DE68927038T3 - Leistungsverstärker für Radiofrequenzsignale - Google Patents

Leistungsverstärker für Radiofrequenzsignale

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Richard I. Little
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Description

  • Diese Erfindung schafft einen Leistungsverstärker zum Verstärken eines Funkfrequenzsignals, z. B. einen getakteten (pulsed) Leistungsverstärker, der auf einen Steuerimpuls anspricht. Der Verstärker ist im Besonderen für digitale Mobil-Zellenfunksender zur Verwendung auf dem Pan-europäischen GSM-Zellennetz verwendbar.
  • In dem Bereich von Leistungssteuerschaltungen beschreibt die EP-A-9 261 967 eine Rückführungsschleife (control loop) für einen Leistungsverstärker, bei dem ein digitaler Wert von einem Steuergerät abgegeben wird und in eine analoge Form umgewandelt wird zur Steuerung des Verstärkers, wenn die Eingangsleistung unter einen minimalen Schwellenwert fällt.
  • Im Bereich der Basisband-Signalformung beschreibt die JP-A-59-132267 eine Signalformungsschaltung für Burst-Basisbandsignale.
  • In einem burst-modulierten Leistungsverstärker muss der Sender eine Zeitbereichsschablone (time domain template) beim Einschalten und Ausschalten sowie eine Frequenzbereichsschablone (frequency domain template) überwachen. In der Vergangenheit wurde die Form der Leistungskennlinie, wenn sie beim Start eines Bursts ansteigt, und am Ende abfällt, mittels Formungsschaltungen gesteuert, die aus Widerständen und analogen Schaltern besteht. Solche Schaltungen können groß und unzuverlässig sein und haben eine begrenzte Genauigkeit.
  • EP 0,110,368 offenbart ein Burst-Signal-Übertragungssystem mit glatten vorderen und hinteren Flanken der Burst-Hüllkurve. US 44 12 337 offenbart einen Leistungsverstärker zum Erzeugen von Impulsen einer Hüllkurve, die durch im Speicher gehaltene Daten definiert wird.
  • So, wie die obige Leistungs-Zeit-Kennlinie, muss die Ausgangsleistung eines GSM- Mobilfunksenders in sechzehn Stufen von +43 dbm bis +13 dbm einstellbar sein. Viele Toleranzfaktoren innerhalb des Verstärkers beeinflussen die Endausgangsleistung. Eine manuelle Einstelleinrichtung kann vorgesehen sein zum Voreinstellen der Ausgangsleistungspegel, bevor das Gerät das Werk verlässt, wobei jedoch eine separate Einstelleinrichtung innerhalb des Gerätes für jeden der sechzehn Leistungspegel groß sein würde, und ihre Einstellung würde zeitaufwendig sein.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Leistungsverstärker zu schaffen, um einige der obigen Probleme zu überwinden.
  • Die Erfindung ist in den Ansprüchen dargestellt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein getakteter Leistungsverstärker geschaffen.
  • Durch diese Einrichtungen wird die Zeitbereichsschablone beim Einschalten und Ausschalten durch die Folge der Werte gesteuert. Eine Soll-Leistungs-Zeit-Kennlinie kann ausgewählt werden, und im Prinzip wird die Genauigkeit der Kennlinie nun durch die Anzahl der verwendeten Werte und die Genauigkeit der Abtastwerte vorgeschrieben. Der Anmelder hat herausgefunden, dass eine ansteigende Kosinusform (raised cosine shape) für die RF-(radio frequency - Funkfrequenz)-Spannung das minimale Spektralrauschen verursacht. Dementsprechend können die Abtastwerte so bestimmt werden, dass diese die Kennlinie hervorrufen, wobei irgendwelche Nichtlinearitäten beim Umwandeln der Werte in eine RF-Spannung in Betracht gezogen werden. Als eine Alternative zum ansteigenden Kosinus kann eine Gauß'sche Form verwendet werden.
  • Bevorzugterweise wird eine Speichereinrichtung, z. B. ein ROM, zur Erzeugung der Folge der digitalen Werte verwendet.
  • Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung umfasst der Verstärker eine Leistungsauswähleinrichtung zum Auswählen eines nominellen Ausgangsleistungspegels aus einer Mehrzahl diskreter Pegel. Die Leistungssteuereinrichtung spricht auf die Leistungsauswähleinrichtung an. Eine Eingangseinrichtung zum Angeben einer gemessenen Ausgangsleistung ist vorgesehen und eine Speichereinrichtung ist vorgesehen, die auf die Eingangseinrichtung anspricht zum Speichern von Informationen im Ansprechen auf die gemessene Ausgangsleistung für eine künftige Einstellung des ausgewählten nominellen Ausgangsleistungspegels. Die gespeicherten Informationen, die eine Angabe bezüglich jeder der nominellen Ausgangsleistungspegel sein können, von denen eine Mehrzahl von Teilpegeln (sub-levels), die von dem ausgewählten Pegel versetzt sind, eine Ausgangsleistung nahe der an dem nominellen Ausgangsleistungspegel hervorrufen.
