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GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung drahtlose Kommunikationssysteme, etwa drahtlose lokale Netzwerke (WLAN), Mobiltelefone, und dergleichen, und betrifft insbesondere die Steuerung der Radiofrequenzausgangsleistung dieser drahtlosen Kommunikationsgeräte.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Gegenwärtig werden große Anstrengungen unternommen, um Sendegeräte/Empfangsgeräte, die im Folgenden auch als Sende/Empfangsgeräte bezeichnet werden, zu entwickeln, die ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bei geringen Kosten bereitstellen. Ein Schlüsselproblem in dieser Hinsicht ist der Integrationsgrad, mit welchem entsprechende Sende/Empfangselemente hergestellt werden können. Während für viele Anwendungen, etwa WLAN-Elemente, dies von großer Bedeutung auf Grund der Kosteneffizienz ist, ist in anderen Anwendungen, etwa in Mobiltelefonen oder WLAN-Geräten in mobilen Computern, die geringe Leistungsaufnahme ein wesentlicher Gesichtspunkt.
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Zur Zeit konkurrieren hauptsächlich zwei wesentliche Architekturen für Sende/Empfangsgeräte auf dem Markt, wobei auf Grund des hohen Maßes an Integration und der Möglichkeit zur Reduzierung der Leistungsaufnahme die sogenannte Direktumsetzungsarchitektur im Vergleich zur sogenannten Superheterodyn-Architektur die bevorzugte Technologie zu sein scheint. Superheterodyn-Empfänger konvertieren das Radiofrequenz-(RF)signal zu und von einem Signal mit einer niedrigeren Zwischenfrequenz (ZF), das besser gefiltert, verstärkt und anderweitig verarbeitet werden kann. Obwohl die Super-heterodyn-Architektur gut entwickelt ist und die Herstellung zuverlässig arbeitender Sende/Empfangsgeräte erlaubt, erfordern die äußerst selektiven RF-Filter, die für die korrekte Funktion dieser Geräte erforderlich sind, die Verwendung von Kapazitäten und Induktivitäten hoher Güte, wodurch der Grad an Integration, der mit einer Super-heterodyn-Architektur erreichbar ist, beschränkt bleibt, da Induktivitäten hoher Güte nicht in einfacher Weise in ein Halbleitersubstrat integrierbar sind. Ferner erfordern die Verstärker, die bei der relativ hohen ZF arbeiten, vergleichsweise hohe Treiberströme, um den erforderlichen Verstärkungsfaktor bereitzustellen, so dass die Leistungsaufnahme dieser Geräte nicht auf einen Pegel reduzierbar ist, der vergleichbar ist mit einem Verstärker, der bei geringeren Frequenzen arbeitet.
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In Direktumsetzungssende/Empfangsgeräten wird das empfangene RF-Signal direkt auf einen Gleichspannungspegel umgesetzt, d. h. die ZF ist gleich Null, oder das sogenannte Basisbandsignal wird direkt in die RF hochgesetzt, so dass die erforderlichen Filter und Verstärker mit Ausnahme der Verstärker in den Eingangs- und Ausgangsstufen und die entsprechenden Filter bei Basisbandfrequenzen arbeiten können. Dies ermöglicht es, dass die erforderlichen Filter in einen Chip integrierbar sind, der die Gesamtheit oder den Hauptteil der Schaltung trägt, wobei gleichzeitig die Leistungsaufnahme deutlich kleiner als in der Super-heterodyn-Architektur ist.
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Unabhängig von der in den Sende/Empfangsgeräten verwendeten Architektur ist es in vielen Anwendungen äußerst wünschenswert, eine Ausgangsleistung des Sendebereichs des Gerätes beispielsweise in Hinblick auf die Leistungsaufnahme – insbesondere für Mobilanwendungen – einer reduzierten Signalinterferenz mit anderen Sende/Empfangsgeräten, aus Umweltgründen, und dergleichen zu steuern.
