DE102007051156A1

DE102007051156A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Stellen einer Verstärkervorrichtung

Info

Publication number: DE102007051156A1
Application number: DE102007051156A
Authority: DE
Inventors: Andrea Camuffo; Andreas Langer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2008-05-15
Also published as: US9407227B2; US20080113635A1

Abstract

Ein Verstärkermodul umfasst einen Verstärker (101) mit einem Ausgang, einen an den Ausgang gekoppelten Koppelelement (107) um ein erstes Signal zu empfangen, das an dem Ausgang bereitgestellt ist, einen Leistungsdetektor (110) zum Bereitstellen eines Leistungssignals aus dem ersten Signal. Das Verstärkermodul umfasst weiterhin einen Eingang (116) zum Aufnehmen eines zweiten Signals. Ein Schalter (113) ist bereitgestellt, der derart eingerichtet ist, dass er das Leistungssignal oder das zweite Signal in Abhängigkeit eines Steuersignals an einem Signalausgang (120) bereitstellt.

Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verstärkermodul, eine Verstärkervorrichtung, einen Sender mit einer Verstärkerstufe und ein Verfahren zum Stellen einer Verstärkervorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
In einem elektronischen Kommunikationssystem umfasst ein Sender einen Ausgangsverstärker, beispielsweise eine Verstärkervorrichtung, der eine Leistung eines Sendesignals auf einen Ausgangspegel anhebt, der hoch genug ist, um ein Empfangen des Sendesignals durch einen Empfänger zu ermöglichen. Insbesondere in einem drahtlosen Kommunikationssystem, wie es beispielsweise durch einen der Standards GSM (Global System for Mobile Communication), UMTS (Universal Mobile Telecommunication Standard) oder W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access)definiert ist, wird der Ausgangspegel eines mobilen Endgerätes von einer Basisstation vorgegebenen. Dabei muss das mobile Endgerät sich ändernde Umgebungsbedingungen berücksichtigen. So kann sich die Betriebstemperatur der Umgebung in einem breiten Bereich verändern. Beispielsweise definiert der 3GPP Standard einen Arbeitsbereich für Betriebstemperaturen von –10°C bis zu 55°C. Tatsächliche Bedingungen können sogar extremer ausfallen. Auch die Versorgungsspannung eines mobilen Endgerätes fluktuiert, weil üblicherweise lediglich eine begrenzte Energieressource in Form einer Batterie oder eines Akkumulators bereitgestellt ist. Die Versorgungsspannung kann durch die Batterieentladungscharakteristik bestimmt sein und die Spannung kann damit während eines Übertragungsbetriebszustandes absinken.
Zusätzlich kann der Ausgangsverstärker strengen Anforderungen an Linearität und Effizienz unterliegen. So kann der Sender eine Amplitudenmodulation verwenden, wie beispielsweise eine 8-PSK-Modulation im GSM EDGE (Enhanced Data GSM Environment) Standard. In diesem Fall ist der Ausgangsverstärker derart eingerichtet, dass das Ausgangssignal in einem linearen Verhältnis zu dem Eingangssignal des Verstärkers steht, um eine Verzerrung des Ausgangssignals zu vermeiden. Linearität und Effizienz sind auch wichtig für andere Modulationsarten, wie beispielsweise GMSK (Gaussin Minimum Shift Keying).
Die Effizienz des Ausgangsverstärkers ist bestimmt durch das Verhältnis des ausgehenden Leistungspegels am Ausgang des Ausgangsverstärkers zu der eingebrachten Leistung am Eingang des Ausgangsverstärkers. Je kleiner dieses Verhältnis ist, desto effizienter wird die Eingangsleistung auf das Ausgangssignal gebracht. Dies ist vorteilhaft, wenn der Sender Bestandteil eines Mobilendgerätes ist, der lediglich begrenzte Leistungsreserven aufweist. Verfahren zum Stellen einer Leistung in einem mobilen Endgerät sind bekannt. Ein mögliches Konzept zum Steuern der Ausgangsleistung ist das sogenannte „closed power loop", eine Regelschleife, in der der Leistungspegel am Ausgang des Ausgangsverstärkers gemessen wird und anschließend mit einem gewünschten Leistungspegel verglichen wird, um den Leistungspegel des Ausgangssignals entsprechend zu stellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stellen einer Verstärkervorrichtung bereitzustellen, die einen möglichst effizienten Betrieb des Leistungsverstärkers ermöglicht.
Das vorliegende Problem wird durch die Vorrichtung beziehungsweise das Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erklärt, wobei:
1 eine Ausführungsform einer Verstärkervorrichtung darstellt;
2 ein Beispiel für ein Schaltmodul darstellt, das in einem oder mehreren Ausführungsformen der Verstärkervorrichtung angeordnet ist, und
3 eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Stellen einer Ausgangsleistung eines Verstärkers in einem Sender darstellt.
