FI83715B - Logikstyrd intrimning och kompensation av signalnivaoer och deviationer i en radiotelefon. - Google Patents

Description

1 83715

Radiopuhelimen signaalien tasojen ja deviaatioiden logiikka-ohjattu viritys ja kompensointi 5 Keksintö koskee signaalien tasojen ja/tai deviaatioiden logiikkaohjattua viritysmenetelinää radiopuhelimella, jossa on sen toimintaa ohjaava logiikkaosa, sekä tämän menetelmän käyttöä sarjatuotannossa ja huollossa. Keksintö koskee myös radiopuhelinta, joka viritetään keksinnön mukaisella mene-10 telmällä.

Radiopuhelimessa on eräitä signaaleja, joiden taso tai deviaatio on pidettävä säädetyssä arvossaan kaikissa olosuhteissa, lämpötilasta riippumatta. Tällaisia signaaleja ovat 15 esimerkiksi vastaanottimen pientaajuustaso, lähettimen tai valvontasignaalin deviaatio, jne. Signaalit kulkevat esimerkiksi vahvistimien, suodattimien, ilmaisinpiirien, sekoittajien ja modulaattoreiden kautta. Jokaisessa tällaisessa asteessa tapahtuu lämpötilasta johtuvia vahvistuksen tai 20 deviaation muutoksia. Tekniikan tasolla on yleisimpänä käytäntönä näiden muutosten hyväksyminen, ja niiden kompensointi esimerkiksi lämpötilasta riippuvilla vastuksilla.

Lämpötilasta riippuvien (NTC- ja PTC-) vastuksien käyttö 25 on kuitenkin osoittautunut huonoksi ratkaisuksi, koska eräät piirit, kuten suodattimet ja ilmaisinpiirit, käyttäytyvät yksilöllisesti eri lämpötiloissa, eikä muutoksia voida etukäteen tarkasti ennustaa. Kompensointikomponenttien omat toleranssit vaikuttavat myös merkittävästi muutoksiin.

30

Tunnettuna ratkaisuna on tähän saakka ollut joko huonomman saannon hyväksyminen tuotannossa, tai parempien komponenttien käyttäminen. Ensimmäinen vaihtoehto johtaa valmistus-: : : kustannusten nousuun. Jälkimmäinen vaihtoehto johtaa kustan- 35 nusten nousuun, mutta lisäksi sellaisten komponenttien koko ja virrankulutus voivat olla huomattavasti suuremmat, jolloin niitä ei voi käyttää pienikokoisissa käsipuhelimissa .

5 2 83715

Keksinnön tehtävänä on osoittaa sellainen menetelmä, jolla edellä mainitut tekniikan tason ongelmat ja puutteet poistetaan .

Tehtävän ratkaisu aikaansaadaan patenttivaatimuksen 1 tun-nusmerkkiosan mukaisella keksinnöllisellä menetelmällä.

Keksinnölle on olennaista se, että valittujen käyttötilojen 10 yksilölliset viritystulokset talletetaan kompensointivakioi-na radiopuhelimen muistiin, jolloin radiopuhelinta käytettäessä logiikkaosaan talletettujen viritystulosten perusteella logiikkaohjatun vahvistimen kautta kulloistakin signaalia (tasoa ja/tai deviaatiota) ohjataan kompensointivakioiden 15 avulla korjatusti. Edullisesti viritys suoritetaan liittämällä virityslaitteisto radiopuhelimen normaaleihin ulkoisiin liitäntöihin, jolloin viritys tehdään avaamatta radiopuhelimen kuoria.

20 Tätä viritys järjestelyä voidaan soveltaa radiopuhelimien sarjatuotannon lopputestauksessa ja radiopuhelinhuollossa.

Keksinnön mukaisessa radiopuhelimessa on logiikkaosaan kytketty radiopuhelimen käyttötilaa ilmaisevat anturit, ja 25 signaalitielle on järjestetty logiikkaohjattu vahvistin, joka vahvistaa signaalia logiikkaosan luovuttaman, kulloistakin käyttötilaa vastaavan, ja kompensointivakiolla korjatun datan perusteella.

