FI88561C

FI88561C - The frequency of the transmission is determined by the method used

Info

Publication number: FI88561C
Application number: FI902885A
Authority: FI
Inventors: Jari Savusalo
Original assignee: Telenokia Oy
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1993-05-25
Also published as: WO1991019349A1; FI902885A; FI88561B; FI902885A0; AU7958391A

Description

1 885611 88561

Kuumakorvausperiaatteella kahdennettu suurtaajuusvahvis-tinyksikköHigh frequency amplifier unit doubled according to the heat compensation principle

Keksinnön kohteena on kuumakorvausperiaatteella 5 kahdennettu suurtaajuusvahvistinyksikkö, joka käsittää kytkentävälineet vahvistettavan signaalin kytkemiseksi kahden vaihtoehtoisen vahvistinhaaran kautta.The invention relates to a high-frequency amplifier unit duplicated on the principle of hot compensation 5, which comprises switching means for switching the signal to be amplified via two alternative amplifier branches.

Radiovastaanottimen herkkyyden parantamiseksi sijoitetaan usein antenni- tai esivahvistin antennimaston 10 huipulle antennin välittömään läheisyyteen, jolloin antennilla vastaanotettu signaali voidaan vahvistaa ennen kuin se syötetään antennikaapelia pitkin antennimastosta juurella olevaan varsinaiseen vastaanottimeen. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi voidaan käyttää suurtaajuusvahvistinta 15 myös vastaanottolaitteiston läheisyydessä, esimerkiksi ja- kovahvistimena, kun antennisignaali halutaan jakaa useammalle vastaanotinlaitteelle. Tällöin vahvistin sijaitsee ennen signaalinjakajaelintä.To improve the sensitivity of a radio receiver, an antenna or preamplifier is often placed on top of the antenna mast 10 in the immediate vicinity of the antenna, so that the signal received by the antenna can be amplified before it is fed along the antenna cable to the actual receiver at the base of the antenna mast. Alternatively or in addition, a high-frequency amplifier 15 can also be used in the vicinity of the receiving equipment, for example as a distribution amplifier, when it is desired to distribute the antenna signal to several receiving devices. In this case, the amplifier is located before the signal splitter member.

Luotettavuuden lisäämiseksi vahvistimet on usein 20 varmistettu kahdentamalla ne kuumakorvausperiaatteella: sekä käytössä oleva että varalla oleva vahvistin ovat täydessä toimintatilassa, jolloin käytössä olevan vahvistimen vikaantuessa signaali voidaan välittömästi ohjata varavah-vistimelle ilman että vastaanotto häiriintyy.To increase reliability, amplifiers are often ensured by duplicating them on a hot-swappable basis: both the current and standby amplifiers are in full operation, so that in the event of a current amplifier failure, the signal can be immediately routed to the backup amplifier without interference.

25 Keksinnön päämääränä on aikaansaada kuumakorvauspe riaatteella kahdennettu suurtaajuusvahvistinyksikkö, jonka rakenne on huollon kannalta edullinen.The object of the invention is to provide a high-frequency amplifier unit duplicated on the principle of hot compensation, the structure of which is advantageous from the point of view of maintenance.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä suurtaajuusvahvistinyksiköllä, jolle on keksinnön mukai-30 sesti tunnusomaista, että vahvistinyksikkö on modullraken-teinen siten, että kumpikin vahvistinhaara on sijoitettu omaan erilliseen rakennemoduliinsa, joka on irrotettavissa vahvistinyksiköstä katkaisematta toisen vahvistinhaaran sisältävän rakennemodulin kautta kulkevaa signaalitietä. 35 Keksinnön ansiosta vahvistinyksikön toiminta ei 2 88561 katkea tai signaalin laatu heikkene, vaikka toinen kahdennettu vahvistinhaaroista rikkoutuu ja joudutaan vaihtamaan. Aikaisemmissa vahvistinyksiköissä rakenne on ollut sellainen, että toisen vahvistimen rikkoutuessa on koko 5 vahvistinyksikkö jouduttu poistamaan toiminnasta ja irrottamaan, mikä on heikentänyt vastaanottimen herkkyyttä yli 6 dB.This is achieved by a high-frequency amplifier unit of the type described in the introduction, which according to the invention is characterized in that the amplifier unit has a modular structure so that each amplifier branch is housed in its own separate structural module which can be detached from the amplifier unit without interrupting the other amplifier branch. Thanks to the invention, the operation of the amplifier unit 2 88561 is not interrupted or the signal quality is not degraded, even if one of the duplicate amplifier branches breaks and has to be replaced. In previous amplifier units, the structure has been such that when the second amplifier breaks, the entire 5 amplifier units have had to be deactivated and disconnected, which has reduced the sensitivity of the receiver by more than 6 dB.

