NO314279B1 - Anordning og fremgangsmåte for å kompensere faseforvrengning - Google Patents

Description

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å kompensere for faseforvrengningen som oppstår i et effektforsterket utgangssignal på grunn av utgangseffekten til en effektforsterker. Oppfinnelsen vedrører også en anordning for å kompensere for faseforvrengning.

Oppfinnelsens bakgrunn

Det digitale GSM-system (Global System for Mobile Communi-cation) benytter TDMA (Time Division Multiple Access). I denne teknikk deles hver bærebølgefrekvens inn i åtte tids-luker, derved tillates åtte anrop å behandles samtidig på en og samme bærebølgefrekvens. Hver terminal omfatter en effektforsterker i terminalsenderen som føder radiofrekvens modulert informasjon til en antenne. Effektforsterkerens funksjon er å forsterke signalene tilstrekkelig slik at deres mottaking i nærmeste basestasjon er akseptabel. Denne funksjon skal utføres med minst mulig effekttilførsel fra terminalbatteriene på grunn av deres begrensede kapasitet.

Effektforsterkere er tilbøyelige til å forårsake faseforvrengning i et avgitt utgangssignal. Denne forvrengning er avhengig av utgangseffekten og vil øke med økt utgangseffekt. Denne forvrengning kan uttrykkes i en matematisk vek-tormodell: Y (t) =re3"t+£<r). Forsterkningen r, som i dette tilfellet er det samme som amplituden, er inkludert som en va-riabel i fasefunksjonen f(r). Forsterkningen/amplituden kan derved sies å ha en fasemodulerende effekt på utgangssignalet.

Noen ikke-lineære forsterkere fremviser utpreget faseforvrengning ved høy effekt, selv om disse forsterkere likevel kan brukes i noen anvendelser, siden de har en større ef-fektivitet enn lineærforsterkere.

Pulsede forsterkere brukes i TDMA-anvendelser. Effekten rampes deretter opp til en utgangseffekt egnet for overfø-ring i samsvar med en rampefunksjon. Når overføring avslut-tes rampes effekten ned på en tilsvarende måte, i samsvar med en rampefunksjon. Oppramping og nedramping {henholdsvis gradvis øking og minsking) av utgangseffekten skjer under meget korte tidsintervall. Fasemodulasjonen, som er avhengig av denne oppramping og nedramping av utgangseffekten, resulterer i utvidelse av frekvensspekteret til utgangssignalet. Kompensasjon for fasemodulasjon øker mulighetene for å tilfredsstille visse standardkrav {for eksempel GSM).

Det er kjent fra publisert PCT-søknad WO-A1-95/23453 {Moto-rola) å motvirke faseforvrengning med en tilbakekobling som er koblet til effektforsterkerens utgang og lukker effekt-forsterkeren inne i en faseløs sløyfe. Effektforsterkeren fødes med et fasemodulert signal fra en fasemodulasjon kontrollsløyfe som omfatter en faselåsende sløyfe med en tilbakekoblingssløyfe koblet til effektforsterkerens inngang. I inkluderingen av en svitsjekrets i kontrollsløyfen for fasemodulasjon tillater å gjøre en svitsj mellom de to tilbakekoblinger. Imidlertid er det i praksis umulig å oppnå hurtig faselåsing til den korrekte fase ved å svitsje mellom tilbakekoblingssløyfene på kjent måte. Fordi respektiv oppramping og nedramping skjer meget raskt, oppstår problemer, spesielt i tilfelle TDMA radioanvendelser som bruker pulsede forsterkere. Oversvingningene som genereres i omhyllingen i utgangssignalet fødes tilbake og adderes til transienten forårsaket av svitsjing mellom de to tilba-kekoblingene. Det tar derved en uakseptabelt lang tid å oppnå faselåsing. Faselåsing kan til og med mislykkes. Disse ulemper og problemer kan resulteres i helt eller delvis tap av viktig informasjon lagret i et signal. Det kan der-for betraktes som ønskelig å finne en ny løsning på disse ulemper og problemer som tidligere kjente teknikker er belemret med.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse tar for seg problemet hvordan den fasemodulerende av amplituden kan kompenseres når det gjel-der pulsede effektforsterkere.

Et annet problem som løses av oppfinnelsen vedrører måten som en fasedetektor kan låses til den korrekte fasing, hurtig, positivt og i god tid før oppramping eller nedramping av effektforsterkeren.

Som vist i det foregående er tidligere kjente faselåsetek-nikker belemret med visse ulemper og problemer. Disse ulemper og problemer løses av foreliggende oppfinnelse.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning som kompenserer for den fasemodulerende effekt av amplituden.

En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning som eliminerer transienter og støyende tilbakekoblingssignaler.

Enda en hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning som tillater en fasedetektor å låse til den korrekte fase hurtig, positivt og i god tid før oppramping eller nedramping av effekten av effektforsterkeren.

