DE102006004227A1

DE102006004227A1 - Verstärker mit variablem Verstärkungsfaktor

Info

Publication number: DE102006004227A1
Application number: DE102006004227A
Authority: DE
Inventors: Carl Stephelbauer; Markus Dr. Zannoth
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2026-01-31
Also published as: DE102006004227B4; US20060170495A1; US7282995B2

Abstract

Eine Hochfrequenz-Verstärkeranordnung umfasst: eine erste Stufe mit einem Modulator, der ein Basisbandsignal empfängt, und eine steuerbare Stromnebenschlussvorrichtung, die an den Modulator gekoppelt ist; eine zweite Stufe, die an die erste Stufe gekoppelt ist, und die einen Emitterfolger mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; eine dritte Stufe, die einen an die zweite Stufe gekoppelten Verstärker mit einem steuerbaren Verstärkungsfaktor umfasst; und eine Verstärkungsfaktorsteuereinheit zum Bereitstellen von Steuersignalen für die erste, zweite und dritte Stufe.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkeranordnung mit variablem Verstärkungsfaktor einschließlich eines Modulators, der insbesondere für die Benutzung auf dem Gebiet der Mobiltelefone vorgesehen ist.

Ein zu übertragendes Funkfrequenzsignal wird normalerweise am Front End eines Mobilfunkgeräts verstärkt, bevor es über eine Antenne ausgesandt wird. Die Übertragung erfolgt normalerweise bei einer variablen Funkfrequenz-Ausgangsleistung. Diese ist unter anderem an externe Charakteristika wie die Distanz zu einer Basisstation zu dem jeweiligen Zeitpunkt angepasst.

Bei modernen Mobilfunkgeräten der dritten Generation, die auf der Basis des Mobilfunkstandards UMTS (Universal Mobile Telecommunications Standard) arbeiten, muss die Funkfrequenz-Ausgangsleistung über einen weiten Bereich variabel sein.

Beispielsweise kann eine Spezifikation einen Verstärkungsbereich für den „schlimmsten Fall" von 83 dB verlangen. Um solche Bereiche zu erzielen, sind üblicherweise so genannte VGAs, Verstärker mit variablem Verstärkungsfaktor, auf dem Übertragungspfad einer zugehörigen Kommunikationsvorrichtung vorgesehen. Eine externe Steuerspannung wird normalerweise zum Steuern des Verstärkungsfaktors dieses Verstärkers benutzt, wobei ein zu übertragendes Signal als eine Funktion dieser Steuerspannung verstärkt wird. Kurve 1 in 3 zeigt eine typische Wahrscheinlichkeitsverteilung von verschiedenen Ausgangsleistungsanforderungen.

Immer wenn sich zudem der Verstärkungsfaktor des Verstärkers verändert, ist es nötig, eine Unterdrückung des Trägersignals aufrechtzuerhalten. Auch sollte der durchschnittliche Strom verbrauch für eine vorbestimmte statistische Wahrscheinlichkeit der Ausgangsleistung minimal sein. Auf diese Weise kann eine maximale Bereitschafts- und Nutzungszeit für Mobiltelefone erreicht werden.

Kurzfassung der Erfindung

Eine Hochfrequenzverstärkeranordnung umfasst eine erste Stufe mit einem Modulator, der ein Basisbandsignal empfängt, und eine steuerbare Stromnebenschlussvorrichtung, die an den Modulator gekoppelt ist; eine zweite Stufe, die an die erste Stufe gekoppelt ist, und die einen Emitterfolger mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; eine dritte Stufe, die einen Verstärker mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst, der mit der zweiten Stufe gekoppelt ist; und eine Verstärkungsfaktorsteuereinheit zum Bereitstellen von Steuersignalen für die erste, zweite und dritte Stufe.

