CN1230022C - 用于控制发射机功率的调整器设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用功率放大器来发送射频信号的设备。该功率放大器被连接到一个功率调整回路上，用于以这样一种方式来调整其增益，使输出功率电平达到一个理想的标称值。根据功率放大器的输出，调整回路作用于偏压上。根据本发明，设备进一步包括调整装置，例如集成的RC电路，用于以这样一种方式向调整回路供应一个附加的电压，其中回路的输入信号响应更灵敏，并且较少依赖于功率放大器的有源部件。本发明特别适用于移动传输领域。

Description

用于控制发射机功率的调整器设备

技术领域

本发明涉及发送射频信号的领域，并且更为特殊的涉及到一种用于发送射频信号的设备，该设备包括功率放大器装置，用于放大在所述功率放大器装置的一个输入端上接收到的射频信号的功率，以及增益控制装置，用于对所述功率放大器装置的增益进行控制，以便于以这样一种方式来调整所述增益，使来自所述功率放大器装置的输出信号的功率趋于一个理想的正常值。

背景技术

在一个将移动终端与基站相连的通信系统中，有必要保证最低的服务质量。举例来说，当发送数字信号时，这种情况下要求二进制错码率应该总是小于某个特定比率。为了在接收中满足这个条件，要确保接收到的信噪比始终超出一个预定值。

本发明寻求解决的问题是为每个从终端发送到专用于它的基站的通话分配一个功率资源，以使得所述功率对信噪比来说刚好足够用来满足技术要求。这就确保了通话具有所要求的、能保证二进制错码率低于一个预定界限的服务质量，同时避免了过多的功率消耗。由于终端中可用的功率数量受到限制，因此发射功率只需要刚好够。

为了使用于传输的信号功率能够被提升，移动终端装备了一个功率放大器。在一次通话期间，这个功率放大器用于在一个足以使对应基站能够正确接收的功率电平上进行发射，该电平在所施行的技术要求中被给出。例如，当所述基站远离终端，使其从终端接收到较少或不再接收到通话时，基站向终端发送一条消息，以便于在基站所确定的某个较高电平上进行发射。

一个对应表，例如记录在终端的存储器中的表，在要被发射的这个功率电平与预定值之间建立一种对应。将要发送的信号被输入到功率放大器中，然后一个回路对功率放大器输出的信号进行监视，以将其与所述预定值相比较。在达到这个值之前，比较器作用于功率放大器，使之提高其输出功率。

不幸的是，功率放大器提高其输出功率的方法取决于构成放大器的特殊部件而相互不同，它有可能受一个偏差的影响，……。

尽管如此，业务的这种状态必须服从规范中所定义的定时特性和放大器功率上升所必须处于的规定界限。因此，如果功率上升太慢，那么信息有可能丢失，反之如果功率上升太快，那么将会占用非常多的频谱，这对其他终端的通话来说将是有害的。

因此，从上面可以看出，在现有技术的终端中，提升来自功率放大器的功率所花费的持续时间不仅无法判定，而且它还有可能太长而无法保证所要求的服务质量被遵守。

发明内容

本发明的一个目的是矫正上面所提到的终端中的问题，并尝试紧随功率放大器中确定输入端上的输入信号激励，快速达到理想的功率电平。

为此目的，本发明提供了一种用于发送射频信号的设备，该设备包括功率放大器装置，用于放大所述功率放大器装置输入端上接收到的射频信号功率，以及增益控制装置，对所述功率放大器装置的增益进行控制，从而以这样一种方式来调整所述增益，使得来自所述功率放大器装置的输出信号功率趋于一个理想的标称值，所述增益控制装置作用于一个监视信号，该信号代表给出所述功率放大器装置输出功率的测量信号，以便于，用于控制功率放大器装置的增益变化，所述设备的特征在于，除了功率放大器装置之外，它还进一步包括响应所述增益控制信号的调整装置，从而以这样一种方式向增益控制信号提供一个附加的调整信号，使得也表示调整信号的监视信号适于使所述增益控制装置更快响应。

因此，具有不同于现有技术的调整回路的调整装置，并对输入到功率放大器中的信号能更快反应的本发明的设备，将能够达到一个理想的功率电平，以便于更快的传输。为了这个目的，对功率放大器的转移函数进行调整。