  • Auf diese Weise wird derjenige der Teilpegel, der am besten den gewünschten Ausgangsleistungspegel repräsentiert, ausgewählt. Als eine Alternative zum Schaffen von vorprogrammierten Teilpegeln können vorprogrammierte oder dynamische Abweichungen (offsets) verwendet werden, die zu den nominellen Leistungspegelwerten addiert werden. Eine manuelle Einstellung ist nicht erforderlich. Die Speichereinrichtung hält fest, welcher der Teilpegel (oder welche Abweichung) zu verwenden ist und welcher Teilpegel (oder welche Abweichung) danach verwendet wird. Die übrigen Teilpegel verbleiben ungenutzt. Dieses erleichtert das Kalibrieren der Ausgangspegel, bevor das Gerät das Werk verlässt. Die Nachkalibrierung des Gerätes erfolgt damit auch schnell und einfach. Mit einer Modifikation könnte die Nachkalibrierung automatisch durch das Gerät selbst ausgeführt werden. Es ermöglicht auch eine dynamische Leistungssteuerung durch Wechsel von einem Teilpegel zum anderen (oder durch Ändern der Abweichung) während der Verwendung, um die Drift, die Temperatur usw. zu kompensieren. Die Speichereinrichtung kann von einem Zeitschlitz zum anderen eine Angabe der gemessenen Ausgangsleistung festhalten, um die Ausgangsleistung in einem späteren Zeitschlitz zu steuern.
  • Die obigen Merkmale können geeignet ausgeführt werden unter Verwendung eines einzelnen Formungs-ROM. Zum Beispiel braucht der ROM für sechzehn Pegel, von denen jeder vier Teilpegel hat, nur 64 Leistungs-Zeit-Kennlinien zu speichern.
  • - Bevorzugterweise ist eine Regelungsschleife vorgesehen, die eine Abtasteinrichtung umfasst zum Abtasten der Ausgangsleistung, und eine Vergleichereinrichtung umfasst zum Aufnehmen und Vergleichen eines Ausgangsleistungssignals von der Abtasteinrichtung mit einem Ausgangsleistungspegel-Bestimmungssignal, wobei die Leistungssteuereinrichtung bzw. -regeleinrichtung so angeordnet ist, dass sie die Ausgangsleistung so steuert, dass sie die Signale abgleicht. Während ein digitaler Vergleich (Subtraktion) ausgeführt werden könnte, ist bevorzugterweise die Vergleichereinrichtung angeordnet, um das Ausgangsleistungssignal auf einem ersten Eingang und das Leistungsbestimmungssignal auf einem zweiten Eingang zu empfangen, wobei die Eingänge mit einem gemeinsamen Spannungspegel mittels zweier Dioden verbunden sind, wobei die Dioden benachbart zueinander in im Wesentlichen isothermischer Beziehung befindlich sind. Auf diese Weise werden Änderungen in den thermischen Eigenschaften des Diodengleichrichters effektiv aufgehoben. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Ausgangsleistungspegel-Bestimmungssignal über einen Digital-Analog-Wandler von dem Formungs-ROM abgeleitet, und das Rückführungssignal wird von dem Ausgang des Leistungsverstärkers abgeleitet.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 einen Leistungsverstärker für einen Funksender in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das den Leistungsverstärker von Fig. 1 während der Kalibrierung der Leistungspegel zeigt;
  • Fig. 3 ein typisches Sollsignal auf der Rückführungsschleife 13 zeigt;
  • Fig. 4 eine Schaltung zur Verwendung in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
  • Figuren
  • 5 und 6 weitere Schaltkreise, die eine variable Zeitbasis beinhalten, zur Vervuendung in alternativen Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein RF-Abschnitt 1 und ein Leistungssteuerabschnitt bzw. -regelabschnitt 2 gezeigt. Der RF-Abschnitt weist einen Eingang 3 zum Aufnehmen von zu sendenden Daten und einen Ausgang 4 zum Erzeugen eines RF-Signals zum Senden auf. Das RF-Signal wird einem Schwächungsglied 9 und einem RF-Leistungsverstärker 10 zugeführt. Der Ausgang des Leistungsverstärkers 10 wird der Antenne 11 zugeführt. Aus dem Ausgang des Leistungsverstärkers 10 ist auch ein Pegelsensor 12 herausgeführt, der mit einer Rückführschleife 13 in dem Leistungssteuerabschnitt 2 verbunden ist.
  • Der Leistungssteuerabschnitt 2 weist einen 6-Bit-Leistungssteuereingang 15 auf, der mit Adressenleitungen eines Formungs-ROM 16 verbunden ist. Der Leistungssteuerabschnitt 2 weist auch einen Takteingang 17 auf, der einem 6-Bit-Zähler 18 zugeführt wird, der wiederum mit weiteren sechs Adressenbits des Formungs-ROM 16 verbunden ist.