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Daher wird in vielen konventionellen Sende/Empfangsgeräten die Ausgangsleistung abgetastet und mit einem Referenzsignal verglichen, wobei die Verstärkung eines Ausgangstreibers auf der Grundlage einer Differenz des Referenzsignals und des abgetasteten Ausgangssignals so geändert wird, um den gewünschten Ausgangsleistungspegel zu erreichen.
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Beispielsweise beschreibt
US 6009119 ein Radiofrequenz-Sende/Empfangsgerät, das in adaptiver Weise die Ausgangsleistungspegellinearität über ein breites Spektrum an Sendefrequenzen beibehält. Dazu wird ein kleiner definiter Teil des Ausgangsleistungssignals zu einem Hüllkurvendetektor geleitet, um ein Gleichspannungssignal zu erhalten, das repräsentativ für den momentan vorherrschenden Ausgangspegel ist. Das Signal des Hüllkurvendetektors wird dann geeignet im Pegel verschoben und einem ADC zugeführt, dessen Ausgangswert einem Mikroprozessor zugeführt wird. Der Mikroprozessor vergleicht dann den Wert des ADC mit einer entsprechenden, in einem nicht flüchtigen Speichermedium gespeicherten Tabelle, um einen geeigneten Korrekturwert für eine Vorspannung zu berechnen, die dem Ausgangstreiber zugeführt wird. Ein berechneter Wert wird einem DAC zugeführt, der die geeignete Vorspannung an den Ausgangstreiber bereitstellt. Obwohl das Ausgangsleistungspegelsteuersystem, das in der US 6009119 gezeigt ist, es ermöglicht, einen gewünschten Ausgangsleistungspegel im Wesentlichen beizubehalten, ist eine große Anzahl an Schaltungselementen einschließlich eines fortschrittlichen Mikroprozessors mit einem nicht flüchtigen Speicherelement, etwa einem Flash-Speicher, sowie ein DAC, der mit der Ausgangstreiberstufe verbunden ist, erforderlich und macht damit dieses System teuer und groß.
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Die
DE 42 94 579 C2 offenbart einen Sender, dessen HF-Ausgangsleistung in einer Zwischenfrequenzstufe geregelt wird.
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Die
DE 42 91 719 C2 offenbart eine Steuerschaltung für einen Leistungsverstärker, dessen HF-Ausgangsleistung in der HF-Stufe gesteuert wird.
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Die
DE 44 97 317 T1 offenbart ein Verfahren und ein Gerät zur Stabilisierung der Verstärkung einer Regelschleife in einer Kommunikationsvorrichtung.
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Eine Vorrichtung mit einer Verstärkungsregelung im Basisband ist insbesondere in der Offenlegungsschrift
DE 199 59 403 A1 offenbart.
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Angesichts der obigen Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein äußerst effizientes Ausgangsleistungspegelsteuersystem, das eine stabile, zuverlässige Steuerung der Ausgangsleistung eines Sendeabschnitts ermöglicht, bereitzustellen, wobei die Anzahl der Schaltungselemente und damit die erforderliche Chipfläche für die Kontrollschaltung minimal ist.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an einen Sender eines Sende/Empfangselements mit einem automatischen Leistungspegelsteuersystem, das eine zuverlässige und stabile Steuerung der Ausgangsleistung mit reduzierter Komplexität zulässt, wobei eine Ausgangsleistung abgetastet und eine Korrektur im Basisbandbereich durchgeführt wird, und/oder die Ausgangsleistung wird auf der Grundlage unterschiedlicher Sendezyklen korrigiert, die voneinander zeitlich getrennt sind, um damit die Genauigkeit und/oder die Stabilität der Regelschleife zu verbessern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird insbesondere durch die Vorrichtungen bzw. durch die Verfahren der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung detaillierter hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird; es zeigen:
