DE10221661A1 - Circuit structure for amplifying a high-frequency signal uses control signals from a base band to control amplifying devices with first and second output amplifiers - Google Patents
Circuit structure for amplifying a high-frequency signal uses control signals from a base band to control amplifying devices with first and second output amplifiersInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals. Derartige Schaltungsanordnungen bzw. Verfahren werden unter anderem in Mobilfunk-Endgeräten eingesetzt. The present invention relates to a circuit arrangement and a method of amplifying a radio frequency signal. Such circuit arrangements and methods are under used in other mobile devices.
Bei bekannten Hochfrequenz-Leistungsverstärkern, wie z. B. nach dem sogenannten EER (Envelope Elimination and Restoration)-Verfahren arbeitenden Systemen, wird das eingehende Hochfrequenzsignal in einen Phasen- und Amplitudenanteil aufgeteilt. Das EER-Verfahren wird zum Beispiel in dem Artikel "Linearity of X-Band Class- F Power Amplifieres in High- Efficiency Transmitters" in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 49, No. 6, Juni 2001 beschrieben. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Amplituden- und Phaseninformation synchron vom Leistungsverstärker verarbeitet werden muss. In known high-frequency power amplifiers, such as. B. according to the so-called EER (Envelope Elimination and Restoration) process working systems, the incoming High frequency signal in a phase and amplitude component divided up. The EER procedure is described, for example, in the article "Linearity of X-Band Class- F Power Amplifiers in high- Efficiency Transmitters "in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 49, No. 6, June 2001. However, this method has the disadvantage that the Amplitude and phase information synchronously from the power amplifier must be processed.
Im Mobilfunk treten oft Signale mit einem hohem Crest-Faktor auf. Der Crest-Faktor ist das Verhältnis zwischen Leistungsspitze und mittlerer Leistung. Konventionelle Systeme zum Verstärken von Signalen mit einem hohen Crest-Faktor benötigen einen linearen und somit teuren Leistungsverstärker. Solche teuren Verstärker (Class A - Amplifier) werden im linearen Bereich betrieben und haben deshalb den Nachteil eines niedrigeren Wirkungsgrades. Signals with a high crest factor often appear in mobile communications on. The crest factor is the ratio between Peak performance and medium performance. Conventional systems for Amplify signals with a high crest factor need a linear and therefore expensive power amplifier. Such expensive amplifiers (Class A amplifiers) are used in the operated linear range and therefore have the disadvantage of a lower efficiency.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung bzw. ein Verfahren zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals bereitzustellen, welches einfach strukturiert ist und teure Bauteile vermeidet. The present invention is therefore based on the object a circuit arrangement or a method for amplification to provide a high frequency signal which is simple is structured and avoids expensive components.
Diese Aufgabe wird durch Schaltungsanordnung zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals mit einem Verstärkungsmittel zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals, wobei die Verstärkungsmittel durch ein Steuersignal aus dem Basisband gesteuert werden gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. This task is reinforced by circuitry a high frequency signal with an amplifying means for Amplifying a high frequency signal, the Gain means controlled by a control signal from the baseband are solved. Advantageous further developments of the present Invention result from the dependent claims.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals mit Verstärkungsmitteln zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals. Die Verstärkungsmittel werden durch ein Steuersignal aus dem Basisband gesteuert. In einer Ausführungsform umfassen die Verstärkungsmittel einen ersten und einen zweiten Leistungsverstärker. Bei den Leistungsverstärkern kann es sich um jede Art von Leistungsverstärkern handeln. Es müssen jedoch nicht notwendigerweise lineare Leistungsverstärker eingesetzt werden. Die vorliegende Erfindung ist auch mit minderwertigeren Leistungsverstärkern ausführbar. The invention relates to a circuit arrangement for Amplifying a high-frequency signal with amplifying means for Amplify a high frequency signal. The reinforcement are controlled by a control signal from the baseband. In In one embodiment, the reinforcing means comprise one first and a second power amplifier. Both Power amplifiers can be any type of Act power amplifiers. However, it does not necessarily have to linear power amplifiers are used. The present Invention is also with inferior power amplifiers executable.