  • Eine Rampensteuereinheit 19 ist mit dem Eingang des 6-Bit-Zählers 18 verbunden und wird durch den Taktgeber 17 und einen Sendeeingang 20 gesteuert. Der ROM 16 erzeugt einen 8-Bit-Ausgang, der einem Digital-Analog-Wandler 21 zugeführt wird, von welchem das resultierende Analogsignal über den Vergleicherverstärker 22 zu dem Abschwächungsglied 9 des Leistungsverstärkerabschnitts 1 geführt wird. Der negative Eingang des Vergleicherverstärkers 22 ist mit dem Pegelsensor 12 über die Rückführschleife 13 verbunden. Jeder der Eingänge des Vergleicherverstärkers 22 weist eine Vorspannungsdiode 23a und 23b auf, die mit Masse (ground) verbunden ist. Die Dioden 23a und 23b sind in einem dichten thermischen Kontakt auf dem gleichen Chip befindlich. Dieses Merkmal hat den Vorteil der Eliminierung des Wärmekoefflzienten des Diodengleichrichters. Eine Sendeerfassungsleitung (transmit-sense line) 24 ist vorgesehen, die von dem Ausgangsleistungspegelsensor 12 über einen Pegeldetektor 25 zu dem Sendesteuergerät 30 (Fig. 2) führt.
  • Die Arbeitsweise des Verstärkers funktioniert wie folgt.
  • Der Sender sendet mit einer Frequenz von 850-915 MHz und empfängt mit einer Frequenz von 45 MHz und höher. Der Sender ist für annähemd einen Zeitschlitz in jedem Rahmen aktiv. Ein Rahmen ist 4,615 Millisekunden lang und besteht aus acht Zeitschlitzen. Die Zeitschlitzdauer beträgt 577 us, was 156,25 Bits entspricht. Der Sender ist nur für 147 Bits oder 543 us in Betrieb.
  • Um zu senden, wählt das Sendesteuergerät 30 einen Leistungspegel auf den Leistungspegelsteuerleitungen 15 aus, erzeugt einen Sendesteuerimpuls (transmit control pulse) auf Leitung 20 und liefert Daten, die auf dem Eingang 3 zu übertragen sind. Die Ausgangsleistungsschablone, d. h. die Ausgangsleistungs-Zeit-Kennlinie wird durch den Zähler 18, die Rampensteuerung 19 und den Formungs-ROM 16 gesteuert. Wenn die Sendetaste (transmit key) 20 ein Starten des Sendens angibt (S-Fig. 3), steuert die Rampensteuerung 19 den Start der Rampenarbeitsweise (ramping), woraufhin diese 64 Impulse (oder eine bestimmte andere Anzahl) zählt, um die Rampenarbeitsweise zu beenden. Wenn die Sendetaste das Ende des Sendens angibt (E), bewirkt die Rampensteuerung 19, dass der Zähler 18 wieder ein Abfallen der Rampe über eine abweichende Gruppe von Werten bewirkt. Wenn der Sendeimpuls fortdauert, zählt der Zähler 18 die Eingangstaktimpulse 17 und adressiert den ROM 16 dementsprechend. Somit schreibt der ROM 16 für einen vorgegebenen nominellen Leistungspegel die Ausgangskennlinie vor, und die Ausgangsleistung wird dementsprechend mittels eines Digital- Analog-Wandlers 21, eines Vergleichers 22 und eines Abschwächungsglieds 9 gesteuert. Für einen abweichenden nominellen Leistungspegel wird eine abweichende Kennlinie mittels unterschiedlicher Adressen auf dem Leistungssteuereingang 15 adressiert.
  • Die sechs Leistungspegel-Steuerbits am Eingang 15 dienen zum Erleichtern der Erzielung von genauen Ausgangsleistungspegeln. Dort sind sechzehn nominelle Leistungspegel vorhanden, und jeder nominelle Leistungspegel ist in vier Teilpegel nahe zu dem nominellen Wert unterteilt. Das Sendesteuergerät führt periodisch einen Ausgangsleistungstest durch, während dessen es die Leistung auf alle der 64 möglichen Leistungsausgangswerte der Reihe nach setzt. Die entsprechenden Ausgangsleistungen werden durch eine externe Leistungsmesseinrichtung in Form der Kalibriervorrichtung 31 gemessen. Das Sendesteuergerät stellt dann mittels eines Eingangs 32 fest, welcher der Teilpegel der beste ist, um jeden einzelnen der sechzehn nominellen Ausgangsleistungspegel zu repräsentieren. Das Ergebnis wird in einer Speichereinrichtung in dem Sendesteuergerät 30 gespeichert. Danach sind die tatsächlichen Leistungsausgangspegel genau.
