FI116924B - Vahvistinjärjestelmä - Google Patents

Description

Vahvistinjärjestelmä

Keksinnön tausta Tämä keksintö liittyy yleisesti vahvistinjärjestelmiin ja erit netelmiin ja laitteisiin, joilla pienennetään vahvistinjärjestelmissä k 5 vahvistimien säröä.

Kuten alalla on tunnettua, on vahvistimilla paljon erilaisi kohteita. Vahvistimet voidaan esiasettaa toimimaan yhdessä usear luokasta. Silloin kun vahvistin on esiasetettu toimimaan A-luokass men tulo- ja lähtöjännitteen välinen riippuvuus on lineaarinen. Vaik 10 A-luokassa mahdollistaa monet sovellusmahdollisuudet, vahvistir taan joskus toimimaan A/B-luokan vahvistimena silloin, kun vaadit votaan suurempaa lähtötehoa ja parempaa hyötysuhdetta. Silloin t tin on esiasetettu toimimaan A/B-luokan vahvistimena, on A/B-luol· timen hyötysuhdetta kuvaava käyrä 10 kuitenkin vähemmän linea; 15 A-luokan vahvistimien käyrä, jota kuvaa kuvion 1 käyrä 14 . Hyötys rantamiseksi tietoliikennejärjestelmissä vahvistimet asetetaan toimir epälineaarisella alueella 12. Tämä käytäntö tuo kuitenkin vahvistir maan lähtösignaaliin amplitudi-ja vaihesärökomponentit.

Kuten alalla on myös tunnettua, useimmilla tietoliikennejs 20 on FCC:n myöntämät taajuuskaistanleveydet 18 (toisin sanoen kaisi taajuudet), jotka keskittyvät kantoaallon taajuuden 20 suhteen kute T*: 2A on esitetty. Esimerkiksi CDMA-tietoliikennejärjestelmässä (Co< : j Multiple Access, koodijakomonikäyttö) signaalin ennalta määritelty veys on 1,25 MHz. Eri CDMA-tietoliikennekanaville on myönnet • 9 » 25 spektrin eri aaltoalueet. Vahvistimia käytetään mainitun kaltaisiss : missä, ja ne esiasetetaan usein toimimaan A/B-luokassa. Viitaten k signaalin prosessointi, kuten vahvistus epälineaarisena alueella 1 toimivalla vahvistimella, voi synnyttää “särötaajuusreunukset” 22a naalille myönnetyn taajuuskaistan 18 ulkopuolelle. (Näitä kutsuta 2 on tehonsiirtokäyrä 24a (kuvio 1) ja yksikkö kompensoi A/B-luoki messa 26 myöhemmin suoritettavan vahvistuksen aiheuttaman i kemmin sanottuna esivääristinyksikkö 24 muuntaa tulosignaalin ominaisuudet (esimerkiksi vahvistuksen ja vaiheen) siten, että n 5 suoritettava tulosignaalin vahvistuksen vaikutus tulosignaalin vai juusominaisuuksiin on lineaarinen. Eräässä suoritusmuodossa ke aikaansaadaan muuttamalla esivääristinvahvistimen tai A/B-luokan ti men esiasetusparametrejä. Eräs menetelmä on kuvattu US-p< muksessa nro 09/047,332, jätetty huhtikuun 8. päivänä 1998, ja joi 10 on "DYNAMIC PREDISTORTION COMPENSATION FOR A POW FIER”, ja johon tässä viitataan kokonaisuudessaan. Esivääristin konfiguroidaan A/B-luokan vahvistimen epälineaaristen ominaisuul min suoritettujen mittausten perusteella. Valitettavasti vahvistimen det (vahvistuskertoimen käyrän 10 alue 12 kuviossa 1) muuttuvat e 15 pötilan myötä tehden tehokkaan esivääristyksen vaikeammaksi, vahvistimen lämpötilan noustessa sen epälineaarinen alue 12 v enemmän tai vähemmän lineaariseksi, edellyttäen esivääristinyksih rittaman muunnoksen kompensointia. Jotkin mukautuvat esivääi käyttävät hakutaulukkoja, joiden avulla esivääristinyksikön ominaisu 20 tetaan ympäristötekijöiden, kuten lämpötilan, mukaan. Nämä haku sältävät ennalta määrätyt esivääristinyksikön ohjausarvot käytettäv ...T ta määrätyissä tilanteissa. Vahvistimen ominaisuuksien muutokse tenkaan määräydy pelkästään ympäristötekijöiden perusteella. \ :[·! ominaisuudet muuttuvat nimittäin arvaamattomalla tavalla ajan fun 25 vistimen komponenttien ikääntyessä.

