FI96072B

FI96072B - Modulaattorin vaiheistuksen säätö

Info

Publication number: FI96072B
Application number: FI914028A
Authority: FI
Inventors: Jorma Matero
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1991-08-27
Publication date: 1996-01-15
Also published as: GB9218157D0; US5357221A; FI96072C; GB2259203B; GB2259203A; FI914028A0; FI914028A

Description

96072

Modulaattorin vaiheistuksen säätö - Regiering av modulatorinfas-ningen 5 Keksintö koskee I/Q-injektiosignaalien vaiheistuksen säätöä piirissä, joka muodostaa I- ja Q-injektiosignaalit (In-phase/Quad-rature eli vaiheessa oleva ja 90 astetta vaihesiirretty) paikal-lisoskillaattorin signaalista, jolloin tarkoituksena on säätää 90 asteen vaihe-ero I/Q-injektiosignaalien välille.

10

Nykyisin esim. digitaalisissa radiopuhelimissa käytetyissä I/Q-modulaattoriratkaisuissa on modulaattoria ohjaavien I/Q-injek-tiosignaalien vaiheistuksen säätöön käytettävä joko vastustrim-meriä tai trimmerikondensaattoria, koska piiriin sisältyvillä 15 komponenteilla on määrättyjen toleranssien puitteissa yksilöstä toiseen poikkeavat arvot. Trimmerit vaikeuttavat virittämistä ja erityisesti tuotannossa tästä muodostuu lisäkustannuksia. Säätö on hankalaa, koska trimmerit on säädettävä modulaattoria ympäröivän sähköisesti ja mekaanisesti suojaavan rungon/välirungon 20 aukon läpi. Mekaanisesti säädettävät komponentit ovat myös kiinteisiin komponentteihin verrattuna epäluotettavampia. Lisäksi mekaaniset ratkaisut määräävät trimmereiden paikan, jolloin optimaalisen sähköisen ratkaisun saavuttaminen on vaikeata.

25 Lisäksi GB-julkaisusta 2 196 195 tunnetaan järjestely, jossa vaihe-eroa säädetään kapasitanssidiodien ja vaiheilmaisimen avulla. Tämänkin ratkaisun avulla on vaikea saavuttaa hyvää vaihetarkkuutta ilman mekaanisesti säädettäviä lisäkomponentte-ja. Lisäksi lämpötilamuutokset vaikuttavat vaiheilmaisimen tark-30 kuuteen.

’ .1 Keksinnön tehtävänä on osoittaa sellainen piiri, jolla voitetaan tekniikan tason puutteet. Tämän tehtävän ratkaisu on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muita suori-35 tusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisesti I/Q-injektiosignaalien vaiheistuksen säätöön käytetään kapasitanssidiodia, jota ohjaava säätöjännite muodostetaan digitaalisesti prosessorin ja digitaali/analogia-muuntimen 96072 2 avulla. Tällöin voidaan edullisesti myös huomioida modulaattorin käytön aikaiset lämpötilan vaihtelut sisällyttämällä prosessorin muistiin lämpötilan korjaustaulukko, josta säätöjännitteen kor-jausarvot luetaan mitatun lämpötilan funktiona.

5

Keksinnön avulla I/Q-injektiosignaalien vaiheistus voidaan säätää edullisemmin kuin nykyisin. Erityisesti sähköiset piiriratkaisut paranevat, kun mekaaniset ratkaisut eivät määrää komponenttien sijoitusta. Myös häiriösuojaus ja rf-tiiviys paranevat. 10 Valmistustestauksessa voidaan keksinnön avulla viritystä automatisoida järjestämällä prosessorille viritysohjelma, joka on yhteistoiminnassa ulkoisen testauslaitteiston kanssa. Laitteiden luotettavuus paranee säädettävien komponenttien osalta.