30 Keksinnön muita edullisia suoritusmuotoja ilmenee epäitsenäisistä patenttivaatimuksista.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin erään suoritus-esimerkin avulla oheiseen piirustukseen viitaten, jossa: kuvio 1 havainnollistaa pelkistetyn lohkokaavion avulla keksinnön mukaista viritysmenetelmää; ja 35 3 837Ί5 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen radiopuhelimen logiikka-ohjatun vahvistimen piirikaavion.

Kuvion 1 mukaisesti virityslaitteisto 2 on kytketty viritet-5 tävänä olevan radiopuhelimen 1 antenniliitäntään 31 sekä pientaajuusliitännät 33, 34 sisältävään lisälaiteliitäntään 32. Viritystä varten valittu mittasignaali (esimerkiksi vakio radiotaajuinen antennisignaali, tai vakio äänenpaine mikrofonille) johdetaan virityslaitteiston 2 mittalaitteis-10 ta 21 radiopuhelimen liitäntöihin 31 tai 33. Virityslaitteiston mittaustietokone 20 on kytketty radiopuhelimen logiikkaosaan 10 lisälaiteliitännän 32 kautta. Mittaustietokone 20 voi logiikkaosan 10 kautta ohjata radiopuhelimen halutulle kanavalle (radiotaajuudelle). Se voi myös logiik-15 kaosan 10 kautta ohjata logiikkaohjattuja vahvistimia 16, 17, joiden avulla säädetään kulloinkin viritettävän signaalin (A tai B) tasoa ja/tai deviaatiota.

Mittasignaali voidaan liittää pientaajuusliitäntään 33, 20 jolloin (normaalikäytössä mikrofonilta tulevaa) moduloivaa audiosignaalia vahvistetaan logiikkaohjatulla vahvistimella 16, jonka jälkeen se lähettimen 11 lähtötehona kytketään antenniliitäntään 31, esim. duplex-suodattimen 13 kautta, ja sitä mitataan mittalaitteilla 21, joiden mittaustulos 25 välitetään sisäisellä väylällä 22 mittaustietokoneelle 20.

Toisessa siirtosuunnassa radiotaajuinen mittasignaali mittalaitteilta 21 johdetaan antenniliitäntään 31. Antenniliitäntään 31 on liitetty radiopuhelimen vastaanotin 12, jonka 30 tuottama audiosignaali vahvistetaan logiikkaohjatulla vahvistimella 17, ja (normaalikäytössä kuulokkeelle menevä) tulos mitataan mittalaitteilla 21 liitännän 34 kautta ja välitetään sisäisellä väylällä 22 mittaustietokoneelle 20.

35 Radiopuhelimessa on myös lämpötila-anturi 14 radiopuhelimen sisäisen lämpötilan ilmaisua varten.

4 83715

Logiikkaosa 10 sisältää mm. mikroprosessorin, muistit - erityisesti häviämättömän muistin ohjelmien ja kompensointida-tan tallettamista varten - ja A/D-muuntimen, jolla muunnetaan lämpötila-anturilta 14 tuleva jännite mikroprosessoril-5 le käyttökelpoiseen digitaaliseen muotoon. Virityksen aikana logiikkaosa 10 liitetään mittaustietokoneeseen 20 lisälaite-liitännällä 32, jonka kautta välitetään tietoa molempiin suuntiin, esimerkiksi tieto anturin 14 mittaamasta lämpötilasta mittaustietokoneelle ja asetusarvot mittaustietoko-10 neelta mikroprosessorille.

Käytössä oleva kanava (eli kanava-alue) ja anturilla 14 mitattu lämpötila (eli lämpötila-alue) muodostavat radiopuhelimen käyttötilan.

15

Radiopuhelimen virittäminen tapahtuu keksinnön mukaisesti seuraavalla tavalla. Viritykset tehdään aluksi huoneenlämpö-tilassa. Radiopuhelin asetetaan sääkappiin (kylmä-/kuuma-kaappiin) ja antenniliitäntään 31 ja pientaajuusliitäntöihin 20 33, 34 kytketään mittalaitteet 21.

