FI95853C - Menetelmä D/A-muuntimen offset-jännitteiden vaihteluiden vaikutuksen korjaamiseksi muuntimen lähtöjännitteestä - Google Patents

Description

1 95853

Menetelmä D/A-muuntimen offset-jännitteiden vaihteluiden vaikutuksen korjaamiseksi muuntimen lähtöjännitteestä -Förfarande för att avlägsna verkan av offset-spännings-variationer pä utspänningen hos en D/A-omvandlare 5

Keksinnön kohteena on offset-jännitteen nollausmenetelmä, jonka avulla voidaan vähentää ratkaisevasti D/A-muuntimen lähtöjännitteen heilahteluja, joita aiheuttaa muuntimen off-10 set-jännitteiden muuttuminen lämpötilan mukaan. Keksintö koskee myös menetelmän toteuttavaa kytkentää.

Etenkin CMOS-tekniikalla toteutetuissa D/A-muuntimissa ovat ongelmana lähtöjännitteen vaihtelut eri lämpötiloissa, jotka 15 johtuvat toisaalta referenssijäänitteen vaihtelusta ja toisaalta muuntimien toteutuksessa käytettyjen operaatiovahvistimien offset-jännitteen ryöminnästä. Referenssijännite voitaisiin periaatteessa muodostaa muuntimen ulkopuolisilla piireillä, mutta se johtaa komponenttimäärän ja kustannuksi-20 en kasvamiseen. Lisäksi offset-jännitteen muutokset jäisivät edelleen ongelmaksi.

Digitaalisissa radiopuhelimissa lähetys suoritetaan purskei-na, jolloin lähetettävä signaali muodostuu peräkkäisistä 25 pulsseista. Lähetyspulssin nousu ja lasku ei saa olla askel-mainen, vaan nousun ja laskun täytyy olla hallittu, jotta lähetysspektri ei leviäisi liikaa, mutta kuitenkin nousu- ja laskuaikojen tulisi olla mahdollisimman lyhyitä. Sopivaksi nousevaksi ja laskevaksi pulssimuodoksi on usein katsottu 30 cos2-aaltomuoto. Lähetyspulssin ajoituksen täytyy lisäksi olla riippumaton lähettimen tehotasosta.

Patenttihakemuksessa FI-896266 ("Jänniteohjatun tehovahvis-timen tehonsäätömenetelmä ja menetelmässä käytettävä kytken-35 tä") esitellään kahden ohjaussignaalin TXC ja TXP käyttöön perustuva lähettimen tehonsäätömenetelmä. Menetelmän mukainen digitaalisen radiopuhelimen lähettimen lohkokaavio on esitetty kuvassa 1. Kytkennässä tulevat kanttiaaltopulssit 2 95853

Pln vahvistetaan halutusti ja nousultaan ja laskultaan cos2-muotoon muutettuna lähtötehoisiksi pulsseiksi Pout useampias-teisessa tehovahvistimessa 1. Lähtötehoa mitataan suuntakyt-kimen 2 ja tehoanturin 3 avulla, jolta saadaan tehoon ver-5 rannollinen jännite VI. Tämä jännite viedään säätövahvisti-melle 4, joka voi olla operaatiovahvistin, ja säätövahvisti-men 4 toiseen tuloon tulee D/A-muuntimelta ohjauspulssi TXC. Säätöpiirissä ovat mukana vastukset Rl, R2 ja R3. Säätövah-vistimen 4 lähtöjännitteeseen summataan vastuksen R3 jälkeen 10 kanttiaaltopulssi TXP, jonka korkeus on suunnilleen sama kuin se jännite, jonka jälkeen tehovahvistimelta 1 alkaa tulla tehoa. Kanttiaaltopulssi alkaa olennaisesti samalla hetkellä kuin ohjauspulssi TXC alkaa nousta. Tällöin kondensaattori Cl latautuu vastuksen R4 kautta nopeasti lähelle 15 kynnystasoa ja tehovahvistimen 1 säätöpiiri pystyy toimimaan heti, kun tehovahvistimelta 1 tulee tehoa.

Jos varsinainen lähtötehoon vaikuttava ohjaussignaali TXC on muodostettu esimerkiksi tavallisella halvalla CMOS-D/A-muun-20 timella, muuttuu lähtöteho lämpötilan muuttuessa. Tämä johtuu edellä selostetuista referenssijännitteen ja offset-jännitteen muutoksista D/A-muuntimessa.

