DE3206114A1 - Detektorschaltung fuer elektrische leistung sowie diese verwendender verstaerkungsregler - Google Patents

Detektorschaltung fuer elektrische leistung sowie diese verwendender verstaerkungsregler

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DE3206114A1
DE3206114A1 DE19823206114 DE3206114A DE3206114A1 DE 3206114 A1 DE3206114 A1 DE 3206114A1 DE 19823206114 DE19823206114 DE 19823206114 DE 3206114 A DE3206114 A DE 3206114A DE 3206114 A1 DE3206114 A1 DE 3206114A1
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electrical power
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Kohei Ishizuka
Yasuhiro Hachioji Kita
Yoshiro Kodaira Kokuryo
Masahiro 94040 Mountain View Calif. Koya
Narimichi Tachikawa Maeda
Kazuhiko Tokyo Takaoka
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Hitachi Ltd
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Description

1. HITACHI, LTD., Tokyo
2. HITACHI DENSHI KABUSHIKI KAISHA, Tokyo
Japan
Detektorschaltung für elektrische Leistung sowie diese verwendenderVerStärkungsregler
Die Erfindung betrifft eine Detektorschaltung für elektrische Leistung und einen diese verwendenden Verstärkungsregler. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf den Aufbau einer Schaltung, die den Pegel der eingangsseitigen elektrischen Leistung eines Eingangsverstärkers eines Modems in einem Nachrichtenübertragungssystem mißt, zum Einschalten bzw. Einsetzen des Modems und auch zum Erreichen einer automatischen Verstärkungssteuerung (Verstärkungsregelung) des Eingangsverstärkers,
Bei einer Vorrichtung wie einem Modem,der in einem Datenübertragungssystem enthalten ist, muß dessen Verstärkungsregelschaltung dem Pegel der eingangsseitigen elektrischen Leistung folgen oder muß der Betrieb des Modems abhängig vom Pegel einer eingangsseitigen elektrischen Leistung gesteuert werden. Bei einer solchen Vor-
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richtung ist es notwendig, den Pegel elektrischer Leistung des Eingangssignals genau und schnell zu erfassen, derart, daß der Eingangssignalpegel auf einen konstanten Wert gesteuert werden kann.
Insbesondere wenn ein analoges Eingangssignal durch einen Verstärker veränderbarer Verstärkung geführt wird und dann in ein Digitalsignal umgesetzt wird zur anschließenden Verarbeitung mittels einer digitalen Signalverarbeitungsschaltung ist es notwendig, daß das Digitalsignal einen stabilen und genauen Digitalpegel besitzt.
Ein Verstärkungsregler, der die obigen Bedingungen erfüllt, ist beispielsweise bekannt aus der JP-OS 55-97714, Dieser Verstärkungsregler besteht aus einem analogen Verstärkungsregelteil, der eine grobe Verstärkungsregelung durchführt,und einem digitalen Verstärkungsregelteil, der eine feine Verstärkungsregelung durchführt, wobei das Ausgangssignal des Verstärkungsreglers zum Steuern der analogen und digitalen Verstärkungsreglerteile verwendet wird.
Eine solche hybride Verstärkungsregelschaltung ist im Aufbau kompliziert, da sie aus einem analogen Verstärkungsregelteil und einem digitalen Verstärkungsregelteil besteht. Weiter ist die Art der Regelung bei dem analogen Verstärkungsregelteil, der eine grobe Verstärkungsregelung durchführt, bei dieser Schaltung derart, daß die Verstärkung des Verstärkers veränderbarer Verstärkung auf der Grundlage des Pegels des Signals gesteuert wird, der die Differenz zwischen dem Verstärkerausgangspegel und einem vorgegebenen Bezugspegel wiedergibt. Folglich führt eine Änderung des Pegels des Eingangssignals zu dem Problem, daß eine bestimmte Zeitdauer erforderlich ist, bis das Verstärkungsausmaß des analogen Verstärkungsregel-
teils so stabilisiert ist, daß er konstant gehalten ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen neuartigen und verbesserten Verstärkungsregler anzugeben, bei dem das Ausgangssignal des Verstärkers veränderbarer Verstärkung schnell auf einen vorgegebenen Ausgangspegel stabilisiert ist, unabhängig vom Pegel dessen Eingangssignals.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Detektorschaltung für elektrische Leistung anzugeben, die in einer Schaltung, wie dem erwähnten Verstärkungsregler, erforderlich ist, um die elektrische Leistung eines sehr schwachen Eingangssignals zu erfassen.
