DE60124485T2

DE60124485T2 - Vorwärtskopplungsverstärker

Info

Publication number: DE60124485T2
Application number: DE60124485T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yokohama-shi Miyaji; Kaoru Shijonawate-shi Ishida; Toshimitsu Katano-shi Matsuyoshi; Seiji Yokohama-shi Fujiwara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2021-09-22
Also published as: US6710652B2; EP1193861A3; US20020113648A1; EP1193861B1; EP1193861A2; DE60124485D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Feld der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Vorwärtskopplungsverstärker und eine Kommunikationsgerät, das primär für eine Basisstationsvorrichtung einer Mobilkommunikationseinrichtung verwendet wird.
Stand der Technik
In den letzten Jahren ist ein linearer Leistungsverstärker mit hoher Ausgangsleistung und einer Verzerrungskompensation durch ein Vorwärtskopplungsverfahren als eine Basisstationsvorrichtung einer Mobilkommunikationseinrichtung verwendet worden.
9 zeigt ein Beispiel der Konfiguration eines konventionellen Vorwärtskopplungsverstärkers. In 9 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Eingangsanschluss, bezeichnet das Bezugszeichen 2 einen Ausgangsanschluss, bezeichnen die Bezugszeichen 3 und 8 Leistungsteiler, bezeichnen die Bezugszeichen 4 und 9 Leistungskombinierer, bezeichnen die Bezugszeichen 5 und 13 Vektor-Regulierungseinrichtungen, bezeichnet das Bezugszeichen 6 einen Hauptverstärker, bezeichnen die Bezugszeichen 7 und 10 Verzögerungsschaltkreise bzw. bezeichnet das Bezugszeichen 14 einen Fehlerverstärker. Ferner zeigen die Symbole a bis k und m, die den Leistungsteilern 3 und 8 und den Leistungskombinierern 4 und 9 beigefügt sind, jeweilige Ports.
Im Folgenden wird der Betrieb des wie oben beschrieben konfigurierten Vorwärtskopplungsverstärkers beschrieben.
Zuerst wird ein an den Eingangsanschluss 1 eingegebenes Eingangssignal, das eine Vielzahl von Trägerfrequenzkomponenten umfasst, durch den Leistungsteiler 3 in zwei Teile aufgeteilt, und die zwei Teile werden von dem Port b bzw. c ausgegeben. Das von dem Port b ausgegebene Signal wird über die Vektor-Regulierungseinrichtung 5 geführt und von dem Hauptverstärker 6 verstärkt, durchläuft dann den Leistungsteiler 8 und den Verzögerungsschaltkreis 10 und wird dann in den Port j des Leistungskombinierers 4 eingegeben. Dazu wird das Signal, das zusätzlich zu den Trägerfrequenzkomponenten die durch Intermodulation aufgrund der Nichtlinearität des Hauptverstärkers 6 verursachten Verzerrungskomponenten umfasst, in den Port j eingegeben.
Ferner wird ein Teil des Ausgangssignals des Hauptverstärkers 6 von einem Port f des Leistungsteilers 8 abgenommen und in einen Port h des Leistungskombinierers 9 eingegeben. Andererseits wird das von dem Port c ausgegebene Signal über einen Verzögerungsschaltkreis 7 geführt und in den Port g des Leistungskombinierers 9 eingegeben. Hier sind die Vektor-Regulierungseinrichtung 5 und der Verzögerungsschaltkreis 7 so ausgelegt, dass die Trägerfrequenzkomponenten der in den Port g bzw. in den Port h eingegebenen Signale dieselben Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben, wodurch ein Signal mit nur den Verzerrungskomponenten bei ausgelöschten Trägerfrequenzkomponenten vom Port i ausgegeben werden.
Als Nächstes wird das vom Port i ausgegebene Signal über die Vektor-Regulierungseinrichtung geführt und durch den Fehlerverstärker 14 verstärkt und dann in einen Port k des Leistungskombinierers 4 eingegeben. Hier sind die Vektor-Regulierungseinrichtung 13 und der Verzögerungsschaltkreis 10 so ausgelegt, dass die Verzerrungskomponenten der in den Port j bzw. in den Port k eingegebenen Signale dieselben Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben, wodurch ein Signal mit nur den Trägerfrequenzkomponenten bei ausgelöschten Verzerrungskomponenten vom Port m des Leistungskombinierers 4 an den Ausgangsanschluss 2 ausgegeben werden.
10(a) bis 10(d) zeigen Frequenzspektren der Signale an den Ports a, d, i und m.
Wie in 10(a) gezeigt, besteht das Frequenzspektrum des Signals am Port a aus Trägerfrequenzkomponenten. Auch besteht, wie in 10(b) gezeigt, das Frequenzspektrum des Signals am Port d aus Trägerfrequenzkomponenten und Verzerrungskomponenten. Wie in 10(c) gezeigt, besteht ferner das Frequenzspektrum des Signals am Port i aus Verzerrungskomponenten. Wie in 10(d) gezeigt, besteht ferner das Frequenzspektrum des Signals am Port m nur aus Trägerfrequenzkomponenten und ausgelöschten Verzerrungskomponenten.
Jedoch hat die Konfiguration von 9 dadurch ein Problem, dass ein Abnahme der Ausgangsleistung zu einer Abnahme des Wirkungsgrads führt, wie in 11 gezeigt. Hier bedeutet Wirkungsgrad das Verhältnis von Ausgangsleistung zu verbrauchter Leistung.
Ferner gibt es in einer Basisstationsvorrichtung und Ähnlichem einer Mobilkommunikationseinrichtung, welche die Konfiguration von 9 verwendet, ein Problem dadurch, dass die Vorrichtung bei einem Ausfall des Hauptverstärkers nicht arbeiten kann und somit die Kommunikation vollständig stoppt.
Dokument U.S. 5986500 legt einen Leistungsverstärker mit einer Steuerung offen, die ausgelegt ist, den Gesamtbetrieb des Leistungsverstärkers zu steuern, den Zustand des Leistungsverstärkers zu diagnostizieren und beim Erkennen eines abnormalen Zustands die Pfade des zum Verstärker zugeführten Signals zu beseitigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Unter Beachtung der obigen Probleme hat die Erfindung ein Ziel, einen Vorwärtskopplungsverstärker und eine Kommunikationseinrichtung vorzusehen, deren Wirkungsgrad nicht einmal im Fall der Abnahme der Ausgangsleistung absinkt.
Ferner hat die Erfindung ein anderes Ziel, einen Vorwärtskopplungsverstärker und eine Kommunikationseinrichtung vorzusehen, bei dem die Kommunikation nicht einmal bei einem Ausfall des Hauptverstärkers vollständig stoppt.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Vorwärtskopplungsverstärker vorgesehen wie in Anspruch 1 definiert.
Wenn der erste Signalpegel nicht höher ist als ein vorbestimmter Wert, dann stoppt die Steuerungseinrichtung den Betrieb des Hauptverstärkers.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Hauptverstärker und ein Fehlerverstärker derart gesteuert, dass dann, wenn der erste Signalpegel nicht höher als ein erster vorbestimmter Wert und höher als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, die Steuerungseinrichtung den Betrieb des Fehlerverstärkers stoppt, und wenn der erste Signalpegel nicht höher als der zweite vorbestimmte Wert ist, die Steuerungseinrichtung den Betrieb des Hauptverstärkers stoppt.
Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Vorwärtskopplungsverstärker ferner:
einen dritten Leistungsteiler für die Aufteilung des Ausgangssignals des Fehlerverstärkers in zwei Teile;
einen dritten Verzögerungsschaltkreis für die Verzögerung eines Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers;
einen vierten Leistungsteiler für die Aufteilung des Ausgangssignals des Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers in zwei Teile;
einen vierten Verzögerungsschaltkreis für die Verzögerung eines Ausgangssignals des vierten Leistungsteilers;
einen zweiten, Verzerrungen erfassenden Leistungskombinierer für die Synthetisierung des Ausgangssignals des vierten Verzögerungsschaltkreises und des anderen Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers;
eine dritte Vektor-Regulierungseinrichtung für die Regulierung der Amplitude und Phase des Ausgangssignals des zweiten, Verzerrungen erfassenden Leistungskombinierers;
einen zweiten Fehlerverstärker für die Verstärkung des Ausgangssignals der dritten Vektor-Regulierungseinrichtung;
einen zweiten, Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers für die Synthetisierung des Ausgangssignals des dritten Verzögerungsschaltkreises und des Ausgangssignals des zweiten Fehlerverstärkers;
wobei die Steuerungseinrichtung auch den Betrieb des zweiten Fehlerverstärkers abhängig von dem ersten Signalpegel stoppt, und dann,
wenn der erste Signalpegel höher als ein vorbestimmter Wert ist, die Steuerungseinrichtung den Betrieb des zweiten Fehlerverstärkers stoppt und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers nicht in den dritten Leistungsteiler eingegeben werden kann, und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers nach außen ausgegeben werden kann, und dann,
wenn der erste Signalpegel nicht höher als ein vorbestimmter Wert ist, die Steuerungseinrichtung den Betrieb des Hauptverstärkers stoppt und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers nicht in den Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierer, aber in den dritten Leistungsteiler eingegeben werden kann, und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des zweiten, Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers nach außen ausgegeben werden kann.
Nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Vorwärtskopplungsverstärker ferner:
einen dritten Leistungsteiler für die Aufteilung des Ausgangssignals des Fehlerverstärkers in zwei Teile;
einen dritten Verzögerungsschaltkreis für die Verzögerung eines Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers;
einen vierten Leistungsteiler für die Aufteilung des Ausgangssignals des Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers in zwei Teile;
einen vierten Verzögerungsschaltkreis für die Verzögerung eines Ausgangssignals des vierten Leistungsteilers;
einen zweiten, Verzerrungen erfassenden Leistungskombinierers für die Synthetisierung des Ausgangssignals des vierten Verzögerungsschaltkreises und des anderen Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers;
eine dritte Vektor-Regulierungseinrichtung für die Regulierung der Amplitude und Phase des Ausgangssignals des zweiten, Verzerrungen erfassenden Leistungskombinierers;
einen zweiten Fehlerverstärker für die Verstärkung des Ausgangssignals der dritten Vektor-Regulierungseinrichtung;
einen zweiten, Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierer für die Synthetisierung des Ausgangssignals des dritten Verzögerungsschaltkreises und des Ausgangssignals des zweiten Fehlerverstärkers;
wobei die Steuerungseinrichtung auch den Betrieb des zweiten Fehlerverstärkers abhängig von dem ersten Signalpegel stoppt, und dann,
wenn der erste Signalpegel höher als ein vorbestimmter Wert ist, die Steuerungseinrichtung den Betrieb des zweiten Fehlerverstärkers stoppt und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers nicht in den dritten Leistungsteiler eingegeben werden kann, und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers nach außen ausgegeben werden kann, und dann,
wenn der erste Signalpegel nicht höher als der erste vorbestimmter Wert und höher als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert, die Steuerungseinrichtung den Betrieb des Hauptverstärkers stoppt und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers nicht in den Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers aber in den dritten Leistungsteiler eingegeben werden kann, und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des zweiten, Verzer rungen unterdrückenden Leistungskombinierers nach außen ausgegeben werden kann, und dann,
wenn der erste Signalpegel nicht höher als der zweite vorbestimmte Wert ist, die Steuerungseinrichtung den Betrieb des Fehlerverstärkers stoppt und den Betrieb des zweiten Fehlerverstärkers stoppt und eine Steuerung derart durchführt, dass das Ausgangssignal des Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers nach außen ausgegeben werden kann.
Nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Signalpegelerfassungseinrichtung in einer stromaufwärtigen Stufe des ersten Leistungsteilers oder zwischen dem ersten Leistungsteiler und der ersten Vektor-Regulierungseinrichtung oder zwischen der ersten Vektor-Regulierungseinrichtung und dem Hauptverstärker oder zwischen dem ersten Leistungsteiler und dem ersten Verzögerungsschaltkreis oder zwischen dem ersten Verzögerungsschaltkreis und dem Verzerrungen erfassenden Leistungskombinierer oder am Eingang des Basisbandsignalerzeugungsabschnitts oder am Ausgang des Basisbandsignalerzeugungsabschnitts oder am Eingang des Sendeabschnitts oder am Ausgang des Sendeabschnitts oder in dem Sendeabschnitt vorgesehen.
Nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung hat
die erste Signalpegelerfassungseinrichtung einen Signalpegel erfassenden Leistungsteiler für das Aufteilen des Eingangssignals in zwei Teile und eine Erfassungseinrichtung für die Erfassung des Signalpegels eines der Ausgangssignale des Signalpegel erfassenden Leistungsteilers, und
das andere Ausgangssignal des Signalpegel erfassenden Leistungsteilers wird einer stromabwärtigen Stufe zugeführt.
Nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung wird das Stoppen des Betriebs des Fehlerverstärkers derart durchgeführt, dass die Stromversorgung für den Fehlerverstärker ausgeschaltet werden kann, und/oder wird derart durchgeführt, dass das Ausgangssignal der zweiten Vektor-Regulierungseinrichtung nicht in den Fehlerverstärker eingegeben werden kann.
Nach einer achten Ausführungsform der Erfindung wird das Stoppen des Betriebs des Hauptverstärkers derart durchgeführt, dass die Stromversorgung für den Hauptverstärker ausgeschaltet werden kann, und/oder wird derart durchgeführt, dass das Ausgangssignal der ersten Vektor-Regulierungseinrichtung nicht in den Hauptverstärker eingegeben werden kann.
Nach einer neunten Ausführungsform der Erfindung wird das Stoppen des Betriebs des zweiten Fehlerverstärkers derart durchgeführt, dass die Stromversorgung für den zweiten Fehlerverstärker ausgeschaltet werden kann, und/oder wird derart durchgeführt, dass das Ausgangssignal der dritten Vektor-Regulierungseinrichtung nicht in den zweiten Fehlerverstärker eingegeben werden kann.
Nach einer zehnten Ausführungsform der Erfindung wird eine Kommunikationseinrichtung vorgesehen, die umfasst:
einen Basisbanderzeugungsabschnitt für die Erzeugung eines Basisbandsignals; und
einen Sendeschaltkreis für die Ausgabe eines Sendesignals aus dem erzeugten Basisbandsignal, wobei der Vorwärtskopplungsverstärker nach irgendeiner Ausführungsform von der ersten bis neunten Ausführungsform als der Sendeschaltkreis verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Konfigurationsdiagramm eines Vorwärtskopplungsverstärkersystems.
2 zeigt ein Kennliniendiagramm der Verzerrung gegenüber der Ausgangsleistung eines Hauptverstärkers.
3 zeigt ein Kennliniendiagramm des Wirkungsgrads gegenüber der Ausgangsleistung des Vorwärtskopplungsverstärkersystems.
4 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der ersten Ausführungsform der Erfindung.
5 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach einer Ausführungsform der Erfindung.
6 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach einer Ausführungsform der Erfindung.
7 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach einer Ausführungsform der Erfindung.
8 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach einer Ausführungsform der Erfindung.
9 zeigt ein Konfigurationsdiagramm eines konventionellen Vorwärtskopplungsverstärkers.
10 zeigt ein Frequenzspektrum von Signalen an den Ports a, d, i und m von 9.
