DE10230919B4 - Hochfrequenzsender und Verfahren zum wirkungsgradoptimierten Betreiben des Hochfrequenzsenders - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Hochfrequenzsenders (1) mit einem Modulator (6) zur Modulation eines Hochfrequenzsignals (14) mit einem Modulationssignal (2), zumindest einer Verstärkerstufe (8, 9) zur Verstärkung des modulierten Hochfrequenzsignals (20) und einer Strom-/Spannungsversorgung (13) zur Versorgung der zumindest einen Verstärkerstufe (8, 9), wobei eine das modulierte Hochfrequenzsignal (20) einhüllende Signalhüllkurve (18, U) erzeugt wird und die Strom-/Spannungsversorgung (13) der zumindest einen Verstärkerstufe (8, 9) in Abhängigkeit der Amplitude der Signalhüllkurve (18, U) gesteuert wird,wobei zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) vorhanden sind und wobei jede einzelne der Verstärkerstufen (8, 9) individuell durch die Strom-/Spannungsversorgung (13) gesteuert wird,dadurch gekennzeichnet,dass zur Erzeugung einer Steuerspannung (U) die das Modulationssignal (2) einhüllende Signalhüllkurve (18, U) mit einem Faktor (a) skaliert wird und die Strom/Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) durch diese Steuerspannung (U) gesteuert wird,dass der Faktor (a) von der Signalhüllkurve (18, U) abhängig ist, dass für jede der Verstärkerstufen (8, 9) ein individueller Faktor (a, b) verwendet wird,dass zur Erzeugung einer Versorgungsspannung (19, U) die das Modulationssignal (2) einhüllende Signalhüllkurve (18, U) mit einem Faktor (b) skaliert und/oder mit einer Gleichspannung (U) überlagert wird und von der Strom/Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) diese Versorgungsspannung (19, U) zugeführt wird unddass für jede der Verstärkerstufen (8, 9) eine individuelle Gleichspannung (U, U) verwendet wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren laut Anspruch 1 und einen Hochfrequenzsender nach Anspruch 12.
- Bekanntermaßen sind für Leistungsverstärker verschiedene Betriebsarten wählbar. Ein Klasse-A-Betrieb wird für Leistungsverstärker nur in Ausnahmefällen angewendet, da der Klasse-A-Betrieb zwar sehr verzerrungsarm ist, jedoch einen sehr schlechtem Wirkungsgrad aufweist. Ein Leistungsverstärker im Klasse-B-Betrieb weist einen hohen Wirkungsgrad auf, jedoch sind die dabei entstehenden Verzerrungen nur schwer zu beherrschen und in den meisten Fällen nicht akzeptabel. Eine weitere Betriebsart ist der AB-Betrieb. Beim AB-Betrieb sind die Arbeitspunkte der Transistoren vom B-Betrieb leicht abweichend in Richtung A-Betrieb verschoben.
- Aus der
DE 199 46 669 A1 ist beispielsweise ein Hochfrequenzsender mit Cartesian-feedback Linearisierung mitbekannt. Ein digitaler Signalprozessor (DSP) erzeugt hier ein komplexes Eingangssignal für einen IQ-Modulator, der aus einem Inphase-Mischer, einem Quadraturphase-Mischer und einem Summierer sowie einem Phasenschieber besteht. Das komplexe Eingangssignal besteht aus einer Inphase-Komponente I und einer Quadraturphase-Komponente Q, wobei die Inphase-Komponente I dem Inphase-Mischer und die Quadraturphase-Komponente Q dem Quadraturphase-Mischer zugeführt wird. Dem Phasenschieber wird das Ausgangssignal eines lokalen Oszillators zugeführt, wobei der Phasenschieber dieses Oszillatorsignal dem Inphase-Mischer ohne Phasenverschiebung und dem Quadraturphase-Mischer unter einer Phasenverschiebung von 90° zuführt. - Dem Quadraturmodulator ist ein Leistungsverstärker nachgeschaltet, der das quadraturmodulierte Signal entsprechend der Sendeleistung der Sendeeinrichtung leistungsverstärkt einer Antenne zuführt. Im weiteren schaltet der digitale Signalprozessor die Versorgungsspannung des Leistungsverstärkers beim Übergang in den Empfangsbetrieb ab, bzw. kurz vor dem Übergang in den Sendebetrieb wieder zu.
