DE69932136T2

DE69932136T2 - Verfahren und Schaltung zur Linearisierung eines Funkempfängers

Info

Publication number: DE69932136T2
Application number: DE69932136T
Authority: DE
Inventors: Antti Rauhala
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2019-11-03
Also published as: US20030045243A1; FI982409A; EP0999649A2; FI982409A0; DE69932136D1; EP0999649B1; FI106660B; EP0999649A3; US6564043B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Linearisieren eines Funkempfängers. Die Erfindung kann vorteilhafterweise in den Empfangsschaltkreisen von Mobilstationen angewandt werden.
Die Quantität eines Signals in einem Funkempfänger wird durch ein Rauschen und eine Interferenz erniedrigt, die zu dem Signal auf dem Sende- bzw. Übertragungspfad addiert wird, durch ein Rauschen in den Empfangsschaltungsanordnungen, wie auch durch ein Rauschen und eine Interferenz, die indirekt durch andere Funksignale verursacht wird. Die letzteren beziehen sich auf eine Situation, in welcher ein Signal auf einem benachbarten bzw. Nachbarkanal, welcher momentanerweise wesentlich stärker als das Signal ist, das zu empfangen ist, verschiebt den Arbeits- bzw. Betriebspunkt des Hochfrequenzverstärkers und/oder Mischers in Richtung einer Nichtlinearität und einer Sättigung. Dies erniedrigt das Signal-zu-Rausch-Verhältnis am Verstärkerausgang. In dem Mischer wird sich die Zunahme von einer Nichtlinearität die Intermodulationsprodukte intensivieren und somit den Überalles-Rausch- und Interferenzpegel erhöhen.
Ein grundlegendes Verfahren zum Reduzieren eines Rauschens und einer Interferenz ist ein Filtern bzw. eine Filterung, welche/s in allen Empfängern in vielen Betriebsstufen stattfindet und welche/s nicht weiter in dieser Beschreibung diskutiert werden wird. Vielmehr werden wir die Verbreiterung des linearen Bereiches von Verstärkern und Mischern als ein Mittel des Reduzierens eines Rauschens und einer Interferenz diskutieren. Der lineare Bereich wird breiter wie die Betriebsspannung erhöht wird, oder, wenn die Betriebsspannung unverändert verbleibt, wie der Versorgungsstrom erhöht wird. So kann die Signalqualität verbessert werden, indem mehr Energie in dem Empfänger verwendet wird. In dem Stand der Technik werden die Schaltkreise derart spezifiziert, dass die Signalqualitätserfordernisse selbst in schlechten Rausch- und Interferenzbedingungen bzw. -zustände erfüllt werden werden. Ein Nachteil dieses Verfahren im Hinblick von tragbaren Vorrichtungen besteht darin, dass es eine relative große Energieversorgung erfordert und deshalb die Batterielebensdauer verkürzt.
Von dem Stand der Technik ist ebenso ein Verfahren bekannt, in welchem die Stärke des empfangenen Signals überwacht wird und der Versorgungsstrom des Mischers erhöht wird, wenn die Signalstärke abfällt. Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass es die Qualität des Signals verbessert und Intermodulationsprodukte reduziert, wenn das Feld, das empfangen wird, schwach ist. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass der Versorgungsstrom erhöht werden wird, selbst wenn der Empfänger keine anderen, interferierenden Signale empfänge. Außerdem sind die Verstärker für den schlechtesten Fall zu bemessen bzw. dimensionieren, was in einem relativ großen kontinuierlichen Stromverbrauch in den Verstärkern resultiert.
Dokumente EP-A-0 814 567 A2 und WO 94 06213 A offenbaren Funkempfänger mit einem stromgesteuerten RF bzw. HF-Signalverstärker. Ein Versorgungsstrom des Verstärkers wird gemäß Interferenzbedingungen eingestellt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die zuvor erwähnten Nachteile zu reduzieren, die sich auf den Stand der Technik beziehen.