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1a schematisch ein Schaltungsdiagramm, das ein Sendeelement mit einer automatischen Leistungspegelsteuerung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform darstellt;
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1b schematisch ein detaillierteres Schaltungsdiagramm einer automatischen Leistungspegelsteuerung gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform; und
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2 ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise einer automatischen Leistungspegelsteuerungsschaltung gemäß diverser anschaulicher Ausführungsformen darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen offenbarten anschaulichen Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
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Es sollte beachtet werden, dass im Folgenden auf ein Sende/Empfangselement verwiesen wird, dass für drahtlose LAN-Anwendungen verwendet wird, und das eine Zwei-Weg-Kommunikation zwischen einer Haupteinheit und einem entfernten Gerät ermöglicht. Unabhängig davon ob oder welche Datentransferprotokolle in einer derartigen drahtlosen Kommunikation verwendet werden, und unabhängig von der Radiofrequenz, die in diesen Geräten verwendet wird, kann das Konzept der vorliegenden Erfindung in einfacher Weise auf ein beliebiges Sende/Empfangselement angewendet werden, das eine automatische Leistungspegelsteuerung des Radiofrequenzausgangssignals erfordert. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf LAN-Anwendungen beschränkt, die typischer Weise einen Übertragungsbereich von ungefähr 100 Metern bereitstellen, sondern diese ist ebenso auf ein beliebiges Sende/Empfangselement anwendbar, wie es beispielsweise in Mobiltelefonen verwendet wird, in denen das Steuern einer Sendeausgangsleistung ebenfalls in Hinblick auf die Leistungsaufnahme und eine verringerte Interferenz vorteilhaft sein kann.
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1a zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm einer Senderschaltung 100, die in einem Sende/Empfangselement (nicht gezeigt) zum Datenübertragen an ein entferntes Gerät verwendet werden kann. Die Senderschaltung 100 umfasst eine Basisbandstufe 110, eine Radiofrequenzausgangsstufe 130, eine Modulationsstufe 150 und eine automatische Leistungspegelsteuerschaltung 170.
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Die Basisbandstufe 110 umfasst einen Eingang 111, um ein Basisbandsignal in digitaler Form zu empfangen. Die Senderschaltung 100, die in 1a gezeigt ist, repräsentiert eine sogenannte Direktumsetzungsarchitektur, die hinsichtlich der Leistungsaufnahme und der Möglichkeit eines hohen Integrationsgrades vorteilhaft sein kann, und daher ist ein I-Q-Wandler 112 vorgesehen, der das Erzeugen eines Inphasen-(I)signals und des Quadratur-(Q)-signals aus dem an dem Eingang 111 empfangenen Basisbandsignals ermöglicht. Ein Digital/Analog-Wandler (DAC) 113 ist mit seinem digitalen Eingang mit dem I-Q-Wandler 112 verbunden und ist mit seinem analogen Ausgang mit einem Basisbandfilter 114 verbunden. Es sollte beachtet werden, dass der Einfachheit halber lediglich ein Signalkanal an dem Ausgang des DAC 113 und in dem folgenden Signalweg gezeigt ist, wobei der Signalweg als ein differenzieller Signalweg gezeigt ist, wobei die einzelnen Zweige als P bzw. N bezeichnet sind. Der Signalweg, der durch P bezeichnet ist, soll daher die positiven Signalkomponenten der analogen I- und Q-Signale repräsentieren. Das gleiche gilt für die negativen Signalkomponenten. Der DAC 113 umfasst ferner einen Steuerspannungseingang 115 zum Empfangen einer Steuerspannung, um einen Offset und damit eine Amplitude des konvertierten analogen Signals einzustellen.