- In dem Signalpfad zwischen dem Leistungsverstärker und der Antenne befindet sich ein Auskoppler, der das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers in eine Rückkopplungsschleife einkoppelt. Ein Eingang eines Quadraturdemodulators ist mit dem Auskoppler verbindbar. Der Ausgang des Quadraturdemodulators ist mit einem Differenzverstärker verbunden.
- Durch diese, allgemein als Cartesian-feedback bezeichnete Rückkopplungs-Anordnung wird erreicht, daß Linearisierungsfehler des Leistungsverstärkers kompensiert werden.
- Nachteilig ist bei der
DE 199 46 669 A1 , daß der Leistungsverstärker im Sendebetrieb mit konstanter Versorgungsspannung betrieben wird. Bei nur kleiner momentaner Amplitude des Modulationssignals und damit kleiner Amplitude der das amplitudenmodulierte Oszillatorsignal einhüllenden Signalhüllkurve, wird die Verstärkerstufe weitab der wirkungsgradoptimalen Vollaussteuerung betrieben. Im Vergleich zur Vollaussteuerung wird bei geringer Aussteuerung der Verstärkerstufe nur ein Bruchteil der Versorgungsleistung zur Leistungsverstärkung benutzt, und der Wirkungsgrad ist unbefriedigend. Je nach Amplitudenstatistik und Signaldynamik sinkt so der Wirkungsgrad des Leistungsverstärkers, auch bei optimaler Aussteuerung der Amplitudenmaxima, selbst im AB-Betrieb beispielsweise auf Werte von etwa 30%. - Bei Hochfrequenzsendern hoher Leistung begrenzt ein hoher Wirkungsgrad insbesondere die Wärmeentwicklung und den Energieverbrauch. Der konstruktive Aufwand zur Beherrschung und Abführung der Verlustleistung in Form von Wärme sowie der damit einhergehende Platzbedarf sind bei Hochfrequenzsendern hoher Leistung durch einen geringen Wirkungsgrad erheblich gesteigert. Dies gilt insbesondere bei Hochfrequenzsendern im Dauersendebetrieb, beispielsweise bei Rundfunksendeanlagen.
- Die
DE 690 24 182 T2 zeigt einen linearen Sender mit einer Modulationseinheit, welche ein Eingangssignal in seiner Amplitude moduliert. Der Sender beinhaltet einen HF-Leistungsverstärker, welcher das von dem Modulator ausgegebene modulierte Signal mit einer Verstärkungskomponente verstärkt. Weiterhin beinhaltet der Sender eine Vorspanneinheit, welches eine Gleichspannung proportional zur Hüllkurve des modulierten Signals als Vorspannung des Leistungsverstärkers ausgibt. - Der Leistungsverstärker beinhaltet eine Modulationseinheit mit einem Komplexhüllkurvengenerator. Dieser erzeugt eine in Phase liegende Hüllkurvenkomponente und eine phasenverschobene Quadraturhüllkurvenkomponente des modulierten Signals. Ein Quadraturmodulator ist außerdem vorgesehen. Dieser erzeugt das modulierte Signal mit der in Phase liegenden Hüllkurvenkomponente und der phasenverschobenen Quadraturhüllkurvenkomponente. Ein Hüllkurvenerzeugungsmittel ist dabei vorgesehen, welches die Hüllkurve aus der in Phase liegenden Hüllkurvenkomponente und der Quadraturhüllkurvenkomponente bestimmt und diese der Vorspanneinheit zuführt.
- Die
WO 01/24 356 A1 - Das Dokument
DE 198 57 542 A1 zeigt ein Verfahren, eine Einrichtung, ein Telefon und eine Basisstation zur Bereitstellung eines effektiven Nachlaufregelleistungswandlers für variable Signale. Dabei wird ein einzelner Verstärker genutzt. - Das Dokument
DE 198 81 110 T1 zeigt einen Leistungsverstärker mit geringer Verzerrung. Dabei wird ein Cartesian-feedback genutzt. Der Verstärker ist hier einstufig. - Das Dokument
EP 0 987 817 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Effizienz von linearen Hochleistungsempfängern. Dabei wird der Betriebsmodus des Verstärkers an das Eingangssignal angepasst. - Das Dokument
US 5,977,834 zeigt ein Vorverstärkersystem. Dabei erfolgt eine Verstärkung eines Eingangssignals über mehrere Verstärkerstufen. Jede der Verstärkerstufen ist umschaltbar zwischen einem A-Betrieb und einem AB-Betrieb. - Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen wirkungsgrad-optimierten Hochfrequenzsender sowie ein Verfahren, mit dem Hochfrequenzsender wirkungsgradoptimiert betrieben werden können, anzugeben.
- Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Hochfrequenzsenders durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Hochfrequenzsendern, die die Trägerfrequenz amplitudenmodulieren, bei momentan kleiner Amplitude des Modulationssignals, ein Großteil der Versorgungsspannung der nach dem Modulator liegenden jeweiligen Verstärkerstufe an Innenwiderständen der Verstärkerstufe ungenutzt abfällt. Wird die Strom-/Spannungsversorgung der jeweiligen Verstärkerstufe durch eine relativ leicht aus dem Modulationssignal ermittelbare Signalhüllkurve, welche das mit dem Modulationssignal modulierte Hochfrequenzsignal einhüllt, gesteuert, kann die jeweilige Verstärkerstufe quasi ständig in nahezu wirkungsgradoptimaler Vollaussteuerung betrieben werden.
- Werden Nichtlinearitäten des Hochfrequenzsenders, welche hauptsächlich auf Signalverzerrungen der Verstärkerstufen zurückzuführen sind, durch ein Linearisierungsverfahren zumindest teilweise kompensiert, so werden Übertragungseigenschaften, wie z.B. Klirrfaktor und Intermodulationsdämpfung, entscheidend verbessert. Dabei können ggf. durch das erfindungsgemäße Verfahren auftretenden Störmodulationen wenigsten teilweise wieder ausgeglichen werden.
- Durch die Auswahl eines der Linearisierungsverfahren Envelope-Feedback, Cartesian-feedback oder Feed-forward, können die Übertragungseigenschaften besonders vorteilhaft verbessert werden.
- Durch eine Skalierung der Signalhüllkurve mit einem Faktor und/oder einer Überlagerung der Signalhüllkurve mit einer Gleichspannung kann jede Verstärkerstufe in einer allgemeinen linearen Abhängigkeit von der Signalhüllkurve gesteuert werden.
- Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Modulationssignal, bevor es dem Modulator zugeführt wird, durch ein Verzögerungsglied zeitlich verzögert wird. Dadurch ist es möglich, das Modulationssignal so zeitlich zu verzögern, daß die Reaktion der Strom-/Spannungsversorgung auf die Amplitude der Signalhüllkurve, bzw. auf das daraus abgeleitete Steuersignal, zeitgleich mit dem dazu korrespondierenden Signalabschnitt der modulierten Hochfrequenz an der Verstärkerstufe wirksam wird.
- Ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Übereinstimmende Element sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzsenders, -
2 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs des modulierten Hochfrequenzsignals mit der Darstellung der Signalhüllkurve herkömmlich betriebener Hochfrequenzsender und -
3 eine schematische Darstellung des Signalverlaufs des modulierten Hochfrequenzsignals mit der Darstellung der Signalhüllkurve eines erfindungsgemäß betriebenen Hochfrequenzsenders. -
1 zeigt einen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Hochfrequenzsender1 in einem prinzipiellen schematischen Blockschaltbild. - Ein an einem Eingang
15 anliegendes Modulationssignal2 wird auf einen Basisband-Prozessor3 geführt, in welchem es in zwei zueinander orthogonale Komponenten (Inphase-Komponente I, Quadraturphase-Komponente Q) zerlegt wird. Über ein Verzögerungsglied4 und ein Fehlerkorrekturnetzwerk5 werden die beiden Komponenten I, Q dann einem IQ-Modulator6 zugeführt. Ein mit den Komponenten I, Q des Modulationssignals2 moduliertes Hochfrequenzsignal20 wird dann einer ersten Verstärkerstufe8 , die beispielsweise als Klasse-A-Verstärker betrieben ist, und dann einer zweiten Verstärkerstufe9 zugeführt, die beispielsweise als Klasse-AB-Verstärker arbeitet. An einem Ausgang17 liegt das verstärkte Ausgangssignal11 an und kann einer Antenne zugeführt werden. - Zwischen Verstärkerstufe