:T: Toinen lähestymistapa vahvistimen särön vähentämiset* , tää myötäkytkentäistä kompensointia, kuten kuviossa 4 esitetään kaistan ulkopuolisen särön vähentämiseksi liitetty mukaan myötät : ... 31. Myötäkytkentäpiiri 31 sisältää erotuspiirin tai yhdistimen 30, 30 päävahvistimen 33, virhevahvistimen 32, viivepiirit 28 ja 28a sekä * * Ä __ _ ... . .... . t 3 puolisen korjaussignaalin. Tarkemmin sanottuna yhdistin 29 yh tuspiirin 30 ja vahvistimen 32 muodostaman korjaussignaalin ja v 31 viivästetyn lähtösignaalin täten vähentäen kaistan ulkopuolisten i 22a - 22b energioita (kuvio 2B) vahvistimen 33 lähtösignaalissa. 5 kentäpiiri 31 sisältää viivelinjan 28 virhevahvistimessa 32 muodostu kompensoimiseksi. On syytä huomata, että pienet erot näiden osien i voivat heikentää myötäkytkentäjärjestelmän tehokkuutta. Vaikka voikin tarkasti sovittaa komponentit ennen toimitusta, voi myötäky komponenttien ikääntyminen aiheuttaa korjaussignaalin ja proses 10 naalin ajoitusvirheen, ellei kompensointia suoriteta asianmukaisesti.

Keksinnön yhteenveto

Keksintö liittyy laitteeseen ja menetelmään ennalta tunt kantoaaltotaajuuden omaavan RF-signaalin kaistan ulkopuolisten ti ponenttien pienentämiseksi. RF-signaali sisältää sekä kaistan ! 15 taajuuskomponentteja että kaistan ulkopuolisia taajuuskomponer teen tunnusmerkkejä ovat piiri tulosignaalin vahvistamiseksi RF-sigr dostamiseksi, mainitun piirin sähköisten esiasetusparametrien oi dettävissä, sekä ohjausjärjestelmä liitettynä piiriin taajuuden paikall RF-signaalin kaistanleveydeltä sekä kaistan ulkopuolisten taajuus* 20 tien energian määrittämiseksi kaistan ulkopuolisten komponenttien :· verrannollisen ohjaussignaalin muodostamiseksi. Ohjaussignaali oi ·:· riin piirin sähköisten esiasetusparametrien säätämiseksi siten, että • tt* kopuolisten taajuuksien energia pienenee.

,\ : Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa piiri sisältää • ·· .·:·[ 25 men, jonka esiasetusparametrit ovat asetettavissa ohjaussignaalin * * * sessa suoritusmuodossa piiri voi sisältää tehovahvistimen, jonka ei rametrit ovat asetettavissa ohjaussignaalin avulla. Tässä tapauksen tavaa, että vahvistin on MOSFET-vahvistin. Piiri voi myös toisiss · muodoissa sisältää myötäkytkentäpiirin ja signaali voi olla esimerki f*» « 4 . < < i « * . . . . .

4

J

Erityisesti menetelmä perustuu energian mittaukseen en; taajuudella, energian mittaukseen toisella taajuudella, sekä sen seen, ylittääkö toisella taajuudella mitattu energia ensimmäisellä mitatun energian valittua raja-arvoa suuremmalla määrällä. Erityisen 5 mä perustuu kaistan ulkopuolisia taajuuksia sisältävän signaalin seen kantataajuudelle.

Eräässä keksinnön erityisessä sovelluksessa laite sisät ristimen kytkettynä vastaanottamaan tulosignaalin lähdön ollessa tehovahvistimeen. Esivääristimen tulo- ja lähtösignaalin välinen siiri 10 epälineaarinen, epälineaarisuuden ollessa säädettävissä esivääris setusparametrejä säätämällä, säädön tapahtuessa takaisinkytker avulla muodostettavan kaistan ulkopuolisen takaisi n kytkentäohja avulla. Tuloksena on olennaisesti lineaarinen vahvistimen tulo-ja li tien välinen siirtofunktio.Tässä suoritusmuodossa takaisinkytkentäs 15 sältää ohjaussignaalin, joka on liitetty tehovahvistimen lähtöön ti kantoaaltotaajuuden löytämiseksi ja tulosignaalin kaistanleveyden i sijaitsevien särötaajuuskomponenttien energiaan verrannollisen kentäohjaussignaalin muodostamiseksi. Takaisinkytkentäohjaussig tetty esivääristimeen esivääristimen esiasetusparametrien muuttanr 20 vistimen lähdön kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien en< nentämiseksi.

«

Menetelmä ja laitteisto vähentävät täten edullisesti vahv r/l· signaalin säröä, esimerkiksi silloin, kun käytetään A/B-luokan suurit* :\j vahvistinta hyötysuhteen ja suuritehoisen lähdön vuoksi.

# · « · · ύ *;,/ 25 Piirustusten lyhyt kuvaus I J |

Viittaukset ovat seuraaviin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 on graafinen kuvaaja, joka esittää vahvistimen U Iin alueita alalla aiemmin tunnettujen ratkaisujen mukaan; : Kuviot 2A ja 2B ovat luonnostelmia signaalista, jolla on ··· • * QD cäiciä io l^aictan i illrnm irtlicia tooii n ιοίΛηηηΛηαηΗαϊα ololla aiemmin 5

Kuvio 5 on luonnostelma vahvistinjärjestelmästä, joka si sinnön mukaisen esivääristinyksikön säädettävine sähköisine orr neen;

Kuviot 6A - 6C ovat luonnostelmia kuviossa 5 esitetyn \ 5 jestelmän tuottamien signaalien taajuusspektreistä;

Kuvio 7 on yksityiskohtaisempi luonnostelma kuviossa vahvistinjärjestelmän ohjausjärjestelmästä;

Kuvio 8 on kuviossa 7 esitetyn ohjausjärjestelmän käytt ta n ulkopuolisten taajuuskomponenttien energiaan perustuvan ja 10 naalien muodostamiseksi suoritettavan ohjausprosessin vuokaavio;

Kuvio 9 on kuviossa 7 esitetyn ohjausjärjestelmän käytte viossa 7 esitetyn vahvistinjärjestelmän tuottaman signaalin taajuus* tien määrittämisprosessin vuokaavio.