15 Keksintöä sovelletaan edullisesti digitaalisissa matkapuhelimissa ja solukkopuhelimissa.

Keksintöä selitetään seuraavassa suoritusesimerkin avulla oheiseen piirustukseen viitaten, jonka ainoassa kuviossa on yksin-20 kertaistaen ja osittain lohkokaaviona esitetty keksinnön mukainen piiri.

Kuviossa on esitetty digitaalisen matkapuhelimen keksinnölle oleelliset osat. Katkoviivan erottamalla yläpuolella HF sijai-25 tsee radiotaajuinen (rf-) piiri, jossa muodostetaan modulaatto- • " rin (ei esitetty) I- ja Q-injektiosignaalit paikallisoskillaat- torin syöttämästä signaalista LO. Lähtösignaalit 1^, ja Qn, saadaan transistorien Tri ja vastaavasti Tr2 kollektoreilta. Valmistuksen yhteydessä vaiheistuksen säädön tarkoituksena on muo-30 dostaa 90 asteen vaihe-ero I/Q-injektiosignaalien välille. Näiden signaalien käyttöä I/Q-modulaattorin ohjaamiseen ei tässä tarkastella yksityiskohtaisemmin, sillä se on muista yhteyksistä sinänsä tunnettua.

35 Katkoviivan alapuolella DIG sijaitsevat matkapuhelimen sinänsä tunnetut logiikkaosat sekä keksinnön piiriratkaisuun kuuluva digitaali/analogia-muunnin D/A. Mikroprosessori P ohjaa väylän B

• kautta muita logiikkaosia ja siten puhelimen toimintaa, ja sen avulla muodostetaan muistiin M tallennetun ohjelman ja datan 3 96072 avulla D/A-muuntimelle säätösignaali. D/A-muuntimen analoginen lähtö johdetaan säätösignaalina S suodatuksen R-C kautta I/Q-in-jektiosignaalien vaiheistuksen säätöpiirille. Signaalilla S säädetään kapasitanssidiodia D ja näin i-haaran injektiosignaalin 5 vaihetta ja siten lähdön ILO vaihetta lähtöön QL0 verrattuna. Kapasitanssidiodin D säätösignaalin S muodostamista lukuunottamatta piirin rakenne on alan ammattilaiselle sinänsä tunnettu.

I/Q-injektiosignaalien vaiheistus tehdään säätötapahtuman, edul-10 lisesti lopputestauksen yhteydessä. Matkapuhelin asetetaan local -tilaan ja testaussignaalina käytetään ennalta valittua bittikuviota. I/Q-modulaattorin vaiheistus todetaan matkapuhelimen lähetinsignaalin spektrin mittauksen avulla. Tätä vastaava signaali johdetaan väylälle B ja siten prosessorille P, jolloin 15 signaalien Ιω ja Qlq välinen vaihe säädetään suljetussa silmukassa, niin että signaalien Ιω ja Qlo vaihe-eroksi saadaan likimain 90 astetta eli kunnes saavutetaan riittävän hyvä, ennalta valittu säätötarkkuus. Testin lopputuloksena oleva säätöjänni-tettä S vastaava säätöarvo tallennetaan muistiin M ja normaali-20 käytössä mikroprosessori P ohjaa digitaali/analogia-muunninta D/A tämän säätöarvon perusteella, mahdollisesti korjattuna lämpötilan korjausarvolla, kuten seuraavassa selitetään.