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Die Basisbandstufe 110 ist mit dem Modulationsbereich 150 mittels einer Mischerschaltung 151 verbunden, die ausgebildet ist, das gefilterte Basisbandsignal und ein von einem lokalen Oszillator 152 erzeugtes Radiofrequenzsignal zu empfangen. Ein Ausgang der Mischerschaltung 151 ist mit der Ausgangsleistungsstufe 130 verbunden, die in einer Ausführungsform als eine Verstärkerstufe mit ”offener Schleife” ausgestaltet ist, d. h. in der Ausgangsleistungsstufe 130 ist im Wesentlichen keine RF-Rückkopplung vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Möglichkeit einer Leistungsrücksetzung implementiert, beispielsweise in Form eines kapazitiven Spannungsteilers, der an einem Eingang der Ausgangsstufe 130 vorgesehen ist, und der es ermöglicht, eine gewünschte ”offene Schleife-”Verstärkung der Ausgangsleistungsstufe 130 auszuwählen. Das Vorsehen der Ausgangsleistungsstufe 130 als ein offenes Schleifen-RF-Verstärkungssystem reduziert deutlich die Komplexität, d. h. die Anzahl der RF-Komponenten, wodurch die Integration der Ausgangsstufe 130 bei Minimierung der erforderlichen Chipfläche erleichtert wird.
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Ein Ausgang der Ausgangsstufe 130 ist mit der automatischen Leistungspegelsteuer-(APLC)schaltung 170 verbunden, die ausgebildet ist, einen Ausgangsleistungspegel zu detektieren und in Reaktion auf den detektierten Ausgangsleistungspegel eine geeignete Steuerspannung zu erzeugen, die dem Steuerspannungseingang 115 des DAC 113 zugeführt wird.
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Im Betrieb wird die Senderschaltung 100 initialisiert, wobei die APLC-Schaltung 170 zurückgesetzt wird. D. h., die dem DAC 113 über den Steuerspannungseingang 115 zugeführte Steuerspannung wird auf einen vordefinierten Startwert gesetzt, beispielsweise ein minimaler Wert, so dass ein analoges Ausgangssignal des DAC 113 minimal ist. Ferner kann während des Initialisierens der Senderschaltung 100 die APLC-Schaltung 170 ein Ausgangssignal der Ausgangsstufe 130 ignorieren, um das Einschwingen von Eingangssignalen, Steuersignalen, Referenzsignalen, und dergleichen zu ermöglichen, die während des Betriebs der APLC-Schaltung 170 verwendet werden können.
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Das an dem Eingang 111 anliegende Basisbandsignal wird in ein In-Phasen-Signal und in ein Quadratur-Phasen-Signal umgewandelt, die wiederum in ein analoges Signal mittels des DAC 113 umgewandelt werden, wobei die Steuerspannung, die von der APLC-Schaltung 170 bereitgestellt wird, im Wesentlichen den Gleichspannungspegel und damit die Größe des analogen Basisbandsignals bestimmt. Das analoge Signal wird dann in dem Basisbandfilter 114 geformt und das gefilterte Basisbandsignal wird dann durch Mischen mit der Trägerfrequenz, die von dem lokalen Oszillator 152 geliefert wird, hochgesetzt. Das modulierte RF-Signal wird sodann durch die Ausgangsstufe 130 verstärkt und kann einer Antenne (nicht gezeigt) zugeführt werden, wobei das modulierte Ausgangssignal von der APLC-Schaltung 170 überwacht wird.
