FI85202C

FI85202C - Foerfarande foer foerbaettrande av precision i effektreglering i en radiotelefon.

Info

Publication number: FI85202C
Application number: FI901209A
Authority: FI
Inventors: Pekka Lonka
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1992-03-10
Also published as: EP0446073A1; FI85202B; FI901209A; ATE133521T1; FI901209A0; DE69116581T2; EP0446073B1; DE69116581D1

Description

5 1 85202

Menetelmä radiopuhelimen tehonsäädön tarkkuuden parantamiseksi - Förfarande för förbättrande av precision i effektre-glering i en radiotelefon

Esillä oleva keksintö kohdistuu radiopuhelimen lähettimen tehovahvistimen tehon säätämiseen etenkin valmistuksen yhteydessä viritettäessä tehotasot spesifikaation mukaiseksi .

10

Soluverkkojen sekä digitaalisten että analogisten radiopuhelimien lähetystehoa on voitava säätää laajalla alueella. Dynamiikan on oltava useita kymmeniä desibelejä, esim. gsm-järjestelmässä radiopuhelimen lähettimen tehonsäätöalue on 15 13 - 43 dBm ja tehoa on voitava säätää 2 dB:n välein. Eri tyisesti dynamiikan merkitys korostuu digitaalisissa radiopuhelimissa, joissa tehon nousu- ja laskureunan täytyy noudattaa tiettyä käyrämuotoa, esim. cos2-muotoa. Vaadittava laaja dynamiikka-alue aiheuttaa ongelmia etenkin käytettäes-20 sä pieniä tehotasoja, koska tällöin tehonmittausanturilta mitatut tehotasojen jännitearvot ovat lähellä toisiaan. Pienimmät tehonmittausanturilta saatavat tehotasot voivat olla muutamien millivolttien päässä toisistaan, kun taas suurimpien tehotasojen välinen ero voi olla voltteja. Tästä 25 johtuu, että tehonmittauksen hyvän resoluution toteuttaminen on erittäin hankalaa.

Tunnetaan sellainen tehonsäätömenetelmä, jossa tehovahvis-tinta ohjataan komparaattorilla, jonka sisääntuloina ovat 30 kiinteä referenssijännite ja jännite, joka on tehovahvistimen lähdöstä tehonmittausanturilta, tavallisesti suuntakyt-kimeltä saatu jännite, jota on vaimennettu ohjattavalla vaimentimella. Haluttaessa suurta lähtötehoa kytketään vaimentimelle suuri vaimennus, jolloin tasapainotilassa 35 jännite vaimentimen jälkeen on sama kuin kiinteä referenssi jännite, mutta tehovahvistimen lähtöteho on suuri. Pientä tehotasoa haluttaessa kytketään ohjattavalle vaimentimelle vastaavasti pieni vaimennus. Tämän tunnetun menetelmän etuna 2 85202 on suuri dynamiikka-alue, mutta sen haittapuolena on, että tehon nousu- ja laskureunoja on hyvin vaikea hallita. Lisäksi tämä menetelmä ei sovellu hyvin tehotasojen ohjelmalliseen viritykseen, koska monibittinen vaimennin on vaikeampi 5 toteuttaa kuin D/A-muunnin.

Tunnetaan myös toinen tehonsäätömenetelmä, jossa edelliseen verrattuna erona on se, että referenssijännite voidaan valita halutuksi käyttämällä ohjauslinjoja, joiden koodi 10 muutetaan D/A-muuntimella vastaavaksi tasajännitteeksi, jota käytetään referenssijännitteenä. Tehonmittausanturilta saatu jännite viedään suoraan erovahvistimen tai komparaattorin toiseen tulonapaan. Tämän menetelmän mukaisessa kytkennässä voidaan tehon nousu- ja laskureunoja hallita, mutta vain 15 suurilla tehotasoilla voidaan saavuttaa riittävä resoluutio kapean dynamiikka-alueen vuoksi. Tämä johtuu siitä, että tehonmittausanturilta viedään mittaussignaali suoraan komparaattorille, jolloin pienten tehotasojen jännitteet ovat lähellä toisiaan. Menetelmä soveltuu kuitenkin ohjel-20 malliseen viritykseen ja sopii siksi hyvin nykyaikaiseen tietokoneavusteiseen tuotantoon (CAM).