在一个实施例中，调整装置只包括无源部件。这样，对输入信号激励的响应可能只偏移很少，反之，所述通用控制装置具有有源元件，该部件的响应很有可能会偏移。

在一个实施例中，调整装置包括一个电阻桥。

在一个实施例中，调整装置包括一个集成的RC电路。

在一个实施例中，本发明的设备被集成到一个从属于组{移动电话；数字个人助理；便携式计算机}的数字设备中。

附图说明

通过阅读下面的描述并对附图进行分析，将会更好的理解本发明。附图作为无限制的指示而被给出，在附图中：

图1示出了本发明设备的一个实施例；以及

图2描绘了显示在有和没有调整装置时经过调整装置端子和放大器装置端子的电压的曲线。

具体实施方式

图1所示的本发明实施例中的设备1将被说明，以强调本发明的不同功能部件。

功率放大器2对将被放大的输入信号S_in进行接收。这个信号来自上游的处理器部件。举例来说，在移动电话的设备环境中，声波形式的语音被转换成一个模拟信号，然后转换成一个数字信号。这要经过调制，然后经过频率变换，以便于将基带信号放到更高的频率上。如上面所提到的，这个信号需要以这样一种方式来经过功率放大，使其能够被与终端进行通信的基站(未示出)所接收。

然后，来自放大器的输出信号S_out被施加到天线3上，用于与基站进行通信。

经由提供该输出信号S_out的放大器的一个输出端6，信号S_out还被施加到回路4上(在其一个分支上)。

回路4还被连接到放大器的一个输入端5上，该输入端对放大器的偏压控制进行接收。

经由点6进入回路的信号S_out被施加到检测器电路7上，用于检测放大器2的功率输出。检测器电路首先被连接到加法电路8的输出端上，其次被连接到一个微控制器9，该控制器功能将在下面被说明。加法电路的另一个输出端接收来自包含一个衰减器电路R1C1的调整电路10的输出端的一个信号。

对加法电路输出端子上的电压进行求和的加法电路，其一个输出被连接到一个通用比较器部件11的第一输入端上。在常规方式下，这个部件包括两个电阻R，其中一个被连接到所述输入端和运算放大器12的一个输入端子上，而另一个电阻R被连接到电容器13’上。该电容器的另一端被连接到运算放大器12的输出端上。放大器的另一个输入端子被接地。第二电阻的另一端被连接到部件11的第二输入端子上。这个第二输入端子被连接到一个数-模转换器14的一个输出端上，该转换器的输入端被连接到微控制器9的一个输出端上。微控制器还被连接到存储器15上。

放大器12的输出端被连接到比较器部件11的输出端13上。该输出端首先被连接到电路10的输入端上，其次是被连接到功率放大器2的偏压控制输入端5上。

本发明中的设备1如下运行：

当包含本发明中设备的终端处于传输模式中时，将要放大的信号S_in被提供到功率放大器2的输入端上。然后功率放大器放大这个脉冲串信号(特别要避免过热)。标准中规定了在时间上所述功率变化的最大和最小范围，由此形成该标准的特征。

如果终端要在33dBm上进行发送，举例来说，检测电路7监视信号S_out，并将其提供给微控制器9。存储器15还包含一个对应表，用于将多个传输功率电平与相应的多个数值相匹配。因此，在这种情况下，将要发送的33dBm功率对应于一个预定数值。这个值由施加参考电压V_ref到比较器部件11一个输入端子上的转换器14转换成一个参考模拟信号。

只要比较器部件11另一个输入端子上的电压V_pe小于V_ref，部件111就在其输出端13上提供一个增长的正电压V_cont，以作用于功率放大器2的偏压和部件10端子上存在的电压。给出部件10和功率放大器2的响应时间，并且如下面所描述的，部件10最初响应于参考V_cont(部件10更快并且V_att最先变化)，在这之后放大器2响应于该参考(它响应更慢，并且因此V_det随后变化)。这样，该响应V_pe最初随着受到V_att影响的响应时间变化，其后随着受到V_det+V_att累积影响的响应时间变化，直到它达到V_ref。