Kuvio 10 on luonnostelma säädettävillä sähköisillä omii 15 varustetusta esivääristimen sisältävästä vahvistinjäijestelmästä keksi suoritusmuodon mukaisesti;

Kuvio 11 on luonnostelma sekoittimesta, joka on ase maan lineaariselle toiminta-alueelle nelikvadranttikertojana, ja jonk sekoitinta käytetään kuvion 10 kuvaamassa vahvistinjärjestelmässä 20 Kuvio 12 on yksityiskohtaisempi luonnostelma kuviossa vahvistinjärjestelmän ohjausjärjestelmästä;

Kuvio 13 on luonnostelma kaistan ulkopuolisen signaa nenttien dynaamisen toiminta-alueen laajentamiseen konfiguroid mispiirin sisältävästä vahvistinjärjestelmästä keksinnön erään suori 25 mukaisesti; • *

Kuvio 14 on luonnostelma kaistan ulkopuolisen signaa * nenttien dynaamisen toiminta-alueen laajentamiseen konfiguroid mispiirin sisältävästä vahvistinjärjestelmästä keksinnön erään suori . . mukaisesti; 30 Kuvio 15 on luonnostelma kaistan ulkopuolisen signaa • * j» * m , . . - l-J - , 6

Kuvio 17 on luonnostelma keksinnön mukaisesta vat jonka ominaisuudet ovat säädettävissä kuviossa 10 esitetyn ohje män avulla;

Kuvio 18 on luonnostelma keksinnnön mukaisesta vah 5 telmästä, joka sisältää myötäkytkentäpiirin, jonka sähköiset ominai! säädettävissä kuviossa 5 esitetyn ohjausjärjestelmän avulla;

Kuvio 19 on luonnostelma keksinnnön mukaisesta vah telmästä, joka sisältää myötäkytkentäpiirin, jonka sähköiset ominais säädettävissä kuviossa 10 esitetyn ohjausjärjestelmän avulla; 10 Kuvio 20 on luonnostelma vahvistinjärjestelmästä, joka i jausjärjestelmän, joka on sovitettu kuviossa 18 esitetyn myötäkv sähköisten ominaisuuksien säätämistä varten;

Kuvio 21 on luonnostelma keksinnnön mukaisesta vah telmästä, joka sisältää ohjausjärjestelmän useampien komponentt 15 seen;

Kuviot 22A ja 22B esittävät tyypillisen MOSFET-laittee vistuksen sekä keskinäismodulaatiosärön ja lähtötehon riippuvuude

Edullisten suoritusmuotojen kuvaus

Kuviossa 5 vahvistinjärjestelmä 100 vahvistaa linjan 10' 20 hen syötetyn tulosignaalin. Tarkemmin järjestelmä 100 muodostaa lähtösignaalin linjaan 103. Järjestelmä 100 sisältää vahvistimen 1 järjestelmän 104, jonka yksityiskohdat esitellään kuviossa 7, sekä men 105, kaikki kytkettynä kuvan mukaisella tavalla. Linjan 101 tulo m ft tässä suoritusmuodossa, vastaanotettu CDMA-signaali. Vastaa ne .·:·! 25 naalilla on ennalta määritelty, ennalta tiedetty, kaistanleveys “BW’'; tämän kaltaisen vastaanotetun signaalin kantoaaltotaajuus fc voi o » · # * hansa moninaisista käytettävissä olevista kantoaaltotaajuuksista, e . . naita tunnettu.

•« ·

Vahvistin 102 on asetettu toimimaan A/B-luokassa, ja • « 4 7 Tässä kuvatussa suoritusmuodossa kuitenkin vahvistime tama lähtösignaali johdetaan käyttäen ohjausjärjestelmää 104 esivs 105. Esivääristimen 105 ominaisuudet, esimerkiksi esiasetusomim -parametrit, ovat sähköisesti säädettävissä. Esivääristin 105 vastai 5 jalla 101 olevan tulosignaalin ja ohjausjärjestelmän 104 lähtösignaal linjojen 109 kautta. Esivääristimen 105 lähtö syötetään vahvistimee vääristimen 105 vahvistuskertoimen käyrän tulosignaalitason suhte lineaarinen kaistan ulkopuolisen takaisinkytkentäohjaussignaalin [li mukaisesti, jonka seurauksena vahvistinjärjestelmä 100 kykenee 10 maan olennaisesti lineaarisen lähtötehon käyrän tulosignaalin tehc tulosignaaliin 101. Siten jatkuvuustilassa linjan 103 lähtö on linjan 1 naali vahvistettuna kokonaan ilman kaistan ulkopuolisia taajuuskorr tai alkuperäistä pienemmillä kaistan ulkopuolisilla taajuuskompone ten jäljempänä tullaan selvittämään, linjalla 103 olevan lähtösignai 15 ulkopuolisten taajuuksien energia, joka muodostuu esimerkiksi v 102 ryöminnästä, ilmaistaan ja syötetään esivääristimeen 105 käy usjärjestelmää 104, jolloin järjestelmä 100 kykenee taas tuottarr vuustilassa linjalle 103 lähtösignaalin, jossa on vähän tai ei ollenkc ulkopuolisia taajuuskomponentteja.