9 und Ausgang17 befindet sich ein Auskoppler10 , der ein Teil des Ausgangssignals11 auskoppelt und einer Rückkopplungsleitung12 zuführt. In Rückwärtsrichtung befindet sich daran anschließend ein Demodulator7 , welcher mit Hilfe des von einem Oszillator 16 kommenden Hochfrequenzsignals14 das rückgekoppelte Ausgangssignal11 wieder demoduliert, eine rückgekoppelte Inphase-Komponente I' und eine rückgekoppelte Quadraturphase-Komponente Q' erzeugt und dem in Vorwärtsrichtung liegenden Fehlerkorrekturnetzwerk5 zuführt. Der hier beschriebene Teil der Anordnung, in dem das Ausgangssignal11 rückgekoppelt, demoduliert, in seine orthogonalen Komponenten I', Q' zerlegt und diese dann einem in Vorwärtsrichtung befindlichen Fehlerkorrekturnetzwerk5 zugeführt werden, ist als solches unter dem Namen Cartesian-feedback bekannt und dient der Linearisierung des Hochfrequenzsenders, insbesondere zum Ausgleich von Nichtlinearitäten der Verstärkerstufen8 ,9 . Da dieses Linearisierungsverfahren hinreichend bekannt ist soll es deshalb hier nicht weiter erklärt werden. - Zum Ausgleich von Nichlinearitäten eigenen sich aber auch andere Verfahren. So z.B. das Envelope-feedback-Verfahren, bei dem eine vor den Verstärkerstufen
8 ,9 liegende nicht dargestellte Einrichtung verwendet wird, die in Abhängigkeit von einer am Ausgang17 der Verstärkerstufen 8, 9 gewonnenen, das Ausgangssignal11 einhüllenden, Signalkurve arbeitet, um das vor den Verstärkerstufen8 ,9 auftretende Signal entsprechen zu verändern. Auch ein Feed-Forward-Verfahren eignet sich zur Linearisierung. Im Feed-Forward-Verfahren wird die Verzerrungskomponente in beispielsweise einer nicht dargestellten, ähnlich der eigentlichen Verstärkerstufe8 ,9 aufgebauten, Einrichtung nachgebildet, um sie beispielsweise über einen nicht dargestellten Differenzverstärker am Ausgang17 zu subtrahieren. - Im Basisband-Prozessor
3 wird neben der Erzeugung der beiden Komponenten I, Q aus dem Modulationssignal2 auch eine Signalhüllkurve18 gewonnen, die das modulierte Hochfrequenzsignal20 einhüllt und in2 und3 dargestellt ist. Eine Strom-/Spannungsversorgung13 , die die beiden Verstärkerstufen8 ,9 mit elektrischer Leistung versorgt, wird in Abhängigkeit der das modulierte Hochfrequenzsignal20 bzw. das Ausgangssignal11 einhüllenden Signalhüllkurve18 gesteuert. Allgemein gilt für die die Strom/Spannungsversorgung13 ansteuernde Steuerspannung Ust in Abhängigkeit der Signalhüllkurve Uen
wobei a ein Skalierfaktor und Uc eine konstante Spannung sind. - Dabei kann die Signalhüllkurve
18 vorzugsweise linear skaliert und/oder mit einer Gleichspannung überlagert werden. Der Skalierfaktor a ist vorzugsweise konstant. Er kann aber auch seinerseits von der Signalhüllkurve Uen abhängig sein, so daß die Steuerung nicht linear ist. Auch die elektrische Spannung zur Versorgung der Verstärkerstufen8 ,9 kann dabei mit einem einstellbaren Faktor skaliert und/oder mit einer Gleichspannung überlagert werden. Für jede der beiden Verstärkerstufen8 , 9 kann der Faktor und die Gleichspannung dabei getrennt eingestellt bzw. gewählt werden. - Allgemein gilt für die Versorgungsspannung Uv einer Verstärkerstufe