Tunnettuja tapoja ongelman poistamiseksi on vähän. Jokaisel-25 le radiopuhelimelle voidaan yksilöllisesti tehdä lämpötila-kompensointi, mikä aiheuttaa ylimääräistä työtä. Vaihtoeh-• toisesti voidaan myös käyttää parempia ja kalliimpia D/A- muuntimia.

30 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen D/A-muuntimen offset-jännitteen nollausmenetelmä, jonka avulla edellä esitetyt ongelmat voidaan ratkaista. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että offset-jännitteen vaihtelut poistetaan TXC-D/A-signaalista lisäämällä 35 sarjakondensaattori ja pitämällä kytkimen avulla kondensaat torin TXC-liitännän puoleinen pää referenssi jännitteessä Vref sinä aikana, kun TXC-D/A-signaalissa ei esiinny pulssia.

3 95853

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viitaten oheisiin kuviin, joista: kuva 1 esittää kaaviollisesti kahden ohjaussignaalin TXC ja TXP käyttöön perustuvaa lähettimen tehonsäätö-5 menetelmää, kuva 2 esittää keksinnön mukaisen D/A-muuntimen offset-jännitteen nollausmenetelmän toimintaperiaatetta, kuva 3 esittää keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävien signaalien käyrämuotoja, ja 10 kuva 4 esittää keksinnön mukaisen menetelmän kytkentäkaaviota.

Kuva 1 on selostettu edellä. Keksinnön mukaista ratkaisua kuvataan seuraavassa viitaten kuviin 2-4, jotka esittävät 15 keksinnön mukaisen ratkaisun toteutusta.

Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen D/A-muuntimen offset-jännitteen nollausmenetelmän toimintaperiaate. TXC-D/A-signaali on D/A-muuntimelta saatava nousultaan ja laskultaan 20 cos2-muotoinen pulssi, joka on tässä tarkoitettu kuvan 1 lähettimen 1 ohjaukseen ja TXC-signaali on TXC-D/A-signaalista saatu ja lähettimen tehonsäätöpiirille vietävä nousultaan ja laskultaan cos2-muotoinen pulssi, josta offset-jännitteen vaihtelut on poistettu. TXP-signaali on kanttiaaltopulssi, 25 jota käytetään tehonsäätöpiirin nopeuttamiseen hakemuksessa FI-896266 esitetyllä tavalla. Offset-jännitteen vaihtelujen aiheuttamat muutokset D/A-muuntimen läntöjännitteessä TXC-D/A voidaan poistaa TXC-D/A-signaalista lisäämällä sarjakon-densaattori 5 ja pitämällä kytkimen 6 avulla kondensaattorin 30 5 TXC-liitännän puoleinen pää referenssi jännitteessä Vref sinä aikana, kun TXC-D/A-signaalissa ei esiinny pulssia. Kun pulssi TXC-DA tulee, avautuu kytkin ja VM( kytkeytyy irti kondensaattorin 5 TXC-liitännästä. Tällöin pulssi pääsee muuttumattomana kondensaattorin 5 läpi, ja pulssin loputtua 35 TXC-liitännän jännite kytkeytyy takaisin referenssijännitteen tasolle. Kytkintä 6 ohjataan invertterin 7 kautta TXP-pulssilla.

4 95853

Kuvat 2-4 liittyvät keksinnön sovellutukseen radiopuhelimen lähettimen ohjauksessa, mutta keksintöä voidaan käyttää muussakin D/A-muuntimen lähtöjännitteen vakavoinnissa.

5 Mikäli kytkintä 6 ei käytettäisi ollenkaan, liukuisi jännitetaso kondensaattorin 5 jälkeen ylös ja alas riippuen nousultaan ja laskultaan cos2-muotoisen pulssin tasosta. Jos kytkin 6 on toiminnaltaan nolla-aktiivinen, ei invertteriä 7 tarvita. Invertteriä 7 ei myöskään tarvita, jos tehonsäätö-10 piirissä käytetään käänteistä TXP-pulssia.

Samaa offset-jännitteen nollausperiaatetta voidaan käyttää myös muissa sovellutuksissa, jotka toimivat aikajakoisesti, koska on mahdollista nollata offset-jännite varsinaisen toi-15 mintajakson ulkopuolella.

Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävien signaalien käyrämuodot. Katkoviiva kuvaa D/A-muuntimen offset-jännitteestä johtuvaa TXC-D/A-lähtöjännitteen 8 20 vaihtelua. TXP-jännite on kuvattu numerolla 9 ja TXC-jännite on kuvattu numerolla 10.

Kuvassa 4 on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän kytkentäkaavio. Invertteri 7 on muodostettu transistorin 11 avulla 25 ja kytkimenä 6 käytetään transistoria 12. Transistorin 11 kanta on kytketty TXP-kanttiaaltopulssiin vastuksen 13 kaut-ta. Transistorin 12 kanta on kytketty positiiviseen käyttö-jännitteeseen vastuksen 14 kautta. Referenssijännite on muodostettu käyttöjännitteestä jännitteenjakajavastusten 15 ja 30 16 avulla. Referenssijännite voi olla myös nolla, jolloin vastukset 15 ja 16 jätetään pois ja transistorin 12 emitteri kytketään maahan.

Keksinnön ansiosta voidaan käyttää vanhan tekniikan mukaisia 35 D/A-muuntimia. Ratkaisu vaatii vain muutamia lisäkomponent- teja ja se poistaa viritystarpeen D/A-muuntimella ohjattavista asteista.

5 95853

Radiopuhelimien yksilöllisiä lämpötilakompensointeja ei tarvita ja saavutetaan myös tuotannollisia etuja, kuten esimerkiksi saannon paraneminen. Suurin osa offset-jännitteen nol-lauskytkennästä voidaan integroida D/A-muunninpiirin sisäl-5 le.

Edellä on selostettu D/A-muuntimen offset-jännitteen kompensointia käyttäen esimerkkinä digitaalisen aikajakoperiaatteella toteutetun radiopuhelimen lähettimen ohjauspulssia.

10 On selvää, että periaate sopii mihin tahansa sovellutukseen, jossa offset-jännitteen vaikutus D/A-muuntimen lähtöjännit-teestä halutaan poistaa. Edellytys sovellutukselle on vain se, että tiedetään se, milloin muuntimelta tuleva pulssi alkaa ja loppuu ja että tätä tietoa voidaan käyttää kytkimen 15 ohjaukseen. Tämä tieto voidaan saada jostain toisesta puls sista, joka alkaa edullisesti hieman ennen muuntimelta tulevaa pulssin alkua ja loppuu samanaikaisesti sen kanssa. Aivan erityisesti keksintö soveltuu käytettäväksi aikajakoperiaatteella toimivassa radiopuhelimessa.

Claims (8)

1. Digitaalisen radiopuhelimen lähettimen tehonohjaus-menetelmä, jossa tehonohjauksen pulssimaisen ohjaussignaalin (TXC) muodostamiseen käytetään D/A-muunnintaf tunnettu sii- 5 tä, että D/A-muuntimen pulssimainen lähtösignaali (TXC-DA) viedään kondensaattorin (5) ensimmäiseen liitäntään ja että kondensaattorin (5) toinen liitäntä, josta tehonohjauksen pulssimainen ohjaussignaali (TXC) saadaan, kytketään referenssi jännitteeseen (Vref) ajaksi, jolloin D/A-muuntimen lähiö dössä ei esiinny pulssia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen digitaalisen radiopuhelimen lähettimen tehonohjausmenetelmä, jossa tehonohjauksen pulssimainen ohjaussignaali (TXC) vahvistetaan ja vahvistet- 15 tuun signaaliin summataan ohjaussignaalin (TXC) pulssin kanssa olennaisesti samanaikainen, samanpituinen ja saman -vaiheinen kanttiaaltopulssi (TXP), tunnettu siitä, että kondensaattorin (5) toisen liitännän kytkemistä referenssijän-nitteeseen (Vref) ohjataan sanotulla kanttiaaltopulssilla 20 (TXP).

3. Koppling i sändaren av en digital radiotelefon, inne- 5 hällande effektstyrning av D/A-omvandlarens sändare för att bilda en pulsartad styrsignal (TXC), kännetecknad av att den innehäller en kondensator (5), tili vars första terminal anslutits D/A-omvandlarens utgäng och frän vars andra terminal erhalls den 10 pulsartade styrsignalen (TXC) för effektstyrning, samt en styrbar kopplare (6), som i sitt slutna läge kopplar kondensatorns (5) andra terminal till ref erensspänningen (Vref) , och i sitt öppna läge kopplar bort den, och som styrs i det slutna läget under den tid ingen puis förekommer i D/A-om-15 vandlarens utgäng.

