DE602004006987T2

DE602004006987T2 - Verstärkerschaltung zur erhöhung der empfindlichkeit der eingangsstufe

Info

Publication number: DE602004006987T2
Application number: DE602004006987T
Authority: DE
Inventors: Xavier Jean Francois Weisshausstrasse 2 LAMBRECHT
Original assignee: NXP BV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: CN1778039A; KR20060009258A; CN100583625C; WO2004093313A3; EP1618655B1; US20070262821A1; DE602004006987D1; US7477883B2; EP1618655A2; JP2006523990A; WO2004093313A2; ATE364928T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erhöhen der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern durch Verstärken eines Signals durch einen ersten Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor A₁ = A_1,m * Δ A_1,m wobei A_1,m einen konstanten Verstärkungsfaktor und Δ A₁ eine Verstärkungsfaktorvariation von 1 ≤ A_1,m ≤ Δ A₁ ≤ Δ A_1,m bezeichnet, und weiteres Verstärken des Signals durch einen zweiten Verstärker mit einem regelbaren Verstärkungsfaktor A₂ ≤ A_2,max, wobei Variationen Δ A₁ der Verstärkung des ersten Verstärkers durch Reduzieren der Verstärkung A₂ des zweiten Verstärkers kompensiert werden, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C = A₁·A₂ und einem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T ≤ A_T,max gleich Null wird. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Anordnung zum Erhöhen der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern.
In einer Vielzahl von Anwendungsfeldern der Signalübertragung, wie z.B. Kabelübertragung oder Radio und Fernsehen, werden Information enthaltende Basisbandsignale als Bandpass-Signale (auch als Hochfrequenz (HF)-Signale bezeichnet) in höheren Frequenzbereichen (als HF-Frequenzen) übertragen. Die Gründe für die HF-Übertragung sind vielseitig: Höhere Frequenzbereiche sind normalerweise besser geeignet für Signalübertragungen im freien Raum oder über Übertragungsleitungen, die für mehrere Sender und Empfänger gemeinsam benutzt werden; die Verschiebung des Frequenzbereiches erlaubt die Anwendung verschiedener Modulationsverfahren, die auf die Charakteristik des Übertragungskanals (freier Raum oder Kabel) angepasst werden können; das Spektrum der die Information enthaltenden Basisband-Signale kann durch Frequenztransformation modifiziert werden, um eine effizientere Nutzung der verfügbaren Übertragungsbandbreite zu ermöglichen (Spreizung oder Kompression des Spektrums); Frequenzmultiplex (FDM) kann angewandt werden durch Übertragen der die Information enthaltenden Basisband-Signale verschiedener Informationsquellen in nebeneinander liegenden Hochfrequenzbändern (Frequenzkanälen), von denen jeder Frequenzkanal die gleiche Bandbreite, aber unterschiedliche Trägerfrequenzen hat (die Trägerfrequenz bezeichnet die Mittenfrequenz der sinusförmigen Trägerwelle, deren Amplitude, Phase oder Frequenz durch die die Information enthaltenden Basisband-Signale moduliert sind).
1 zeigt den Grundaufbau eines Empfängers für HF-Signale in einem Fernseh-Rundfunkübertragungssystem mit Frequenzmultiplex (FDM) des Standes der Technik. Derselbe Empfängeraufbau ist in dem veröffentlichten Dokument EP 0 838 896 A2 beschrieben, wo es im Zusammenhang mit einer Radio-Übertragung benutzt wird. Aufgrund des FDM enthält das HF-Signal 1 die Information aller übertragenen Frequenzkanäle, die frequenzmäßig getrennt sind. Um in der Lage zu sein, die Information eines ausgewählten Frequenzkanals auszuwerten, ist unter anderem eine Abwärtswandlung (Frequenzreduktion) des HF-Signals 1, möglicherweise über eine oder mehrere Zwischenfrequenzen (ZF-Frequenzen) erforderlich. Diese Abwärtswandlung wird im allgemeinen durch einen Tuner 2 durchgeführt, der zusätzlich ein auf die Mittenfrequenz des erwünschten Frequenzkanals abgestimmtes Bandpassfilter einsetzt, um den Einfluß von Störungen und benachbarten Frequenzkanälen zu vermeiden. Eine weitere Aufgabe des Tuners besteht darin, das empfangene HF-Signal zu verstärken, das im allgemeinen aufgrund von Signalübertragungsverlusten bei der drahtlosen oder kabelgebundenen Übertragung stark abgeschwächt ist. Am Ausgang des Tuners ist ein Breitband-ZF-Signal 3 vorhanden. Um die in dem Breitband-ZF-Signal 3 vorhandenen Signale benachbarter Frequenzkanäle weiter zu unterdrücken, die durch das Bandpassfilter des Tuners allein nicht perfekt entfernt werden können, wird ein Schmalband-ZF-Filter 4 mit etwa der Bandbreite des gewünschten Frequenzkanals benutzt, um das Schmalband-ZF-Signal 5 zu erhalten. Unglücklicherweise bewirkt ein solches Filter eine hohe Abschwächung des Schmalband-ZF-Signals 5, so dass am Ausgang des ZF-Filters 4 ein ZF-Verstärker 6 vorgesehen ist, der ein verstärktes Schmalband-ZF-Signal 7 ausgibt. Das Schmalband-ZF-Signal 7 wird dann einem Demodulator 8 zugeführt, um das ursprünglich ausgesendete, die Information enthaltende, Basisband-Signal wiederherzustellen. Damit der Demodulator einwandfrei arbeitet, ist ein konstanter Signalpegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signal 7 am Eingang des Demodulators erforderlich, welches Signal in dem ZF-Verstärker 6 und im Verstärker des Tuners 2 mittels zweier automatischer Verstärkungsregelungsschleifen (AGC-Schleifen) 9 bzw. 10 geregelt wird. Wie aus dem Dokument EP 0 838 896 A2 hervorgeht, halten diese AGC-Schleifen die Verstärkung des Tuners vorzugsweise auf einem Maximalwert und regeln den Signalpegel des Signals am Eingang des Demodulators durch Variieren der Verstärkung des ZF-Verstärkers.
Die Empfindlichkeit des Empfangssystems ist gekennzeichnet durch den minimalen Signalpegel, den die Empfangskette (bei einem festen Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)) verarbeiten kann. Je schwächer das Signal ist, um so besser ist die Empfangskette. Der minimale Signalpegel hängt von der Qualität, d.h. vom Rauschverhalten in Form der Rauschzahl, der Empfängerketten-Komponenten ab. Jede Komponente in der Empfangskette addiert Rauschen zu dem ankommenden HF-Signal und verschlechtert das Gesamt-Signal-Rausch-Verhältnis (SNR). Der Demodulator 8 benötigt ein gegebenes Minimum-SNR und einen konstanten Signalpegel an seinem Eingang, um einwandfrei zu arbeiten.