8 ,9 in Abhängigkeit der Signalhüllkurve Uen
wobei b ein für jede Verstärkerstufe8 ,9 individueller Skalierfaktor und Ud eine für jede Verstärkerstufe8 ,9 individuelle konstante Spannung ist. Der Skalierfaktor b ist vorzugsweise konstant. Er kann aber auch seinerseits von der Signalhüllkurve Uen abhängig sein, so daß die Steuerung nicht linear ist. - Durch die Steuerung der Versorgungsspannung
19 der beiden Verstärkerstufen8 ,9 in Abhängigkeit der Signalhüllkurve 18, bzw. Uen ist es möglich, die jeweilige Verstärkerstufe 8, 9 sehr viel leistungseffizienter zu betreiben als beim Betrieb mit einer konstanten Versorgungsspannung19 . Ein amplitudenschwacher Abschnitt im Verlauf des modulieren Hochfrequenzsignals20 hätte bei konstanter Versorgungsspannung19 , unter der Voraussetzung, daß die Versorgungsspannung19 der jeweiligen Verstärkerstufe8 ,9 auf die höchste vorkommende Amplitude eingestellt ist, zur Folge, daß je nach auftretender Signaldynamik ein Großteil der Versorgungsspannung19 ungenutzt in der Verstärkerstufe8 ,9 abfällt und zur Leistungsverstärkung damit nicht zur Verfügung steht. Dies kommt einer Verlustleistung gleich, die den Wirkungsgrad mindert. - Das in diesem Ausführungsbeispiel zwischen Basisband-Prozessor
3 und Fehlerkorrekturnetzwerk5 liegende Verzögerungsglied4 verzögert die beiden Signalkomponenten I, Q so um eine Verzögerungszeit τ, daß zeitliche Verzögerungen, verursacht durch die Steuerung der Strom-/Spannungsversorgung13 bzw. die Reaktionszeiten der Strom-/Spannungsversorgung13 , ausgeglichen werden. Mit anderen Worten wird durch das Verzögerungsglied4 die mit der Signalhüllkurve18 modulierte Versorgungsspannung19 mit dem durch das Modulationssignal2 modulierte Hochfrequenzsignal20 , welches zwischen Modulator6 und erster Verstärkerstufe8 auftritt, synchronisiert. - Durch das angegebene Verfahren kann der Wirkungsgrad des Hochfrequenzsenders
1 bei gleichzeitiger Verbesserung des Klirrfaktors und der Intermodulationsdämpfung beispielsweise von ca. 30% auf ca. 50% angehoben werden. -
2 zeigt den konstanten Verlauf der Versorgungsspannung19 einer Verstärkerstufe8 ,9 eines herkömmlich betriebenen Hochfrequenzsenders1 . Das am Ausgang17 der Verstärkerstufe8 ,9 anliegende mit dem Modulationssignal2 modulierte und verstärkte Ausgangssignal erreicht dabei zu keinem Zeitpunkt in seiner Amplitude die Höhe der Versorgungsspannung19 . In Bereichen kleiner Amplitude der Signalhüllkurve18 ist jedoch ersichtlich, daß die Versorgungsspannung19 deutlich höher ist als die an der Verstärkerstufe8 ,9 auftretende Ausgangsspannung. -
3 zeigt den Verlauf der Versorgungsspannung19 der Verstärkerstufen8 ,9 eines erfindungsgemäß betriebenen Hochfrequenzsenders1 . Wie in2 , gehen aus der Darstellung die am Ausgang der Verstärkerstufe8 ,9 anliegende, mit dem Modulationssignal2 modulierte Signalhüllkurve18 und die ebenfalls alternierende Versorgungsspannung19 hervor.
