EP1620988A1 - Hf circuit arrangement for modulating an hf carrier signal - Google Patents

Hf circuit arrangement for modulating an hf carrier signal

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Publication number
EP1620988A1
EP1620988A1 EP04726973A EP04726973A EP1620988A1 EP 1620988 A1 EP1620988 A1 EP 1620988A1 EP 04726973 A EP04726973 A EP 04726973A EP 04726973 A EP04726973 A EP 04726973A EP 1620988 A1 EP1620988 A1 EP 1620988A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bandwidth
amplitude
signal
phase
control loop
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04726973A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg Nagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1620988A1 publication Critical patent/EP1620988A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C5/00—Amplitude modulation and angle modulation produced simultaneously or at will by the same modulating signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C3/00—Angle modulation
    • H03C3/02—Details
    • H03C3/08—Modifications of modulator to linearise modulation, e.g. by feedback, and clearly applicable to more than one type of modulator
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C3/00—Angle modulation
    • H03C3/02—Details
    • H03C3/09—Modifications of modulator for regulating the mean frequency
    • H03C3/0908—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
    • H03C3/0966—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop modulating the reference clock

Definitions

  • the invention relates to an RF circuit arrangement for amplitude and phase modulation of an RF carrier signal, with an oscillator for providing the RF carrier signal, a power amplifier for amplifying the RF signal coming from the oscillator, a phase locked loop for suppressing phase errors in one Output signal of the power amplifier, an amplitude control loop for suppressing amplitude errors in the output signal of the power amplifier and a directional coupler for decoupling the output signal of the power amplifier for the amplitude control loop and the phase control loop.
  • the RF circuit arrangement is used for high-frequency signal generation and amplification, for example in mobile radio terminals according to the GSM EDGE standard or other mobile radio standards.
  • the output signal of the power amplifier has to meet minimum quality requirements in such RF circuit arrangements.
  • both amplitude and phase control are used in such RF circuit arrangements in order to take account of signal distortions which can occur in the RF circuit arrangement due to non-linear effects of electronic components used.
  • Such components also often contain noise sources which add broadband noise signals to the high frequency output signal generated by the power amplifier.
  • These noise signals can in particular also lie outside a useful signal bandwidth of the power amplifier. It must therefore be stated that two important criteria have to be met for a quality of the output signal of the power amplifier.
  • the modulation of a useful signal on the RF carrier signal must have the required signal accuracy.
  • the output signal of the power amplifier must be kept as free as possible from parasitic secondary signals outside the useful signal bandwidth.
  • Phase locked loop and the amplitude control loop used Phase locked loop and the amplitude control loop used.
  • the use of these control loops has the advantage that they suppress any errors, such as the non-linearities and offsets mentioned above, within their respective control bandwidth. The higher the bandwidths of the control loops, the better the correction of these errors.
  • control loops emit additional noise signals outside of their respective control bandwidth, which generate noise sidebands at a greater frequency spacing from the RF carrier signal, which reduce the quality of the output signal of the power amplifier.
  • noise sidebands it is possible to provide the control loops with small control bandwidths.
  • the object of the invention is to further develop the RF circuit arrangement mentioned at the outset in such a way that the two requirements for high modulation quality and low noise sidebands are better met.
  • This object is achieved in the HF circuit arrangement mentioned at the outset in that a bandwidth of one of the control loops can be set by means of a bandwidth setting device and in which
  • a bandwidth is provided, which contains an assignment between bandwidths of the control loop and measured values for a parameter on which the bandwidth of the control loop depends.
  • the characteristic curve can be implemented, for example, by a table or an analog circuit.
  • At least one of the control loops can be adjusted with regard to its bandwidth. This has the advantage that as much bandwidth -zur- available " ⁇ is for the performed controlling the amplitude and the phase of each set, as required for the currently occurring error. In this way, the noise sidebands occurring on the Control loop go back, effectively suppressed.
  • bandwidth setting device To set the bandwidth of the control loop, use is made of the fact that a dependency between the bandwidth of the control loop and measured values for a parameter on which the bandwidth of the control loop depends is stored in the bandwidth setting device.
  • suitable parameters that can be used for the bandwidth setting must be searched for different types of modulation, such as 80PSK according to the GSM EDGE standard.
  • Is phase locked loop and the parameter is a target amplitude for the amplitude control loop.
  • other parameters are also conceivable, such as an actual amplitude for the amplitude control loop
  • the bandwidth setting device can also be designed to set the bandwidths of the phase locked loop and the amplitude locked loop. This has the advantage that a time-synchronous modulation of amplitude and phase is possible during all modulation states.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an RF circuit arrangement with an amplitude and a phase locked loop
  • FIG. 2 shows a graphical representation of the dependence of an amplitude in the case of a GSM EDGE 80PSK modulation on time
  • FIG. 3 shows a graphical representation of a phase as a function of a GSM 80PSK-modulated signal, the time axis coinciding with that of FIG. 2,
  • Figure 4 shows an RF circuit arrangement with an amplitude and a phase locked loop according to the prior art.