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin suoritusesimerkin avulla viitaten oheiseen kuvioon, 10 joka havainnollistaa lohkokaaviomuodossa erästä keksinnön mukaista suurtaajuusvahvistinyksikköä ja sen modulaarista rakennetta.The invention will now be described in more detail by means of an exemplary embodiment with reference to the accompanying figure, which illustrates in block diagram form a high-frequency amplifier unit according to the invention and its modular structure.

Kuviossa on esitetty suurtaajuusvahvistinyksikkö, joka on antennilinjaan vastaanottolaitteiston läheisyyteen 15 sijoitettu jakovahvistin, joka vahvistaa antennisignaalin ennen sen jakamista useille vastaanottimille. Vaihtoehtoisesti suurtaajuusvahvistinyksikkö voi olla esimerkiksi antennimastoon sijoitettu esi- tai antennivahvistin.The figure shows a high frequency amplifier unit, which is a distribution amplifier placed in the antenna line in the vicinity of the receiving equipment 15, which amplifies the antenna signal before it is distributed to several receivers. Alternatively, the high frequency amplifier unit may be, for example, a preamplifier or antenna amplifier located in the antenna mast.

Vahvistinyksikkö käsittää antennisisääntuloon IN 20 kytketyn kaistanpäästösuodattimen 2 halutun taajuuskaistan erottamiseksi antennilta vastaanotetusta signaalista. Vahvistinyksikkö on edelleen varmistettu kahdentamalla se kuumakorvausperiaatteella. Tätä varten vahvistinyksikkö käsittää kaksi suurtaajuusvahvistinhaaraa LNA1 ja LNA2, 25 jolloin ensimmäinen haara LNA1 muodostuu kolmesta sarjaan-kytketystä suurtaajuusvahvistimesta LNA11, LNA12 ja LNA13 ja toinen haara LNA2 muodostuu vastaavasti kolmesta sar-jaankytketystä suurtaajuusvahvistimesta LNA21, LNA22 ja LNA23. Vahvistimien määrä haaroissa voi tarvittaessa olla 30 pienempi tai suurempi. Yksi haaroista toimii kulloinkin käytössä olevana vahvistinhaarana, jonka kautta signaali ohjataan, ja toinen haara on varalla täydessä toimintatilassa eli kuumakorvaustilassa. Vahvistinhaaran valintaa varten vahvistinyksikkö käsittää sisääntuloon sijoitetun 35 vaihtokytkimen SI, joka kytkee suodattimen 2 ulostulon i 3 85561 joko vahvistinhaaran LNA1 tai LNA2 sisääntuloon, ja ulostuloon sijoitetun vaihtokytkimen S2, joka kytkee ulostulo-haaroitinelimen 3 sisääntuloa vastaavasti joko vahvistin-haaran LNA1 tai LNA2 ulostulon.The amplifier unit comprises a bandpass filter 2 connected to the antenna input IN 20 to separate the desired frequency band from the signal received from the antenna. The amplifier unit is further secured by doubling it with the hot compensation principle. To this end, the amplifier unit comprises two high-frequency amplifier branches LNA1 and LNA2, the first branch LNA1 consisting of three series-connected high-frequency amplifiers LNA11, LNA12 and LNA13 and the second branch LNA2 consisting of three series-connected high-frequency amplifiers LNA21, LNA21, respectively. The number of amplifiers in the branches can be 30 or more, if necessary. One of the branches acts as the currently used amplifier branch, through which the signal is controlled, and the other branch is in standby full operation mode, i.e. hot compensation mode. For selecting the amplifier branch, the amplifier unit comprises a change-over switch S1 located at the input, which connects the output i 3 85561 of the filter 2 to either the input of the amplifier branch LNA1 or LNA2, and a change-over switch S2 located at the output, which connects the output LNA to the output