Das Steuersignal weist in einer Ausführungsform einen Normal- und einen Quadraturanteil auf, wobei der Normalanteil den ersten Leistungsverstärker und der Quadraturanteil den zweiten Leistungsverstärker steuert. Als Steuersignale für die beiden Leistungsverstärker werden nur die Umhüllende des Hochfrequenzsignals (im vorliegenden Fall Normal- und Quadraturanteil) als Steuersignal für die Leistungsverstärker verwendet. Das Steuersignal wird als Steuerspannung (Bias- Voltage) eingesetzt. Es werden dabei nur die I- und Q-Signale aus dem Basisband verwendet. In one embodiment, the control signal has a normal and a quadrature component, the normal component being the first power amplifier and the quadrature component controls second power amplifier. As control signals for the Both power amplifiers are only the envelope of the High-frequency signal (in the present case normal and Quadrature component) as a control signal for the power amplifiers used. The control signal is used as a control voltage (bias Voltage) used. Only the I and Q signals are used used from the baseband.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Hochfrequenzsignals dem zweiten Leistungsverstärker im Vergleich zu dem ersten Leistungsverstärker um 90° in Phase verschoben zugeführt. Die Verschiebung erfolgt mit Hilfe eines Phasenschiebers. In one embodiment of the present invention High frequency signal in the second power amplifier Compared to the first power amplifier by 90 ° in phase shifted fed. The shift takes place with the help of a Phase shifter.
In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden die Ausgangssignale des Leistungsverstärker anschließend in einem Addierer addiert. Dies hat den Vorteil, dass Leistungsverstärker und Modulator in einem Modul realisiert werden können. In a development of the present invention, the Output signals of the power amplifier then in one Adder added. This has the advantage that Power amplifier and modulator can be realized in one module can.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Verstärkungsmittel in Sättigung betrieben. Bekannte Systeme müssen im linearen Bereich betrieben werden und haben deshalb einen niedrigeren Wirkungsgrad. In a further preferred embodiment of the In the present invention, the reinforcing agents become saturated operated. Known systems have to be in the linear range are operated and therefore have a lower efficiency.
Die Eingangs gestellte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals, mit dem Verfahrensschritt Verstärken eines Hochfrequenzsignals durch Verstärkungsmittel, wobei die Verstärkungsmittel durch ein Steuersignal aus dem Basisband gesteuert werden, gelöst. The task at the beginning is also a Method for amplifying a high-frequency signal, with the Method step amplifying a high-frequency signal Reinforcing means, the reinforcing means by a Control signal can be controlled from the baseband, solved.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Mobilfunk- Endgerät mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und ein Mobilfunk-Endgerät, welches ein erfindungsgemäßes Verfahren verwendet. Speziell bei Mobilfunk-Endgeräten der dritten Generation, wie z. B. Geräten nach dem UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)- Standard bietet sich der Einsatz der vorliegenden Erfindung an. The present invention also relates to a mobile radio Terminal with a circuit arrangement according to the invention and a mobile radio terminal, which an inventive Procedure used. Especially with third-party mobile terminals Generation, such as B. devices according to UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) - Standard is the use of the present invention.
Die vorliegende Erfindung hat gegenüber bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren zum Verstärken von Hochfrequenzsignalen den Vorteil, dass Signale mit hohem Crest-Faktor gemäß der vorliegenden Erfindung nicht aufwendig liniearisiert werden müssen. Somit wird die Verwendung eines linearen und folglich teuren Leistungsverstärkers vermieden. The present invention has over known ones Devices and methods for amplifying high-frequency signals the advantage that signals with a high crest factor according to present invention can not be linearized costly have to. Thus the use of a linear and consequently expensive power amplifier avoided.
Darüber hinaus existieren bei der vorliegenden Erfindung die Normal- und Quadratur-Komponenten (I- und Q- Daten) bereits, so dass sie nicht separat aus dem Hochfrequenzsignal gewonnen werden müssen. In addition, in the present invention Normal and quadrature components (I and Q data) already, so that they are not obtained separately from the radio frequency signal Need to become.
Des Weiteren wird bei Einsatz von Direkt-Umwandlungsverfahren (Direct Conversion) kein Leistungsverstärker mehr benötigt, da Modulator und Leistungsverstärker ein Modul sind. Furthermore, when using direct conversion methods (Direct Conversion) no longer requires a power amplifier, because modulator and power amplifier are one module.
Als weiterer Vorteil benötigt die Sendearchitektur keine Zwischenfrequenz, so dass auch kein Zwischenfrequenz-Filter notwendig ist. As a further advantage, the broadcast architecture does not need any Intermediate frequency, so that no intermediate frequency filter necessary is.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dort dargestellten Merkmale und auch die bereits oben beschriebenen Merkmale können nicht nur in der genannten Kombination, sondern auch einzeln oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigt: The invention is described below with reference to the accompanying drawings using an exemplary embodiment explained. The features shown there and also the features already described above can not only in the combination mentioned, but also individually or in others Combinations be essential to the invention. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals. Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the circuit arrangement according to the invention for amplifying a high-frequency signal.
