DE69932494T2

DE69932494T2 - Stromversorgung eines Funkendgerätes

Info

Publication number: DE69932494T2
Application number: DE69932494T
Authority: DE
Inventors: Luc Attimont; Jannick Bodin
Original assignee: TCT Mobile Ltd
Current assignee: TCT Mobile Ltd
Priority date: 1999-01-18
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: EP1024612A1; PT1024612E; FR2788647A1; ATE334518T1; ES2270569T3; EP1024612B1; FR2788647B1; DE69932494D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgung eines Funkendgerätes, die eine Übertragung im TDMA-Verfahren (Vielfachzugriff im Zeitmultiplex) nutzt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Funksystemen oder Systemen mit einem Funkübertragungsblock. Sie bezieht sich insbesondere auf Funksysteme, die eine schaltbare Stromversorgung oder einen Batterieaufladekreis nutzen, welche Geräusche erzeugen oder Funktionsstörungen in dem Funkübertragungsblock nach sich ziehen.
Bei den Funkendgeräten kann es sich entweder um Funktelefone, d.h. mobile Endgeräte, oder um Endgeräte für die digitale Datenübertragung handeln. Diese Endgeräte werden mit einem Sende-/Empfänger-Modul ausgestattet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Funksysteme, welche die TDMA-Kommunikationsstandards wie GSM (Global System for Mobile Communication) (zellulare Mobilkommunikation der zweiten Generation), DCS (Digital Communication System) (Digitales Kommunikationssystem) oder PCS (Personal Communication Services) (Personenbezogene Kommunikationsdienstleistungen) verwenden.
Nach diesen TDMA-Kommunikationsstandards arbeitet der Funk mit Zeitintervallen beim Senden, mit Zeitintervallen beim Empfangen und Zeitintervallen, in denen keinerlei Funkaktivitäten stattfinden.
Eines der Probleme, die bei diesen Funksystemen auftreten, liegt in der Kompatibilität zwischen dem Übertragungsblock und den Schaltkreisen in unmittelbarer Nähe. Insbesondere die schaltbare Stromversorgung verursacht beim Senden und beim Empfangen des Funksignals Störungen.
Zahlreiche Lösungen wurden im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, um dieses Geräuschproblem oder diese Funktionsstörung zu beheben, die durch eine schaltbare Stromversorgung im Betrieb des Funkübertragungsblockes hervorgerufen wird.
So wurden Änderungen an der Struktur der Bauteile vorgeschlagen, um die Geräusche zu reduzieren. Diese Lösung ist jedoch schwer umzusetzen, da dazu Bauteile mit geringem Geräuschpegel benötigt werden. Außerdem werden mit einer solchen Lösung die für die Stromversorgung möglichen Konfigurationen begrenzt.
Es wurde auch vorgeschlagen, die Funksysteme um Filter und/oder Kondensatoren zu ergänzen. Doch damit würden sich die Kosten, die Größe und das Gewicht der Geräte unmittelbar erhöhen, wo doch gerade im Mobilfunk eine Miniaturisierung erwünscht ist.
Eine weitere Lösung besteht darin, den Funkübertragungsblock für die schaltbare Stromversorgung abzutrennen, indem Isolierelemente eingeführt werden. Diese Lösung ist allerdings bei tragbaren Telefonen, beispielsweise aus Gründen der Abmessungen, nicht durchführbar.
Eine radikalere Lösung besteht darin, die schaltbare Stromversorgung wegzulassen, und nur eine aufladbare Hilfsstromversorgung zu verwenden. Diese Lösung ist allerdings hinsichtlich Autonomie und Leistungsfähigkeit begrenzt.
Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, die Funkverbindung selbst zu ändern, um sie gegen die im Zusammenhang mit den Geräuschen auftretenden Probleme unempfindlich zu machen. Solche Änderungen sind jedoch nicht immer möglich und auch nicht immer ausreichend.
Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung für die Störungsprobleme vorzuschlagen, die durch die unmittelbare Nähe einer schaltbaren Stromversorgung mit einem Funkübertragungsblock hervorgerufen werden.
Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des bisherigen Standes der Technik zu beseitigen.
Zu diesem Zweck schlägt die vorliegende Erfindung vor, die schaltbare Stromversorgung während der Zeitintervalle der Funkaktivität zu verhindern, in denen der Funkübertragungsblock von einer nicht schaltbaren Hilfsstromversorgung gespeist wird.