Der Tuner 2 ist gekennzeichnet durch seine Rauschzahl (noise figure = NF) und seine Verstärkung. Die Verstärkung ist regelbar, um eine AGC-Schleife 10 anzuwenden. Die durch den Tuner bereitgestellte Maximalverstärkung hängt stark sowohl von der Frequenz als auch von dem Herstellprozess ab. Sie kann zum Beispiel durch einen statistischen Wert mit einem Erwartungswert und einer Standardabweichung gekennzeichnet sein. Die Rauschzahl des Tuners hat ihr Minimum, wenn die Verstärkung des Tuners ihr Maximum hat.
Das ZF-Filter 4 ist gekennzeichnet durch seine Rauschzahl und Verstärkung. Wird ein passives Oberflächen-Akustikwellen (SAW)-Filter als ZF-Filter benutzt, ist die Rauschzahl gleich dem Verlust des Filters.
Der ZF-Verstärker 6 ist gekennzeichnet durch seine Rauschzahl und Verstärkung. Die Verstärkung ist regelbar und wird durch die AGC-Schleife 9 vorgegeben. Wie bei dem Verstärker des Tuners, hat die Rauschzahl des ZF-Verstärkers ihr Minimum, wenn die Verstärkung des ZF-Verstärkers ihr Maximum hat.
Nachfolgend werden die Spezifikation der oben beschriebenen HF-Empfangskette und die Funktion der AGC-Schleifen 9 und 10 beschrieben. Wird angenommen, dass der Signalpegel des HF-Signals 1 im Bereich von [45 dB μV, 75 dB μV] liegt, der Verlust des ZF-Filter 4 18 dB (entsprechend einer Verstärkung von –18 dB) beträgt und der erwünschte Signalpegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals 7 am Eingang des Demodulators 8 gleich 114 dB μV sein soll, so müssten der Tuner 2 und der ZF-Verstärker 6 zusammen eine Verstärkung im Bereich von [57 dB, 87 dB] haben. Liegt darüber hinaus die Verstärkung des Tuners 2 aufgrund der statistischen Natur im Bereich von [41 dB, 49 dB], so wäre ein ZF-Verstärker 6 mit einer maximalen Verstärkung von mindestens 87 dB – 41 dB = 46 dB erforderlich, um den gewünschten Signalpegel am Eingang des Demodulators 8 zu erzeugen. Im folgenden wird die Benutzung eines ZF-Verstärkers 6 mit einer maximalen Verstärkung von mindestens 50 dB angenommen.
Die Funktion der AGC-Regelschleifen 9 und 10 dieser Beschreibung ist in 2 dargestellt. In den linken Darstellungen sind die Verstärkung des Tuners 2, die Verstärkung des ZF-Verstärkers 6 und der Signalpegel des Schmalband-ZF-Signal 5 am Eingang des ZF-Verstärkers 6 (in dB) als Funktion des Signalpegels des HF-Signals 1 dargestellt. In den rechten Darstellungen sind die entsprechenden Rauschzahlen (in dB) des Tuners 2, des ZF-Verstärkers 6 und der gesamten Empfangskette als Funktion des Signalpegels des HF-Signals 1 dargestellt.
Es werden zunächst die beiden oberen Darstellungen betrachtet, die den Fall anzeigen, in dem die Maximalverstärkung des Tuners 2 ihren Minimalwert von 41 dB hat. Um die optimalen Eigenschaften der Empfangskette zu erreichen, ist es nach der Kettenrauschen-Regel erforderlich, dass speziell der erste Verstärker der Kette, nämlich der Verstärkers im Tuner 2, eine niedrige Rauschzahl hat. Dies wird erreicht, wenn der Tuner mit maximaler Verstärkung betrieben wird. Für ansteigende Signalpegel des empfangenen HF-Signals (das im Bereich von [45 dB μV, 75 dB μV] liegt), gezeigt als Abszisse der oberen beiden Darstellungen in 2, und einen erwünschten festen Pegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals 7, wird die Verstärkung des Tuners 2 somit konstant gehalten, und der ansteigende Signalpegel des HF-Signals wird durch Reduzieren der Verstärkung des ZF-Verstärkers 6 innerhalb der AGC-Schleife 9 des ZF-Verstärkers 6 kompensiert. Mit ansteigendem Signalpegel des HF-Signals 1 und fester Verstärkung des Tuners 2 wird jedoch ein Punkt erreicht, an dem der Signalpegel des Breitband-ZF-Signals 3 am Ausgang des Tuners 2 seinen dazugehörigen Dynamikbereich überschreitet. Dieser Punkt wird als Übernahmepunkt bezeichnet. Um dieses Überschreiten des Dynamikbereiches oberhalb des Ü bernahmepunktes zu verhindern, beginnt die AGC-Schleife 10 des Tuners 2, die Verstärkung des Tuners unter ihren Maximalwert zu reduzieren, während die AGC-Schleife 9 des ZF-Verstärkers 6 die Verstärkung des ZF-Verstärkers festgelegt hält. In den beiden oberen Darstellungen der 2 tritt dieser Übernahmepunkt bei 58 dB μV auf.
Während die oberen Darstellungen der 2 den Fall betreffen, in dem die Verstärkung des Tuners 2 ihren Minimalwert (41 dB) der Maximalverstärkung hat, zeigen die unteren Darstellungen der 2 den Fall, in dem die Verstärkung des Tuners 2 ihren Maximalwert (49 dB) der Maximalverstärkung hat.
Der resultierende Verstärkungsüberschuß von 8 dB, der von der Empfängerkette nicht benötigt wird, muß durch den ZF-Verstärker kompensiert werden, weil er für den Fall eines Tuners mit dem Minimalwert (41 dB) an Maximalverstärkung spezifiziert ist, so dass die Verstärkung des ZF-Verstärkers in der linken unteren Darstellung mit einer Verstärkung von 38 dB statt mit 46 dB der linken oberen Darstellung beginnt. Wie ein Vergleich der Werte der Rauschzahlen des ZF-Verstärkers in der oberen und der unteren rechten Darstellung der 2 deutlich zeigt, hat im Falle des Tuners mit seiner minimal möglichen Maximalverstärkung von 41 dB (obere rechte Darstellung) die Rauschzahl des ZF-Verstärkers ihren Maximalwert viel später als in dem Fall eines Tuners mit seiner maximal möglichen Maximalverstärkung von 49 dB (untere rechte Darstellung), in Übereinstimmung mit den beiden verschiedenen Übernahmepunkten.
Wie aus einem Vergleich der Kettenrauschzahlen der gesamte Empfangskette für die beiden verschiedenen Maximalverstärkungen des Tuners hervorgeht, verschlechtert sich die Systemrauschzahl der gesamten Empfangskette im Falle einer Maximalverstärkung des Tuners von 49 dB nur geringfügig gegenüber dem Fall von 41 dB. Dies kommt in erster Linie daher, dass die Kettenrauschen-Regel ausdrückt, dass die Kettenrauschzahl hauptsächlich durch die Rauschzahl des ersten Verstärkers (in diesem Fall der Tuner) beeinflußt wird. Der ZF-Verstärker 6 erzeugt jedoch ebenfalls Rauschen außerhalb der Kanalbandbreite, d.h. außerhalb der Bandbreite, die durch das ZF-Filter 4 definiert ist. Was den Rauschpegel des „Innerhalb-des-Kanals"-Rauschens angeht, hängt der Rauschpegel dieses „Außerhalb-des-Kanals"-Rauschens direkt von der Rauschzahl des ZF- Verstärkers 6 ab. Am Eingang des Demodulators, dessen Eingangsbandbreite im allgemeinen erheblich größer als die Kanalbandbreite ist, werden das „Außerhalb-des-Kanals"-Rauschen und das „Innerhalb-des-Kanals"-Rauschen über die Eingangsbandbreite des Demodulators und nicht nur über die Bandbreite des Kanals integriert. Für große Bandbreiten des Demodulators 8 und große Rauschzahlen des ZF-Verstärkers 6 verschlechtert sich das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich. Es wird deshalb bemerkt, dass die Rauschzahl des ZF-Verstärkers 6, obgleich sie für die Rauschzahl der Systemkette von geringerer Bedeutung ist, über das „Außerhalb-des-Kanals"-Rauschen das Signal-Rausch-Verhältnis des Demodulators erheblich beeinflußt und deshalb in der Spezifikation des HF-Empfängers berücksichtigt werden muß. Die ist besonders der Fall, wenn – wie in dem obigen Beispiel – in einer Kette von Verstärkern Verstärkungsvariationen des ersten Verstärkers durch Reduzieren der Verstärkung des zweiten Verstärkers kompensiert werden müssen, so dass das Signal-Rausch-Verhältnis und das Ende der Kette sich aufgrund des Ansteigens der Rauschzahl des zweiten Verstärkers deutlich verschlechtern, obgleich die Kettenrauschzahl grundsätzlich unverändert bleibt. Die Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses entspricht der reduzierten Empfindlichkeit der Verstärkerkette.
Abgeleitet von dieser speziellen Anwendung auf dem Gebiet der HF-Empfänger ist es somit die allgemeine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Erhöhen der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern vorzuschlagen, die den Nachteil der Variationen des Verstärkungsfaktors aufweist.
Um die Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird ein Verfahren zum Erhöhen der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern mit den folgenden Schritten vorgeschlagen: Verstärken eines Signals durch einen ersten Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor A₁ = A₁ _, _m·Δ A₁, wobei A_1,m einen konstanten Verstärkungsfaktor und Δ A₁ eine Verstärkungsfaktorvariation von 1 <A_1,min ≤ Δ A₁ ≤ Δ A_1,max bezeichnet; weiteres Verstärken des Signals durch einen zweiten Verstärker mit einem regelbaren Verstärkungsfaktor A₂ ≤ A_2,max, wobei Variationen Δ A₁ der Verstärkung des ersten Verstärkers durch Reduzieren der Verstärkung A₂ des zweiten Verstärkers kompensiert werden, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C = A₁ * A₂ und einem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T ≤ ^AT,max gleich Null wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Signal am Ausgang des zweiten Verstärkers zusätzlich einem Teiler zugeführt wird, der auf seinen Eingang einen festen Faktor A₃ ≤ 1 anwendet; dass sowohl die Variationen Δ A₁ des Verstärkungsfaktors A₁ des ersten Verstärkers als auch der feste Faktor A₃ zumindest teilweise durch den Verstärkungsfaktor A₂ des zweiten Verstärkers kompensiert werden, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T zu einem Minimum wird; und dass der feste Faktor A₃ so gewählt ist, dass mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz auf Null gezwungen werden kann, und mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz aufgrund der Beschränkung A₂ A_2,max nicht länger auf Null gezwungen werden kann.
Der Einschluß eines Teilers, der den Signalpegel und den Rauschpegel mit demselben Faktor A₃ ≤ 1 multipliziert, erlaubt es, den Arbeitspunkt des zweiten Verstärkers zu verschieben, so dass die effektive Verstärkung der Kombination aus dem zweiten Verstärker und dem Teiler gleich der Verstärkung eines eigenständigen Verstärkers gemacht werden kann; aber aufgrund der Tatsache, dass die Rauschzahl sich mit ansteigender Verstärkung vermindert, kann die effektive Rauschzahl der Kombination deutlich niedriger als die Rauschzahl eines eigenständigen Verstärkers sein. Der Teiler schafft einen zusätzlichen Freiraum beim Festlegen des Arbeitspunktes des zweiten Verstärkers, insbesondere in Bezug auf seine Rauschzahl, die sowohl das „Innerhalb-des-Kanals"-Rauschen als auch das „Außerhalb-des-Kanals"-Rauschen beeinflusst. Natürlich reduziert der Einschluß des Teilers die gesamt erreichbare Verstärkung der Verstärkerkette, so dass abhängig vom erwünschten Zielkettenfaktor A_T und dem Wert Δ A₁ der erwünschte Zielkettenfaktor nicht mehr erreicht werden kann. Die Reduktion der erreichbaren Verstärkung kann jedoch durch die Reduktion der Rauschzahl des zweiten Verstärkers aufgewogen werden, weil erstere für den Rauschfaktor der Kette weniger wichtig, aber von größerer Wichtigkeit für das „Außerhalb-des-Kanals"-Rauschen ist, das das Signal-Rausch-Verhältnis des Signals am Ausgang des Teilers verschlechtern kann. Ein weiterer Vorteil des Einschlusses des Teilers besteht in der Möglichkeit, die Ausgangslast des ZF-Verstärkers durch sorgfältiges Dimensionieren der Elemente des Teilers zu optimieren. Eine Optimierung der Last des ZF-Verstärkers führt zu niedrigeren Verzerrungen im Ausgangssignal des ZF-Verstärkers.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, dass der Faktor A₃ so gewählt wird, dass die Differenz für große Werte der Variation von Δ A₁ und/oder für kleine Werte AT auf Null gezwungen werden kann, und dass die Differenz für kleine Werte der Variation von Δ A₁ und/oder große Werte A_T nicht länger auf Null gezwungen werden kann.
Gemäß der Erfindung wird es bevorzugt, dass der feste Faktor A₃ darüber hinaus so gewählt ist, dass für eine Gruppe von Kettenverstärkungs-Zielfaktoren A_T der zweite Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor A₂ arbeitet, der nahe seines maximalen Verstärkungsfaktors A_2,max liegt, dass für diese Kette von Kettenverstärkungs-Zielfaktoren die größtmögliche Unabhängigkeit des Verstärkungsfaktors A₂ von der Variation Δ A₁ erreicht wird und dass eine gewisse Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T insbesondere für kleinere Werte von Δ A₁ akzeptiert wird. Wenn der Verstärkungsfaktor A₂ nahe an seinem Maximum liegt, wird die Rauschzahl des zweiten Verstärkers entsprechend reduziert und die Kombination des zweiten Verstärkers mit dem Teiler erreicht eine reduzierte effektive Rauschzahl im Vergleich zu einem eigenständigen Verstärker mit der gleichen Verstärkung. Der Preis, der für diesen optimalen Arbeitspunkt des zweiten Verstärkers gezahlt werden muss, ist die Reduzierung der Kettenverstärkung unter ihren Zielwert A_T, insbesondere für kleine Variationen Δ A₁.
