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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
eines phasenmodulierten und amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignales, das
für die
Funksendung über
eine Antenne geeignet ist.
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Eine
solche Vorrichtung findet in Funksendern Anwendung, insbesondere
in mobilen Stationen für
den Funkverkehr.
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Die
derzeitigen Systeme für
den Funkverkehr verwenden für
die Übertragung
von digitalen Daten, die ein Audiosignal oder allgemeiner noch Informationen
jeden Typus kodieren, üblicherweise Modulationen
mit einer konstanten Hüllkurve.
Anhand solcher Modulationen werden die gesendeten Daten nicht durch
die Amplitude eines HF-Trägers übertragen,
sondern durch seine Phase oder seine Frequenz. Dies gestattet in
dem Sender die Verwendung eines Hochfrequenzverstärkers, der
in einem Betriebsbereich nahe der Sättigung betrieben wird. In der
Folge weist der Sender einen erhöhten
Wirkungsgrad auf, was insbesondere im Rahmen einer Verwendung des
Senders in einer tragbaren Einrichtung für den Funkverkehr erforderlich
ist. Tatsächlich
weiß man,
dass der Sender in einem solchen Betriebsbereich Nichtlinearitäten der
Verstärkung
aufweist, was Nichtlinearitäten
der Amplitude umfasst und in einem geringeren Umfang auch Nichtlinearitäten der
Phase. Diese Nichtlinearitäten
führen
zu einer Verzerrung der Phase und der Amplitude des gesendeten Signales
und verringern den Leistungsgrad des Senders im Hinblick auf die
Qualität
der Übertragung.
Zum Zweck der Aufhebung des Problems der Nichtlinearitäten der
Amplitude verwendet man in den derzeitigen Systemen für den Funkverkehr
ausschließlich Modulationen
mit einer konstanten Hüllkurve.
Tatsächlich
beeinträchtigen
die Nichtlinearitäten
der Amplitude nicht die Qualität
der Übertragung,
da die nutzbare Information nicht durch die Amplitude des gesendeten
Hochfrequenzsignales übertragen
wird.
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Dennoch
versucht man derzeit, mehr Informationen innerhalb eines Frequenzbandes
mit einer gegebenen Breite zu übertragen,
wobei dieses einem Übertragungskanal
zugeordnet ist, indem man die spektrale Leistung der Systeme für den Funkverkehr
erhöht.
Das Ziel besteht darin, dem zunehmenden Bedarf an Funkverkehr im
Funkfrequenzspektrum gerecht zu werden, indem man die Begrenzungen,
die mit der Funkkanalaufteilung des Spektrums verbunden sind, einhält. Aus
diesem Grunde zieht man die Wiedereinfügung einer Amplitudenmodulation
in Betracht. So ist man bestrebt, neue Systeme für den Funkverkehr einzuführen, die
für die Übertragung
von Informationen eine kombinierte Modulation verwenden, die gleichzeitig
eine phasenmodulierte Komponente sowie eine amplitudenmodulierte
Komponente aufweist.
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Dennoch
erfordert die Notwendigkeit der Beibehaltung eines hohen Leistungsgrades
des Senders, dass der Hochfrequenzverstärker stets in einem Betriebsbereich
betrieben wird, der nahe der Sättigung
liegt. Es ist insofern wünschenswert,
die Auswirkungen der Nichtlinearitäten der Verstärkung, die
auf den Hochfrequenzverstärker
zurückgehen,
zu annullieren, um die Qualität
der Sendung nicht zu beeinträchtigen.
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Verschiedene
Techniken sind bekannt, die die Auswirkungen von Nichtlinearitäten der
Verstärkung
annullieren. In der CLLT-Technik (aus dem Englischen „Cartesian
Loop Linear Transmitter")
wird ein Demodulator verwendet, um die Modulation des Signales,
das sich an der Antenne befindet, im Basisband und analog durch
die Modulation des zu sendenden Basisbandsignales zu steuern. In
der ABP-Technik (aus dem Englischen „Adaptive Baseband Predistortion") wird ein digitales
Verfahren auf Stichproben des zu sendenden Basisbandsignales angewendet
und gestattet somit die Vorverzerrung dieses Signales, um an der
Antenne das gewünschte Hochfrequenzsignal
zu erhalten. Die Durchführung dieser
bekannten Techniken ist im Rahmen einer kombinierten Modulation
jedoch kompliziert und erfordert eine tiefgehende Modifikation der
Struktur der derzeitigen Sender.
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Aus
diesem Grunde schlägt
die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines phasenmodulierten
und amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignales vor, welche auf einer
Technik beruht, die unter der Bezeichnung der EER-Technik (aus dem
Englischen „Envelope
Elimination and Restoration")
bekannt ist. Der Artikel von Mann et al. „Increasing Talk-Time with
efficient linear PA's", IEEE Seminar on
Applying OFDM in a highly efficient power amplifier, 10. Februar
2000, Seite 6/1–6/7,
sowie der Artikel von Liu et al. "Considerations on Applying OFDM in a
highly efficient power amplifier",
IEEE Transactions on Circuits and Systems-II, Analog and Digital Signal
Processing, Vol. 46, Nr. 11, November 1999, Seite 1329–1336, beschreiben
Sender, die auf der EER-Technik beruhen. Gemäß dieser Technik umfasst die
Vorrichtung kombinierte Kodierungsmittel, die ausgehend von zu sendenden
Daten eine erste Abfolge von digitalen Werten erzeugen, die einer Komponente
der Phasenmodulation des Ausgangssignales G entspricht, sowie eine
zweite Abfolge von digitalen Werten, die einer Komponente der Amplitudenmodulation
dieses Signales entspricht. Diese zwei Komponenten werden dann im
Bereich der Funkfrequenz durch unterschiedliche Mittel übertragen.
Die auf diese Weise übertragenen
Komponenten werden im weiteren Verlauf zusammengefügt, um das
Ausgangssignal G zu erzeugen. Mit anderen Worten entspricht die
EER-Technik nicht dem herkömmlichen
Schema, das darin besteht, ein Basisbandsignal zu erzeugen, das
phasenmoduliert und amplitudenmoduliert ist, und das dann im Bereich
der Funkfrequenz übertragen
wird. Diese Technik ist vorteilhaft, da sie die Beibehaltung einer
Struktur des Senders gestattet, die derjenigen ähnelt, die im Rahmen von derzeitigen
Systemen verwendet wird, die eine Modulation mit konstanter Hüllkurve
anwenden.
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Das
Schema aus 1 veranschaulicht eine Vorrichtung
zur Erzeugung eines phasenmodulierten und amplitudenmodulierten
Hochfrequenzsignales, das auf der EER-Technik beruht. Die Vorrichtung
umfasst mindestens einen Dateneingang 10, um eine digitale
Nachricht A zu empfangen, welche zu übertragende Daten umfasst.
Sie umfasst außerdem
kombinierte Kodierungsmittel wie zum Beispiel einen Kodierschalter
COD, um ausgehend von dieser digitalen Nachricht A eine erste Abfolge
von digitalen Werten B sowie eine zweite Abfolge von digitalen Werten C
zu erzeugen. Die Abfolge B entspricht einer phasenmodulierten Komponente
des Ausgangssignales G der Vorrichtung. Die Abfolge C entspricht
einer amplitudenmodulierten Komponente des Ausgangssignales G. Die
Vorrichtung umfasst ebenso Mittel zur Erzeugung eines Signales D
zur Phasensteuerung D und eines Signales F zur Amplitudensteuerung
F, welche von der ersten Abfolge der digitalen Werte B und der zweiten
Abfolge der digitalen Werte C ausgehen. Die Signale D und F sind
beispielsweise analoge Signale, die durch Digital-/Analog-Wandler
(nicht dargestellt) der Erzeugungsmittel GEN ausgegeben werden.
Die digitalen Werte der ersten Abfolge B und der zweiten Abfolge
C werden wie Stichproben der Signale der Phasensteuerung D bzw.
der Amplitudensteuerung F behandelt.