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Dazu kann das modulierte Ausgangssignal oder ein definierter Teil davon gleichgerichtet und mit zwei oder mehreren Referenzwerten verglichen werden, um auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses die geeignete Steuerspannung, die dem DAC 113 zugeführt wird, zu erzeugen. Wenn beispielsweise das Vergleichsergebnis anzeigt, dass eine Ausgangsleistung der Ausgangsstufe 130 zu hoch ist, kann die Steuerspannung des DAC 113 um einen vordefinierten Betrag reduziert werden, um damit die Amplitude des analogen Basisbandsignals zu verkleinern, wodurch der Ausgangspegel der Ausgangsstufe 130 verringert wird. Da die Regelschleife für das Einstellen des Ausgangsleistungspegels zwischen der RF-Seite und der Basisbandseite über die APLC-Schaltung 170 geliefert wird, kann die Anzahl der erforderlichen RF-Komponenten in der Senderschaltung 100 minimal sein. Ferner wird das Regeln des RF-Ausgangspegels vollständig auf der Basisbandseite ausgeführt, so dass ein höheres Maß an Genauigkeit erhalten werden kann, als im Falle eines konventionellen Lösungsansatzes, in welchem eine Rückkopplung auf der RF-Seite vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß wird der Steuerungsvorgang der APLC-Schaltung 170 in einer zeitlich diskreten Weise ausgeführt, wobei während eines ersten Sendezyklus der Ausgangspegel der Ausgangsstufe 130 gemessen wird und das Messergebnis für den Vergleich mit der vordefinierten Referenzspannung verwendet wird, um die Steuerspannung für den DAC 113 nach Abschluss des ersten Sendezyklus und vor dem Beginn eines nachfolgenden zweiten Sendezyklusses einzustellen. Somit ist der neu eingestellte DAC 113 vor dem Beginn eines neuen Sendezyklus eingeschwungen, wodurch Basisbandsignalverzerrungen reduziert oder gar im Wesentlichen vollständig vermieden werden, die ansonsten durch eine Änderung der Einstellung des DAC 113 während eines Sendezyklusses auftreten können.
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Es ist die APLC-Schaltung 170 so ausgebildet, um die Steuerspannung des DAC 113 um einen einzelnen vordefinierten Schritt für jeden neuen Sendezyklus zu erhöhen/zu erniedrigen, wenn der Vergleich der Messung der Ausgangsleistung mit einer vordefinierten Referenzspannung, die einen gewünschten Ausgangsleistungspegel kennzeichnet, andeutet, dass der Ausgangspegel zu gering bzw. zu hoch ist. Auf Grund dieses zeitlich diskreten Steuervorganges wird eine verbesserte Stabilität der Regelschleife erreicht, wobei beispielsweise das Initialisieren der APLC-Schaltung 170 mit der minimalen Steuerspannung für den DAC 113 sicherstellt, dass eine maximale zulässige Ausgangsleistung selbst während der ersten Sendezyklen nach Initialisierung der Senderschaltung 100 nicht überschritten wird.
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1b zeigt schematisch ein Blockschaltbild der APLC-Schaltung 170. In 1b umfasst die APLC-Schaltung 170 eine Gleichrichterschaltung 171 mit einem Eingang 171a zum Empfangen des RF-Signals der Ausgangsstufe 130, und einen Ausgang 171b, um ein Gleichspannungssignal, das für ein an dem Eingang 171a empfangenes Signal kennzeichnend ist, bereitzustellen. Die Gleichrichterschaltung 171 kann in Form eines Hüllkurvendetektors, wie dieser im Stand der Technik zum Messen von Radiofrequenzsignalen gut bekannt ist, implementiert sein. Ferner umfasst die APLC-Schaltung 170 eine Referenzspannungsschaltung 172 mit einem Ausgang 172b zum Bereitstellen einer spezifizierten Referenzspannung. Ferner umfasst die Referenzspannungsschaltung 172 einen Eingang 172a, der ausgebildet ist, ein Steuersignal von einer Steuerlogik 173 zu empfangen, um eine Referenzspannung auf der Grundlage des von der Steuerlogik 173 gelieferten Steuersignals bereitzustellen. Eine Komparatorschaltung 174 umfasst einen Eingang 174a, der mit den Ausgängen 171b und 172b der Gleichrichterschaltung 171 bzw. der Referenzspannungsschaltung 172 verbunden ist. D. h., der Eingang 174a kann so gestaltet sein, um Signale von der Gleichrichterschaltung 171 und von der Referenzspannungsschaltung 172 gleichzeitig zu empfangen, oder die Signale davon nacheinander, beispielsweise jedes Signal für eine vordefinierte Zeitdauer, zu empfangen. Die Referenzspannungsquelle 172 stellt eine erste und eine zweite Referenzspannung, beispielsweise sequenziell, bereit, so dass das von der Gleichrichterschaltung gelieferte Signal mit der ersten bzw. der zweiten Referenzspannung verglichen werden kann. Die Komparatorschaltung 174 kann einen Steuereingang 174c aufweisen, der mit der Steuerlogik 173 verbunden ist. Ferner umfasst die Komparatorschaltung 174 einen Ausgang 174b, der ausgebildet ist, ein oder mehrere Signale zu liefern, die für die Ergebnisse des Vergleichs der an dem Eingang 174a bereitgestellten Signale kennzeichnend sind. Die APLC-Schaltung 170 umfasst ferner eine DAC-Steuerschaltung 175 mit einem Eingang 175a zum Empfangen des einen oder der mehreren Signale, die von der Komparatorschaltung 174 ausgegeben werden, und einen Ausgang 175b, der mit dem Eingang 115 des DAC 113 verbunden ist.