Eine vorteilhafte Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor A₁ das Produkt aus dem maximalen Verstärkungsfaktor eines Tuners, der ein moduliertes Hochfrequenzsignal (HF-Signal) durch Abwärtskonversion in ein Breitband-Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) umwandelt, und dem Verstärkungsfaktor eines ZF-Filters ist, das das Breitband-ZF-Signal in ein Schmalband-ZF-Signal umwandelt, wobei der Verstärkungsfaktor des ZF-Filters fest ist und der maximale Verstärkungsfaktor des Tuners variiert, und dass der Verstärkungsfaktor A₂ den Verstärkungsfaktor eines ZF-Verstärkers darstellt, der das Schmalband-ZF-Signal verstärkt, um ein verstärktes Schmalband-ZF-Signal zu erzeugen, das einem Demodulator zum Erzeugen eines demodulierten Signals zugeführt wird.
Gemäß der bevorzugten Ausführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn die mindestens teilweise Kompensation sowohl der Variationen von Δ A₁ des Verstärkungsfaktors des ersten Verstärkers als auch des festen Faktors A₃ des Teilers durch Regeln des Verstärkungsfaktors A₂ des zweiten Verstärkers zwecks Erreichens eines Differenzminimums zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T einen Teil eines von zwei Schritten einer Verbundregelung der Verstärkungen des Tuners und des ZF-Verstärkers darstellt, die durchgeführt wird, um den Signalpegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals am Eingang des Demodulators auf einen konstanten Zielwert zu zwingen, wobei für stetig steigende HF-Signalpegel die beiden Schritte wie folgt definiert sind: in einem ersten Schritt wird der Verstärkungsfaktor des Tuners auf seinem Maximalwert gehalten und der Verstärkungsfaktor des ZF-Verstärkers so variiert, dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T, die stetig mit den stetig steigenden HF-Signalpegeln abnimmt, zu einem Minimum wird, bis das Breitband-ZF-Signal einen ihm zugeordneten Dynanamikbereich an einem Übernahmepunkt überschreitet, und in einem zweiten Schritt wird von dem Übernahmepunkt an der Verstärkungsfaktor A₂ nicht weiter reduziert, sondern es wird statt dessen begonnen, den Verstärkungsfaktor des Tuners stetig unter seinen Maximalwert zu reduzieren.
Gemäß der bevorzugten Ausführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn für die Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T, für die die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T aufgrund der Beschränkung A₂ ≤ A_2,max nicht länger auf Null gezwungen werden kann, und für die deshalb der Signalpegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals am Eingang des Demodulators unter den konstanten Zielwert fällt, die Verschlechterung der Qualität des demodulierten Signals verglichen mit dem Fall, wenn die Differenz auf Null gezwungen werden kann, unerheblich ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter gelöst durch eine Anordnung zum Erhöhen der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern mit einem ersten Verstärker zum Verstärken eines Signals um einem Verstärkungsfaktor A₁ = A_1,m·Δ A₁, wobei A_1,m einen konstanten Verstärkungsfaktor und Δ A₁ eine Verstärkungsfak torvariation von 1 ≤ A_1,min ≤ Δ A₁ ≤ Δ A_1,max bezeichnet; mit einen zweiten Verstärker zum weiteren Verstärken des Signals um einen regelbaren Verstärkungsfaktor A₂ ≤ A_2,max, wobei der zweite Verstärker Variationen Δ A₁ der Verstärkung des ersten Verstärkers kompensiert, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C = A₁·A₂ und einem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T ≤ A_T,max gleich Null wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung darüber hinaus einen Teiler enthält, der hinter dem zweiten Verstärker angeordnet ist und an seinem Eingang einen festen Faktor A₃ ≤ 1 anwendet; dass der zweite Verstärker sowohl zumindest teilweise die Variationen Δ A₁ des Verstärkungsfaktors A₁ des ersten Verstärkers als auch den festen Faktor A₃ kompensiert, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T zu einem Minimum wird; und dass der feste Faktor A₃ so gewählt ist, dass mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz auf Null gezwungen werden kann, und mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz aufgrund der Beschränkung A₂ ≤ A_2,max nicht länger auf Null gezwungen werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführung der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstärker sowohl einen Tuner, der ein moduliertes Hochfrequenzsignal (HF-Signal) durch Abwärtskonversion in ein Breitband-Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) umwandelt, als auch ein ZF-Filter darstellt, das das Breitband-ZF-Signal in ein Schmalband-ZF-Signal umwandelt, wobei der Verstärkungsfaktor des ZF-Filters fest ist und der maximale Verstärkungsfaktor des Tuners variiert, und dass der zweite Verstärker einen ZF-Verstärker darstellt, der das Schmalband-ZF-Signal verstärkt, um ein verstärktes Schmalband-ZF-Signal zu erzeugen, das einem Demodulator zum Erzeugen eines demodulierten Signals zugeführt wird.
Gemäß der vorteilhaften Ausführung der Anordnung der vorliegenden Erfindung ist der Teiler ein Spannungsteiler.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden nun unter Bezug auf Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
1 den Grundaufbau eines HF-Empfängers nach dem Stand der Technik,
2 Darstellungen zur Erläuterung der Funktion der AGC-Schleifen des Tuners und des ZF-Verstärkers des HF-Empfängers nach dem Stand der Technik,
3 dem Aufbau eines HF-Empfängers gemäß einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung, und
4 eine vorteilhafte Ausführung eines Teilers gemäß der Erfindung.