Claims (17)
- Verfahren zum Betreiben eines Hochfrequenzsenders (1) mit einem Modulator (6) zur Modulation eines Hochfrequenzsignals (14) mit einem Modulationssignal (2), zumindest einer Verstärkerstufe (8, 9) zur Verstärkung des modulierten Hochfrequenzsignals (20) und einer Strom-/Spannungsversorgung (13) zur Versorgung der zumindest einen Verstärkerstufe (8, 9), wobei eine das modulierte Hochfrequenzsignal (20) einhüllende Signalhüllkurve (18, Uen) erzeugt wird und die Strom-/Spannungsversorgung (13) der zumindest einen Verstärkerstufe (8, 9) in Abhängigkeit der Amplitude der Signalhüllkurve (18, Uen) gesteuert wird, wobei zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) vorhanden sind und wobei jede einzelne der Verstärkerstufen (8, 9) individuell durch die Strom-/Spannungsversorgung (13) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer Steuerspannung (Ust) die das Modulationssignal (2) einhüllende Signalhüllkurve (18, Uen) mit einem Faktor (a) skaliert wird und die Strom/Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) durch diese Steuerspannung (Ust) gesteuert wird, dass der Faktor (a) von der Signalhüllkurve (18, Uen) abhängig ist, dass für jede der Verstärkerstufen (8, 9) ein individueller Faktor (a, b) verwendet wird, dass zur Erzeugung einer Versorgungsspannung (19, Uv) die das Modulationssignal (2) einhüllende Signalhüllkurve (18, Uen) mit einem Faktor (b) skaliert und/oder mit einer Gleichspannung (Ud) überlagert wird und von der Strom/Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) diese Versorgungsspannung (19, Uv) zugeführt wird und dass für jede der Verstärkerstufen (8, 9) eine individuelle Gleichspannung (Uc, Ud) verwendet wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Signalhüllkurve (18, Uen) aus dem Modulationssignal (2) gewonnen wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , gekennzeichnet durch Linearisieren des Hochfrequenzsenders (1) durch ein Linearisierungsverfahren. - Verfahren nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Linearisierungsverfahren ein Envelope-feedback-Verfahren, Cartesian-feedback-Verfahren oder Feed-forward-Verfahren ist. - Verfahren nach
Anspruch 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Steuerung der Strom/- Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) entstehende Störmodulation durch das Linearisierungsverfahren wenigstens teilweise ausgeglichen wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzsignal (14) mit dem Modulationssignal (2) amplitudenmoduliert oder amplituden- und phasenmoduliert wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer Steuerspannung (Ust) die das Modulationssignal (2) einhüllende Signalhüllkurve (18, Uen) mit einer Gleichspannung (Uc) überlagert wird und die Strom/Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) durch diese Steuerspannung (Ust) gesteuert wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass das Modulationssignal (2) vor der Modulation durch ein Verzögerungsglied (4) zeitverzögert wird, wobei die Laufzeit (τ) durch das Verzögerungsglied (4) die Zeitverzögerung bei der Steuerung der Strom/Spannungsversorgung (13) in etwa kompensiert. - Verfahren nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verzögerungsglied (4) das Modulationssignal (2) so verzögert dem Modulator (6) zuführt, dass die Reaktion der Strom-/Spannungsversorgung (13) auf die Amplitude der einhüllenden Signalhüllkurve (18, Uen) in etwa zeitgleich mit dem dazu korrespondierenden Signalabschnitt des mit dem Modulationssignal (2) modulierten Hochfrequenzsignals (20) an den zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) wirksam wird. - Ein Hochfrequenzsender (1) mit einem Modulator (6) zur Modulation eines Hochfrequenzsignals (14) mit einem Modulationssignal (2), zumindest einer Verstärkerstufe (8, 9) zur Verstärkung des modulierten Hochfrequenzsignals (20) und einer Strom/-Spannungsversorgung (13) zur Versorgung der zumindest einen Verstärkerstufe (8, 9), wobei die Strom/Spannungsversorgung (13) in Abhängigkeit der Amplitude einer das modulierte Hochfrequenzsignal (20) einhüllenden Signalhüllkurve (18, Uen) angesteuert ist, wobei zumindest zwei Verstärkerstufen vorhanden sind und wobei jede einzelne der Verstärkerstufen (8, 9) individuell durch die Strom-/Spannungsversorgung (13) gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen einem Eingang (15) und dem Modulator (6) angeordneter Basisbandprozessor (3) ein aus der einhüllenden Signalhüllkurve (18, Uen) abgeleitetes Steuersignal (Ust) erzeugt, dass der Modulator (6) zur Erzeugung der Steuerspannung (Ust) die das Modulationssignal (2) einhüllende Signalhüllkurve (18, Uen) mit einem Faktor (a) skaliert und die Strom/Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) durch diese Steuerspannung (Ust) steuert, dass der Faktor (a) von der Signalhüllkurve (18, Uen) abhängig ist,dass für jede der Verstärkerstufen (8, 9) ein individueller Faktor (a, b) verwendet wird, dass zur Erzeugung einer Versorgungsspannung (19, Uv) die das Modulationssignal (2) einhüllende Signalhüllkurve (18, Uen) mit einem Faktor (b) skaliert und/oder mit einer Gleichspannung (Ud) überlagert wird und von der Strom/Spannungsversorgung (13) der zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) diese Versorgungsspannung (19, Uv) zugeführt wird und dass für jede der Verstärkerstufen (8, 9) eine individuelle Gleichspannung (Uc, Ud) verwendet wird.