Die grundlegende Idee der Erfindung lautet wie folgt: Ein Verstärker überwacht die Signalstärke auf dem Empfangskanal und Nachbarkanälen. Zusätzlich kann der Empfänger die Qualität des detektierten Signals bestimmen, indem er seine Bitfehlerrate oder ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis berechnet. Unter normalen Bedingungen, dass heißt, wenn die Signalstärke auf dem Empfangskanal befriedigend ist und auf den Nachbarkanälen gewöhnlich ist, werden die Versorgungsströme der Verstärker am vorderen Ende bzw. Eingangsstufen des Empfängers und wenigstens des ersten Mischers relativ niedrig gehalten. Wenn die Signalstärke unter einen bestimmten Wert auf dem Empfangskanal geht oder einen bestimmten Wert auf einem Nachbarkanal überschreitet, werden die Versorgungsströme erhöht. Dies kann ebenso passieren, wenn sich das Bitfehlerverhältnis oder das Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu einer bestimmten Grenze herunter verschlechtert. Eine Einstellung der Versorgungsströme kann in einem oder in mehreren Schritten stattfinden.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Energieverbrauch des Empfängers reduziert werden kann, ohne dass die Signalqualität erniedrigt wird. Dies bedeutet eine längere Lebensdauer für die Batterie oder, wenn die Lebensdauer der Batterie unverändert belassen wird, dass eine kleinere Batterie verwendet werden kann. Wenn der mittlere Energieverbrauch der Gleiche wie in den Empfängern des Standes der Technik belassen bzw. beibehalten wird, ist der Vorteil eine bessere Signalqualität.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Linearisieren eines Funkempfängers wird durch Anspruch 1 gekennzeichnet.
Die Anordnung gemäß der Erfindung zum Linearisieren eines Funkempfängers wird durch Anspruch 11 gekennzeichnet.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der nachstehenden Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Es zeigen
1 ein Blockdiagramm eines typischen Funkempfängers gemäß des Standes der Technik,
2 die Struktur von 1, die mit einem funktionsmäßigen Block bzw. Funktionsblock gemäß der Erfindung ergänzt wird,
3 ein Beispiel einer Versorgungsstromsteuerung gemäß der Erfindung,
4 ein zweites Beispiel einer Versorgungsstromsteuerung gemäß der Erfindung,
5 ein drittes Beispiel einer Versorgungsstromsteuerung gemäß der Erfindung,
6 ein Beispiel ein Versorgungsstromsteuerung gemäß der Erfindung, und
7 ein Beispiel einer Mixerversorgungsstromsteuerung gemäß der Erfindung.
1 ist ein vereinfachtes Beispiel eines Funkempfängers ohne Niederfrequenzkomponenten. Eine Antenne ANT wird an einen Duplex-Filter F1 gekoppelt, welcher zum Beispiel in Mobiltelefonen gebraucht wird. Der Filter F1 ist an einen Vorverstärker mit niedrigem Rauschen A1 gekoppelt. Der Verstärker A1 ist an einen Kanalauswahlfilter F2 in dem Abstimmer gekoppelt, und der Filter F2 ist an einen Verstärker A2 gekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers A2 ist an den ersten Eingang eines ersten Mischers M1 gekoppelt. Der zweite Eingang des Mischers M1 ist mit einem lokalen Oszillator O1 verbunden. Der Ausgang des Mischers M1 ist an einen Verstärker A3 gekoppelt, und der Ausgang des letzteren wird an einen ersten Zwischenfrequenz-(IF bzw. ZF)-filter F3 gekoppelt. Der Ausgang des Filters F3 ist an den ersten Eingang eines zweiten Mischers M2 gekoppelt. Der zweite Eingang des Mischers M2 ist mit einem zweiten lokalen Oszillator O2 verbunden. Der Ausgang des Mischers M2 ist an einen zweiten IF bzw. ZF-Filter F4 gekoppelt und der Ausgang des letzteren ist mit einem Detektor DET gekoppelt. Der Detektor DET stellt ein Basisbandsignal s_b zur Verfügung. Die Verstärker und Mischer in dem Empfänger werden in dieser Beschreibung und insbesondere in den Anspruch als „lineare Einheiten" genannt. In dem idealen Fall arbeiten sie in einer total linearen Weise in allen Situationen. In der Praxis ist eine Nichtlinearität in ihren Arbeitsweisen vorhanden, welche eine Signalerniedrigung hervorruft. Je höher die Signalpegel sind, die zu verarbeiten sind, desto mehr ist da eine Nichtlinearität in der Arbeitsweise der linearen Einheiten vorhanden.