Die Merkmale, die die Aufgabe lösen, zeichnen sich dadurch aus, daß die ausgangsseitige elektrische Leistung des Verstärkers veränderbarer Verstärkung und die Verstärkung (der Verstärkungsgrad) des Verstärkers veränderbarer Verstärkung in Dezibel wiedergegeben werden, wobei letztere von ersterer subtrahiert wird, um die elektrische Leistung des Eingangssignals zu erfassen, um dadurch die Verstärkung des Verstärkers auf der Grundlage der erfaßten elektrischen Leistung des Eingangssignals zu steuern.
Gemäß der Erfindung kann die dynamische Länge der Detektorschaltung für elektrische Leistung wirksam zum Auffinden der ausgangsseitigen elektrischen Leistung des Verstärkers veränderbarer Verstärkung verwendet werden und kann eingangsseitige elektrische Leistung sehr niedrigen Pegels genau erfaßt werden. Da weiter der Absolutwert der eingangsseitigen elektrischen Leistung erfaßt werden kann, kann die Verstärkung des Verstärkers veränderbarer Verstärkung sofort auf den idealen Wert eingestellt werden. Daher kann in einer Vorrichtung wie einem Modem, in dem das Ausgangssignal dessen Verstärkers venänderbarer Ver-
Stärkung in ein Digitalsignal umgesetzt ist, das einer Digitalsignalverarbeitungsschaltung zugeführt wird, ein Digitalsignal erforderlichen Eingangspegels und auch stabilen Digitalpegels der Digitalsignalverarbeitungsschaltung zugeführt werden.
Weiter kann eine Mikrorechner, der primär zur Signalverarbeitung vorgesehen ist, zum Erreichen der Punktion der Schaltung verwendet werden, die die elektrische Leistung erfaßt, sowie der Schaltung, die die Verstärkung des Verstärkers veänderbarer Verstärkung steuert. Deshalb wird der Aufbau der Vorrichtung nicht mehr kompliziert und ergibt sich auch kein Hindernis mehr für die erwünschte hohe SignalVerarbeitungsgeschwindigkeit.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des grundsätzlichen Aufbaus des Verstärkungsreglers gemäß der Erfindung,
Fig. 2, 4, 5,6 und 7
den Aufbau verschiedener vorzuziehender Ausführungsformen des Verstärkungsreglers gemäß der Erfindung,
Fig. 3 Eingangs- und Ausgangssignalverläufe des Verstärkungsreglers gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt zunächst den grundsätzlichen Aufbau des Verstärkungsreglers gemäß der Erfindung, wobei ein eingangsseitiges Analogsignal über einen Eingangsanschluß 1 einem Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung zur Verstärkung mit einem vorgegebenen Verstärkungsausmaß zugeführt ist und wobei das Ausgangssignal des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung über einen Ausgangsanschluß einer
(nicht dargestellten) Signalverarbeitungsschaltung in einer Vorrichtung wie einem Modem zugeführt wird. Ein Teil des Ausgangssignals des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung wird einer Detektorschaltung 4 für elektrische Leistung zugeführt, die die elektrische Leistung ihres Eingangssignals erfaßt. Auf der Grundlage der erfaßten elektrischen Leistung erzeugt eine Verstärkungseinstellschaltung 5 ein erforderliches Verstärkungssteuersignal, das dem Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung zugeführt wird. Ein Teil des Verstärkungssteuersignals wird der Detektorschaltung 4 für elektrische Leistung zugeführt zur Verwendung bei der Berechnung, die für die Erfassung elektrischer Leistung erforderlich ist.