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Die
Vorrichtung umfasst außerdem
Mittel zur Phasenmodulation MOD, wobei ein Eingang das Signal D
zur Phasensteuerung empfängt
und ein Ausgang ein Hochfrequenzsignal E der Amplitude ausgibt,
das im Hinblick auf das Signal der Phasensteuerung D deutlich konstant
phasenmoduliert ist. Die Vorrichtung umfasst schließlich einen
Verstärker
mit einer Hochfrequenzleistung mit variabler Verstärkung PA,
dessen Eingang mit dem Ausgang der Mittel der Phasenmodulation MOD
verbunden ist, um das Hochfrequenzsignal E zu empfangen, wobei ein
Eingang zur Verstärkungssteuerung
das Signal zur Amplitudensteuerung F empfängt und ein Ausgang ein phasenmoduliertes
und amplitudenmoduliertes Hochfrequenzsignal ausgibt. Das Signal
G ist das Ausgangssignal der Vorrichtung. Dieses Signal ist für die Funkübertragung
mittels einer Antenne geeignet. Folglich kann der Ausgang des Verstärkers PA
mit einer Antenne 30 verbunden werden, um das Signal G über Funk
zu übertragen.
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Aufgrund
der Tatsache, dass die Komponente der Phasenmodulation und die Komponente
der Amplitudenmodulation durch unterschiedliche Mittel vom Basisband
zum Hochfrequenzbereich übertragen
werden, nämlich
entsprechend anhand der Modulationsmittel MOD und anhand des Verstärkers mit einer
Hochfrequenzleistung mit variabler Verstärkung PA, beschreiten die Komponente
der Phasenmodulation und die Komponente der Amplitudenmodulation unterschiedliche
Wege, bevor sie im Ausgangssignal G zusammengefügt werden. Nun aber und gemäß des verwendeten
Kodierungstypus ist es erforderlich, dass die Komponente zur Phasenmodulation
mit der Komponente der Amplitudenmodulation im gesendeten Signal
abgestimmt wird, damit auf der Seite des Empfängers eine korrekte Dekodierung
und eine ausreichende spektrale Reinheit der Übertragung gewährleistet
werden. Es ist folglich wünschenswert, die
unterschiedlichen Übertragungszeiten
dieser zwei Komponenten auf ihren entsprechenden Wegen zu kompensieren.
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Dieses
Ziel wird gemäß der Erfindung
durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Hochfrequenz-Ausgangssignales
erreicht, das phasen- und amplitudenmoduliert ist und das für die Funkübertragung
gemäß Anspruch
1 geeignet ist.
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Die
Verschiebemittel nach Anspruch 1 umfassen vorzugsweise mindestens
erste digitale Mittel zur Erzeugung einer ersten Verzögerung auf
die erste Abfolge der digitalen Werte oder auf die zweiten Abfolge
der digitalen Werte, so dass die Komponente der Phasenmodulation
mit der Komponente der Amplitudenmodulation im Ausgangssignal abgestimmt wird.
Eine solche digitale Lösung
weist den Vorteil auf, dass sie eine gute Integration der Vorrichtung
ermöglicht.
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Um
einen erhöhten
Wirkungsgrad zu erzielen, ist der Verstärker mit einer Hochfrequenzleistung vorzugsweise
derart angeordnet, dass er in einem Betriebsbereich tätig ist,
der nahe der Sättigung
liegt. Aus diesem Grunde stellt die Erfindung Ausführungsformen
bereit, die die Annullierung der Auswirkungen der Nichtlinearitäten der
Amplitude und/oder der Phase, die im Verstärker auftreten, gestattet.
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Bei
einigen Anwendungen kann der mittlere Leistungspegel des Ausgangssignales
G stufenweise variieren, je nach der Betriebsart des Senders, in den
die Vorrichtung eingebaut ist. Die Stufen des mittleren Leistungspegels
werden durch den Wert der kontinuierlichen Komponente des Signales
zur Amplitudensteuerung F bestimmt, welche auf den Eingang der Verstärkungssteuerung
des Verstärkers mit
einer Hochfrequenzleistung angewendet wird, wobei die alternative
Komponente dieses Signales den Sollwert der Amplitudenmodulation
darstellt. Die Erfindung stellt eine Ausführungsform bereit, die in diesem
Fall die Begrenzung der DSP-Auslastung gestattet sowie die Umgehung
der Notwendigkeit eines Analog-/Digital-Wandlers mit einer erhöhten Auflösung. Bei
dieser Ausführungsform
werden ein analoges Signal zur stufenweisen Steuerung der Leistung und
ein analoges Signal zur Steuerung der Amplitudenmodulation getrennt
voneinander erzeugt und auf analoge Weise hinzugefügt, bevor
sie auf den Eingang der Verstärkungssteuerung
des Verstärkers
mit variabler Verstärkung
angewendet werden.
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Die
Erfindung stellt außerdem
Ausführungsformen
bereit, bei denen ein ordnungsgemäß angeordneter Verstärker mit
variabler Verstärkung
die Aufhebung des Problems der Abweichung mit Hilfe des Wertes des
mittleren Leistungspegels des zu sendenden Hochfrequenzsignales
ermöglicht,
wobei ein Detektor zu den analogen Mitteln zur Nachlaufsteuerung
der Amplitude des Ausgangssignales mit einem Sollwert der Amplitudenmodulation
gehört.
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Andere
Merkmale und Vorzüge
der Erfindung werden anhand der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung
deutlicher. Diese ist rein illustrativer Art und ist mit Bezug auf
die angehängten
Zeichnungen zu lesen, in denen Folgendes dargestellt ist:
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in 1,
bereits analysiert: das Prinzipschaltbild einer Vorrichtung zur
Erzeugung eines phasenmodulierten und amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignales,
das auf der EER-Technik beruht;
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in 2:
das Schema einer ersten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 3:
das Schema einer zweiten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 4:
das Schema einer dritten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 5:
das Schema einer vierten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 6:
das Schema einer fünften
Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 7:
das Schema einer sechsten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 8:
das Schema einer siebten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 9:
das Schema einer achten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 10:
das Schema einer neunten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 11:
das Schema einer zehnten Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 12:
das Schema einer elften Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 13:
das Schema einer zwölften
Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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in 14:
das Schema einer dreizehnten Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung;
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in 15:
eine Graphik, die das Eingangs-/Ausgangsmerkmal eines Detektorgerätes zeigt,
der zu den analogen Mitteln zur Nachlaufsteuerung der Amplitude
des Ausgangssignales der Vorrichtung gemäß der Erfindung gehört.
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Die
Erfindung stellt mehrere Ausführungsformen
einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignales G bereit,
das phasen- und amplitudenmoduliert ist und das sich für die Funkübertragung über eine
Sendeantenne 30 eignet, wobei die Ausführungsformen in ihrer Gesamtheit
auf der EER-Technik beruhen, wie sie in der Einleitung in Bezug
auf 1 dargestellt wird. In den Figuren und in der
nachfolgenden Beschreibung besitzen dieselben Elemente auch dieselben
Bezugszeichen. In der Fortsetzung wird das zu sendende Hochfrequenzsignal
G ebenso Ausgangssignal der Vorrichtung genannt.
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Bei
allen dargestellten Ausführungsformen führen die
Erzeugungsmittel GEN die Funktion aus, das Signal zur Phasensteuerung
D und das Signal zur Amplitudensteuerung F zu produzieren, die entsprechend
auf den Eingang der Mittel der Phasenmodulation MOD und den Verstärker mit
einer Hochfrequenzleistung mit variabler Verstärkung PA angewendet werden.