2 zeigt eine ähnlichen Signalpfadstruktur wie 1. Einheit 21 schließt die linearen Einheiten, oder Verstärker A1, A2, A3 wie auch Mischer M1 und M2 ein. Was zusätzlich zu 1 ist, ist eine Steuereinheit 22 gemäß der Erfindung zum Kontrollieren der Versorgungsströme der linearen Einheiten. Der Detektor DET stellt Informationen über die Signalstärke (RSS) auf dem Kanal zur Verfügung, auf welchen der Empfänger abgestimmt ist. In dem Beispiel von 2 ist das gesendete bzw. übertragenene Signal digital. Eine Einheit 23 berechnet das Bitfehlerverhältnis (BER), das die Qualität des empfangenen und detektierten Signals s_b beschreibt. Der Betrieb von Einheit 23 kann in der Form eines Computerprogramms realisiert wer den. Die Signale RSS und BER werden zu der Steuereinheit 22 genommen, deren Ausgänge an die linearen Einheiten gekoppelt sind. Ein Steuersignal c_A1 setzt den Versorgungsstrom des Verstärkers A1. Ähnlich setzt ein Signal c_A2 den Versorgungsstrom von Verstärker A2, ein Signal c_M1 setzt das von Mischer M1, ein Signal c_A3 setzt das von Verstärker A3 und ein Signal c_M2 setzt das von Mischer M2.
Alternativ kann die Qualität des detektierten Signals bestimmt werden, indem sein Signal-zu-Rausch-Verhältnis berechnet wird. In diesem Fall stellt eine Einheit 23 ein Signal SNR (Signal-zu-Rausch-Verhältnis) zur Verfügung.
3 bezieht sich auf ein einfaches Beispiel einer Versorgungsstromsteuerung für die linearen Einheiten. Eine Steuereinheit 32 empfangt nur die Empfangssignalstärke-RSS-informationen, welche Schwellwerte S31 und S32 aufweisen. Die Steuereinheit 32 erzeugt ein Ein-Bit-Steuersignal c, welches zu allen linearen Einheiten A1, A2, M1, A3, und M2 genommen bzw. gegeben wird. Der Versorgungsstrom einer gegebenen linearen Einheit weist zwei Werte auf. Versorgungsströme werden mit einem Signal c gemäß der unten stehenden Tabelle gesteuert.
Ein Unterindex nimmt Bezug auf eine lineare Einheit. I_il steht für den niedrigeren Versorgungsstromwert der linearen Einheit und I_ih steht für den höheren Versorgungsstromwert. Wenn die Signalstärke RSS nicht mehr als S31 ist, ist das Signal c 0 und die Versorgungsströme der linearen Einheit sind bei ihren höheren Werten. Die relativ großen Versorgungsströme sind darin behilflich, die Effekte von einer möglichen Interferenz von außerhalb des Empfangskanals zu reduzieren. Wenn die Signalstärke RSS zwischen S31 und S32 ist, ist das Signal c1 und die Versorgungsströme sind bei ihren niedrigeren Werten. Die relativ kleinen Versorgungsströme sind darin behilflich, den Energieverbrauch zu reduzieren. Wenn die Signalstärke wenigstens S32 ist, ist das Signal c1 und die Versorgungsströme sind wieder bei ihren höheren Werten. Ein Erhöhen der Versorgungsströme auf diesem Wege verhindert, dass sich die Betriebs- bzw. Arbeitspunkte der linearen Einheiten in die nichtlineare Region verschieben, wenn da ein ausnahmsweise starkes Signal auf dem Empfangskanal ist.