3. Kytkentä digitaalisen radiopuhelimen lähettimessä, joka sisältää D/A-muuntimen lähettimen tehonohjauksen pulssimaisen ohjaussignaalin (TXC) muodostamiseksi, tunnettu siitä, 25 että se sisältää kondensaattorin (5), jonka ensimmäiseen liitäntään on ; kytketty D/A-muuntimen lähtö ja jonka toisesta liitännästä saadaan tehonohjauksen pulssimainen ohjaussignaali (TXC), sekä 30 ohjattavan kytkimen (6), joka suljettuna ollessaan kyt kee kondensaattorin (5) toisen liitännän referenssijännitteeseen (Vref) ja auki ollessaan siitä irti ja joka ohjataan sulkeutumaan ajaksi, jolloin D/A-muuntimen lähdössä ei esiinny pulssia. 35

4. Koppling enligt patentkrav 3, kännetecknad av att kopp-laren (6) styrs med en spänningspuls som börjar och slutar väsentligt vid samma ögonblick som puisen frän A/D-omvandla- 20 rens utgäng börjar respektive slutar.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että kytkintä (6) ohjataan jännitepulssilla, joka alkaa li 7 95853 ja päättyy olennaisesti samalla hetkellä, kuin A/D-muuntimen lähdöstä saatu pulssi vastaavasti alkaa ja päättyy.

5. Koppling enligt patentkrav 3 eller 4 i sändaren av en digital radiotelefon, i vilken den pulsartade styrsignalen (TXC) för sändarens effektstyrning förstärks och tili den 25 förstärkta signalen summeras en kantvägpuls (TXP) som är väsentligt samtidig, av samma längd och i samma fas som styrsignalens (TXC) puis, kännetecknad av att kopplaren (6) styrs med nämnda kantvägpuls (TXP).

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen kytkentä digitaa-5 lisen radiopuhelimen lähettimessä, jossa lähettimen tehonoh- jauksen pulssimainen ohjaussignaali (TXC) vahvistetaan ja vahvistettuun signaaliin summataan ohjaussignaalin (TXC) pulssin kanssa olennaisesti samanaikainen, samanpituinen ja samanvaiheinen kanttiaaltopulssi (TXP), tunnettu siitä, että 10 kytkintä (6) ohjataan sanotulla kanttiaaltopulssilla (TXP).

6. Koppling enligt nägot av patentkraven 3-5, kännetecknad av att den styrbara kopplaren (6) är en transistorkopplare (12) .

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3-5 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että ohjattava kytkin (6) on transistorikyt-kin (12). 15

6 95853

7. Koppling enligt av patentkrav 5 eller 6, kännetecknad 35 av att kopplarens (6) styrspänning bildas av nämnda kantvägpuls med hjälp av en inverterare (7).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että kytkimen (6) ohjausjännite muodostetaan sanotusta kanttiaaltopulssista invertterin (7) avulla.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kytkentä, tunnettu sii tä, että invertteri (7) on muodostettu transistorin (11) avulla. 25 1. Förfarande för att styra effekten i en digital radiote- lefon, vid vilket för bildande av en pulsartad styrsignal • (TXC) för effektstyrning används en D/A-omvandlare, kanne- tecknat av att den pulsartade utsignalen (TXC-DA) frän D/A-omvandlaren leds tili en kondensators (5) första terminal 30 och att kondensatorns (5) andra terminal, frän vilken den pulsartade styrsignalen (TXC) för effektstyrning erhälls, kopplas tili en referensspänning (Vref) under den tid dä ingen ·. puis förekommer i D/A-omvandlarens utgäng. 35 2. Förfarande för att styra effekten i en digital radiote- lefon enligt patentkrav l, vid vilket den pulsartade styrsignalen (TXC) för effektstyrning förstärks och tili den förstärkta signalen summeras en kantvägpuls (TXP) som är väsentligt samtidig, av samma längd och i samma fas som 40 styrsignalens (TXC) puis, kännetecknat av att kopplingen av 95853 kondensatorns (5) andra terminal till ref erensspänningen (Vref) styrs med nämnda kantvägpuls (TXP).

8. Koppling enligt patentkrav 7, kännetecknad av att in- • verteraren (7) bildats med hjälp av transistorn (11). Il