  • a phase setpoint signal ⁇ s and an amplitude setpoint signal A s are present as input signals for the HF circuit arrangement.
  • the desired phase signal ⁇ s is present at a first input of a phase comparator PK.
  • An output signal of the phase comparator PK passes through a low-pass filter LPF1, which is implemented, for example, in the form of an arrangement based on an integrator (loop or loop filter).
  • An output signal of the low-pass filter LPF1 arrives at a VCO local oscillator.
  • a phase-modulated input signal for a power amplifier Amp is present at an output of the local oscillator VCO.
  • the desired amplitude signal A s is present at a first input of an amplitude comparator AK.
  • An output signal of the amplitude comparator AK passes through a second low-pass filter LPF2.
  • the low-pass filter LPF2 is implemented, for example, in the form of an arrangement based on one or two integrators (loop or loop filters). An output signal of the low-pass filter LPF2 reaches the power amplifier Amp, where amplitude modulation and signal amplification are carried out.
  • An output signal of the power amplifier Amp is used in a transmission branch RF, at the end of which an antenna is provided.
  • the RF circuit arrangement also includes as
  • Signal decoupling unit a directional coupler RK, at the input of which the output signal of the power amplifier Amp is present. A part of this output signal, which is both amplitude and phase modulated, is branched off and fed back by means of the directional coupler RK. On a feedback path, the signal branched off by the directional coupler reaches an amplitude and phase determination device APB, with the aid of which an amplitude list signal Ai is sent from the branched signal by the directional coupler to the second input of the amplitude comparator AK.
  • APB amplitude and phase determination device
  • Amplitude and phase determination device incoming phase list signal ⁇ i is led to the second input of the phase comparator PK.
  • FIGS. 1 and 4 A comparison of FIGS. 1 and 4 leads to the result that in FIG. 1 an additional device is provided
  • Bandwidth setting device BBE is provided, which is connected to both low-pass filters LPF1 and LPF2, whose frequency characteristics can be set (filter coefficient set).
  • the bandwidth setting device BBE receives the desired amplitude signal A s as an input signal.
  • In the present embodiment controls the
  • Bandwidth setting device BBE depending on a momentary value of the desired amplitude signal A s , both the bandwidth of the low-pass filter LPF1, which belongs to the phase locked loop, and the bandwidth of the low-pass filter LPF2, which belongs to the amplitude control loop. For this purpose, a characteristic curve is laid down in the bandwidth setting device BBE, the assignments between values for the desired amplitude signal A s and values for the bandwidths
  • the bandwidth setting device BBE can also be connected exclusively to the low-pass filter LPF1 of the phase locked loop, so that a bandwidth setting for the
  • the reference table only contains entries for the bandwidth of the low-pass filter LPF1 and the desired amplitude signals A s .
  • the bandwidth of the low-pass filter LPF1 and the bandwidth of the low-pass filter LPF2 are controlled the respective bandwidth values can agree, which enables time-synchronous modulation of amplitude and phase during all modulation states.
  • the bandwidths can also be set independently of one another to minimize distortions in the amplitude and phase modulation.
  • bandwidth for the phase locked loop and values for the desired amplitude signal A s are shown.
  • the bandwidths of the low-pass filters LPF1 and LPF2 are typically in the range from 1 to 10 MHz, which defines their setting range.
  • FIG. 2 shows the time course of the desired amplitude signal A s
  • FIG. 3 shows a time course of the desired phase signal ⁇ s .
  • FIGS. 2 and 3 For purposes of illustration, corresponding areas in the time-amplitude plane and the time-phase plane are given in FIGS. 2 and 3. These areas are designated by the reference numerals 1, 2, 3, 4 and 5.

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

The invention relates to an HF circuit arrangement for amplitude and phase modulation of an HF carrier signal, comprising an oscillator (VCO) for providing the HF carrier signal, an amplifier (Amp) for amplifying the HF signal emitted by the oscillator (VCO), a phase control circuit for suppressing phase errors in an output signal of the amplifier (Amp), an amplitude control circuit for suppressing amplitude errors in the output signal of the amplifier (Amp), and a signal decoupling unit (RK) for decoupling the output signal of the amplifier (Amp) for the amplitude control circuit and the phase control circuit. The aim of the invention is to improve modulation quality and to reduce noise sidebands. For this purpose, a bandwidth of a control circuit can be adjusted by means of a bandwidth adjusting device (BBE). Said bandwidth adjusting device (BBE) is provided with a characteristic curve which comprises an allocation between the bandwidth of the control circuit and measured values for a parameter on which the bandwidth of the control circuit depends.

