DE3033983A1

DE3033983A1 - Feedback controlled modulation system for antenna circuit - has pulse generating exciter and amplitude modulator and uses envelope detector to produce feedback signal controlling non-linear amplifier

Info

Publication number: DE3033983A1
Application number: DE19803033983
Authority: DE
Inventors: Milton Clifton N.J. Dishal
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1979-09-14
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1981-04-02

Abstract

The feedback controlled modulation system comprises an extended range, gain controlled detector system in a first feedback loop coupled between the output and input of an amplifier having a non-linear input-output characteristic. A gain controlled reference signal source is coupled to the output of the detector system to provide a difference signal in the first feedback loop. A gain controlling pulse generator is coupled to the source and the detector system to simultaneously control the gain of the source and the gain of the detector system. The circuit controls the shape of the difference signal so as to linearise the non-linear characteristic without loss of loop stability and without causing amplitude distortion on the first feedback loop. The modulation system includes an exciter which provides controllable amplitude, rectangular pulses. An amplitude modulator is in the first feedback loop coupled to the input of the amplifier and output of the exciter responsive to the rectangular pulses and an amplified version of the shaped difference signal.

Description

Detektoreinrichtung für Signaleinhüllende Detector device for signal envelopes

Die Erfindung geht aus von einer Detektoreinrichtung für Signaleinhüllende zur Gleichrichtung der Einhüllenden eines Signals.The invention is based on a detector device for signal envelopes for rectifying the envelope of a signal.

Wenn für einen größeren Dynamikbereich des gleichzurichtenden Signals nur ein Detektor vorgesehen ist, dann verursacht dieser i.A. bei kleinen Signalpegeln eine Amplitudenverfälschung. Wird dieser Detektor in einer Regelschleife verwendet, dann hat dies meist eine inkorrekte Schleifenverstärkung zur Folge.If for a larger dynamic range of the signal to be rectified If only one detector is provided, then this generally causes low signal levels an amplitude corruption. If this detector is used in a control loop, then this usually results in an incorrect loop gain.

Die neue Detektoreinrichtung ermöglicht eine genaue Reproduktion der.Einhüllenden über einen großen Dynamikbereich.The new detector device enables an exact reproduction of the envelope over a wide dynamic range.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawings, for example.

Es zeigt: Fig.1, 3 Blockschaltbilder für Ausführungsbeispiele der neuen Detektoreinrichtung, Fig.2 ein Diagramm zur Erläuterung der Erzeugung der Steuersignale, Fig.4 ein Schaltbild für einen Amplitudendetektor, Fig.5 ein Schaltbild für eine Impulsformungsschaltung, Fig.6 ein Schaltbild der Steuereinrichtung 13, Fig.7 ein Schaltbild des Referenzverstärkers, Fig.8 ein Schaltbild des Detektors aus Fig. 3, dessen Verstärkung gesteuert wird, und Fig.9 ein Schaltbild der Schaltersteuerung aus Fig.3.It shows: Fig.1, 3 block diagrams for embodiments of the new detector device, Figure 2 is a diagram to explain the generation of the Control signals, FIG. 4 a circuit diagram for an amplitude detector, FIG. 5 a circuit diagram for a pulse shaping circuit, Figure 6 is a circuit diagram of the control device 13, FIG. 7 is a circuit diagram of the reference amplifier, FIG. 8 is a circuit diagram of the detector from Fig. 3, the gain of which is controlled, and Fig. 9 is a circuit diagram of the switch control from Fig. 3.

Im Blockschaltbild der Fig.1 ist ein Sender mit einer HF-Trägersignalquelle 1, dessen Ausgangssignal in einem Modulator 2 moduliert wird, vorgesehen. Das modulierte Signal wird einem Leistungsverstärker 3, der im C-Betrieb betrieben wird, zugeführt. Dieser hat eine nichtlineare Kennlinie. Das dem Leistungsverstärker 3 zugeführte HF-Signal wird von einer Regel schleife 4 geregelt.In the block diagram of FIG. 1, there is a transmitter with an RF carrier signal source 1, the output signal of which is modulated in a modulator 2, is provided. That modulated The signal is fed to a power amplifier 3, which is operated in C mode. This has a non-linear characteristic. The supplied to the power amplifier 3 HF signal is regulated by a control loop 4.