Väylälle B on myös kytketty lämpötila-anturi T, joka tunnistaa 25 matkapuhelimen sisäisen toimintalämpötilan ja tuottaa tätä ; vastaavan lämpötilasignaalin väylälle B ja mikroprosessorin P

käytettäväksi. Muistiin M voidaan tallentaa datataulukko, jossa on säätösignaalin määrättyjä lämpötila-arvoja vastaavat korjausarvot. Korjausarvot voidaan määritellä kokemusperäises-30 ti ja tallentaa muistiin. Edullisemmin ne kuitenkin mitataan määrätyissä lämpötiloissa puhelimen lopputestauksen yhteydes-. sä, minkä jälkeen korjausarvot tallennetaan muistitaulukkoon vastaavien lämpötilojen kohdalle. Käytössä mikroprosessori P lukee muistista M anturin T tuottaman signaalin osoittaman 35 korjausarvon ja korjaa sillä säätöarvoa ja sitten digitaali/-analogiamuuntimen D/A kautta diodille D johdettua analogista • 4 96072 säätösignaalia S eli säätöj ännitettä. Lämpötilakorjaus voidaan sinänsä tunnetulla tavalla järjestää myös siten, että testauksen yhteydessä muistiin talletetaan vain pieni määrä korjaus-arvoja Ja käytön aikana prosessori P interpoloi anturilla T 5 mitattua lämpötilaa vastaavan korjausarvon muistiin M talletetun algoritmin ja taulukon avulla. Tällä lämpötilakorjauksella kompensoidaan virityksen mahdollinen lämpötilaryömintä.

Matkapuhelimen modulaattorin I/Q-injektiosignaalien vaiheistus 10 voidaan tarkistaa ja säätää huollon yhteydessä samalla tavalla kuin tuotannossa, matkapuhelinta avaamatta.

« ' I

Claims

96072

1. Modulaattorin I/Q-injektiosignaalien vaiheistuksen säätöpiiri, jossa on sisääntulo paikallisoskillaattorin signaalille (LO) sekä tämän jälkeen kaksi signaalihaaraa, joista 5 ainakin toinen toimii vaiheensiirtimenä ja jotka muodostavat keskenään oleellisesti 90 asteen vaiheensiirrossa olevat I-ja Q-injektiosignaalit (Ιωι QLO) paikallisoskillaattorin signaalista (LO) , jolloin toiseen signaalihaaraan (IL0 tai QL0) on järjestetty haaran signaalin vaiheeseen vaikuttava säädet-10 tävä kapasitanssidiodi (D), tunnettu siitä, että kapasitans-sidiodin (D) säätösignaali (S) muodostetaan digitaalisesti prosessorin (P) muistissa (M) olevan säätöarvon perusteella ja syötetään diodille (D) digitaali/analogiamuuntimen (D/A) kautta. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että piirin lämpötilan vaihteluiden aiheuttama signaalihaaro-jen injektiosignaalien (Ilo, Qlo) välisen vaihe-eron muutos kompensoidaan lämpötila-anturin (T) ilmaiseman lämpötilan 20 funktiona korjaamalla säätösignaalia (S) prosessorin (P) muistista (M) luetulla korjausarvolla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen piiri, tunnettu siitä, että prosessori (P) interpoloi anturilla (T) mitattua lämpö- 25 tilaa vastaavan korjausarvon muistiin (M) tallennetun algoritmin ja korjausarvotaulukon avulla.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen piiri, tunnettu siitä, että signaalien (¾ ja Qlq) välinen vaihe 30 säädetään suljetussa silmukassa säätötapahtuman yhteydessä, kunnes saavutetaan riittävän hyvä, ennalta valittu säätötark-kuus, jolloin säätösignaalia (S) vastaava säädön lopputuloksena oleva säätöarvo talletetaan muistiin (M) ja jolloin piirin lähtösignaalien (1^, Qlq) välinen vaihe-ero normaali-35 käytön aikana muodostetaan mainitun säätöarvon perusteella.

5. Digitaalinen radiopuhelin, edullisesti matka- tai so-lukkopuhelin, tunnettu siitä, että 1/Q-modulaattorin injek- 96072 tiosignaalien (1^, Qlq) muodostamisessa käytetään jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaista piiriä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen radiopuhelin, tunnettu 5 siitä, että I/Q-injektiosignaalien vaiheistus viritetään puhelinta avaamatta ja/tai ilman mekaanista säätöä.