20 Vielä tarkemmin, takaisinkytkentäsilmukkaa 107 käytetää tä ohjausjärjestelmä 104 vastaanottaa vahvistimen 102 lähdön sek taa takaisinkytkentäohjaussignaalin linjaan 109 esivääristintä 105 \ jausjärjestelmä 104 analysoi vahvistimen 102 muodostaman signaa :/·: seen kantoaaltotaajuuden, jonka kaistanleveys vastaa vastaanotel 25 Iin, tässä tapauksessa linjan 101 tulosignaalin, kaistanleveyttä Β\Λ taakseen edelleen takaisinkytkentäohjaussignaalin linjalle 109, ky: naalin riippuessa särötaajuuden komponenttien energiasta (toisin se tanleveyden BW ulkopuolella olevasta energiasta), joka havaitaan • lähtösignaalista. Kuvatussa suoritusmuodossa ohjausjärjestelmä *11/ 30 särötaajuuskomponenttien energian mittaamalla energian taajuude i · ..... , .. f Λ 8 siten linjalla 103 ilmenevien kaistan ulkopuolisten signaalien enerc miseksi (toisin sanoen pienentämiseksi).

Kuvioon 5 uudelleen viitaten, eräässä suoritusmuodossa jestelmä 104 sekoittaa linjan 103 vahvistetun signaalin kantataaj 5 dessä vastaanotetun kantoaaltotaajuuden kanssa sekä mittaa linjc tösignaalin energian yhdellä tai useammalla etukäteen määritellyl taajuudella kantoaaltotaajuuden suhteen. Viitaten myös kuvioihin 6 jän 101 tulosignaalin taajuuspektri 18 on esitetty kuviossa 6A. Linj; tösignaalin taajuuspektri epäjatkuvuustilassa, toisin sanoen enner 10 on esitetty kuviossa 6B, sisältäen kaistan ulkopuoliset taajuuskomp ja 22b, jotka aiheutuvat vahvistimen 102 toiminnasta epälineaaris la. Taajuusspektri, joka syntyy linjan 103 lähtösignaalin sekoitu k signaalin kantoaaltotaajuuden kanssa kantataajuudelle, on esitetl 6C.

15 Kuten on esitetty kuviossa 6A, on linjan 101 tuiosignaa kantoaaltotaajuuden fc suhteen, ja sen kaistanleveys BW on ennall CDMA-signaalin ollessa kyseessä, BW tulee olemaan 1,25 MHz. viossa 6B on esitetty, vahvistaminen vahvistimen 102 avulla ennen tilaa synnyttää kaistan ulkopuoliset särökomponentit 22a ja 22b 20 lähtösignaaliin. Ohjausjärjestelmä 104 sekoittaa linjalla 103 olevan1 signaalin (kuvio 6B) kantataajuudelle, siten keskittäen signaalin ...T suhteen (noflataajuus) kuvion 6C mukaisesti. Sekoituksen jälkeen * ψ/ψ\* kopuoliset särökomponentit esiintyvät taajuuksilla, jotka ovat suure BW/2-suuruinen siirtymä DC-tasosta tai CDMA-signaalin tapauk 25 juuksilla, jotka ovat suuremmat kuin 0,625 MHz. Ohjausjärjestelmä ·*:*. dostaa ohjaussignaalit, jotka perustuvat mitattuun energiatasoon 0,625 MHz:n tai muun ennalta määrätyn siirtymän taajuudella. Toi ohjausjärjestelmä 104 muodostaa ohjaussignaalit kaistan ulkopuo ponenttien 22a ja 22b energiaan perustuen.

30 Tarkemmin sanottuna viitaten kuvioon 7, eräässä suorit « * 9 set taajuuskomponentit sekoitetusta signaalista kaistan ulkopuol komponenttien erottelun tehostamiseksi. Vahvistin 110 vastaanot tetun signaalin ja sen vahvistettu lähtösignaali on kytketty analog muuntimelle 120, jonka digitaalinen lähtö on liitetty digitaaliseen s 5 sittelyprosessoriin (DSP) 122 digitaalista signaalin analyysiä varte erityisesti konfiguroitu suorittamaan analogia-digitaali-muuntimelta ' digitaalisen tulosignaalin spektrianalyysi. Mikrokontrolleri 124, suo misohjelmiston käskyjä 128, suorittaa DSP:n 122 kyselyjä energii suorittamiseksi ennalta määrättyjen siirtymätaajuuksien osalta. Mikr 10 124 analysoi aiempia ja ajankohtaisia energiamittauksia muodosta signaalin linjalle 109, joka säätää esivääristimen 105 sähköisiä omi kuten esimerkiksi vaihetta ja vahvistusta.