Bei einem Verstärker
PA, der entsprechend der MOS-Technologie hergestellt wurde, bestimmt
das Signal zur Amplitudensteuerung F zum Beispiel eine Gatespannung,
eine Drainspannung oder eine Eingangsleistung. Bei einem Verstärker PA,
der entsprechend der bipolaren Technologie hergestellt wurde, bestimmt
das Signal zur Amplitudensteuerung F zum Beispiel eine Basisspannung,
eine Kollektorspannung oder eine Eingangsleistung. Herkömmlicherweise
ist F ein analoges Signal. Es stellt eine alternative Komponente
dar, die die Amplitudenmodulation übersetzt, sowie eine kontinuierliche Komponente,
die gleich Null sein kann. Bei einigen Anwendungen variiert der
mittlere Leistungspegel des Ausgangssignales G stufenweise, je nach
Betriebsart des Senders, in den die Vorrichtung eingebaut ist. In
diesem Fall kann der mittlere Leistungspegel durch den Wert der
kontinuierlichen Komponente des Steuerungssignales F angesteuert
werden.
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Die
Mittel zur Phasenmodulation MOD werden zum Beispiel durch einen
Schleifen-Oszillator ausgebildet, der phasengekoppelt ist (der sogenannte
PLL-Oszillator, aus dem Englischen "Phase Locked Loop"). In diesem Fall ist das Signal D ein
analoges Signal. Nichtsdestotrotz umfassen die Mittel zur Phasenmodulation
MOD vorzugsweise einen Synthesizer für die digitale Modulation (DMS-Schaltung,
aus dem Englischen "Digital
Modulation Synthesizer").
In diesem Fall ist das Signal D ein digitales Signal. Diese Variante
ist von Vorteil, da eine DMS-Schaltung eine verbesserte Integration
der Vorrichtung gewährleistet.
Tatsächlich
umfasst ein PLL-Oszillator analoge Elemente, die im Vergleich zu dem
geringen Raumbedarf einer DMS-Schaltung viel Platz erfordern. Als
eine solche Erfordernis umfassen die Mittel GEN einen oder mehrere
Analog-/Digital-Wandler (nicht dargestellt), um digitale Nachrichten,
die aus mehreren Abfolgen von digitalen Werten B und/oder C bestehen,
an analoge Signale entsprechend D und/oder F ad hoc weiterzuleiten.
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In
der Ausführungsform
in 2 umfassen die Erzeugungsmittel GEN der Vorrichtung
Mittel zur zeitlichen Verschiebung des Signales zur Phasensteuerung
D und des Signales zur Amplitudensteuerung F, so dass die Komponente
der Phasenmodulation mit der Komponente der Amplitudenmodulation im
Ausgangssignal G abgestimmt wird.
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Diese
Mittel zur zeitlichen Verschiebung umfassen vorzugsweise erste digitale
Mittel 20, um eine erste Verzögerung
T1 auf die erste Abfolge von digitalen Werten B oder auf die zweite
Abfolge von digitalen Werten C anzuwenden. Solche digitalen Mittel sind
vorteilhaft in einen digitalen Signalprozessor integriert (DSP-Schaltung,
aus dem Englischen „Digital Signal
Processor"), und
führen
alle digitalen Funktionen der Erzeugungsmittel GEN aus. Im Allgemeinen wird
die Verzögerung
T1 auf die zweite Abfolge von digitalen Werten C angewendet, da
die Ausbreitungszeit auf dem Weg, den die Komponente der Amplitudenmodulation
beschreitet, geringer ist als die Ausbreitungszeit auf dem Weg,
den die Komponente der Phasenmodulation benutzt. Dennoch ist dies
nicht in allen Anwendungen notwendigerweise der Fall. Solche digitalen
Mittel umfassen zum Beispiel ein Verschieberegister 21 und/oder
einen Verzögerungsfilter 22,
den oder die die Abfolge von digitalen Werten C, die verzögert werden
soll, durchläuft.
Ein Verschieberegister gestattet das Einschieben einer Verzögerung,
die einer Ganzzahl mal der Zeitspanne eines Taktsignales, das die
Aktivität
der betreffenden Analog-/Digital-Wandler
taktet, entspricht. Dadurch werden lediglich die Verzögerungswerte
erhalten, die diskrete Werte mit einer Auflösung aufweisen, die dieser
Zeitspanne entspricht. Ein digitaler Verzögerungsfilter gestattet im
Gegensatz dazu die Anwendung einer Verzögerung, die gleich einer Fraktion dieser
Zeitspanne ist. Aus diesem Grunde kann es von Vorteil sein, diese
zusammenzufügen,
um eine Verzögerung
T1 eines beliebigen Wertes anwenden zu können.
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Der
digitale Filter weist vorzugsweise mindestens im Band, das durch
die kodierte Nachricht belegt wird, eine Frequenz mit einer konstanten
Amplitude und eine Frequenz mit einer linearen Phase auf, wobei
die Neigung dieser letzteren den Verzögerungswert festlegt, der mittels
des Filters eingefügt wird.
Es handelt sich zum Beispiel um einen Verzögerungsfilter eines Wertes τ mit einer
ausgewählten
und verkürzten
Sinc-Funktion, wobei die Impulsfrequenz fτ(t) durch die untenstehende
Gleichung (1) dargestellt wird:
in der 1/Te der Datenfluss
der digitalen Werte in der digitalen Nachricht A ist.
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Vorzugsweise
ist der digitale Filter eine digitale Version der Sinc-Funktion,
wobei die minimale Impulsfrequenz durch die untenstehende Gleichung (2)
dargestellt wird:
in der 1/Te der Datenfluss
der digitalen Werte in der digitalen Nachricht A ist und N eine
Ganzzahl darstellt, die als Länge
des Filters bezeichnet wird und die der Anzahl der aufeinander folgenden
digitalen Werte entspricht, die gleichzeitig durch den Filter behandelt
werden. Ein solcher Filter schiebt eine Verzögerung ein, deren Wert der
Hälfte
der Länge
des Filters plus einer kleinen zusätzlichen Verzögerung entspricht,
die positiv oder negativ ist, und die einem Anteil der Zeitspanne
Te gleich τ entspricht.
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In
einigen Fällen
sind vorzugsweise außerdem
zweite digitale Mittel vorgesehen, wie zum Beispiel ein Verschieberegister 23 und/oder
ein digitaler Verzögerungsfilter 24,
um eine zweite Verzögerung T2,
die sich von der ersten Verzögerung
T1 unterscheidet, auf die andere Abfolge von digitalen Werten B
anzuwenden. In diesem Fall ist die Verzögerung, die auf die zweite
Abfolge von digitalen Werten C angewendet wird, im Hinblick auf
die erste Abfolge der digitalen Werte B gleich T1–T2. Dadurch
kann eine Verzögerung
angewendet werden, die einem genau abgestimmten Wert entspricht.
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In
der Ausführungsform
in 2 wird die angewendete Verzögerung nur ein einziges Mal
bestimmt, nämlich
im Zuge einer Phase der Kalibrierung, die im Labor durchgeführt werden
kann. Im Allgemeinen ist diese bei allen hergestellten Ausführungsbeispielen
der Vorrichtung dieselbe.
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In
einer anderen Ausführungsform
gemäß 3 sind
die Mittel zur zeitlichen Verschiebung so angeordnet, dass eine
zeitliche Verschiebung des Signales zur Phasensteuerung D und des
Signales zur Amplitudensteuerung F im Hinblick auf ein Basisbandsignal
J hergestellt wird, welches ausgehend vom Ausgangssignal G erhalten
wird.
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Zu
diesem Zweck umfasst die Vorrichtung Mittel, die im Basisband einen
Rückkopplungskanal des
Basisbandes erzeugen, um ein Basisbandsignal J zu erzeugen, das
dem Ausgangssignal G entspricht. Diese Mittel umfassen eine Vorrichtung
zur Kopplung 400, die am Ausgang des Verstärkers mit einer
Hochfrequenzleistung PA einen Teil der Leistung des Ausgangssignales
G abzieht sowie ein Signal H ausgibt, das im Hinblick auf die Phasenmodulation
und die Amplitudenmodulation das Bild des Ausgangssignales G ist.
