MWAVE-LABORATORY ~ RFDH version ~

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왜곡보상회로 증폭기 - feed forward 방식 (Feedforward system)

증폭기의 비선형 왜곡(distortion)현상은 휴대전화상에서 수신대역의 신호를 간섭할 수 있으며, 텔레비젼에서는 인접채널을 간섭하는 경우가 있습니다. 그 때문에 왜곡이 적은 증폭기가 필요할 때가 많은 것입니다. 이때 일반적으로는 증폭소자의 전류사용량을 늘리는 식으로도 왜곡 특성을 개선하긴 합니다만, 고출력 시스템에서는 그 전류 사용량 자체가 너무 커서 부담되기 때문에, 왜곡보상회로의 적용을 통해 왜곡 성분을 줄이는 방법이 실용화되어 있습니다.

여기서는 그러한 방식중 하나인 feed forward 방식의 왜곡 보상 회로에 대해 설명할 것입니다.

위 그림은 feed forward 방식의 왜곡보상회로 증폭기의 기본 구성도입니다. 이 그림에서는 두 개의 서로 다른 주파수 신호를 입력했을 경우, 각 부위에서의 주파수 스펙트럼을 나타낸 그림이지요.

우선 입력된 신호는 분배기를 거쳐 위쪽의 메인 증폭기를 거쳐 어느 정도 왜곡 성분이 첨가된 채 출력됩니다. 한편, 아래쪽으로는 분배기를 거쳐 지연선로(delay line)를 거쳐 전력합성기(combiner)로 입력됩니다.

그후 위쪽 메인 증폭기의 뒷단에 왜곡이 추가된 신호는, 아래쪽 지연선로를 거쳐 온 신호와 전력합성기에서 합성됩니다. 이때 메인 증폭기 신호와 지연선로 신호의 위상이 역위상이 되도록 지연선로의 길이를 조정하게 됩니다.

결국 이렇게 합성된 신호는, 주신호가 역위상으로 상쇄되어 왜곡성분만 나타나게 되지요. 이러한 왜곡성분만 추출된 신호는 에러 증폭기 (error amp)를 통해 적절한 량으로 증폭되고, 다시 커플러를 통해 주전력선로에 합성됩니다. 이 신호를 메인 증폭기의 왜곡과 에러 증폭기의 왜곡성분이 서로 역위상이 되도록 메인 증폭기 뒷단의 지연선로 길이를 조절합니다.

결과적으로 최종 출력단에서는 메인 증폭기쪽의 왜곡성분들이 역위상으로 합성되어 상쇄됨으로써, 주신호만이 왜곡이 보상된채 출력되는 원리인 것이죠. 여기서 키포인트가 되는 것은, 두 군데의 신호합성이 이루어지는 부위에서 위상과 전력레벨이 정확하게 조절되어야 한다는 점입니다.

이 방법은 증폭기의 전류량을 늘이지 않고도 왜곡을 보상할 수 있으며, 왜곡 억압효과가 탁월하기 때문에 이동통신 기지국을 중심으로 다양한 시스템에서 실용화되어 있습니다.

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