Description

Beschreibungdescription
HF-Schaltungsanordnung zur Modulation eines HF-TrägersignalsRF circuit arrangement for modulating an RF carrier signal
Die Erfindung bezieht sich auf eine HF-Schaltungsanordnung zur Amplituden- und Phasenmodulation eines HF-Trägersignals, mit einem Oszillator zur Bereitstellung des HF-Trägersignals, einem Leistungsverstärker zur Verstärkung des von dem Oszillator kommenden HF-Signals, einem Phasenregelkreis zur Unterdrückung von Phasenfehlern in einem Ausgangssignal des Leistungsverstärkers, einem Amplitudenregelkreis zur Unterdrückung von Amplitudenfehlern im Ausgangssignal des Leistungsverstärkers und einem Richtkoppler zum Auskoppeln des Ausgangssignals des Leistungsverstärkers für den Amplitudenregelkreis und den Phasenregelkreis.The invention relates to an RF circuit arrangement for amplitude and phase modulation of an RF carrier signal, with an oscillator for providing the RF carrier signal, a power amplifier for amplifying the RF signal coming from the oscillator, a phase locked loop for suppressing phase errors in one Output signal of the power amplifier, an amplitude control loop for suppressing amplitude errors in the output signal of the power amplifier and a directional coupler for decoupling the output signal of the power amplifier for the amplitude control loop and the phase control loop.
Die HF-Schaltungsanordnung findet ihre Anwendung bei der Hochfrequenzsignalerzeugung und -Verstärkung beispielsweise in Mobilfunkendgeräten nach dem GSM EDGE-Standard oder auch anderen Mobilfunk-Standards.The RF circuit arrangement is used for high-frequency signal generation and amplification, for example in mobile radio terminals according to the GSM EDGE standard or other mobile radio standards.
Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers hat bei solchen HF-Schaltungsanordnungen Mindest-Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Zu diesem Zweck findet sowohl eine Amplituden- als auch eine Phasenregelung bei solchen HF-Schaltungsanordnungen Anwendung, um Signalverzerrungen Rechnung zu tragen, die aufgrund nicht linearer Effekte eingesetzter elektronischer Bauteile in der HF-Schaltungsanordnung auftreten können. Solche Bauteile enthalten außerdem häufig Rauschquellen, welche dem von dem Leistungsverstärker erzeugten hochfrequenten Ausgangssignal breitbandige Rauschsignale hinzufügen. Diese Rauschsignale können insbesondere auch außerhalb einer Nutzsignalbandbreite des Leistungsverstärkers liegen. Es ist daher festzustellen, dass für eine Qualität des Ausgangssignals des Leistungsverstärkers zwei wichtige Kriterien zu erfüllen sind. Die Modulation eines Nutzsignals auf das HF-Trägersignal muss eine erforderliche Signalgenauigkeit aufweisen. Außerdem muss das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers von parasitären Nebensignalen außerhalb der Nutzsignalbandbreite soweit wie möglich freigehalten werden.The output signal of the power amplifier has to meet minimum quality requirements in such RF circuit arrangements. For this purpose, both amplitude and phase control are used in such RF circuit arrangements in order to take account of signal distortions which can occur in the RF circuit arrangement due to non-linear effects of electronic components used. Such components also often contain noise sources which add broadband noise signals to the high frequency output signal generated by the power amplifier. These noise signals can in particular also lie outside a useful signal bandwidth of the power amplifier. It must therefore be stated that two important criteria have to be met for a quality of the output signal of the power amplifier. The modulation of a useful signal on the RF carrier signal must have the required signal accuracy. In addition, the output signal of the power amplifier must be kept as free as possible from parasitic secondary signals outside the useful signal bandwidth.
Zu diesen Zwecken werden im Stand der Technik derFor these purposes, in the prior art
Phasenregelkreis und der Amplitudenregelkreis eingesetzt. Die Verwendung dieser Regelkreise hat den Vorteil, dass sie innerhalb ihrer jeweiligen Regelbandbreite etwaige Fehler wie beispielsweise die oben angesprochenen Nichtlinearitäten und Offsets, unterdrücken. Eine Ausregelung dieser Fehler ist um so besser, je höher die Bandbreiten der Regelkreise sind.Phase locked loop and the amplitude control loop used. The use of these control loops has the advantage that they suppress any errors, such as the non-linearities and offsets mentioned above, within their respective control bandwidth. The higher the bandwidths of the control loops, the better the correction of these errors.
Ein Nachteil dieser bekannten Lösung ist es, dass die Regelkreise außerhalb ihrer jeweiligen Regelbandbreite zusätzliche Rauschsignale abgeben, welche in einem größeren Frequenzabstand von dem HF-Trägersignal Rauschseitenbänder erzeugen, welche eine Qualität des Ausgangssignals des Leistungsverstarkers vermindern. Zur Vermeidung der Rauschseitenbänder ist es möglich, die Regelkreise mit geringen Regelbandbreiten vorzusehen.A disadvantage of this known solution is that the control loops emit additional noise signals outside of their respective control bandwidth, which generate noise sidebands at a greater frequency spacing from the RF carrier signal, which reduce the quality of the output signal of the power amplifier. To avoid the noise sidebands, it is possible to provide the control loops with small control bandwidths.
