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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Hochfrequenzmodulation
und insbesondere eine Modulation, welche einen Impedanzkompensationsschaltkreis
verwendet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Im
Allgemeinen ist ein Leistungsverstärker eine Vorrichtung, welche
ein Eingangssignal mit einem kleinen Energiebetrag in ein ähnliches
Ausgangssignal mit einem größeren Energiebetrag
wandelt. Ein Leistungsverstärker
kann z. B. ein Eingangssignal mit einer verhältnismäßig kleinen Amplitude aufnehmen
und es in ein Ausgangssignal mit einer verhältnismäßig großen Amplitude wandeln. Funksender,
wie z. B. Basisstationen, Mobiltelefone und weitere Kommunikationsvorrichtungen,
verwenden häufig
diese Leistungsverstärker,
um Kommunikationssignale zwischen entfernten Vorrichtungen zu übertragen.
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Ein
idealer Leistungsverstärker
wäre eine absolut
lineare Vorrichtung, das bedeutet, dass, wenn ein Ansteuersignal
für den
Verstärker
erhöht wird,
das von dem Verstärker
gelieferte Ausgangssignal auch erhöht wird, bis ein Punkt erreicht
ist, an dem ein Teil des Verstärkers
gesättigt
ist und keine weitere Ausgabe erzeugen kann.
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Bei
einigen Anwendungen, wie z. B. bei mobilen Kommunikationsvorrichtungen,
ist ferner eine Effizienz (eine Ausgestaltung mit niedriger Leistung) zusätzlich zur
Linearität
ein wichtiger Gesichtspunkt. Bezugnehmend auf 1 ist
ein Beispiel eines etwas ineffektiven Leistungsverstärkers 100 gezeigt. Dieser
Leistungsverstärker 100 weist
eine Leistungsverstärkungsstufe 102,
einen Zirkulator 104 und ein Bandpassfilter 106 auf,
welches am Ausgang mit einer Last (RL) gekoppelt
ist. Im Betrieb liefert die Leistungsverstärkungsstufe 102 eine
Spannung über
einer großen
Bandbreite. Die Inbandfrequenzkomponenten fließen durch den Zirkulator 104,
verlaufen durch das Durchlassband des Bandpassfilters 106 zu der
Last RL, wie durch Linie 108 dargestellt.
Die Außerbandfrequenzkomponenten
sehen jedoch eine hohe Impedanz bei dem Bandpassfilter 106 und
werden zurück
in Richtung des Zirkulators 104 geworfen, welcher die Leistung über einen
Ableitwiderstand 110 abführt, wie durch Linie 112 angezeigt.
Dies führt
zu einem Leistungsverlust und einem Leistungsverstärker mit
einer verhältnismäßig geringen
Effizienz.
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Wie
aus der obigen Erörterung
und hierin beschriebenen Ausführungsformen
verständlich
ist, ist es eine Aufgabe der Erfindung, Leistungsverstärker bereitzustellen,
welche sowohl Linearität
als auch eine hohe Effizienz zeigen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt daher einen Leistungsverstärker nach
Anspruch 1, einen Leistungsverstärker
nach Anspruch 7, ein Verfahren zum Modulieren eines Eingangssignals
nach Anspruch 17, einen Hochfrequenzsender nach Anspruch 21 und
einen Leistungsverstärker
nach Anspruch 27 bereit. Die abhängigen
Ansprüche
definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Nachfolgend
wird eine vereinfachte Zusammenfassung bereitgestellt, um ein grundlegendes Verständnis von
einem oder mehreren Aspekten der Erfindung bereitzustellen. Diese
Zusammenfassung ist kein umfassender Überblick der Erfindung und
soll weder Schlüsselelemente
noch kritische Elemente der Erfindung identifizieren oder den Umfang
davon abgrenzen. Vielmehr ist der Hauptzweck der Zusammenfassung,
einige Konzepte der Erfindung in einer vereinfachten Form als eine
Einleitung für die
detailliertere Beschreibung, welche später dargelegt werden wird,
darzustellen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Leistungsverstärker bereitgestellt, welcher
eine Schaltbetriebsart-Leistungsverstärkungsstufe
aufweist. Die Leistungsverstärkungsstufe
weist einen Ausgang auf, welcher ausgestaltet ist, eine verstärkte Ausgabespannung
als eine Funktion eines Ansteuersignals bereitzustellen, wobei das
Ansteuersignal während
einer ersten Zeit schwankt und während
einer zweiten Zeit inaktiv ist. Der Leistungsverstärker weist
ferner einen Impedanzkompensationsschaltkreis auf, welcher mit dem
Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe
gekoppelt ist. Der Impedanzkompensationsschaltkreis kann wahlweise
eine Ausgangsimpedanz der Leistungsverstärkungsstufe als eine Funktion
eines Steuersignals verändern,
welches während
der ersten Zeit kontinuierlich inaktiv ist und während der zweiten Zeit kontinuierlich
aktiv ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
kann die Schaltbetriebsart-Leistungsverstärkungsstufe
einen Induktivitäts-Kapazitätsschaltkreis
aufweisen und der Leistungsverstärker
ferner ein Filter umfassen, welches mit dem Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe
gekoppelt ist und ausgestaltet ist, einige Frequenzkomponenten der
verstärkten
Ausgabespannung zu einem Ausgang des Filters zu leiten und andere
Frequenzkomponenten der verstärkten
Ausgangsspannung zu reflektieren, wobei zumindest etwas Energie
der reflektierten Frequenzkomponenten während der zweiten Zeit in dem
Induktivitäts-Kapazitätsschaltkreis
gespeichert wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
der Impedanzkompensationsschaltkreis die Ausgangsimpedanz der Leistungsverstärkungsstufe über die
erste und die zweite Zeit näherungsweise konstant
halten.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform stellt
die Leistungsverstärkungsstufe
die verstärkte Ausgabespannung
in einem differentiellen Format über
einen ersten und einen zweiten symmetrischen Zweig des Verstärkerausgangs
als eine Funktion des Ansteuersignals und eines inversen Ansteuersignals, welches
näherungsweise
um 180° verschoben
bezogen auf das Ansteuersignal ist, bereit.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
stellt die Leistungsverstärkungsstufe
die verstärkte
Ausgangsspannung in einem einendigen Format bereit. Die Leistungsverstärkungsstufe
umfasst ein erstes Schaltelement, eine versorgungsseitige Induktivität in Reihe
mit einer Kapazität
mit einem Hochfrequenzversorgungsknoten zwischen der versorgungsseitigen
Induktivität
und der Kapazität,
und eine erste Induktivität,
welche mit dem Hochfrequenzversorgungsknoten und dem Ausgang der
Leistungsverstärkungsstufe
gekoppelt ist. Das erste Schaltelement umfasst einen Gate-Anschluss,
an welchem das Ansteuersignal empfangen wird, einen Source-Anschluss,
welcher mit Masse verbunden ist, und einen Drain-Anschluss, welcher
mit dem Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe verbunden ist.