Enda en hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning som motvirker ulem-pene og problemene assosiert med tidligere kjente faselåse-teknikker.

I korthet omfatter løsningen å koble signalet som skal forsterkes tilbake til en krets som kombinerer en del av dette førstnevnte signal med en del av dette forsterkede signal koblet tilbake fra utgangen til effektforsterkeren for å skape en jevn overgang i dominansen av et signal over det annet signal når de to signaler kombineres for å danne et utgangssignal fra kombineringskretsen.

En faselåsende og frekvensoppkonverterende sløyfe omfatter en fasedetektor, en integrerende filterkrets koblet til nevnte detektor, en spenningsstyrt oscillator koblet til utgangen av nevnte filterkrets, og en tilbakekoblingssløyfe koblet til inngangen, til en blander som omfatter en ytterligere inngang for et signal som kommer fra en lokal oscil-latorkilde og en utgang som er koblet til en av de to innganger av fasedetektoren. En effektforsterker er koblet til utgangen av den spenningsstyrte oscillator selv om forsterkeren ikke er inkludert i sløyfen. Konseptet omfatter å benytte den eksisterende faselåsende og oppkonverterende sløyfe ved å supplere nevnte sløyfe med en signalkombine-rende anordning, en såkalt kombineringskrets, og også med en andre tilbakekoblingssløyfe fra utgangen til effektforsterkeren. Effektforsterkeren kan derved inkluderes i den faselåsende og oppkonverterende sløyfe. Den faselåsende og oppkonverterende sløyfe kan også kalles en fasemodulasjons-kontrollsløyfe som har faselåsende og frekvensoppkonverterende funksjoner. Før opprampingen av effektforsterkeren startes, er sløyfen låst på utgangssignalet fra den spenningsstyrte oscillator ved hjelp av den første tilbakekob-lingssløyf e. Ettersom utgangseffekten øker, vil signalet koblet tilbake fra utgangen av effektforsterkeren via den andre tilbakekoblingssløyfe gradvis oppnå dominans over oscillatorsignalet koblet tilbake via den første tilbake-koblingssløyf e. Denne gradvise (eller suksessive) endring i forholdet mellom signalene fra de to tilbakekoblingssløyfer i et nytt tilbakekoblingssignal kan beskrives som en jevn overgang. Når sløyfen har en tilstrekkelig stor båndbredde, vil faseskift av effektforsterkeren under opprampingsperio-den bli eliminert.

En fordel med foreliggende oppfinnelse er at overgangen er jevn, det genereres ingen transienter som ville øke tiden det tar for en faselåsende funksjon og en fasemodulasjons-kontrol1sløyfe å låse til den korrekte fase.

En annen fordel som gis ved foreliggende oppfinnelse er at bredbåndet støy fra kilder oppstrøms av fasedetektoren i fasemodulasjonskontrollsløyfen effektivt filtreres ut. En slik kilde kan være støyen som genereres av en IQ-modulator.

En annen fordel er at en konstruktør har større valgfrihet til å velge mellom forskjellige eksisterende effektforsterkere som kan gis ønskede egenskaper ved å benytte det inventive konsept.

En annen fordel gitt ved oppfinnelsen er at den kan brukes i mobiltelefonianvendelser, uansett om informasjonssignalet er fasemodulert eller amplitudemodulert.

Imidlertid fremgår omfanget av foreliggende oppfinnelse av de vedføyde patentkrav.

Oppfinnelsen skal nå beskrives i mer detalj med henvisning til foretrukne utførelser derav og også med henvisning til de medfølgende tegninger.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur IA er et blokkskjema som illustrerer en sender for-synt med en antenne. Figur IB er en effektakse som illustrerer det relative forhold mellom forskjellige senderutgangseffekter. Figur 2A er et tidsamplitudediagram som viser hvordan kontrollsignalet 1^ varierer med tid i samsvar med den etablerte GSM-standard. Figur 2B er et diagram som viser variasjonen i utgangseffekt Pout i tid, hvor ef f ektforsterkeren styres i samsvar med GSM-standarden. Figur 3 er et blokkskjerna som illustrerer en tidligere kjent sender. Figur 4 er et kretsdiagram over en utførelse av en kombinasjonskrets. Figur 5 er et kretsdiagram over en annen utførelse av en kombinasjonskrets. Figur 6 er et blokkskjema som illustrerer en utførelse av den inventive anordning for kompensasjon av faseforvrengning. Figur 7 er et blokkskjema som illustrerer en annen utførel-se av den inventive anordning for kompensasjon av faseforvrengning . Figur 8 illustrerer prinsippet til den faselåsende tidssty-ring av anordningen vist i figur 7, ved hjelp av en tidsakse og avmerkede tidspunkter. Figur 8B er et tidsamplitudediagram som illustrerer variasjonen med tid til et utgangssignal fra en sveipekrets inkludert i anordningen som vist i figur 7. Figur 9 er et flytskjema som illustrerer en fremgangmåte for å kompensere for faseforvrengning i samsvar med det inventive konsept.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser

Utførelsene av oppfinnelsen beskrevet heretter vedrører anvendelser i radiokommunikasjonssendere. Det er imidlertid å forstå at kompensasjon for faseforvrengning i samsvar med det inventive konsept kan benyttes i andre sammenhenger.