Viitaten myös kuvioon 8, toiminnan aikana mikroprosess 128 suorittavat jatkuvaa särötasojen monitorointia kyselemällä D 15 mittaustuloksia, jotka kuvaavat energioita siirtymätaajuuksilla taajui on nyt kantataajuisen signaalin keskitaajuus (askel 132). Sen jälkec roprosessori on analysoimalla aiempia ja ajankohtaisia mittauksia sen, tapahtuuko käynnissä oleva mittausprosessi tyydyttävällä tai 134) (toisin sanoen, että särö on pienentynyt järjestelmälle ennall 20 lylle minimitasolle), muodostaa mikroprosessori ohjaussignaalit linjaa kel 136), jotka vähentävät tai pitävät ennallaan särötasoa. Linjan 1 signaalit säätävät erilaisia sähköisiä ominaisuuksia, kuten esimerk * ristimen 105 vaihe- ja amplitudiominaisuuksia tai esivääristimen esi naisuuksia, kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien 22a ja 22 :)·.{ 25 seksi iähtösignaalista linjalta 103. On syytä panna merkille, että :*·*: nentäminen saattaa edellyttää ohjaussignaalien eri yhdistelmien < kokeilua ennen kuin parhaat säröä vähentävät ohjaussignaaliyhdis nistetaan.

* ... Erityisessä keksinnön suoritusmuodossa, jossa säädettä ”1/ 30 tusominaisuudet liittyvät MOSFET-transistorin lepovirtaan, vaikut 10 taajuutta, joka syötetään sekoittimeen 106 syntetisaattorilta 126. 1 vioon 9, toiminnan aikana mikrokontrolleri 124 käyttää taajuussynl 126 suorittamaan askelin etenevän pyyhkäisyn taajuusspektrin Ιέ seen kantoaaltotaajuuden fc. Mikrokontrolleri 124 käynnistää kantoi 5 den fc etsimisen asettamalla taajuussyntetisaattorin 126 tuottama; taajuuden (askel 138). Mikrokontrolleri 124 suorittaa kyselyn DSP:I! toaaltotaajuuden energian määrittämiseksi tällä taajuudella (askel 1 vastaa DC-mittausta se koitti me n lähtösig naalista 106. Mikrokontroll· taa energiamittausta aiemmin valitun taajuussyntetisaattorin muc 10 kantoaaltotaajuudella suoritettuun energiamittaukseen (askel 142). tailu (askel 142) osoittaa jyrkän nousun (askel 144) energiassa, jok lista signaalille, jonka kaistanleveys on ennalta määritelty, mikrokor voi seisauttaa taajuussyntetisaattorin tälle tai läheiselle taajuudelle, tailu (askel 142) ei ilmaise signaalin olemassaoloa (toisin sanoen 15 sen tai aiemman energian mittaustulos on hyvin pieni), mikrokor kasvattaa taajuussyntetisaattorin 126 muodostamaa taajuutta (aske pillisessä CDMA-järjestelmässä taajuussyntetisaattoria kasvatetaan 5( kelin. (Muita tai satunnaisia etsintämenetelmiä voidaan myös käytt aaltotaajuuden etsintää ei yleensä tarvitse suorittaa kuin päällekyt 20 keen, sillä määrätty taajuus säilyy useimmiten vakiona. Etsintä void kin toistaa määräajoin kalibroinnin varmistamiseksi. Etsinnän tuloki tallentaa, jolloin vältetään tarve suorittaa uusi etsintä jokaisen laitti .»ΙΓ lekytkennän jälkeen. Mikrokontrollerin 124 käskyjä voidaan muutl * * *.*·· kuin CDMA-signaalien etsimiseksi.

:/·: 25 Viitaten kuvioon 10, toisessa erityisessä suoritusmuodoj

:T: järjestelmä 104, tässä merkittynä ohjausjärjestelmäksi 104', on I

vaihtoehtoisella tavalla vahvistusjärjestelmän särön pienentämisek järjestelmä 104’ vastaanottaa sekä alkuperäisen tulosignaalin linjal • vio 6A), että vahvistimen lähtösignaalin 103, joka ollen epäjatku 30 sisältää myös vahvistimen 102 (kuvio 6A) synnyttämät särökomp * I .. . Ä Ä A , , 11 melle 106' (kuvio 12) homodyne-asetelmassa. Joka tapauksessa, jestelmä 104’ löytää taajuuden kaistanleveyden (BW) sisältä, joki vastaanotetun signaalin keskitaajuus, automaattisesti homodyne-rr lä, sekoittamalla ja suodatuksella, jotka toiminnot suoritetaan sekoil 5 ja alipäästösuotimen 108 (kuvio 12) avulla. Signaalin sekoitus t; asettaa kuitenkin rajoituksia ohjausjärjestelmässä käytettävälle seko Tarkemmin sanottuna monet sekoittimet edellyttävät tiet arvon ylittävän energian signaalien kertomiseksi siten, että ei sy Esimerkiksi diodisekoittimet synnyttävät säröä lähtösignaaliin, mi 10 jommankumman tulosignaalin taso pienentyy sen tason alapuolella vitaan pitämään sekoittimen diodit toiminnassa lineaarisella alue< signaalit, mukaan lukien CDMA-signaalit, eivät aina kykene muoi tätä minimienergiaa, jolloin seurauksena on särön muodostuminen.

Viitaten kuvioon 11, monet sekoittimet, kuten Gilbertin s 15 nen sekoitin, toimivat lineaarisesti vaikka tulosignaalien energia or ten nähdään, Gilbertin solu -sekoitin 106’ sisältää aktiiviset osat, joi figuroitu toimimaan nelikvadranttikertojana, joka on esiasetettu toi neaarisella alueella. Nämä aktiiviset osat muodostavat differentia men 176a - 176b, joka ohjaa differentiaalivahvistinkaksikkoa 172a 20 1 74a - 174b. Sekoittimen lähtö linjalla 177 on täten suodattimen 1C vissä.