Die versorgungsseitige Induktivität weist einen Anschluss auf,
welcher mit einer Gleichstromversorgungsspannung verbunden ist,
und die Kapazität weist
einen mit Masse verbundenen Anschluss auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst der Impedanzkompensationsschaltkreis eine Impedanzkompensationsschaltung
mit einem Knoten, welcher mit dem Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe gekoppelt
ist, und mit einem weiteren Knoten, welcher mit einem Schaltelement
gekoppelt ist, welches wahlweise den weiteren Knoten der Impedanzkompensationsschaltung
als eine Funktion des Steuersignals mit Masse verbindet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird weiterhin ein Leistungsverstärker bereitgestellt, welcher einen
Signalgenerator, eine Schaltbetriebsart-Leistungsverstärkungsstufe
und einen Impedanzkompensationsschaltkreis umfasst. Der Signalgenerator ist
ausgestaltet, ein Eingangssignal mit einer Hüllkurve zu empfangen und ist
weiterhin ausgestaltet, ein Ansteuersignal und ein Impulsbreitenmodulationssignal
bereitzustellen. Das Ansteuersignal ist während einer ersten Zeit mit
einer Trägerwelle
moduliert und während
einer zweiten Zeit inaktiv. Das Impulsbreitenmodulationssignal ist
während
der ersten Zeit kontinuierlich inaktiv und während der zweiten Zeit kontinuierlich
aktiv. Die Schaltbetriebsart-Leistungsverstärkungsstufe
ist ausgestaltet, in Verbindung mit einem zwischen einen differentiellen
Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe
gekoppelten Filter eine verstärkte
Ausgangsspannung an dem differentiellen Ausgang als eine Funktion
des Ansteuersignals und eines inversen Ansteuersignals bereitzustellen.
Der Impedanzkompensationsschaltkreis ist mit dem differentiellen
Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe gekoppelt
und ausgestaltet, eine Ausgangsimpedanz der Leistungsverstärkungsstufe
als eine Funktion des Impulsbreitenmodulationssignals wahlweise
zu verändern.
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Das
Filter kann ein gefiltertes Signal bereitstellen, welches mit der
Trägerwelle
moduliert ist und welches eine Hüllkurve
aufweist, welche ähnlich
zu der Hüllkurve
des Eingangssignals ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die Leistungsverstärkungsstufe
ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement. Das erste
Schaltelement wird über
das Ansteuersignal gesteuert und ist mit einem ersten einendigen
Ausgang des differentiellen Ausgangs gekoppelt. Das zweite Schaltelement wird über das
inverse Ansteuersignal gesteuert und ist mit einem zweiten einendigen
Ausgang des differentiellen Ausgangs gekoppelt. Das Filter ist mit
dem ersten und dem zweiten einendigen Ausgang gekoppelt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die Leistungsverstärkungsstufe
ferner eine versorgungsseitige Induktivi tät, eine erste Induktivität und eine
zweite Induktivität.
Die versorgungsseitige Induktivität ist in Reihe mit einer Kapazität geschaltet, wobei
ein Hochfrequenzversorgungsknoten zwischen die versorgungsseitige
Induktivität
und die Kapazität
geschaltet ist. Die versorgungsseitige Induktivität hat einen
Anschluss, welcher mit einer Gleichstromversorgungsspannung gekoppelt
ist. Die Kapazität
hat einen Anschluss, welcher mit Masse gekoppelt ist. Die erste
Induktivität
ist mit dem Hochfrequenzversorgungsknoten und dem ersten einendigen
Ausgang gekoppelt. Die zweite Induktivität ist mit dem Hochfrequenzversorgungsknoten
und dem zweiten einendigen Ausgang gekoppelt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst der Impedanzkompensationsschaltkreis eine erste Impedanzkompensationsschaltung
und eine zweite Impedanzkompensationsschaltung. Die erste Impedanzkompensationsschaltung
umfasst einen ersten Knoten, welcher mit dem ersten einendigen Ausgang
der Leistungsverstärkungsstufe
gekoppelt ist, und einen dritten Knoten, welcher mit einem dritten
Schaltelement gekoppelt ist, welches wahlweise den dritten Knoten
der Impedanzkompensationsschaltung als eine Funktion des Impulsbreitenmodulationssignals
mit Masse koppelt. Die zweite Impedanzkompensationsschaltung umfasst
einen zweiten Knoten, welcher mit dem zweiten einendigen Ausgang
der Leistungsverstärkungsstufe
gekoppelt ist, und einen vierten Knoten, welcher mit einem vierten Schaltelement
gekoppelt ist, welches wahlweise den vierten Knoten der Impedanzkompensationsschaltung
als eine Funktion des Impulsbreitenmodulationssignals mit Masse
koppelt.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
umfasst der Impedanzkompensationsschaltkreis eine erste Impedanzkompensationsschaltung, welche
eine erste Kapazität
aufweist, und ein drittes Schaltelement. Das dritte Schaltelement
umfasst einen Gate-Anschluss, an welchem das Impulsbreitenmodulationssignal
zugeführt
wird, und ist in Reihe mit der ersten Kapazität.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
des Leistungsverstärkers
umfasst der Impedanzkompensationsschaltkreis eine erste Impedanzkompensationsschaltung
mit einer ersten Kapazität
in Reihe mit einer ersten Induktivität, und ein drittes Schaltelement
mit einem Gate-Anschluss, an welchem das Impulsbreitenmodulationssignal
zugeführt
wird. Das dritte Schaltelement ist in Reihe mit der ersten Kapazität und der
ersten Induktivität.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des Leistungsverstärkers
umfasst der Signalgenerator einen Hüllkurvendetektor, einen Komparator
und einen Bearbeitungsschaltkreis. Der Hüllkurvendetektor ist ausgestaltet,
das Eingangssignal zu empfangen und ein Hüllkurvensignal davon bereitzustellen.
Der Komparator ist ausgestaltet, das Hüllkurvensignal zu empfangen
und das Impulsbreitenmodulationssignal daraus bereitzustellen. Der
Bearbeitungsschaltkreis ist ausgestaltet, das Impulsbreitenmodulationssignal mit
einer Trägerwelle
logisch in Beziehung zu setzen und dadurch das Ansteuersignal bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Modulieren eines Eingangssignals bereitgestellt.