1) Kytketään mittaustietokoneelta 20 lisälaiteliitännän 32 kautta mikroprosessorille 10 tieto viritettävästä signaalista (tasosta tai deviaatiosta) ja asetusarvo. Radiopuhelimen 25 1 logiikkaosa 10 ohjaa logiikkaohjattua vahvistinta siten, että saavutetaan viritettävän signaalin haluttu tavoitearvo valitulla, riittävällä tarkkuudella. Modulaatioherkkyys säädetään huoneenlämpötilassa valittujen kanavien funktiona. Mitataan deviaatio keskikanavalla, ja laitakanavilla deviaa-30 tiot tarkistetaan (useassa osassa) ja poikkeamat keskika- navan arvosta talletetaan mikroprosessorin 10 häviämättömään muistiin kompensointikertoimiksi. Näitä laskettuja kompen-sointikertoimia tai laitakanavilla mitattuja arvoja radiopuhelimen ohjelmisto käyttää käytön aikana kulloisenkin kana-35 van kohdalla.

2) Muutetaan sääkaapin lämpötila kylmimpään testattavaan lämpötilaan (esim. -25°C). Kun puhelimen lämpötila-anturilla 5 83715 14 todetaan, että haluttu sisälämpötila on saavutettu, toistetaan vaiheen 1) viritykset. Saatuja viritysarvoja radiopuhelin käyttää määrätyn lämpötilan alapuolella.

5 3) Muutetaan sääkaapin lämpötila ylimpään käytettävään lämpötilaan (esim. +55°C), ja toistetaan samat toimenpiteet kuin vaiheessa 2). Saatuja viritysarvoja radiopuhelin käyttää määrätyn lämpötilan yläpuolella.

10 Vaiheet 2) ja 3) voidaan automatisoida siten, että mittaus-tietokoneen 20 muistiin talletetaan (sarjatuotannossa) edellisten puhelimien viritysarvojen keskiarvot kylmässä ja kuumassa. Viritettävän puhelimen viritys aloitetaan kussakin vaiheessa näiden keskiarvojen mukaisilla asetusar-15 voilla, minkä jälkeen suoritetaan mittaus (tasot ja deviaa-tiot). Mikäli jokin mitattava signaali poikkeaa viritysar-vosta yli hyväksyttävän raja-arvon, suorittaa mittaustieto-kone 21 virityksen uudelleen kulloisessakin lämpötilassa, jonka jälkeen viritysarvot talletetaan radiopuhelimen muis-20 tiin.

On huomattava, että viritys voidaan suorittaa muussakin käyttötilojen järjestyksessä, kuin edellä on mainittu, riippuen käytössä olevasta sääkaappijärjestelystä yms.

25 tuotantoseikoista. Viritettävien käyttötilojen lukumäärä voidaan valita radiopuhelimen tuotantoon ja käyttöön sopivaksi. Käyttötilojen lukumäärä voidaan rajoittaa tarkoituksenmukaisella tavalla siten, että käytetään kullekin muuttujalle (kanava, lämpötila) esim. vain keskialuetta, yläaluet-30 ta ja ala-aluetta kuvaavaa virityskohtaa. Käytännössä alueet voisivat olla esimerkiksi: - keskikanava, joka vastaa keskialuetta, ylin ja alin kanava, jotka vastaavat äärialueita; ja vastaavasti - huoneenlämpötila (esim. +25°C, aluetta +5...+45°C varten), 35 ylin (esim. +55°C, aluetta +45...+85°C varten) ja alin lämpötila (esim. -10°C, aluetta -25...+5°C varten).