11 zeigt ein Kennliniendiagramm des Wirkungsgrads gegenüber der Ausgangsleistung eines konventionellen Vorwärtskopplungsverstärkersystems.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Hier werden dieselben Komponenten wie bei den konventionellen Vorwärtskopplungsverstärker von 9 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt ein Konfigurationsdiagramm eines Vorwärtskopplungsverstärkersystems. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Schalterschaltkreis, bezeichnet das Bezugszeichen 12 einen Abschlusswiderstand, bezeichnet das Bezugszeichen 15 einen Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis, bezeichnet das Bezugszeichen 16 einen Leistungsteiler, bezeichnet das Bezugszeichen 17 einen Signalpegelerfassungsschaltkreis und bezeichnet das Bezugszeichen 18 einen Steuerungsschaltkreis für das Schalten des Schalterschaltkreises 11 bzw. des Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 15 in Abhängigkeit von dem durch den Signalpegelerfassungsschaltkreis erfassten Signalpegel. Der Leistungsteiler 16 und der Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 bilden einen Signalpegelerfassungsabschnitt 19. Ferner zeigt das zu dem Leistungsteiler 16 hinzugefügte Zeichen n einen Port.
Ein von einem Eingangsanschluss 1 eingegebenes Eingangssignal, das eine Vielzahl von Trägerfrequenzkomponenten umfasst, wird über den Leistungsteiler 16 in einen Port a des Leistungsteilers 3 eingegeben. Dann wird ein Teil des Eingangssignals am Port n des Leistungsteilers 16 abgenommen und in den Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 eingegeben. Das in den Port a des Leistungsteilers 3 eingegebene Signal wird in zwei Teile geteilt, die über einen Port b bzw. einen Port c ausgegeben werden.
Das vom Port b ausgegebene Signal wird über die Vektor-Regulierungseinrichtung 5 geführt, von dem Hauptverstärker 6 verstärkt und dann über den Leistungsteiler 8 und den Verzögerungsschaltkreis 10 geführt und in einen Port j des Leistungskombinierers 4 eingegeben. Dazu werden Signale, welche zusätzlich zu den Trägerfrequenzkomponenten die von Intermodulation aufgrund der Nichtlinearität des Hauptverstärkers 6 verursachten Verzerrungskomponenten umfassen, in den Port j eingegeben.
Ferner wird ein Teil des Ausgangssignals des Hauptverstärkers 6 von einem Port f des Leistungsteilers 8 abgenommen und in einen Port h des Leistungskombinierers 9 eingegeben. Andererseits wird das von dem Port c ausgegebene Signal über den Verzögerungsschaltkreis 7 in einen Port g des Leistungskombinierers 9 eingegeben.
Hier sind die Vektor-Regulierungseinrichtung 5 und der Verzögerungsschaltkreis 7 derart ausgelegt, dass die Trägerfrequenzkomponenten der in den Port g und den Port h eingege benen Signale dieselben Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben, wodurch ein Signal vom Port i ausgegeben wird, das nur die Verzerrungskomponenten enthält, wobei die Trägerfrequenzkomponenten ausgelöscht sind.
Dann wird das von Port i ausgegebene Signal in den gemeinsamen Anschluss 11a des Schalterschaltkreises 11 eingegeben. Wenn der von dem Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 erfasste Eingangssignalpegel höher als P1 (dBm) ist, verbindet hier der Steuerungsschaltkreis 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit einem Ausgangsschalteranschluss 11b des Schalterschaltkreises 11 und schaltet ferner den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 ein. Wenn andererseits der Eingangssignalpegel nicht höher als P1 (dBm) ist, verbindet der Steuerungsschaltkreis 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit einem Ausgangsschalteranschluss 11c des Schalterschaltkreises 11 und schaltet ferner den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 aus. Eine ähnliche Anordnung ist auch von US-A-6 069 527 bekannt.
4 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der ersten Ausführungsform der Erfindung. In 4 bezeichnen die Bezugszeichen 24 und 25 einen Schalterschaltkreis. Der Steuerungsschaltkreis 18 schaltet die Schalterschaltkreise 21, 24 und 25 und den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 abhängig von dem durch den Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 erfassten Signalpegel.
Nebenbei bemerkt, ist der Leistungsteiler 3 der vorliegenden Erfindung ein Beispiel des ersten Leistungsteilers der Erfindung, die Vektor-Regulierungseinrichtung 5 ein Beispiel der ersten Vektor-Regulierungseinrichtung, der Leistungsteiler 8 ein Beispiel des zweiten Leistungsteilers, der Verzögerungsschaltkreis 7 ein Beispiel des ersten Verzögerungsschaltkreises, der Leistungskombinierer 9 ein Beispiel des Verzerrungen erfassenden Leistungskombinierers, der Verzögerungsschaltkreis 10 ein Beispiel des zweiten Verzögerungsschaltkreises, die Vektor-Regulierungseinrichtung 13 ein Beispiel der zweiten Vektor-Regulierungseinrichtung, der Leistungskombinierer 4 ein Beispiel des Verzerrungen unterdrückenden Leistungskombinierers, der Steuerungsschaltkreis 18 ein Beispiel der Steuerungseinrichtung bzw. der Signalpegelerfassungsabschnitt 19 ein Beispiel der ersten Signalpegelerfassungseinrichtung.
Mit Bezug auf die Zeichnungen wird im Folgenden der Vorwärtskopplungsverstärker beschrieben, der wie oben beschrieben konfiguriert ist.
Die erste Ausführungsform der Erfindung sieht einen Vorwärtskopplungsverstärker vor, in dem der Fehlerverstärker 14 bei einer Reduktion der Ausgangsleistung auf einen beträchtlich kleineren Wert als die nominale Ausgangsleistung die Eingangssignale direkt für die Ausgabe verstärkt.
Wenn ein von dem Signalpegelerfassungsschaltkreis erfasstes Eingangssignal nicht niedriger als P2 (dBm) ist, verbindet der Steuerungsschaltkreis 18 den gemeinsamen Anschluss 21 mit dem Ausgangsschalteranschluss 21b des Schalterschaltkreises 21, einen gemeinsamen Anschluss 24a mit einem Ausgangsschalteranschluss 24b des Schalterschaltkreises 24 bzw. einen gemeinsamen Anschluss 25a mit einem Ausgangsschalteranschluss 25b des Schalterschaltkreises 25 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 ein. Dazu führt der Vorwärtskopplungsverstärker nach der ersten Ausführungsform der Erfindung dieselbe Operation wie ein konventioneller Verstärker durch.
Wenn andererseits das Eingangssignal nicht höher als P2 (dBm) ist, verbindet der Steuerungsschaltkreis 18 den gemeinsamen Anschluss 21 mit dem Ausgangsschalteranschluss 21c des Schalterschaltkreises 21, einen gemeinsamen Anschluss 24a mit einem Ausgangsschalteranschluss 24c des Schalterschaltkreises 24 bzw. einen gemeinsamen Anschluss 25a mit einem Ausgangsschalteranschluss 25c des Schalterschaltkreises 25 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 aus.
Dazu wird ein am Eingangsanschluss 1 eingegebenes Eingangssignal, das eine Vielzahl von Trägerfrequenzkomponenten umfasst und über den Leistungsteiler 16 geführt wird, durch den Leistungsteiler 3 in zwei Teile aufgeteilt, und die zwei Teile werden von dem Port b bzw. dem Port c ausgegeben.
Das von dem Port b ausgegebene Signal wird von einem Abschlusswiderstand 22 absorbiert. Ferner wird das von dem Port c ausgegebene Signal über den Verzögerungsschaltkreis 7, den Leistungskombinierer 9 und die Vektor-Regulierungseinrichtung 13 geführt und von dem Fehlerverstärker 14 verstärkt.
Weil in diesem Fall kein Signal in den Leistungskombinierer 9 an Port h eingegeben wird, wird das in den Port g eingegebene Signal an Port i unverändert ausgegeben. Das von dem Fehlerverstärker 14 verstärkte Signal wird über die Schalterschaltkreise 24 und 25 geführt und am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben. D.h., das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 14 wird unverändert am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben.