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Der Betrieb der APLC-Schaltung 170, wie sie in 1b gezeigt ist, wird mit Bezug zu dem Flussdiagramm beschrieben, das in 2 dargestellt ist.
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Im Schritt 210 wird die APLC-Schaltung 170 vor einem ersten Sendezyklus initialisiert, wobei die DAC-Steuerschaltung 175 eine vordefinierte Steuerspannung an den Eingang 115 des DAC 113 liefert. Wie zuvor angemerkt ist, kann es vorteilhaft sein, die Steuerspannung so bereitzustellen, um eine minimale Ausgangsleistung zu erreichen, so dass ein Überschreiten einer möglicherweise definierten maximalen Ausgangsleistung verhindert wird. In anderen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, einen ersten Sendezyklus mit einer anders gewählten DAC-Einstellung zu beginnen, beispielsweise kann eine maximale Ausgangsleistung in einigen Anwendungen geeignet sein, oder es kann ein Zwischenwert ausgewählt werden.
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Im Schritt 220 wird das von der Ausgangsleistungsstufe 130 gelieferte Ausgangsleistungssignal oder zumindest ein definierter Teil davon an dem Eingang 171a der Gleichrichterschaltung 171 empfangen. Das modulierte RF-Signal an dem Eingang 171a wird in ein gleichspannungsbasiertes Signal umgesetzt, das die Ausgangsleistung der Ausgangsleistungsstufe 130 spezifiziert. Es werden eine erste und eine zweite Referenzspannung in der Referenzspannungsschaltung 172 erzeugt, wobei eine Größe der ersten und der zweiten Referenzspannung entsprechend einem Signal gewählt werden kann, das von der Steuerlogik 173 zugeführt wird. In einer Ausführungsform kann die Steuerlogik programmierbar sein, wie dies durch den Eingang 173a angedeutet ist, um einen gewünschten Ausgangspegel der Ausgangsstufe 130 vorzuwählen. Die Steuerlogik 173 wahlt dann geeignete Werte (Schwellwerte) für die erste und die zweite Referenzspannung, beispielsweise durch Auswählen eines entsprechenden Knotenpunkts eines Spannungsteilers, und dergleichen.
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Im Schritt 230 wird das von dem Ausgang 171b der Gleichrichterschaltung 171 bereitgestellte Signal mit der ersten Referenzspannung in der Komparatorschaltung 174 verglichen. Die erste Referenzspannung ist so gewählt, um eine Ausgangsleistung anzuzeigen, die die gewünschte Ausgangsleistung um einen vordefinierten Betrag übersteigt.