Diese enthält die neue Detektoreinrichtung 5. Das Ausgangssignal der Detektoreinrichtung 5 wird einem Differenzverstärker 6 zugeführt. Dieser erzeugt das Modulationssignal für den Modulator 2 und vervollständigt die Regelschleife 4.This contains the new detector device 5. The output signal of the Detector device 5 is fed to a differential amplifier 6. This generates the Modulation signal for the modulator 2 and completes the Control loop 4.

Das Ausgangssignal der Detektoreinrichtung 5 gelangt zu einem Differenzpunkt 7, wo es vom Ausgangssignal eines Referenzverstärkers 8 subtrahiert wird. Der Referenzverstärker 8 verstärkt das in einer Pulsformungsschaltung 9 erzeugte Referenzsignal. Das am Punkt 7 erzeugte Differenzsignal wird dem Differenzverstärker 6 zugeführt.The output signal of the detector device 5 arrives at a point of difference 7, where it is subtracted from the output signal of a reference amplifier 8. The reference amplifier 8 amplifies the reference signal generated in a pulse shaping circuit 9. The on The difference signal generated at point 7 is fed to the differential amplifier 6.

Die Detektoreinrichtung 5 enthält mehrere Amplitudendetektoren, von denen in der Fig.1 drei 10, 11, 12 dargestellt sind. Die Zahl der Amplitudendetektoren hängt vom gewünschten Dynamikbereich (im vorliegenden Fall bis -78 dB gegenüber dem Spitzenwert) ab. Die drei Amplitudendetektoren sind drei aneinander angrenzenden Amplitudenbereichen zugeordnet. Der Amplitudendetektor 10 wird durch einen Steuerimpuls von einer Steuereinrichtung 13 (Generator zur Erzeugung von Schaltimpulsen) im Amplitudenbereich OdB bis -26dB (bezogen auf den Spitzenwert) wirksam geschaltet. Durch weitere Steuerimpulse werden die Amplitudendetektoren 11 bzw. 12 während der Amplitudenbereiche -26dB bisS2dB bzw. -52dB bis-78dB wirksam geschaltet. Die Steuerimpulse sind so gewählt, daß wenn ein Amplitudendetektor wirksam geschaltet ist, die anderen Amplitudendetektoren nicht wirksam geschaltet sind. Die drei Steuerimpulse werden in der Steuereinrichtung 13, wie in der Fig.2 dargestellt,durch drei Spannungsvergleicher erzeugt. Jeder Spannungsvergleicher wird getriggert, wenn die Amplitude des Impulses von der Impulsformerschaltung 9 denjenigen Spannungspegel erreicht, der einer Grenze eines Amplitudenbereiches entspricht. Im vorliegenden Fall sind dies die Werte -26dB, -52dB und -78dB.The detector device 5 contains several amplitude detectors from which in Figure 1 three 10, 11, 12 are shown. The number of amplitude detectors depends on the desired dynamic range (in the present case up to -78 dB compared to the peak value). The three amplitude detectors are three adjacent to one another Assigned to amplitude ranges. The amplitude detector 10 is controlled by a control pulse from a control device 13 (generator for generating switching pulses) in the amplitude range OdB to -26dB (related to the peak value) activated. Through further control impulses the amplitude detectors 11 and 12 during the amplitude ranges -26dB up to S2dB or -52dB to -78dB activated. The control impulses are chosen so that when one amplitude detector is activated, the other amplitude detectors are not effectively switched. The three control pulses are in the control device 13, as shown in FIG. 2, is generated by three voltage comparators. Everyone Voltage comparator is triggered when the amplitude of the pulse from the pulse shaper circuit 9 reaches that voltage level which is a limit of an amplitude range is equivalent to. In the present case these are the values -26dB, -52dB and -78dB.

In der Fig.4 ist das Schaltbild eines Detektors 10, 11, 12 dargestellt. Es sind ein Dioden-Detektor, 32, eine Stufe 30 mit einer großen Eingangs- und einer kleinen Ausgangsimpedanz und eine Schaltstufe 31 vorhanden. Die Schaltstufe 31 wird wirksam bzw. unwirksam gesteuert von einem Ausgangssignal der Steuereinrichtung 13. Die Schaltung der Fig.4 ist in einer VHF-Abschirmung angeordnet. Dadurch wird verhindert, daß von dieser Schaltung Strahlung nach außen abgegeben und von außen aufgenommen wird.The circuit diagram of a detector 10, 11, 12 is shown in FIG. There are a diode detector, 32, a stage 30 with a large input and a small output impedance and a switching stage 31 available. The switching stage 31 is effectively or ineffectively controlled by an output signal of the control device 13. The circuit of Figure 4 is arranged in a VHF shield. This will prevents this circuit from emitting radiation to the outside and from outside is recorded.