Fig. 1 zeigt die Schaltungsanordnung 20. Die Schaltung umfasst einen ersten Leistungsverstärker PA1 und einen zweiten Leistungsverstärker PA2. Das Hochfrequenzsignal 4 wird in dem Hochfrequenz-Generator 3 generiert und anschließend den beiden Leistungsverstärkern PA1, PA2 zugeführt. Ein Phasenschieber 5 verschiebt das dem Leistungsverstärker PA 2 zuzuführende Hochfrequenzsignal 4 vorher um 90° in Phase. Die beiden Leistungsverstärker PA1, PA2 werden durch die Steuerspannungen 1 und 2 (Bias-Spannungen) gesteuert. Die Steuerspannung 1 entspricht dem I-Signal der Umhüllenden des Hochfrequenzsignals aus dem Basisband. Entsprechend ist das Signal 2 das Q- Signal der Umhüllenden des Hochfrequenzsignals aus dem Basisband. Filter 9, 10 filtern vorab die I- und Q-Signale. Fig. 1 shows the circuit assembly 20. The circuit comprises a first power amplifier PA1 and a second power amplifier PA2. The high-frequency signal 4 is generated in the high-frequency generator 3 and then fed to the two power amplifiers PA1, PA2. A phase shifter 5 shifts the high-frequency signal 4 to be supplied to the power amplifier PA 2 beforehand by 90 ° in phase. The two power amplifiers PA1, PA2 are controlled by the control voltages 1 and 2 (bias voltages). The control voltage 1 corresponds to the I signal of the envelope of the high-frequency signal from the baseband. Accordingly, the signal 2 is the Q signal of the envelope of the high-frequency signal from the baseband. Filters 9 , 10 filter the I and Q signals in advance.
Anschließend werden die verstärkten Ausgangssignale der Leistungsverstärker PA1, PA2 in einem Addierer 6 addiert. Die addierten Signale werden anschließend einem Kanalfilter 7 zugeführt und anschließend über die Antenne 8 abgestrahlt. The amplified output signals of the power amplifiers PA1, PA2 are then added in an adder 6 . The added signals are then fed to a channel filter 7 and then radiated via the antenna 8 .
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Umhüllende nicht aus einem bereits modulierten Signal gewonnen, sondern direkt als Größe aus dem Basisband weiterverwendet. Dabei handelt es sich um die gleiche Einhüllende, die bei bekannten IQ- Modulatoren verwendet wird. Somit handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um einen Modulator und einem Leistungsverstärker in einem Modul. In the present invention, the envelope is not removed an already modulated signal, but directly as Size from the baseband reused. This is what it is about the same envelope that is used in known IQ Modulators is used. So it is the present invention around a modulator and a Power amplifier in one module.
Claims (14)
Verstärkungsmittel (PA1, PA2) zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstärkungsmittel (PA1, PA2) durch ein Steuersignal (I, Q) aus dem Basisband gesteuert werden. 1. A circuit arrangement for amplifying a high-frequency signal, comprising:
Amplification means (PA1, PA2) for amplifying a high-frequency signal ( 4 ),
characterized in that
the amplification means (PA1, PA2) are controlled by a control signal (I, Q) from the baseband.
Verstärken eines Hochfreguenzsignals (4) durch Verstärkungsmittel (PA1, PA2),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstärkungsmittel (PA1, PA2) durch ein Steuersignal (I, Q) aus dem Basisband gesteuert werden. s. Method for amplifying a high-frequency signal, comprising the step:
Amplifying a high-frequency signal ( 4 ) by amplifying means (PA1, PA2),
characterized in that
the amplification means (PA1, PA2) are controlled by a control signal (I, Q) from the baseband.
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| DE2002121661 DE10221661A1 (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | Circuit structure for amplifying a high-frequency signal uses control signals from a base band to control amplifying devices with first and second output amplifiers |
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| DE (1) | DE10221661A1 (en) |
Cited By (1)
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| EP1670137A1 (en) | 2004-12-07 | 2006-06-14 | STMicroelectronics, Inc. | High frequency amplifier |
-
2002
- 2002-05-15 DE DE2002121661 patent/DE10221661A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| US7180372B2 (en) | 2004-12-07 | 2007-02-20 | Stmicroelectronics, Inc. | High frequency amplifier |
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