3 zeigt den Aufbau eines HF-Empfängers gemäß einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung. Im Vergleich zu dem bekannten Aufbau nach 1 enthält 3 einen Verbund-ZF-Verstärker 11. Dieser Verbund-ZF-Verstärker besteht aus dem ZF-Verstärker 6 nach dem Stand der Technik, dessen Verstärkung durch eine AGC-Schleife 9 geregelt wird, und einem Teiler 12. Das Schmalband-ZF-Signal 5 wird somit durch den Verstärker 6 mit einem Verstärkungsfaktor A₂ verstärkt, dann wird der Signalpegel des Ausgangssignals des ZF-Verstärkers 6 mit dem Faktor A₃ ≤ 1 mittels des Teilers 12 multipliziert und führt zu dem verstärkten Schmalband-ZF-Signal 7, das dann dem Demodulator 8 zugeleitet wird. Es ist zu beachten, dass die Rauschzahl des ZF-Verstärkers 6 bei ansteigender Verstärkung, erzwungen durch die AGC-Schleife 9, des Verstärkers abnimmt, während der Rauschpegel des Ausgangssignals des ZF-Verstärkers 6 wie der Signalpegel des Signals durch den Teiler 12 um denselben Faktor A₃ reduziert wird, weil der Teiler ein passives Element darstellt. Der Verbund-ZF-Verstärker 11 ist gekennzeichnet durch eine effektive Verstärkung und eine effektive Rauschzahl. Aufgrund der Tatsache, dass die Rauschzahl eines Verstärkers wie des ZF-Verstärkers 6 allgemein bei ansteigender Verstärkung abnimmt, wird es möglich, den Verbund- ZF-Verstärker 11 in Arbeitspunkten zu betreiben, in denen er die gleiche effektive Verstärkung hat wie ein eigenständiger Verstärker, aber mit kleinerer effektiver Rauschzahl als der eigenständige Verstärker. Diese Wirkung wird nun anhand des folgenden Beispiels erläutert: Betrachtet wird ein eigenständiger ZF-Verstärker 6 mit einer Verstärkung A₂ und einer Rauschzahl (NF = noise figure) NF2. Dieser eigenständige Verstärker soll durch einen Verbund-ZF-Verstärker 11 ersetzt werden, der die gleiche effektive Verstärkung A = A₂ haben soll. Der Verbund-ZF-Verstärker enthält einen Teiler 12, der durch die Verstärkung A₃ < 1 und eine Rauschzahl NF3 = 1/A3 gekennzeichnet ist. Um eine effektive Verstärkung des Verbund-ZF-Verstärkers 11 von A = A₂ (gleich der des eigenständigen Verstärkers) zu erzielen, muß die Verstärkung des ZF-Verstärkers 6 auf A2' = A2·(1/A3) erhöht werden, was zu einer neuen Rauschzahl für den ZF-Verstärker 11 führt, die mit NF2' bezeichnet wird. Entsprechend der Kettenrauschen-Regel wird die effektive Rauschzahl des Verbund-ZF-Verstärkers 11 wie folgt berechnet: NF = 1 + (NF2' – 1) + (NF3 – 1)/A2' = NF2' + (NF3 – 1)/A2' = NF2' + (1/A2) – (1/A2')
Somit kann für höhere Verstärkungsfaktoren A2' > A2 >> 1 die effektive Rauschzahl des Verbund-ZF-Verstärkers 11 mit NF ≈ NF2' angenähert werden und hängt nur von der neuen Rauschzahl NF2' des ZF-Verstärkers 6 ab, der mit größerer Verstärkung betrieben wird, so dass NF 2' < NF2 zutrifft. Obwohl die effektive Verstärkung des Verbund-ZF-Verstärkers 11 im Grunde die gleiche wie die des vergleichbaren eigenständigen Zf-Verstärkers ist, wird die effektive Rauschzahl deutlich reduziert.
Es ist jedoch zu beachten, dass die maximal erreichbare effektive Verstärkung des Verbund-ZF-Verstärkers 11 im Vergleich zu einem eigenständigen Verstärker entsprechend dem durch den Teiler eingeführten Faktor A3 reduziert wird.
Die AGC-Schleifen 10 und 9 der 3 werden ebenfalls eingesetzt, um einen konstanten Pegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals 7 am Eingang des Demodulators sicherzustellen. Die Verstärkung des Tuners wird, gesteuert durch die AGC-Schleife 10, solange wie möglich auf Maximum gehalten, wobei der Maximalwert der Verstärkung aufgrund der Abstimmfrequenz und des Herstellprozesses variiert. Um den Pegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals 7 auch für ansteigende Signalpegel des HF-Signals 1 konstant zu halten, reduziert die AGC-Schleife 9 des ZF-Verstärkers 6 die Verstärkung des ZF-Verstärkers 6 dementsprechend. Die Variation der Maximalverstärkung des Tuners, die einige dB betragen kann, muß durch den ZF-Verstärker 6 ebenfalls kompensiert werden. Durch Anordnen des Teilers 12 hinter dem ZF-Verstärker 6 jedoch kann der Arbeitspunkt des ZF-Verstärkers 6 verschoben werden, ohne dass die effektive Verstärkung des Verbund-ZF-Verstärkers 11 verändert wird. Würde die Verstärkerkette so definiert, dass eine maximale Zielkettenverstärkung auch dann erreicht werden kann, wenn die Maximalverstärkung des Tuners 2 ihren Minimalwert hat, so muß das Überschreiten der Maximalverstärkung des Tuners 2 über diesen Minimalwert hinaus durch den ZF-Verstärker 6 durch Reduzieren seiner Verstärkung kompensiert werden, was die Rauschzahl des ZF-Verstärkers 6 erhöht und das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) des verstärkten Schmalband-ZF-Signals 7 verschlechtert. Der Teiler 12 reduziert von sich aus die Verstärkung des Verbund-ZF-Verstärkers 11 durch einen konstanten Faktor, so dass der ZF-Verstärker 6 innerhalb des Verbund-ZF-Verstärkers 11 immer noch mit einer höheren Verstärkung (und niedrigerer Rauschzahl) arbeiten kann. Somit ist die Verschlechterung des SNR des Verbund-ZF-Verstärkers 11 deutlich geringer als die des eigenständigen Verstärkers 6 nach dem Stand der Technik. Der Preis für diese reduzierte SNR-Verschlechterung ist eine reduzierte maximale effektive Verstärkung des Verbund-ZF-Verstärkers 11 wegen des Teilerfaktors. Wenn die Maximalverstärkung des Tuners 2 ihren Minimumwert annimmt, kann es vorkommen, dass die effektive Verstärkung nicht ausreicht, den Signalpegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals 7 auf einen für den Demodulator 8 benötigten konstanten Wert zu zwingen. Es wird jedoch bemerkt, dass der Demodulator 8 verhältnismäßig unempfindlich gegen beispielsweise um bis zu 2 dB niedrigere Eingangspegel ist, solange das SNR unverändert bleibt. Somit beeinflußt die Reduktion der maximalen effektiven Verstärkung des Verbund-ZF-Verstärkers 11 die Eigenschaften der Verstärkerkette gemäß der Erfindung nicht wesentlich.
4 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines Teilers, der in dem HF-Empfänger nach einer bevorzugten Ausführung (siehe 3) der vorliegenden Erfindung benutzt werden soll. Die meisten ZF-Verstärker haben Differenzeingänge und –ausgänge, so dass ein Teiler als einfacher Spannungsteiler mit Widerständen R₁, R₂ und R₃ aufgebaut werden kann. Die Werte der Widerstände können zum Definieren des Faktors des Teilers ausgewählt werden und hängen von der für den ZF-Verstärker benutzten Ausgangslast ab. Z.B. wenn R₁ = R₂ zutrifft, ist der Faktor des Teilers durch R₁/(R₁ + 0,5 R₃) gegeben.
Im folgenden werden Simulationsergebnisse, die die Empfindlichkeit eines HF-Empfängers einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung (als „neuer HF-Empfänger bezeichnet", siehe 3) im Vergleich zu einem Empfänger nach dem Stand der Technik (siehe 1) angeben, dargelegt, um die ausgezeichneten Eigenschaften des neuen HF-Empfängers zu zeigen.