Die erste, zweite und dritte Stufe können differentielle Signale empfangen und erzeugen. Der Modulator kann eine Hochfrequenz-Oszillatorschaltung umfassen, und die Stromnebenschlussvorrichtung kann einen ersten und zweiten bipolaren Transistor umfassen, wobei der Kollektor-Emitter-Pfad des ersten Transistors zwischen den Hochfrequenzoszillator und den Modulator gekoppelt ist, und der Kollektor-Emitter-Pfad des zweiten Transistors zwischen den Modulator und eine Versorgungsspannung gekoppelt ist. Die Stromnebenschlussvorrichtung kann zwei Sätze eines ersten und zweiten bipolaren Transistors für jedes differentielle Signal umfassen. Ein Ausgangssignal der ersten Stufe kann von dem Kollektor des ersten Transistors entkoppelt sein. Die zweite Stufe kann einen dritten bipolaren Transistor umfassen, dessen Kollektor-Emitter-Pfad zwischen eine Versorgungsspannung und eine erste steuerbare Stromquelle gekoppelt ist. Die Basis des dritten Transistors kann das Ausgangssignal der ersten Stufe empfangen. Der Emitterfolger kann zwei Sätze des dritten bipolaren Transistors und der ersten steuerbaren Stromquelle für jedes differentielle Signal umfassen. Ein differentielles Ausgangssignal der zweiten Stufe kann von dem Emitter des dritten Transistors jedes Satzes empfangen werden. Die dritte Stufe kann einen Differenzverstärker umfassen, der das differentielle Ausgangssignal der zweiten Stufe empfängt.

Eine Hochfrequenz-Verstärkeranordnung kann außerdem umfassen:
Eine erste Stufe mit einem Mittel zum Modulieren eines Hochfrequenzsignals durch ein Basisbandsignal; ein Mittel zum Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals; ein steuerbares Mittel zum Stromnebenschließen, das zwischen das Mittel zum Modulieren und das Mittel zum Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals gekoppelt ist; eine zweite Stufe, die an die erste Stufe gekoppelt ist, und die ein Emitterfolgermittel mit steuerbarem Verstärkungsfaktor aufweist; eine dritte Stufe, die ein an die zweite Stufe gekoppeltes Mittel zum Verstärken mit einem steuerbaren Verstärkungsfaktor umfasst; und ein Mittel zum Bereitstellen von Steuersignalen für die erste, zweite und dritte Stufe.

Die erste, zweite und dritte Stufe können differentielle Signale empfangen und erzeugen.

Eine andere Ausführungsform einer Hochfrequenz-Verstärkeranordnung kann umfassen: Eine erste Stufe, die einen Modulator, der ein Basisbandsignal empfängt und der ein Mittel zum Modulieren, sowie eine Hochfrequenz-Oszillatorschaltung umfasst, und eine steuerbare Stromnebenschlussvorrichtung, die an den Modulator gekoppelt ist, und die einen ersten und zweiten bipolaren Transistor aufweist, wobei der Kollektor-Emitter-Pfad des ersten Transistors zwischen den Hochfrequenz-Oszillator und das Mittel zum Modulieren gekoppelt ist, und der Kollektor-Emitter-Pfad des zweiten Transistors zwischen das Mittel zum Modulieren und eine Versorgungsspannung gekoppelt ist; eine zweite Stufe, die an die erste Stufe gekoppelt ist, und die einen Emitterfolger mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; eine dritte Stufe, die einen an die zweite Stufe gekoppelten Verstärker mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; und eine Verstärkungsfaktorsteuereinheit zum Bereitstellen von Steuersignalen für die erste, zweite und dritte Stufe. Die erste, zweite und dritte Stufe können differentielle Signale empfangen und erzeugen, und die Stromnebenschlussvorrichtung kann zwei Sätze des ersten und zweiten bipolaren Transistors für jedes differentielle Signal umfassen. Ein Ausgangssignal der ersten Stufe kann von dem Kollektor des ersten Transistors entkoppelt sein. Die zweite Stufe kann einen dritten bipolaren Transistor umfassen, dessen Kollektor-Emitter-Pfad zwischen eine Versorgungsspannung und eine erste steuerbare Stromquelle gekoppelt ist, und die Basis des dritten Transistors empfängt das Ausgangssignal der ersten Stufe. Der Emitterfolger kann zwei Sätze des dritten bipolaren Transistors und der ersten steuerbaren Stromquelle für jedes differentielle Signal umfassen. Ein differentielles Ausgangssignal der zweiten Stufe kann von dem Emitter des dritten Transistors jedes Satzes empfangen werden. Die dritte Stufe kann einen Differenzverstärker umfassen, der das differentielle Ausgangssignal der zweiten Stufe empfängt.

