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 제작한 CMCD는 34.2 dBm의 출력과 64.5 %의 드레인 효율을 가지며, 이는 출력측에 공진기 구조를 가지는 일반적인 CMCD 전력 증폭기의 드레인 효율과 비교했을 때 13.6 %의 효율 향상을 가진다.

Transmission-Line Transformer와 Harmonic Filter를 이용한 13.56 MHz 고효율 전류 모드 D급 전력증폭기 설계 (Design of High-Efficiency Current Mode Class-D Power Amplifier Using a Transmission-Line Transformer and Harmonic Filter at 13.56 MHz)

  • 서민철;정인오;이휘섭;양영구
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.624-631
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    • 2012
  • 본 논문은 Guanella의 1:1 transmission-line transformer와 harmonic filtering 방식을 이용한 13.56 MHz 고효율 전류 모드 D급(CMCD) 전력증폭기를 제안한다. 출력 정합 네트워크에 기존의 D급 전력증폭기의 부하 네트워크를 변형하여 harmonic filtering 방식을 포함시킴으로써 낮은 2차와 3차 고조파 특성을 얻었다. 제작된 CMCD 전력증폭기는 13.56 MHz의 CW 입력 신호를 사용하여 측정하였을 때, 13.4 dB의 전력 이득을 가지며, 44.4 dBm의 출력에서 84.6 %의 높은 PAE 특성을 나타내었다. 같은 출력에서 2차 3차 고조파는 각각 -50.3 dBc와 -46.4 dBc를 나타냈다.

GaN HEMT를 이용한 광대역 고효율 Class-J 모드 전력증폭기 설계 (Design of High Efficiency Class-J mode Power Amplifier using GaN HEMT with Broad-band Characteristic)

  • 김재덕;김형종;신석우;김상훈;김보기;최진주;김선주
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.71-78
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    • 2011
  • 본 논문은 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 Class-J 모드를 적용한 고효율, 광대역 특성을 갖는 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제안된 Class-J 모드 전력증폭기의 정합회로는 2차 고조파 임피던스가 리액턴스 성분만 갖도록 하였으며, 1.4 ~ 2.6 GHz 주파수대역내에서 연속파 (CW) 신호를 사용하여 $40{\pm}1$ dBm의 출력 전력과 50 % 이상의 전력부가효율 (Power-Added Efficiency, PAE) 및 60 % 이상의 드레인 효율 (Drain Efficiency, DE)이 측정되었다.

Design of High Efficiency CMOS Class E Power Amplifier for Bluetooth Applications

  • Chae Seung Hwan;Choi Young Shig;Choi Hyuk Hwan;Kim Sung Woo;Kwon Tae Ha
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.499-502
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    • 2004
  • A two-stage Class E power amplifier operated at 2.44GHz is designed in 0.25-$\mu$m CMOS process for Class-l Bluetooth application. The power amplifier employs c1ass-E topology to exploit its soft-switching property for high efficiency. A preamplifter with common-mode configuration is used to drive the output-stage of Class-E type. The amplifier delivers 20-dBm output power with 70$\%$ PAE (power -added-efficiency) at 2-V supply voltage.

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PA 시스템을 이용한 D급 증폭회로의 설계 (Design of class D Amplifier circuits for PA system)

  • 이종규
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.400-403
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    • 2007
  • This research describes how the class D amplifiers with power efficiency are designed and implemented for the PA audio systems. The configuration that makes use of the class D amplifier properties depends strongly on their applications. Thus in this paper the characteristics of the 2-level and 3-level PWM are analysed and the circuit implementation for them is presented. Using the proposed methods, they are designed and simulated for the further investigation. Test(Simulation) results present the improved performance that shows the satisfactory operations in controlling the PWM to the input signals.

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이중 부궤환에 의한 고효율 광대역 D급 오디오 증폭기 (Class D Audio Power Amplifier with High Efficiency and Wide Bandwidth by Dual Negative Feedback)

  • 정재훈;성환호;이정한;조규형
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.141-143
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    • 1994
  • The pulse width modulated class D power amplifier has the highest efficiency among various class amplifiers but the performances, such as bandwidth, distortion and stability are inferior to the conventional ones. In this paper, a new class D amplifier design is Presented employing dual feedback loops namely current and voltage feedback. The new design provides wide full-power bandwidth and stability at any load with high efficiency.

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2단 CMOS Class E RF 전력증폭기 (Two Stage CMOS Class E RF Power Amplifier)

  • 최혁환;김성우;임채성;오현숙;권태하
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.114-121
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    • 2003
  • 본 연구에서는 ISM 밴드의 블루투스 응용을 위한 2단 CMOS E급 전력증폭기를 설계하였다. 제안된 전력증폭기는 2.4GHz의 주파수에서 동작하며 0.35um CMOS기술과 Hspice 툴을 이용하여 설계 및 시뮬레이션 되었고 Mentor 툴을 이용하여 레이아웃되었다. 전력증폭기의 구조는 간단한 2단으로 설계하였다. 첫단에는 입력매칭네트웍과 전압증폭단인 전치증폭기로, 둘째단은 최대효율과 최대전력을 위한 E급 전력증폭단과 출력 매칭네트웍으로 구성하였다 내부단은 가장 간단한 구조의 L구조의 매칭네트웍을 이용하여 제작될 전체칩의 크기를 최소화하였다. 본 연구에서 제안된 전력증폭기는 2.4GHz의 동작주파수와 2.5V의 낮은 공급전압에서 25.4dBm의 출력전력과 약 39%의 전력부가효율을 얻을 수 있었다. 패드를 제외한 칩의 크기는 약 0.9${\times}$0.8(mm2)였다.