Gewöhnlich verstärkt der Vorwärtskopplungsverstärker Eingangssignale durch den Hauptverstärker 6 und erkennt und unterdrückt Verzerrungskomponenten, die von dem Hauptverstärker 6 verursacht werden, für die Ausgabe am Ausgangsanschluss 2. Wenn jedoch der Vorwärtskopplungsverstärker Eingangssignale durch den Fehlerverstärker 14 direkt verstärkt, falls der Verzerrungspegel, der in den Ausgangssignalen des Fehlerverstärkers 14 enthalten ist, nicht höher als D1 (z.B. –60 dBc) ist (wobei der Eingangssignalpegel mit P2 (dBm) korrespondiert), gibt es kein Problem, das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 14 unverändert am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben. Weil dazu der Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 ausgeschaltet ist, wird die von dem Hauptverstärker verbrauchte Leistung Null, was den verbesserten Wirkungsgrad bei niedriger Ausgangsleistung ermöglicht. Wenn der Vorwärtskopplungsverstärker der ersten Ausführungsform für eine Mobilkommunikationseinrichtung verwendet wird, ermöglicht die direkte Verstärkung durch den Fehlerverstärker 14 den kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung wenngleich mit reduzierter maximaler Ausgangsleistung, selbst wenn der Hauptverstärker 6 ausfällt, wodurch die verbesserte Zuverlässigkeit der gesamten Mobilkommunikationseinrichtung ermöglicht wird.
Obgleich die obige erste Ausführungsform für den Fall beschrieben wurde, in dem das Schalten der Schalterschaltkreise 21, 24 und 25 und des Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 23 in Abhängigkeit vom Eingangssignalpegel durchgeführt wird, ist dazu offenkundig, dass dieselbe Betriebsweise erreicht werden kann durch Ausführung des Schaltens in Abhängigkeit von dem Pegel der Signale, die von dem Port b des Leistungsteilers 3, dem Port c des Leistungsteilers 3 oder dem Verzögerungsschaltkreis 7 ausgegeben werden. In diesem Fall sollte der Signalpegelerfassungsabschnitt 19 an der Position für den zu erfassenden Signalpegel eingefügt werden.
5 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung, dessen Betrieb im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben wird.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung hat eine Konfiguration, welche das System von 1 und die erste Ausführungsform kombiniert.
Wenn der Pegel des am Eingangsanschluss 1 eingegebenen Signals, der durch den Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 erfasst wird, nicht kleiner als P1 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11b des Schalterschaltkreises 11, den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21b des Schalterschaltkreises 21, den gemeinsamen Anschluss 24a mit dem Ausgangsanschluss 24b des Schalterschaltkreises 24 bzw. den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25b des Schalterschaltkreises 25 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 und den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 ein. In diesem Fall führt der Vorwärtskopplungsverstärker nach der zweiten Ausführungsform denselben Betrieb wie konventionelle Vorwärtskopplungsverstärker aus.
Wenn andererseits der Eingangssignalpegel nicht kleiner als P2 (dBm) und nicht größer als P1 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11c des Schalterschaltkreises 11, den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21c des Schalterschaltkreises 21 bzw. den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25c des Schalterschaltkreises 25 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 ein und den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 aus. Für den Schalterschaltkreis 24 gilt, dass der gemeinsamen Anschluss 24a mit irgendeinem der Ausgangsanschlüsse 24b und 24c verbunden sein kann. Weil in diesem Fall der Pegel der Verzerrungen, die in dem Ausgangssignal des Hauptverstärkers 6 enthalten sind, D1 (z.B. –60 dBc) ist, wird das Ausgangssignal des Hauptverstärkers 6 am Ausgangsanschluss 2 unverändert ausgegeben.
Wenn ferner der Eingangssignalpegel nicht größer als P2 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11b des Schalterschaltkreises 11, den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsan schluss 21c des Schalterschaltkreises 21, den gemeinsamen Anschluss 24a mit dem Ausgangsanschluss 24c des Schalterschaltkreises 24 bzw. den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25c des Schalterschaltkreises 25 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 aus und den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 ein. Weil in diesem Fall das Eingangssignal direkt durch den Fehlerverstärker 14 verstärkt wird und der Pegel der Verzerrungen, die in dem Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 14 enthalten sind, nicht größer als D1 (z.B. –60 dBc) ist, wird das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 14 am Ausgangsanschluss 2 unverändert ausgegeben.
Solch eine Konfiguration von 5 kann den Wirkungsgrad bei niedriger Leistung verbessern. Wenn ferner der Vorwärtskopplungsverstärker nach der zweiten Ausführungsform für eine Mobilkommunikationseinrichtung verwendet wird, ermöglicht die direkte Verstärkung durch den Fehlerverstärker 14 den kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung wenngleich mit reduzierter maximaler Ausgangsleistung, selbst wenn der Hauptverstärker 6 ausfällt, wodurch die verbesserte Zuverlässigkeit der gesamten Mobilkommunikationseinrichtung ermöglicht wird.
Obgleich die obige zweite Ausführungsform für den Fall beschrieben wurde, in dem das Schalten der Schalterschaltkreise 11, 21, 24 und 25, des Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 23 und des Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 15 in Abhängigkeit vom Eingangssignalpegel durchgeführt wird, ist dazu offenkundig, dass dieselbe Betriebsweise erreicht werden kann durch Ausführung des Schaltens in Abhängigkeit von dem Pegel der Signale, die von dem Port b des Leistungsteilers 3, dem Port c des Leistungsteilers 3 oder dem Verzögerungsschaltkreis 7 ausgegeben werden. In diesem Fall sollte der Signalpegelerfassungsabschnitt 19 an der Position für den zu erfassenden Signalpegel eingefügt werden.
6 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der dritten Ausführungsform der Erfindung. In 6 bezeichnen die Bezugszeichen 31 und 36 Leistungsteiler, bezeichnen die Bezugszeichen 32 und 37 Leistungskombinierer, bezeichnet das Bezugszeichen 33 einen Schalterschaltkreis, bezeichnet das Bezugszeichen 34 einen Abschlusswiderstand, bezeichnen die Bezugszeichen 35 und 38 Verzögerungsschaltkreise, bezeichnet das Bezugszeichen 39 eine Vektor-Regulierungseinrichtung, bezeichnet das Bezugszeichen 40 einen Leistungsverstärker bzw. bezeichnet das Bezugszeichen 41 einen Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreis. Die Leistungsteiler 3, 8 und 31, die Leistungskombinierer 4 und 9, die Vektor-Regulierungseinrichtungen 5 und 13, der Hauptverstärker 6, die Verzögerungsschaltkreise 7 und 10, der Fehlerverstärker 14, die Schalterschaltkreise 21 und 24, der Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 und der Abschlusswiderstand 22 bilden einen ersten Vorwärtskopplungsverstärker 42. Ferner bilden die Leistungsteiler 31 und 36, die Leistungskombinierer 32 und 37, die Vektor-Regulierungseinrichtungen 13 und 39, der Fehlerverstärker 14, die Verzögerungsschaltkreise 35 und 38, der Leistungsverstärker 40, die Schalterschaltkreise 24 und 33, der Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 41 und der Abschlusswiderstand 34 einen zweiten Vorwärtskopplungsverstärker 43. Ferner bezeichnen die zu den Leistungsteilern 31 und 36 und den Leistungskombinierern 32 und 37 hinzugefügten Symbole o bis z jeden Port.
Ein Eingangssignal vom Eingangsanschluss 1, das eine Vielzahl von Trägerfrequenzkomponenten umfasst, wird über den Leistungsteiler 16 in den Port a des Leistungsteilers 3 eingegeben. Dazu wird ein Teil des Eingangssignals vom Port n des Leistungsteilers 16 abgenommen und in einen Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 eingegeben. Das in den Port a des Leistungsteilers 3 eingegebene Signal wird in zwei Teile geteilt, die von dem Port b bzw. dem Port c ausgegeben werden.
Das am Port b ausgegebene Signal wird in den gemeinsamen Anschluss 21a des Schalterschaltkreises 21 eingegeben.
Wenn der durch den Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 erfasste Signalpegel nicht kleiner als P3 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21b des Schalterschaltkreises 21, den gemeinsamen Anschluss 24a mit dem Ausgangsanschluss 24b des Schalterschaltkreises 24, den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25b des Schalterschaltkreises 25 bzw. den gemeinsamen Anschluss 33a mit dem Ausgangsanschluss 33c des Schalterschaltkreises 33 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 ein und den Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 41 aus.