6 83715

Tuotannossa viritys voidaan suorittaa lopputestauksen yhteydessä, kun radiopuhelin on muuten kokonaan valmis. Virittäminen voidaan nyt tehdä avaamatta puhelimen kuoria. Lisäksi mittaustietokoneen sopivalla vaiheiden 1) - 3) ohjelmoin-5 nilla voidaan virittäminen tehdä täysin automaattisesti, jolloin viritystulokset tulevat luotettavammiksi (ei inhimillisiä virheitä). Virityksen automatisoinnin johdosta testauksen läpimenoaika lyhenee, ja tarvittavan henkilöstön määrä pienenee. Tuotannon johtamisen kannalta keksinnöllinen 10 menetelmä merkitsee suurta etua, jos tuotanto esimerkiksi siirretään toiseen tehtaaseen, koska automaattinen viri-tysohjelma ei vaadi henkilökunnalta paljon koulutusta viri-tystehtäviin, kun mittaustietokoneen viritysohjelmiin voidaan sisällyttää kaikki virityksessä tarvittavat tiedot.

15

Keksinnön mukaista viritysmenetelmää voidaan edullisesti myös soveltaa puoliautomaattisena radiopuhelimien huollossa, jolloin virityslaitteisto voidaan korvata yksinkertaisemmalla huoltolaitteella, jolla esim. tarkistetaan radiopuhelimen 20 viritys ja/tai tehdään viritys pelkästään huoneenlämpötilassa. Tällöin signaalin mittaus ja viritystulosten talletus : tapahtuu vastaavalla tavalla kuin automaattivirityksessä, mutta viritystulosten päätöksen ja kompensointivakioiden tai kertoimien laskemisen suorittaa virittäjä.

25

Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavassa radiopuhelimessa mitataan anturilla 14 ja A/D-muuntimilla (ei esitetty) käytön aikainen lämpötila. Käyttötilan perusteella mikroprosessori 10 valitsee häviämättömästä muististaan kulloi-30 seenkin käyttötilaan viritetyn kompensointivakion tai ase-tusarvon, jonka mukaisesti logiikkaohjatuille vahvistimille asetetaan vahvistukset.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisessa radiopuhelimessa 35 käytettävän logiikkaohjatun vahvistimen 100 (viitenumerot 16, 17 kuviossa 1) piirikaavio. Vahvistin 100 käsittää operaatiovahvistimen 101, takaisinkytkentävastukset 102 ja 103, sekä analogiakytkimet 4, 5 ja 6. Varsinaisten takaisin- 7 83715 kytkentävastusten 2 ja 3 rinnalle voidaan mikroprosessorin 10 (ei esitetty) ohjaamilla analogiakytkimillä 4, 5, 6 kytkeä haluttu yhdistelmä muista takaisinkytkentävastuksista 7, 8 ja 9. Kuvion 2 suoritusesimerkissä on käytetty kolmea 5 kytkettävää vastusta, jolloin kytkettävien vahvistusportai-den määrä on yhteensä 8. Kytkettävien vastusten lukumäärä voidaan tietenkin valita tarvittavien vahvistusportaiden lukumäärän mukaisesti (vahvistusportaiden lukumäärä = 2N, jossa N on kytkettävien vastusten lukumäärä).

10

Keksinnön mukaisessa radiopuhelimessa ei tarvita analogisia kompensointikytkentöjä, jolloin komponenttien määrä pienenee. Lisäksi komponenteille voidaan sallia suuremmat tole-ranssiarvot, koska jokaisen radiopuhelimen lämpötilakompen- 15 soinnit voidaan tehdä yksilöllisesti. Näin ollen tuotannon saanto paranee. Aikaansaadut kompensoinnit tulevat myös tarkemmiksi, koska kompensointikomponentit eivät vaikuta kompensoimisen onnistumiseen. Samalla säästetään piirilevyn pinta-alaa.

20

Keksintöä voidaan soveltaa eri tyyppisiin analogisiin ja digitaalisiin radiopuhelimiin, solukkoradiopuhelimiin, kannettaviin ja autoradiopuhelimiin.