Detaillierte Beschreibung
1 stellt eine Ausführungsform einer Verstärkervorrichtung dar. Die Verstärkervorrichtung 100 weist eine Verstärkerstufe 101 auf, die ein zu übertragendes Übertragungssignal aufnimmt. Das Übertragungssignal wird durch die Verstärkerstufe 101 verstärkt, wobei die Verstärkung gemäß einem Verstärkungsfaktor erfolgt, der durch ein Verstärkungskontrollsignal festgelegt ist. Das verstärkte Ausgangssendesignal wird an einer Ausgangsleitung 102 bereitgestellt. Die Ausgangsleitung 102 ist über einen Leistungsschalter 104 an eine Antenne 105 gekoppelt. Der Leistungsschalter 104 koppelt während eines Sendebetriebs die Verstärkerstufe 101 an die Antenne 105. Während eines Empfangsbetriebs koppelt der Leistungsschalter 104 die Antenne 105 an einen Empfangspfad des Senders, in welchem die Verstärkervorrichtung 100 angeordnet sein kann. Der Empfangspfad ist in der 1 nicht dargestellt. Dem Fachmann sind verschiedene Realisierungen für verschiedene Ausführungen von Empfangspfaden bekannt.
Die Ausgangsleitung 102 ist weiterhin an einen Leistungsdetektor 106 gekoppelt. Der Leistungsdetektor 106 umfasst eine Rückführleitung 107. Ein Teil der Rückführleitung 107 verläuft parallel zu der Ausgangsleitung 102. Entsprechend weist die Rückführleitung 107 einen parallelen Abschnitt auf. Ein erstes Ende des parallelen Abschnitts verläuft in Richtung der Antenne 105 und ist mit einem Abschlusswiderstand 108 versehen, der einen bestimmten Widerstandswert aufweist, beispielsweise 50 Ohm. In anderen Ausführungsformen kann das erste Ende offen sein, so dass kein Abschlusswiderstand vorgesehen ist. Ein zweites Ende des parallelen Abschnitts ist mit einem Knoten 109 über die Rückführleitung verbunden. Der Leistungsdetektor 106 erhält so ein erstes Signal, das einem abgeschwächten Bild des verstärkten Übertragungssignals entspricht. Der Knoten 109 ist über eine Diode 110 mit einem Masseanschluss verbunden. Entsprechend stellt der Leistungsdetektor 106 eine Detektorspannung an den Knoten 109 bereit, die eine Leistung repräsentiert, die von der Verstärkerstufe 101 ausgesendet wird.
Eine erste Leitung 111 verbindet den Knoten 109 zu einem ersten Eingang 112 und eines Schaltmoduls 113. Das Schaltmodul 113 hat einen zweiten Eingang 114. Eine zweite Leitung 115 verbindet den zweiten Eingang 114 zu einem ersten Anschlusseingang 116. Das Schaltmodul 113 hat einen dritten Eingang 117. Eine dritte Leitung 118 verbindet den dritten Eingang 117 mit einem zweiten Anschlusseingang 119. Das Schaltmodul 113 hat weiterhin einen Signalausgang 120 und einen Kontrolleingang 121. Eine Signalleitung 122 verbindet den Signalausgang 120 zu einer automatischen Leistungssteuerungseinheit oder APC Einheit 123 (dargestellt in gepunkteten Linien). Die APC Einheit 123 umfasst einen Analog-Digital-Wandler 124, der mit dem Signalausgang 120 über die Signalleitung 122 verbunden ist. Der Analog-Digital-Wandler 124 erzeugt ein digitales Signal, das zu einem analogen Signal korrespondiert, das an dem Signalausgang 120 bereitgestellt ist. Eine Digital-Signalleitung 125 verbindet den Analog-Digital-Wandler 122 mit einem Eingang 126 eines Schalters 127. Ein erster Ausgang 128 des Schalters 127 verbindet eine Leitung 129 mit einem ersten Eingang 130 eines Differenzglieds 131. Der Schalter 127 hat einen zweiten Ausgang 132.