Wenn andererseits der Eingangssignalpegel nicht größer als P3 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21c des Schalterschaltkreises 21, den gemeinsamen Anschluss 24a mit dem Ausgangsanschluss 24c des Schalterschaltkreises 24, den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25c des Schalterschaltkreises 25 bzw. den gemeinsamen Anschluss 33a mit dem Ausgangsanschluss 33b des Schalterschaltkreises 33 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 aus und den Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 41 ein.
Wenn der Eingangssignalpegel nicht kleiner als P3 (dBm) ist, wird das in den gemeinsamen Anschluss 21a des Schalterschaltkreises 21 eingegebene Signal über den Ausgangsschalteranschluss 21b und die Vektor-Regulierungseinrichtung 5 geführt, durch den Hauptverstärker 6 verstärkt und über den Leistungsteiler 8 und den Verzögerungsschaltkreis 10 in den Port j des Leistungskombinierers 4 eingegeben. Dazu werden Signale, die zusätzlich zu den Trägerfrequenzkomponenten Verzerrungskomponenten umfassen, welche durch Intermodulation aufgrund der Nichtlinearität des Hauptverstärkers 6 verursacht werden, in den Port j eingegeben. Ferner wird ein Teil des Ausgangssignals des Hauptverstärkers 6 vom Port f des Leistungsteilers 8 abgenommen und in den Port h des Leistungskombinierers 9 eingegeben.
Andererseits wird das von dem Port c ausgegebene Signal über den Verzögerungsschaltkreis 7 in den Port g des Leistungskombinierers 9 eingegeben. Hier sind die Vektor-Regulierungseinrichtung 5 und der Verzögerungsschaltkreis 7 derart ausgelegt, dass die Trägerfrequenzkomponenten der in den Port g und in den Port h eingegebenen Signale dieselben Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben, wodurch ein Signal mit nur den Verzerrungskomponenten aber ausgelöschten Trägerfrequenzkomponenten am Port i ausgegeben werden.
Als Nächstes wird das am Port i ausgegebene Signal durch den Leistungsteiler 31 in zwei Teile geteilt, und die zwei Teile werden am Port p bzw. am Port q ausgegeben. Das am Port q ausgegebene Signal wird über den Schalterschaltkreis 33 geführt und durch den Abschlusswiderstand 34 absorbiert. Das am Port p ausgegebene Signal wird über die Vektor- Regulierungseinrichtung 13 geführt, von dem Fehlerverstärker 14 verstärkt, über den Schalterschaltkreis 24 geführt und am Port k des Leistungsteilers 4 eingegeben. Hier sind die Vektor-Regulierungseinrichtung 13 und der Verzögerungsschaltkreis 10 derart ausgelegt, dass die Verzerrungskomponenten der in den Port j und in den Port k eingegebenen Signale dieselben Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben, wodurch ein Signal mit nur den Trägerfrequenzkomponenten aber ausgelöschten Verzerrungskomponenten am Port m des Leistungskombinierers 4 ausgegeben werden. Das am Port m ausgegebene Signal wird über den Schalterschaltkreis 25 geführt und am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben.
Wenn andererseits der Eingangssignalpegel nicht größer als P3 (dBm) ist, wird das in den gemeinsamen Anschluss 21a des Schalterschaltkreises 21 eingegebene Signal über den Ausgangsschalteranschluss 21c geführt und durch den Abschlusswiderstand 22 absorbiert. Ferner wird das am Port c ausgegebene Signal über den Verzögerungsschaltkreis 7 und den Leistungskombinierer 9 geführt und in einem Port o des Leistungsteilers 31 eingegeben. Weil dazu in dem Leistungskombinierer 9 kein Signal in den Port h eingegeben wird, wird das in den Port g eingegebene Signal unverändert ausgegeben. Das in den Port o des Leistungsteilers 31 eingegebene Signal wird in zwei Teile geteilt, die am Port p bzw. am Port q ausgegeben werden. Das am Port p ausgegebene Signal wird über die Vektor-Regulierungseinrichtung 13 geführt, von dem Fehlerverstärker 14 verstärkt, über den Leistungsteiler 36 und den Verzögerungsschaltkreis 38 geführt und an einem Port x des Leistungskombinierers 32 eingegeben.
Dazu werden Signale, die zusätzlich zu den Trägerfrequenzkomponenten Verzerrungskomponenten umfassen, welche durch Intermodulation aufgrund der Nichtlinearität des Hauptverstärkers 6 verursacht werden, in den Port x eingegeben. Ferner wird ein Teil des Ausgangssignals des Schalterschaltkreis 24 vom Port t des Leistungsteilers 36 abgenommen und in einen Port v des Leistungskombinierers 37 eingegeben. Andererseits wird das vom Port q ausgegebene Signal über den Schalterschaltkreis 33 und den Verzögerungsschaltkreis 35 geführt und in einen Port u eingegeben.
Hier sind die Vektor-Regulierungseinrichtung 13 und der Verzögerungsschaltkreis 35 derart ausgelegt, dass die Trägerfrequenzkomponenten der in den Port u und in den Port v einge gebenen Signale dieselben Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben. Dadurch wird ein Signal mit nur den Verzerrungskomponenten aber ausgelöschten Trägerfrequenzkomponenten am Port w ausgegeben.
Dann wird das am Port w ausgegebene Signal über den Verzögerungsschaltkreis 39 geführt, durch den Leistungsverstärker 40 verstärkt und in einen Port y des Leistungskombinierers 32 eingegeben. Hier sind die Vektor-Regulierungseinrichtung 39 und der Verzögerungsschaltkreis 38 derart ausgelegt, dass die Verzerrungskomponenten der in den Port x und in den Port y eingegebenen Signale dieselben Amplituden und entgegengesetzte Phasen haben. Dadurch wird ein Signal mit nur den Trägerfrequenzkomponenten aber ausgelöschten Verzerrungskomponenten am Port z des Leistungskombinierers 32 ausgegeben. Das am Port z ausgegebene Signal wird über den Schalterschaltkreis 25 geführt und am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben.
D.h., wenn der Eingangssignalpegel nicht kleiner als P3 (dBm) ist, verstärkt der erste Vorwärtskopplungsverstärkerschaltkreis 42 das Eingangssignal, und wenn der Eingangssignalpegel nicht größer als P3 (dBm) ist, verstärkt der zweite Vorwärtskopplungsverstärkerschaltkreis 43 das Eingangssignal. Die von dem Leistungsverstärker 40 verbrauchte Leistung ist viel kleiner als die von dem Hauptverstärker 6 verbrauchte Leistung. Weil ferner der Fehlerverstärker 14 im Vergleich zum Hauptverstärker 6 für kleinere Leistung ausgelegt ist, ist die vom Fehlerverstärker 14 verbrauchte Leistung viel kleiner als die von dem Hauptverstärker 6 verbrauchte Leistung.
Solch eine Konfiguration von 6 kann den Wirkungsgrad verbessern, weil die von dem Hauptverstärker verbrauchte Leistung bei niedriger Ausgangsleistung Null wird, während die von dem Leistungsverstärker 40 verbrauchte Leistung ansteigt. Wenn ferner der Vorwärtskopplungsverstärker nach der dritten Ausführungsform für eine Mobilkommunikationseinrichtung verwendet wird, kann die Vorrichtung ihren Betrieb wenngleich mit reduzierter Maximalleistung fortsetzen, selbst wenn der Hauptverstärker 6 ausfällt, wodurch die verbesserte Zuverlässigkeit der gesamten Mobilkommunikationseinrichtung ermöglicht wird.
Obgleich die obige dritte Ausführungsform für den Fall beschrieben wurde, in dem das Schalten der Schalterschaltkreise 21, 24, 25 und 33, des Hauptverstärker-Leistungsschal terschaltkreises 23 und des Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 41 in Abhängigkeit vom Eingangssignalpegel durchgeführt wird, ist dazu offenkundig, dass dieselbe Betriebsweise erreicht werden kann durch Ausführung des Schaltens in Abhängigkeit von dem Pegel der Signale, die von dem Port b des Leistungsteilers 3, dem Port c des Leistungsteilers 3 oder dem Verzögerungsschaltkreis 7 ausgegeben werden. In diesem Fall sollte der Signalpegelerfassungsabschnitt 19 an der Position für den zu erfassenden Signalpegel eingefügt werden.