  • Die Kennlinie, die in dem Formungs-ROM gespeichert ist, ist eine Annäherung an einen ansteigenden Kosinus. Mittels dieser Einrichtung wird die Leistungs-Auf-Ab-Rampe verlangsamt, um das spektrale Rauschen in den benachbarten Kanälen aufgrund der Burst-Modulation zu vermindern. Der Grad der Annäherung an den Kosinus ist durch die Stufenbeschaffenheit der Kennlinie, die in dem ROM 16 gespeichert ist, begrenzt.
  • Die obige Beschreibung wurde nur auf dem Beispielswege ausgeführt, und eine Modifikation von Einzelheiten können innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung ausgeführt werden. So können z. B. die Leistungsschablonen, die in dem ROM 16 gespeichert sind, in weniger oder mehr Zeitteilungen durch Vermindern oder Erhöhen der Taktgeschwindigkeit 17 und dementsprechendes Auswählen des Zählverhältnisses des Zählers 18 unterteilt werden. In gleicher Weise könnten weniger oder mehr Leistungsteilpegel vorgesehen sein, und die Anzahl der Leistungspegelsteuerleitungen 15 und die Kapazität des ROM 16 müssten dementsprechend ausgewählt werden. In gleicher Weise könnte eine größere oder geringere Genauigkeit aus dem ROM 16 erzielt werden durch Vorsehen von mehr als acht Bits oder weniger als acht Bits vom Digital-Analog-Wandler 21.
  • Die obigen Merkmale der Abtastgeschwindigkeitsänderung und -auflösung könnte an unterschiedliche Leistungspegel oder andere Parameter angepasst sein oder eine Funktion von diesen sein.
  • Der Leistungsverstärker ist nicht nur auf QPSK-Sender anwendbar und auch nicht nur auf burst-modulierte Übertragung anwendbar. Der Verstärker könnte für andere Funksender als für das GSM-Netz, z. B. für Wechselsprechfunk, verwendet werden. Somit kann für eine Leistungspegelsteuerung eines kontinuierlichen Signals der Zähler 18 und die Rampensteuerung 19 weggelassen werden, was einen sehr viel reduzierteren ROM 16 hinterlässt, der nur die Leistungspegel für die vier Teilpegel jeder der sechzehn nominellen Leistungspegel speichert. In gleicher Weise könnten für die Steuerung eines burst-modulierten Übertragers auf einem einzelnen Leistungspegel die Pegelsteuerleitung 15 weggelassen werden.
  • Die Ausgangsleistung ist in sechzehn Stufen von +43 dbm bis +13 dbm einstellbar.
  • Um die Erzeugung eines Stufenrauschens und von Störimpulsen zu vermeiden, die potentiell von digitalen Stufen im Leistungspegel herrühren, kann ein einfacher Integrator verwendet werden, um einen Stufeneingang in eine Steigung umzuwandeln, die linear bezüglich zur Zeit ist. Wenn jedoch in üblicher Weise ein integrierender Verstärlker auf einer Speiseschiene (supply rail) arbeitet, ist er im Ansprechen langsam, und auch der negative Eingang ist nicht auf einer virtuellen Masse, was eine bestimmte Kopplung des Eingangs mit dem Ausgang ermöglicht. Fig. 4A zeigt die Verwendung eines Paares von antiparallel geschalteten Zener-Dioden 21 und 22, die den Ausgang nach Plus oder Minus an der Zenerspannung begrenzen und den Eingang auf einem scheinbaren Erdschluss halten. Diese Schaltung erzeugt Rampen, die nur durch R1 und C1 und die Eingangsamplitude bestimmt werden.
  • Fig. 4B zeigt eine Schaltung, in der der effektive Wert von R1 moduliert wird (durch ausgewähltes Schalten von R2-R5 in eine parallele Verbindung mit R1), und C1 und die Eingangsamplitude werden konstant gehalten. Das Eingangssignal wird aus einem CMOS-Gate mit einem vernachlässigbaren Widerstand (verglichen mit R1), und somit mit einer konstanten Amplitude (+6 gegenüber Masse) abgeleitet. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 40 ist auf die Hälfte der CMOS-Spannung vorgespannt, so dass die Eingangsschwingung relativ zu der virtuellen Masse symmetrisch ist. Der Ausgang schwingt von dieser Referenz auf annähernd Z1-Volt hoch und auf annähernd 22- Volt abwärts (plus ein wenig mehr aufgrund des Abfallens der Vorwärtsdiode). Für den Zweck der Beschreibung der Arbeitsweise, tritt das Tastensignal (key signal) bei einem 74 HCO4 ein, welcher von einem logischen Eingang eine Stufe von +6 Volt für AUS erzeugt, und Masse für EIN und wiederum +6 Volt zum Ausschalten erzeugt. R1-C1 entwickelt eine sehr sanfte Rampe, so dass kurz vor einer auszuführenden Stufe der Ausgang auf einer Schiene ist. R2-R5 sind alles Widerstände, die einen geringeren Wert als R1 haben, im Verhältnis 8 : 4 : 2 : 1, so dass in Kombination von einem oder mehr Widerständen diese fünfzehn unterschiedliche Netzwerte des Widerstands entwickeltn, gegenüber denen C1 arbeiten kann, um Rampen mit unterschiedlichen Neigungen zu entwickeln, und sie werden so geschaltet, dass sie die Neigung der Ausgangswellenform modulieren.