In der Fig.5 ist das Schaltbild der Impulsformungsschaltung 9 aus Fig.1 dargestellt. Sie ist so bemessen, daß man das gewünschte Modulationssignal erhält.In FIG. 5, the circuit diagram of the pulse shaping circuit 9 is from Fig.1 shown. It is dimensioned so that you get the desired modulation signal receives.

Es ist eine VHF-Abschirmung vorgesehen. Es sind ein Impulsstromgenerator 42, der von negativen Impulsen gesteuert wird, ein erster Filter-Teil 43, ein erster linearer Verstärker 44, ein zweiter Filter-Teil 45, ein zweiter linearer Verstärker 46 und ein dritter Filter-Teil 47 vorhanden. Sie sind alle so bemessen, daß man die gewünschte Referenzimpuls-Form erhält. Die Schaltungen der Verstärker 44 und 46 sind so ausgelegt, daß sie ein sehr gutes Niederfrequenzverhalten zeigen. Dies ist notwendig, da , wenn die Verstärkung der Referenz um 26dB zunimmt, sie jede "Steigung" in der Basislinie der Impulsformungsschaltung 9 verstärkt, was durch ein schlechtes niederfrequentes Verhalten bedingt ist. Die verstärkte "Basislinien-Steigung" würde unerlaubterweise den Sockel pegel von dem Schwellwert zum linearen Teil der Verstärkerkennlinie wegbewegen. Das Ausgangssignal des Filterteils 47 wird einer Isolationsstufe 48 mit einer hohen Eingangs- und einer niedrigen Ausgangsimpedanz zugeführt. Der Impulsstromgenerator 42 ist mit einer Kompensationsschaltung 49 gekoppelt.VHF shielding is provided. It is a pulse current generator 42, which is controlled by negative pulses, a first filter part 43, a first linear amplifier 44, a second filter part 45, a second linear amplifier 46 and a third filter part 47 are present. They are all sized so that you can receives the desired reference pulse shape. The circuits of amplifiers 44 and 46 are designed to show very good low frequency behavior. this is necessary because if the gain of the reference increases by 26dB, it will each "Slope" in the baseline of the pulse shaping circuit 9 is amplified by what bad low-frequency behavior is caused. The reinforced "baseline slope" would illegally change the base level from the threshold to the linear part of the Move the amplifier characteristic away. The output of the filter part 47 becomes one Isolation stage 48 with a high input and a low output impedance fed. The pulse current generator 42 is coupled to a compensation circuit 49.

In der Fig.6 ist das Schaltbild der Steuereinrichtung 13 dargestellt. Es enthält einen Steuerverstärker 50, der mit dem Ausgang der Isolationsstufe 48 des Netzwerkes 9 verbunden ist. Sein Ausgang ist mit einer Stufe 51, die eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweist, verbunden. Deren Ausgangssignal ist das Eingangssignal der Komparatorschaltungen 52 und 53. Der Ausgang der.Verstärkerstufe 50 ist auch mit einem zweiten Steuerverstärker 54 verbunden, dessen Ausgangssignal als Eingangssignal zwei weiteren Amplitudenvergleichsschaltungen 55 und 56 zugeführt wird. Durch Verwendung der Steuerverstärker 50 und 54 ist es möglich, für die Verlgeichsschaltungen 52 und 55 bzw. 53 und 56 jeweils dieselbe Vergleichsspannung zu liefern, um die gewünschten Verstärkungstore und das "Wechseltor" für die Schaltersteuereinrichtung 13 zu erzeugen. Die Basisschaltung der Vergleichsschaltungen 52, 53, 55 und 56 ist ein differentieller Amplitudenvergleicher in Form des IC 760. Diese ICs können ebenfalls von Halbleiterherstellern bezogen werden.The circuit diagram of the control device 13 is shown in FIG. It contains a control amplifier 50, which is connected to the output of the isolation stage 48 of the network 9 is connected. Its output is at level 51, which is a low one Has output impedance connected. Their output signal is the input signal the comparator circuits 52 and 53. The output der.Verstärkerstufe 50 is also connected to a second control amplifier 54, the output signal of which as an input signal two further amplitude comparison circuits 55 and 56 are supplied. By using the control amplifiers 50 and 54, it is possible for the comparison circuits 52 and 55 or 53 and 56 each provide the same comparison voltage to achieve the desired To generate reinforcement gates and the "changing gate" for the switch control device 13. The basic circuit of the comparison circuits 52, 53, 55 and 56 is a differential Amplitude comparator in the form of the IC 760. These ICs can also be supplied by semiconductor manufacturers can be obtained.