Ein Verfahren zum Modulieren und Verstärken eines Basisbandsignals kann die Schritte umfassen: Bereitstellen eines anpassbaren Konstantstroms durch eine Stromnebenschlussvorrichtung für einen Modulator; Modulieren eines Hochfrequenzsignals mit dem Basisbandsignal unter Benutzung des anpassbaren Konstantstroms; Verstärken des modulierten Hochfrequenzsignals durch einen Emitterfolger mit einem variablen Verstärkungsfaktor; weiter Verstärken des verstärkten Signals durch eine abschließende Verstärkerstufe mit einem variablen Verstärkungsfaktor; und Bereitstellen von Steuersignalen für die Stromnebenschlussvorrichtung, den Emitterfolger und die abschließende Verstärkerstufe.

Der Schritt des Modulierens des Hochfrequenzsignals kann die Schritte umfassen: Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals; und Modulieren des Hochfrequenzsignals mit dem Basisbandsig nal durch Koppeln des Hochfrequenzsignals durch die Stromnebenschlussvorrichtung, dadurch Bereitstellen des anpassbaren Konstantstroms für die Modulierung. Das Basisbandsignal kann ein differentielles Signal sein. Das Verfahren kann außerdem den Schritt umfassen, das modulierte Hochfrequenzsignal von dem Emitterfolger zu entkoppeln. Ein variabler Verstärkungsfaktor kann erreicht werden durch das gleichzeitige Verändern des anpassbaren Konstantstroms, des variablen Verstärkungsfaktor des Emitterfolgers, und des variablen Verstärkungsfaktors der abschließenden Verstärkungsstufe. Ein variabler Verstärkungsfaktor kann auch erreicht werden, indem zunächst zugleich der variable Verstärkungsfaktor der abschließenden Verstärkerstufe verändert wird, sodann der variable Verstärkungsfaktor des Emitterfolgers verändert wird und dann der anpassbare Konstantstrom verändert wird.

Andere technische Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden Fachleuten leicht aus den folgenden Figuren, Beschreibungen und Ansprüchen ersichtlich. Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung erzielen nur eine Untergruppe der offenbarten Vorteile. Kein einzelner Vorteil ist für die Ausführungsformen ausschlaggebend.

Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform einer Verstärkeranordnung mit variablem Verstärkungsfaktor, die einen Modulator umfasst;
2 zeigt ein Schaltdiagramm einer anderen Ausführungsform einer Verstärkeranordnung mit variablem Verstärkungsfaktor, die einen Modulator umfasst;
3 zeigt ein Diagramm, das den Stromverbrauch und die Wahrscheinlichkeit des Stromverbrauchs darstellt;
4 zeigt ein Diagramm, das die Verteilung des Verstär kungsfaktors verschiedener Stufen einer Verstärkeranordnung mit variablem Verstärkungsfaktor, die einen Modulator umfasst, darstellt;
5 zeigt ein Diagramm, das den Stromverbrauch darstellt.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform einer Verstärkeranordnung mit variablem Verstärkungsfaktor 100. Ein Basisbandsignal ist vorgesehen und wird einem Hochfrequenzmodulator 110 zugeführt. Der Hochfrequenzmodulator arbeitet mit einem „konstanten" Strom. Allerdings wird der Strom von einem variablen Nebenschluss 120 bereitgestellt, der von einer Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 gesteuert wird. So stellt der variable Nebenschluss verschiedene „konstante" Ströme bereit, abhängig von dem Verstärkungsfaktorsignal, das für die Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 bereitgestellt wird. Der variable Nebenschluss 120 ist also geeignet an den Modulator 110 gekoppelt. Auf diese Weise umfassen diese zwei Einheiten 110 und 120 eine Stufe der Verstärkeranordnung mit variablem Verstärkungsfaktor. Abhängig von der benötigten Ausgangsleistung liefert die Verstärkungsfaktorsteuereinheit ein jeweiliges Steuersignal an den variablen Nebenschluss 120, um den „konstanten" Strom zu regulieren, der für den Modulator 110 vorgesehen wird.
Das Ausgangssignal der ersten Stufe wird einem Emitterfolger 140 zugeführt, der ebenfalls bei seiner Verstärkung von der Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 gesteuert wird. Diese zweite Stufe stellt also ebenfalls einen variablen Verstärkungsfaktor bereit, wenngleich in geringerem Umfang als die erste Stufe.
Das Ausgangssignal dieser zweiten Stufe 140 wird dann an den Ausgangsleistungsverstärker 160 geleitet. Wieder wird der Verstärkungsfaktor dieser abschließenden Stufe von der Ver stärkungsfaktorsteuereinheit 150 gesteuert. Die Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 empfängt das Signal „Verstärkungsfaktor", anhand dessen die verschiedenen Stufen des Verstärkeraufbaus hinsichtlich ihres jeweiligen Verstärkungsfaktors gesteuert werden. Die Leistungsverstärkerstufe 160 stellt dann das Ausgangssignal bereit.
Mit Hilfe einer solchen spezifischen Anordnung kann ein hoher abschließender Verstärkungsfaktor erreicht werden, wodurch Nachteile bestimmter Aspekte einer solchen Anordnung vermieden werden. Für gewöhnlich weist eine Stromnebenschlussstufe den Nachteil eines konstanten Stromverbrauchs auf, nämlich den Konstantstrom. Auf diese Weise spart so eine Stromnebenschlussstufe im Allgemeinen keinen Strom, wenn die Ausgangsleistung gesenkt wird. Im Fall eines geringen Stromverbrauchs ermöglicht eine solche Nebenschlussstufe allerdings eine leichte Einhaltung der Linearitätsanforderungen, so dass der Strom leicht reduziert werden kann. Trotzdem ist der Modulator 110 in dieser Anordnung derart vorgesehen, dass er einen Konstantstrom benötigt. Das Kombinieren einer steuerbaren Stromnebenschlussstufe 120 mit dem Modulator 110 vermeidet die üblichen Nachteile einer solchen Stufe, da der Modulator 110 ohnehin einen Konstantstrom benötigt. Wie anhand von 1 deutlich wird, ermöglicht die Anordnung sehr kurze Signalpfade zwischen den drei Stufen. Allerdings kann trotzdem ein sehr hoher Verstärkungsfaktor erreicht werden. Aufgrund der Benutzung eines Konstantstroms für den Modulator 110 bleiben die Betriebspunkte des Modulators 110 konstant. Außerdem sind die Hochfrequenzparameter, nämlich die Einzel-Seitenbandunterdrückung und die Trägerunterdrückung