4 bezieht sich auf ein zweites Beispiel einer Versorgungsstromversorgung für die linearen Einheiten. Eine Steuereinheit 42 empfängt von dem Detektor DET eine Anzeige über entweder die Kanalsignalstärke RSS oder die Stärke von irgend einem Signal auf dem Empfangsband. Ein Signal von der Abstimmungssteuerung des Empfängers zeigt den Kanal an. Ein Signal RSS hat einen Schwellwert S4, welcher zu einer relativ niedrigen Empfangssignalstärke korrespondiert. Ein Signal RSS_n hat ebenso einen Schwellwert Sn, welcher zu einer relativ hohen Signalstärke auf dem Kanal korrespondiert. Die Steuereinheit 42 stellt zwei Ein-Bit-Steuersignale c_A und C_M zur Verfügung. Signal c_A ist 0, wenn ein Signal RSS größer als S4 ist und das Signal RSS_n zur gleichen Zeit kleiner als Sn ist. Andernfalls ist das Signal c_A 1. Das Signal c_A wird zu den Verstärkern A1 und A2 genommen. Das Signal c_M ist 1, wenn das Signal RSS nicht größer als S4 ist und das Signal RSS_n zur gleichen Zeit wenigstens Sn ist. Andernfalls ist das Signal c_M ist 0. Das Signal c_M wird zu dem Mischer M1, dem Verstärker A3 und dem Mischer M2 genommen. Wenn das Signal c_A oder das Signal c_M 0 ist, ist der fragliche Versorgungsstrom in der linearen Einheit niedriger, und, umgekehrt, wenn das Signal c_A oder c_M 1 ist, ist der Versorgungsstrom höher. Somit werden die Versorgungsströme der linearen Einheit gemäß der unten stehenden Tabelle gesteuert. RSS_n steht für die Signalstärke des Nachbarkanals, in welchem die Signalstärke größer ist. Unterindex A nimmt Bezug auf die linearen Einheiten A1 und A2, und Unterindex M nimmt Bezug auf lineare Einheiten M1, A3 und M2. Unterindex 1 nimmt Bezug auf den niedrigeren Versorgungsstrom der linearen Einheit, und Unterindex h nimmt Bezug auf den höheren Versorgungsstrom. Zum Beispiel bedeutet I_M1, dass der Versorgungsstrom in den Mischern M1 und M2 und in dem Verstärker A3 auf den niedrigeren Wert gesetzt wird.
Wenn die Signalstärke auf dem Empfangskanal normal oder relativ hoch ist, und auf dem Nachbarkanal normal oder relativ niedrig ist, werden alle Versorgungsströme der linearen Einheit auf die niedrigeren Werte gesetzt. Wenn die Signalstärke auf dem Empfangskanal relativ niedrig absinkt, werden die Versorgungsströme der Verstärker A1 und A2 am vorderen Ende erhöht. Wenn die Signalstärke auf dem Empfangskanal wenigstens normal ist, aber auf einem Nachbarkanal relativ hoch ist, werden die Versorgungsströme von Verstärker A1 und A2 auf die höheren Werte gesetzt und die Versorgungsströme der anderen linearen Einheiten werden auf die niedrigeren Werte gesetzt. Wenn die Signalstärke auf dem Empfangskanal relativ niedrig ist und auf einem Nachbarkanal relativ hoch ist, werden die Versorgungsströme von allen linearen Einheiten auf die höheren Werte gesetzt.