Um eine Verstärkungsanpassung von Hinterflanke an Vorderflanke des Eingangsimpulses bei verschiedenen Pegeln zu ermöglichen, sind elektronische Schalter, z.B. Schalttransistoren 57 - 60, vorgesehen, die mit den Vergleichsschaltungen 52, 53, 55 und 56 wie in Fig.6 dargestellt, gekoppelt sind, um den Vergleichsspannungspegel abhängig von der Position der Schalter 61 - 64 nach oben oder unten anzupassen. Der Torimpuls für die Transistoren 57 - 60 wird als Antwort auf die Spitze des Eingangsimpulses des Generators 13 erzeugt. Diese zusätzliche Eigenschaft trägt dazu bei, schnelle und zeitlich unterschiedliche Wechsel der Verstärkung im Verstärker 3, Modulator 2 usw. infolge von Erwärmung usw. zu kompensieren. Es sind weiterhin (nicht dargestellt) die Addierschaltungen ADD1 und ADD2 aus Fig.2 vorhanden.To adjust the gain from the trailing edge to the leading edge of the To enable input pulses at different levels are electronic switches, e.g. switching transistors 57 - 60, which are connected to the comparison circuits 52, 53, 55 and 56 as shown in Fig.6, are coupled to the comparison voltage level adjust up or down depending on the position of the switches 61 - 64. The gate pulse for transistors 57-60 is generated in response to the peak of the input pulse of the generator 13 is generated. This additional property helps make it quick and changes in the gain in amplifier 3, modulator, which vary over time 2 etc. due to heating etc. to compensate. There are still (not shown) the adding circuits ADD1 and ADD2 from FIG. 2 are present.

Fig.7 ist das Schaltbild des Referenz-Verstärkers 8, dessen Verstärkung gesteuert wird. Der Referenz-Verstärker enthält eine erste Verstärkerstufe 65 und eine in der Verstärkung gesteuerte Verstärkerstufe 66, in deren Schaltungen unterschiedlich dimensionierte Widerstände wirksam geschaltet werden. Fig.7 is the circuit diagram of the reference amplifier 8, its gain is controlled. The reference amplifier includes a first amplifier stage 65 and an amplifier stage 66 controlled in the gain, in the circuits of which differ dimensioned resistors can be effectively switched.

Dies wird durch Schalttransistoren 67 - 70 bewirkt, die von vom Generator 13 erzeugten Torimpulsen gesteuert werden. Die Verstärkung des Referenzverstärkers 8 wird stufenweise und gleichzeitig mit der Verstärkung des Detektors 27 eingestellt. Das Ausgangssignal der verstärkungsgesteuerten Verstärkerstufe 66 wird einer Leistungs-Treiberstufe 71, die ein e niedrige Impedanz hat, zugeführt. Dies ist bei der praktischen Realisierung notwendig, da die Ausgangsstufe 72 des Referenzverstärkers 8 vom Differenzpunkt 7 räumlich relativ weit entfernt ist. Das Ausgangssignal der Stufe 71 ist über eine Leitung 73 mit der Stufe 72, die eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz hat, verbunden. Das Ausgangssignal der Stufe 72 wird zum Differenzpunkt 7 zugeführt. Falls die Verstärkung des Amplitudendetektors nicht gesteuert werden muß, können die Schalttransistoren entfallen.This is effected by switching transistors 67-70, which are supplied by the generator 13 generated gate pulses can be controlled. The gain of the reference amplifier 8 is adjusted in stages and simultaneously with the gain of the detector 27. The output of the gain controlled amplifier stage 66 becomes a power driver stage 71, which has a low impedance e. This is in the practical implementation necessary because the output stage 72 of the reference amplifier 8 from the difference point 7 is spatially relatively far away. The output of stage 71 is via a Line 73 to stage 72, which has a high input impedance and a low output impedance has connected. The output signal of stage 72 is fed to difference point 7. If the gain of the amplitude detector does not need to be controlled, you can the switching transistors are omitted.