Somit wird mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, das Problem der Kompatibilität zwischen einer schaltbaren Stromversorgung mit einem Funkübertragungsblock zu lösen, indem vermieden wird, dass sie zur gleichen Zeit in Betrieb sind.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Stromversorgung wie sie in Anspruch 1 definiert wird.
Nach einem weiteren Merkmal besteht die Hilfsstromversorgung aus einem Kondensator.
Nach einem weiteren Merkmal besteht die Hilfsstromversorgung aus einer wiederaufladbaren Batterie.
Nach einem weiteren Merkmal bestehen die Inhibitionselemente aus einem Folgeschalter, der geeignet ist, ein Inhibitionssignal zu erzeugen.
Nach einem weiteren Merkmal erzeugt der Folgeschalter darüberhinaus ein Aktivierungssignal für den Funkübertragungsblock.
Nach einem weiteren Merkmal handelt es sich bei dem Inhibitionssignal um ein digitales Signal.
Nach einem weiteren Merkmal handelt es sich bei dem Inhibitionssignal um ein digitales Signal.
Nach einem weiteren Merkmal besteht das gleiche Signal aus dem Inhibitionssignal und aus dem Aktivierungssignal.
Nach einem weiteren Merkmal ist das einzige Signal, das aus dem Inhibitionssignal und aus dem Aktivierungssignal besteht, ein digitales Signal.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass es möglich ist, eine geräuscherzeugende Stromversorgung mit einer geräuschempfindlichen Funkschaltung zu verwenden, weil diese beiden Elemente nicht zur gleichen Zeit arbeiten, oder weil das Rauschspektrum der primären, geräuscherzeugenden Stromversorgung in einen Frequenzbereich verschoben wird, der für die geräuschempfindliche Funkverbindung unschädlich ist.
Die vorliegende Erfindung hat also den Vorteil, dass sie die Anforderungen an die Wahl der Komponenten für die Stromversorgung und die Funkverbindung reduziert.
Die Stromversorgung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt darüberhinaus den Vorteil, dass sie ökonomisch und einfach durchzuführen ist. Das Signal, das zur Inhibition der Stromversorgung verwendet wird, besteht nämlich vorzugsweise aus einem digitalen Signal, das durch eine auf einer elektronischen Chipkarte integrierten Stromversorgung leicht erfasst wird.
Weitere Vorteile und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen ist. Es wird dabei auf die Figuren im Anhang Bezug genommen, wobei
1 ein Stromversorgungsschema gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
2 ein Zeitdiagramm ist, das die aufeinanderfolgenden Zustände des Übertragungsblocks und der Stromversorgungen veranschaulicht.
1 zeigt die verschiedenen Elemente eines Funkendgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer Form.
Das Funkendgerät sowie die Stromversorgung sind vorzugsweise auf einer Leiterplatte integriert. Diese Leiterplatte kann beispielsweise in ein tragbares Telefon (Handy) integriert werden.
Das Funkendgerät besitzt einen Übertragungsblock 3, der mit einer Antenne A verbunden ist, welche geeignet ist, ein Funksignal zu empfangen und auszusenden. Ein Koppler 31 lenkt das empfangene Signal zu einem Empfangsblock R des Endgerätes und überträgt das zu sendende Signal zur Antenne A. Das Endgerät besitzt auch einen Leistungsverstärker 4.
Darüberhinaus besitzt das Endgerät einen Folgeschalter 10 mit einem Zähler, der geeignet ist, ein Taktsignal zu erzeugen, das die Perioden der Aktivierung des Funkübertragungsblocks steuert. Somit arbeitet der Übertragungsblock mit Vielfachzugriff im Zeitmultiplex mit Zeitintervallen It, in denen der Übertragungsblock im Sendemodus oder im Empfangsmodus arbeitet, und Zeitintervallen, in denen an dem Funkübertragungsblock keine Aktivität verzeichnet wird.
Der Folgeschalter 10 erzeugt ebenfalls ein Aktivierungssignal 20 zum Übertragungsblock 3. Dieses Aktivierungssignal 20 ist direkt mit den Zeitintervallen It der Funktätigkeit des Endgerätes verbunden.
Bei dem Aktivierungssignal 20 handelt es sich vorzugsweise um ein digitales Signal, das von dem Chip in dem Übertragungsblock 3 als Aktivierungsbefehl oder als Ruhebefehl interpretiert wird.