5 bezieht sich auf ein drittes Beispiel einer Versorgungsstromsteuerung für die linearen Einheiten. Eine Steuereinheit 52 empfängt eine Empfangskanalsignalstärkenanzeige RSS und eine Empfangskanalbitfehlerverhältnisanzeige BER. Das Signal RSS hat zwei Schwellwerte S51 und S52. Das Signal BER hat ebenso zwei Schwellwerte E1 und E2. Die Steuereinheit stellt drei Versorgungsstromsteuersignale c_A1, c_AM1 und c_AM2 zur Verfügung. Das Signal c_A1 hat zweit Bits und wird zu dem Verstärker A1 genommen. So kann der Versorgungsstrom des Verstärkers A1 vier Werte annehmen. Das Signal c_AM1 hat ebenso zwei Bits und wird zu dem Verstärker A2 und dem Mischer M1 genommen. So können die Versorgungsströme dieser Einheiten jeweils vier Werte einnehmen. Das Signal c_AM2 hat ein Bit und wird zu dem Verstärker A3 und dem Mischer M2 genommen. So können die Versorgungsströme dieser Einheiten jeweils zwei Werte annehmen. Der logische Arbeitsweise der Steuereinheit 52 ist derartig angeordnet, dass die Versorgungsstromsteuerung für die linearen Einheiten zum Beispiel im Einklang mit der unten stehenden Tabelle ist. Zur Einfachheit werden Versorgungsstromwerte nur durch Zahlen auf der rechtshändigen bzw. rechten Seite der Tabelle bezeichnet. Nummer 1 bedeutet die niedrigsten Versorgungsstromwerte, Nummer zwei bedeutet die zweiten niedrigsten Werte, Nummer 3 bedeutet die dritt niedrigsten Werte und Nummer 4 bedeutet die höchsten Versorgungsstromwerte.
Wenn die Signalstärke RSS auf dem Empfangskanal normal ist, dass heißt, größer als S51 ist, und das Bitfehlerverhältnis BER relativ niedrig ist, werden die Versorgungsströme aller linearen Einheiten relativ klein gehalten. Wenn das Bitfehlerverhältnis relativ hoch ist, dass heißt, größer als der Schwellwert E2, werden die Versorgungsströme aller linearen Einheiten auf die Maximalwerte, ungeachtet des Signalstärken wertes, gesetzt. Wenn das Bitfehlerverhältnis hoch ist, sogar obwohl die Signalstärke auf dem Empfangskanal normal ist, ist die wahrscheinliche Ursache ein außergewöhnlich starkes Signal auf dem Nachbarkanal, so dass da ein spezieller Grund ist, die Linearität der linearen Einheiten zu verbessern. Der Rest der neun Fälle, die in der Tabelle gezeigt sind, fallen zwischen diese Fälle. Zum Beispiel stellt Zeile 5 der Tabelle einen Fall dar, in welchem die Signalstärke etwas kleiner als normal ist und das Bitfehlerverhältnis etwas größer als normal ist. Der Versorgungsstrom des ersten Verstärkers A1 wird dadurch auf den zwei höchsten Wert gesetzt, die Versorgungsströme des Verstärkers A2 und des Mixers M1 werden auf den zweit kleinsten Wert gesetzt, und die Versorgungsströme des Verstärkers A3 und des Mixers M2 werden auf die kleinsten Werte gesetzt. Natürlicherweise wird ein geeignetes Zurückbleiben bzw. Nacheilen in der Arbeitsweise der Steuereinheit 52 angeordnet, damit ein oszillatorisches Phänomen in dem Steuerungsprozess nicht auftritt.