Das Schaltmodul 113 ist durch ein Kontrollsignal gesteuert, das in dem Kontrolleingang 121 eingespeist ist. Das gleiche Kontrollsignal oder eine Ableitung des Kontrollsignals wird in den Schalter 127 gespeist. In einem ersten Zustand des Kontrollsignals verbindet das Schaltmodul 113 den ersten Eingang 112 mit dem Signalausgang 120. Damit wird die Spannung des Leistungsdetektors dem Analog-Digital-Wandler 124 zugeführt. Der Analog-Digital-Wandler 124 erzeugt ein digitales Leistungsdetektorsignal. Der Schalter 127 verbindet den Analog-Digital-Wandler 124 mit dem ersten Ausgang 128. Damit wird das digitale Leistungsdetektorsignal an den ersten Ausgang 128 bereitgestellt. An den zweiten Ausgang 132 wird kein Signal bereitgestellt. In einem zweiten Schaltzustand des Steuersignals verbindet das Schaltmodul 113 den ersten Anschlusseingang 116 mit dem Signalausgang 120. Eine erste Spannung, die an dem ersten Anschlusseingang 116 bereitgestellt ist, wird in den Analog-Digital-Wandler 124 gespeist. Der Analog-Digital-Wandler 124 stellt ein erstes digitales Signal bereit, das aus der ersten Spannung abgeleitet ist. Der Schalter 127 verbindet den Analog-Digital-Wandler 124 mit dem zweiten Ausgang 132. Das erste digitale Signal ist dementsprechend an dem zweiten Ausgang 132 bereitgestellt. An dem ersten Ausgang 128 wird kein Signal bereitgestellt. In einem dritten Zustand des Steuerungssignals verbindet das Schaltmodul 113 den zweiten Eingangsanschluss 119 mit dem Signalausgang 120. Eine zweite Spannung, die an dem zweiten Eingangsanschluss 119 bereitgestellt ist, wird in den Analog-Digital-Wandler 124 gespeist. Der Analog-Digital-Wandler 124 stellt ein zweites digitales Signal bereit, das aus der zweiten Spannung abgeleitet ist. Der Schalter 127 verbindet den Analog-Digital-Wandler 124 mit dem zweiten Ausgang 132. Derart wird das zweite digitale Signal an dem zweiten Ausgang 132 bereitgestellt. An dem ersten Eingang 128 wird kein Signal bereitgestellt.
Die APC Einheit 123 umfasst weiterhin eine Zielwertleitung 133, die den Zielwertanschluss 134 mit dem zweiten Eingang 135 des Subtrahierers 131 verbindet. In den Zielwertanschluss 134 kann ein Zielwertsignal gespeist werden, wobei das Zielwertsignal einen Leistungspegel darstellt, der von der Verstärkerstufe 101 erreicht werden soll. Der Subtrahierer 131 zieht ein Signal, das an dem ersten Eingang 130 bereitgestellt ist, von dem Zielwertsignal ab und stellt ein korrigiertes Zielsignal an dem Subtrahiererausgang 136 bereit. Eine Verbindungsleitung 137 verbindet den Subtrahiererausgang 136 mit einer Steuereinheit 138. Die Steuereinheit 138 weist einen Kontrollausgang 139 auf. Eine Kontrollleitung 140 verbindet den Kontrollausgang 139 zu einem Leistungskontrolleingang 141 der Verstärkerstufe 101.
Die Verstärkervorrichtung 100 weist derart eine Rückführschleife auf, die derart eingerichtet ist, dass sie die Ausgangsleistung der Verstärkerstufe 101 stellt. Während oder zum Beginn eines Übertragungsmodus verbindet das Schaltmodul 113 den Leistungsdetektor 106 mit dem Analog-Digital-Wandler 124. Das von dem Analog-Digital-Wandler 124 bereitgestellte digitale Leistungsdetektorsignal wird dem Subtrahierer 131 zugeführt. Der Subtrahierer 131 stellt ein Signal bereit, das die Differenz zwischen einem Zielwert der Ausgangsleistung der Verstärkerstufe 101 und einer tatsächlichen Ausgangsleistung, die von dem Leistungsdetektor 106 ermittelt ist, darstellt. Entsprechend dieser Differenz steuert die Steuereinheit 138 den Verstärkungsfaktor der Verstärkerstufe 101, so dass der Zielwert und der tatsächliche Ausgangswert übereinstimmen. Der Zielwert ist durch das Zielwertsignal festgelegt, das durch eine externe Einheit, wie beispielsweise eine Basisbandeinheit oder eine andere Digital-Signalverarbeitungseinheit bereitgestellt ist. Es ist ebenso denkbar, dass die Verstärkungsvorrichtung 100 und/oder ein Transmitter und die externe Einheit in einem einzelnen Halbleiterbauelement oder Chip integriert sind. Jede mögliche Aufteilung des Systems in verschiedene Bausteine und/oder Halbleiterchips ist denkbar.