5 Vahvistinyksikkö käsittää edelleen ohjausyksikön 4, joka kehittää erilliset käyttöjännitteet Vccl ja Vcc2 vah-vistinhaaroille LNA1 ja LNA2. Ohjausyksikkö 4 valvoo vah-vistinhaarojen LNA1 ja LNA2 kuntoa tarkkailemalla niiden virrankulutusta vastaavilla mittauspiireillä, jotka muo-10 dostuvat vastuksista Rl, R2 ja differentiaalivahvistimista CNA1, CNA2. Mittauspiirit synnyttävät vastaavasti vahvis-tinhaarojen LNA1 ja LNA2 virrankulutukseen verrannolliset signaalit cdl ja cd2, jotka syötetään ohjausyksikölle 4. Havaitessaan esimerkiksi kuvion esittämässä tilanteessa 15 signaalin cdl perusteella vahvistinhaaran LNA1 vikaantumisen ohjausyksikkö 4 vaihtaa välittömästi kytkinohjaussig-naalin se tilaa, jolloin vaihtokytkimet SI ja S2 kytkevät vastaanotetun signaalin kulkemaan vahvistinhaaran LNA2 kautta.The amplifier unit further comprises a control unit 4 which generates separate operating voltages Vccl and Vcc2 for the amplifier branches LNA1 and LNA2. The control unit 4 monitors the condition of the amplifier branches LNA1 and LNA2 by monitoring their current consumption with corresponding measuring circuits formed by resistors R1, R2 and differential amplifiers CNA1, CNA2. The measuring circuits generate signals cd1 and cd2 proportional to the current consumption of the amplifier branches LNA1 and LNA2, respectively, which are fed to the control unit 4. When detecting signal to pass through the amplifier branch LNA2.

20 Keksinnön mukaisen vahvistinyksikön mekaaninen ja sähköinen rakenne on toteutettu modulirakenteena siten, että kumpikin vahvistinhaaran LNA1 ja LNA2 vahvistinmit- tauspiiri on sijoitettu omaan erilliseen rakennemoduliin-.sa 6 ja 7, joka on irrotettavissa toisen vahvistinhaaran 25 sisältävän rakennemodulin kautta kulkevan vaihtoehtoisen signaalitien katkeamatta. Rakennemodulilla tarkoitetaan '···* tässä yhteydessä piirikorttia tai vastaavaa rakenne-ele menttiä, joka on sijoitettavissa esimerkiksi yhteiseen kehikkoon muiden rakennemodulien kanssa. Kumpikaan vaihto-30 kytkimistä SI ja S2 tai ohjausyksikkö 4 ei sijaitse näillä vahvistinhaaramoduleilla. Keksinnön ensisijaisessa suori-tusmuodossa kaistanpäästösuodatin 2 ja sisääntulosignaa-lin vaihtokytkin SI on sijoitettu omaan irrotettavaan ra-kennemoduliinsa 5. Vaihtokytkimen SI ulostulot on johdet-35 tu modulin 5 ulostuloliittimiin 11 ja 12, jotka modulin 4 88561 5 ollessa palkoilleen asennettuna kytkeytyvät modulien 6 ja 7 vastaaviin sisääntuloliittimiin. Haaroitinelin 3 ja ulostulosignaalin vaihtokytkin S2 on myös sijoitettu omaan irrotettavaan rakennemoduliinsa 8. Vaihtokytkimen S2 si-5 sääntulot on kytketty modulin 8 sisääntuloliittimiin 13 ja 14, jotka modulin 8 ollessa paikoilleen asennettuna kytkeytyvät modulien 6 ja 7 vastaaviin ulostuloliittimiin. Kuvion mukaisessa vahvistinyksikössä myös ohjausyksikkö 4 on sijoitettu omaan irrotettavaan rakennemoduliinsa 9.The mechanical and electrical structure of the amplifier unit according to the invention is implemented as a modular structure so that each amplifier measuring circuit of the amplifier branch LNA1 and LNA2 is housed in its own separate structural module 6 and 7, which can be detached from an alternative signal path through the second amplifier branch 25. A structural module in this context means a circuit board or similar structural element that can be placed, for example, in a common frame with other structural modules. Neither the switch-30 switches S1 and S2 nor the control unit 4 are located on these amplifier branch modules. In a preferred embodiment of the invention, the bandpass filter 2 and the input signal changeover switch S1 are housed in their own detachable structural module 5. The outputs of the changeover switch S1 are connected to the output terminals 11 and 12 of the module 5, which when the module 4 is connected. to the corresponding input terminals. The branch member 3 and the output signal changeover switch S2 are also housed in their own detachable structural module 8. The weather inputs of the changeover switch S2 si-5 are connected to the input terminals 13 and 14 of the module 8, which are connected to the respective output terminals of the modules 6 and 7. In the amplifier unit according to the figure, the control unit 4 is also housed in its own detachable structural module 9.