Die Eingangsspannung, der Eingangswiderstand, die Ausgangsspannung, der Ausgangswiderstand, die eingangsseitige elektrische Leistung, die ausgangsseitige elektrische Leistung und die Verstärker-Verstärkung (Verstärkungsgrad) seien bezeichnet mit
- po'M .
V Ri' V Ro (= V- V
(A'
, bzw. A1.
W.
Daraus ergeben sich P.', P ' und A1 wie folgt:
V.
R. ο V 2
χ i ο
ν 2 Ri
P ' ο
O Ro
V
A' =
(D
_10. 32061 H
Die obigen Werte von P.1, P ' und A1 ergeben sich in Dezibel wie folgt:
pi = 10 loc? "TW" CdBm]
ρ '
= 10 lo* -ITWT CdBm]
A = 10 log = 20 log A1 [dB]
Durch die obige Transformation ergibt sich P. zu
pi - po - A
Auf diese Weise kann die eingangsseitige elektrische Leistung P. [dBm] aus der Verstärkung A[dB] und der ausgangsseitigen elektrischen Leistung P [dBm] des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung erfaßt werden.
um Deshalb kann, wenn es erwünscht ist, die erforderliche
ausgangsseitige elektrische Leistung P mit dem Pegel P ~ zu erreichen, die Verstärkung A des Verstärkes 3 veränderbarer Verstärkung aus der Beziehung P --P1=A berechnet werden, wobei P. die erfaßte eingangsseitige elektrische Leistung ist,und kann ein verstärktes Ausgangssignal mit erforderlichem elektrischen Leistungspegel P ,. durch Zuführen eines erforderlichen Verstärkungssteuersignals von der Verstärkungseinstellschaltung 5 zum Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung erhalten werden.
Fig. 2 zeigt ein ausführliches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Verstärkungsreglers gemäß der Erfindung, wenn die Erfindung auf den Empfangsteil eines Modems
angewendet ist, der in einem Datenübertragungssystem enthalten ist. Gemäß Fig. 2 ist ein Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung eine Schaltung, die ein Eingangssignal V. verstärkt, das einem Eingangsanschluß 1 zugeführt ist. Das verstärkte Ausgangssignal V vom Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung wird in ein Digitalsignal mittels eines Analog/Digital-Umsetzers, kurz A/D-Umsetzer 7, umgesetzt. Ein Teil des Digitalsignals wird über einen Ausgangsanschluß 2 einer (nicht dargestellten) Demodulatorschaltung des Modems zugeführt und ein anderer Teil des Digitalsignals wird einer Quadrierschaltung 8 zugeführt. Das Ausgangssignal der Quadrierschaltung 8 wird einer Mittelwertbildungsschaltung 9 zugeführt, in der eine Mittelwertbildung von Abtastdaten durchgeführt wird zur Umsetzung in ein Signal P ', das die durchschnittliche elektrische Leistung anzeigt. Das Ausgangssignal P ' der Mittelwertbildungsschaltung 9 wird einem Dezibel-Umsetzer zur Umsetzung in ein in Dezibel wiedergegebenes Signal zugeführt. Dieser Dezibel-Umsetzer TO ist vorgesehen, um den Aufbau einer Rechenschaltung 11 für elektrische Leistung und eine Verstärkungseinstellschaltung 5 in der folgenden Stufe zu vereinfachen. Die Rechenschaltüng 11 für elektrische Leistung berechnet die eingangsseitige elektrische Leistung P. auf der Grundlage des Ausgangssignals in Dezibel des Dezibel-Umsetzers 10 und des Signals, das die Verstärkung des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung wiedergibt, von dessen Ausgangssignal das Signal in Dezibel abgeleitet ist. Die Verstärkungseinstellschaltung 5 ist eine Schaltung, die das Verstärkungssteuersignal erzeugt, das dem Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung zugeführt ist.