Falls die Verstärkervorrichtung 100 in einem Empfangsmodus arbeitet, verbindet das Schaltmodul 113 wenigstens eines der des ersten Eingangsanschlusses 116 und des zweiten Eingangsanschlusses 119 mit dem Analog-Digital-Wandler 124. Der Schalter 127 verbindet den Analog-Digital-Wandler 124 mit dem zweiten Ausgang 132. Die Spannung, die an einem des ersten Eingangsanschlusses 116 und des zweiten Eingangsanschlusses 119 bereitgestellt ist, kann eine Spannung sein, die beispielsweise von einer Versorgungs- oder einer Batteriespannung ermittelt ist, die der Verstärkervorrichtung 100 bereitgestellt ist. Damit kann die Spannung ebenfalls von einer Spannung abgeleitet sein, die von einer NTC oder einer PTC Zelle ermittelt ist, die in der Verstärkervorrichtung 100 angeordnet ist. Eine solche NTC oder PTC Zelle kann eine Temperatur der Verstärkerstufe 101 erfassen, so dass die Spannung einem Temperaturwert entspricht. In Folge würde das digitale Signal, das an dem zweiten Ausgang 132 bereitgestellt ist eine Messung einer Versorgungsspannung und einer Temperatur der Verstärkerstufe 101 entsprechen. Diese Information kann in der externen Einheit bereitgestellt werden, die den Zielwert der Ausgangsleistung festlegt. Die externe Einheit kann derart bereitgestellt sein, dass während einer Empfangsoperation der Zielwert für die nächste Übertragungsoperation eingestellt ist. Sie kann ebenfalls so eingestellt sein, dass der Zielwert entsprechend eines digitalen Signals eingestellt wird, das am Ende einer Empfangsoperation bereitgestellt ist.
In einer Ausführungsform ermittelt der Analog-Digital-Wandler 124 die Batteriespannung während Zeitintervallen, wenn die Leistungsermittlung nicht benötigt ist. Abhängig von der Messung ändert die externe Einheit den Zielwert für den nächsten Übertragungsburst. Beispielsweise kann ein einfacher Algorithmus wie folgt ausgestaltet sein. Wenn die Batteriespannung unter einen Schwellenwert fällt, der einstellbar oder programmierbar sein kann, reduziert die externe Einheit den Zielwert der Ausgangsleistung um einen fixen oder einen vorgegebenen Schritt. Dies kann darauf abzielen, dass eine Linearitätsperformanz der Verstärkerstufe 101 bei einem Übertragungsmodus, der eine 8-PSK Modulation verwendet, aufrecht erhalten bleibt. Ein anderes Beispiel wäre ein weiter fortgeschrittener Algorithmus, das die Ausgangsleistung als eine lineare Funktion in der Batteriespannung absenkt, wobei ebenfalls auf einen Spannungsschwellenwert und auf eine bis vorgegebene Leistungsreduktionsrampe Bezug genommen wird.
In einer Ausführungsform weist die Verstärkerstufe 101 eine Vielzahl von einzelnen Verstärkerstufen auf. In einer Ausführungsform wird die Spannungsregelung an einer Endausgangsstufe ausgeführt, die in der Verstärkerstufe 101 angeordnet ist. Entsprechend eines Ausführungsbeispiels umfasst die Verstärkerstufe 101 einen programmierbar einstellbaren Verstärker beziehungsweise programmable gain amplifier (PGC Verstärker). In einer Ausführungsform kann die Leistungsregelung an den PGC Verstärker ausgeführt sein. In einer Ausführungsform, die besonders bevorzugt in einem EDGE oder in einem amplituden moduliertem System verwendet wird, wird die Eingangsleistung der Verstärkerstufe 101 gestellt. In einer Ausführungsform umfasst die Verstärkerstufe 101 einen Leistungsverstärker.
In einer Ausführungsform wird die Steuereinheit 123 während einer Empfangsoperation des Tranceivers, in dem die Verstärkervorrichtung angeordnet ist, ausgeschaltet.
2 zeigt beispielhaft ein Schaltmodul 113 (dargestellt in gestrichelten Linien) das in einem oder mehreren Ausführungsformen der Verstärkervorrichtung angeordnet sein kann. Jedes Element das identische Funktionen zu dem in 1 gezeigten Elementen ist, hat ein oder weist ein identisches Bezugszeichen auf. Diese Art beider Bezugszeichen ist gewählt, um das Verständnis des gezeigten Beispiels zu vereinfachen und soll nicht so verstanden werden, dass der Bereich oder die Bedeutung der Merkmale in den Ansprüchen ausgelegt oder begrenzt werden soll. Das Schaltmodul 113 hat eine erste Eingangsleistung 201, um eine erste Spannung aufzunehmen, die eine Versorgungsleistung der Verstärkungsvorrichtung darstellt. Die erste Eingangsleitung 200 ist mit einem ersten Anschluss 201 eines ersten Transistors 202 verbunden und ist zudem mit einem ersten Knoten 204 verbunden. Ein zweiter Anschluss 203 ist mit einem zweiten Knoten 206 verbunden. Der zweite Knoten 206 ist mit einem Signalausgang 120 verbunden. Ein Source-Drain Pfad des ersten Transistors 202 verbindet den ersten Anschluss 201 und den zweiten Anschluss 203. Ein erster Gate-Anschluss 207 des ersten Transistors 203 ist mit einem ersten Signaleingang 208 verbunden. Der erste Knoten 206 ist mit einem dritten Anschluss 209 eines zweiten Transistors 210 verbunden. Ein vierter Anschluss 211 des zweiten Transistors ist mit einem dritten Knoten 212 verbunden. Ein Source-Drain Pfad des zweiten Transistors 210 verbindet den dritten Anschluss 209 mit dem vierten Anschluss 211. Ein zweiter Gate-Anschluss 213 des zweiten Transistors 210 ist mit einem zweiten Signaleingang 214 verbunden.