10 Siten esimerkiksi kuvion mukaisessa tilanteessa, jossa vaihtokytkimet SI ja S2 ohjaavat signaalin vahvis-tinhaaran LNA1 kautta, signaalireitti kulkee vain modulien 5, 6 ja 8 kautta, jolloin moduli 7 voidaan irrottaa vah-vistinyksiköstä käytössä olevaa signaalireittiä katkaise-15 matta. Vastaavasti kytkimien SI ja S2 ohjatessa signaalin kulkemaan vahvistinhaaran LN2 kautta, signaalireitti kulkee ainoastaan modulien 5, 7 ja 8 kautta ja vahvistinmodu-li 6 voidaan helposti tarvittaessa vaihtaa.Thus, for example, in the situation according to the figure, where the changeover switches S1 and S2 control the signal via the amplifier branch LNA1, the signal path passes only through modules 5, 6 and 8, whereby module 7 can be disconnected from the amplifier unit without interrupting the current signal path. Respectively, when the switches S1 and S2 direct the signal to pass through the amplifier branch LN2, the signal path passes only through the modules 5, 7 and 8 and the amplifier module 6 can be easily changed if necessary.

Kuvio ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu 20 vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen vahvistinyksikkö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The figure and the related description are intended to illustrate the present invention only. The details of the amplifier unit according to the invention may vary within the scope of the appended claims.

Claims

1. A high frequency amplifier unit which is doubled according to the heat preparedness method, comprising switching means 5 (SI, S2) for switching the signal to be amplified via two alternative amplifier branches (LNA1, LNA2), characterized in that the amplifier unit is made up of modules, both the amplifier branches are located in separate modules (6, 7), which can be detached from the amplifier unit without breaking the signal path which is preferable via the amplifier branch in the second module.

High frequency amplifier unit according to claim 1, characterized in that the switching means comprise a switching means (S1) located in the input of the amplifier unit, which connects the input (IN) to one of the modules (6, 7) containing an amplifier branch, and a switching means (S2) located in the output of the amplifier unit which connects the output to one of the modules 20 (6, 7) containing an amplifier branch, and that the switching means (S2, S2) are located in a separate detachable module (5, 8).

High frequency amplifier unit according to claim 1 or 2, characterized in that the amplifier unit comprises a control unit (4) which monitors the function of the amplifier branches (LNA1, LNA2) and controls the switching means (SI, S2) a separate detachable module (9).

4. A high frequency amplifier unit according to any one of the preceding claims, characterized in that both amplifier branches (LNA1, LNA2) comprise an amplifier or several series-coupled amplifiers.