des Modulators, auf diese Weise mehr oder weniger unabhängig von den jeweiligen Veränderungen der Verstärkungsfaktorsteuerspannung bzw. der Ausgangsleistung. Außerdem ist nur eine einzelne Stromnebenschlussstufe nötig. Wie oben erwähnt, wird durch Implementieren dieser Nebenschlussstufe 120 in Verbindung mit dem Modulator 110 der allgemeine Nachteil einer solchen Stufe vermieden, da der Modulator 110 ohnehin eine Konstantstrom versorgung benötigt. Eine solche Stromnebenschlussstufe kann je nach Anordnung beispielsweise einen Bereich des Verstärkungsfaktors von etwa 52 dB erreichen.
Die Ströme in dem Emitterfolger 140 und dem Leistungsverstärker 160 können dann im Fall einer Senkung des Stromverbrauchs stark reduziert werden. Der Betriebspunkt des Emitterfolgers 140 wird zeitgleich mit der folgenden Leistungsverstärkerstufe 160 gesteuert, die die Last für den Emitterfolger 140 bildet. So kann der Emitterfolger 140 einen Bereich des Verstärkungsfaktors von etwa 12 dB erreichen. Diese Verstärkungsfaktorvariation kann durch selektives Verändern der Ausgangsimpedanz des Ausgangs des Emitterfolgers 140 erreicht werden. Schließlich ermöglicht die Leistungsverstärkerstufe 160 einen Bereich des Verstärkungsfaktors von 28 dB. Auf diese Weise kann ein resultierender Bereich des Verstärkungsfaktors von:
52 dB (Stromnebenschluss) + 12 dB (Emitterfolger) + 28 dB (Leistungsverstärker) = 92 dB
erreicht werden.
2 zeigt ein Schaltdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform gemäß dem allgemeinen Prinzip, das in 1 dargestellt ist. Eine Spule 207, die angezapft und an die Versorgungsspannung Vcc gekoppelt ist, ein Widerstand 206 und ein Kondensator 205 bilden einen Parallelresonanzkreis. Dieser Resonanzkreis, der normalerweise Teil des Modulators 110 ist, ist über einen Stromnebenschlusskreis 120 an den Modulator 110 gekoppelt. Der Modulator 110 kann jeder geeignete Modulator zum Bereitstellen einer jeweiligen Modulation des Hochfrequenzsignals sein, wobei ein Niedrigfrequenzsignal an Anschlüssen 220 bereitgestellt wird. Bei dieser Ausführungsform werden differentielle Eingangs- und Ausgangssignale bereitgestellt. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen mit nicht-differentiellen Signalen möglich. Der Stromnebenschlusskreis 120 umfasst zwei Sätze von bipolaren Transisto ren, wobei jeder Satz an eins der differentiellen Ausgangssignale des Modulators 110 gekoppelt ist. Zu diesem Zweck sind die Emitter von Transistoren 201 und 202 an den ersten Ausgang von Modulator 110 gekoppelt, und die Emitter von Transistoren 203 und 204 sind an den zweiten Ausgang des Modulators 110 gekoppelt. Die Kollektoren der Transistoren 202 und 203 sind an die Versorgungsspannung Vcc gekoppelt. Die Kollektoren der Transistoren 201 und 204 sind an den Parallelresonanzkreis 205, 206, 207 gekoppelt. Die Basisanschlüsse der Transistoren 201 und 204 empfangen ein erstes Verstärkungsfaktorsteuersignal, und die Basisanschlüsse der Transistoren 202 und 203 empfangen ein zweites Verstärkungsfaktorsteuersignal. Beide Verstärkungsfaktorsteuersignale werden von der Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 bereitgestellt. Die Transistoren 202 und 203 bilden also eine steuerbare Stromquelle, die den Modulator 110 mit einem Konstantstrom versorgt. Zusätzlich stellen die Transistoren 201 und 204 eine Kopplung des Parallelresonanzkreises 205, 206, 207 an den Modulator 110 bereit. So bilden der Modulator 110, der Stromnebenschlusskreis 120 und der Resonanzkreis 205, 206, 207 die erste Stufe der Verstärkeranordnung. Das Ausgangssignal dieser ersten Stufe kann von dem Parallelresonanzkreis 205, 206, 207 erhalten werden.