Der erste Knoten 204 ist in einem Versorgungsspannungsdetektor 215 (dargestellt in gestrichelten Linien) angeordnet. Der erste Knoten 204 ist über einen ersten Widerstand 216 mit einem Masseanschluss verbunden. Weiterhin ist der erste Knoten 204 über eine Source-Drain Strecke des dritten Transistors 217 und einem zweiten Widerstand 218 mit einem Batteriespannungseingang 219 verbunden. Ein dritter Gate-Anschluss 220 des dritten Transistors 217 ist mit dem ersten Signaleingang 208 verbunden. Der Versorgungsspannungsdetektor 215 stellt demnach einen Spannungsteiler dar, falls die Source-Drain Strecke des dritten Transistors 217 geöffnet ist. Eine erste Spannung, die an dem ersten Knoten 204 bereitgestellt wird, wird von dem Spannungsteiler runter skaliert. Entsprechend bestimmt eine Batteriespannung die an dem Batteriespannungseingang 219 bereitgestellt ist, und die Beziehung der Widerstandswerte des ersten Widerstands 216 und des Widerstandswerts des zweiten Widerstands 218 die erste Spannung. Die Beziehung wird gemäß der gewählten Implementierung der Verstärkervorrichtung gewählt. Sie kann beispielsweise in Abhängigkeit der Auflösung und des Arbeitsbereichs des Analog-Digital-Wandlers 124 gewählt sein, der in 1 dargestellt ist. Beispielsweise kann der erste Widerstand 216 bei einem Widerstandwert von 10 kΩ aufweisen, während der zweite Widerstand 218 einen Widerstandswert von 100 kΩ aufweist, so dass die Batteriespannung runter skaliert wird und eine Verarbeitung der ersten Spannung in dem Analog-Digital-Wandler 124 ermöglicht ist.
Der dritte Transistor 217 ist vorteilhafterweise gesperrt, wenn der Versorgungsspannungsdetektor 215 nicht verwendet ist. Damit wird ein Batteriestrom durch den ersten Widerstand 216, dem dritten Transistor 217 und dem zweiten Widerstand 218 reduziert.
Der dritte Knoten 212 ist in einem Leistungsdetektor 106 angeordnet und entspricht dem Knoten 109, der in 1 dargestellt ist. Der Leistungsdetektor 106 ist identisch mit dem Leistungsdetektor 106 der 1 und weist identische Elemente auf. Jedoch ist es möglich, andere Implementierungen und Ausgestaltungen des Leistungsdetektors 106 vorzusehen, wie es bereits vorausgehend beschrieben ist.
Die drei Transistoren 202, 210 und 217 dienen dazu, entweder den Versorgungsspannungsdetektor 215 oder den Leistungsdetektor 106 mit dem Signalausgang 120 zu verbinden. Wenn der erste Transistor 202 eingeschaltet ist, was bedeutet, dass er am ersten Gate-Anschluss 207 ein Signal erhält, so dass die Source-Drain Strecke des ersten Transistors 202 geöffnet ist, wird das an dem ersten Knoten bereitgestellte Versorgungsspannungssignal dem Signalausgang 120 zugeführt. Dabei wird darauf hingewiesen, dass zum selben Zeitpunkt der dritte Transistor 217 ebenfalls angeschaltet ist, d. h. eine geöffnete Source-Drain Strecke aufweist. Gleichzeitig ist der zweite Transistor 210 gesperrt, d. h. ein Signal am zweiten Gate-Anschluss 213 ist derart gewählt, so dass die Source-Drain Strecke des zweiten Transistors gesperrt ist. Dies wird erzielt, in dem entsprechende Spannungen an dem ersten Signaleingang 208 bereitgestellt werden, beispielsweise in dem eine Spannung mit einem hohen Signalpegel beziehungsweise einer logischen „1" dem ersten Signaleingang 208 zugeführt sind, und dem zweiten Signaleingang 214 eine niedrige Spannung beziehungsweise eine logische „0" zugeführt ist.