Insofern wiedersprechen sich die beiden Forderungen nach hoher Modulationsqualität einerseits und geringen Rauschseitenbandern aufgrund der Regelkreise andererseits, so dass ein Kompromiss zu Lasten einer oder beider Eigenschaften gewählt werden muss.In this respect, the two requirements for high modulation quality on the one hand and low noise sidebands due to the control loops on the other contradict each other, so that a compromise must be chosen at the expense of one or both properties.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte HF-Schaltungsanordnung derart weiterzuentwickeln, dass den beiden Erfordernissen nach hoher Modulationsqualität und geringen Rauschseitenbandern besser entsprochen wird. Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten HF- Schaltungsanordnung dadurch gelöst, dass eine Bandbreite eines der Regelkreise mittels einer Bandbreiteneinstelleinrichtung einstellbar ist und in derProceeding from this, the object of the invention is to further develop the RF circuit arrangement mentioned at the outset in such a way that the two requirements for high modulation quality and low noise sidebands are better met. This object is achieved in the HF circuit arrangement mentioned at the outset in that a bandwidth of one of the control loops can be set by means of a bandwidth setting device and in which
Bandbreiteneinstelleinrichtung eine Kennlinie vorgesehen ist, die eine Zuordnung zwischen Bandbreiten des Regelkreises und Messwerten für einen Parameter enthält, von dem die Bandbreite des Regelkreises abhängig ist. Die Kennlinie kann beispielsweise durch eine Tabelle oder einen analogen Schaltkreis realisiert sein.A bandwidth is provided, which contains an assignment between bandwidths of the control loop and measured values for a parameter on which the bandwidth of the control loop depends. The characteristic curve can be implemented, for example, by a table or an analog circuit.
Nach der Erfindung ist wenigstens einer der Regelkreise hinsichtlich seiner Bandbreite einstellbar. Dies hat den Vorteil, dass für die durchgeführte Regelung der Amplitude bzw. der Phase jeweils so viel Bandbreite -zur- Verfügung " ~ gestellt wird, wie es für den aktuell auftretenden Fehler erforderlich ist. Auf diese Weise werden die auftretenden Rauschseitenbänder, die auf den Regelkreis zurückgehen, wirksam unterdrückt.According to the invention, at least one of the control loops can be adjusted with regard to its bandwidth. This has the advantage that as much bandwidth -zur- available "~ is for the performed controlling the amplitude and the phase of each set, as required for the currently occurring error. In this way, the noise sidebands occurring on the Control loop go back, effectively suppressed.
Zur Einstellung der Bandbreite des Regelkreises wird ausgenutzt, dass in der Bandbreiteneinstelleinrichtung eine Abhängigkeit zwischen der Bandbreite des Regelkreises und Messwerten für einen Parameter niedergelegt ist, von dem die Bandbreite des Regelkreises abhängt. In diesem Zusammenhang ist für verschiedene Modulationsarten, wie beispielsweise 80PSK nach dem GSM EDGE-Standard, nach geeigneten Parametern zu suchen, die für die Bandbreiteneinstellung herangezogen werden können.To set the bandwidth of the control loop, use is made of the fact that a dependency between the bandwidth of the control loop and measured values for a parameter on which the bandwidth of the control loop depends is stored in the bandwidth setting device. In this context, suitable parameters that can be used for the bandwidth setting must be searched for different types of modulation, such as 80PSK according to the GSM EDGE standard.
Beispielsweise kann derart vorgegangen werden, dass empirisch eine Abhängigkeit der Bandbreite des Regelkreises der hinsichtlich seiner Bandbreite einstellbar ist, zu mehreren möglichen Parametern gemessen wird, wonach der am besten geeignete Parameter für die Benutzung durch die Bandbreiteneinstelleinrichtung ausgewählt wird. Besonders günstig sind solche Parameter, bei denen eine starke Abhängigkeit der Bandbreite des betreffenden Regelkreises gegeben ist. Welche Parameter jeweils wünschenswert sind, kann von dem jeweils verwendeten Modulationsverfahren abhängen.For example, one can proceed in such a way that empirically a dependency of the bandwidth of the control loop, which can be adjusted with regard to its bandwidth, is measured on several possible parameters, after which the most suitable parameter is selected for use by the bandwidth setting device. Especially Those parameters are favorable in which there is a strong dependence on the bandwidth of the control loop in question. Which parameters are desirable in each case can depend on the modulation method used in each case.