Edellä mainituilla tunnetuilla menetelmillä on mainittujen haittapuolien lisäksi ominaisuutena se, että käytettävissä 25 oleva jännitealue on kaikkien tehotasojen käytössä, jolloin tarkkuus huononee tehonsäätöalueen alapäässä, jossa mitatut jännite-erot ovat pieniä. Käytettävissä olevan jännitealueen suurimman arvon määrää kannettavan radiopuhelimen akun ja logiikan tyypillinen käyttöjännite ja se on tavallisesti 30 5 V. Jos jännite voisi olla suuri, toimisivat tunnetut ratkaisut tyydyttävästi, koska jännitteiden välinen ero kasvaisi, minkä takia tehonsäädön tarkkuus olisi riittävä. Esillä oleva keksintö poistaa tunnettujen ratkaisujen epäkohdat ja esittää menetelmän, jolla tehonsäädön tarkkuus 35 on hyvä myös kannettavissa radiopuhelimissa, joissa käyttö-jännitteen suurin arvo on rajoitettu.

3 85202

Keksinnölle on ominaista se, että - referenssijännite muodostetaan kytkennällä, jolla jännitettä voidaan säätää alueessa Av, - valitaan haluttu lukumäärä peräkkäisiä tehotasoja, 5 - ohjataan vaimenninta siten, että sen antojännite on suu rimmalla mainituista peräkkäisistä tehotasoista lähes suurimman referenssijännitteen suuruinen, - säädetään referenssijännitettä alueessa AV, kunnes saavutetaan jokaista mainittua peräkkäistä tehotasoa vastaava 10 referenssijännitteen arvo.

Menetelmän mukaisesti tehonmittausanturilta tulevaa jännitettä voidaan vaimentaa useampiportaisessa ohjattavassa vaimentimessa ja referenssijännite voidaan säätää ohjauk-15 sella halutun suuruiseksi, jolloin aina yhtä tehotasoa kohden on käytettävissä useasta referenssijännitetasosta muodostuva jännitealue.

Keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla oheiseen ku-20 vaan, joka esittää radiopuhelimen tehovahvistimen ohjauk sen periaatetta käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää.

Kuvan mukaisessa piirissä säätää komparaattori 5 tehovah-25 vistimen 1 tehoa niin, että tehonmittausanturista 2, joka voi olla suuntakytkin, saatava ja vaimentimen 3 kautta komparaattorin 5 tuloon tuleva tasajännite on sama kuin komparaattorin 5 toiseen tuloon tuotava jännitelähteestä 4 saatava referenssijännite. Referenssijännite muodostetaan 30 edullisesti logiikalta tulevien ohjauslinjojen koodista D/A-muuntimellä, mutta voidaan käyttää myös muutakin jännitelähdettä, josta saadaan tietty jännitealue AV. Vaimentimessa 3 on useita vaimennustasoja, joita ohjataan logiikalta tulevilla ohjauslinjoilla. Haluttaessa muodostaa 35 suuri vahvistimen lähtötehotaso kytketään vaimentimeen 3 suuri vaimennus, jottei ylitettäisi D/A-muuntimen 4 tai muun vertailujännitelähteen jännitealuetta, joka voi olla esim. 0,5...4,2 V. Tällöin tätä vaimennusta ja suurta re- 4 85202 ferenssijännitteen arvoa vastaa suuri puhelimen lähtöteho. Pienentämällä referenssijännitteen arvoa voidaan myös läh-tötehoa pienentää. Tietyllä lähtötehon tehotasolla pienennetään vaimennusta, jolloin referenssijännitettä voidaan 5 nostaa lähelle suurinta arvoaan, jolloin taas alaspäin mentäessä joukolla tehotasoja on käytettävissään lähes koko referenssijännitteen jännitealue. Haluttaessa muodostaa pieni tehotaso kytketään vaimentimelle 3 hyvin pieni vaimennus, koska referenssijännitteen säätöalue halutaan 10 pitää mahdollisimman suurena. Tällöin muuttamalla referenssi jännitteen arvoa ja vaimennusta voidaan vaikuttaa puhelimen lähtötehoon.

Referenssijännitteen jännitealue, joka koostuu 2y kplrsta 15 jännitetasoja (kun y on ohjauksen bittiluku), voidaan käyttää kokonaan tehotasojen ryhmää kohti, kuten edellä on esitetty, tai jännitealue voidaan käyttää yhtä tehotasoa kohti kerrallaan. Täten laaja jännitealue vaikuttaa parantavasti tehotasojen tarkkuuteen. Tehojen viritys helpottuu 20 ja nopeutuu ja viritys voidaan tehdä ohjelmallisesti. Tällöin valmistuskustannukset alenevat ja puhelimien saanto paranee.

Referenssijännite voidaan luonnollisesti muodostaa myös 25 muutoin kuin D/A-muuntimella, esim. suoraan käyttöjännitteestä jakamalla se sopivaan määrään jännitetasoja.