Außerdem
umfassen sie Mittel zur Demodulation DEMOD, die an einem Eingang
das Signal H empfangen und an einem Ausgang das besagte Basisbandsignal
J ausgeben. Die Demodulationsmittel DEMOD empfangen außerdem ein
Hochfrequenzsignal I mit derselben Frequenz wie die Trägerfrequenz,
welche mit dem Signal H zusammengefügt ist, um die Rückkopplung
im Basisband dieses Signales sicherzustellen. Dieses Signal I wird zum
Beispiel durch einen lokalen Oszillator LO ausgegeben. Das Basisbandsignal
J und das zu übertragende
Basisbandsignal liegen sehr nahe beieinander. Sie unterscheiden
sich lediglich durch die Auswirkungen unzureichender Verschiebungen
der Signale der Phasensteuerung D und der Amplitudensteuerung F
sowie durch die Auswirkungen der Nichtlinearitäten der Verstärkung, die
im Ausgangssignal G durch den Verstärker mit einer Hochfrequenzleistung
PA auftreten. Das Signal J wird ausgewählt und mit Hilfe eines Analog-/Digital-Wandlers
(nicht dargestellt) der Erzeugungsmittel GEN in digitale Werte umgewandelt.
Diese digitalen Werte werden bei der Festlegung der Verzögerung,
die durch die Mittel zur zeitlichen Verschiebung hergestellt wird,
berücksichtigt.
In einem Beispiel variiert man die Länge N des digitalen Filters 22 oder 24,
der durch die oben aufgeführte
Gleichung (2) gegeben wird. Ebenso ist es möglich, einen Lesezeiger im
Verschieberegister 21 oder 23 zu verschieben,
wodurch dessen Länge
wiederum verändert
wird.
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Als
Variante kann das Signal I durch das Signal E ersetzt werden, welches
das Amplitudensignal ist, das deutlich konstant phasenmoduliert
ist und welches am Ausgang der Modulationsmittel MOD ausgegeben
wird. In diesem Fall ist das Basisbandsignal J stellvertretend für die Störungen der
Verschiebung der Signale zur Phasensteuerung D und zur Amplitudensteuerung
F sowie auch für
die Auswirkungen der Nichtlinearitäten der Verstärkung, die
im Ausgangssignal G durch den Verstärker mit einer Hochfrequenzleistung
PA eingefügt
werden.
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Diese
Ausführungsform
gestattet die Herstellung einer Nachlaufsteuerung zur zeitlichen
Verschiebung der Signale der Phasensteuerung D und der Amplitudensteuerung
F im Hinblick auf das Ausgangssignal G. Die durch die Mittel zur
zeitlichen Verschiebung 20 anzuwendende Verzögerung wird
im Hinblick auf die digitalen Werte bestimmt, die durch das Signal
J erhalten werden. Auf diese Weise berücksichtigt die zeitliche Verschiebung
der Signale D und F insbesondere die mögliche Verzerrung der Merkmale
der analogen Komponenten, aus denen die Vorrichtung besteht (welche
im Wesentlichen in dem Verstärker
PA vorhanden sind), und die auf Temperaturveränderungen und auf Alterserscheinungen zurückgehen,
die auf den Wert dieser Komponenten Einfluss haben.
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In
einer anderen Durchführungsform
gemäß 4 umfassen
die Erzeugungsmittel GEN digitale Mittel zur Vorverzerrung 40,
wobei diese Mittel zur Vorverzerrung der Phase 41 und/oder
Mittel zur Vorverzerrung der Amplitude 42 umfassen. Diese
Mittel gestatten die Aufhebung der Auswirkungen der Nichtlinearitäten der
Verstärkung
(entsprechend der Phase und/oder der Amplitude).
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Die
Mittel zur Phasenvorverzerrung 41 umfassen eine erste Wertetabelle,
die einen digitalen vorverzerrten Wert einem jeden digitalen Wert
der ersten Abfolge von digitalen Werten B zuordnet. Mit anderen
Worten wird jeder digitale Wert der Abfolge B in dieser Abfolge
durch einen digitalen Wert der ersten Tabelle zur Vorverzerrung
ersetzt, die diesem zugeordnet ist. Folglich wird das Signal zur
Phasensteuerung D entsprechend der Abfolge dieser digitalen vorverzerrten
Werte derart erzeugt, dass die Auswirkungen der Nichtlinearitäten der
Phase, die durch den Verstärker
PA in das Ausgangssignal G eingefügt werden, aufgehoben werden.
Die Mittel zur Amplitudenvorverzerrung 42 umfassen eine
zweite Wertetabelle, die einen digitalen vorverzerrten Wert einem
jeden digitalen Wert der zweiten Abfolge der digitalen Werte C zuordnet.
Mit anderen Worten wird jeder digitale Wert der Abfolge C in dieser
Abfolge durch einen digitalen Wert der zweiten Tabelle zur Vorverzerrung
ersetzt, die diesem zugeordnet ist. Folglich wird das Signal zur
Amplitudensteuerung F im Hinblick auf die Abfolge dieser digitalen
vorverzerrten Werte erzeugt, was die Aufhebung der Auswirkungen
der Nichtlinearitäten
in der Amplitude, die durch den Verstärker PA in das Ausgangssignal
G eingefügt
werden, gestattet.
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In
der Ausführungsform
in 4 werden die Werte der ersten und/oder der zweiten
Tabelle zur Vorverzerrung nach einer Phase der Kalibrierung bestimmt,
die im Labor durchgeführt
werden kann. Diese Werte sind folglich während der gesamten Lebensdauer
der Vorrichtung für
den Funkverkehr konstant. Im Allgemeinen sind diese bei allen hergestellten
Exemplaren der Vorrichtung identisch.
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In
einer anderen Ausführungsform
gemäß 5 werden
die Mittel zur Vorverzerrung 40, das heißt die Mittel
zur Vorverzerrung der Phase 41 und/oder die Mittel zur
Vorverzerrung der Amplitude 42 einander zugeordnet, um
eine Vorverzerrung im Hinblick auf ein Basisbandsignal J zu erzeugen,
das ausgehend von dem Ausgangssignal G erhalten wurde. Mit anderen
Worten erzeugen die Mittel 41 eine Vorverzerrung zur Anpassung
an eine Phase der digitalen Werte der Abfolge B, und oder die Mittel 42 erzeugen
eine Vorverzerrung zur Anpassung an eine Amplitude der digitalen
Werte der Abfolge C. Man spricht von einer Vorverzerrung zur Anpassung, wenn
diese auf kontinuierliche Weise die tatsächlichen Verzerrungen der Verstärkung berücksichtigt, die
durch den Verstärker
PA in das Ausgangssignal G eingefügt werden.
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Zu
diesem Zweck umfasst die Vorrichtung die zuvor genannten Mittel,
die einen Rückkopplungskanal
des Basisbandes ausbilden, das heißt die Vorrichtung zur Kopplung 400,
die Mittel zur Demodulation DEMOD und gegebenenfalls der lokale
Oszillator LO, welche weiter oben mit Bezug auf die Ausführungsform
in 3 dargestellt wurde, wobei das Basisbandsignal
J am Eingang der Mittel 40 bereitgestellt wird. Obwohl
diese Ausführungsformen voneinander
unabhängig
sind, sind diese Elemente in ihrer Struktur und in ihrer Funktionsweise
identisch, so dass es nicht von Nutzen ist, diese nochmals ausführlich in
ihrer Anwendung in der Ausführungsform
in 5 zu beschreiben. Man beachte nur, dass die digitalen
Daten, die durch Stichproben und Analog-/Digital-Umwandlung des
Basisbandsignales J erhalten werden, für die Aktualisierung der ersten
und/oder der zweiten Tabelle zur Vorverzerrung berücksichtigt
werden müssen.
Diese Aktualisierung kann gemäß jedem
adaptiven Algorithmus hergestellt werden, der für diesen Zweck geeignet ist.