.··:* Viitaten kuvioon 12, vahvistinjärjestelmä 101’, joka käy * dyne-tyyppistä sekoitinta 106’, on esitetty vastaanotetun signaal kaistojen energian mittausta varten, jolla signaalilla on määrätty ti :\\ 25 tanleveys sekä kantoaaltotaajuus. Järjestelmä 101’ sisältää sekoit joka sisältää aktiiviset osat konfiguroituna nelikvadranttikertojaksi, jc tettu toimimaan lineaarisella toiminta-alueella ja joka mahdollistaa ; toiminnan myös pienillä tulosignaalitasoilla. Sekoitin 106’ vastaa • naaliparin toisen signaaleista ollessa vastaanotettu signaali (toisin 30 jän 101 alkuperäinen tulosignaali) ja toinen signaali, linjalla 103’, or • · Λ ........

12 DSP 122 (ja siihen liittyvät piirit) korvata kaistanpäästösuotimilla, j on sovitettu päästämään läpi vain signaalit, jotka poikkeavat ennalti siirtymän verran keskitaajuudesta. Muut piirit niittäisivät tällöin ener kin suotimelta ja siirtäisivät tulokset mikroprosessorille.

5 Viitaten nyt kuvioon 13, voi nelikvadranttisen lineaarise (toisin sanoen sekoittimen) 106’:n käyttö aiheuttaa dynamiikka-alue Kanavan sisäisten taajuuksien kumoaminen kaistan ulkopuolisten s nenttien eristämiseksi saattaa kuitenkin lisätä sekoittimen dynaan lista toiminta-aluetta. Siten kumoamispiiri 146 suorittaa mikroprosesi 10 sessa tämän eristämistoiminnon, ja siten käytännössä kasvattaa s dynaamista toiminta-aluetta. Kumoamispiirin 146 toiminta ja rakenne ty kuvioissa 14 ja 15.

Viitaten nyt kuvioon 14, jossa on esitetty kumoamispiirii suoritusmuoto, jossa käytetään jänniteohjattua vaiheensiirrintä 150 15 ohjattua vaimenninta 148 kumoamaan edullisesti kaistan sisäiset ts ponentit vahvistimen lähtösignaalista linjalta 103. Mikrokontrolleri 1 vaiheensiirrintä 150 ja vaimenninta 148 muuttaen linjalla 101 (kuvio alkuperäisen tulosignaalin näytteen vaihetta 180' ja siten nollaten säiset taajuuskomponentit linjan 103 signaalista, joka saadaan 20 149a, samalla kun ne kytketään säädettävän vaimentimen 148 lähtöc kytkintä 149. Mikrokontrolleri 124 voi toistuvasti säätää vaiheensiirr ··«:* vaimenninta 148, kunnes kaistan sisäisten signaalien vaimennus oi ,.ΙΓ tasolla.

S/·· Viitaten kuvioon 15, vaihtoehtoinen kumoamispiirin 14€ 25 muoto on käyttää automaattista vahvistuksen säätöpiiriä (AGC) ;T: alalla on yleisesti tunnettua, sekoittimen dynaamisen toiminta-alue tamiseksi tehokkaasti. AGC 158 ohjaa vahvistinta 156 siten, että | killaattorin (LO) tulo sekoittimelle 106’ linjalla 159 on vakio, jolloi • muunnettu sekoittimen 106’ lähtö on linjan 159a tulon lineaarinen f

30 enää kumoamispiirin 146’ tulojen moninkertaistava funktio. AGC

*·*·* yhteensovittaa vahvisti mi en 154 ia 15fi lährtnt Vaihe- ia \/ah\/ict 13 11 kuviot 5 ja 12 vastaavasti, voivat ohjausjärjestelmät 104 ja 104’ ohj timen 102 vahvistusominaisuuksia säätämällä vahvistimen esiasc tai -pisteitä. Vaikka esivääristinpiiriä ei ole kuvattu, sitä voidaan käyttää ei-toivotun särön pienentämiseen edelleen. Kuten on kuve 5 kaisesti vireillä olevassa US-patenttihakemuksessa nro 09/057 ί huhtikuun 8. päivänä 1998, liitettynä tähän referenssinä kokonaisi pitkien aikojen kuluessa (esimerkiksi satojen tuntien kuluttua) va ilmenee usein toimintaesivirran ryömintää. Vahvistus ryöminnän koi van vahvistimen avulla voi muodostaa kaistan ulkopuolisia särökorr 10 signaaliin. Ohjausjärjestelmä 104,104’ kykenee muodostamaan ohj leja, jotka ohjaavat vahvistimen esiasetuspisteitä kaistan ulkopuolisi energian perusteella, jonka avulla kompensoidaan vahvistimen es mintää. Tämän kaltainen kompensointimenetelmä on erityisen käytt nimenomaan MOSFET-laitteiden yhteydessä käytettäväksi, ja vielä 15 min lateraalista tyyppiä olevien MOSFET:ien tapauksessa, jossa hi tus on kriittinen.