Das Verfahren umfasst ein Erzeugen eines Hüllkurvensignals auf der Grundlage
eines Eingangssignals mit einer Hüllkurve. Das Verfahren umfasst
weiterhin ein Erzeugen eines Impulsbreitenmodulationssignals durch
Vergleichen des Hüllkurvensignals
mit einem Abtastsignals, wobei das Impulsbreitenmodulationssignal
während
einer ersten Zeit kontinuierlich inaktiv ist und während einer
zweiten Zeit kontinuierlich aktiv ist. Weiterhin umfasst das Verfahren
ein Erzeugen eines Ansteuersignals, welches während der ersten Zeit eine
Trägerwellenfrequenz
aufzeigt und während
der zweiten Zeit inaktiv ist. Gemäß dem Verfahren wird weiterhin
ein verstärktes
Ausgangssignal an einem Ausgang einer Leistungsverstärkungsstufe
unter Verwendung des Ansteuersignals erzeugt. Bei dem Verfahren
wird das verstärkte
Ausgangssignal unter Verwendung eines Filters gefiltert. Das Filter
ist mit dem Ausgang der Leistungsverstär kungsstufe gekoppelt. Außerdem wird
bei dem Verfahren eine Ausgangsimpedanz der Leistungsverstärkungsstufe,
wie sie von dem Filter gesehen wird, als eine Funktion des Impulsbreitenmodulationssignals
verändert.
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Das
verstärkte
Ausgangssignal kann während
der ersten Zeit Gegentaktschwingungen und während der zweiten Zeit Gleichtaktschwingungen umfassen.
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Das
Verändern
der Ausgangsimpedanz der Leistungsverstärkungsstufe kann ein Öffnen oder Schließen eines
Schaltelements umfassen, welches mit einer Impedanzkompensationsschaltung
gekoppelt ist, welche mit dem Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe
verbunden ist.
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Das
gefilterte Signal kann mit der Trägerwellenfrequenz moduliert
werden und kann eine Hüllkurve
aufweisen, welche ähnlich
zu der Hüllkurve
des Eingangssignals ist.
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Erfindungsgemäß wird ein
Funkfrequenzsender bereitgestellt, welcher einen Hüllkurvendetektor,
einen Komparator, einen Bearbeitungsschaltkreis, eine Leistungsverstärkungsstufe,
ein Filter und einen ersten Impedanzkompensationsschaltkreis umfasst.
Der Hüllkurvendetektor
ist ausgestaltet, das Eingangssignal zu empfangen und ein Hüllkurvensignal
daraus bereitzustellen. Der Komparator ist ausgestaltet, das Hüllkurvensignal
zu empfangen und ein Impulsbreitenmodulationssignal bereitzustellen, welches
während
einer ersten Zeit kontinuierlich inaktiv ist und während einer
zweiten Zeit kontinuierlich aktiv ist. Der Bearbeitungsschaltkreis
ist ausgestaltet, das Impulsbreitenmodulationssignal mit einer Trägerwelle
logisch in Bezug zu setzen und dadurch ein Ansteuersignal bereitzustellen.
Die Leistungsverstärkungsstufe
ist ausgestaltet, eine verstärkte
Ausgangsspannung an einem ersten einendigen Ausgangszweig bereitzustellen.
Die Leistungsverstärkungsstufe
umfasst einen ersten MOSFET zum Bereitstellen der verstärkten Ausgangsspannung
als eine Funktion des bearbeite ten Impulsbreitenmodulationssignals.
Das Filter ist mit dem ersten einendigen Ausgangszweig gekoppelt
und ausgestaltet, ein gefiltertes Ausgangssignal bereitzustellen.
Das gefilterte Ausgangssignal weist eine Hüllkurve auf, welche ähnlich zu
der des Eingangssignals ist, und weist eine Frequenz auf, welche
größer als
die des Eingangssignals ist. Der erste Impedanzkompensationsschaltkreis
ist mit dem ersten einendigen Ausgangszweig gekoppelt und weist
ein drittes Schaltelement auf, welches ausgestaltet ist, eine Ausgangsimpedanz
der Leistungsverstärkungsstufe
als eine Funktion des Impulsbreitenmodulationssignals wahlweise zu
verändern.
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Das
Filter kann ein Basisbandfilter höherer Ordnung mit einem Lufthohlraum
sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die Leistungsverstärkungsstufe
ferner ein zweites Schaltelement und einen zweiten Impedanzkompensationsschaltkreis.
Das zweite Schaltelement dient zum Bereitstellen der verstärkten Ausgangsspannung entlang
einem zweiten einendigen Ausgangszweig der Leistungsverstärkungsstufe
als eine Funktion eines inversen Impulsbreitenmodulationssignals,
welches um 180° phasenverschoben
bezogen auf das Impulsbreitenmodulationssignal ist. Der zweite Impedanzkompensationsschaltkreis
ist mit dem zweiten einendigen Ausgangszweig gekoppelt und weist
ein viertes Schaltelement zum wahlweisen Koppeln des zweiten Impedanzkompensationsschaltkreises
mit Masse als eine Funktion des Impulsbreitenmodulationssignals
auf.
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Das
Filter kann mit dem ersten und dem zweiten einendigen Ausgangszweig
gekoppelt werden.
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Weiterhin
kann der Funkfrequenzsender eine Antenne umfassen, welche ausgestaltet
ist, das gefilterte Ausgangssignal zu empfangen und das gefilterte
Ausgangssignal zu übertragen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Leistungsverstärker bereitgestellt, welcher
ein Signalgeneratormittel, ein Leistungsverstärkungsmittel und ein Impedanzkompensationsmittel
umfasst. Das Signalgeneratormittel dient zum Empfangen eines analogen
Eingangssignals und zum Bereitstellen eines Ansteuersignals, welches
mit einer Trägerwelle während einer
ersten Zeit moduliert wird und während
einer zweiten Zeit inaktiv ist. Das Signalgeneratormittel stellt
weiterhin ein Impulsbreitenmodulationssignal bereit, welches während der
ersten Zeit kontinuierlich inaktiv und während der zweiten Zeit kontinuierlich
aktiv ist. Das Leistungsverstärkungsmittel
dient zum Bereitstellen einer verstärkten Ausgangsspannung als
eine Funktion des Ansteuersignals. Das Impedanzkompensationsmittel
dient zum selektiven Verändern
einer Ausgangsimpedanz des Leistungsverstärkungsmittels als eine Funktion
des Impulsbreitenmodulationssignals.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst der Leistungsverstärker
weiterhin ein Filtermittel zum Durchlassen von Inbandfrequenzkomponenten
der verstärkten
Ausgangsspannung, um ein gefiltertes Ausgangssignal zu erzeugen,
und zum Reflektieren von Außerbandfrequenzkomponenten
der verstärkten
Ausgangsspannung zurück
in Richtung des Leistungsverstärkungsmittels.