如上面所说明的，现有技术中只有比较器部件11被部署在回路中，用于对理想功率电平进行调整。然而，在那种现有技术的结构中，部件11只受到来自功率放大器的输出信号S_out的控制。根据本专利申请的介绍，并给出功率放大器包含有源部件，该部件的频率响应和/或其在时间上的响应能够变化，如果功率放大器响应的不够快，那么紧接着输出信号将不能足够快的对部件11进行控制。

在本发明中，这通过R1C1单元来解决，该单元具有一个包含一个时间常数的转移函数：

1/(1+jR1C1ω)

适合向加法电路8中加入一个附加电压，这样电压V_pe放大得更快，并且独立于放大器2的有源部件而被调整。为了产生效果，R1和C1所构成的滤波器单元，其脉冲响应时间必须小于功率放大器的响应时间。

结果，比较器11输出的电压V_cont相对于电压V_det也被放大，而不包括电压V_att，该电压对功率放大器产生影响，以输出一个功率提高的信号S_out，该功率被放大到一个比单元R1C1不存在时的程度更高的程度。

图2示出了这种电路的优点。这幅图示出了三个电压V_det、V_att以及V_pe在功率放大器输入信号传输的初始阶段，一直到达到稳定状态的期间是如何变化的。因此可以看出第一曲线16显示了在功率放大器的输出端上检测到的电压V_det是如何变换的。第二曲线17显示了来自单元R1C1的电压V_att是如何变化的，并且这被示作随比曲线16在时间上更快的反应而增长。结果，其他两个电压之和，即由曲线18所表示的电压V_pe要比没有V_att时增长的快得多。这是因为单元R1C1的加入，并且可以从新的总的转移函数中得到理解，该函数可以写作如下：

$\mathrm{Vpe}=V\det +\mathrm{Vatt}=(H\det .\mathrm{Hpa}+\frac{1}{1+\mathrm{jR}1C1\mathrm{\ω}}).\mathrm{Vcont}$

很自然，本发明并不局限于上面所描述的实施例。因此，取代集成电路R1C1或是除了它以外，还有可能使用一个电阻桥。设备1特别适于被集成到从包含在组{移动电话；数字个人助理；便携式计算机}中的数字设备中。

Claims (9)

1.一种用于发送射频信号(S1)的设备，该设备包括功率放大器装置(2)，用于放大所述功率放大器装置输入端上接收到的射频信号(S1)的功率，以及增益控制装置(l1)，用于控制所述功率放大器装置的增益，从而以一种使所述功率放大器装置的输出信号(S_out)的功率趋于一个理想的标称值的方式来调整所述增益，所述增益控制装置作用于一个监视信号(V_pe)，该信号表示给出所述功率放大器装置输出功率的测量信号(V_det)，以提供一个增益控制信号(V_cont)，用于对功率放大器装置的增益中变化进行控制，所述设备的特征在于：除了功率放大器装置之外，它还进一步包括一调整装置(10)，该装置响应于所述增益控制信号(V_cont)，以一种使得其中也表示调整信号(V_att)的监视信号(V_pe)适于使所述增益控制装置响应更快的方式向增益控制信号(V_cont)提供一个附加的调整信号(V_att)。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于调整装置只包含无源部件。

3.根据权利要求1或2的设备，其特征在于调整装置包括一个电阻桥。

4.根据权利要求1或2的设备，其特征在于调整装置包括一个集成的RC电路。

5.根据权利要求3的设备，其特征在于调整装置包括一个集成的RC电路。

6.根据权利要求1或2的设备，其特征在于它被集成到一个数字设备中，该数字设备包括移动电话、数字个人助理、便携式计算机的至少其中之一。

7.根据权利要求3的设备，其特征在于它被集成到一个数字设备中，该数字设备包括移动电话、数字个人助理、便携式计算机的至少其中之一。

8.根据权利要求4的设备，其特征在于它被集成到一个数字设备中，该数字设备包括移动电话、数字个人助理、便携式计算机的至少其中之一。

9.根据权利要求5的设备，其特征在于它被集成到一个数字设备中，该数字设备包括移动电话、数字个人助理、便携式计算机的至少其中之一。

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