Wenn der erste Transistor 202 und der dritte Transistor 217 gesperrt sind, ist der zweite Transistor 210 geöffnet, so dass die Leistungsdetektorspannung an dem Signalausgang 120 geführt ist. Beispielsweise kann dies dadurch erreicht werden, in dem Spannungen an dem ersten Signaleingang 208 eingestellt werden, z. B. durch eine niedrige Pegelspannung beziehungsweise eine logische „0" während an dem zweiten Signaleingang 214 ein hoher Signalpegel beziehungsweise eine logische „1" anliegt. Allgemein ist die Schaltung derart eingerichtet, dass falls ein digitales Kontrollsignal verwendet wird, das digitale Signal am ersten Signaleingang 208 das logische Komplementär eines digitalen Signals am zweiten Signaleingang 213 ist.
3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Leistungsregelung eines Verstärkers in einem Sender dar. Das Verfahren ist für eine der Ausführungsformen der 1 oder 2 anwendbar, es ist aber ebenso denkbar, dass es in einer Vorrichtung die entsprechend ausgelegt ist ebenfalls anwendbar wäre. In einem ersten Verfahrensschritt 301 wird ein erstes Signal bereitgestellt, das eine Ausgangsleistung des Verstärkers darstellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 302 wird ein zweites Signal bereitgestellt, das eine Versorgungsspannung darstellt, die an dem Verstärker bereitgestellt wird. In anderen Ausführungsformen werden die Verfahrensschritte 301 und 302 simultan durchgeführt oder die Reihenfolge der Verfahrensschritte wird ausgetauscht. In einem dritten Verfahrensschritt 303 wird eines des ersten oder zweiten Signals als Leistungssteuerungssignal ausgewählt, dies geschieht in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Senders. In einem vierten Verfahrensschritt 304 wird die Ausgangsleistung des Verstärkers in Abhängigkeit des Leistungsteuersignals gestellt.
In einer Ausführungsform wird das erste Signal als Leistungssteuerungssignal während eines Sendebetriebszustandes des Senders bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird das zweite Signal als Leistungskontrollsignal während eines Sendebetriebszustandes des Senders bereitgestellt. In einem Ausführungsbeispiel wird das zweite Signal als Leistungssteuerungssignal während eines Empfangsbetriebszustandes des Senders bereitgestellt. Diese Auswahl wird während des dritten Verfahrenschritts 303 durchgeführt.
Das Verfahren kann in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt sein. Beispielsweise gibt es wenigstens zwei Möglichkeiten:

– Auslesen der Batteriespannung oder der die Temperatur darstellenden Spannung während eines Sendebetriebs oder eines Sendeburst; oder
– Auslesen der Batteriespannung oder der die Temperatur darstellenden Spannung während eines Empfangsbetriebs oder eines Empfangsburst.

Die erste Möglichkeit ist vor allem für eine Leistungssteuerung anwendbar, die in einem sogenannten open loop power control mode während einer Übertragungsoperation arbeitet. Dies ist beispielsweise der Fall für amplituden modulierte Systeme, wie beispielsweise 8-PSK. Es kann vorteilhaft sein mit dem Erfassen der Batteriespannung während eines Übertragungszustandes so lange zu warten, bis eine Leistungsrampe erreicht ist. In einer Ausführungsform ist eine Kapazität in der Verstärkungsvorrichtung vorgesehen. Damit ist es möglich, ein vordefiniertes Zeitintervall zu setzen, in dem eine Entladung der Kapazität beobachtet wird. Wenn die Verstärkungsvorrichtung eingeschaltet ist, wird die Kapazität mit einem Einschaltsignal geladen. Währenddessen verbindet das Schaltmodul den Leistungsdetektor mit dem Analog-Digital-Wandler. Die Kapazität entlädt sich anschließend mit einer charakteristischen Zeitskala die durch ihren Kapazitätswert vorgegeben ist. Sobald die Ladung auf der Kapazität einen bestimmten Wert erreicht oder unter diesen Wert fällt, führt das Schaltmodul das Versorgungsspannungssignal dem Analog-Digital-Wandler zu. Dieses Verfahren muss nicht notwendigerweise besonders akkurat sein. Beispielsweise dauert in einem GSM System ein Übertragungsburst ca. 542 μs, während die Messung oder das Erfassen der Batteriespannung in 1–10 μs erfolgen kann. In einem Ausführungsbeispiel wird das Erfassen der Batteriespannung während des Endes des Übertragungsburstes durchgeführt, was erheblich die Anforderung an die Zeitmessung verringert. Entsprechend muss die Kapazität nicht besonders zuverlässig ausgeführt sein, dies insbesondere hinsichtlich ihres Kapazitätswertes oder des Prozesses, der zum Herstellen der Kapazität verwendet wird.