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Man
beachte, dass in der Ausführungsform von 4 sowie
auch in der Ausführungsform
von 5 die Mittel zur Vorverzerrung 40 lediglich
die Mittel zur Phasenvorverzerrung 41 oder lediglich die Mittel
zur Amplitudenvorverzerrung 42 umfassen können, oder
dass diese gleichzeitig die Mittel zur Phasenvorverzerrung 41 und
die Mittel zur Amplitudenvorverzerrung 42 umfassen können. Tatsächlich sind
diese zwei Arten von Mitteln sowohl in ihrer Struktur als auch in
ihrer Funktion voneinander unabhängig.
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In
einer anderen Ausführungsform
entsprechend 6 umfassen die Erzeugungsmittel
GEN Mittel zur Vorverzerrung 40, welche Mittel zur Phasenvorverzerrung 41 mit
einschließen,
jedoch keine Mittel zur Amplitudenvorverzerrung. Anstelle dessen umfassen
die Mittel GEN außerdem
analoge Mittel für
die Nachlaufsteuerung der Amplitude des Ausgangssignales G mit einem
Sollwert der Amplitudenmodulation M, der ausgehend von den digitalen
Werten der zweiten Abfolge der digitalen Werte C, die einer Komponente
der Amplitudenmodulation zugeordnet sind, erzeugt wird. Dieser Sollwert
M ist ein analoges Signal, das mit Hilfe eines Analog-/Digital-Wandlers erhalten
wird. Diese analogen Mittel zur Nachlaufsteuerung umfassen einen
Verstärker COMP,
der als Integrierschaltung funktioniert, wobei ein erster Eingang
den Sollwert M empfängt
und ein zweiter Eingang ein analoges Signal L empfängt, und wobei
der Ausgang das Signal zur Verstärkungssteuerung
F ausgibt, welches auf den Eingang der Verstärkungssteuerung des Verstärkers PA
angewendet wird. Sie umfassen außerdem Mittel zur Kopplung, die
die Mittel zur Kopplung 400 der Ausführungsformen der 3 und 5 sein
können,
die das Bildsignal H des Ausgangssignales G ausgeben. Die Funktion
des Detektorgerätes
DET besteht darin, aus dem Signal H die Komponente der Amplitudenmodulation
des Ausgangssignales G zu extrahieren, indem eine Gleichrichtung
und ein Niedrigpassfilter auf das Signal angewendet werden, so dass
die sich in Spannung befindende Amplitude des Signales L, die auf herkömmliche
Weise in Dezibel (dBv) ausgedrückt wird,
die Funktion der momentanen Leistung des Signales H darstellt, die
herkömmlich
in Dezibel (dBm) ausgedrückt
wird. Das Signal L ist demzufolge repräsentativ für die Komponente der Amplitudenmodulation,
die in dem Ausgangssignal G tatsächlich
vorhanden ist. Das Signal L und das Signal M liegen sehr nahe beieinander
und unterscheiden sich lediglich durch die Auswirkungen der Nichtlinearitäten der Amplitude,
die durch den Verstärker
PA in das Ausgangssignal G eingefügt werden. Das Signal L wird anhand
des Vergleichsverstärkers
COMP mit dem Sollwert M verglichen, um das Signal der Amplitudensteuerung
F entsprechend seiner Differenz zu erzeugen.
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So
wird deutlich, dass die analogen Mittel zur Nachlaufsteuerung der
Amplitude des Ausgangssignales G mit dem Sollwert der Amplitudenmodulation M
genau dieselbe Funktion ausüben
wie die Mittel zur Amplitudenvorverzerrung 42 der Ausführungsformen
in 4 und in 5, insofern,
dass sie die Auswirkungen der Nichtlinearitäten der Amplitude des Verstärkers PA
kompensieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
gemäß dem Schema
von 7 unterscheidet sich eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
von derjenigen aus 6 in dem Punkt, dass die Mittel
zur Phasenvorverzerrung 41 derart angeordnet sind, dass
sie eine adaptive Phasenvorverzerrung im Hinblick auf ein Basisbandsignal
J herstellen, das durch das Ausgangssignal G erhalten wird. Zu diesem
Zweck umfasst die Vorrichtung die zuvor genannten Mittel, die einen
Rückkopplungskanal
als Basisband ausbilden, nämlich
die Vorrichtung zur Kopplung 400, die Demodulationsmittel
DEMOD und gegebenenfalls den lokalen Oszillator LO, welche weiter
oben mit Bezug auf die Ausführungsform
von 3 dargestellt wurden. Man beachte jedoch, dass
diese Ausführungsformen
voneinander unabhängig
sind. Die digitalen Daten, die durch Stichproben und die Analog-/Digital-Umwandlung
des Basisbandsignales J erhalten wurden, werden bei der Aktualisierung
der ersten Tabelle zur Vorverzerrung berücksichtigt. Diese Aktualisierung
kann gemäß jedem
adaptiven Algorithmus durchgeführt
werden, welcher für
diesen Zweck geeignet ist. Der Vorteil der Ausführungsform aus 7 besteht
in der Tatsache, dass das Basisbandsignal J nicht für die Kompensation
der Auswirkungen der Nichtlinearitäten der Amplitude des Verstärkers PA verwendet
wird, wodurch es nicht notwendig ist, dem Rückkopplungskanal strenge Beschränkungen
in Bezug auf die Linearität
der Amplitude aufzuerlegen.
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Vorzugsweise,
jedoch nicht in einschränkendem
Sinne umfassen die Mittel, die den Rückkopplungskanal des Basisbandes
ausbilden, einen Begrenzer 50, der zwischen den Kopplungsmitteln 400 und
den Demodulationsmitteln DEMOD angeordnet ist. Dieser Begrenzer
empfängt
das Signal H an einem Eingang und gibt ein Signal K an seinem Ausgang
aus, welcher mit dem Eingang der Demodulationsmittel DEMOD verbunden
ist. Dieses Signal K entspricht dem Signal H, das keine Amplitudenmodulation
mehr aufweist. Mit anderen Worten ist das Signal K ein Signal mit
einer konstanten Amplitude, welches das Bild des Ausgangssignales
G im Hinblick auf die Phasenmodulation darstellt. Dies gestattet
die Bereitstellung eines Signales mit einer konstanten Amplitude
K am Eingang der Demodulationsmittel DEMOD, was die praktische Herstellung
dieser Mittel DEMOD vereinfacht.
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In
der Ausführungsform
von 8 wird die Vorrichtung gemäß 2 durch
analoge Mittel zur Nachlaufsteuerung der Amplitude des Ausgangssignales
G mit einem Sollwert der Amplitudenmodulation M ergänzt, welcher
ausgehend von der zweiten Abfolge der digitalen Werte C erzeugt
wird, welche oben mit Bezug auf die Ausführungsform von 6 dargestellt
wurde.
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In
der Ausführungsform
von 9 werden die Mittel zur zeitlichen Verschiebung 20,
die oben im Hinblick auf 2 dargestellt wurden, mit denjenigen Mitteln 40 zur
Phasen- und Amplitudenvorverzerrung zusammengefügt, die oben mit Bezug auf
die Ausführungsform
von 4 dargestellt wurden. Diese zwei Arten von Mitteln
sind in Reihenschaltung angeordnet, wobei die Mittel zur zeitlichen
Verschiebung 20 den Mitteln zur Phasenvorzerrung und zur
Amplitudenvorverzerrung vorgeschaltet sind, wie es in der Figur
gezeigt wird, oder umgekehrt.
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In
der Ausführungsform
von 10 werden die Mittel zur zeitlichen Verschiebung 20,
die oben mit Bezug auf 2 dargestellt wurden, mit denjenigen
Mitteln 40 zur Phasen- und Amplitudenvorverzerrung zusammengefügt, die
weiter oben mit Bezug auf die Ausführungsform von 6 dargestellt
wurden. Diese zwei Arten von Mitteln sind in Reihenschaltung angeordnet,
wobei die Mittel zur zeitlichen Verschiebung 20 den Mitteln
zur Phasenvorverzerrung 40 vorgeschaltet sind, wie es in
der Figur gezeigt wird, und umgekehrt.