Die Simulationsparameter wurden wie folgt ausgewählt: Die Rauschzahl des Tuners betrug 10 dB und die Maximalverstärkung des Tuners lag nahe bei 49 dB. Das SNR des HF-Signals war 34,5 dB und die Bandbreite des Demodulators betrug 100 MHz. Der Signalpegel in dB μV des Schmalband-ZF-Signals 5 am Eingang des ZF-Verstärkers 6 wird in der ersten Spalte der folgenden Tabelle angegeben. Die zweite und die dritte Spalte geben die Empfindlichkeit des HF-Empfängers in dB μV an, d.h. den Minimumpegel des HF-Signals 1, für den eine quasi-fehlerfreie Demodulation des HF-Signals möglich ist. Die vierte Spalte schließlich gibt die Differenz zwischen der zweiten und der dritten Spalte in dB an, d.h. die Zunahme der Empfindlichkeit, die durch den neuen HF-Empfänger im Vergleich zu dem bekannten HF-Empfänger möglich ist.

Eingangspegel des ZF-Verstärkers (dB μV)	Empfindlichkeit des bekannten HF-Empfängers (dB μV)	Empfindlichkeit des neuen HF-Empfängers (dB μV)	Gewinn an Empfindlichkeit
72	50,9	48,0	2,9 dB
76	49,0	47,9	1,1 dB
80	48,1	47,6	0,5 dB