Claims

1. Menetelmä tehonsäädön tarkkuuden parantamiseksi digitaalisessa radiopuhelimessa, jossa lähettimen tehovahvis-timen (1) lähtötehoa säädetään portaittain, jolloin saadaan 5 joukko tehotasoja, ja säädössä käytetään komparaattoria (5), jonka toiseen tuloon tulee vahvistimen (1) lähtötehoa mittaavalta anturikytkennältä (2) saatava jännite, jota voidaan vaimentaa useampiportaisessa ohjattavassa vaimenti-messa (3), ja toiseen tuloon on kytketty referenssijännite, 10 tunnettu siitä, että - referenssijännite muodostetaan kytkennällä, jolla jännitettä voidaan säätää alueessa Δν, - valitaan haluttu lukumäärä peräkkäisiä tehotasoja, - ohjataan vaimenninta (3) siten, että sen antojännite on 15 suurimmalla mainituista peräkkäisistä tehotasoista lähes suurimman referenssijännitteen suuruinen, - säädetään referenssijännitettä alueessa AV, kunnes saavutetaan jokaista mainittua peräkkäistä tehotasoa vastaava referenssijännitteen arvo. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäiset tehotasot ovat pieniä tehotasoja, esim. neljä pienintä, joista suurimmalla an-turikytkennän (2) antojännite on lähes suurimman referens- 25 sijännitteen suuruinen, jolloin vaimentimen (3) vaimennus on vähäinen.

3. Förfarande enligt patentkravet 2, känneteck-5 n a t av att de successiva effektniväerna är höga effekt- niväer, pä vilkas högsta nivä detektorkopplingens (2) ut-gängsspänning överskrider den högsta referensspänningen, varvid dämparen (3) styrs sälunda att den dämpar nämnda utgängsspänning att vara inte över den högsta referens-10 spänningen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäiset tehotasot ovat suuria 30 tehotasoja, joista suurimmalla anturikytkennän (2) anto-jännite ylittää suurimman referenssijännitteen, jolloin vaimenninta (3) ohjataan siten, että se vaimentaa mainitun antojännitteen enintään yhtä suureksi kuin suurin referenssi jännite. 35

4. Förfarande enligt patentkravet 1, känneteck-n a t av att referensspänningsomrädet Δν bildas frän styrningslinjesignaler medelst en D/A-omvandlare, varvid 15 det önskade antalet referensspänningsniväer erhälls.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssijännitealue Δν muodostetaan 6 85202 ohjauslinjojen signaaleista D/A-muuntimellä (4), jolloin saadaan haluttu lukumäärä referenssijännitetasoja.

5. Förfarande enligt patentkravet 1, känneteck-n a t av att referensspänningens styrningsvärden motsva-rande varje effektnivä och dämparens styrningsvärden lag- 20 ras i ett minne.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -5 n e t t u siitä, että kutakin tehotasoa vastaava referenssi jännitteen ohjausarvo ja vaimentimen ohjausarvo tallennetaan muistiin.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukaisen mene-10 telmän käyttö, tunnettu siitä, että menetelmää käytetään lähettimen tehotasojen virittämiseen oikeaksi puhelimen valmistuksen yhteydessä. 15 1. Förfarande för förbättrandet av precision i effekt- reglering vid en digital radiotelefon, i vilken utgängsef-fekten frän sändarens effektförstärkare (1) regleras steg-vis med den päföljd att ett antal effektniväer erhälles, och vid regleringen användes en komparator (5), tili vars 20 ena ingäng leds en spänning frän en detektorkoppling (2) som mäter förstärkarens (1) utgängseffekt, vilken spänning kan dämpas medelst en styrbar flerstegsdämpare (3), och tili vars andra ingäng är en referensspänning kopplad, kännetecknat av att 25. referensspänningen bildas medelst en koppling, med vil ken spänningen kan regleras inom omrädet Δν, - ett önskat antal successiva effektniväer väljes ut, - dämparen (3) styrs sälunda att pä den högsta av de nämn-da successiva effektniväerna är dess utgängsspänning närä 30 tili den högsta referensspänningen, - referensspänningen regleras inom omrädet Δν, tills varje successiv effektnivä har fätt ett motsvarande referens-spänningsvärde. 35 2. Förfarande enligt patentkravet 1, känneteck nat av att de successiva effektniväerna är läga effekt-niväer, t.ex. de fyra lägsta, pä vilkas högsta nivä detek-torkopplingens (2) utgängsspänning är närä tili den högsta 7 85202 referensspänningen, varvid dämparens (3) dämpning är li-ten.

5 85202

6. Användning av förfarandet enligt nägot av de före-gäende patentkraven, kännetecknad av att förfarandet användes för att avstämma sändarens varje effekt- 25 nivä tili det riktiga värdet vid telefonproduktionen.