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Bei
einigen Anwendungen kann der mittlere Leistungspegel des Ausgangssignales
G je nach Betriebsmodus des Senders, der die Vorrichtung umfasst,
variieren. Im Allgemeinen variiert dieser Leistungspegel stufenweise
zwischen einer Mindeststufe, die zum Beispiel 21 dBm beträgt, und
einer Maximalstufe, die zum Beispiel 33 dBm beträgt. In diesem Fall wird diese
Stufe durch den Wert der kontinuierlichen Komponente des Signales
der Amplitudensteuerung F angesteuert, welches auf den Eingang der Verstärkungssteuerung
des Verstärkers
PA angewendet wird, wobei die alternative Komponente dieses Signales
den so bezeichneten Sollwert der Amplitudenmodulation darstellt.
Nun aber erfordern die akkumulierten Spannungen zur genauen Einstellung des
mittleren Leistungspegels des Ausgangssignales G (zum Beispiel +/– 3 dBm
für den
kritischsten Leistungspegel, nämlich
den Mindestleistungspegel) und zur genauen Einstellung der Amplitudenmodulation dieses
Signales (zum Beispiel –60
dBv für
die Mindeststufe) eine Kodierung der digitalen Werte des analogen
Signales F zur Amplitudensteuerung (Ausführungsformen der 1 bis 5 und 9)
oder des analogen Signales M des Sollwertes der Amplitudenmodulation
(Ausführungsformen
der 6 bis 8 und 10) von
beispielsweise mindestens 13 Bits, wobei diese Signale eine kontinuierliche Komponente
M und eine alternative Komponente aufweisen. Gemäß einem ersten Nachteil erfordert dies
die Anwendung eines Analog-/Digital-Wandlers, der am Eingang mit
13 Bits betrieben wird. Ein solcher Analog-/Digital-Wandler ist in einer Einrichtung wie
zum Beispiel einer mobilen Station für den Funkverkehr aus Kostengründen und
aus Gründen
der Integration schwer vorstellbar. Gemäß einem zweiten Nachteil bedeutet
dies für
den DSP die Notwendigkeit, diese Daten, die auf 13 Bits kodiert
sind, zu behandeln, was den Leistungsgrad der Vorrichtung im Hinblick
auf die Geschwindigkeit der Berechnung einschränkt.
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Die
Erfindung schlägt
eine Ausführungsform gemäß 11 vor,
die es ermöglicht,
diese Nachteile zu umgehen. In 11 umfasst
ein erstes analoges Signal M lediglich die Komponente der Amplitudenmodulation
(d.h. mit einer kontinuierlichen Komponente gleich Null) und wird
mit Hilfe eines Analog-/Digital-Wandlers erzeugt, der am Eingang
zum Beispiel mit 11 Bits betrieben wird. Ein zweites analoges Signal
N wird mit Hilfe eines anderen Analog-/Digital-Wandlers erzeugt,
der am Eingang beispielsweise mit 7 Bits betrieben wird, wobei dieses
Signal N ein kontinuierliches Signal darstellt, dessen Wert den Wert
des mittleren Leistungspegels des Ausgangssignales G bestimmt. Folglich
behandelt der DSP nur die Daten, die auf entsprechend 11 und 7 Bits
kodiert sind anstelle von 13 Bits. Außerdem ist es vorteilhafter,
zwei Analog-/Digital-Wandler
zu verwenden, die entsprechend mit 11 und 7 Bits am Eingang betrieben werden,
als einen einzigen Analog-/Digital-Wandler, der
am Eingang mit 13 Bits betrieben wird. Eine Summierschaltung S empfängt das
Signal M an einem ersten Eingang sowie das Signal N an einem zweiten Eingang,
und gibt an seinem Ausgang das Signal zur Ansteuerung der Amplitudenmodulation
F aus, das aus der Summe der genannten Signale M und N resultiert.
Die Summierschaltung S ist ein analoger Regelkreis auf Basis beispielsweise
der betriebstüchtigen
Verstärker.
Wie in den zuvor dargestellten Ausführungsformen wird das Signal
zur Ansteuerung der Amplitudenmodulation F an den Eingang der Verstärkungssteuerung
des Verstärkers
mit einer Hochfrequenzleistung PA weitergeleitet, und das Signal
zur Steuerung der Phasenmodulation D wird an den Eingang des Modulators
MOD weitergeleitet, dessen Ausgang mit dem Eingang des Verstärkers PA
verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers PA ist mit der Antenne 30 verbunden,
um das Ausgangssignal G zu senden. Die Vorrichtung umfasst einen Eingang des
Leistungspegels 60, um das analoge Signal N zur Ansteuerung
des mittleren Leistungspegels des Ausgangssignalen G zu empfangen.
Dieser Eingang ist mit dem Ausgang eines Analog-/Digital-Wandlers verbunden,
der am Eingang mit 7 Bits betrieben wird (nicht dargestellt), und
der mit einem Ausgang des DSP (ebenso nicht dargestellt) verbunden
ist.
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Selbstverständlich kann
die Ausführungsform
von 11 vorteilhaft mit den analogen Mitteln zur Nachlaufsteuerung
der Amplitude des Ausgangssignales G mit einem Sollwert der Amplitudenmodulation
kombiniert werden (Ausführungsformen
der 6 bis 8). Dennoch hängt die
Neigung des Eingangs-/Ausgangsmerkmales des Detektorgerätes DET
von dem Wert des mittleren Leistungspegels des Signales H ab, das
heißt
in Wirklichkeit von dem mittleren Leistungspegel des Eingangssignales
G. Die Graphik in 15 ist eine schematische Darstellung
dieses Merkmales. Der Eingangswert des Detektorgerätes DET
entsteht aus dem Leistungspegel PH des Signales
H, wird in dBm ausgedrückt
und verläuft
auf der Achse der x-Koordinate der Graphik. Der Ausgangswert des
Detektorgerätes
DET entsteht aus der Spannungsstufe VL des
Signales L, wird in dBv ausgedrückt
und verläuft
auf der y-Koordinate. Entsprechend der Graphik in 15 umfasst
das Eingangs-/Ausgangsmerkmal des Detektorgerätes DET drei verschiedene Abschnitte
P1, P2 und P3. In dem Abschnitt P1, der dem Ursprungspunkt O am nächsten liegt,
ist die Neigung des Merkmales gleich Null, was die Tatsache wiedergibt,
dass sich der Eingang unterhalb des Schwellenwertes für die Detektion
des Detektorgerätes
befindet. In dem Abschnitt P2 bewegt sich die Neigung des Merkmales
zwischen dem Wert Null und einem festgelegten Wert, der ungleich
Null ist (der ungefähr
der Einheit in 15 entspricht). Schließlich ist
die Neigung des Merkmales in dem Abschnitt 3 konstant und entspricht
dem festgelegten Wert, der ungleich Null ist. Daraus folgt, dass es
zum Zweck der Erhaltung einer gleichen Amplitudenmodulation des
Ausgangssignales G für
zwei unterschiedliche Werte des mittleren Leistungspegels dieses
Signales erforderlich sein kann, einen Sollwert der Amplitudenmodulation
zu erzeugen, also eine alternative Komponente des Signales zur Amplitudensteuerung
F, die von dem mittleren Leistungspegel des zu sendenden Hochfrequenzsignales
abhängt,
das heißt
von der kontinuierlichen Komponente des Signales zur Amplitudensteuerung
F. Das oben beschriebene Phänomen
bedeutet, dass eine zusätzliche
Behandlung der digitalen Daten erforderlich ist. Diese Behandlung
ist eine digitale Behandlung, die Multiplizierungen oder andere
zusätzliche Berechnungen
im Hinblick auf den Wert des Signales N zur Ansteuerung des mittleren
Leistungspegels des Ausgangssignales G mit einschließt, damit
dieser bei der Erzeugung des Sollwertes der Amplitudenmodulation
M berücksichtigt
wird. Diese digitale Behandlung erhöht die Auslastung des DSP.