Der ausführliche Aufbau und die Arbeitsweise des Verstärkungsreglers wird nun erläutert. Der Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung besteht aus einem linksseitigen Verstärkerteil einschließlich eines Operationsverstärkers
und Widerständen 14, 15, 16 und einem rechtsseitigen Verstärkerteil einschließlich eines Operationsverstärkers 13 und Widerständen 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26. Der Plus-Anschluß des Operationsverstärkers 12 im linksseitigen Verstärkerteil ist mit dem Eingangssignal gekoppelt und der Widerstand 14 mit einem Widerstandswert R_ ist über den Eingangsanschluß und den Minus-Anschluß des Operationsverstärkers 12 geschaltet. Der Widerstand 15 mit Widerstandswert (1/(3C-D)? R3/wobei K' eine Konstante ist, ist an einem Ende mit dem Minus-Anschluß und am anderen Ende selektiv mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 12 oder mit Masse verbunden durch Umschaltung abhängig von einem Digitalsignal ar und der Widerstand 16 mit Wider-
2
standswert (1/(K1 (K1 -1))) * R3 ist an einem Ende mit dem Minus-Anschluß des Operationsverstärkers 12 und mit dem anderen Ende selektiv mit Masse durch Umschaltung abhängig von einem Digitalsignal a7 verbunden.
Im rechtsseitigen Verstärkerteil ist der Widerstand 23 mit einem Widerstandswert (Y-I)R, wobei Y eine Konstante ist, zwischen dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers
12 und dem Plus-Anschluß des Operationsverstärkers 13 angeschlossen. Die Widerstände 17, 18, 19, 20, 21, 22 mit Widerstandswerten R„, 2R , 4R , 8R , 16R2 bzw. 32Ro sin& selektiv über den Plus-Anschluß des Operationsverstärkers 13 und Masse geschaltet durch Umschaltung abhängig von Digitalsignalen a,., a,, a.,, a„, a.. bzw. an· Der Widerstand 25 mit einem Widerstandswert R1ZK, wobei K eine Konstante ist, ist zwischen dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 12 und dem Minus-Anschluß des Operationsverstärkers 13 angeschlossen. Der Widerstand 24 mit einem Widerstandswert (R1/ KY-1) ist über den Minus-Anschluß des Operations-Verstärkers
13 und Masse angeschlossen und der Widerstand 26 mit einem Widerstandswert R1 ist über den Minus-Anschluß und den Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 13 angeschlossen.
32061 Η
In dem linksseitigen Verstärkerteil wird die Verstärkung über vier Stufen durch die Steuersignale a_ und afi, die zwei Bit geben, gesteuert, und in dem rechtsseitigen Verstärkerteil wird die Verstärkung über vierundsechzig Stufen mittels Steuersignalen a,- bis a_ gesteuert, die sechs Bit geben. Die Übertragungsfunktion des linksseitigen Verstärkerteils ergibt sich zu:
1 + a (K'2 - 1)
1 + a6 (k1 - 1)
(4)
wobei A,. und a_ auf Ί1 oder 1O1 sind. Deshalb nimmt die
2
Übertragungsfunktion einen der Werte 1,.K1, K1 und K1 an, abhängig von den Pegeln der Digitalsignale a_ und afi so daß die in Dezibel wiedergegebene Verstärkung linear veränderbar ist.
Andererseits ergibt sich die übertragungsfunktion des rechtsseitigen Verstärkerteils zu:
(Y - 1) (5)
1 + G (Y - 1)
5 — 1
= Σ a. —=A (a.: " 1" oder"0" )
x 5"1 X
Da _£_ = Σ a. —=A
R i=o x 25"1 R2
ergibt sich (5a)
ergibt sich folgender angenäherter Ausdruck (6) in dem Bereich, in dem Y kleiner als 1 Neper ist:
"""32Ö6114
ν . Y - G (Y - 1) u (-2G + 1) Κ 1 + G (Y - 1) - Κ * Υ
Daher kann in dem rechtsseitigen Verstärkerteil die in Dezibel wiedergegebene Verstärkung linear verändert werden durch lineares Verändern des Pegels der Digitalsignale a_ bis aQ.