Um sicherzustellen, daß die Detektoren 10 - 12 das richtige Eingangssignal erhalten, ist der Detektor 10 über einen Richtkoppler 14 mit dem Ausgang des Verstärkers 3 verbunden. Der Richtkoppler 14 hat eine solche Dämpfung, daß die Spitze des dem Detektor 10 zugeführten Signals im Bereich des Signalmaximums, das vom Detektor noch linear verarbeitet werden kann, ist. Falls der Signalpegel des Verstärkerausgangssignals zu gering ist, um diese Bedingung erfüllen zu können, ist mit dem Richtkoppler 14 ein Linearverstärker 24 in Serie geschaltet. Dieser erzeugt dann den notwendigen Signalpegel. Für einen typischen guten Dioden-Detektor ist der Spitzenamplitudenpegel des dem Detektor 10 zugeführten Signals in der Kurve 15 dargestellt. Die verfügbare Spitzenleistung ist ca. 0,2 W bei einem 50 Ohm Impedanzpegel, d.h. die verfügbare Spitzenleistung ist +23 dBm.To ensure that detectors 10-12 have the correct input signal obtained, the detector 10 is via a directional coupler 14 to the output of the amplifier 3 connected. The directional coupler 14 has such an attenuation that the tip of the dem Detector 10 supplied signal in the range of the signal maximum, which is from the detector can still be processed linearly is. If the signal level of Amplifier output signal is too low to meet this condition, a linear amplifier 24 is connected in series with the directional coupler 14. This then generates the necessary signal level. For a typical good diode detector is the peak amplitude level of the signal applied to detector 10 in the curve 15 shown. The available peak power is approx. 0.2 W at a 50 ohm impedance level, i.e. the available peak power is +23 dBm.

Der Detektor 10 kann solange verwendet werden, bis seine Kennlinie so nichtlinear wird, daß der Kennlinienverlauf nicht mehr akzeptiert werden kann.The detector 10 can be used until its characteristic becomes so non-linear that the characteristic curve can no longer be accepted.

Dieser nichtlineare Bereich beginnt bei ungefähr -26dB gegenüber dem Maximalwert.This non-linear range starts at about -26dB from the Maximum value.

Zur linearen Gleichrichtung kann der Gleichrichter 10 also im Bereich absoluter Signalpegel von +23dBm, d.h. 0,2 W und -3dBm, d.h. 0,5 mW verwendet werden.For linear rectification, the rectifier 10 can therefore be in the range absolute signal level of + 23dBm, i.e. 0.2 W and -3dBm, i.e. 0.5 mW can be used.

Der Detektor 10 wird also, wie die Kurve 15 zeigt, bis zu dem Pegel -3dBm verwendet, d.h. bis zu -26dB des dynamischen Bereichs. Beim Erreichen dieses Wertes wird vom Detektor 10 zum Detektor 11 umgeschaltet.The detector 10 is thus, as the curve 15 shows, up to the level -3dBm used, i.e. up to -26dB of dynamic range. Upon achieving this Value is switched from detector 10 to detector 11.

Das Eingangssignal für den Detektor 11 wird von einem zweiten Richtkoppler 16, der mit dem Ausgang des Linearverstärkers 24 verbunden ist, erzeugt. Falls kein Linearverstärker notwendig ist, ist der Richtkoppler 16 mit dem Ausgang des Richtkopplers 14 verbunden. Zwischen den Richtkoppler 16 und den Detektor 11 ist ein Steuerverstärker 17 (begrenzender Verstärker, der schnell wieder seinen Ausgangszustand annimmt) geschaltet. Die lineare Verstärkung vor seiner Begrenzung muß so gewählt sein, daß er beim niedrigsten Eingangspegel, d.h.The input signal for the detector 11 is from a second directional coupler 16, which is connected to the output of the linear amplifier 24, is generated. If not Linear amplifier is necessary, the directional coupler 16 is with the output of the directional coupler 14 connected. A control amplifier is located between the directional coupler 16 and the detector 11 17 (limiting amplifier, which quickly assumes its initial state again) switched. The linear gain before its limitation must be chosen so that it at the lowest input level, i.e.

-3dBm beim Detektor 10, den Detektor 11 mit einem linear verstärkten Signal speist, dessen Leistung um 26dB höher als der -3dBm-Pegel (d.h. in diesem Fall - 23dBmì liegt. Oder anders ausgedrückt: die resultierende lineare Verstärkung der zur Verfügung stehenden Leistung der Kombination aus Koppler 16 und Verstärker 17 muß gleich dem gewünschten linearen dynamischen Bereich sein, über den der Detektor verwendet werden soll, d.h. 26dB im vorliegenden Fall.-3dBm at detector 10, detector 11 with a linearly amplified Signal feeds whose power is 26dB higher than the -3dBm level (i.e. in this Case - 23dBmì lies. In other words: the resulting linear gain the available power of the combination of coupler 16 and amplifier 17 must equal the desired linear dynamic range over which the detector should be used, i.e. 26dB in the present case.