Wie klar zu erkennen ist, sind mit dem neuen HF-Empfänger Verbesserungen in der Empfindlichkeit von mehreren dB möglich, wobei die Verbesserungen bei kleinen Eingangspegeln des ZF-Verstärkers am größten sind.

Bei einer gleichen Simulation mit kleinerer Bandbreite des Demodulators, nämlich 55 MHz, ergeben sich folgende Resultate:

Eingangspegel des ZF-Verstärkers (dB μV)	Empfindlichkeit des bekannten HF-Empfängers (dB μV)	Empfindlichkeit des neuen HF-Empfängers (dB μV)	Gewinn an Empfindlichkeit
72	49,1	47,9	1,2 dB
76	48,1	47,8	0,3 dB
80	47,7	47,5	0,2 dB

Der neue HF-Empfänger erreicht immer noch deutliche Verbesserungen gegenüber dem bekannten Empfänger, aufgrund der reduzierten Bandbreite des Demodulators (und des reduzierten Ausmaßes an „Außerhalb-des-Kanals"-Rauschen an seinem Eingang) ist die Verbesserung der Empfindlichkeit jedoch nicht so ausgeprägt.

Wenn zusätzlich zu der reduzierten Bandbreite des Demodulators von 55 MHz auch noch ein Tuner mit einer niedrigeren Rauschzahl von 9 dB benutzt wird, so ergibt die Simulation folgendes:

Eingangspegel des	Empfindlichkeit	Empfindlichkeit	Gewinn an
ZF-Verstärkers	des bekannten	des neuen	Empfindlichkeit
(dB μV)	HF-Empfängers	HF-Empfängers
	(dB μV)	(dB μV)
72	47,9	46,5	1,4 dB
76	47,0	46,4	0,6 dB
80	46,7	46,3	0,3 dB

Offensichtlich wird die Empfindlichkeit weiter verbessert, wenn ein besserer Tuner benutzt wird.

Um die Verbesserungen des neuen HF-Empfängers im Vergleich zum bekannten HF-Empfänger insbesondere für eine variierende Maximalverstärkung des Tuners im Bereich von [41 dB, 49 dB] herauszuarbeiten, wurde schließlich der Eingangspegel des ZF-Verstärkers auf 76 dB μV festgelegt, die Bandbreite des Demodulators war 55 MHz, die Rauschzahl des Tuners war 9 dB und das SNR des HF-Signals 1 betrug 34,5 dB. Die simulierten Ergebnisse gehen aus der folgenden Tabelle hervor, in der die zweite Zeile die Ergebnisse des bekannten HF-Empfängers für variierende Tunerverstärkungen von 41 dB (zweite Spalte) und 49 dB (dritte Spalte) und die Differenz in der Empfindlichkeit beider Tunerverbesserungen (vierte Spalte) zeigt, und die dritte Zeile die entsprechenden Resultate für den neuen HF-Empfänger zeigt:

Eingangspegel des ZF-Verstärkers (dB μV)	Tunerverstärkung 41 dB	Tunerverstärkung 49 dB	Empfindlichkeitsdifferenz
Empfindlichkeit des bekannten HF-Empfängers (dB μV)	48,3	47,0	1,3 dB
Empfindlichkeit des neuen HF-Empfängers (dB μV)	46,7	46,4	0,3 dB

Der Einschluß eines Teilers in den neuen HF-Empfänger reduziert offensichtlich die sich ergebende Empfindlichkeitsdifferenz, wenn die Maximalverstärkung des Tuners variiert.
Wie diese Simulationsergebnisse einer bevorzugten Ausführung der Erfindung auf dem Gebiet des HF-Signalempfangs gezeigt haben, enthält die Erfindung das Potential zur deutlichen Verbesserung der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern, die unter Variationen des Verstärkungsfaktors leidet.

