DE3004189A1

DE3004189A1 - Hf-leistungsverstaerker

Info

Publication number: DE3004189A1
Application number: DE19803004189
Authority: DE
Inventors: Heribert Dipl.-Ing. 1000 Berlin Gorzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1981-08-13
Also published as: FR2475314A1; GB2069275A

Description

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4. Febr. 1980

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 HF-Leistungsverstärker Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem HF-Leistungsverstärker nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Zur übertragung von amplitüdenmodulierten Signalen, insbesondere von amplitüdenmodulierten Einseitenbandsignalen, sind HF-Leistungsverstärker mit guter Linearität und großer Verstärkung nötig. Um eine gute Linearität von HF-Leistungsverstärkern zu erreichen, wurden diese als A-Verstärker oder AB-Verstärker betrieben und zusätzlich eine Gegenkopplung des Ausgangssignals auf den Verstärkereingang angewendet. Das hat aber den Nachteil des schlechten Wirkungsgrades von A- bzw. AB-Verstärkern und der Verminderung der Gesamtverstärkung durch die Gegenkopplung.

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Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße HF-Leistungsverstärker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die volle Verstärkung des Nutzsignals erhalten bleibt. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen HF-Leistungsverstärkers möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die durch nichtlineare Verzerrungen im Leistungsverstärker neu gebildeten Störfrequenzen/ insbesondere die der Intermodulationsprodukte, stark unterdrückt werden, so daß daher keine übermäßigen Anforderungen an die Linearität des Endverstärkers gestellt zu werden brauchen. Es können dann dafür Verstärker im B-Betrieb oder sogar im C-Betrieb mit günstigerem Wirkungsgrad eingesetzt werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild des HF-Verstärkers, Fig. 2 a das Frequenzspektrum des Eingangssignals,

Fig. 2 b das Frequenzspektrum bei nicht gegengekoppeltem Ausgangssignal und

Fig. 2c das Frequenzspektrum bei gegengekoppeltem Ausgangssignal.

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Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in Fig. 1 dargestellte HF-Leistungsverstärker weist einen ersten Verstärkerblock 1 auf, der mit dem Eingang des HF-Leistungsverstärkers verbunden ist. Der Ausgang des ersten Verstärkerblocks 1 ist auf ein Summiernetzwerk 2 geführt. Der Ausgang des Summiernetzwerkes 2 ist mit dem Eingang eines zweiten Verstärkerblocks 3 verbunden, dessen Ausgang der Ausgang des HF-Leistungsverstärkers ist. Der Eingang des ersten Verstärkerblocks 1 steht mit einem ersten Phasenglied 4 in Verbindung, das an ein erstes Dämpfungsglied 5 angeschlossen ist. Der Ausgang des Dämpfungsgliedes 5 ist auf ein Verknüpfungsnetzwerk 6 geführt. Der Ausgang des zweiten Verstärkerblocks 3 ist über ein zweites Phasenglied 7 und ein zweites Dämpfungsglied 8 an das Verknüpfungsnetzwerk 6 angeschlossen. Der Ausgang des Verknüpfungsnetzwerkes 6 ist über einen dritten Verstärkerblock 9 mit einem weiteren Eingang des Summiernetzwerkes 2 verbunden.

Im Grenzfall bei einer Verstärkung des ersten Verstärkerblocks 1 von eins kann der Verstärkerblock 1 als Richtungsleitung ausgebildet sein.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten HF-Leistungsverstärkers soll anhand der in Fig. 2 gezeigten Frequenzspektren erläutert werden. In den HF-Leistungsverstärker werden zwei Einseitenbandschwingungen mit den Frequenzen f- und f_? und je einem Sollpegel von 50 % eingespeist (Fig. 2 a), wobei der Zahlenwert willkürlich gewählt 1st. Für diese Frequenzkomponenten kommt die volle Verstärkung zum Tragen. Nimmt man eine Verstärkung des ersten Verstärkerblocks 1 von 10 dB und des zweiten Verstärkerblocks 3