7 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der vierten Ausführungsform der Erfindung, dessen Betrieb im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben wird.
Die vierte Ausführungsform der Erfindung hat eine Konfiguration, welche das System von 1 und die dritte Ausführungsform kombiniert.
Wenn der durch den Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 erfasste Signalpegel eines in den Eingangsanschluss 1 eingegebenen Signals nicht kleiner als P3 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11b des Schalterschaltkreises 11, den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21b des Schalterschaltkreises 21, den gemeinsamen Anschluss 24a mit dem Ausgangsanschluss 24b des Schalterschaltkreises 24, den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25b des Schalterschaltkreises 25 bzw. den gemeinsamen Anschluss 33a mit dem Ausgangsanschluss 33c des Schalterschaltkreises 33 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 und den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 ein und den Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 41 aus. In diesem Fall wird das eingegebene Signal von dem ersten Vorwärtsverstärker 42 verstärkt und am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben.
Wenn andererseits der Eingangssignalpegel nicht kleiner als P1 (dBm) und nicht größer als P3 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11b des Schalterschaltkreises 11, den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21c des Schalterschaltkreises 21, den gemeinsa men Anschluss 24a mit dem Ausgangsanschluss 24c des Schalterschaltkreises 24, den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25c des Schalterschaltkreises 25 bzw. den gemeinsamen Anschluss 33a mit dem Ausgangsanschluss 33b des Schalterschaltkreises 33 und schaltet ferner den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 und den Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 41 ein und schaltet den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 aus. In diesem Fall wird das eingegebene Signal von dem zweiten Vorwärtsverstärker 43 verstärkt und am Ausgangsanschluss 2 ausgegeben.
Wenn ferner der Eingangssignalpegel nicht größer als P1 (dBm) ist, dann verbindet der Steuerungsabschnitt 18 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11c des Schalterschaltkreises 11, den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21b des Schalterschaltkreises 21, den gemeinsamen Anschluss 25a mit dem Ausgangsanschluss 25b des Schalterschaltkreises 25 bzw. den gemeinsamen Anschluss 33a mit dem Ausgangsanschluss 33c des Schalterschaltkreises 33 und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 ein und schaltet den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 und den Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 41 aus. Für den Schalterschaltkreis 24 gilt, dass der gemeinsamen Anschluss 24a mit irgendeinem der Ausgangsanschlüsse 24b und 24c verbunden sein kann. Weil in diesem Fall der Pegel der Verzerrungen, die in dem Ausgangssignal des Hauptverstärkers 6 enthalten sind, nicht höher als D1 (z.B. –60 dBc) ist, wird das Ausgangssignal des Hauptverstärkers 6 am Ausgangsanschluss 2 unverändert ausgegeben.
Solch eine Konfiguration von 7 kann den Wirkungsgrad verbessern. Wenn ferner der Vorwärtskopplungsverstärker nach der vierten Ausführungsform für eine Mobilkommunikationseinrichtung verwendet wird, kann die Vorrichtung ihren Betrieb wenngleich mit reduzierter Maximalleistung fortsetzen, selbst wenn der Hauptverstärker 6 ausfällt, wodurch die verbesserte Zuverlässigkeit der gesamten Mobilkommunikationseinrichtung ermöglicht wird.
Obgleich die obige vierte Ausführungsform für den Fall beschrieben wurde, in dem das Schalten der Schalterschaltkreise 11, 21, 24, 25 und 33, des Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 23, des Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 15 und des Leistungsverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 41 in Abhängigkeit vom Eingangs signalpegel durchgeführt wird, ist dazu offenkundig, dass dieselbe Betriebsweise erreicht werden kann durch Ausführung des Schaltens in Abhängigkeit von dem Pegel der Signale, die von dem Port b des Leistungsteilers 3, dem Port c des Leistungsteilers 3 oder dem Verzögerungsschaltkreis 7 ausgegeben werden. In diesem Fall sollte der Signalpegelerfassungsabschnitt 19 an der Position für den zu erfassenden Signalpegel eingefügt werden.
8 zeigt ein Konfigurationsdiagramm des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der fünften Ausführungsform der Erfindung.
Dieselben Abschnitte des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der fünften Ausführungsform wie des Vorwärtskopplungsverstärkers nach der zweiten Ausführungsform werden bezeichnet durch dieselben Symbole wie bei der zweiten Ausführungsform und deren detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
8 der fünften Ausführungsform ist unterschiedlich von 5 der zweiten Ausführungsform in den folgenden Punkten.
D.h., ein Basisbanderzeugungsabschnitt 56 führt die Funktionen sowohl des Signalpegelerfassungsabschnitts als auch des Steuerungsschaltkreises durch. Ferner ist der Basisbanderzeugungsabschnitt 56 verbunden mit einem Sendeabschnitt 57, der mit dem Port a des Leistungsteilers 3 verbunden ist.
Als Nächstes wird die vorliegende, fünfte Ausführungsform als solche mit Betonung der Punkte beschrieben, die zur zweiten Ausführungsform unterschiedlich sind.
Der Basisbanderzeugungsabschnitt 56 erzeugt ein Basisbandsignal aus Signalen, die von einem Mikrofon und Ähnlichem (nicht gezeigt) eingegeben werden, und gibt das Basisbandsignal an einen Sendeschaltkreis 57 aus. Der Sendeschaltkreis 57 moduliert das Basisbandsignal, das von dem Basisbanderzeugungsabschnitt 56 übernommen wird, wandelt das Basisbandsignal in ein moduliertes Signal und in eine Sendefrequenz um, welche an einem Port a des Leistungsteilers ausgegeben wird.
Ferner erfasst der Basisbanderzeugungsabschnitt 56 den Signalpegel des Basisbandsignals.
Wenn der durch den Basisbanderzeugungsabschnitt 56 erfasste Signalpegel des Basisbandsignals nicht kleiner ist als P1 (dBm), verbindet der Basisbanderzeugungsabschnitt 56 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11b des Schalterschaltkreises 11 bzw. den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21b des Schalterschaltkreises 21, und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 und den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 ein. In diesem Fall arbeitet der Vorwärtsverstärker nach der fünften Ausführungsform auf dieselbe Weise wie konventionelle Vorwärtsverstärker.
Wenn andererseits der durch den Basisbanderzeugungsabschnitt 56 erfasste Signalpegel des Basisbandsignals nicht kleiner ist als P2 (dBm) und nicht größer ist als P1 (dBm), verbindet der Basisbanderzeugungsabschnitt 56 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11c des Schalterschaltkreises 11 bzw. den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21b des Schalterschaltkreises 21, und schaltet ferner den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 ein und schaltet den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 aus. Weil in diesem Fall der Pegel der Verzerrungen, die in dem Ausgangssignal des Hauptverstärkers 6 enthalten sind, nicht höher als D1 (z.B. –60 dBc) ist, wird das Ausgangssignal des Hauptverstärkers 6 am Ausgangsanschluss 2 unverändert ausgegeben.
Wenn ferner der durch den Basisbanderzeugungsabschnitt 56 erfasste Signalpegel des Basisbandsignals nicht größer ist als P2 (dBm), verbindet der Basisbanderzeugungsabschnitt 56 den gemeinsamen Anschluss 11a mit dem Ausgangsanschluss 11b des Schalterschaltkreises 11 bzw. den gemeinsamen Anschluss 21a mit dem Ausgangsanschluss 21c des Schalterschaltkreises 21, und schaltet ferner den Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 15 ein und schaltet den Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis 23 aus. Weil in diesem Fall das Eingangssignal direkt durch den Fehlerverstärker 14 verstärkt wird und der Pegel der Verzerrungen, die in dem Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 14 enthalten sind, nicht größer als D1 (z.B. –60 dBc) ist, wird das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 14 am Ausgangsanschluss 2 unverändert ausgegeben.