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Die
nachfolgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen legen im Detail
bestimmte veranschaulichende Aspekte und Realisierungen der Erfindung
dar. Diese zeigen nur einige wenige der verschiedenen Arten, auf
welche die Prinzipien der Erfindung ausgeführt werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche einen ineffizienten Leistungsverstärker gemäß dem Stand
der Technik darstellt;
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2 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Ausführungsform eines Leistungsverstärkers darstellt,
welcher eine erhöhte
Effizienz aufweist, aber unter Nichtlinearitäten leidet;
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3 ist
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
eines Leistungsverstärkers,
welcher einen Impedanzkompensationsschaltkreis aufweist, um Nichtlinearitäten zu begrenzen;
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4 zeigt
ein Beispiel einer Gruppe von Zeitdiagrammen, welche zu der Ausführungsform
der 3 gehören;
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5 ist
eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Funksenders,
welcher eine detailliertere Ausführungsform
eines Leistungsverstärkers
aufweist, welcher einen Impedanzkompensationsschaltkreis aufweist,
um Nichtlinearitäten
zu begrenzen;
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6 ist
eine Reihe von Zeitdiagrammen gemäß einem Beispiel von Signalen,
welche zu der Ausführungsform
der 5 passen;
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7 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Leistungsverstärker mit
einem Beispiel eines detaillierteren Impedanzkompensationsschaltkreises
darstellt;
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8 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Leistungsverstärker mit
einem Beispiel eines detaillierteren Impedanzkompensationsschaltkreises
darstellt;
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9 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Leistungsverstärker mit
einem Beispiel eines detaillierteren Impedanzkompensationsschaltkreises
darstellt; und
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren eines Modulierens eines
Eingangssignals gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Mehrere
Realisierungen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, wobei durchwegs gleiche Bezugszeichen
verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen. Obwohl nachfolgend
darstellende Beispiele zum Zwecke der Einfachheit und Klarheit im
Zusammenhang mit einer Amplitudenmodulation beschrieben werden,
ist es klar, dass Aspekte der Erfindung auch auf andere Arten von
Modulationen, wie z. B. eine Phasenmodulation, angewendet werden
können.
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Im
Vergleich mit dem ineffizienten Leistungsverstärker der 1 zeigt 2 eine
Ausführungsform
einer Leistungsverstärkungsstufe 202 und
einen Bandpassfilter 204, wo die reflektierte Leistung
nicht über
einen Ableitwiderstand abgeführt
wird, sondern vielmehr in LC-Schaltkreisen 206, 208,
in der Leistungsverstärkungsstufe 202 gespeichert
wird. Durch Begrenzen eines Leistungsverlusts kann der Leistungsverstärker 200 eine
höhere
Effizienz als der zuvor erörterte
Leistungsverstärker 100 aufweisen.
Genauer gesagt, weist die Leistungsverstärkerstufe 202 der 2 einen
differentiellen Ausgang 210 auf, welcher eine verstärkte Spannung
als eine Funktion der Zeit überträgt, wobei
die verstärkte
Spannung einige Frequenzkomponenten, welche durch den Durchlassbereich
des Bandpassfilters 204 verlaufen, und andere Frequenzkomponenten,
welche von dem oberen oder unteren Sperrbereich des Bandpassfilters 204 geblockt
werden, aufweist. Die Außerbandleistung
sieht im Wesentlichen eine hohe Impedanz an dem Filter 204,
und so reflektiert das Filter 204 die Außerbandleistung
zurück
zu der Leistungsverstärkungsstufe 202.
Aufgrund der Struktur und Frequenz, bei welcher die Leistungsverstärkungsstufe 202 betrieben
wird, wird die Außerbandleistung
in den LC-Schaltungen (z. B. Induktivität 212, Kapazität 214 und
Kapazität 216;
und Induktivität 218,
Kapazität 220 und
Kapazität 216)
gespeichert, anstatt abgeführt
zu werden. Da die LC-Schaltungen wie Oszillatoren arbeiten, wird
die Außerbandleistung
zurück
in das System geführt,
um Leistungsverluste zu begrenzen und schnelle Antwortzeiten zu
ermöglichen.
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Obwohl
diese Lösung
theoretisch gut klingt, kann jedoch bei praktischen Lösungen die
Leistungsverstärkerstufe 202 eine
zeitvariante Ausgangsimpedanz zeigen, welche eine Nichtlinearität des Leistungsverstärkers 200 bewirkt.
Unglücklicherweise werden
viele moderne Kommunikationssysteme, wie z. B. zellulare Systeme,
PCS-Systeme und Satellitensysteme, um eine lineare Verstärkung aufgebaut. Daher
ist dieser Leistungsverstärker 200 weniger
geeignet.
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Bezug
nehmend auf 3 ist eine Ausführungsform
eines Leistungsverstärkers 300 gezeigt, welche
einen Impedanzkompensationsschaltkreis aufweist, welcher die zeitvariante
Ausgangsimpedanz der Ausführungsform
der 2 kompensieren kann, wodurch ein hocheffizienter
linearer Leistungsverstärker
bereitgestellt wird. Um diese Funktionalität zu ermöglichen, weist der Leistungsverstärker 300 verschiedene
Komponenten auf, welche im Betrieb zusammengekoppelt sind, und zwar
einen Signalgenerator 302, eine Leistungsverstärkungsstufe 304, ein
Filter 306 und einen Impedanzkompensationsschaltkreis 308.
Es ist zu beachten, dass, obwohl der Leistungsverstärker 300 mit
einer Leistungsverstärkungsstufe 304 mit
einem einendigen Ausgang gezeigt ist, Aspekte der Erfindung gleichermaßen auf Leistungsverstärkungsstufen
mit differentiellen Ausgängen
anwendbar sind.
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Wie 3 zeigt,
empfängt
der Signalgenerator 302 ein Eingangssignal, Si(t),
welches zu modulieren ist. Auf der Grundlage des Eingangssignals,
Si(t), stellt der Signalgenerator 302 ein
Ansteuersignal, Sdrive(t), und ein Steuersignal,
Scontrol(t) bereit. Bezug nehmend auf 4 ist
zu sehen, dass das Ansteuersignal während einer ersten Zeit t1 schwanken kann und während einer zweiten Zeit t2 inaktiv ist. Das Steuersignal kann während der
ersten Zeit t1 kontinuierlich inak tiv und
während
der zweiten Zeit t2 kontinuierlich aktiv
sein. Obwohl das Ansteuersignal der 4 als eine
Reihe von halbsinusförmigen
Wellenformen gezeigt ist, könnte
es auch eine Reihe von Rechteck- oder rechteckförmigen Wellen sein.