  • Es gibt viele Wege, um das Schalten der Neigung (slope switching) zu erzeugen. Zum Zwecke der Erläuterung wird eine programmierbare Logikanordnung (PAL) für eine gemeinsame Tabellensuche und Zählersteuerung verwendet. Ein Oszillator erzeugt einen Takt, der schnell genug ist, um eine Mehrzahl von Impulsen an einem Aufwärts- Abwärts-Zähler während einer Rampe zu erzeugen. Er rückt den Zähler vor, bis die Tabellensuche einen vorbestimmten Zählwert erreicht, bei welchem Punkt die Tabelle ein weiteres Zählen unterbricht, bis das "Key-down" abgetastet wird, bei welchem Zeitpunkt der Zähler abwärts zählt. Der Zählerzustand wird mit dem Tastensignal in denn PAL kombiniert, um eine Umwandlung der Neigung zu erzeugen, so dass das Neigungsprofil unterschiedlich für das "Key-up" und "Key-down" ist und erfordert kein Stillstehen, das gleich ist auf jedem Neigungszuwachs oder verwendet in der Tat sogar alle der fünfzehn Zuwächse, die in dieser Ausführungsform möglich sind. In der Tat kann es sogar wünschenswert sein, mehr als vier geschaltete Widerstände (mit paarigem (binate) Verhältnis) zu verwenden oder ein bestimmtes anderes Verhältnis zu verwenden.
  • Die PAL erzeugt auch ein Testaufschalten (test override), so dass während des Testens externe Signale die Steuerung der Neigung übernehmen. Diese sind so angeordnet, dass, wenn keine externen Signale verbunden werden, wenn der Testeingang auf Masse liegt, die Neigung ein Maximum ist. Das Neigungsmaximum ist nützlich bei der Bestimmung des geeigneten Wertes für C1.
  • Die Ausführungsform von Fig. 4 ist in der Lage, einen gleichförmigeren Übergang mit weniger Stufen zu erzeugen, als die Ausführungsform von Fig. 1.
  • Fig. 5 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar. In dieser Ausführungsform speist ein Hochgeschwindigkeits-Digitaltaktgeber 50 einen variablen Modularzähler 51, wenn dieser im "Key-down" befindlich ist, durch 1 oder 2 dividiert, um somit einen Hochgeschwindigkeitstakt zu erzeugen, der ausgewählte Taktgeschwindigkeiten an einem binären Rampenzähler 52 hat. Das Zählen des Zählers 52 ist gesperrt, bis "Key up" (Punkt S in Fig. 3) erreicht ist. Der Zähler speist einen Digital-Analog-Wandler 53, dessen gefilterter Ausgang den RF-Leistungspegel steuert. Der DIA-Wandler speist auch eine Modulo-Umrechnungstabelle (modulo translation table) 54, die feststellt, wie viele digitale Takte erforderlich sind, um den binären Rampenzähler 52 um eine Stufe vorzurücken. Ein Steuer-Mikro-Computer 55 lädt die Modulo-Umrechnungstabelle 54 mit den gewünschten Rampenaufwärts- und Rampenabwärts-Informationen für alle die Stufen einschließlich der "Key-up"-Sendezeit und des "Key-down". Bei einem Startbefehl (um den Sender in "Key-up" zu bringen) stuft der Zähler 52 ab. Die Periode jeder Stufe danach wird eine Funktion der Umrechnung.
  • Aus praktischen Gründen muss der digitale Taktgeber 50 schneller als die gewünschte Rampengeschwindigkeit sein. Ein MHz-Taktgeber könnte eine übliche ungefähr 100 : 1- Zeitbasis für eine Rampe in dem Bereich 10-50 Mikrosekunden erzeugen. Ein alternatives Verfahren würde einen VCO 60, wie in Fig. 6 dargestellt, verwenden, der durch einen linearen DIA-Wandler 61 gesteuert wird, der von der Umrechnungstabelle 64 angetrieben wird. Der Bereich des VCO könnte durch Mischen und Versetzen desselben erweitert werden. Zum Beispiel liefert ein VCO, der den Bereich 50-60 MHz überspannt, und der gegenüber einem 45 MHz-Signal gemischt ist, 1-11 MHz, die linearer sind, als die, die einfach aus einem 1-11 MHz VCO direkt erzeugt werden könnten.