Dieses Ausgangssignal wird durch Entkoppelungskondensatoren 208 und 209 der zweiten Stufe zugeführt. Die zweite Stufe ist durch einen Emitterfolger 140 gebildet, der zwei bipolare Transistoren 210 und 211 umfasst. Das Ausgangssignal der ersten Stufe wird den Basisanschlüssen dieser Transistoren 210 und 211 zugeführt. Die Kollektoren der Transistoren 210 und 211 sind an die Versorgungsspannung Vcc gekoppelt. Die Emitteranschlüsse sind über jeweilige steuerbare Stromquellen 212 und 213 an Masse gekoppelt. Die steuerbaren Stromquellen werden jeweils durch ein drittes bzw. ein viertes Verstärkungsfaktorsteuersignal gesteuert. Diese Steuersignale werden von der Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 erzeugt. Die Ausgangssignale dieses Emitterfolgers können von den Emittern der Transistoren 210 und 211 erhalten werden.
Die dritte Stufe ist durch einen üblichen Differenzverstärker mit Kaskadenaufbau 160 gebildet. Jeder Zweig des Differenzverstärkers umfasst beispielsweise jeweils zwei bipolare Transistoren 214, 216 bzw. 215, 217. Die Lastpfade der Transistoren 214 und 216 und der Transistoren 215 und 217 sind jeweils seriell gekoppelt. Die Emitteranschlüsse der Transistoren 216 und 217 sind über eine Spule 218 gekoppelt, die mit einem Abgriff versehen ist, der über eine steuerbare Stromquelle 219 mit Masse gekoppelt ist. Die Basisanschlüsse der Transistoren 216 und 217 empfangen die Ausgangssignale der zweiten Stufe 140. Die Basisanschlüsse der Transistoren 214 und 215 sind gekoppelt, um von Anschluss 222 eine Vorspannung zu empfangen. Das verstärkte Hochfrequenz-Ausgangssignal kann von Anschlüssen 221 erhalten werden, die an entsprechende Kollektoranschlüsse der Transistoren 214 und 215 gekoppelt sind. Die steuerbare Stromquelle 219 wird durch ein fünftes Verstärkungsfaktorsteuersignal gesteuert, das von der Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 erzeugt wird.
Die Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 erzeugt alle nötigen Verstärkungsfaktorsteuersignale anhand eines Verstärkungsfaktoreingangssignals, das von Anschluss 223 empfangen wird. Dieses Verstärkungsfaktoreingangssignal zeigt an, welcher Verstärkungsfaktor von dem dreistufigen Verstärker erreicht werden muss. Die Verstärkungsfaktorsteuereinheit 150 erzeugt dann die nötigen Verstärkungsfaktorsteuersignale für jede Stufe. 4 zeigt eine jeweilige mögliche Verteilung der verschiedenen Verstärkungsfaktoren jeder Stufe über dem Verstärkungsfaktoreingangssignal. Die Ströme des Emitterfolgers, die von den steuerbaren Stromquellen 212 und 213 bereitgestellt werden, und die Ströme des Ausgangspuffers, die von der steuerbaren Stromquelle 219 bereitgestellt werden, sowie die Steuerspannung für den Stromnebenschluss 120 werden normalerweise alle zusammen in demselben Umfang erhöht/gesenkt. Daher muss in einer bevorzugten Ausführungsform keine Stufe eine Stromveränderung erhalten, während eine andere Stufe konstant bleibt. Als Ergebnis existieren keine harten Übergänge in den Abhängigkeiten von Steuersignal und Verstärkungsfaktor, da alle Stufen ihren Verstärkungsfaktor (aufgrund der Stromveränderung) auf dieselbe Weise ändern. In einer anderen Ausführungsform ist es allerdings ebenso möglich, zunächst den Verstärkungsfaktor der letzten Stufe 160 zu ändern, dann den am Emitterfolger 140 und dann den des Stromnebenschlusses 120. Allerdings kann dies zu einem suboptimalen Stromverbrauch führen. Aus diesem Grund werden in der bevorzugten Ausführungsform alle Stromveränderungen aller Stufen zugleich durchgeführt.
Der resultierende Stromverbrauch ist in 5 zu sehen. Hier ist nur der Stromverbrauch von zwei Stufen, nämlich der zweiten und der dritten, gezeigt, da die meisten anderen Schaltkreise einen mehr oder weniger konstanten Stromverbrauch vorsehen. Die obere Kurve zeigt den gesamten Stromverbrauch der Verstärkeranordnung. Diese Stromverbrauchskurve aus 5 ist auch in 3 durch Kurve 2 dargestellt. Zusätzlich zeigt 3 den durchschnittlichen Stromverbrauch mit Kurve 3. Dieser minimierte durchschnittliche Stromverbrauch führt zu einer erhöhten Bereitschafts- und Nutzungszeit einer tragbaren batteriebetriebenen Vorrichtung.