Deshalb kann bei dem Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung, der aus diesen beiden Verstärkerteilen zusammengesetzt ist, die in Dezibel wiedergegebene Verstärkung in einer linearen Beziehung geändert werden und damit proportional zu den Werten der Digitalsignale a„ bis a_.
Es ergibt sich, daß der linksseitige Verstärkerteil in einigen Anwendungsfällen unnötig sein kann.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung wird dem A/D-Umsetzer 7 zugeführt. Dieser A/D-Umsetzer 7 ist notwendigerweise vorgesehen, um die Erfordernisse für die folgende Signalverarbeitung durch eine digitale Signalverarbeitungsschaltung zu erfüllen. Wenn beispielsweise der A/D-ümsetzer 7 mit einem Datenmodem mit 9.600 bps verwendet ist, wird das Eingangssignal mit einer Abtastfrequenz von 9,6 kHz abgetastet, wobei jede Abtastung in Paralleldaten mit 8 Bit umgesetzt wird.
Das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 7 wird dem Modem von dem Ausgangsanschluß 2 zugeführt, wobei gleichzeitig ein Teil davon der Quadrierschaltung 8 zugeführt ist. Diese Quadrierschaltung 8 kann an sich bekannte Bauart besitzen, wie beispielsweise der Typ MPY-8AJ der Firma TRW LSI PRODUCTS COMPANY. Das als Ergebnis der Abtastung erzeugte 8-Bit-Signal wird von dem A/D-Umsetzer 7 der Quadrierschaltung 8 zur Umsetzung in ein 16-Bit-Signal
zugeführt, wobei ein solches Ausgangssignal von der Quadrierschaltung 8 zur Mittelwertbildungsschaltung 9 geführt wird. In der Mittelwertbildungsschaltung 9 werden die Quadratdaten, die durch Quadrieren mehrerer Abtastdaten erhalten sind, zueinander addiert und wird diese Summe dann durch die Anzahl der addierten Abtastungen dividiert. Jedoch kann die Summe der Quadratdaten der abgetasteten Daten die Kapazität des Registers überschreiten. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 2 werden zur Vermeidung dieser Schwierigkeit die Quadratdaten jeder abgetasteten Daten durch die Anzahl der addierten Abtastungen in einem Schieberegister 9-1 geteilt. Dies wird durch Verschieben der Quadratdaten um 3 Bit in der Richtung niedrigerer Ordnung erreicht, wenn die Anzahl der addierten Abtastungen 8 ist. Das Ausgangssignal des Schieberegisters 9-1 wird zu dem Ausgangssignal eines 16-Bit-Registers 9-3 in einem Addierer 9-2 addiert, wobei sich das ergebende Ausgangssignal des Addierers 9-2 dem 16-Bit-Register 9-3 zugeführt wird.
Deshalb gibt das Ausgangssignal der Mittelwertbildungsschaltung 9 die durchschnittliche ausgangsseitige elektrische Leistung wieder, die von dem Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung auftritt. Das Ausgangssignal der Mittelwertbildungsschaltung 9 wird dem Dezibel-Umsetzer 10 zur Umsetzung in ein Digitalsignal zugeführt, das P = 10 log (P '£mW]/i[mW^) anzeigt, wobei P '[mwjdas Ausgangssignal der Mittelwertbildungsschaltung 9 ist.Dieser Dezibel-Umsetzer 10 enthält einen Festwertspeicher (ROM)7 und das digitale Ausgangssignal der Mittelwertbildungsschaltung 9 wird als Adreßsignal zum Auslesen des entsprechenden in Dezibel umgesetzten Signals zugeführt, das in dem ROM aufgezeichnet ist.
Deshalb tritt ein Ausgangssignal, das die Digitaldaten P , wiedergibt, die den Wert von P wiedergeben, der durch P. +A=P gegeben ist, von dem Dezibel-Umsetzer 10 aus, wenn P. die eingangsseitige elektrische Leistung in dBm und A die Verstärkung des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung in dB sind.