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Bezug
nehmend auf 3 empfängt die Leistungsverstärkungsstufe 304 das
Ansteuersignal, Sdrive(t), häufig an
dem Gate-Anschluss
eines Schaltelements (z. B. MOSFET) und liefert eine verstärkte Ausgangsspannung,
Sa(t), daraus. Somit kann das Schaltelement
als eine zeitvariante Spannungsquelle arbeiten, welche eine Spannung
auf der Grundlage des Ansteuersignals liefert. Die Leistungsverstärkungsstufe 304 weist
ferner typischerweise mindestens eine Induktivitäts-Kapazitätsschaltung (LC) auf, um Spannungskomponenten
wieder einzufangen, von welchen erwartet wird, dass sie von dem
Filter 306 zu ihrem Eingang reflektiert werden.
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Unter
Berücksichtigung
des zuvor Beschriebenen arbeitet das Filter 306 in Verbindung
mit der Leistungsverstärkungsstufe 304,
um die verstärkte Ausgangsspannung,
Sa(t), zu liefern. Genauer gesagt, ermöglicht das
Filter 306 einigen Frequenzkomponenten der verstärkten Ausgangsspannung
da durch zu verlaufen, aber blockiert (reflektiert) andere Frequenzkomponenten
in Richtung des Ausgangs der Verstärkungsstufe 304. Die
Frequenzkomponenten, welche durch das Filter 306 laufen,
bilden das gefilterte Ausgangssignal, Sf(t),
wie gezeigt. Die reflektierten Komponenten haben im Gegensatz dazu zumindest
einen Anteil ihrer Energie in der LC-Schaltung in der Leistungsverstärkungsstufe 304 gespeichert.
Diese reflektierten Komponenten ermöglichen dem Leistungsverstärker 300,
möglicherweise
eine verhältnismäßig hohe
Effizienz und eine verhältnismäßig schnelle
Antwortzeit aufzuweisen. Um diese reflektierten Komponenten geeignet
zu berücksichtigen
und Nichtlinearitäten
zu begrenzen, weist der Leistungsverstärker 300 den Impedanzkompensationsschaltkreis 308 auf,
welcher mit dem Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe 304 gekoppelt
ist.
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Der
Impedanzkompensationsschaltkreis 308 ändert den effektiven Ausgangswiderstand
der Leistungsverstärkungsstufe 304 (aus
Sicht des Filters 306) als eine Funktion des Steuersignals
Scontrol(t). Das Steuersignal steuert ein
Schaltelement 310, welches wahlweise eine Impedanzkompensationsschaltung 312 mit
Masse koppelt oder von Masse entkoppelt. Auf diese Art und Weise ändert der
Impedanzkompensationsschaltkreis 308 die effektive Ausgangsimpedanz,
welche das Filter 306 sieht, wenn es zurück in Richtung
der Leistungsverstärkungsstufe 304 schaut.
Bei einigen Ausführungsformen
wird die Impedanzkompensationsschaltung 312 derart strukturiert
sein, dass das Filter 306 zu allen Zeiten eine konstante
Ausgangsimpedanz sieht, wenn es zurück in Richtung der Leistungsverstärkungsstufe 304 schaut.
Dies ermöglicht
dem Impedanzkompensationsschaltkreis 312 dazu beizutragen,
die reflektierten Spannungskomponenten wieder einzufangen, wodurch
eine höhere
Effizienz ermöglicht
wird, als zuvor erreichbar war.
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Bei
einer Ausführungsform
kann das Steuersignal z. B. den Impedanzkompensationsschaltkreis 312 während der
Zeit t1 von Masse entkoppeln, wenn das Ansteuersignal
aktiv ist. Im Gegensatz dazu kann das Steuersignal den Impedanzschaltkreis 312 während der
Zeit t2 mit Masse koppeln, wenn das Ansteuersignal
inaktiv ist. Bei anderen Ausführungsformen
kann das Steuersignal verwendet werden, die Ausgangsimpedanz auf
andere Arten und Weisen zu ändern.
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Nachdem
nun eine etwas allgemeine Beschreibung eines Leistungsverstärkers 300 mit
dem Impedanzkompensationsschaltkreis 308 dargelegt wurde,
wird eine detailliertere Ausführungsform
eines Leistungsverstärkers 400 zusammen
mit beigefügten Zeitdiagrammen
in 5–6 beschrieben.
Zum Zwecke der Darstellung und Klarheit wird diese Ausführungsform
im Zusammenhang mit einem Funkfrequenzsender gezeigt, welcher drahtlose
Kommunikationssignale über
eine Antenne überträgt und eine Leistungsverstärkungsstufe
mit einem differentiellen Ausgang aufweist. Bei andern Ausführungsformen kann
jedoch der Leis tungsverstärker
in anderen Zusammenhängen
(z. B. Audioverstärkern)
verwendet werden und/oder in einer einendigen Ausgangskonfiguration
realisiert werden. Eine kurze strukturelle Beschreibung wird nun
unter Bezugnahme auf 5 dargelegt, nach welcher die
Zeitdiagramme unter Bezugnahme auf 6 beschrieben
werden.
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Wie
in 5 gezeigt, ist eine detaillierte Ausführungsform
eines Leistungsverstärkers 400 zu
sehen, welcher einen Signalgenerator 402, eine Leistungsverstärkungsstufe 404,
ein Bandpassfilter 406 und einen Impedanzkompensationsschaltkreis 408 aufweist.
Bei dieser Ausführungsform
kann der Leistungsverstärker 400 ausgestaltet
sein, sein gefiltertes Ausgangssignal, Sf(t),
zu einer Antenne 410 zu liefern, welche z. B. einer Basisstation
mit einer Übertragungsleistung
in einem Bereich von einigen wenigen Watt bis zu mehreren hundert
Watt zugeordnet ist.
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Der
Signalgenerator
402 empfängt ein Eingangssignal S
i(t) und liefert das Impulsbreitenmodulationssignal
S
PWM(t) und das Ansteuersignal, S
d(t), basierend auf einem Hochfrequenzabtastsignal, S
S(t), sowie einem Trägerwellensignal, S
carr(t).
Um dieses Verhalten zu ermöglichen,
weist der Signalgenerator
402 einen Hüllkurvendetektor
412,
einen Komparator
414 und einen Bearbeitungsschaltkreis
416 auf.