Claims

Hochfrequenz-Verstärkeranordnung, umfassend: – eine erste Stufe, umfassend: – einen Modulator, der ein Basisbandsignal empfängt; – eine steuerbare Stromnebenschlussvorrichtung, die an den Modulator gekoppelt ist; – eine zweite Stufe, die an die erste Stufe gekoppelt ist, und die einen Emitterfolger mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; – eine dritte Stufe, die einen an die zweite Stufe gekoppelten Verstärker mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; und – eine Verstärkungsfaktorsteuereinheit zum Bereitstellen von Steuersignalen für die erste, zweite und dritte Stufe.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, wobei die erste, zweite und dritte Stufe differentielle Signale empfangen und erzeugen.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Modulator eine Hochfrequenz-Oszillatorschaltung umfasst und wobei die Stromnebenschlussvorrichtung einen ersten und zweiten bipolaren Transistor umfasst, wobei der Kollektor-Emitter-Pfad des ersten Transistors zwischen den Hochfrequenz-Oszillator und den Modulator gekoppelt ist und der Kollektor-Emitter-Pfad des zweiten Transistors zwischen den Modulator und eine Versorgungsspannung gekoppelt ist.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 3, wobei die erste, zweite und dritte Stufe differentielle Signale empfangen und erzeugen und die Stromnebenschlussvorrichtung zwei Sätze des ersten und zweiten bipolaren Transistors für jedes differentielle Signal umfasst.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Ausgangssignal der ersten Stufe von dem Kollektor des ersten Transistors entkoppelt ist.
Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Stufe einen dritten bipolaren Transistor umfasst, dessen Kollektor-Emitter-Pfad zwischen eine Versorgungsspannung und eine erste steuerbare Stromversorgung gekoppelt ist.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 5, wobei die zweite Stufe einen dritten bipolaren Transistor umfasst, dessen Kollektor-Emitter-Pfad zwischen eine Versorgungsspannung und eine erste steuerbare Stromversorgung gekoppelt ist und die Basis des dritten Transistors das Ausgangssignal der ersten Stufe empfängt.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 6, wobei die erste, zweite und dritte Stufe differentielle Signale empfangen und erzeugen und der Emitterfolger zwei Sätze des dritten bipolaren Transistors und der ersten steuerbaren Stromquelle für jedes differentielle Signal umfasst.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 8, wobei ein differentielles Ausgangssignal der zweiten Stufe von dem Emitter des dritten Transistors jedes Satzes empfangen wird.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 9, wobei die dritte Stufe einen Differenzverstärker umfasst, der das differentielle Ausgangssignal der zweiten Stufe empfängt.
Hochfrequenz-Verstärkeranordnung, umfassend: – eine erste Stufe, umfassend: – ein Mittel zum Modulieren eines Hochfreauenzsignals durch ein Basisbandsignal; – ein Mittel zum Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals; und – ein steuerbares Mittel zum Stromnebenschließen, das zwischen das Mittel zum Modulieren und das Mittel zum Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals gekoppelt ist; – eine zweite Stufe, die an die erste Stufe gekoppelt ist, und die ein Emitterfolgermittel mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; – eine dritte Stufe, die ein an die zweite Stufe gekoppeltes Mittel zum Verstärken mit einem steuerbaren Verstärkungsfaktor umfasst; und – ein Mittel zum Bereitstellen von Steuersignalen für die erste, zweite und dritte Stufe.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 11, wobei die erste, zweite und dritte Stufe differentielle Signale empfangen und erzeugen.