6 zeigt ein Beispiel einer Versorgungsstromsteuerung einer linearen Einheit. In diesem Beispiel ist die lineare Einheit 61 ein Verstärker, der durch ein Differentialpaar realisiert wird. Der Versorgungsstromsteuerungsschaltkreis 62 umfasst Transistoren Q1 und Q2, Widerstände R1, R2, und R3, wie auch Schalter k_a und k_b. Der Schalter k_a ist in Serie mit dem Widerstand R2 und der Schalter k_b ist in Serie mit dem Widerstand R3. Beide Serienverbindungen sind parallel mit dem Widerstand R1 gekoppelt. Ein Ende der ganzen parallelen Verbindung, welche somit drei Zweige aufweist, wird an den höheren Energieversorgungsspannungs-V_CC-anschluß der Spannungsversorgung gekoppelt und das andere Ende ist mit dem Kollektor des Transistors Q1 gekoppelt. Der Kollektor und die Basis von Transistor Q1 sind zusammen gekoppelt und der Emitter wird an den niedrigeren Energieversorgungsspannungs-V_EE-anschluß der Spannungsversorgung gekoppelt. Der Kollektor von Transistor Q2 ist zu Verstärker 61 derart gekoppelt, dass der Gesamtstrom I der Transistoren in den Verstärkern an den Kollektor gebracht wird. Die Basis von Transistor Q2 wird an die Basis von Transistor Q1 gekoppelt und der Emitter von Transistor Q2 wird an den Emitter von Transistor Q1 gekoppelt. Somit hat der Transistor Q2 die gleiche Steuerspannung V_BE wie der Transistor Q1. Wenn die Transistoren identisch wären, würden ihre Kollektorströme ebenso gleich sein. Von dem Standpunkt der Erhaltung der Energie wird der Transistor Q1 vorteilhafterweise derartig hergestellt, dass sein Kollektorstrom kI bedeutend kleiner ist als der Kollektorstrom I von Transistor Q2. So dient das Transistorpaar Q1, Q2 als ein Stromverstärker, wobei der Stromgewinn bzw. die -verstärkung 1/k zum Beispiel 10 ist. In der zuvor erwähnten drei-Zweige-Parallel-Verbindung ist der Strom von bzw. durch den Widerstand R1 I₁, der Strom des Widerstands R2 ist I₂ und der Strom des Widerstands R3 ist I₃. Somit ist der Strom KI des Transistors Q1 die Summe I₁ + I₂ + I₃. Der Strom I₂ ist Null, wenn der Schalter k_a offen ist, und der Strom I₃ ist Null, wenn der Schalter k_b offen ist. Die Schalter k_a und k_b werden mit einem zwei-Bit digitalen Signal c = AB gesteuert. Wenn das Bit A 0 ist, ist der Schalter k_a offen, und wenn das Bit A1 ist, ist der Schalter k_a geschlossen. Korrespondierenderweise bestimmt Bit B den Status von Schalter k_b. Die Steuerung für den gesamten Strom kI ist somit im Einklang mit der unten stehenden Tabelle. Dem Versorgungsstrom I des Verstärkers 61 folgt der Strom kI gemäß der oben stehenden Beschreibung.
In 6 wird der Versorgungsstromsteuerschaltkreis 62 mit bipolaren Transistoren realisiert. Eine korrespondierende Struktur kann natürlicherweise realisiert werden, indem zum Beispiel MOS-(Metal Oxide Semiconductor, Metalloxidhalbleiter)-Transistoren verwendet werden. Der Schaltkreis, der mit Transistoren Q1 und Q2 realisiert wird wie auch andere Schaltkreise, die auf dem gleichen Prinzip arbeiten, werden „Stromspiegel" in den Ansprüchen genannt.
