DE19529267B4

DE19529267B4 - Kompensationsanordnung für einen Fernseh-HF-Leistungsverstärker

Info

Publication number: DE19529267B4
Application number: DE1995129267
Authority: DE
Inventors: Peter Mühlbacher
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2015-08-10
Also published as: DE19529267A1

Abstract

Anordnung zur Kompensation von nichtlinearen Verzerrungen und von aussteuerungsabhängigen Änderungen der Verstärkung eines Fernseh-HF-Leistungsverstärkers (V) durch eine dem Mittelwert des im HF-Signal übertragenen Videosignals proportionale Steuerspannung, mit einem dem Leistungsverstärker (V) vorgeschalteten Vorverzerrer (K), der einen ersten das zu verstärkende Hochfrequenzsignal unverzerrt übertragenden Linearzweig (3) aufweist und mindestens einen dazu parallelgeschalteten Vorverzerrungs-Zweig (4, 7), der das zu verstärkende Hochfrequenzsignal in einem die nichtlinearen Verzerrungen des nachfolgenden Leistungsverstärkers (V) kompensierenden Sinne verzerrt, wobei in mindestens einem dieser Vorverzerrungszweige (4, 7) ein in Abhängigkeit von der Steuerspannung (U) steuerbares Stellglied (5, 9) angeordnet ist, durch das der Additionsfaktor (N) steuerbar ist, mit dem das vorverzerrte Ausgangssignal dieses Vorverzerrungszweiges (4, 7) dem Ausgangssignal des Linearzweiges (3) hinzuaddiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der Vorverzerrungszweige (4, 7) eine einstellbare Signalabtrenneinrichtung zugeordnet ist, so daß dieser Vorverzerrungszweig (4, 7) jeweils nur in ausgewählten Bereichen der zu kompensierenden Verstärkerkennlinie wirksam ist.