Claims (10)

1. Radiopuhelimen signaalien tasojen ja/tai deviaatioiden logiikkaohjattu viritysmenetelmä, jolloin radiopuhelimessa on sen toimintaa ohjaava logiikkaosa, 5 tunnettu siitä, että - ulkoinen virityslaitteisto (2) liitetään radiopuhelimen (1) antenniliitäntään (31), pientaajuusliitäntöihin (33, 34. sekä lisälaiteliitäntään (32) tai vastaaviin liitäntöihin, 10. mittasignaali kytketään virityslaitteistolta (2) radiopu helimeen antenniliitännän (31) tai pientaajuusliitännän (33) kautta, - viritettävä signaali (A, B) mitataan virityslaitteistolla (2) ja sitä säädetään logiikkaosan (10) kautta takaisinkyt-15 ketyssä silmukassa (2, 32, 1, 31; 2, 32, 1, 34), kunnes haluttu signaalin viritystulos on saavutettu, - radiopuhelimen yksilölliset viritystulokset talletetaan kompensointivakiona tai kertoimena logiikkaosaan (10) järjestettyyn häviämättömään muistiin, 20 jolloin radiopuhelimen (1) käytössä logiikkaosaan (10) talletettujen viritystulosten perusteella logiikkaohjatun vahvistimen (16, 17) kautta kulloistakin signaalia (tasoa :· ja/tai deviaatiota) ohjataan kompensointivakioiden avulla korjatusti. 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen viritysmenetelmä, tunnettu siitä, että viritys voidaan tehdä avaamatta radiopuhelimen (1) kuoria.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen viritysmenetelmä, tunnettu siitä, että virityslaitteistoon (2) järjestetään viritettävien signaalien mittalaitteet (21) ja tietokone (20), johon talletetun ohjelman ja signaalin (taso ja/tai deviaatio) tavoitearvojen perusteella viritys suoritetaan 35 valinnan mukaan automaattisesti tai puoliautomaattisesti.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen viritys-menetelmä, tunnettu siitä, että viritys tehdään peräkkäin 9 83715 useammalla kanavalla tai kanava-alueella ja yhdellä tai useammalla käyttölämpötila-alueella, jolloin virityslait-teisto saa radiopuhelimen käyttötilasta tiedon logiikkaosan (10) ja lisälaiteliitännän (32) kautta, ja jolloin jokainen 5 viritystulos talletetaan kompensointivakiona radiopuhelimen logiikkaosan (10) häviämättömään muistiin.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukaisen viritysmenetelmän käyttö sarjatuotannossa, tunnettu siitä, että tietokone 10 (20) osoittaa logiikkaosalle (10) ensimmäiseksi asetusarvok- si aikaisemmin viritettyjen radiopuhelimien viritystuloksia vastaavien asetusarvojen pitkäaikaisen keskiarvon.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen viritys-15 menetelmän käyttö radiopuhelimen huollossa.

7. Radiopuhelin, joka viritetään jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisella menetelmällä, tunnettu siitä, että logiikkaosaan (10) on kytketty radiopuhelimen (1) käyttöti- 20 laa ilmaisevat anturit (14), ja että signaalitielle (33-31; 31-34) on järjestetty logiikkaohjattu vahvistin (16; 17), joka vahvistaa signaalia logiikkaosan (10) luovuttaman, kulloistakin käyttötilaa vastaavan, ja kompensointivakiolla korjatun datan perusteella. 25

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen radiopuhelin, tunnettu siitä, että logiikkaosa (10) käsittää mikroprosessorin.

8 83715

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen radiopuhelin, tun-30 nettu siitä, että käyttötilan ilmaisevat anturit ovat käytössä olevan kanavan tai kanava-alueen ilmaiseva laite (10) ja lämpötila-anturi (14).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen radiopuhelin, 35 tunnettu siitä, että logiikkaohjattu vahvistin (100; 16, 17. muodostuu operaatiovahvistimesta (101), takaisinkytken-tävastuksista (102, 103, 107-108) ja analogiakytkimistä (105 - 106), joilla logiikkaosan (10) ohjaamana kytketään 10 8371 5 kulloinkin halutun vahvistuksen aikaansaavat takaisinkytken-tävastukset (107 - 109) rinnakkain takaisinkytkentähaaraan.