7 zeigt ein anderes Beispiel des Steuerns eines Versorgungsstroms einer linearen Einheit. In diesem Fall ist die lineare Einheit 71 ein analoger Multiplizierer, der als ein Mischer verwendet wird: Er empfängt ein RF bzw. HF- oder IF bzw. ZF-Signal und einen Unterträger von einem lokalen Oszillator. Der Mischer produziert ein Signal, dessen Spektrum das Spektrum des Eingangssignals einschließt, das sowohl aufwärts als auch abwärts verschoben ist. Die Steuerschaltung 72 für den Versorgungsstrom I des analogen Multiplizierers 71 umfasst die Transistoren Q1 und Q2, die Widerstände R1 und R2 wie auch einen Schalter k. Der Kollektor von Transistor Q1 ist an den bzw. mit dem ersten Zweig des analogen Multiplizierer 71 gekoppelt, und der Kollektor von Transistor Q2 ist an den zweiten Zweig des analogen Multiplizierers gekoppelt. Der Emitter von Transistor Q1 und der Emitter von Transistor Q2 werden sowohl an den negativen Spannungs-V_EE-anschluß der Spannungsversorgung gekoppelt, der erste über einen Widerstand, dessen Widerstand relativ niedrig ist, und der letztere über einen Widerstand R4. Die Basen der Transistoren Q1 und Q2 werden an einander gekoppelt. Wenn die Widerstände von Widerständen R3 und R4 identisch sind und Transistoren Q1 und Q2 identisch sind, sind die Kollektorströme der Transistoren ebenso identisch, dass heißt, sie sind die Hälfte des Versorgungsstroms I des analogen Multiplizierers 71. Widerstand R2 und der Schalter k sind in Serie gekoppelt bzw. geschaltet, und diese Serienverbindung ist parallel mit dem Widerstand R1 geschaltet. Ein Ende der Parallelverbindung bzw. -schaltung ist an eine Signalmasse gekoppelt und das andere Ende ist mit den Basen der Transistoren Q1 und Q2 gekoppelt. Der Schalter k wird gesteuert mit einem Ein-Bit-Signal c. Wenn das Signal c0 ist, ist der Schalter k offen und der Steuerstrom I_B der Transistoren Q1 uns Q2 ist V_B/R₁, wobei V_B die Basisspannung des Transistors ist. Wenn das Signal c1 ist, ist der Schalter k geschlossen und der Steuerstrom I_B ist V_B/R₁ + V_B/R₂. Somit erhöht sich die die Steuerspannung I_B, die hervorruft, dass sich der Versorgungsstrom I ebenso erhöht. Gewünschte Werte für den Versorgungsstrom I können erreicht werden, indem geeignete Resistanzen bzw. Widerstandswerte für die Widerstände R1, R2, R3 und R4 gewählt wird. Natürlicherweise können eine Stromspiegelstruktur ebenso zum Steuern des Mischerversorgungsstroms verwendet werden.
Oben wurden Verfahren gemäß der Erfindung zum Steuern der Versorgungsströme von linearen Einheiten in einem Funkempfänger beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die Fälle, die beschrieben werden, beschränkt. Die Anzahl an linearen Einheiten, die zu steuern sind, kann variieren. Eine direkte Abtastung hat als solches irgend welche Mischer. In diesem Fall kann der Versorgungsstrom des Analog/Digital-Wandlers gesteuert werden.
In diesem Fall kann der Versorgungsstrom des Detektors gesteuert werden. Die Anzahl an Werten, die für einen besonderen bzw. einzelnen Versorgungsstrom gesetzt bzw. eingestellt wird, kann variieren. Die Art, in welcher die Erniedrigung des empfangenen Signals in die Steuerung der Versorgungsströme in Betracht gezogen wird, kann stark variieren. Die erfinderische Idee kann in bzw. auf zahlreichen Wegen innerhalb des Umfangs bzw. Schutzbereichs, der durch die unabhängigen Ansprüche definiert wird, angewandt werden.