Wegen der linearen 26dB Verstärkung in der Koppler-Verstärker-Kombination 16, 17, wird der oben erwähnte - 3dBm bis -29dBm-Bereich der Signalpegel linear auf einen Pegel +23dBm bis -3dBm verstärkt, wenn die Signale zum Detektor 11 gelangen. Dieser kann dann in diesem Bereich eine lineare Gleichrichtung durchführen.Because of the 26dB linear gain in the coupler-amplifier combination 16, 17, the aforementioned -3dBm to -29dBm range of signal levels becomes linear amplified to a level of + 23dBm to -3dBm when the signals reach detector 11. This can then carry out a linear rectification in this area.

Der Detektor 11 wird also in einem 26dB-Bereich von -3dBm bis -29dBm der Ausgangssignale des Linearverstärkers 24 oder des Kopplers 14 verwendet.The detector 11 is thus in a 26dB range from -3dBm to -29dBm the output signals of the linear amplifier 24 or the coupler 14 are used.

Oberhalb des Ausgangspegels+23 dBm wird der Steuerverstärker 17 nichtlinear und schließlich begrenzt er bei einem Ausgangspegel, der typischerweise um 3dB oberhalb des maximal benötigten Ausgangspegels von +23dBm liegt. Diese Begrenzereigenschaft ist wichtig, um den Diodendetektor vor einer Zerstörung durch eine zu große Leistung zu schützen. In der Kurve 18 sind die Pegel des Signalsegments, das vom Detektor 11 linear gleichgerichtet werden soll, und die verstärkten Pegel, die dem Detektor tatsächlich zugeführt werden, dargestellt.The control amplifier 17 becomes non-linear above the output level + 23 dBm and finally it limits at an output level that is typically 3dB above the maximum required output level of + 23dBm. This delimiter property is important to protect the diode detector from being destroyed by excessive power to protect. In curve 18 are the levels of the signal segment that is from the detector 11 should be rectified linearly, and the amplified level given to the detector are actually supplied.

Wenn der für den Detektor 11 niedrigste Pegel erreicht wird, wird zum Detektor 12 umgeschaltet.When the lowest level for the detector 11 is reached, switched to detector 12.

Der Detektor 12 erhält sein Eingangssignal über einen dritten Richtkoppler 19 und über einen zweiten Steuerverstärker 20 ein Eingangssignal vom Steuerverstärker 17. Wie im Falle von Koppler 16 und Verstärker 17 ist die resultierende lineare Verstärkung der resultierenden Leistung durch die Kombination von Koppler 19 und Verstärker 20 bestimmt und sie ist gleich dem gewünschten dynamischen Bereich, in dem der Detektor korrekt arbeiten soll, d.h. im vorliegenden Fall 26dB.The detector 12 receives its input signal via a third directional coupler 19 and via a second control amplifier 20 an input signal from the control amplifier 17. As in the case of coupler 16 and amplifier 17, the resulting one is linear Amplification of the resulting power through the combination of coupler 19 and Amplifier 20 and it is equal to the desired dynamic range, in which the detector should work correctly, i.e. in the present case 26dB.

Wegen dieser zweiten linearen 26dB-Verstärkung ist der Signal pegel bereich von -29dBm bis -55dBm des Ausgangssignals des Verstärkers 24 bzw. des Richtkopplers 14, falls der Verstärker 24 nicht notwendig ist, auf einen Pegel bereich von +23 dBm bis -3dBm verstärkt, wenn er dem Detektor 12 zugeführt wird. In diesem Bereich ist eine lineare Gleichrichtung möglich.Because of this second linear 26dB amplification, the signal is level Range from -29dBm to -55dBm of the output signal of the amplifier 24 or the directional coupler 14, if the amplifier 24 is not necessary, to a level range of +23 dBm to -3dBm amplified when fed to detector 12. In this area linear rectification is possible.