Claims

Verfahren zum Erhöhen der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern mit den folgenden Verfahrensschritten: Verstärken eines Signals durch einen ersten Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor A₁ = A_1,m·Δ A₁, wobei A_1,m einen konstanten Verstärkungsfaktor und Δ A₁ eine Verstärkungsfaktorvariation von 1 ≤ A_1,min ≤ Δ A₁ ≤ Δ A_1max bezeichnet, weiteres Verstärken des Signals durch einen zweiten Verstärker mit einem regelbaren Verstärkungsfaktor A₂ ≤ A_2,max, wobei Variationen Δ A₁ der Verstärkung des ersten Verstärkers durch Reduzieren der Verstärkung A₂ des zweiten Verstärkers kompensiert werden, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C = A₁·A₂ und einem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T ≤ A_T,max gleich Null wird, wobei die Kette von Verstärkern den ersten und den zweite Verstärker enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal am Ausgang des zweiten Verstärkers zusätzlich einem Teiler zugeführt wird, der auf seinen Eingang einen festen Verstärkungsfaktor A₃ ≤ 1 anwendet, dass sowohl die Variationen Δ A₁ des Verstärkungsfaktors A₁ des ersten Verstärkers als auch der feste Verstärkungsfaktor A₃ zumindest teilweise durch den Verstärkungsfaktor A₂ des zweiten Verstärkers kompensiert werden, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T zu einem Minimum wird, und dass der feste Verstärkungsfaktor A₃ so gewählt ist, dass mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz auf Null gezwungen werden kann, und mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz aufgrund der Beschränkung A₂ ^A2,max nicht länger auf Null gezwungen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Verstärkungsfaktor A₃ so gewählt ist, dass die Differenz für große Werte von Δ A₁ und/oder für kleine Werte A_T auf Null gezwungen werden kann, und dass die Differenz für kleine Werte der Variation von Δ A₁ und/oder große Werte A_T nicht länger auf Null gezwungen werden kann.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Verstärkungsfaktor A₃ darüber hinaus so gewählt ist, dass für eine Gruppe von Kettenverstärkungs-Zielfaktoren A_T der zweite Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor A₂ arbeitet, der nahe seines maximalen Verstärkungsfaktors A_2,max liegt, dass für diese Kettenverstärkungs-Zielfaktoren die größtmögliche Unabhängigkeit des Verstärkungsfaktors A₂ von der Variation Δ A₁ erreicht wird und dass eine Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T insbesondere für kleinere Werte von Δ A₁ akzeptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Kettenverstärkungs-Zielfaktoren A_T die am häufigsten vorkommenden Kettenverstärkungs-Zielfaktoren sind.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor A₁ das Produkt aus dem maximalen Verstärkungsfaktor eines Tuners, der ein moduliertes Hochfrequenzsignal (HF-Signal) durch Abwärtskonversion in ein Breitband-Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) umwandelt, und dem Verstärkungsfaktor eines ZF-Filters ist, das das Breitband-ZF-Signal in ein Schmalband-ZF-Signal umwandelt, wobei der Verstärkungsfaktor des ZF-Filters fest ist und der maximale Verstärkungsfaktor des Tuners variiert, und dass der Verstärkungsfaktor A₂ den Verstärkungsfaktor eines ZF-Verstärkers darstellt, der das Schmalband-ZF-Signal verstärkt, um ein verstärktes Schmalband-ZF-Signal zu erzeugen, das einem Demodulator zum Erzeugen eines demodulierten Signals zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens teilweise Kompensation sowohl der Variationen von Δ A₁ des Verstärkungsfaktors des ersten Verstärkers als auch des festen Verstärkungsfaktors A₃ des Tellers durch Regeln des Verstärkungsfaktors A₂ des zweiten Verstärkers zwecks Erreichens eines Differenzminimums zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T einen Teil eines von zwei Schritten einer Verbundregelung der Verstärkungen des Tuners und des ZF-Verstärkers darstellt, die durchgeführt wird, um den Signalpegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals am Eingang des Demodulators auf einen konstanten Zielwert zu zwingen, wobei für stetig steigende HF-Signalpegel die beiden Schritte wie folgt definiert sind: in einem ersten Schritt wird der Verstärkungsfaktor des Tuners auf seinem Maximalwert gehalten und der Verstärkungsfaktor des ZF-Verstärkers so variiert, dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T, die stetig mit den stetig steigenden HF-Signalpegeln abnimmt, zu einem Minimum wird, bis das Breitband-ZF-Signal einen ihm zugeordneten Dynanamikbereich an einem Übernahmepunkt überschreitet, und in einem zweiten Schritt wird von dem Übernahmepunkt an der Verstärkungsfaktor A₂ nicht weiter reduziert, sondern es wird statt dessen begonnen, den Verstärkungsfaktor des Tuners stetig unter seinen Maximalwert zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T, für die die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T aufgrund der Beschränkung A₂ ≤ A_2,max nicht länger auf Null gezwungen werden kann, und für die deshalb der Signalpegel des verstärkten Schmalband-ZF-Signals am Eingang des Demodulators unter den konstanten Zielwert fällt, die Verschlechterung der Qualität des demodulierten Signals verglichen mit dem Fall, wenn die Differenz auf Null gezwungen werden kann, unerheblich ist.
Anordnung zum Erhöhen der Empfindlichkeit einer Kette von Verstärkern mit einem ersten Verstärker zum Verstärken eines Signals um einem Verstärkungsfaktor A₁ = A_1,m·Δ A₁, wobei A_1,m einen konstanten Verstärkungsfaktor und Δ A₁ eine Verstärkungsfaktorvariation von 1 ≤ A_1,m ≤ Δ A₁ ≤ Δ A_1max bezeichnet, mit einen zweiten Verstärker zum weiteren Verstärken des Signals um einen regelbaren Verstärkungsfaktor A₂ ≤ A_2,max, wobei der zweite Verstärker Variationen Δ A₁ der Verstärkung des ersten Verstärkers kompensiert, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C = A₁·A₂ und einem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T ≤ A_T,max gleich Null wird, wobei die Kette von Verstärkern den ersten und den zweiten Verstärker enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung darüber hinaus einen Teiler enthält, der hinter dem zweiten Verstärker angeordnet ist und an seinem Eingang einen festen Verstärkungsfaktor A₃ ≤ 1 anwendet, dass der zweite Verstärker sowohl zumindest teilweise die Variationen Δ A₁ des Verstärkungsfaktors A₁ des ersten Verstärkers als auch den festen Verstärkungsfaktor A₃ kompensiert, so dass die Differenz zwischen dem Kettenverstärkungsfaktor A_C' = A₁·A₂·A₃ und dem Kettenverstärkungs-Zielfaktor A_T zu einem Minimum wird, und dass der feste Verstärkungsfaktor A₃ so gewählt ist, dass mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz auf Null gezwungen werden kann, und mindestens einige Kombinationen von Werten Δ A₁ und A_T existieren, für die die Differenz aufgrund der Beschränkung A₂ A_2,max nicht länger auf Null gezwungen werden kann.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstärker sowohl einen Tuner, der ein moduliertes Hochfrequenzsignal (HF-Signal) durch Abwärtskonversion in ein Breitband-Zwischenfrequenzsignal (ZF-Signal) umwandelt, als auch ein ZF-Filter darstellt, das das Breitband-ZF-Signal in ein Schmalband-ZF-Signal umwandelt, wobei der Verstärkungsfaktor des ZF-Filters fest ist und der maximale Verstärkungsfaktor des Tuners aufgrund des Herstellverfahrens variiert, und dass der zweite Verstärker einen ZF-Verstärker darstellt, der das Schmalband-ZF-Signal verstärkt, um ein verstärktes Schmalband-ZF-Signal zu erzeugen, das einem Demodulator zum Erzeugen eines demodulierten Signals zugeführt wird.
Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Teiler ein Spannungsteiler ist.