  • Anstatt der Steuer-Abschwächungsglieds 9 mit dem Signal aus dem Vergleicher 22 kann ein Leistungsverstärker mit einer variablen Verstärkungsregelung verwendet werden, und das Signal aus dem Vergleicher 22 kann die Verstärkung einstellen.
  • Es können auch eine Temperaturmesseinrichtung vorgesehen sein, und eine weitere Suchtabelle vorgesehen sein, um ein temperaturkompensierendes Leistungsversatzsignal zu erzeugen, um die Ausgangsleistung einzustellen, und um damit die Temperaturänderungen zu kompensieren.
  • Natürlich ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung nur auf dem Beispielswege angegeben wurde, und dass Modifikationen der Einzelheiten innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie sie beansprucht wird, liegen können.

Claims (23)

1. Getakteter Leistungsverstärker (2), der auf einen Sendesteuerimpuls (20) zum Verstärken eines Funkfrequenzsignals (3) anspricht, das eine Folge von während eines Zeitschlitzes zu übertragenden Bits umfasst, wobei der getaktete Leistungsverstärker umfasst:
eine Einrichtung (15-19) zum Erzeugen einer vorbestimmten Folge von digitalen Werten im Ansprechen auf jeden Sendesteuerimpuls (20), um eine Ausgangsleistungs-Zeit-Kennlinie für einen Impuls der Ausgangsleistung zu bestimmen;
eine Einrichtung (21), um jeden digitalen Wert in ein analoges Leistungssteuersignal umzuwandeln; und
eine Steuereinrichtung (9, 13, 23A, 23B) zum Steuern der Verstärkerausgangsleistung in Übereinstimmung mit dem analogen Leistungssteuersignal, um eine vorbestimmte Verstärkerantwortfunktion zumindest beim Einschalten und Ausschalten bezüglich sowohl des Frequenzbereichs als auch des Zeitbereichs zu schaffen, und zu bewirken, dass die Verstärkerleistung nur zum Beginn des Zeitschlitzes ansteigt und nur zum Ende des Zeitschlitzes abfällt, um das Spektralrauschen in an die Burst-Modulation angrenzenden Kanälen zu verringern,
wobei die Einrichtung zum Umwandeln der digitalen Werte in ein analoges Leistungssteuersignal eine Integriereinrichtung enthält, die den Übergang der Ausgangsleistung von einem digitalen Wert zum nächsten glättet, und die Integriereinrichtung eine veränderliche Zeitkonstante hat, die sich als eine Funktion der Folge digitaler Signale ändert, um so das analoge Leistungssteuersignal zu erzeugen.
2. Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Erzeugen einer Folge von digitalen Werten eine Speichereinrichtung zum Speichern der Folge von digitalen Werten einschließt, und eine Einrichtung, die auf den Sendesteuerimpuls zum Lesen der gespeicherten Folge von digitalen Werten aus der Speichereinrichtung heraus anspricht, einschließt.
3. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen Taktgeber aufweist, der angeordnet ist, um die digitalen Werte in Folge zu erzeugen mit einer Geschwindigkeit, die der Taktfrequenz entspricht, wobei die Taktfrequenz durch die Folge hindurch variabel ist.
4. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner eine Leistungspegelauswähleinrichtung zum Auswählen unterschiedlicher nomineller Ausgangsleistungspegel umfasst;
wobei die Einrichtung zum Erzeugen einer Folge von digitalen Werten angeordnet ist, um eine separate Folge für jeden Leistungspegel, der durch die Auswähleinrichtung ausgewählt wurde, zu erzeugen.
5. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verstärker umfasst:
eine Leistungsauswähleinrichtung zum Auswählen eines nominellen Ausgangsleistungspegels aus einer Mehrzahl von diskreten Pegeln, wobei die Steuereinrichtung zum Steuern der Verstärkerausgangsleistung auf die Leistungsauswähleinrichtung anspricht;
eine Eingangseinrichtung zum Angeben der gemessenen Ausgangsleistung; und eine Speichereinrichtung, die auf die Eingangseinrichtung anspricht zum Speichern der Informationen im Ansprechen auf die gemessene Ausgangsleistung für eine künftige Einstellung des ausgewählten nominellen Ausgangsleistungspegels.
6. Verstärker nach Anspruch 5, wobei die Leistungsauswähleinrichtung eine Einrichtung zum Auswählen von Leistungsteilpegeln umfasst, die von dem ausgewählten nominellen Ausgangsleistungspegel abweichen;
und wobei die Speichereinrichtung eine Einrichtung zum Aufzeichnen in Bezug auf jeden der nominellen Ausgangsleistungspegel umfasst, wobei die Teilpegel eine Ausgangsleistung hervorrufen, die am nächsten an dem nominellen Ausgangsleistungspegel liegt.