In einer Ausführungsform wird die Batteriespannung während eines Übertragungsbetriebs erfasst. Dieses Verfahren ist vorteilhaft für eine Verstärkervorrichtung, die ein Switch Schaltmodul aufweist, das in dem gleichen Halbleiterbauelement wie die Verstärkerstufe ausgeführt ist. Ein solcher sogenannter Singlechip empfangt ein externes Signal, das einen Übertragungs- oder Empfangszustand repräsentiert. Das externe Signal wird zur Steuerung des Schaltmoduls verwendet. In einem solchen Verfahren kann das gemessene oder ermittelte Versorgungsspannungssignal in einem Register gespeichert werden oder hinterlegt werden, so dass der Inhalt des Registers verwendet werden kann, um einen Zielwert oder eine notwendige Reduzierung der Ausgangsleistung zu bestimmen. Dieses Register kann innerhalb der Verstärkungsvorrichtung oder in einer externen Einheit angeordnet sein. Ein solches Verfahren kann dann besonders vorteilhaft sein, wenn ein erster Übertragungsbetrieb nach einem Empfangsbetrieb erfolgt. Damit steht eine Information über den Ladezustand der Batterie zur Verfügung, bevor eine erste Übertragung erfolgt und bereits im ersten Übertragungsbetrieb kann die Linearität der Verstärkervorrichtung eingehalten werden.

Claims

Ein Verstärkermodul umfassend: – ein Verstärker (101) mit einem Ausgang; – ein Koppelelement (107) zum Aufnehmen ein erstes Signal am Ausgang; – einen Leistungsdetektor (110) zum Ermitteln eines Leistungssignals aus dem ersten Signal; – einen Eingang (116) zum Aufnehmen eines zweiten Signals; und – einen Schalter (113), der derart eingerichtet ist, dass er in Abhängigkeit eines Steuersignals wahlweise das Leistungssignal oder das zweite Signal zu einem Signalausgang (120) führt.
Ein Verstärkermodul gemäß Patentanspruch 1, wobei das zweite Signal eine Versorgungsspannungsinformation umfasst.
Ein Verstärkermodul gemäß einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei das zweite Signal eine Temperaturinformation umfasst.
Ein Verstärkermodul gemäß einem der vorangehenden Patenansprüche umfassend: – einen zweiten Eingang (119) zum Aufnehmen eines dritten Signals.
Ein Verstärkermodul gemäß Patentanspruch 4, wobei der Schalter (113) in Abhängigkeit des Steuersignals eines der folgenden Signale zu dem Signalausgang (120) führt: – Leistungssignal; – das zweite Signal; – oder das dritte Signal.
Ein Verstärkermodul gemäß einem der vorangehenden Patentansprüche, umfassend: – eine Leistungsregeleinheit (123), die an den Signalausgang gekoppelt ist, um das Leistungssignal aufzunehmen.
Ein Verstärkermodul gemäß Patentanspruch 6, wobei die Leistungsregeleinheit (123) mit dem Verstärker (101) gekoppelt ist, um eine Ausgangsleistung des Verstärkers (101) zu stellen.
Ein Verstärkermodul gemäß Patentanspruch 7, wobei die Leistungsregeleinheit (123) derart eingerichtet ist, dass die Ausgangsleistung zumindest in Abhängigkeit des Leistungssignals gestellt ist.
Ein Verstärkermodul gemäß Patentanspruch 7, wobei die Leistungsregeleinheit (123) einen Zielwert für die Ausgangsleistung aufnimmt und derart eingerichtet ist, die Ausgangleistung zumindest in Abhängigkeit des Zielwertes zu stellen.
Ein Verstärkermodul gemäß Patentanspruch 6, wobei die Leistungsregeleinheit (123) einen Analog-Digital-Wandler (124) umfasst, der das Leistungssignal in ein digitales Leistungssignal wandelt.
Eine Verstärkervorrichtung mit: – einer Ausgangsstufe (101), um ein Übertragungssignal auszugeben; – einem Leistungsdetektor (106), der an die Ausgangsstufe (101) gekoppelt ist, um eine Ausgangsleistung des Übertragungssignals aufzunehmen; – einem Versorgungsspannungsdetektor zum Erfassen eines Versorgungsleistungssignals; – ein Schaltmodul (113) mit: – einem ersten Eingang (112), der mit dem Leistungsdetektor (106) verbunden ist; – einem zweiten Eingang (116), der mit dem Versorgungsspannungsdetektor verbunden ist; – einem Kontrolleingang (121) zum Aufnehmen eines Steuersignals; und – einem Schalterausgang (120), der an den ersten Eingang (112) oder den zweiten Eingang (116) in Abhängigkeit des Steuersignals koppelt.