Empirische Untersuchungen des Erfinders haben ergeben, dass für den Fall einer 80PSK-Modulation es von Vorteil ist, dass der Regelkreis, dessen Bandbreite mit der Bandbreiteneinstelleinrichtung einstellbar ist, derEmpirical investigations by the inventor have shown that in the case of 80PSK modulation, it is advantageous that the control loop, the bandwidth of which can be adjusted with the bandwidth setting device, the
Phasenregelkreis ist und der Parameter eine Sollamplitude für den Amplitudenregelkreis ist. Alternativ sind jedoch auch andere Parameter denkbar, wie beispielsweise eine Ist- Amplitude für den AmplitudenregelkreisIs phase locked loop and the parameter is a target amplitude for the amplitude control loop. Alternatively, however, other parameters are also conceivable, such as an actual amplitude for the amplitude control loop
Die Bandbreiteneinstelleinrichtung kann auch zum Einstellen der Bandbreiten des Phasenregelkreises und des Amplitudenregelkreises ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass eine zeitsynchrone Modulation von Amplitude und Phase während sämtlicher Modulationszustände ermöglicht wird.The bandwidth setting device can also be designed to set the bandwidths of the phase locked loop and the amplitude locked loop. This has the advantage that a time-synchronous modulation of amplitude and phase is possible during all modulation states.
Durch die Wahl der Parameter, deren Abhängigkeit zu den Regelkreisbandbreiten zur Bandbreiteneinstellung ausgenutzt wird, kann bestimmt werden, ob eine Änderung eher einer Verbesserung der Signalgenauigkeit der Modulation oder eher einer Reduzierung der Rauschseitenbänder zukommt.By choosing the parameters whose dependence on the control loop bandwidths is used for bandwidth adjustment, it can be determined whether a change is more likely to improve the signal accuracy of the modulation or rather to reduce the noise sidebands.
Es ist hervorzuheben, dass bereits mit der Maßnahme, nur einen der Regelkreise mit einer einstellbaren Bandbreite zu betreiben, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik insofern erreicht wird, dass bei derselben Signalgenauigkeit der Modulation des Nutzsignals eine Verminderung der Rauschseitenbänder erreicht wird. Die somit dargelegte prinzipielle Verbesserung des Verhältnisses von Rauschseitenbandern und Signalqualität kann auch genutzt werden, um die HF-Schaltungsanordnung bei - im Vergleich zum Stand der Technik - unveränderter technischer Leistungsfähigkeit mit kostengünstigeren Komponenten zu realisieren.It should be emphasized that even the measure of operating only one of the control loops with an adjustable bandwidth achieves an improvement over the prior art in that the noise sidebands are reduced with the same signal accuracy of the modulation of the useful signal. The improvement in principle of the relationship between noise sidebands and signal quality, which is thus set out, can also be used to make the RF circuit arrangement more technical compared to the prior art Realize performance with less expensive components.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ein Blockdiagramm einer HF-Schaltungsanordnung mit einem Amplituden- und einem Phasenregelkreis,FIG. 1 shows a block diagram of an RF circuit arrangement with an amplitude and a phase locked loop,
Figur 2 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit einer Amplitude bei einer GSM EDGE 80PSK-Modulation von der Zeit,FIG. 2 shows a graphical representation of the dependence of an amplitude in the case of a GSM EDGE 80PSK modulation on time,
Figur 3 eine graphische Darstellung einer Abhängigkeit einer Phase eines GSM 80PSK-modulierten Signals von der Zeit, wobei die Zeitachse mit derjenigen von Figur 2 übereinstimmt,FIG. 3 shows a graphical representation of a phase as a function of a GSM 80PSK-modulated signal, the time axis coinciding with that of FIG. 2,
Figur 4 eine HF-Schaltungsanordnung mit einem Amplituden- und einem Phasenregelkreis nach dem Stand. der Technik.Figure 4 shows an RF circuit arrangement with an amplitude and a phase locked loop according to the prior art.
Zur Veranschaulichung der Erfindung, insbesondere derenTo illustrate the invention, in particular its
Unterschieden zum Stand der Technik, wird zunächst anhand der Figur 4 eine HF-Schaltungsanordnung mit einem Amplituden- und einem Phasenregelkreis nach dem Stand der Technik erläutert.Differing from the prior art, an RF circuit arrangement with an amplitude and a phase locked loop according to the prior art is first explained with reference to FIG.
Als Eingangssignale für die HF-Schaltungsanordnung liegen ein Phasensollsignal φs und ein Amplitudensollsignal As vor. Das Phasensollsignal φs liegt an einem ersten Eingang eines Phasenkomparators PK an. Ein Ausgangssignal des Phasenkomparators PK durchläuft ein Tiefpassfilter LPF1, das beispielsweise in Form einer auf einem Integrator basierenden Anordnung (Schleifen- oder Loopfilter) realisiert ist. Ein Ausgangssignal des Tiefpassfilters LPF1 gelangt zu einem Lokaloszillator VCO. An einem Ausgang des Lokaloszillators VCO liegt ein phasenmoduliertes Eingangssignal für einen Leistungsverstärker Amp vor.A phase setpoint signal φ s and an amplitude setpoint signal A s are present as input signals for the HF circuit arrangement. The desired phase signal φ s is present at a first input of a phase comparator PK. An output signal of the phase comparator PK passes through a low-pass filter LPF1, which is implemented, for example, in the form of an arrangement based on an integrator (loop or loop filter). An output signal of the low-pass filter LPF1 arrives at a VCO local oscillator. A phase-modulated input signal for a power amplifier Amp is present at an output of the local oscillator VCO.