Man beachte desweiteren, dass eine digitale Behandlung gleicher
Art, obgleich diese einfacher durchzuführen ist, ebenso erforderlich
sein würde,
wenn das Detektorgerät
DET unter Betriebsbedingungen verwendet würde, die die Beibehaltung seines
linearen Merkmales in dem Abschnitt P3 gewährleisten. Tatsächlich ist es
auf jeden Fall notwendig, den Sollwert der Amplitudenmodulation
M an den Wert des mittleren Leistungspegels des Ausgangssignales,
welches aus dem Signal N zur Ansteuerung des mittleren Leistungspegels
des Ausgangssignales G hervorgeht, anzupassen. Man spricht hier
von „Normierung", um diese Anpassung
mit einer Bezeichnung zu versehen.
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Die
Erfindung schlägt
Ausführungsformen vor,
die eine einfache und effiziente analoge Lösung dieser Probleme liefert,
indem man umgeht, durch digitale Berechnung gemäß dem mittleren Leistungspegel
des zu sendenden Hochfrequenzsignales, wie es durch den Wert des
Steuerungssignales N angezeigt wurde, den Sollwert der Amplitudenmodulation M,
der auf digitale weise erzeugt wurde, zu modifizieren.
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Tatsächlich stellt
die Erfindung eine Ausführungsform
gemäß 12 bereit,
die aus einer Kombination aus einer der Ausführungsformen der 6 bis 10 auf
der einen Seite und der 11 auf
der anderen Seite besteht. In dieser Ausführungsform umfasst die Vorrichtung
analoge Mittel für
die Nachlaufsteuerung der Amplitude des Ausgangssignales G mit einem
Sollwert der Amplitudenmodulation M. Außerdem sind ein Verstärker/ein
Dämpfungsglied mit
variabler Verstärkung
AGV1 sowie ein Analog-Summierer S zwischen dem Ausgang der Mittel zur
Vorverzerrung 40 (Ausführungsformen
der 6, 7, 9 und 10)
oder der Mittel zur zeitlichen Verschiebung zwischen dem Signal
zur Phasensteuerung und dem Signal zur Amplitudensteuerung (Ausführungsform
von 8) einerseits und dem ersten Eingang des Vergleichsverstärkers COMP
andererseits angeordnet. Folglich empfängt der Eingang des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes AGV1
den Sollwert der Amplitudenmodulation M, der nun vorzugsweise vollständig alternativ
ist, d.h. mit einer kontinuierlichen Komponente, die gleich Null beträgt, und
der vom mittleren Leistungspegel des Ausgangssignales G unabhängig ist.
Der Ausgang des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV1 ist mit einem ersten Eingang des Summierers S verbunden. Die
Vorrichtung umfasst einen Eingang des Leistungspegels 60,
um ein analoges Signal N zur Ansteuerung des mittleren Leistungspegels
des Ausgangssignales G zu empfangen. Der Eingang 60 ist einerseits
mit einem zweiten Eingang des Summierers S verbunden und andererseits
mit einem Eingang zur Verstärkungssteuerung
des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV1, und gegebenenfalls über
eine Anpassungsschaltung ADAP1, um dort das Signal N auszugeben.
Der Ausgang des Summierers S ist mit dem ersten Eingang des Vergleichsverstärkers COMP
verbunden, um dort ein Signal P auszugeben, das als kontinuierliche
Komponente das Signal N aufweist und als alternative Komponente
das Signal M, das durch die Verstärkung des Verstärkers/Dämpfungsgliedes
AGV1 multipliziert wird. Der Summierer S führt die Funktion aus, das Signal
N und den Sollwert der Phasenmodulation M hinzuzufügen, um
das Signal P zu produzieren. Der Verstärker/das Dämpfungsglied AGV1, die auf
diese Weise angeschlossen und gegebenenfalls der Anpassungsschaltung
ADAP1 zugeordnet sind, führen somit
die Funktion aus, die alternative Komponente des Signales zur Amplitudensteuerung
F an den mittleren Leistungspegel des Ausgangssignales G auf Basis
eines Sollwertes der Amplitudenmodulation M, der von dieser Stufe
unabhängig
ist, anzupassen. Dies wird durch die Ansteuerung der Leistung des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV1 im Hinblick auf das Signal N zur Steuerung des mittleren Leistungspegels
des Ausgangssignales G erreicht, indem die Neigungsvariation des
Eingangsmerkmales/des Ausgangsmerkmales des Detektorgerätes DET
mit Hilfe des mittleren Leistungspegels dieses Ausgangssignales
G einerseits kompensiert und andererseits die Normierung des Sollwertes
der Amplitudenmodulation M gewährleistet
wird. Folglich hängt der
Sollwert der Amplitudenmodulation M, der durch den DSP erzeugt wird,
nicht von dem Wert des Signales N ab, das heißt von dem mittleren Leistungspegel
des zu sendenden Signales.
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In
einer Variante gemäß der Ausführungsform
von 13 umfasst die Vorrichtung anstelle des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV1 einen Verstärker/ein
Dämpfungsglied
mit variabler Verstärkung AGV2,
die dem Detektorgerät
DET nachgelagert sind. Genauer gesagt ist der Eingang des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV2 mit dem Ausgang des Detektorgerätes DET verbunden, so dass
das Signal L empfangen wird, das durch das Detektorgerät ausgegeben
wird. Der Ausgang des Verstärkers/des Dämpfungsgliedes
AGV2 ist mit dem zweiten Eingang des Vergleichsverstärkers COMP
verbunden, um ein Signal R auszugeben. Das Signal R ist das Produkt
des Signales L, das durch die Verstärkung des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV2 erhalten wird. Der Eingang 60 der Vorrichtung ist
mit einem Eingang zur Verstärkungssteuerung
des Verstärkers/Dämpfungsgliedes
AGV2 verbunden, gegebenenfalls über
eine Anpassungsschaltung ADAP2, um dort das analoge Signal N zur
Ansteuerung des mittleren Leistungspegels des Signales G auszugeben.
Durch diese Verbindung übt
der Verstärker/das Dämpfungsglied
AGV2, der/das gegebenenfalls der Anpassungsschaltung ADAP2 zugeordnet
ist, ebenso die Funktion aus, das analoge Signal M unabhängig von
dem mittleren Leistungspegel des Ausgangssignales G zurückzukoppeln.
Der mittlere Leistungspegel des Ausgangssignales G wird tatsächlich durch
den Wert des Signales R bestimmt, welches den Wert der Spannung
L darstellt, die durch das Detektorgerät DET festgelegt und mit dem
Wert der Verstärkung
des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes AGV2
multipliziert wird. Die Verstärkung
dieses Verstärkers
wird gegebenenfalls durch die Anpassungsschaltung ADAP2 angesteuert,
so dass die Neigungsvariation des Eingangs-/Ausgangsmerkmales des
Detektorgerätes
DET mittels des mittleren Leistungspegels des Ausgangssignales G
kompensiert wird. In dieser Variante und ganz im Gegensatz zur Ausführungsform
in 11 umfasst der Sollwert der Amplitudenmodulation
M eine alternative Komponente, die von dem mittleren Leistungspegel
des Ausgangssignales G unabhängig
ist, sowie eine kontinuierliche konstante Komponente, die diesen
Pegel festlegt. Man beachte, dass der Verstärker/das Dämpfungsglied AGV2 ebenso dem
Detektorgerät vorgelagert
sein können.
In diesem Fall (nicht dargestellt) ist dessen Eingang mit den Kopplungsmitteln 400 verbunden,
um das Signal H zu empfangen, und dessen Ausgang ist mit dem Eingang
des Detektorgerätes
DET verbunden, um dort das Signal H, das durch die Verstärkung des
Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV2 multipliziert wurde, auszugeben, wobei der Ausgang des Detektorgerätes DET
mit dem zweiten Eingang des Vergleichsverstärkers COMP entsprechend der 6, 7 oder 8 verbunden
ist.