Lisäksi, viitaten kuvioihin 18 ja 19, ohjausjärjestelmä 10 myös vähentää säröä säätämällä myötäkytkentäpiirin 160 ominaisi ten todettiin kuvioiden 16 ja 17 osalta, esivääristymäpiiriä voidaan 20 käyttää esimerkiksi mikroprosessorin ohjauksessa vähentämään e haluttuja särökomponentteja. Viitaten kuvioon 20, jossa esitetäär •••j’ järjestelmä 161, joka vähentää kaistan ulkopuolisia komponentteja lista linjalla 101, joka A/B-luokan vahvistimen läpi kuljettuaan sis 0Ί kaistan sisäisiä taajuuskomponentteja että kaistan ulkopuolisia ti :\j 25 ponentteja. Vahvistinjärjestelmä sisältää myötäkytkentäpiirin 160, jo :T: yhdistimen 162, joka vastaanottaa signaaliparin: ensimmäinen sigr ;·[·; 6A) linjalta 161 tulee viivepiiriltä 161a ja sisältää kaistan sisäpuolis * komponentit ja toinen signaali (kuvio 6B) tulee linjalta 163 ja on liit< : ,·, timen 102 lähtöön ja sisältää sekä kaistan sisäpuolisia että kaistar i * · 30 siä taajuuskomponentteja. Optimaalisesti yhdistin 162 vähentää en _ !_____ _ _ I !_ A.___i ^ _ *_____ _. 1 _ ____ . ^ J ^ _____ _ _ _·_ - . I · ·< Il M «« i « 14 11 signaaliin, joka sisältää sekä kaistan ulkopuoliset että kaistan s taajuuskomponentit viivepiiriltä 169. Ihanteellisessa tapauksessa y tuottaa vahvistetun signaalin, joka on olennaisesti vapaa kaistan uit särökomponenteista, kuten alalla yleisesti tunnetaan.

5 Kuitenkin, kuten edellä mainittiin, muutokset myötäk> 160 komponenteissa ja vahvistimessa 102 ajan kuluessa saattavg myötäkytkentäpiirin 160 tehokkuutta särön vähentämisessä. Niin oi men 170 lähtö on liitetty osittain kytkimen 171 kautta ohjausjärjesi sisältävään takaisinkytkentäsilmukkaan. Ohjausjärjestelmä 104, jok 10 tu edellä, ilmaisee kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien c muodostaa takaisinkytkentäohjaussignaalin, joka on verrannollinen kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien mitattuun energiaan. Ί kentäohjaussignaalit on liitetty ja ne ohjaavat tässä esitetyssä si dossa vahvistus-vaihe-piirin 164, 166 ominaisuuksia kaistan ull 15 taajuuskomponenttien mukaisesti.

Kuten edellä on todettu, voidaan kuvioissa 5 ja 12 esitel ristinpiiriä käyttää edullisesti edelleen vähentämään ei-haluttuja s nentteja esimerkiksi kuvion 20 mikroprosessorin 122 ohjauksesi mitä tulee kuvioissa 19 ja 20 esitettyihin esimerkkeihin, voidaan m 20 soria 122 käyttää säätämään esivääristimen esiasetusparametrej , vistinta 102, vahvistus-vaihe-piiriä tai muita laitteita edullisesti vahv ··· ··*! naalin säröjen vähentämiseksi.

Viitaten nyt kuvioon 21, ohjausjärjestelmä 104 tai 104’ · vahvistinjärjestelmän useita osia ja tuottaa kaikenkaikkiaan särön 25 mennettu vahvistettu signaali. Esityksen mukaisesti ohjausjärjesteli :T: jaa esivääristintä 105, päävahvistimen 102 esiasetuspistettä ja nrr täpiirin 106 ominaisuuksia. Siten eri yksittäiset vahvistinjärjestelmäi merkiksi esivääristin) muodostavat laajempia piirejä (toisin sanoen : ja vahvistin sekä myötäkytkentäpiiri), joiden ominaisuudet ovat sä; **·*[ 30 ohjausjärjestelmän avulla ilmaistun kaistan ulkopuolisten taajuus^ • « 15 kaistanleveys on rajoitettu. Monikanavaisen tulosignaalin yhteyden taessa kompensointipiiri etsii yhden kanavan ja minimoi kyseise kaistan ulkopuoliset taajuuskomponentit aivan kuin muita kanavii kanavaa ei olisi olemassakaan. Sen jälkeen yhdelle kanavalle käyl 5 tuksia käytetään kaikkien kanavien yhteydessä.

Siten kuvioiden 7 ja 20 sovelluksien toiminnallinen rakei neteimä säilyvät samoina. Edelleen näyttää siltä, että sillä, mikä ka minimoitu, ei ole merkitystä, joten taajuussyntetisaattorin 126 etsin mä, jonka määrittää mikroprossori 124, voi olla sama kuin yhden k 10 pauksessa, toisin sanoen se voi olla joko lineaarinen tai satunnaine sy.

Lisäykset, vähennykset ja muut muutokset esitettyihir muotoihin ovat alan asiantuntijoille ilmeiset ja sisältyvät patenttiv henkeen ja laajuuteen.