Der Steuerverstärker schützt, wie im vorhergehenden Fall, den Detektor 12 vor zu großer Leistung. In der Kurve 21 sind die Pegel für den Bereich, in dem die lineare Gleichrichtung erfolgt und der verstärkte Signalpegel, wie er dem Detektor tatsächlich zugeführt wird, dargestellt.As in the previous case, the control amplifier protects the detector 12 before too great a performance. In curve 21 are the levels for the area in which the linear rectification is done and the amplified signal level as given to the detector is actually supplied.

Falls notwendig, können noch weitere Stufen hinzugefügt werden. Ein weiterer Richtkoppler 22 und Steuerverstärker 23 sind dargestellt.If necessary, additional levels can be added. A further directional coupler 22 and control amplifier 23 are shown.

Um schließlich das gesamte Signal linear zu rekonstruieren, ist es notwendig, die 26dB-Verstärkungsschnitte, die für den linearen Betrieb der Detektordioden notwendig waren, wieder zu beseitigen. Dies erreicht man durch eine geeignete Dimensionierung von Widerständen R1, R2 und R3, die zwischen die Ausgänge der Detektoren 10, 11 und 12 und einen gemeinsamen Summierpunkt 25 mit einer niedrigen Eingangsimpedanz, realisiert durch eine Addierschaltung 25, geschaltet sind. Entsprechend der 26dB-Verstärkungszunahme ist der Widerstand R2 zwanzigmal größer als der Widerstand R1 und der Widerstand R3 ist zwanzigmal größer als der Widerstand R2. Dadurch erhält man eine lineare Rekonstruktion der Signaleinhüllenden über einen Bereich von 78dB.Finally, to linearly reconstruct the entire signal, it is necessary the 26dB gain cuts, which are necessary for the linear operation of the detector diodes were necessary to eliminate again. This can be achieved through suitable dimensioning of resistors R1, R2 and R3 connected between the outputs of the detectors 10, 11 and 12 and a common summing point 25 with a low input impedance, realized by an adding circuit 25, are connected. Corresponding to the 26dB gain increase the resistor R2 is twenty times greater than the resistor R1 and the resistance R3 is twenty times greater than resistor R2. This gives a linear one Reconstruction of the signal envelope over a range of 78dB.

In der Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch hier, wie bei der Fig.1, ist dieDetektoreinrichtung zu einer Regel schleife 4 angeordnet und es ist ebenfalls ein großer Dynamikbereich erwünscht. Gleiche Einrichtungen sind in den Fig.1 und 3 mit denselben Bezugszeichen versehen.Another embodiment is shown in FIG. Even here, as in FIG. 1, the detector device is arranged in a control loop 4 and a wide dynamic range is also desired. Same facilities are provided in Figures 1 and 3 with the same reference numerals.

Die Detektoreinrichtung für Signaleinhüllende 5 enthält einen Amplitudendetektor 26, der mit dem Amplitudendetektor 10 in Fig.1 identisch ist. Er wird während des linearen Teils der Verstärkerkennlinie des Verstärkers 3 wirksam geschaltet. Dieser erstreckt sich von OdB bis -26dB in Bezug auf den Spitzenwert des Eingangssignals des Detektors 26. Der Spitzenwert ist ungefähr 100mW, d.h. ungefähr +20dBm. Der andere Detektor der Einrichtung 5 ist ein Detektor 27, dessen Verstärkung gesteuert wird und der während des nichtlinearen Teils der Verstärkerkennlinie wirksam geschaltet wird. Dies ist der Bereich von -26dB bis -52dB. Das "wirksam Schalten" bzw. das "Nicht wirksam Schalten" der Detektoren erfolgt durch ein von einer Schaltersteuereinrichtung 28 gesteuertes Ein/Ausschalten. Die Schaltersteuereinrichtung 28 wird von einer Steuereinrichtung 13' gesteuert. Wie dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 wird in der Steuereinrichtung 13' ein Amplitudenvergleich des Ausgangssignals der Impulsformungsschaltung 9 mit Vergleichsspannungen, die unterschiedlichen Pegeln entsprechen, durchgeführt. So werden geeignete Zeitsteuerimpulse erzeugt, mit denen die Verstärkung des Detektors 27 und gleichzeitig die Verstärkung des Referenzverstärkers 29 gesteuert werden.The detector device for signal envelopes 5 contains an amplitude detector 26, which is identical to the amplitude detector 10 in FIG. He will be during the linear part of the amplifier characteristic of the amplifier 3 is effectively switched. This ranges from OdB to -26dB in relation to the peak value of the input signal of detector 26. The peak value is approximately 100mW, i.e. approximately + 20dBm. Of the Another detector of the device 5 is a detector 27 whose gain is controlled and which is activated during the non-linear part of the amplifier characteristic will. This is the range from -26dB to -52dB. The "effective switching" or the "Ineffective switching" of the detectors is carried out by a switch control device 28 controlled on / off switching. The switch controller 28 is of a Control device 13 'controlled. As the embodiment of Figure 1 is in the control device 13 'an amplitude comparison of the output signal of the pulse shaping circuit 9 with comparison voltages corresponding to different levels. In this way, suitable timing pulses are generated with which the gain of the detector 27 and at the same time the gain of the reference amplifier 29 can be controlled.