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Die
analogen Mittel zur Nachlaufsteuerung der Amplitude des Ausgangssignales
G mit dem Sollwert der Amplitudenmodulation M führen zu einer Phasenverschiebung
zwischen dem Sollwert der Amplitudenmodulation M und der Komponente
der Amplitudenmodulation, die in dem Ausgangssignal G tatsächlich vorhanden
ist. Diese Phasenverschiebung hängt
von der Frequenz der Amplitudenmodulation ab. Herkömmlicherweise
ist diese Phasenverschiebung bei niedrigen Frequenzen linear und
kann an eine Verzögerung
angepasst werden. Der Wert dieser Verzögerung hängt von der Unterbrechungsfrequenz
der analogen Vorrichtung zur Nachlaufsteuerung der Amplitude in
einer geschlossenen Schleife ab. Je höher diese Unterbrechungsfrequenz
ist, desto geringer ist die Verzögerung.
Nun aber ist die Funktion der Übertragung
der Vorrichtung in geschlossener Schleife nicht unabhängig von
dem mittleren Leistungspegel des Ausgangssignales G. Tatsächlich hängt die
Neigung des Merkmales der Steuerspannung/Verstärkung des Verstärkers mit
einer Hochfrequenzleistung PA insbesondere von der kontinuierlichen
Komponente des Signales zur Amplitudensteuerung F ab, welches an
dem Eingang zur Verstärkungssteuerung
empfangen wird. Diese Neigungsvariation führt zu einer Veränderung
der Verstärkung
der Vorrichtung in einer geöffneten
Schleife, und von dort zu einer Veränderung der Unterbrechungsfrequenz
der Vorrichtung in einer geschlossenen Schleife und folglich zu
einer Veränderung
der zuvor genannten Verzögerung.
Diese Abweichung der Verzögerung
zwischen dem Sollwert der Amplitudenmodulation M und der Komponente
der Amplitudenmodulation, die tatsächlich in dem Ausgangssignal
G vorhanden ist, schadet im Hinblick auf den mittleren Leistungspegel
des Ausgangssignales G den Mitteln zur zeitlichen Verschiebung des
Signales zur Phasensteuerung D und des Signales zur Amplitudensteuerung
F.
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Ein
Mittel zur Begrenzung der Abweichung der Unterbrechungsfrequenz
der Vorrichtung in geschlossener Schleife besteht in der Erhöhung der
Unterbrechungsfrequenz der Vorrichtung in geschlossener Schleife.
Dies kann jedoch der Stabilität
der Schleife zur Nachlaufsteuerung der Amplitude schaden und kann
zu einer Erhöhung
des Geräuschniveaus
im Signalspektrum des Ausgangs G führen. Ein anderes Mittel besteht
in der Erhöhung
der Verstärkung
des Vergleichsverstärkers
COMP. Auch dies kann jedoch der Stabilität der Schleife zur Nachlaufsteuerung
der Amplitude schaden und kann zu einer Erhöhung des Geräuschniveaus
im Signalspektrum des Ausgangs G führen und außerdem aufgrund der Restverschiebung
an dem Eingang des Vergleichsverstärkers COMP zu einer Erhöhung der Leistungsfehler
im Ausgangssignal G.
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Aus
diesem Grunde umfasst die Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform
gemäß 14 einen
Verstärker/ein
Dämpfungsglied mit
variabler Verstärkung
AGV3, der/das zwischen dem Ausgang des Vergleichsverstärkers COMP
und dem Eingang der Verstärkungssteuerung
des Verstärkers
mit einer Hochfrequenzleistung PA angeordnet ist. Genauer gesagt
ist der Eingang des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes
AGV3 mit dem Ausgang des Vergleichsverstärkers COMP verbunden. Folglich
wird das Signal Q, das durch den Ausgang des Vergleichsverstärkers COMP
ausgegeben wird, am Eingang des Verstärkers AGV3 bereitgestellt.
Der Ausgang des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes AGV3
ist mit dem Eingang der Verstärkungssteuerung
des Verstärkers
mit einer Hochfrequenzleistung verbunden, um das Signal zur Amplitudensteuerung F
auszugeben. Der Eingang des Leistungspegels 60 ist mit
einem Eingang der Verstärkungssteuerung des
Verstärkers/des Dämpfungsgliedes
AGV3 verbunden, eventuell über
eine Anpassungsschaltung ADAP3, um dort das analoge Signal N zur
Steuerung des mittleren Leistungspegels des Ausgangssignales G auszugeben,
welches ein Signal ist, das indirekt die Neigung des Merkmales Steuerspannung/Verstärkung des
Verstärkers
mit einer Hochfrequenzleistung PA wiedergibt. Die Funktion des Verstärkers/des Dämpfungsgliedes
AGV3, der/das auf diese Weise angeschlossen und gegebenenfalls mit
der Anpassungsschaltung ADAP3 verbunden ist, besteht darin, die
Abweichung der Unterbrechungsfrequenz der analogen Mittel zur Nachlaufsteuerung
der Amplitude des Ausgangssignales G mit dem Sollwert der Amplitudenmodulation
M mit Hilfe des Wertes des mittleren Leistungspegels des Ausgangssignales
G zu kompensieren. Dies wird durch Ansteuerung der Verstärkung des
Verstärkers
AGV3 im Hinblick auf das Signal N auf eine Weise erreicht, indem
die Abweichung der Unterbrechungsfrequenz der analogen Mittel zur
Nachlaufsteuerung der Amplitude des Ausgangssignales G mit dem Sollwert
der Amplitudenmodulation mit Hilfe des Wertes des mittleren Leistungspegels
des Ausgangssignales G kompensiert wird. In dieser Ausführungsform
umfasst der Sollwert der Amplitudenmodulation M eine alternative
Komponente sowie eine kontinuierliche, konstante Komponente, die
diesen Pegel festlegt.
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Man
beachte, dass die entsprechenden Verstärkungen des Verstärkers/des
Dämpfungsgliedes AGV1,
AGV2 und/oder AGV3 geringer sein können als die gesamte Einheit,
was wiederum darauf hinweist, dass jeder Verstärker/jedes Dämpfungsglied eine
Verstärkung
oder eine Dämpfung
herbeiführen kann.
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Die
oben mit Bezug auf die 2 bis 14 dargestellten
Ausführungsformen
können
im Hinblick auf die Herstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung eines
Hochfrequenzsignales gut zusammengefügt werden, wobei das Hochfrequenzsignal
phasenmoduliert und amplitudenmoduliert ist und unter verschiedenen
Betriebsbedingungen einen hohen Wirkungsgrad hervorbringt. Man beachte
jedoch, dass diese je nach erforderlichem Ziel und/oder den Besonderheiten
der Anwendung der Vorrichtung auch unabhängig voneinander angewendet
werden können.
Dies ist insbesondere bei den Ausführungsformen von Bedeutung,
die die Mittel 20 zur zeitlichen Verschiebung des Signales
zur Phasensteuerung und zur Amplitudensteuerung beinhalten, wobei
diese die Mittel 40 zur phasen- und/oder amplitudenangepassten
Vorverzerrung mit einbeziehen, wobei diese die Mittel zur Nachlaufsteuerung
der Amplitude des Ausgangssignales mit einem analogen Sollwert M
der Amplitudenmodulation beinhalten, wobei diese einen Analog-Summierer
S beinhalten, um einem analogen Signal des Sollwertes zur Amplitudenmodulation
dieses Signales G (11 und 12) ein analoges
Signal zur Steuerung des mittleren Leistungspegels des Ausgangssignales
G hinzuzufügen, wobei
dies den Verstärker/das
Dämpfungsglied AGV1
(12) oder den Verstärker/das Dämpfungsglied AGV2 (13)
beinhaltet, und wobei dies den Verstärker/das Dämpfungsglied AGV3 (14)
beinhaltet.