Allgemein gilt, dass dann, wenn der Pegel des Basisbandsignals groß ist, das Ausgangssignal am Ausgangsanschluss 2 ein Signal hoher Leistung wird, und wenn der Pegel des Basisbandsignals klein ist, das Ausgangssignal am Ausgangsanschluss 2 ein Signal niedriger Leistung wird.
Deshalb kann die Konfiguration von 8 den Wirkungsgrad bei niedriger Ausgangsleistung verbessern. Wenn ferner der Vorwärtskopplungsverstärker nach der fünften Ausführungsform für eine Mobilkommunikationseinrichtung verwendet wird, ermöglicht die direkte Verstärkung durch den Fehlerverstärker 14 der Vorrichtung, ihren Betrieb wenngleich mit reduzierter Maximalleistung fortzusetzen, selbst wenn der Hauptverstärker 6 ausfällt, wodurch die verbesserte Zuverlässigkeit der gesamten Mobilkommunikationseinrichtung ermöglicht wird.
Obgleich die obige fünfte Ausführungsform das Schalten der Schalterschaltkreise 11 und 21, des Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 23 und des Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreises 15 in Abhängigkeit vom Signalpegel des Basisbandsignals von dem Basisbandsignalerzeugungsabschnitt 56 durchführt, ist dazu offenkundig, dass derselbe Betrieb erreicht werden kann durch Ausführung des Schaltens in Abhängigkeit von dem Signalpegel der Eingangssignale, die von einem Mikrofon oder Ähnlichem in den Basisbandsignalerzeugungsabschnitt 56 eingegeben werden, oder dem Signalpegel der Basisbandsignale im Verlauf der Verarbeitung durch den Basisbandsignalerzeugungsabschnitt 56 oder dem Signalpegel der Basisbandsignale, die von dem Basisbandsignalerzeugungsabschnitt 56 ausgegeben werden. Ferner ist offenkundig, dass derselbe Betrieb erreicht werden kann durch Ausführung des Schaltens in Abhängigkeit von dem Signalpegel der Signale im Verlauf der Verarbeitung durch den Sendeabschnitt 57 oder dem Signalpegel der Sendesignale, die von dem Sendeabschnitt 57 ausgegeben werden.
Nebenbei bemerkt, kann der Signalpegel der Basisbandsignale bei jedem der Vorwärtskopplungsverstärker, die mit Bezug auf 1, 4, 5, 6, 7 und 8 beschrieben wurden, statt einer Erfassung des Signalpegels der von dem Eingangsanschluss 1 eingegebenen Signale durch den Signalpegelerfassungsschaltkreis 17 auf dieselbe Weise erfasst werden wie in der fünften Ausführungsform, und jeder Schalterschaltkreis kann gesteuert werden auf der Basis des erfassten Signalpegels.
Wenn ein abnormales Ereignis in dem Hauptverstärker auftritt, kann ferner der Fehlerverstärker verwendet werden, um das Eingangssignal zu verstärken und auszugeben, wodurch die verbesserte Zuverlässigkeit von Mobilkommunikationseinrichtungen unter Verwendung des Vorwärtskopplungsverstärkers ermöglicht wird.
Darüber hinaus ist in der Erfindung eine Kommunikationseinrichtung eingeschlossen, die einen Basisbandsignalerzeugungsabschnitt für die Erzeugung eines Basisbandsignals und einen Sendeschaltkreis für die Erzeugung eines Sendesignals aus dem Basisbandsignal umfasst, in der der Vorwärtskopplungsverstärker nach der Erfindung als der oben beschriebene Sendeschaltkreis verwendet wird.
Ferner beziehen sich die Kommunikationseinrichtungen nach der Erfindung auf Basisstationsvorrichtungen einer Kommunikationseinrichtung wie tragbare Telefone, PHS und Autotelefone.
Wie aus der obigen Beschreibung offenkundig ist, kann die Erfindung einen Vorwärtskopplungsverstärker und eine Mobilkommunikationseinrichtung vorsehen, deren Wirkungsgrad selbst bei reduzierter Ausgangsleistung nicht reduziert ist.
Ferner kann die Erfindung einen Vorwärtskopplungsverstärker und eine Mobilkommunikationseinrichtung vorsehen, deren Kommunikation nicht vollständig stoppt, selbst wenn der Hauptverstärker ausfällt.

1: Eingangsanschluss
2: Ausgangsanschluss
3, 8, 16, 26, 31, 36: Leistungsteiler
4, 9, 32, 37: Leistungskombinierer
5, 13, 39: Vektor-Regulierungseinrichtung
6: Hauptverstärker
7, 10, 35, 38: Verzögerungsschaltkreis
11, 21, 24, 25, 33: Schalterschaltkreis
12, 22, 34: Abschlusswiderstand
14: Fehlerverstärker
15: Fehlerverstärker-Leistungsschalterschaltkreis
17, 27: Signalpegelerfassungsschaltkreis
18: Steuerungsschaltkreis
19, 29: Signalpegelerfassungsabschnitt
20: Variabler Leistungskombinierer
23: Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis
40: Hauptverstärker
41: Hauptverstärker-Leistungsschalterschaltkreis
42: erster Vorwärtskopplungsverstärkerschaltkreis
43: zweiter Vorwärtskopplungsverstärkerschaltkreis

Claims

Vorwärtsverstärker, der umfasst: einen ersten Leistungsteiler (3) zum Teilen eines Eingangssignals in zwei Teile; eine erste Vektor-Reguliereinrichtung (5) zum Regulieren der Amplitude und der Phase eines Ausgangssignals des ersten Leistungsteilers (3); einen Hauptverstärker (6) zum Verstärken eines Ausgangssignals der ersten Vektor-Reguliereinrichtung (5); einen zweiten Leistungsteiler (8) zum Teilen eines Ausgangssignals des Hauptverstärkers (6) in zwei Teile; eine erste Verzögerungsschaltung (7) zum Verzögern des anderen Ausgangssignals des ersten Leistungsteilers (3); einen Verzerrungserfassungs-Leistungssummierer (9) zum Synthetisieren eines Ausgangssignals des zweiten Leistungsteilers (8) und eines Ausgangssignals der ersten Verzögerungsschaltung (7); eine zweite Verzögerungsschaltung (10) zum Verzögern des anderen Ausgangssignals des zweiten Leistungsteilers (8); eine zweite Vektor-Reguliereinrichtung (13) zum Regulieren der Amplitude und der Phase des Ausgangssignals des Verzerrungserfassungs-Leistungssummierers (9); einen Fehlerverstärker (14) zum Verstärken des Ausgangssignals der zweiten Vektor-Reguliereinrichtung (13); einen Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierer (4) zum Synthetisieren des Ausgangssignals der zweiten Verzögerungsschaltung (10) und des Ausgangssignals des Fehlerverstärkers (14); eine erste Signalpegel-Erfassungseinrichtung (19) zum Erfassen eines ersten Signalpegels, der der Signalpegel eines Eingangssignals oder der Signalpegel eines Basisbandsignals in einem Basisbandsignal-Erzeugungsabschnitt (56) oder der Signalpegel eines Sendesignals in einer Sendeschaltung (57) ist; und eine Steuereinrichtung (18) zum Steuern der Funktion des Hauptverstärkers (6) in Abhängigkeit von dem ersten Signalpegel; dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der erste Signalpegel nicht höher ist als ein vorgegebener Wert, die Steuereinrichtung (18) so eingerichtet ist, dass sie die Funktion des Hauptverstärkers (6) unterbricht.
Vorwärtsverstärker nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie, wenn der erste Signalpegel nicht höher ist als ein erster vorgegebener Wert (P1) und höher als ein zweiter vorgegebener Wert (P2), der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, die Funktion des Fehlerverstärkers (14) unterbricht, und die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie, wenn der erste Signalpegel nicht höher ist als der zweite vorgegebene Wert (P2), die Funktion des Hauptverstärkers (6) unterbricht.