7. Verstärker nach Anspruch 6, der ferner ein Sendesteuergerät umfasst, das angeordnet ist, um einen nominellen Sendeleistungspegel auszuwählen, um verschiedene Leistungsteilpegel, die von dem Pegel abweichen, auszuwählen, um Informationen zu speichern, die den am nächsten liegenden Teilpegel angeben und um den Prozess für jeden anderen nominellen Sendeleistungspegel in Folge..zu wiederholen.
8. Verstärker nach Anspruch 7, wobei jeder Leistungspegel und Teilpegel durch eine Folge von digitalen Werten repräsentiert wird.
9. Leistungsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rückführschleife vorgesehen ist, die eine Abtasteinrichtung zum Abtasten der Ausgangsleistung umfasst und eine Vergleichseinrichtung umfasst zum Aufnehmen und Vergleichen eines Ausgangsleistungssignals von der Abtasteinrichtung mit einem einen Ausgangsleistungspegel bestimmenden Signal, wobei die Leistungssteuereinrichtung angeordnet ist, um die Ausgangsleistung zu steuern und um so die Signale zu entzerren.
10. Leistungsverstärker nach Anspruch 9, wobei die Vergleichereinrichtung angeordnet ist, um das Ausgangsleistungssignal auf einem ersten Eingang zu empfangen und das Leistungsbestimmungssignal auf einem zweiten Eingang zu empfangen, wobei die Eingänge mit einem gemeinsamen Spannungspegel mittels zweier Dioden verbunden sind, wobei die Dioden benachbart zueinander in einer im Wesentlichen isothermischen Beziehung befindlich sind.
11. Verfahren zum Steuern einer Ausgangsleistung bei der Verstärkung eines Funkfrequenzsignals durch einen getakteten Leistungsverstärker, der auf einen Sendesteuerimpuls anspricht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Erzeugen einer vorbestimmten Folge von digitalen Werten im Ansprechen auf jeden Sendesteuerimpuls, um eine Ausgangsleistungs-Zeit-Kennlinie für einen Impuls der Ausgangsleistung zu bestimmen;
Umwandeln jedes digitalen Wertes in ein analoges Signal und Steuern der Verstärkerausgangsleistung in Übereinstimmung mit dem analogen Signal, um eine vorbestimmte Verstärkerantwortfunktion zumindest beim Einschalten und Ausschalten bezüglich sowohl des Frequenzbereichs als auch des Zeitbereichs zu schaffen und zu bewirken, dass die Verstärkerleistung nur zum Beginn des Zeitschlitzes ansteigt und nur zum Ende des Zeitschlitzes abfällt, um das Spektralrauschen in an die Burst-Modulation angrenzenden Kanälen zu verringern;
das den weiteren Schritt des Integrierens der digitalen Werte aufweist, um den Übergang der Ausgangsleistung von einem Digitalwert zum nächsten zu glätten, wobei die Integration eine veränderliche Zeitkonstante aufweist, die sich als Funktion der Folge digitaler Werte ändert.
12. Verfahren nach Anspruch 11, das die folgenden weiteren Schritte umfasst:
Auswählen eines nominellen Ausgangsleistungspegels aus einer Mehrzahl diskreter Pegel;
Steuern der Ausgangsleistung im Ansprechen auf die Auswahl des nominellen Ausgangsleistungspegels durch Ändern der Pegel und Teilpegel der nominellen Ausgangsleistungspegel; und
Messen der tatsächlichen Ausgangsleistung, Speichern der Informationen im Ansprechen auf die gemessene Ausgangsleistung und Einstellen des nominellen Ausgangsleistungspegels zu einem späteren Zeitpunkt, der von den gespeicherten Informationen abhängt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, das die folgenden Schritte umfasst:
Auswählen von Leistungsteilpegeln, die von dem ausgewählten nominellen Pegel abweichen; und
Messen der tatsächlichen Ausgangsleistung, Aufzeichnen der Teilpegel, die eine Ausgangsleistung nahe dem ausgewählten nominellen Ausgangsleistungspegel hervorrufen, und Wiederholen der obigen Stufen für jeden nominellen Ausgangsleistungspegel.