Das Amplitudensollsignal As liegt an einem ersten Eingang eines Amplitudenkomparators AK vor. Ein Ausgangssignal des Amplitudenkomparators AK durchläuft ein zweites Tiefpassfilter LPF2. Das Tiefpassfilter LPF2 ist beispielsweise in Form einer auf einem oder zwei Integratoren basierenden Anordnung (Schleifen- oder Loopfiltern) realisiert. Ein Ausgangssignal des Tiefpassfilters LPF2 gelangt zu dem Leistungsverstärker Amp, an dem eine Amplitudenmodulation und eine Signalverstärkung vorgenommen werden.The desired amplitude signal A s is present at a first input of an amplitude comparator AK. An output signal of the amplitude comparator AK passes through a second low-pass filter LPF2. The low-pass filter LPF2 is implemented, for example, in the form of an arrangement based on one or two integrators (loop or loop filters). An output signal of the low-pass filter LPF2 reaches the power amplifier Amp, where amplitude modulation and signal amplification are carried out.
Ein Ausgangssignal des Leistungsverstärkers Amp wird in einem Sendezweig RF, an dessen Ende eine Antenne vorgesehen ist, weiter verwendet.An output signal of the power amplifier Amp is used in a transmission branch RF, at the end of which an antenna is provided.
Zu der HF-Schaltungsanordnung gehört auch alsThe RF circuit arrangement also includes as
Signalauskoppeleinheit ein Richtkoppler RK, an dessen Eingang das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers Amp anliegt. Ein Teil dieses Ausgangssignals, das sowohl amplituden- als auch phasenmoduliert ist, wird mittels des Riehtkopplers RK abgezweigt und zurückgekoppelt. Auf einem Rückkopplungsweg erreicht das von dem Richtkoppler abgezweigte Signal eine Amplituden- und Phasenbestimmungseinrichtung APB, mit deren Hilfe aus dem abgezweigten Signal von dem Richtkoppler ein Amplitudenistsignal Ai an den zweiten Eingang des Amplitudenkomparators AK gesendet wird. Ein von derSignal decoupling unit a directional coupler RK, at the input of which the output signal of the power amplifier Amp is present. A part of this output signal, which is both amplitude and phase modulated, is branched off and fed back by means of the directional coupler RK. On a feedback path, the signal branched off by the directional coupler reaches an amplitude and phase determination device APB, with the aid of which an amplitude list signal Ai is sent from the branched signal by the directional coupler to the second input of the amplitude comparator AK. One of the
Amplituden- und Phasenbestimmungseinrichtung kommendes Phasenistsignal φi wird zu dem zweiten Eingang des Phasenkomparators PK geführt.Amplitude and phase determination device incoming phase list signal φi is led to the second input of the phase comparator PK.
Bei einer solchen HF-Schaltungsanordnung nach dem Stand derIn such an RF circuit arrangement according to the prior art
Technik liegen die Bandbreiten der beiden Tiefpassfilter LPF1 und LPF2 fest. Ausgehend von der HF-Schaltungsanordnung nach Figur 4 wird nunmehr anhand der Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Dabei sind in der Figur 1 Bauteile, die Bauteilen in der HF-Schaltungsanordnung nach der Figur 4 funktionell ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.The bandwidths of the two low-pass filters LPF1 and LPF2 are fixed using the technology. Starting from the HF circuit arrangement according to FIG. 4, an exemplary embodiment of the invention will now be explained with reference to FIG. Components in FIG. 1 that are functionally similar to components in the HF circuit arrangement according to FIG. 4 are identified with the same reference numerals.