Vorwärtsverstärker nach Anspruch 1, der des Weiteren umfasst: einen dritten Leistungsteiler (36) zum Teilen des Ausgangssignals des Fehlerverstärkers in zwei Teile; eine dritte Verzögerungsschaltung (38) zum Verzögern eines Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers; einen vierten Leistungsteiler (31) zum Teilen des Ausgangssignals des Verzerrungserfassungs-Leistungssummierers in zwei Teile; eine vierte Verzögerungsschaltung (35) zum Verzögern eines Ausgangssignals des vierten Leistungsteilers; einen zweiten Verzerrungserfassungs-Leistungssummierer (37) zum Synthetisieren des Ausgangssignals der vierten Verzögerungsschaltung und des anderen Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers; eine vierte Vektor-Reguliereinrichtung (39) zum Regulieren der Amplitude und der Phase des Ausgangssignals des zweiten Verzerrungserfassungs-Leistungssummierers; und einen zweiten Fehlerverstärker (40) zum Verstärken des Ausgangssignals der dritten Vektor-Reguliereinrichtung; einen zweiten Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierer (32) zum Synthetisieren des Ausgangssignals der dritten Verzögerungsschaltung und des Ausgangssignals des zweiten Fehlerverstärkers; wobei die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie, wenn der erste Signalpegel höher ist als ein dritter vorgegebener Wert (P3), die Funktion des zweiten Fehlerverstärkers (40) unterbricht und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers (14) nicht in den dritten Leistungsteiler (36) eingegeben werde kann, und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierers (4) so ausgegeben werden kann, dass es das Ausgangssignal (2) ist, und die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie, wenn der erste Signalpegel nicht höher ist als der dritte vorgegebene Wert (P3), die Funktion des Hauptverstärkers (6) unterbricht und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers (14) nicht in den Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierer (4) eingegeben werden kann, sondern in den dritten Leistungsteiler eingegeben werden kann, und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des zweiten Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierers (32) so ausgegeben werden kann, dass es das Ausgangssignal (2) ist.
Vorwärtsverstärker nach Anspruch 1, der des Weiteren umfasst: einen dritten Leistungsteiler (36) zum Teilen des Ausgangssignals des Fehlerverstärkers in zwei Teile; eine dritte Verzögerungsschaltung (38) zum Verzögern eines Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers; einen vierten Leistungsteiler (31) zum Teilen des Ausgangssignals des Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierers in zwei Teile; eine vierte Verzögerungsschaltung (35) zum Verzögern eines Ausgangssignals des vierten Leistungsteilers; einen zweiten Verzerrungserfassungs-Leistungssummierer (37) zum Synthetisieren des Ausgangssignals der vierten Verzögerungsschaltung und des anderen Ausgangssignals des dritten Leistungsteilers; eine dritte Vektor-Reguliereinrichtung (39) zum Regulieren der Amplitude und der Phase des Ausgangssignals des zweiten Verzerrungserfassungs-Leistungssummierers; einen zweiten Fehlerverstärker (40) zum Verstärken des Ausgangssignals der dritten Vektor-Reguliereinrichtung; und einen zweiten Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierer (32) zum Synthetisieren des Ausgangssignals der dritten Verzögerungsschaltung und des Ausgangssignals des zweiten Fehlerverstärkers, wobei die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie, wenn der erste Signalpegel höher ist als ein dritter vorgegebener Wert (P3), die Funktion des zweiten Fehlerverstärkers (40) unterbricht und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangs signal des Fehlerverstärkers (14) nicht in den dritten Leistungsteiler (36) eingegeben werde kann, und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierers (4) so ausgegeben werden kann, dass es das Ausgangssignal ist, und die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie, wenn der erste Signalpegel nicht höher ist als der dritte vorgegebene Wert (P3) und höher als ein erster vorgegebener Wert (P1), der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, die Funktion des Hauptverstärkers (6) unterbricht und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers (14) nicht in den Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierer (4) eingegeben werden kann, sondern in den dritten Leistungsteiler (36) eingegeben werden kann, und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des zweiten Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierers (32) so ausgegeben werden kann, dass es das Ausgangssignal ist, und die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie, wenn der erste Signalpegel nicht höher ist als der erste vorgegebene Wert (P1), die Funktion des Fehlerverstärkers (14) unterbricht und die Funktion des zweiten Fehlerverstärkers (40) unterbricht und Steuerung so durchführt, dass das Ausgangssignal des Verzerrungsunterdrückungs-Leistungssummierers (4) so ausgegeben werden kann, dass es das Ausgangssignal ist.
Vorwärtsverstärker nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die erste Signalpegel-Erfassungseinrichtung (19) in einer vorgelagerten Stufe des ersten Leistungsteilers (3) oder zwischen dem ersten Leistungsteiler (3) und der ersten Vektor-Reguliereinrichtung (5) oder zwischen der ersten Vektor-Reguliereinrichtung (5) und dem Hauptverstärker (6) oder zwischen dem ersten Leistungsteiler (3) und der ersten Verzögerungsschaltung (7) oder zwischen der ersten Verzögerungsschaltung (7) und dem Verzerrungserfassungs-Leistungssummierer (9) oder am Eingang des Basisbandsignal-Erzeugungsabschnitts, oder am Ausgang des Basisbandsignal-Erzeugungsabschnitts (46) oder in dem Basisbandsignal-Erzeugungsabschnitt oder am Eingang der Sendeschaltung (57) oder am Ausgang der Sendeschaltung oder in der Sendeschaltung vorhanden ist.
Vorwärtsverstärker nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der erste Signalpegel der Signalpegel des Eingangssignals ist und die erste Signalpegel-Erfassungseinrichtung so eingerichtet ist, dass sie den Signalpegel des Eingangssignals erfasst, die erste Signalpegel-Erfassungseinrichtung einen Signalpegelerfassungs-Leistungsteiler (16) zum Teilen des Eingangssignals in zwei Teile und eine Erfassungseinrichtung (17) zum Erfassen des Signalpegels eines Ausgangssignals des Signalpegelerfassungs-Leistungsteilers enthält, und wobei das andere Ausgangssignal des Signalpegelerfassungs-Leistungsteilers (16) an einer nachgelagerten Stufe zugeführt wird.
Vorwärtsverstärker nach einem der Ansprüche 2–4, wobei das Unterbrechen der Funktion des Fehlerverstärkers (14) dazu dient, Steuerung so durchzuführen, dass die Stromversorgung für den Fehlerverstärker abgeschaltet werden kann, und/oder Steuerung so durchzuführen, dass das Ausgangssignal der zweiten Vektor-Reguliereinrichtung (13) nicht in den Fehlerverstärker (14) eingegeben werden kann.
Vorwärtsverstärker nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Unterbrechen der Funktion des Hauptverstärkers (16) dazu dient, Steuerung so durchzuführen, dass die Stromversorgung für den Hauptverstärker abgeschaltet werden kann, und/oder Steuerung so durchzuführen, dass das Ausgangssignal der ersten Vektor-Reguliereinrichtung (5) nicht in den Hauptverstärker (6) eingegeben werden kann.
Vorwärtsverstärker nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Unterbrechen der Funktion des zweiten Fehlerverstärkers (40) dazu dient, Steuerung so durchzuführen, dass die Stromversorgung für den zweiten Fehlerverstärker abgeschaltet werden kann, und/oder Steuerung so durchzuführen, dass das Ausgangssignal der dritten Vektor-Reguliereinrichtung (39) nicht in den zweiten Fehlerverstärker (40) eingegeben werden kann.
Kommunikationsgerät, das umfasst: einen Basisband-Erzeugungsabschnitt (56), der so eingerichtet ist, dass er ein Basisbandsignal erzeugt; und eine Sendeschaltung, die so eingerichtet ist, dass sie ein Sendesignal aus dem erzeugten Basisbandsignal ausgibt, und wobei der Vorwärtsverstärker nach einem der Ansprüche 1–9 für die Sendeschaltung verwendet wird.