14. Getakteter Leistungsverstärker (2), der auf einen Sendesteuerimpuls (20) zum Verstärken eines Funkfrequenzsignals (3) anspricht, das eine Folge von während eines Zeitschlitzes zu übertragenden Bits umfasst, wobei der getaktete Leistungsverstärker umfasst:
eine Einrichtung (15-19) zum Erzeugen einer vorbestimmten Folge von digitalen Werten im Ansprechen auf jeden Sendesteuerimpuls (20), um eine Ausgangsleistungs-Zeit-Kennlinie für einen Impuls der Ausgangsleistung zu bestimmen;
eine Einrichtung (21), um jeden digitalen Wert in ein analoges Leistungssteuersignal umzuwandeln;
eine Steuereinrichtung (9, 13, 23A, 23B) zum Steuern der Verstärkerausgangsleistung in Übereinstimmung mit dem analogen Leistungssteuersignal, um eine vorbestimmte Verstärkerantwortfunktion zumindest beim Einschalten und beim Ausschalten bezüglich sowohl des Frequenzbereichs als auch des Zeitbereichs zu schaffen und zu bewirken, dass die Verstärkerleistung nur zum Beginn des Zeitschlitzes ansteigt und nur zum Ende des Zeitschlitzes abfällt, um das Spektralrauschen in an die Burst-Modulation angrenzenden Kanälen zu verringern;
eine Rückführschleife, die eine Abtasteinrichtung zum Abtasten der Ausgangsleistung umfasst und eine Vergleichseinrichtung umfasst zum Aufnehmen und Vergleichen eines Ausgangsleistungssignals von der Abtasteinrichtung mit einem einen Ausgangsleistungspegel bestimmenden Signal, wobei die Leistungssteuereinrichtung angeordnet ist, um die Ausgangsleistung zu steuern und um so die Signale zu entzerren,
wobei die Vergleichereinrichtung angeordnet ist, um das Ausgangsleistungssignal auf einem ersten Eingang zu empfangen und das Leistungsbestimmungssignal auf einem zweiten Eingang zu empfangen, wobei die Eingänge mit einem gemeinsamen Spannungspegel mittels zweier Dioden verbunden sind, wobei die Dioden benachbart zueinander in einer im Wesentlichen isothermischen Beziehung befindlich sind.
15. Verstärker nach Anspruch 14, wobei die Einrichtung zum Erzeugen einer Folge von digitalen Werten eine Speichereinrichtung zum Speichern der Folge von digitalen Werten einschließt, und eine Einrichtung, die auf den Sendesteuerirnpuls zum Lesen der gespeicherten Folge von digitalen Werten aus der Speichereinrichtung heraus anspricht, einschließt.
16. Verstärker nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Einrichtung zum Umwandeln der digitalen Werte in ein analoges Leistungssteuersignal eine Integriereinrichtung enthält, die den Übergang der Ausgangsleistung von einem digitalen Wert zum nächsten glättet.
17. Verstärker nach Anspruch 16, wobei die Integriereinrichtung eine veränderliche Zeitkonstante hat, die sich als eine Funktion der Folge digitaler Signale ändert, um so das analoge Leistungssteuersignal zu erzeugen.
18. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen Taktgeber aufweist, der angeordnet ist, um die digitalen Werte in Folge zu erzeugen mit einer Geschwindigkeit, die der Taktfrequenz entspricht, wobei die Taktfrequenz durch die Folge hindurch variabel ist.
19. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner eine Leistungspegelauswähleinrichtung zum Auswählen unterschiedlicher nomineller Ausgangsleistungspegel umfasst;
wobei die Einrichtung zum Erzeugen einer Folge von digitalen Werten angeordnet ist, um eine separate Folge für jeden Leistungspegel, der durch die Auswähleinrichtung ausgewählt wurde, zu erzeugen.
20. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verstärker umfasst:
eine Leistungsauswähleinrichtung zum Auswählen eines nominellen Ausgangsleistungspegels aus einer Mehrzahl von diskreten Pegeln, wobei die Steuereinrichtung zum Steuern der Verstärkerausgangsleistung auf die Leistungsauswähleinrichtung anspricht;
eine Eingangseinrichtung zum Angeben der gemessenen Ausgangsleistung; und
eine Speichereinrichtung, die auf die Eingangseinrichtung anspricht zum Speichern der Informationen im Ansprechen auf die gemessene Ausgangsleistung für eine künftige Einstellung des ausgewählten nominellen Ausgangsleistungspegels.
21. Verstärker nach Anspruch 20, wobei die Leistungsauswähleinrichtung eine Einrichtung zum Auswählen von Leistungsteilpegeln umfasst, die von dem ausgewählten nominellen Ausgangsleistungspegel abweichen;
und wobei die Speichereinrichtung eine Einrichtung zum Aufzeichnen in Bezug auf jeden der nominellen Ausgangsleistungspegel umfasst, wobei die Teilpegel eine Ausgangsleistung hervorrufen, die am nächsten an dem nominellen Ausgangsleistungspegel liegt.
22. Verstärker nach Anspruch 21, der ferner ein Sendesteuergerät umfasst, das angeordnet ist, um einen nominellen Sendeleistungspegel auszuwählen, um verschiedene Leistungsteilpegel, die von dem Pegel abweichen, auszuwählen, um Informationen zu speichern, die den am nächsten liegenden Teilpegel angeben, und um den Prozess für jeden anderen nominellen Sendeleistungspegel in Folge zu wiederholen.
23. Verstärker nach Anspruch 22, wobei jeder Leistungspegel und Teilpegel durch eine Folge von digitalen Werten repräsentiert wird.
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