Das Ausgangssignal, das die Digitaldaten P , wiedergibt, die den Wert von P wiedergeben, wird von dem Dezibel-Umsetzer 10 zu der Rechenschaltung 11 für elektrische Leistung geführt. In dieser Rechenschaltung 11 für elektrische Leistung werden die Digitaldaten A, der Verstärkung A^dB] des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung, bestimmt durch die Digitalsignale a„ bis an, von den Digitaldaten P , subtrahiert,die vom Ausgangssignal des Dezibel-Umsetzers 10 zugeführt sind zum Erreichen der Digitaldaten P. , der eingangsseitigen elektrischen Leistung P.. Daher liegt die Rechenschaltung 11 für elektrische Leistung in Form eines Digitalsubtrahierers vor. Die Digitaldaten A, der Verstärkung A des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung werden durch ein Signal erreicht, das von einem Register 5-1/in der Verstärkungseinstellschaltung 5 zugeführt ist, in der das Verstärkungssteuersignal aufgezeichnet ist.
Daher wird die Berechnung P , - A, = P. , in der Rechenschaltung 11 für elektrische Leistung so durchgeführt, daß die Digitaldaten P., der eingangsseitigen elektrischen Leistung P. erhalten werden.
Die Schaltungen 11 und 5 können daher zum Messen der eingangsseitigen elektrischen Leistung P. verwendet werden und können auch wirksam als Quelle eines Steuersignals verwendet werden, das den Betrieb des Verstärkungsreglers steuert, wie das erläutert wird.
Der A/D-Umsetzer 7 ist notwendigerweise wie bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, wenn ein Modem in einem Datenübertragungssystem zur digitalen Signalverarbeitung aufgebaut ist. In einem solchen Fall ist es notwendig, den Pegel der ausgangsseitigen Leistung P des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung konstant zu halten, derart, daß der Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung nicht ein zu großes Ausgangssignal erzeugen kann, das eine Verzerrung zur Folge hat/oder ein nicht zu kleines Ausgangssignal erzeugen kann, das ein verschlechtertes Rauschverhältnis (S/N) zur Folge hat. Wenn es erwünscht ist, die ausgangsseitige elektrische Leistung P auf dem Pegel von P f konstant zu halten, ist die Verstärkung A des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung vorzugsweise so gewählt, daß die Beziehung
A = P c - Pi
ref
erfüllt ist. Es ist daher vorzuziehen, daß digitale Daten P f , für elektrische Leistung,die dem Pegel P f für elektrische Leistung entsprechen, in einem Register 5-2 in der Verstärkungseinstellschaltung 5 gespeichert sind und daß zu dem Zeitpunkt, zu dem die eingangsseitige elektrische Leistung P. erfaßt wird, die Differenz zwischen dem die Daten P f , wiedergebenden Signal, das aus dem Register 5-2 ausgelesen ist, und dem Signal, das die Daten P., der erfaßten elektrischen Leistung wiedergibt, berechnet wird. Ein Subtrahierer 5-3, der zu diesem Zweck vorgesehen ist, führt die Berechnung P ^ , - P. ., = A, durch, und auf der Grundlage des berechneten Wertes von A, wirken die entsprechenden der Digitalsignale a- bis a zum Ein/ Ausschalten der Schalter, die mit den Widerständen 15 bis 22 in dem Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung verbunden sind, derart, daß die ausgangsseitige elektrische Leistung P des Verstärkers 3 veränderbarer Verstärkung augenblicklich auf den Pegel von P f[dBm] eingestellt werden kann.
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Fig. 3 ist die zeichnerische Wiedergabe von Fotographien der Antwortcharakteristik bei dem erwähnten erläuterten Ausführungsbeispiel des Verstärkungsreglers, die von einem Oszilloskop aufgenommen sind. In Fig. 3 geben der obere bzw. der untere Signalverlauf die Eingangsbzw. Ausgangssignale wieder und besitzt das Ausgangssignal eine große Amplitude in einem Abschnitt, in dem die Verstärkungsregelung nicht durchgeführt ist und eine kleine Amplitude in einem Abschnitt, in dem die Verstärkungsregelung ausreichend wirksam ist. Es ergibt sich aus Fig. 3, daß das Ansprechverhalten des Verstärkungssteuersignals schnell ist. Die Hüllkurve in Strichlinien in Fig. 3 gibt die Antwortcharakteristik wieder, die bei herkömmlichen Verstärkungsreglern beobachtet wird.