Das Funkendgerät besitzt darüberhinaus eine Stromversorgung, die aus mindestens einer primären, schaltbaren Stromversorgung 1 und einer nicht schaltbaren Hilfsstromversorgung 2 besteht.
Die primäre Stromversorgung 1 kann das gesamte Funkendgerät oder auch nur einen Teil des Endgerätes, beispielsweise den Funk, oder einen anderen Teil, der sich je nach den Anwendungen ändern kann, mit Strom versorgen. Es ist sogar vorstellbar, dass mit der primären Stromversorgung 1 das Endgerät nicht versorgt wird, sondern dass die Stromversorgung in das Endgerät integriert ist und inhibiert werden muss, wenn der Funk aktiviert ist.
Nach einer besonderen Ausführungsart besitzt das Funkendgerät zwei laute Stromversorgungen. Mit einer ersten Stromversorgung wird nur der Leistungsverstärker 4 mit Strom versorgt, wenn die Spannung der sekundären Stromversorgung hoch ist, und sie versorgt das Endgerät mit Strom, wenn die Spannung der sekundären Stromversorgung schwach wird; und eine zweite Stromversorgung stellt den Ladekreis für die sekundäre Stromversorgung dar. Diese beiden lauten Stromversorgungen können während der Zeiträume von Funkaktivitäten inhibiert werden oder auch nur die erste Stromversorgung kann dynamisch zu einem weniger lauten Modus gezwungen werden.
Die primäre Stromversorgung 1 wird darüberhinaus mit Inhibitionselementen verbunden, die ein Inhibitionssignal 15 erzeugen, das von dem Chip der Stromversorgung 1 als Schaltbefehl interpretiert wird.
Unter "Inhibieren der ersten Stromversorgung 1" versteht man, dass diese Stromversorgung in einen Betriebszustand geschaltet wird, in dem ihr Rauschspektrum den geräuschempfindlichen Stromkreis überhaupt nicht oder nur sehr geringfügig beeinflusst.
Es kann sein, dass die primäre Stromversorgung 1 zu diesem Zweck während der Funktätigkeit durch das Inhibitionssignal unwirksam gemacht wird.
Nach einer vorteilhaften Variante schaltet das Inhibitionssignal die Stromversorgung in einen Betriebmodus, in der das Rauschspektrum der primären Stromversorgung 1 in einen Frequenzbereich – beispielsweise in höhere Frequenzen – verschoben wird, der für den geräuschempfindlichen Stromkreis unschädlich ist. Dies hat den Vorteil, dass die primäre Stromversorgung 1 noch Strom liefern kann, auch wenn ihre Leistung verringert wurde, so dass man eine nicht schaltbare Hilfsstromversorgung 2 mit geringeren Dimensionen vorsehen kann.
Diese Inhibitionselemente bestehen vorzugsweise aus dem Folgeschalter 10, der das Inhibitionssignal 15 in Verbindung mit dem Aktivierungssignal 20 des Funkübertragungsblockes 3 erzeugt.
Bei dem Inhibitionssignal 15 kann es sich vorteilhafterweise um ein digitales Signal handeln.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart stellt das einzige Signal des Folgeschalters 10 das Aktivierungssignal 20 des Funkübertragungsblockes 3 und das Inhibitionssignal 15 der primären Stromversorgung 1 dar.
Wenn also der Funkübertragungsblock 3 aktiviert ist, um in ein Zeitintervall It für den Funkempfang oder die Funkausstrahlung einzutreten, wird die primäre Stromversorgung 1 inhibiert, so dass der Funkbetrieb nicht gestört wird.
Aufgrund dieses Schaltung wird die primäre Stromversorgung 1 in einen weniger geräuschvollen Betriebszustand versetzt, in dem das erzeugte Rauschspektrum für den Funk weniger störend ist, doch in dem auch die Ausbeute der Stromversorgung geringer ist.
Während dieser Zeitintervalle It des Sendens und des Empfangs wird der Funkübertragungsblock 3 von einer Hilfsstromversorgung 3 versorgt, die während der Zeitintervalle von Funkstille wiederaufgeladen wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart kann die Hilfsstromversorgung 2 aus einem Kondensator C bestehen.
Nach einer anderen Art der Ausführung kann die Hilfsstromversorgung 2 aus einer wiederaufladbaren Batterie bestehen.