Eine Verstärkervorrichtung gemäß Patentanspruch 11 mit: – einer Steuereinheit (123), die einen dritten Eingang (119) aufweist, der an den Schaltausgang und an einen Kontrollausgang gekoppelt ist, wobei der Kontrollausgang an die Ausgangsstufe (101) gekoppelt ist.
Eine Verstärkervorrichtung gemäß Patentanspruch 11, wobei die Steuereinheit (123) einen Analog-Digital-Wandler (124) aufweist, der an den dritten Eingang gekoppelt ist.
Eine Verstärkervorrichtung gemäß Patentanspruch 11, wobei der Versorgungsleistungsdetektor einen Spannungsteiler aufweist, um eine der Verstärkervorrichtung zugeführte Versorgungsspannung zu skalieren.
Einen Sender mit: – einer Verstärkerstufe (101) zum Bereitstellen eines Ausgangssignals; – einen Leistungsregler (123) , der mit der Verstärkerstufe (101) verbunden ist, zum Bereitstellen eines Leistungssteuersignals an die Verstärkerstufe (101) zum Stellen einer Ausgangsleistung des Ausgangssignals; und – einem mit dem Leistungsregler (123) verbundenden Detektormodul zum selektiven Bereitstellen eines ersten Steuersignals an den Leistungsregler (123), wobei das erste Steuersignal eine Ausgangsleistung des Ausgangssignals vorgibt, oder eines zweiten Steuersignals an die Verstärkerstufe (101), wobei das zweite Steuersignal eine Versorgungsleistung darstellt.
Ein Verstärker gemäß Patentanspruch 15, wobei das Detektormodul ein Schaltmodul (113) umfasst, um das erste Steuersignal oder das zweite Steuersignal auszuwählen.
Ein Sender gemäß einem der Patentansprüche 15 oder 16 mit – einer Steuereinheit, die an das Detektormodul gekoppelt ist, um diesem ein Signal zu übermitteln, das einen Sende- oder einen Empfangszustand repräsentiert.
Ein Sender gemäß gemäß einem der Patentansprüche 15 bis 17, wobei das Detektormodul derart ausgestaltet ist, dass er dem Leistungsregler (123) ein zweites Steuersignal bereitstellt, wenn die Steuereinheit einen Empfangszustand indiziert.
Ein Verfahren zum Steuern einer Verstärkervorrichtung mit einem Verstärker (101), umfassend: – Bereitstellen eines ersten Signals, das einer Ausgangsleistung der Verstärkervorrichtung anzeigt; – Bereitstellen eines zweiten Signals, das eine Versorgungsspannung anzeigt, die der Verstärkervorrichtung zugeführt ist; – Auswählen eines des ersten Signals oder des zweiten Signals als Leistungskontrollsignal; und – Steuern der Ausgangsleistung in Abhängigkeit des Leistungskontrollsignals.
Ein Verfahren zum Steuern einer Verstärkervorrichtung mit einem Verstärker (101), umfassend: – Bereitstellen eines ersten Signals, das eine Ausgangsleistung der Verstärkervorrichtung anzeigt; – Bereitstellen eines zweiten Signals, das eine Temperatur der Verstärkervorrichtung anzeigt; – Auswählen eines des ersten Signals oder des zweiten Signals als Leistungskontrollsignal; und – Steuern der Ausgangsleistung in Abhängigkeit des Leistungskontrollsignals.
Ein Verfahren zur Leistungsanpassung eines Verstärkers (101) in einem Sender mit: – Bereitstellen eines ersten Signals, das eine Ausgangleistung des Verstärkers anzeigt; – Bereitstellen eines zweiten Signals, das eine Versorgungsspannung des Verstärkers anzeigt; – Auswählen eines des ersten Signals oder des zweiten Signals als Leistungskontrollsignal in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Senders; und – Steuernde Ausgangsleistung in Abhängigkeit des Leistungskontrollsignals.
Ein Verfahren zur Leistungsanpassung eines Verstärkers (101) in einem Sender gemäß Patentanspruch 21 umfassend: – Bereitstellen eines ersten Signals als Leistungskontrollsignal während eines Sendebetriebs des Senders.
Ein Verfahren zur Leistungsanpassung eines Verstärkers (101) in einem Sender gemäß einem der Patentansprüche 21 oder 22 umfassend: – Bereitstellen des zweiten Signals als Leistungskontrollsignals während eines Empfangsbetriebs des Senders.
Ein Verfahren zur Leistungsanpassung eines Verstärkers (101) in einem Sender gemäß gemäß einem der Patentansprüche 21 bis 22 umfassend: – Bereitstellen des zweiten Signals als Leistungskontrollsignals während eines Sendebetriebs des Senders.