Der Hüllkurvendetektor
412 empfängt das Eingangssignal
S
i(t) und stellt ein Hüllkurvensignal S
env(t)
als eine Funktion davon bereit. Der Komparator
414 empfängt das
Hüllkurvensignal
S
env(t) sowie das Abtastsignal S
S(t) und liefert ein Impulsbreitenmodulationssignal
S
PWM(t) darauf basierend. Der Bearbeitungsschaltkreis
416 empfängt das
Impulsbreitenmodulationssignal, S
PWM(t),
und das Trägerwellensignal,
S
carr(t), und stellt das Ansteuersignal,
S
d(t), (und optional ein inverses Ansteuersignal,
)
daraus bereit. Gemäß einer
Ausführungsform
kann der Signalgenerator
402 als ein Basisbandprozessor
realisiert werden, welcher das Eingangssignal empfängt und
daraus eine separate Phasen- und Amplitudeninformation extrahiert.
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Bei
der gezeigten differentiellen Konfiguration weist die Leistungsverstärkungsstufe
404 einen ersten
und einen zweiten symmetrischen Zweig
418,
420 auf,
welche den Ansteuersignalen zugeordnet sind. Der erste Zweig
418 weist
eine erste Induktivität
422 und
einen ersten MOSFET
424 mit einer parasitären Kapazität C
ds auf, wobei der erste MOSFET
424 das
Ansteuersignal, S
d(t), an seinem Gate-Anschluss empfängt. Der
Drain-Anschluss
des ersten MOSFET
424 und ein Anschluss der ersten Induktivität
422 sind
mit einem ersten einendigen Ausgangsknoten
426 gekoppelt.
Der zweite Zweig
420 weist eine zweite Induktivität
428 und
einen zweiten MOSFET
430 mit einer parasitären Kapazität C
ds auf, wobei der zweite MOSFET
430 das
inverse Ansteuersignal,
,
an seinem Gate-Anschluss empfängt.
Der Drain-Anschluss des zweiten MOSFET
430 und ein Anschluss
der zweiten Induktivität
428 sind
mit einem zweiten einendigen Ausgangsknoten
432 gekoppelt. Somit
bilden der erste und der zweite einendige Verstärkerausgang
426,
432 zusammengenommen
einen differentiellen Verstärkerausgang,
auf welchem eine verstärkte
Ausgangsspannung, S
a(t), geliefert wird.
Da die Ansteuersignale, (S
d(t),
,
näherungsweise
180° zueinander
phasenverschoben sind, ist zu einer gegebenen Zeit, wenn die Ansteuersignale
aktiv sind (d. h., oszillieren), nur ein MOSFET aktiv.
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Die
Leistungsverstärkungsstufe 404 weist ferner
eine versorgungsseitige Induktivität 434 und eine versorgungsseitige
Kapazität 436 symmetrisch zwischen
dem ersten und dem zweiten symmetrischen Zweig 418, 420 auf.
Die versorgungsseitige Induktivität 434 ist mit einem
Anschluss mit einer Gleichspannungsversorgung (VDD)
gekoppelt und ist mit dem anderen Anschluss mit einem Hochfrequenzversorgungsknoten
(RF) 435 gekoppelt. Die versorgungsseitige Kapazität 436 ist
mit einem Anschluss mit dem Hochfrequenzversorgungsknoten 435 gekoppelt
und ist mit ihrem anderen Anschluss mit Masse (VSS)
gekoppelt.
-
Bei
einer Ausführungsform
weist die erste Induktivität
422 eine
Induktivität
von L/2 und die zweite Induktivität
428 auch eine Induktivität von L/2
auf, wobei L durch:
gegeben ist, wobei f
c die Frequenz des Trägerwellensignals ist. Die Induktivität der versorgungsseitigen Induktivität
434 (L
DC) ist typischerweise derart gewählt, dass
L
DC >> L gilt. Während eines
Betriebs des Verstärkers
verhindert oder begrenzt diese Konfiguration einen Hochfrequenzstromzug
von V
DD, aber ermöglicht, dass der Hochfrequenzversorgungsknoten
435 Hochfrequenzströme über V
SS speist. Von daher wird von V
DD nur
ein Gleichstrom gezogen, und Hochfrequenzströme werden von dem Hochfrequenzversorgungsknoten
bereitgestellt.
-
Sobald
die Leistungsverstärkungsstufe 404 das
verstärkte
Ausgangssignal, Sa(t), an ihrem differentiellen
Ausgang hervorgebracht hat, empfängt
das Bandpassfilter 406 das verstärkte Ausgangssignal. Das Bandpassfilter 406 ermöglicht Inbandkomponenten
zu der Antenne 410 durchzulaufen, aber reflektiert Außerbandkomponenten
zurück
zu dem differentiellen Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe 404.
Aufgrund der Struktur und Frequenz, bei welcher der Leistungsverstärker betrieben
wird, wird die Außerbandleistung
in den LC-Schaltungen (z. B. der ersten Induktivität 422,
der versorgungsseitigen Kapazität 436 und
der Kapazität
Cds; sowie der zweiten Induktivität 428,
der versorgungsseitigen Kapazität 436 und
der Kapazität
Cds) gespeichert und wird in das System
zurückgespeist,
um Leistungsverluste zu begrenzen und schnelle Antwortzeiten zu
ermöglichen.
Um Verluste weiter zu begrenzen, welche in dem Leistungsverstärker auftreten,
kann das Bandpassfilter 406 bei einer Ausführungsform
ein Bandpassfilter mit einer hohen Ordnung und einem Lufthohlraum
sein.
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Der
Impedanzkompensationsschaltkreis
408 weist eine erste und
eine zweite symmetrische Impedanzkompensationsschaltung
438,
440 auf,
welche mit dem ersten bzw. dem zweiten einendigen Ausgang
426,
432 verbunden
sind. Der Impedanzkompensationsschaltkreis
408 weist ferner
einen dritten und einen vierten MOSFET
442,
444 auf,
welche wahlweise die erste bzw. die zweite Impedanzkompensationsschaltung
438,
440 als
eine Funktion des Impulsbreiten-modulierten Signals, S
PWM(t),
mit Masse koppelt. Wenn die Ansteuersignale, S
d(t),
, schwankende
Amplituden aufweisen (d. h., aktiv sind), werden der dritte und
der vierte MOSFET
442,
444 auf diese Art und Weise
die erste und die zweite Impedanzkompensationsschaltung
438,
440 von Masse
entkoppeln. Umgekehrt, wenn die Ansteuersignale, S
d(t),
,
konstante Amplituden aufweisen (d. h., inaktiv sind), werden der
dritte und der vierte MOSFET
442,
444 die erste
und die zweite Impedanzkompensationsschaltung
438,
440 mit
Masse koppeln. Auf diese Art und Weise sieht das Bandpassfilter
406 zu
allen Zeiten eine verhältnismäßig konstante
Ausgangsimpedanz, wenn es zurück
in den differentiellen Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe
404 schaut.