Ein Vergleich der Figuren 1 und 4 führt zu dem Ergebnis, dass in der Figur 1 als zusätzliche Einrichtung eineA comparison of FIGS. 1 and 4 leads to the result that in FIG. 1 an additional device is provided
Bandbreiteneinstelleinrichtung BBE vorgesehen ist, die mit beiden Tiefpassfiltern LPFl und LPF2, deren Frequenzcharakteristika einstellbar sind (Filterkoeffizientensatz), in Verbindung steht. Die Bandbreiteneinstelleinrichtung BBE erhält als Eingangsignal das Amplitudensollsignal As. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert dieBandwidth setting device BBE is provided, which is connected to both low-pass filters LPF1 and LPF2, whose frequency characteristics can be set (filter coefficient set). The bandwidth setting device BBE receives the desired amplitude signal A s as an input signal. In the present embodiment controls the
Bandbreiteneinstelleinrichtung BBE, abhängig von einem Momentanwert des Amplitudensollsignals As, sowohl die Bandbreite des Tiefpassfilters LPFl, das zum Phasenregelkreis gehört, als auch die Bandbreite des Tiefpassfilters LPF2, das zum Amplitudenregelkreis gehört. Dazu ist in der Bandbreiteneinstelleinrichtung BBE eine Kennlinie niedergelegt, die Zuordnungen zwischen Werten für das Amplitudensollsignal As und Werten für die BandbreitenBandwidth setting device BBE, depending on a momentary value of the desired amplitude signal A s , both the bandwidth of the low-pass filter LPF1, which belongs to the phase locked loop, and the bandwidth of the low-pass filter LPF2, which belongs to the amplitude control loop. For this purpose, a characteristic curve is laid down in the bandwidth setting device BBE, the assignments between values for the desired amplitude signal A s and values for the bandwidths
(Filterkoeffizienten) der beiden Tiefpassfilter LPFl und LPF2 enthält. Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann die Bandbreiteneinstelleinrichtung BBE auch ausschließlich mit dem Tiefpassfilter LPFl des Phasenregelkreises in Verbindung stehen, so dass eine Bandbreiteneinstellung für den(Filter coefficients) of the two low-pass filters LPFl and LPF2 contains. In a simplified embodiment, the bandwidth setting device BBE can also be connected exclusively to the low-pass filter LPF1 of the phase locked loop, so that a bandwidth setting for the
Amplitudenregelkreis nicht stattfindet. In diesem Fall enthält die Verweistabelle lediglich Eintragungen für die Bandbreite des Tiefpassfilters LPFl und die Amplitudensollsignale As.Amplitude control loop does not take place. In this case, the reference table only contains entries for the bandwidth of the low-pass filter LPF1 and the desired amplitude signals A s .
Sofern sowohl die Bandbreite des Tiefpassfilters LPFl als auch die Bandbreite des Tiefpassfilters LPF2 gesteuert werden, können die jeweiligen Bandbreitenwerte übereinstimmen, was eine zeitsynchrone Modulation von Amplitude und Phase während sämtlicher Modulationszustände ermöglicht. Alternativ können die Bandbreiten zur Minimierung von Verzerrungen in der Amplituden- und der Phasenmodulation auch unabhängig voneinander eingestellt werden.If both the bandwidth of the low-pass filter LPF1 and the bandwidth of the low-pass filter LPF2 are controlled the respective bandwidth values can agree, which enables time-synchronous modulation of amplitude and phase during all modulation states. Alternatively, the bandwidths can also be set independently of one another to minimize distortions in the amplitude and phase modulation.
Für ein Modulationsverfahrens für ein 80PSK-Signal nach dem GSM EDGE-Standard wird nunmehr anhand der Figuren 2 und 3 ein Zusammenhang zwischen einer momentan erforderlichenFor a modulation method for an 80PSK signal according to the GSM EDGE standard, a relationship between one currently required and another is now shown in FIGS
Bandbreite für den Phasenregelkreis und Werten für das Amplitudensollsignal As dargestellt. Bei diesem Modulationsverfahren liegen die Bandbreiten der Tiefpassfilter LPFl und LPF2 typischer Weise im Bereich von 1 bis 10 MHz, wodurch deren Einstellbereich festgelegt wird.Bandwidth for the phase locked loop and values for the desired amplitude signal A s are shown. With this modulation method, the bandwidths of the low-pass filters LPF1 and LPF2 are typically in the range from 1 to 10 MHz, which defines their setting range.
In der Figur 2 ist der zeitliche Verlauf des Amplitudensollsignals As dargestellt, während die Figur 3 einen zeitlichen Verlauf des Phasensollsignals φs zeigt.FIG. 2 shows the time course of the desired amplitude signal A s , while FIG. 3 shows a time course of the desired phase signal φ s .
Aus Veranschaulichungszwecken sind in den Figuren 2 und 3 jeweils einander entsprechende Flächen in der Zeit- Amplitudenebene und der Zeit-Phasenebene angegeben. Diese Bereiche sind mit den Bezugsziffern 1, 2, 3, 4 und 5 bezeichnet.For purposes of illustration, corresponding areas in the time-amplitude plane and the time-phase plane are given in FIGS. 2 and 3. These areas are designated by the reference numerals 1, 2, 3, 4 and 5.
Eine genaue Betrachtung zeigt, dass schnelle Phasenänderungen bei kleinen momentanen Amplitudensollsignalen As stattfinden, während Phasenänderungen bei großen momentanen Amplitudensollsignalen As langsamer verlaufen. Daraus lässt sich schließen, dass die Bandbreite des Tiefpassfilters LPFl des Phasenregelkreises bei einem kleinen momentanen Amplitudensollsignal As höher zu wählen ist als bei großen momentanen Amplitudensollsignalen As.A closer look shows that rapid phase changes take place with small instantaneous desired amplitude signals A s , while phase changes take place more slowly with large instantaneous desired amplitude signals A s . It can be concluded from this that the bandwidth of the low-pass filter LPF1 of the phase-locked loop is to be chosen higher for a small instantaneous desired amplitude signal A s than for large instantaneous desired amplitude signals A s .