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von 30 dB an, so wird die Spannung am Ausgang des Leistungsverstärkers um 40 dB angehoben. Ohne eine Rückkopplung des Ausgangssignals wurden zusätzliche Intermodulationsprodukte mit den Frequenzen ^fSt ^{= f}1 " ^{n (f}2 " ^f1^{J und f}St ^{= f}2 ^{+ n if}2 ~ ^f1* bei η = 1, 2, 3 usw. entstehen, von denen einige in Fig. 2 b dargestellt sind- Die Eingangsspannung mit den Frequenzen f-, f₂ wird über das Phasenglied 4, in dem die Phasen des Signals gedreht werden können, und über das Dämpfungsglied 5, in dem die Amplitude der Spannung zusätzlich abgesenkt werden kann, auf das Verknüpfungsnetzwerk 6 gegeben, das als Addierer oder Subtrahierer ausgebildet sein kann. Das Ausgangssignal des Verstärkerblocks 3, das die Frequenzen f... und f₂ und zusätzlich die Frequenzen £„. der Modulationsprodukte enthält, wird ebenfalls über das zweite Phasenglied 7 und das zweite Dämpfungsglied 8 dem Verknüpfungsnetzwark 6 zugeführt. Im Verknüpfungsnetzwerk 6 wird die Differenz bzw. die Summe der beiden Spannungen gebildet, wobei über die Dämpfungsglieder 5 und 8 die Amplituden der beiden Spannungen so geregelt werden sollten, daß sie den gleichen Wert aufweisen. Bei einer Phasendifferenz zwischen den zwei Spannungen von 0° kann ein Addierer, bei einer Phasendifferenz von 180° kann ein Subtrahierer verwendet werden. Bei gleicher Amplitude der am Verknüpfungsnetzwerk 6 anliegenden Spannungen heben sich am Ausgang des Verknüpfungsnetzwerkes 6 durch die Summen- bzw. Differenzbildung die Anteile mit den Frequenzen f- und f₂ auf, so daß nur noch die Intermodulationsprodukte übrigbleiben. Diese Spannung wird im dritten Verstärkerblock 9 verstärkt und bildet das Korrektursignal,

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das dem Summiernetzwerk 2 zugeführt wird. Die .Eingangsspannung des zweiten Verstärkerblocks 3 enthält nun auch die Störfrequenzen, die sich aber teilweise im Verstärkerblock 3 aufheben, da sie unterschiedliche Vorzeichen haben. Die Gegenkopplung wird also nur für die Störkomponenten voll wirksam, die am Ausgang des HF-Leistungsverstärkers bei den oben genannten Werten um 30,3 dB gedämpft erscheinen (Fig. 2c).

Der Linearisierungsgrad der gesamten Anordnung wird in erster Linie von der Verstärkungs- und Verzerrungsfreiheit des dritten Verstärkerblocks 9 bestimmt. Das trifft insbesondere dann zu, wenn die Signallaüfzeiten der Verstärkerblocks 1 und 3 gegenüber der Periodendauer der niederfrequenten Modulationssignale vernachlässigbar sind. Da er jedoch mit kleinen Leistungspegeln beaufschlagt wird, kann er im linearen Bereich betrieben werden.

Die Gesamtverstärkung kann über das Dämpfungsglied 5 eingestellt werden, da bei einer Dämpfung kleiner als eins auch das Nutzsignal gegengekoppelt wird, ohne die Linear!tätseigenschaften des Gesamtverstärkers zu beeinträchtigen.

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Zusammenfassung

Es wird ein HF-Leistungsverstärker insbesondere zur Übertragung von amplitudenmodulierten Einseitenband.-signalen vorgeschlagen, der zwei Verstärkerblöcke (1, 3) aufweist, in deren Verbindungsleitung ein Summiernetzwerk (2) geschaltet ist. Das Eingangssignal des ersten Verstärkerblocks (1) und das Ausgangssignal des zweiten Verstärkerblocks (3) werden auf das Summiernetzwerk (2) gegeben, wobei die Phase und die Amplitude der Signale mit Hilfe von Phasen- und Dämpfungsgliedern (4, 5, 7, 8) geändert werden können.

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Claims

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

1. HF-Leistungsverstärker/ insbesondere zur Übertragung von amplitudenmodulierten Einseitenbandsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem ersten Verstärkerblock (1) und einem zweiten Verstärkerblock

(3) ein Summiernetzwerk (2) geschaltet ist und daß das Eingangssignal des ersten Verstärkerblocks (1) und das Ausgangssignal des zweiten Verstärkerblocks (3) auf das Summiernetzwerk (2) geführt sind.

2. HF-Leistungsverstärker nach Anspruch 1 _r dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Eingang des ersten Ver-Stärkerblocks (1) und Summiernetzwerk (2) ein erstes Phasenglied (4) und ein erstes Dämpfungsglied (5) geschaltet sind.

3. HF-Leistungsverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ausgang des zweiten Verstärkerblocks (3) und Summiernetzwerk (2) ein zweites Phasenglied (7) und ein zweites Dämpfungsglied (8) geschaltet sind.

4. HF-Leistungsverstärker nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verknüpfungsnetzwerk (6) vorgesehen ist, das zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfungsglied (5, 8) geschaltet ist, und daß zwischen dem Summiernetzwerk (2) und dem Verknüpfungsnetzwerk (6) ein dritter Verstärkerblock (9) geschaltet ist.

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5. HF-Leistungsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsspannungen des Verknüpfungsnetzwerkes (6) die gleiche Amplitude aufweisen.

6. HF-Leistungsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz zwischen den Eingangsspannungen des Verknüpfungsnetzwerkes (6) 0° beträgt.

7. HF-Leistungsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz zwischen den Eingangsspannungen des Verknüpfungsnetzwerkes (6) 180° beträgt.

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