Description

Die Erfindung betrifft und geht aus von einer Kompensationsanordnung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Anordnung dieser Art ist bekannt (europäische Patentanmeldung 0 435 578 ). Hierbei ist es auch schon bekannt, die Verzerrungskompensationsschaltung für jeden Leistungsbereich des Verstärkers zu schalten, d. h. die bekannte Steuerschaltung ist fähig, die Charakteristik der Kompensationsschaltung schrittweise entsprechend der Vielzahl der Ausgangsleistungsbereiche des Verstärkers zu ändern. Bei der bekannten Kompensationsanordnung ist jedem der parallelen Vorverzerrungszweige ein schaltbares Dämpfungsglied zur Kompensation der Verstärkerkennlinie zugeordnet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kompensationsanordnung dieser Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß die gewünschte Vorverzerrung nur in dem Bereich der zu kompensierenden Verstärkerkennlinie durchgeführt wird, in dem auch tatsächlich entsprechende Verzerrungen auftreten.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Bei der erfindungsgemäßen Kompensationsanordnung können die einzelnen Vorverzerrungszweige jeweils auf beliebige ausgewählte Bereiche der zu kompensierenden Verstärkerkennlinie eingestellt werden. Damit kann eine Vorverzerrung auch speziell nur auf ausgewählte Kennlinienbereiche beschränkt werden, in welchen Vorverzerrungen auftreten. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die aussteuerungsabhängigen nichtlinearen Verzerrungen nur in einem Teilbereich der Gesamtkennlinie auftreten, wie dies bei einem Fernsehsender der Fall, bei dem im wesentlichen am oberen Ende der Kennlinie beim Umschalten zwischen Schwarzwert und Weißwert des Videosignals Verzerrungen auftreten. Mit der erfindungsgemäßen Kompensationsanordnung kann vermieden werden, daß auch derjenige Teil der Kennlinie vorverzerrt wird, der beim Umschalten zwischen Schwarzwert und Weißwert gar nicht verzerrt wird. Die erfindungsgemäße Kompensationsanordnung ist insbesondere für solche Fernseh-HF-Leistungsverstärker von Vorteil, die aus mehreren parallel geschalteten und im AB-Betrieb arbeitenden Verstärkern bestehen, da in diesem Fall für sämtliche Verstärker nur eine einzige Kompensationsanordnung erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Fig. zeigt das Prinzipschaltbild einer Fernseh-Sender-Anordnung, bei der das Video-Signal zunächst in die Zwischenfrequenz ZF umgesetzt wird, die dann über eine erfindungsgemäße Kompensationsanordnung K und einen ZF/HF-Umsetzer in das auszusendende Hochfrequenzsignal HF umgesetzt, in einem Leistungsverstärker V verstärkt und schließlich über die Antenne abgestrahlt wird. Der schematisch dargestellte Leistungsverstärker V besteht z.B. aus einer Vielzahl von parallelgeschalteten und jeweils im AB-Betrieb arbeitenden Verstärkereinheiten.
Die Kompensationsschaltung K besteht aus mehreren zwischen einer Verzweigungsstelle 1 und einer Addierstelle 2 parallelgeschalteten Zweigen und zwar einem ersten Linearzweig 3 mit einem festeingestellten Verstärkungsfaktor von z.B. 1, in dem das ZF-Signal unverzerrt linear mit dem Verstärkungsfaktor 1 zur Addierstufe 2 übertragen wird. In einem zweiten Vorverzerrungszweig 4 wird das ZF-Signal von der Verzweigungsstelle 1 mit einer bezüglich Amplitude und/oder Phase vorbestimmten Verzerrung, die invers ist zu der zu kompensierenden Verzerrung des nachfolgenden Leistungsverstärkers V, über einen einstellbaren Verstärker 5 der Addierstelle 2 zugeführt. Das diese Vorverzerrung bewirkende Verzerrungsglied 6 ist dabei in bekannter Weise dimensioniert, wie dies beispielsweise in der EP-PS 0 243 898 oder der Deutschen Patentanmeldung 195 29 272 "Anordnung zur Kompensation von nichtlinearen Verzerrungen eines Hochfrequenzverstärkers" der Firma Rohde & Schwarz) beschrieben ist. Es besteht z.B. aus einem die Amplitude des ZF-Signals entsprechend der gewünschten Kennlinienverformung beeinflussenden Amplitudenstellglied und gegegebenenfalls einem die Phase entsprechend beeinflussendes Phasenstellglied. Damit kann im nichtlinearen Zweig auf einfache Weise jede gewünschte Amplituden- und/oder Phasenkennlinie eingestellt werden.
Das ZF-Signal ZF wird außerdem in einem breitbandigen Gleichrichter 10 gleichgerichtet und aus der videofrequenten Ausgangsspannung dieses Gleichrichters 10 wird in einem Mittelwertbilder 11 der Mittelwert des Videosignals erzeugt, aus dem in einer Funktionsformerstufe 12 unter Berücksichtigung der Zeitkonstante des Leistungsverstärkers V und dem Hüllkurvensprungverhalten dieses Verstärkers (Verhalten des Verstärkers bei plötzlicher Änderung zwischen Schwarzwert und Weißwert des Videosignals) eine Steuerspannung U erzeugt wird, über die der Verstärkungsfaktor N des Verstärkers 5 einstellbar ist. Damit wird der Additionsfaktor, mit dem das Ausgangssignal des Vorverzerrungszweiges 4 der Addierstelle 2 zugeführt wird, eingestellt. Die Einstellung der Funktionsformerstufe 12 wird empirisch ermittelt, zunächst wird beispielsweise das Videosignal mit einem Schwarzwert zugeführt und es wird hierfür dann ausgehend von einem fest eingestellten Ausgangswert N der Verstärkung das Verzerrungsglied 6 des Vorverzerrungszweiges 4 so eingestellt, daß die konstanten nichtlinearen Verzerrungen des Verstärkers V kompensiert werden. Anschließend wird dann das Videosignal von Schwarzwert zu Weißwert geändert und hierfür werden jeweils die dazu erforderlichen Verstärkungsgradänderungen N ermittelt, die erforderlich sind, um die aussteuerungsabhängigen Änderungen des Leistungsverstärkers V zu kompensieren.
In manchen Fällen, insbesondere bei Verstärkerkennlinien mit einem oder mehreren Wendepunkten, ist es vorteilhaft, nicht nur einen Vorverzerrungszweig 4, sondern zusätzlich dazu noch mindestens einen oder mehrere weitere parallelgeschaltete Vorverzerrungszweige vorzusehen, wie dies mit dem Vorverzerrungszweig 7 angedeutet ist. Den einzelnen Vorverzerrungszweigen können dabei gesondert einstellbare Signalabtrennungszweige zugeordnet sein, so daß die einzelnen Vorverzerrungszweige jeweils in unterschiedlichen Bereichen der zu kompensierenden Verstärkerkennlinie wirksam sind, wie dies beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldung 195 29 272 der Firma Rohde & Schwarz beschrieben ist. Neben dem entsprechend dimensionierten Vorverzerrungsglied 8 ist auch in diesem zusätzlichen Vorverzerrungszweig 7 ein einstellbarer Verstärker 9 vorgesehen, durch entsprechende Steuerung des Verstärkungsfaktors kann damit auch für diesen zusätzlichen Vorverzerrungszweig ein vorbestimmter Additionsfaktor N eingestellt werden, falls dies für die jeweils durchzuführende Kompensation zweckmäßig ist. Es ist jedoch auch denkbar, daß einer oder mehrere Vorverzerrungszweige einen konstanten Verstärkungsfaktor aufweisen und nur ein Teil der Vorverzerrungszweige in Abhängigkeit von der Steuerspannung U im Verstärkungsgrad einstellbar ist. Dies hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab.

Claims

Anordnung zur Kompensation von nichtlinearen Verzerrungen und von aussteuerungsabhängigen Änderungen der Verstärkung eines Fernseh-HF-Leistungsverstärkers (V) durch eine dem Mittelwert des im HF-Signal übertragenen Videosignals proportionale Steuerspannung, mit einem dem Leistungsverstärker (V) vorgeschalteten Vorverzerrer (K), der einen ersten das zu verstärkende Hochfrequenzsignal unverzerrt übertragenden Linearzweig (3) aufweist und mindestens einen dazu parallelgeschalteten Vorverzerrungs-Zweig (4, 7), der das zu verstärkende Hochfrequenzsignal in einem die nichtlinearen Verzerrungen des nachfolgenden Leistungsverstärkers (V) kompensierenden Sinne verzerrt, wobei in mindestens einem dieser Vorverzerrungszweige (4, 7) ein in Abhängigkeit von der Steuerspannung (U) steuerbares Stellglied (5, 9) angeordnet ist, durch das der Additionsfaktor (N) steuerbar ist, mit dem das vorverzerrte Ausgangssignal dieses Vorverzerrungszweiges (4, 7) dem Ausgangssignal des Linearzweiges (3) hinzuaddiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der Vorverzerrungszweige (4, 7) eine einstellbare Signalabtrenneinrichtung zugeordnet ist, so daß dieser Vorverzerrungszweig (4, 7) jeweils nur in ausgewählten Bereichen der zu kompensierenden Verstärkerkennlinie wirksam ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erzeugung der Steuerspannung (U) in Abhängigkeit vom Mittelwert des Videosignals die Zeitkonstante des Leistungsverstärkers (V) und dessen Hüllkurvensprungsverhalten berücksichtigt ist.