φ ·»· ·»·· ··· • * • · · • ·· • · • · • · · • «I • « « · » « » * t • « « • · « • · • » * » · « ··· · ··♦ • « • #

Claims (10)

16

1. Laitteisto etukäteen tuntemattoman kantoaaitotaaji van RF-signaalin kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien pien kyseisen RF-signaalin sisältäessä sekä kaistan sisäpuolisia että I 5 puolista taajuuskomponentteja,laitteiston käsittäessä: piirin (105,102) tulosignaalin vahvistamiseksi m signaalin muodostamiseksi, piirin käsittäessä vahvistimen, jolla on sähköisiä esiasetusparametreja; ja piiriin liitetyn ohjausjärjestelmän (104) taajuuden iöyta 10 signaalin kaistanleveyden sisäpuolelta sekä kaistan ulkopuolisten ponenttien energian määrittämiseksi, tunnettu siitä, että se kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien energiaan liittyvän oi Iin, ohjausjärjestelmän ollessa sovitettu sellaiseksi, että ohjaussig ketty piiriin säätämään vahvistimen sähköisiä esiasetusparametrejc 15 mään kaistan ulkopuolisten taajuuksien energiaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, t u n n että piiri sisältää esivääristimen (105), jonka esiasetusparametrit < tävissä ohjaussignaalin avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnel • 20 tä vahvistin on MOSFET-vahvistin. • V»

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnel ·;·\ tä piiri sisältää myötäkytkentäpiirin (160). ** " 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnet • · tä signaali käsittää CDMA-signaalin. • · * v : 25 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnel tä se edelleen sisältää toisen piirin (160), jossa esiasetusparamel dettävissä, toisen piirin esiasetusparametrien ollessa myös ohjatt : f: usjärjestelmän avulla. ··· · .*··· 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnet • · · 17 ennalta tuntemattoman kantoaaltotaajuuden suhteen, mainittujen nenttien ollessa kaistanleveyden ulkopuolisilla taajuuksilla, ja siitä sittää: (A) esivääristimen (105) kytkettynä vastaanottamaan 5 ja jolla on lähtö kytkettynä epälineaariseen vahvistimeen, esivääri ja tulosignaalin välisen siirtokäyrän ollessa epälineaarinen, siirtoki valittavasti säädettävissä esivääristimen esiasetusparametrejä säädön tapahtuessa kaistan ulkopuolisen takaisinkytkentäoh (109) avulla, olennaisesti lineaarisen vahvistimen lähtötehon ja ti 10 hon välisen siirtokäyrän aikaansaamiseksi, sekä (B) takaisinkytkentäsilmukan (107), joka käsittää oh män (104), joka on liitetty epälineaarisen vahvistimen lähtöön kantoaaltotaajuuden löytämiseksi ja vahvistetun tulosignaalin kaii ulkopuolella sijaitsevien särötaajuuskomponenttien energiaan liitty 15 kytkentäohjaussignaalin muodostamiseksi, takaisinkytkentäohjaui lessa kytketty esivääristimen (105) esiasetusparametrien muutti vääristimen sähköisten ominaisuuksien säätämiseksi epälineaari men lähdön kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien energian seksi.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunne tä laitteisto käsittää: (A) myötäkytkentäpiirin (160), käsittäen: >β·|· (i) ensimmäisen yhdistäjän (162) liitettynä tulosignaal tettuun RF-signaaliin; • · 25 (ii) säädettävän vahvistus-vaihepiirin (164,166), jota .*:·! simmäisellä ja toisella ohjaussignaalilla; ja * ♦ · (iii) virhevahvistimen (168) liitettynä säädettävär * * vaihepiirin lähtöön, virhevahvistimen vahvistaessa piirin lähdön, ji . . vistettu lähtö viedään toiseen yhdistäjään (170), joka vastaanotta *··[ *· 30 lona vahvistetun signaalin viivästetyn version; ja • · I · I I 4| . ( * · / f' 1 ·1/Λη / Λ ft Λ l liif/\Hi mn Ιλ wl· 18

11. Menetelmä kaistan sisäpuolisia taajuuskomponei vään etukäteen tuntemattoman kantoaaltotaajuuden omaavaan tuotavien kaistan ulkopuolisten taajuuskomponenttien vähentämis tävät esiasetusparametrit omaavan signaalinprosessointipiirin av 5. e 11 u siitä, että menetelmä käsittää: RF-signaalin kaistan sisäpuolisen taajuuskomponentir energian määrittämisen etukäteen määritellyn siirtym poikkeaman määräämillä taajuuksilla löydetyn kaistan sisäpuoli komponentin suhteen; ja 10 piirin esiasetusparametrien säädön kaistan ulkopuoli: sien energian pienentämiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, siitä, että kaistan sisäpuolisen taajuuskomponentin löytäminen kä energian mittaamisen ensimmäisellä taajuudella; 15 energian mittaamisen toisella taajuudella; ja määrittämisen, ylittyykö toisella taajuudella mitattu simmäisellä taajuudella mitatusta energiasta enemmän kuin raja-a

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, siitä, että se edelleen käsittää kaistan ulkopuolista taajuusenergii 20 signaalin heterodyne-käsittelyn. « « « • 9·« • M9 4 • 999 • 4 » 9 9 • · · 4 4 • 4 9 « « • 19 • « 999 «44 4 4« 4 44« « 4 4 4 4# 4 4 4 4 4« 4 4« 444 « 44 4 4 4 4 19