Beispielsweise in den Bereichen 1, 3 und 5 liegen niedrige Werte für das Amplitudensollsignal As vor, was zu einer erhöhten erforderlichen Bandbreite für das Tiefpassfilter LPFl führt. Demgegenüber liegt in den Bereichen 2, 4 jeweils ein hoher Wert für das Amplitudensollsignal As vor, was zu einem geringeren Bandbreitenbedarf für das Tiefpassfilter LPFl führt. Insofern ergibt sich die Möglichkeit, die momentane Bandbreite des Phasenregelkreises oder auch beider Regelkreise abhängig vom Verlauf des Amplitudensollsignals As , zu variieren, so dass stets eine erforderliche Bandbreite zur Verarbeitung der Phasenmodulation und ggf. auch der Amplitudenmodulation zur Verfügung steht, wobei jedoch ein Bandbreitenüberschuss vermindert wird. Daher werden Rauschseitenbänder außerhalb einer Nutzsignalbandbreite wirksam unterdrückt. For example, in areas 1, 3 and 5 there are low values for the desired amplitude signal A s , which leads to a increased bandwidth required for the low-pass filter LPFl leads. In contrast, in areas 2, 4 there is a high value for the desired amplitude signal A s , which leads to a lower bandwidth requirement for the low-pass filter LPF1. In this respect, there is the possibility of varying the instantaneous bandwidth of the phase locked loop or also of both control loops depending on the course of the desired amplitude signal A s , so that there is always a bandwidth required for processing the phase modulation and possibly also the amplitude modulation, but with an excess bandwidth is reduced. Therefore, noise sidebands outside a useful signal bandwidth are effectively suppressed.

Claims

Patentansprüche claims
1. HF-Schaltungsanordnung zur Amplituden- und Phasenmodulation eines HF-Trägersignals, mit einem Oszillator zur Bereitstellung des HF-Trägersignals, einem Leistungsverstärker zur Verstärkung des von dem Oszillator kommenden HF-Signals, einem Phasenregelkreis zur Unterdrückung von Phasenfehlern in einem Ausgangssignal des Leistungsverstärkers, einem Amplitudenregelkreis zur Unterdrückung von1. RF circuit arrangement for amplitude and phase modulation of an RF carrier signal, with an oscillator for providing the RF carrier signal, a power amplifier for amplifying the RF signal coming from the oscillator, a phase locked loop for suppressing phase errors in an output signal of the power amplifier, an amplitude control loop to suppress
Amplitudenfehlern im Ausgangssignal des Leistungsverstärkers und einer Signalauskoppeleinheit zum Auskoppeln desAmplitude errors in the output signal of the power amplifier and a signal decoupling unit for decoupling the
Ausgangssignals des Leistungsverstärkers für den Amplitudenregelkreis und den Phasenregelkreis, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Bandbreite eines der Regelkreise mittels einer Bandbreiteneinstelleinrichtung (BBE) einstellbar ist und in der Bandbreiteneinstelleinrichtung (BBE) eine Kennlinie vorgesehen ist, die eine Zuordnung zwischen Bandbreiten des Regelkreises und Messwerten für einen Parameter enthält, von dem die Bandbreite des Regelkreises abhängig ist.Output signal of the power amplifier for the amplitude control loop and the phase control loop, characterized in that a bandwidth of one of the control loops can be set by means of a bandwidth adjustment device (BBE) and a characteristic curve is provided in the bandwidth adjustment device (BBE) which assigns the bandwidths of the control loop and measured values for one parameter contains, on which the bandwidth of the control loop depends.
2. HF-Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Regelkreis der Phasenregelkreis und der Parameter eine Sollamplitude Ai für den Amplitudenregelkreis ist.2. RF circuit arrangement according to claim 1, so that the control loop is the phase locked loop and the parameter is a target amplitude Ai for the amplitude control loop.
3. HF-Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bandbreiteneinstelleinrichtung (BBE) zum Einstellen der Bandbreiten des Phasenregelkreises und des Amplitudenregelkreises ausgebildet ist. 3. RF circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bandwidth setting device (BBE) is designed to adjust the bandwidths of the phase locked loop and the amplitude control loop.
4. HF-Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bandbreite des Phasenregelkreises und des Amplitudenregelkreises jeweils durch ein Tiefpassfilter (LPFl; LPF2) festgelegt ist, wobei eines der Tiefpassfilter (LPFl; LPF2), das zu dem Regelkreis einstellbarer Bandbreite gehört, hinsichtlich seiner Frequenzcharakteristik einstellbar ist und mit der Bandbreiteneinstelleinrichtung (BBE) verbunden ist. 4. RF circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bandwidth of the phase-locked loop and the amplitude control loop is each determined by a low-pass filter (LPFl; LPF2), one of the low-pass filters (LPFl; LPF2) that is adjustable to the control loop Bandwidth belongs, its frequency characteristic is adjustable and is connected to the bandwidth setting device (BBE).
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