Verfahren zum Modulieren und Verstärken eines Basisbandsignals, das die Schritte umfasst: – Bereitstellen eines anpassbaren Konstantstroms durch eine Stromnebenschlussvorrichtung für einen Modulator; – Modulieren eines Hochfrequenzsignals mit dem Basisbandsignal unter Benutzung des anpassbaren Konstantstroms; – Verstärken des modulierten Hochfrequenzsignals durch einen Emitterfolger mit einem variablen Verstärkungsfaktor; – weiter Verstärken des verstärkten Signals durch eine abschließende Verstärkerstufe mit einem variablen Verstärkungsfaktor; und – Bereitstellen von Steuersignalen für die Stromnebenschlussvorrichtung, den Emitterfolger, und die abschließende Verstärkerstufe.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Modulierens des Hochfrequenzsignals die Schritte umfasst: – Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals; – Modulieren des Hochfrequenzsignals mit dem Basisbandsignal durch Koppeln des Hochfrequenzsignals durch die Stromneben schlussvorrichtung, dadurch Bereitstellen des anpassbaren Konstantstroms für das Modulieren.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Basisbandsignal ein differentielles Signal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, ferner umfassend den Schritt des Entkoppelns des modulierten Hochfrequenzsignals von dem Emitterfolger.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei ein variabler Verstärkungsfaktor durch gleichzeitiges Verändern des anpassbaren Konstantstroms, des variablen Verstärkungsfaktor des Emitterfolgers, und des variablen Verstärkungsfak- tors der abschließenden Verstärkerstufe erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei ein variabler Verstärkungsfaktor erreicht wird durch: – zunächst Verändern des variablen Verstärkungsfaktors der abschließenden Verstärkerstufe zugleich, – dann Verändern des variablen Verstärkungsfaktors des Emitterfolgers, und – dann Verändern des anpassbaren Konstantstroms.
Hochfrequenz-Verstärkeranordnung, umfassend: – eine erste Stufe, umfassend: – einen Modulator, der ein Basisbandsignal empfängt, und der ein Mittel zum Modulieren und eine Hochfrequenz-Oszillatorschaltung umfasst, – eine steuerbare Stromnebenschlussvorrichtung, die an den Modulator gekoppelt ist, und die einen ersten und zweiten bipolaren Transistor umfasst, wobei der Kollektor-Emitter-Pfad des ersten Transistors zwischen den Hochfrequenzoszillator und das Mittel zum Modulieren gekoppelt ist, und der Kollektor-Emitter-Pfad des zweiten Transistors zwischen das Mittel zum Modulieren und eine Versorgungsspannung gekoppelt ist; – eine zweite Stufe, die an die erste Stufe gekoppelt ist, und die einen Emitterfolger mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; – eine dritte Stufe, die einen an die zweite Stufe gekoppelten Verstärker mit steuerbarem Verstärkungsfaktor umfasst; und – eine Verstärkungsfaktorsteuereinheit zum Bereitstellen von Steuersignalen für die erste, zweite und dritte Stufe.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 19, wobei die erste, zweite und dritte Stufe differentielle Signale empfangen und erzeugen und die Stromnebenschlussvorrichtung zwei Sätze des ersten und zweiten Transistors für jedes differentielle Signal umfasst.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 19 oder 20, wobei ein Ausgangssignal der ersten Stufe von dem Kollektor des ersten Transistors entkoppelt ist.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 21, wobei die zweite Stufe einen dritten bipolaren Transistor umfasst, dessen Kollektor-Emitter-Pfad zwischen eine Versorgungsspannung und eine erste steuerbare Stromquelle gekoppelt ist, und die Basis des dritten Transistors das Ausgangssignal der ersten Stufe empfängt.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 22, wobei die erste, zweite und dritte Stufe differentielle Signale empfangen und erzeugen, und der Emitterfolger zwei Sätze des dritten bipolaren Transistors und der steuerbaren Stromquelle für jedes differentielle Signal umfasst.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 23, wobei ein differentielles Ausgangssignal der zweiten Stufe von dem Emitter des dritten Transistors jedes Satzes empfangen wird.
Verstärkeranordnung nach Anspruch 24, wobei die dritte Stufe einen Differenzverstärker umfasst, der das differentielle Ausgangssignal der zweiten Stufe empfängt.