FI86350C - Foerfarande och anordning foer automatisk foerstaerkningsreglering i hoegfrekvensfoerstaerkaren. - Google Patents

Description

1 86350

Menetelmä ja järjestely suurtaajuustehovahvistimen automaattista vahvistuksen säätöä varten

Keksinnön kohteena on menetelmä ja järjestely suur-5 taajuustehovahvistimen automaattista vahvistuksen säätöä varten.

Radiolähettimissä, erityisesti monikanavaisissa radiolähettimissä, modulaattorilta saatavat lähetystaajui-set signaalit yleensä vahvistetaan erillisellä laajakaisit) täisellä suurtaajuustehovahvistimellä ennen signaalin syöttämistä antenniin. Tällaisen erillisen tehovahvistimen ulostulosignaalin voimakkuuden tulisi olla sisääntulosig-naalin voimakkuus kerrottuna tietyllä vakiolla eli Pout = G x Pln. Tähän päästään käyttämällä lineaarista vahvistinta. 15 Lineaariset vahvistimet toimivat kuitenkin A-luokassa, jolloin niiden hyötysuhde on huono. Jotta myös esimerkiksi AB-luokassa toimivan epälineaarisen tehovahvistimen ulostulosignaalin voimakkuus on saatu täyttämään edellä mainittu ehto, on tunnetuissa ratkaisuissa viety tämän eril-20 lisen tehovahvistimen lähtötason ilmoittava takaisinkyt- kentäsignaali tehovahvistinta edeltävälle lähettimelle ja säätämällä näin syntyvän suljetun silmukan avulla lähettimen ulostulosignaalin tasoa ja sitä kautta erilliselle tehovahvistimelle menevän sisääntulosignaalin tehoa. Täl-25 löin kuitenkin säätösilmukka saattaa muodostua pitkäksi, jolloin takaisinkytkennässä käytetty kaapeli kerää ympäristön häiriöitä ja viivästää silmukan toimintaa (esimerkiksi kaapelin kapasitanssin vaikutuksesta). Lisäksi lähetin saattaa ohjata itsensä maksimiteholle, jos säätösilmu-30 kassa on jokin vika.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada suurtaajuustehovahvistimen vahvistuksen säätö, jolla epälineaarisen-kin vahvistimen ulostulosignaalin voimakkuus saadaan halutunlaiseksi ilman pitkää säätösilmukkaa.

35 Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä 2 86350 suurtaajuustehovahvistimen automaattista vahvistuksensää-töä varten, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että vahvistimen vahvistusta säädetään vahvistimen sisääntulo- ja ulostulosignaaleista otettuja näytteitä toisiinsa vertaa-5 maila muodostetulla säätösignaalilla.

Keksinnön kohteena on myös järjestely suurtaajuus-tehovahvistimen automaattista vahvistuksensäätöä varten, joka järjestely käsittää ensimmäisen näytteenottovälineen näytesignaalin 10 muodostamiseksi suurtaajuusvahvistimen sisääntulosignaa- lista, toisen näytteenottovälineen näytesignaalin muodostamiseksi suurtaajuusvahvistimen ulostulosignaalista, välineet näytesignaalien vertaamiseksi toisiinsa 15 ja suurtaajuusvahvistimen vahvistusta säätävän säätösig- naalin muodostamiseksi vertailun tuloksena.

Keksintö perustuu ajatukseen, että vahvistimen vahvistusta tarkkaillaan ja säädetään jatkuvasti vahvistimen sisääntulo- ja ulostulosignaaleista otettujen näytesignaa-20 lien perusteella siten, että vahvistimen sisääntulo- ja ulostulotasojen suhde eli vahvistus säilyy vakiona.

Vahvistimen sisääntulo- ja ulostulosignaalien näyt-• - j teenotossa voidaan edullisesti käyttää mikroliuskasuunta- kytkimiä tai vastaavia kapasitiiviseen ja/tai induktiivi-25 seen näytteenottoon perustuvia elimiä, jolloin vältetään perinteinen vahvistuksen mittaus vahvistimen tehotransistorin kollektorivirtaa mittaavan sarjavastuksen avulla.

Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin suo-ritusesimerkin avulla viitaten oheiseen kuvioon, joka 30 esittää lohkokaavion eräästä keksinnön mukaisen automaattisen vahvistuksensäädön omaavasta suurtaajuustehovahvis-— timesta.