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Bezug
nehmend auf 6 ist eine Reihe von Wellenformen
zu sehen, welche im Zusammenhang mit der Ausführungsform der 5 beschrieben
werden. Es ist zu beachten, dass diese Wellenformen etwas idealistisch
sein können
und tatsächliche
Wellenformen von diesen Gezeigten abweichen können.
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Das
(nicht gezeigte) Eingangssignal, Si(t), welches
zu modulieren ist, kann an dem Eingang des Signalgenerators 402 empfangen
werden. Im Allgemeinen weist das Eingangssignal eine Frequenz auf, welche
erheblich geringer als die der Trägerwelle ist, und wird auf
eine höhere
Frequenz hochgesetzt, welche für
eine drahtlose Übertragung
geeignet ist. Obwohl 6 nicht das Eingangssignal zeigt,
zeigt sie ein Hüllkurvensignal,
Senv(t), welches daraus abgeleitet wird.
-
Zwecks
der Klarheit ist ein dreieckförmiges Abtastsignal,
SS(t), dem Hüllkurvensignal überlagert, um
eine Art und Weise zu zeigen, auf welche der Komparator 414 das
PWM-Signal, SPWM(t), erzeugen kann. Obwohl 6 ein
dreieckförmiges
Abtastsignal zeigt, kann auch ein rechteckförmiges Abtastsignal oder ein
beliebiges anderes Abtastsignal verwendet werden.
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Wie
gezeigt, wird das PWM-Signal SPWM(t) ermittelt,
wenn der Komparator 414 das Hüllkurvensignal Senv(t)
mit dem Abtastsignal SS(t) vergleicht. Demzufolge
weist SPWM(t) ein Tastverhältnis auf,
welches sich als eine Funktion der Amplitude (Hüllkurve) des Eingangssignals
Si(t) verändert. Wie gezeigt, ist SPWM(t) während
einer ersten Zeit t1 kontinuierlich inaktiv
und während
einer zweiten Zeit t2 kontinuierlich aktiv.
Obwohl SPWM(t) als kontinuierlich aktiv
oder kontinuierlich inaktiv gezeigt ist, kann SPWM(t)
auch geringe Unstetigkeiten aufweisen, welche auch als bezeichnende
gültige Äquivalente
davon angesehen werden.
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Ein
Trägerwellensignal
Scarr(t) wird von dem Bearbeitungsschaltkreis 416 zusammen
mit dem PWM-Signal empfangen. Häufig
weist das Trägerwellensignal
eine verhältnismäßig hohe
Frequenz bezogen auf die Impulsbreitenmodulations- und die Eingangssignale
auf. In der dargestellten Ausführungsform
kann die Trägerwelle
eine Frequenz aufweisen, welche in den Hochfrequenzbereich fällt. In Abhängigkeit
der Realisierung kann die Trägerfrequenz
z. B. von einigen wenigen Kilohertz bis hinauf zu vielen Gigahertz
reichen. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann die Trägerwelle
auch phasenmoduliert sein.
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Der
Bearbeitungsschaltkreis
416 multipliziert das PWM-Signal
und das Trägerwellensignal,
um das Ansteuersignal S
d(t) wie gezeigt
zu erzeugen. Somit schwankt das Ansteuersignal während der ersten Zeit t
1 und ist während der zweiten Zeit t
2 inaktiv. Ein inverses Ansteuersignal
kann
auch auf eine ähnliche
Art und Weise erzeugt werden, wobei das inverse An steuersignal näherungsweise
180° phasenverschoben
bezogen auf das Ansteuersignal ist.
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Eine
differentielle verstärkte
Ausgangsspannung Sa(t) wird an dem differentiellen
Ausgang der Leistungsverstärkungsstufe 404 bereitgestellt.
Während
die Ansteuersignale aktiv sind (z. B. während t1), wird
die differentielle verstärkte
Ausgangsspannung von der Verstärkungsstufe
geliefert. Diese differentielle verstärkte Ausgangsspannung wird
gewonnen, indem die Differenz zwischen den Spannungen auf dem ersten
einendigen Ausgang und dem zweiten einendigen Ausgang gebildet wird.
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Ein
gefiltertes Ausgangssignal, Sf(t), wird
erzeugt, wenn das Bandpassfilter den Inbandfrequenzkomponenten ermöglicht,
da durch zu verlaufen. Somit ist das gefilterte Ausgangssignal,
Sf(t), im Wesentlichen eine modulierte Version
des Eingangssignals Si(t).
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Während die
Ansteuersignale aktiv sind (z. B. während t1),
weisen die einendigen Ausgänge 426, 432 Gegentaktschwingungen
auf, welche gegenphasig zueinander verlaufen. Umgekehrt, wenn die
Ansteuersignale inaktiv sind (z. B. während t2),
sind die einendigen Ausgänge 426, 432 durch
das Filter 406 miteinander gekoppelt und fallen in ein
Gleichtaktschwingungsmuster. Diese Gleichtaktschwingungen bewahren
den größten Teil
der Energie, welche das Bandpassfilter zu der Leistungsverstärkungsstufe
zurück
reflektiert. Diese Energie wird verwendet, um einen Betrieb des
Leistungsverstärkers
zu beschleunigen, wenn die bearbeiteten PWM-Signale wieder aktiviert
werden, wodurch eine Verstärkeransprechzeit und
Effizienz verbessert wird.
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Bezug
nehmend auf 7–9 sind einige
weitere detaillierte Beispiele von Schaltungen gezeigt, welche für den Impedanzkompensationsschaltkreis 408 verwendet
werden können.
Z. B. zeigt 7 eine Ausführungsform eines Breitbandschalters,
wo die erste Impedanzkompensationsschaltung 438 eine erste
Kapazität 602 aufweist,
welche zwischen einem ersten einendi gen Ausgang 604 und
einem dritten MOSFET 606 gekoppelt ist. Die zweite Impedanzkompensationsschaltung 440 weist
eine zweite Kapazität 608 auf,
welche zwischen einem zweiten einendigen Ausgang 610 und
einem vierten MOSFET 612 gekoppelt ist.
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8 zeigt
eine Ausführungsform
eines Schmalbandschalters. Bei dieser Ausführungsform weist die erste
Impedanzkompensationsschaltung 438 eine erste LC-Schaltung
auf, welche eine erste Kapazität 702 in
Reihe mit einer dritten Induktivität 704 aufweist. Die
zweite Impedanzkompensationsschaltung 440 weist eine zweite
LC-Schaltung auf, welche eine zweite Kapazität 706 in Reihe mit
einer vierten Induktivität 708 aufweist.