- Hochfrequenzsender nach
Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der elektrischen Spannung (19) der Strom-/Spannungsversorgung (13) angesteuert ist. - Hochfrequenzsender nach
Anspruch 10 oder11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen einem Eingang (15) und dem Modulator (6) angeordneter Basisbandprozessor (3) die einhüllende Signalhüllkurve (18, Uen) erzeugt. - Hochfrequenzsender nach einem der
Ansprüche 10 bis12 , dadurch gekennzeichnet, dass in Signalrichtung vor dem Modulator (6) ein Verzögerungsglied (4) angeordnet ist, welches das Modulationssignal (2) so verzögert dem Modulator (6) zuführt, dass die Reaktion der Strom-/Spannungsversorgung (13) auf die Amplitude der einhüllenden Signalhüllkurve (18, Uen) bzw. des daraus abgeleiteten Steuersignals (Ust) zeitgleich mit dem dazu korrespondierenden Signalabschnitt des mit dem Modulationssignal (2) modulierten Hochfrequenzsignals (20) an den zumindest zwei Verstärkerstufen (8, 9) wirksam ist. - Hochfrequenzsender nach einem der
Ansprüche 10 bis13 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Verstärkerstufen (8, 9) im A-, B- oder AB-Betrieb arbeitet. - Hochfrequenzsender nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Verstärkerstufe (8) im A-Betrieb und eine zweite Verstärkerstufe (9) im AB-Betrieb arbeitet. - Hochfrequenzsender nach einem der
Ansprüche 10 bis15 , dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (6) das Hochfrequenzsignal (14) mit einer Inphase-Komponente (I) und einer Quadraturphase-Komponente (Q) des Modulationssignals (2) moduliert und danach einer der Verstärkerstufen (8,9) zuführt. - Hochfrequenzsender nach
Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, dass nach zumindest einer Verstärkerstufe (8, 9) das Ausgangssignal (11) ausgekoppelt und einem Demodulator (7) zugeführt ist, wobei der Demodulator (7) aus dem ausgekoppelten Ausgangssignal (11) eine Inphase-Komponente (I') und eine Quadraturphase-Komponente (Q') erzeugt und dass ein Fehlerkorrekturnetzwerk (5) vorgesehen ist, welches die Inphase-Komponente (I) und die Quadraturphase-Komponente (Q) des Modulationssignals (2) in Abhängigkeit der von dem Demodulator (7) erzeugten Inphase-Komponente (I') und Quadraturphase-Komponente (Q') korrigiert.
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Citations (7)
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---|---|---|---|---|
DE69024182T2 (de) | 1989-06-30 | 1996-10-31 | Nippon Telegraph & Telephone | Linearer sender |
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EP0987817A1 (de) | 1998-09-16 | 2000-03-22 | Lucent Technologies Inc. | Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des Wirkungsgrads eines linearen Leistungsverstärkers |
WO2001024356A1 (en) | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Tait Electronics Limited | Improvements relating to eer transmitters |
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Patent Citations (7)
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---|---|---|---|---|
DE69024182T2 (de) | 1989-06-30 | 1996-10-31 | Nippon Telegraph & Telephone | Linearer sender |
DE19881110T1 (de) | 1997-07-25 | 1999-08-05 | Motorola Inc | Leistungsverstärker mit geringer Verzerrung |
DE19857542A1 (de) | 1997-12-31 | 1999-09-16 | Motorola Inc | Verfahren, Einrichtung, Telefon und Basisstation zur Bereitstellung eines effektiven Nachlaufregelungsleistungswandlers für variable Signale |
US5977834A (en) | 1998-04-03 | 1999-11-02 | Cbs Corporation | Preamplifier system |
EP0987817A1 (de) | 1998-09-16 | 2000-03-22 | Lucent Technologies Inc. | Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des Wirkungsgrads eines linearen Leistungsverstärkers |
WO2001024356A1 (en) | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Tait Electronics Limited | Improvements relating to eer transmitters |
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