Kuviossa esitetty keksinnön ensisijainen suoritusmuoto käsittää suurtaajuusvahvistimen 1, edullisesti epä-35 lineaarisen suurtaajuustehovahvistimen, joka on biasoitu 3 86350 toimimaan esimerkiksi AB-luokassa. Vahvistin 1 käsittää suurtaajuussignaalisisääntulon 10, johon syötetään vahvistettava radiotaajuinen sisääntulosignaali RF IN esimerkiksi varsinaiselta lähettimeltä, kun vahvistin 1 toimii 5 erillisenä tehovahvistimena sekä suurtaajuussignaaliulos-tulon 15, jossa esiintyy vahvistettu radiotaajuinen ulostulosignaali RF OUT, joka syötetään lähetysantenniin. Vahvistimen 1 signaalisisääntuloon 10 liittyy mikroliuska-suuntakytkin 2, joka muodostaa sisääntulevan signaalin 10 voimakkuuteen verrannollisen näytesignaalin 11, joka ilmaistaan ilmaisinpiirillä 4 ja alipäästösuodatetaan ali-päästösuodattimella 5 kun se syötetään vertailijapiirin 8 sisääntuloon 13. Vastaavasti vahvistimen 1 signaaliulostu-loon 15 liittyy mikroliuskasuuntakytkin 3, joka muodostaa 15 vahvistimen ulostulosignaalista sen voimakkuuteen verran nollisen näytesignaalin 12, joka ilmaistaan ilmaisinpiirillä 6 ja suodatetaan alipäästösuodattimella 7 ennen syöttämistä vertailijän 8 toiseen sisääntuloon 14. Vertaili ja 8 valvoo vahvistimen 1 vahvistusta sisääntuloissaan 20 13 ja 14 esiintyvien näytesignaalien perusteella vertaa malla näytesignaaleja toisiinsa ja/tai yhteen tai useampaan ennalta määrättyyn referenssiarvoon. Vertailun perusteella vertailijapiiri 8 synnyttää vahvistimelle 1 syötettävän tehonsäätösignaalin 9, joka säätää vahvistimen 1 25 sisältämän suurtaajuusvahvistinasteen muodostavan teho- transistorin kollektorijännitettä siten, että vahvistimen 1 kokonaisvahvistus pysyy vakiona.

Vertailija 8 voi myös generoida hälytyssignaalin 16, kun vertailtujen näytesignaalien voimakkuudet muuttu-30 vat siten, että ne täyttävät ennalta määrätyn hälytyskri-teerin. Hälytyskriteeri voi olla esimerkiksi sellainen, että hälytyssignaali 16 generoidaan, kun näytesignaalien perusteella määritelty vahvistus pienenee ennalta määrätyn referenssiarvon alapuolelle.

- 35 Näytteenottoelimien 2 ja 3 toteuttaminen mikrolius- 4 86350 kasuuntakytkimellä on edullista niiden yksinkertaisuuden ja mikroliuskatekniikan tarjoaman hyvän toistettavuuden vuoksi. Suuntakytkimen mitoituksella voidaan myös helposti skaalata näytesignaalit jo näytteenottovaiheessa vertailua 5 varten. Näytteenottoeliminä voidaan kuitenkin käyttää mitä tahansa muutakin suuntakytkintä tai vastaavaa induktiivisen ja/tai kapasitiivisen kytkennän aikaansaavaa elintä, kuten erillinen sieppauslanka tai sieppauskondensaattori.

Tehonilmaisun suorittavat ilmaisuelimet 4 ja 6 ovat 10 edullisesti diodilla toteutettuja puoliaaltotasasuuntaajia ja suodattimet 5 ja 7 voidaan toteuttaa millä tahansa sopivalla alipäästösuodatustekniikalla. Vertailijapiiri 8 voidaan yksinkertaisimmillaan toteuttaa differentiaalivahvistimeksi kytketyllä operaatiovahvistimella, joka vertaa 15 sisääntuloissa 13 ja 14 olevia signaaleja keskenään antaen tuloksena suoraan vahvistukseen verrannollisen säätösig-naalin.

Osa tai kaikki edellä esitetyt toiminteet on mahdollista toteuttaa myös digitaalisesti, mikä saattaa kui-20 tenkin johtaa monimutkaisempaan ja kalliimpaan rakenteeseen.

Oheinen kuvio ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukaiset menetelmä ja järjes-25 tely voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (6)

1. Menetelmä suurtaajuustehovahvistimen automaattista vahvistuksen säätöä varten, tunnettu siitä, 5 että vahvistimen vahvistusta säädetään vahvistimen sisääntulo- ja ulostulosignaaleista otettuja näytteitä toisiinsa vertaamalla muodostetulla säätösignaalilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätösignaalilla säädetään suur- 10 taajuusvahvistinasteen muodostavan tehotransistorin kol-lektorij ännitettä.

3. Järjestely suurtaajuustehovahvistimen (1) automaattista vahvistuksen säätöä varten, tunnettu siitä, että järjestely käsittää 15 ensimmäisen näytteenottovälineen (2) näytesignaalin (11) muodostamiseksi suurtaajuusvahvistimen (1) sisääntu-losignaalista, toisen näytteenottovälineen (3) näytesignaalin (12) muodostamiseksi suurtaajuusvahvistimen (1) ulostulosig- 20 naalista, välineet (8) näytesignaalien vertaamiseksi toisiinsa ja suurtaajuusvahvistimen (1) vahvistusta säätävän säätösignaalin (9) muodostamiseksi vertailun tuloksena.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestely, 25 tunnettu siitä, että mainitut näytteenottovälineet (2,3) on kytketty vahvistimen (1) sisääntuloon (10) ja ulostuloon (15) induktiivisesti ja/tai kapasitiivisesti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainitut ensimmäinen ja toi- 30 nen näytteenottoväline (2,3) muodostuvat suuntakytkimistä, edullisesti mikroliuskasuuntakytkimistä.

5 86350

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että välineet (8) vahvistuksen säätämiseksi käsittävät differentiaalivahvistimen, jonka 35 ulostulosignaali on verrannollinen sen sisääntuloihin syö tettyjen näytesignaalien väliseen eroon ja muodostaa mainitun säätösignaalin. 6 86350