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Im Schritt 240 wird das die Ausgangsleistung spezifizierende Signal mit der zweiten Referenzspannung verglichen, wobei in einer Ausführungsform die erste und die zweite Referenzspannung nacheinander der Komparatorschaltung 174 zugeführt werden, wobei ein Zeitpunkt und eine Dauer des Zuführens der ersten und der zweiten Referenzspannung von der Steuerlogik 173 gesteuert werden kann. Auf diese Weise ist lediglich eine einzelne Komparatorstufe für den Vergleich der ersten und der zweiten Referenzspannung mit dem die Ausgangsleistung spezifizierenden Signals erforderlich. In anderen Ausführungsformen kann die Komparatorschaltung 174 so gestaltet sein, um einen gleichzeitigen Vergleich zu ermöglichen, in dem zwei oder mehr Komparatorstufen vorgesehen sind. Ferner ist die zweite Referenzspannung so gewählt, um einen Wert zu reprasentieren, der einen Ausgangsleistungspegel kennzeichnet, der als zu gering erachtet wird, so dass die erste und die zweite Referenzspannung einen oberen bzw. unteren Grenzwert für den gewünschten Zielausgangspegel repräsentieren.
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Im Schritt 250 wird das Ergebnis des Vergleichs an dem Ausgang 174b nach einem vordefinierten Zeitintervall bereitgestellt. Beispielsweise kann nach Abschluss des ersten Sendezyklus das Vergleichsergebnis bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform umfasst der Ausgang 174b zwei Signalleitungen, wobei eine erste Signalleitung ein Vergleichsergebnis mit der ersten Referenzspannung überträgt, wohingegen eine zweite Signalleitung das Vergleichsergebnis mit der zweiten Referenzspannung überträgt. Somit können durch Bereitstellen der ersten und der zweiten Signalleitung an dem Ausgang 174b vier unterschiedliche Zustände der Komparatorschaltung 174 in digitaler Weise dargestellt werden. Zum Beispiel kann ein hoher Pegel an der ersten Signalleitung einen Ausgangsleistungspegel repräsentieren, der zu hoch ist, wohingegen ein hoher Pegel auf der zweiten Signalleitung einen Ausgangsleistungspegel repräsentieren kann, der zu gering ist, und ein niedriger Pegel auf beiden Leitungen kann einen akzeptablen Ausgangsleistungspegel kennzeichnen. Ein hoher Pegel auf beiden Leitungen kann einen Außerbetriebmodus der Komparatorschaltung 174 repräsentieren und kann beispielsweise während einer Hochlaufphase verwendet werden, um der DAC-Steuerschaltung 175 anzuzeigen, dass die Referenzspannungen noch nicht eingeschwungen sind. Wie leicht zu sehen ist, können andere geeignete Zuordnungen der Logikpegel für die erste und die zweite Signalleitung gewählt werden. Ferner können mehr als zwei Referenzspannungen für einen entsprechenden Zielausgangspegel vorgesehen werden mit dem Vorteil einer geringeren Einschwingzeit der Ausgangsstufe 130, wobei die Anzahl der Schaltungselemente, die in der APLC-Schaltung 170 erforderlich ist, vergrößert wird.
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Im Schritt 260 erzeugt die DAC-Steuerschaltung 175 eine geeignete Steuerspannung für den DAC 113 bei Beendigung des ersten Sendezyklus, wobei in einer speziellen Ausführungsform das Vergleichsergebnis durch eine Zwei-Bit-Zahl repräsentiert wird, die anzeigt, ob die Steuerspannung beizubehalten, zu erhöhen oder zu erniedrigen ist, oder ob die Komparatorschaltung 174 in einem Außer-Betrieb-Modus ist. Wenn die Zwei-Bit-Zahl anzeigt, dass die dem DAC 113 zugeführte Steuerspannung zu ändern ist, kann die Steuerspannung in Abhängigkeit von dem Wert der Zwei-Bit-Zahl um eine vordefinierte Schrittweite erhöht oder reduziert werden. Wenn es beispielsweise wünschenswert ist, die Ausgangsleistung der Ausgangsstufe 130 mit einer ”Auflösung” von 1 dB zu steuern, werden die erste und die zweite Referenzspannung, die durch die Referenzspannungsschaltung 172 erzeugt werden, so gewählt, dass diese um ungefähr 1 dB auseinanderliegen, wohingegen die Schrittweite beim Ändern der Steuerspannung für den DAC 113 so gewählt ist, um eine Änderung in dem Ausgangsleistungspegel von ungefähr 0.5 dB zu erzeugen. Wie leicht zu erkennen ist, kann eine beliebige geeignete Schrittweite entsprechend den gerätespezifischen Erfordernissen ausgewählt werden.