Die Fig. 4 bis 7 sind Blockschaltbilder anderer bevorzugter Ausführungsbeispiele des Verstärkungsreglers gemäß der Erfindung. In den Fig. 4 bis 7 besitzen die Blöcke, die mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, die gleiche Funktion und den gleichen Aufbau.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 besitzt den einfachsten Aufbau darin, daß es keine Mittelwertbildungsschaltung 9 und keinen Dezibel-Umsetzer 10 enthält. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist eine Änderung desjenigen gemäß Fig. 4 . darin, daß der Dezibel-Umsetzer 10 zusätzlich vorgesehen ist, um so die Berechnung durch und den Aufbau der Verstärkungseinstellschaltung 5 zu vereinfachen. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist ebenfalls eine Weiterbildung desjenigen-gemäß Fig. darin, daß der A/D-Umsetzer 7 in die dem Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung vorhergehende Stufe eingesetzt ist und daß der Verstärker 3 veränderbarer Verstärkung eine Digitalschaltung enthält. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 bis 6 wird der Momentanwert der eingangsseitigen elektrischen Leistung für die Verstärkungsregelung im Ver-
Stärkungsregler berechnet. Im Gegensatz dazu ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 die Mittelwertbildungsschaltung 9 zusätzlich vorgesehen, damit die Verstärkungsregelung des Verstärkungsreglers auf der Grundlage der Mittelwertbildung auf Zeitbasis der Momentanwerte der eingangsseitigen elektrischen Leistung erhalten wird.
Diese Mittelw.ertbildungsschaltung· 9 kann auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 5 und 6 neben dem gemäß Fig. 7 eingesetzt werden. Weiter kann an Stelle der Mittelwertbildungsschaltung 9 in der der Quadrierschaltung 8 folgenden Stufe die Mittelwertbildungsschaltung 9 andererseits in der der Rechenschaltung 11 für elektrische Leistung folgenden Stufe oder in den beiden Schaltungen 8 und 11 folgenden Stufen vorgesehen sein.
Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich. Insbesondere können, auch wenn die Schaltungen, wie die Quadrierschaltung, die Mittelwertbildungsschaltung, der Dezibel-Umsetzer, die Rechenschaltung für elektrische Leistung und die Verstärkungseinstellschaltung unabhängig vorgesehen sind, um die einzelnen Zwecke zu erfüllen, sie mit einem Signalverarbeitungssystem kombiniert sein, das eine Signalverarbeitungsvorrichtung, wie einen Mikrorechner, enthält,oder in irgendeinem anderen digitalen Signalverarbeitungssystem.
Leerseite

Claims (8)

  1. 32061H
    Patentanwälte
    BEETZ & PARTNER
    München 22
    81-33.368P 19. Febr. 1982
    Ansprüche
    Detektorschaltung für elektrische Leistung, gekennzeichnet durch
    einen Verstärker (3) veränderbarer Verstärkung,
    eine Verstärkungseinstellschaltung (5) zum Erzeugen eines Verstärkungssteuersignals, das dem Verstärker (3) veränderbarer Verstärkung zugeführt ist, und
    eine Rechenschaltung zum Erfassen der eingangsseitigen elektrischen Leistung des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung und des Verstärkungssteuersignals.
  2. 2. Detektorschaltung für elektrische Leistung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verstärkungseinstellschaltung (5) und die Rechenschaltung Digitalschaltungen sind.