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9 zeigt
eine weitere Ausführungsform,
in welcher eine erste Impedanzkompensationsschaltung wahlweise eine
erste Induktivität 802 mit
der Leistungsverstärkungsstufe
als eine Funktion des Impulsbreiten-modulierten Signals koppelt
und von dieser entkoppelt. Auf ähnliche
Art und Weise koppelt und entkoppelt eine zweite Impedanzkompensationsschaltung
wahlweise eine zweite Induktivität 804 mit
der Leistungsverstärkungsstufe
als eine Funktion des Impulsbreiten-modulierten Signals.
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Bezug
nehmend auf 10 ist ein Verfahren zum Modulieren
eines Eingangssignals gemäß einem
Aspekt der Erfindung gezeigt. Obwohl das Verfahren nachfolgend als
eine Reihe von Vorgängen oder
Ereignissen dargestellt und beschrieben ist, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf die dargestellte Reihenfolge derartiger Vorgänge oder
Ereignisse beschränkt.
Z. B. können
einige Vorgänge
in unterschiedlichen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen
Vorgängen
oder Ereignissen neben den hierin dargestellten und/oder beschriebenen
auftreten. Zusätzlich
sind nicht alle dargestellten Schritte notwendig, um eine Methode
gemäß einem
oder mehrerer Aspekte der vorliegenden Erfindung zu realisieren.
Ferner können
ein oder mehrere der hierin dargestellten Vorgänge in einem oder mehreren
getrennten Vorgängen
oder Phasen ausgeführt
werden.
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In 10 beginnt
das Verfahren 1000 bei 1002, wenn ein Hüllkurvensignal
auf der Grundlage eines Eingangssignals mit einer Hüllkurve
erzeugt wird.
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Bei 1004 wird
ein Impulsbreitenmodulationssignal durch Vergleichen des Hüllkurvensignals
mit einem Abtastsignal erzeugt, wobei das Impulsbreitenmodulationssignal
während
einer ersten Zeit kontinuierlich inaktiv ist und während einer
zweiten Zeit kontinuierlich aktiv ist.
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Bei 1006 wird
ein Ansteuersignal erzeugt, welches während der ersten Zeit eine
Trägerwellenfrequenz
aufweist und während
der zweiten Zeit inaktiv ist.
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Bei 1008 wird
ein verstärktes
Ausgangssignal an einem Ausgang einer Leistungsverstärkungsstufe
durch Verwenden des Ansteuersignals erzeugt.
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Bei 1010 wird
das verstärkte
Ausgangssignal unter Verwendung eines Filters, welcher mit dem Ausgang
der Leistungsverstärkungsstufe
gekoppelt ist, gefiltert; und
bei 1012 wird eine Ausgangsimpedanz
der Leistungsverstärkungsstufe
aus Sicht des Filters als eine Funktion des Impulsbreitenmodulationssignals
verändert.
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Wie
einem Fachmann klar sein wird, kann dieses Verfahren 1000 mit
weiteren Merkmalen der zuvor erörterten
Ausführungsformen
kombiniert werden.
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Einige
Verfahren und entsprechende Merkmale der vorliegenden Offenbarung
können
durch Hardwaremodule, Softwareroutinen oder eine Kombination aus
Hardware und Software ausgeführt
werden. Soweit Software verwendet wird, z. B. durch einen Ba sisbandprozessor
oder einen anderen Prozessor in Verbindung mit dem Leistungsverstärker, kann
die Software über
ein "computerlesbares
Medium" bereitgestellt
werden, welches ein beliebiges Medium umfasst, welches zum Bereitstellen
von Anweisungen für
den Prozessor beiträgt.
Ein derartiges computerlesbares Medium kann eine Vielzahl von Ausgestaltungen
annehmen, welche nicht-flüchtige Medien,
flüchtige
Medien und Übertragungsmedien einschließen, aber
nicht darauf beschränkt
sind. Nicht-flüchtige
Medien schließen
z. B. optische Disks (z. B. CDs, DVDs etc.) oder magnetische Disks
(z. B. Floppydisks, Bänder
etc.) ein. Flüchtige
Medien schließen
dynamische Speicher, wie z. B. ferroelektrische Speicher, SRAM oder
DRAM, ein. Übertragungsmedien
schließen
Koaxialkabel, Kupferkabel, Faseroptiken usw. ein, welche die Befehle über ein Netz
oder Zwischenkommunikationsvorrichtungen übertragen können. Übertragungsmedien können ferner
elektromagnetische Wellen, wie z. B. Spannungswellen, Lichtwellen
oder Funkwellen, einschließen.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf eine oder mehrere Realisierungen dargestellt
und beschrieben wurde, können
Veränderungen
und/oder Modifikationen an den dargestellten Beispielen durchgeführt werden,
ohne von der Lehre und dem Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Obwohl einige der
hierin beschriebenen Ausführungsformen
beispielsweise unter Bezugnahme auf MOSFETs dargestellt und erörtert wurden,
ist es klar, dass auch andere Schaltelemente verwendet werden können. Diese Schaltelemente
können
Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (high electron mobility
transistors, HEMTs), Bipolartransistoren (bipolar junction transistors,
BJTs), laterale Metalloxidhalbleitertransistoren (lateral diffused
metal Oxide semiconductor transistors, LDMOS), Vakuumröhren und
andere Arten von Schaltelementen aufweisen.
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Insbesondere
in Bezug auf die verschiedenen Funktionen, welche von den zuvor
beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Vorrichtungen,
Schaltungen, Systemen usw.) aus geführt werden, sollen die Begriffe
(einschließlich
eines Bezugs auf "Mittel"), welche verwendet
werden, um derartige Komponenten zu beschreiben, einer beliebigen
Komponente oder Struktur, welche die spezifizierte Funktion der
beschriebenen Komponente (z. B., welche funktional äquivalent
ist) ausführt,
entsprechen, sofern dies nicht anderweitig angegeben ist, sogar
wenn sie nicht strukturell äquivalent
zu der offenbarten Struktur ist, welche die Funktion in den hierin
dargestellten exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung
ausführt.
Obwohl ein spezielles Merkmal der Erfindung nur in Bezug auf eine
oder mehrere Realisierungen offenbart wurde, kann ein derartiges
Merkmal mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen von anderen Realisierungen
kombiniert werden, wie es für
eine gegebene oder spezielle Anwendung gewünscht und vorteilhaft sein
kann. Soweit die Begriffe "einschließend", "einschließen", "aufweisend", "aufweisen", "mit" oder Varianten davon
in entweder der detaillierten Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet
werden, sollen weiterhin derartige Begriffe einschießend in
einer Art und Weise ähnlich
zu dem Begriff "umfassend" sein.