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Im Schritt 270 wird ein zweiter Sendezyklus mit der neu eingestellten Steuerspannung für den DAC 113 und damit mit dem neu eingestellten Ausgangsleistungspegel der Ausgangsstufe 130 begonnen. Der Prozessablauf kehrt dann zum Schritt 220 zurück und wiederholt die nachfolgenden Prozessschritte, um den Ausgangsleistungspegel auf einen Soll-Pegel einzustellen oder dort beizubehalten.
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In den Ausführungsformen, in denen der Ausgangsleistungspegel durch eine Zwei-Bit-Zahl repräsentiert ist, kann eine Reihe von Sendezyklen notwendig sein, um den gewünschten Soll-Ausgangspegel nach dem Initialisieren der APLC-Schaltung 170 zu erreichen. In dieser Weise kann jedoch der Ausgangsleistungspegel in einer zuverlässigen und effizienten Weise mit einer minimalen Anzahl an Schaltungskomponenten, insbesondere auf der RF-Seite, ausgeführt werden. Ferner ist lediglich eine geringe Anzahl an Steuersignalen zur Erreichung der Ausgangsleistungssteuerung erforderlich.
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Es sollte beachtet werden, dass obwohl der vorangegangene Prozessablauf in Hinblick auf das Beibehalten des Ausgangsleistungspegels bei einem einzelnen vordefinierten Soll-Pegel beschrieben ist, die APLC-Schaltung 170 ebenso vorteilhafter Weise zum Steuern des Ausgangsleistungspegels gemäß anderer Kriterien, etwa der Temperatur der Ausgangsstufe 130, dem Abstand der Senderschaltung 100 von einem Empfängergerät, der Leistungsaufnahme der Senderschaltung 100 und dergleichen verwendet werden. Dies kann erfordern, einen anderen Soll-Pegel auszuwählen und entsprechend das Ausgangssignal der Referenzspannungsschaltung 172, etwa die erste und die zweite Referenzspannung, an den neu gewählten Soll-Pegel anzupassen.
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Wenn die Einschwingzeit, d. h. die Anzahl der Sendezyklen, die zum Erreichen des gewünschten Ausgangsleistungspegels erforderlich ist, reduziert werden soll, kann eine Vielzahl geeigneter Referenzspannungen, etwa wie die erste und die zweite Referenzspannung der Referenzspannungsschaltung 172 bereitgestellt werden, so dass die DAC-Steuerschaltung 175 auf die Vergleichsergebnisse durch ein genaueres Einstellen der Steuerspannung, die nun dem DAC 113 zugeführt wird, zu reagieren, wodurch die Anzahl der Anpassungsschritte reduziert wird.
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Es gilt also: Durch Bereitstellen einer Regelschleife zum Einstellen eines Ausgangsleistungspegels eines Senders, die zwischen der RF-Seite und der Basisbandseite errichtet ist, wird eine genaue Steuerung erreicht, wobei die Anzahl der RF-Komponenten minimal gehalten werden kann, insbesondere wenn eine RF-Ausgangsstufe des ”offenen Schleifen-”Typs vorgesehen wird. Ferner führt der zeitdiskrete Steuervorgang, d. h. das Messen des RF-Pegels in einem Sendezyklus und das erneute Einstellen des Ausgangspegels vor einem nachfolgenden Sendezyklus, zu einem stabilen Betrieb der Regelschleife, wodurch im Wesentlichen keine Über- und Unterschwinger erzeugt werden.
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Weitere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Folglich ist diese Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung zu vermitteln.