Claims

Verfahren zum Linearisieren eines Funkempfängers, wobei – ein von einer Antenne empfangenes Signal verstärkt wird und das verstärkte Signal erfasst wird, – das empfange Signal durch zumindest eine Lineareinheit verarbeitet wird, – zumindest ein Qualitätsfaktor des erfassten Signals gemessen wird, – der Versorgungsstrom der mindestens einen Lineareinheit auf der Basis der Messergebnisse gesteuert wird, und – die mindestens eine Lineareinheit mit einer festen Versorgungsspannung versorgt wird, – eine Signalstärke auf dem Empfangskanal gemessen wird, – der Versorgungsstrom der mindestens einen Lineareinheit erhöhen wird, wenn die Signalstärke auf dem Empfangskanal unter einen vorbestimmten Schwellenwert absinkt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Signalstärke mindestens eines anderen Kanals als der Empfangskanal gemessen wird, und – der Versorgungsstrom der mindestens einen Lineareinheit erhöht wird, wenn die Signalstärke auf dem anderen Kanal einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des mindestens einen Qualitätsfaktors des erfassten Signals einen Schritt einschließt, in dem eine Bitfehlerrate (BER) für das Signal berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des mindestens einen Qualitätsfaktors des erfassten Signals einen Schritt einschließt, in dem ein Signal-Rausch-Verhältnis für das Signal berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schwellenwerte für die Signalstärke mindestens eines Kanals spezifiziert sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsstrom mindestens einer Lineareinheit erhöht wird, wenn die Bitfehlerrate auf dem Empfangskanal einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schwellenwerte für die Bitfehlerrate des Empfangskanals spezifiziert sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsstrom mindestens einer Lineareinheit erhöhen wird, wenn das Signal-Rausch-Verhältnis auf dem Empfangskanal unter einen vorbestimmten Schwellenwert absinkt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Schwellenwerte für das Signal-Rausch-Verhältnis des Empfangskanals spezifiziert sind.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Einstellungen für den Versorgungsstrom mindestens einer Lineareinheit spezifiziert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsstrom einer Lineareinheit stufenlos gesteuert wird.
Anordnung zum Linearisieren eines Funkempfängers (20), die umfasst: – ein Mittel zum Erfassen einer empfangenen Signals und mindestens eine Lineareinheit (A1, A2, M1, A3, M2) mit Stromversorgungsschaltungen zur Verarbeitung des empfangenen Signals, – ein Mittel zum Messen mindestens eines Qualitätsfaktors des erfassten Signals, und – Mittel (22, 62, 72) zum Steuern eines Versorgungsstroms der Lineareinheit auf der Basis der Messergebnisse, und wobei die mindestens eine Lineareinheit eine feste Versorgungsspannung aufweist, – ein Mittel zum Messen einer Signalstärke auf dem Empfangskanal, – ein Mittel zum Erhöhen des Versorgungsstroms der mindestens einen Lineareinheit, wenn die Signalstärke auf dem Empfangskanal unter einen vorbestimmten Schwellenwert absinkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ferner umfasst: – ein Mittel zum Messen der Signalstärke mindestens eines anderen Kanals als der Empfangskanal gemessen wird, und – ein Mittel zum Erhöhen des Versorgungsstroms der mindestens einen Lineareinheit, wenn die Signalstärke auf dem anderen Kanal einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Messen mindestens eines Qualitätsfaktors des erfassten Signals ein Mittel zum Berechnen einer Bitfehlerrate umfasst.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Messen mindestens eines Qualitätsfaktors des erfassten Signals ein Mittel zum Berechnen eines Signal-Rausch Verhältnisses umfasst.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (22) zum Steuern der Versorgungsströme der Lineareinheiten eine separate Logikeinheit umfasst.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (22) zum Steuern der Versorgungsströme der Lineareinheiten ein Programm umfasst, das in dem Prozessor der Empfängers ausgeführt wird.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Steuern der Versorgungsströme der Lineareinheiten eine analog steuerbare Stromquelle umfasst.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Steuern der Versorgungsströme der Lineareinheiten eine digital steuerbare Stromquelle umfasst.
Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (62) einen Stromspiegel umfasst.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (22) zum Steuern der Versorgungsströme der Lineareinheiten eine analoge Verstärkereinheit umfasst.