In 2 ist ein Zeitdiagramm der aufeinanderfolgenden Zustände der verschiedenen Elemente veranschaulicht, die das Funkendgerät bilden.
Durch die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten TDMA-Standards werden jedem Endgerät Zeitintervalle It zugewiesen, in denen ein Funksignal gesendet oder empfangen werden kann, wobei diese Intervalle It regelmäßig mit einem Zeitraum T zurückkehren. Sämtliche Endgeräte können an alle Funkkanäle in dem Frequenzbereich für den verwendeten Telekommunkationsstandard senden und bei einem bestimmten Kanal können mehrere Endgeräte auf demselben Kanal senden und also mit derselben Frequenz, aber nicht zur gleichen Zeit.
Bei dem GSM-Standard beispielsweise können acht Endgeräte alle 4.615 ms auf einem Funkkanal senden und sechzehn Endgeräte können alle 9.23 ms auf einem anderen Funkkanal senden.
In dem Augenblick, in dem ein Intervall It einem bestimmten Endgerät zugeordnet wird, erzeugt der Folgeschalter 10 gleichzeitig ein Aktivierungssignal 20 zum Übertragungsblock 3 und ein Inhibitionssignal 15 zu der primären, schaltbaren Stromversorgung 1.
In 2A ist der Zustand des Funkübertragungsblocks 3, der während der Intervalle It aktiviert ist, so dass er gegebenenfalls ein Signal empfangen oder senden kann.
In 2B ist der Zustand der primären, schaltbaren Stromversorgung 1 veranschaulicht, die während derselben Intervalle It unterbrochen ist. Die nicht schaltbare Hilfsstromversorgung 2 übernimmt dann das Relais für die primäre Stromversorgung 1.
Diese Hilfsstromversorgung 2 besteht vorzugsweise aus einem Kondensator C.
In 2C ist der Betrieb bzw. die Funktionsweise dieser Hilfsstromversorgung 2 veranschaulicht. Der Kondensator wird in den Zeitintervallen der Funkstille aufgeladen und entlädt sich, um den Strom zu liefern, der für den Betrieb des Übertragungsblocks 3 in den Zeitintervallen It des Sendens und/oder Empfangens nötig ist, in denen die primäre Stromversorgung 1 unterbrochen ist.

Claims

Stromversorgung eines Funkendgerätes, die eine Übertragung im TDMA-Verfahren (Vielfachzugriff im Zeitmultiplex) nutzt, mit mindestens einer primären, schaltbaren Stromversorgung (1), die ein Rauschgenerator ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin folgendes besitzt – Inhibitionselemente (15), die geeignet sind, die primäre, schaltbare Stromversorgung (1) während der Funksende- und Funkempfangsaktiväten zu verhindern, – eine nicht schaltbare Hilfsstromversorgung (2), die geeignet ist, den Strom zu liefern, der für das Funkendgerät während der Zeiten der Funkaktivitäten erforderlich ist.
Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstromversorgung (2) aus einem Kondensator besteht.
Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstromversorgung (2) aus einer wiederaufladbaren Batterie besteht.
Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Inhibitionselemente einen Folgeschalter (10) besitzen, der geeignet ist, ein Inhibitionssignal (15) zu erzeugen.
Stromversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Inhibitionssignal (15) aus einem Signal besteht, wodurch die primäre, schaltbare Stromversorgung (1) während des mindestens einen Zeitintervalles (It) der Funktätigkeit unwirksam wird.
Stromversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Inhibitionssignal (15) aus einem Signal besteht, das die primäre, schaltbare Stromversorgung (1) in eine Betriebsart umschaltet, in der das Rauschspektrum der primären, schaltbaren Stromversorgung (1) in einen Frequenzbereich verschoben wird, der für einen rauschempfindlichen Stromkreis, mit dem die Stromversorgung verbunden werden soll, ungefährlich ist.
Stromversorgung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Inhibitionssignal (15) um ein digitales Signal handelt.
Stromversorgung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Folgeschalter (10) außerdem ein Aktivierungssignal (20) für den Funkübertragungsblock (3) erzeugt.
Stromversorgung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aktivierungssignal (20) um ein digitales Signal handelt.
Stromversorgung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Inhibitionssignal (15) und das Aktivierungssignal (20) das gleiche Signal bildet.