In der Fig.9 ist das Schaltbild der Schaltersteuerung 28 dargestellt.The circuit diagram of the switch control 28 is shown in FIG.

In der Fig.8 ist das Schaltbild des Detektors 27 aus Fig.3 dargestellt. Es ist ein Diodendetektor 33und eine Stufe 24 mit einer großen Eingangs- und einer kleinen Ausgangsimpedanz vorhanden. Die Stufe 34 steuert eine geschaltete Dämpfungseinrichtung, deren Vestärkung dadurch gesteuert wird, daß mittels Schalttransistoren 35-37 unterschiedlich bemessene Widerstände wirksam geschaltet werden.The circuit diagram of the detector 27 from FIG. 3 is shown in FIG. It is a diode detector 33 and a stage 24 with a large input and a small output impedance present. Stage 34 controls a switched damping device, whose gain is controlled by means of switching transistors 35-37 differently measured resistances can be effectively switched.

Die Schalttransistoren werden von den Torimpulsen des Generators 13' gesteuert.The switching transistors are activated by the gate pulses of the generator 13 ' controlled.

Die Torimpulse werden bei verschiedenen Pegeln erzeugt. Ein Schalttransistor 38, der von dem Tor-Ausgangssignal der Schaltersteuereinrichtung gesteuert wird, bestimmt wann der Detektor 27 wirksam und wann er nicht wirksam geschaltet ist. Es ist weiterhin ein Gleichspannungsgenerator 39 vorgesehen, der für den Emitter der Transistor-Schalter 35 - 38 eine Gleichspannung erzeugt um die Gleichspannung des Widerstandes 40 zu kompensieren.The gate pulses are generated at different levels. A switching transistor 38, which is controlled by the gate output signal of the switch controller, determines when the detector 27 is activated and when it is not activated. There is also a DC voltage generator 39 is provided for the emitter the transistor switch 35-38 generates a DC voltage around the DC voltage of the resistor 40 to compensate.

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Claims

Claims Ii detector device for signal envelope for Rectification of the envelope of a signal, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the signal to be rectified several amplitude detectors (10, 11, 12), of which only one is activated and each is assigned to a different amplitude range of the signal to be rectified, and that the outputs of the amplitude detectors are combined (25).

2. Detector device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t that the amplitude detectors are controlled by a control device (13) be that the control device is supplied with a reference signal (9) from which the control device the amplitude ranges assigned to the individual amplitude detectors determined, and that the control device is effective in each case the amplitude detector that is assigned to the corresponding amplitude range.

3. Detector device according to claim 2, characterized in that it is e n n z e i c n e t that the control device contains several voltage comparison devices, that their number is equal to the number of amplitude regions, and that each voltage comparator emits a control signal.

4. Detector device according to claim 2 or 3, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the reference signal is amplified in a reference amplifier (8) and that the output signals of the amplitude detectors are subtracted from it.

5. Detector device according to one of claims 1 to 4, d a d u r it is noted that the amplitude ranges are at least linear and have a non-linear region that an amplitude detector (26) the linear Area is assigned, and that the non-linear area is another amplitude detector (27), the gain of which is controlled, is assigned.

6. Detector device according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the control device (13 ') a control pulse pair and a Another group of control pulses generated that the control pulses of the control pulse pair only one of the amplitude detectors (26, 27) switches effectively and that that which is assigned to the affected amplitude range, and that the pulses the group the gain of the controllable amplitude detector (27) depending on Control the amplitude curve of the reference signal so that the non-linear amplitude curve is linearized.

7. Detector device according to claim 5, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the gain of the reference amplifier (29) from the control device (13 ') controlled according to the gain of the controllable amplitude detector will.

8. Detector device according to one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the amplitude detectors resistors (R1, R2, R3) are connected downstream, which are dimensioned so that the different reinforcements be compensated in the individual detectors and control amplifiers.