    81-(6391-02)-Me/Ms
    "32061U
  3. 3. Detektorschaltung für elektrische Leistung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rechenschaltung einen A/D-Umsetzer (7) zum Durchführen einer Analog/Digital-Umsetzung des Ausgangssignals des Verstärkers veränderbarer Verstärkung (3), eine Quadrierschaltung (8) zum Quadrieren eines Ausgangssignals des A/D-Umsetzers (7) und einen Rechner (H zum Berechnen der eingangsseitigen elektrischen Leistung des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung abhängig von dem Anlegen eines Ausgangssignals der Quadrierschaltung (8) und dem dem Verstärker (3) veränderbarer Verstärkung zugeführten Verstärkungssteuersignal enthält
  4. 4. Detektorschaltung für elektrische Leistung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rechenschaltung einen A/D-Umsetzer (7) zum Durchführen einer Analog/Digital-Umsetzung des Ausgangssignals des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung, eine Quadrierschaltung (8) zum Quadrieren eines Ausgangssignals des A/D-ümsetzers (7), eine Mittelwertbildungsschaltung (9) zum Mittelwertbilden eines Ausgangssignals der Quadrierschaltung (8), einen Dezibel-Umsetzer (10) zum Umsetzen eines Ausgangssignals der Mittelwertbildungsschaltung (9) in ein Dezibel-Signal und eine Schaltung zum Subtrahieren eines Ausgangssignals der Verstärkungseinstellschaltung (5) von einem Ausgangssignal des Dezibel-Umsetzers (10) enthält ■.
  5. 5. Verstärkungsregler,
    gekennzeichnet durch
    (A) eine Detektorschaltung elektrischer Leistung mit (a) einem Verstärker (3) veränderbarer Verstärkung und
    ' ""32061U
    (b) einer Rechenschaltung zum Erfassen der eingangsseitigen elektrischen Leistung des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung auf der Grundlage eines Verstärkungssteuersignals zum Steuern der Verstärkung des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung und eines Ausgangssignals des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung, und (B) eine Verstärkungseinstellschaltung (5) zum Erzeugen des Verstärkungssteuersignals, wobei die Verstärkung des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Rechenschaltung und des von der Verstärkungseinstellschaltung (5) erzeugten Verstärkungssteuersignals bestimmt ist.
  6. 6. Verstärkungsregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verstärkungseinstellschaltung (5) und die Rechenschaltung Digitalschaltungen sind.
  7. 7. Verstärkungsregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rechenschaltung einen A/D-Umsetzer (7) zum Durchführen einer Analog/Digital-Umsetzung des Ausgangssignals des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung, eine Quadrierschaltung (8) zum Quadrieren eines Ausgangssignals des A/D-Umsetzers (7) und eine Schaltung (11) zum Berechnen der eingangsseitigen elektrischen Leistung des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung abhängig von dem Zuführen eines Ausgangssignals der Quadrierschaltung (8) und dem von der Verstärkungseinstellschaltung (5) erzeugten Verstärkungssteuersignals enthält.
    _ 4 _ 32061 H
  8. 8. Verstärkungsregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rechenschaltung einen A/D-Umsetzer (7) zum Durchführen einer Analog/Digital-Umsetzung des Ausgangssignals des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung, eine Quadrierschaltung (8) zum Quadrieren eines Ausgangssignals des A/D-Umsetzers (7), eine Mittelwertbildungsschaltung (9) zur Mittelwertbildung eines Ausgangssignals der Quadrierschaltung (8), einen Dezibel-Umsetzer (10) zum Umsetzen eines Ausgangssignals der Mittelwertbildungsschaltung (9) in ein Dezibel-Signal und eine Schaltung zum Subtrahieren des Ausgangssignals der Verstärkungseinstellschaltung (5) von einem Ausgangssignal des Dezibel-Umsetzers (10) enthält, wobei das Verstärkungssteuersignal für den Verstärker (3) veränderbarer Verstärkung zuführbar ist durch Subtrahieren des Ausgangssignals der Rechenschaltung von einem Signal für elektrische Leistung, das einen vorgegebenen Leistungspegel anzeigt, der als ausgangsseitige elektrische Leistung des Verstärkers (3) veränderbarer Verstärkung zu wählen ist.
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