Figur IA er et blokkskjema som illustrerer en effektforsterker 3 (PA) inkludert i en sender og som har en signalinngang for et inngangssignal s1 , en kontrollinngang for et styresignal 1^, og en signalutgang for et signal s2 med utgangseffekt Pout. Inngangssignalet genereres i en forsterker kontroilanordning 5 (PAC) som styrer utgangseffekten Pout. En fasemodulasjons kontrollsløyfe 7 genererer signalet sx. Forsterker kontrollanordningen er ikke beskrevet i detalj i dette dokument.

I løpet av den benyttede tidsluke, leverer effektforsterkeren 3 utgangseffekten Pout ved to verdier som ligger mellom <p>oax °9 <p>min* Signalet ax levert til ef f ektf orsterkeren har en konstant inngangseffekt. De to tilbakekoblingssignaler si °9 s2 er vektet likt ved en gitt utgangseffekt Pout=PT, PT<Pnin. Figur IB illustrerer det relative nivå på ut-gangseffektene i forhold til effekten PT.

Effektforsterkeren 3 styres ved hjelp av styresignalet 1^ for å pulse utgangseffekten i samsvar med det som er spesifisert for, for eksempel, et relevant mobiltelefonsystem. Figur 2A viser hvordan styresignalet varierer med tiden i samsvar med den etablerte GSM-standard. Styring av effekt f orsterkeren 3 resulterer i styring av utgangseffekten. Figur 2B viser omhyllingskurven E for utgangssignalet Pout med oppramping og nedramping av utgangen av effektforsterkeren 3. Tid kalles t i denne figuren. En glatt omhyllings-kurve for utgangseffekten etterstreves, for å motvirke ut-bredelse av spekteret av sendte signaler. Tidsmalene, Fx og F2, som utgangseffekten må tilpasses og som er spesifisert i GSM-standarden er også inkludert i figur 2B. Varigheten av en opprampings- eller nedrampingshendelse må ikke over-skride AT = 28us. Figur 3 er et blokkskjema som illustrerer den før nevnte tidligere sender fra PCT-søknad WO-A1-95/23453. Den kjente sender er i prinsippet delt i en fasemodulasjonskontroll-sløyfe 117 og en amplitudemodulasjonssløyfe 115. Amplitude-modulasjonssløyfen omfatter en effektforsterker 107, en retningskobler 109, og en amplitudedetektor (envelope de-tector) 111 som er koblet til en av signalinngangene på differensialforsterkeren 113. Et amplitudereferansesignal 125 tilføres den andre signalinngang. Differensialforsterkeren 113 genererer et spenningsdifferansesignal som et resultat av forskjellen mellom de to signalinnganger. Diffe-rensial f orsterkeren er koblet til en inngang for forsterk-ningsstyring av effektforsterkeren 107. Amplitudemodulering av utgangssignalet fra effektforsterkeren oppnås ved å variere spenningen til et amplitudereferansesignal.

Frekvensomsettingen av et fasereferansesignal 121 til en korrekt kanalfrekvens har i denne kjente anordning blitt løst med fasemodulasjonskontrollsløyfen 117. Sløyfen omfatter en blander 101, en fasedetektor 103 og en spenningsstyrt oscillator, VCO, 105 og en tilbakekobling 131 fra oscillatorens utgang til en svitsjekrets 130. Som før nevnt viser ikke-lineære forsterkere fremtredende faseforvrengning ved høy effekt. Denne forvrengning kan motvirkes med en tilbakekobling 132 som er koblet til utgangen 109 av effektforsterkeren og som derved lukker effektforsterkeren inne i fasemodulasjonssløyfen. Inkludering av en svitsjekrets 130 i fasemodulasjonskontrollsløyfen tillater veks-ling mellom de to tilbakekoblinger 131 og 132. En av tilba-kekoblings signalene ledes tilbake til blanderen 101. Blanderen genererer et mellomfrekvenssignal 127 hvis frekvens er lik forskjellen mellom et frekvensreferansesignal 123 og signalet som ledes tilbake fra svitsjekretsen 13 0. Fasedetektoren 103 genererer et feilsignal som er avhengig av fa-sef orskj ellen mellom mellomfrekvenssignalet 127 og fasereferansesignalet 121. Feilsignalet tilføres frekvensstyreinngangen til oscillatoren. Oscillatorens utgangssignal oppnår på denne måte en fase som er omtrent lik fasen til fasereferansesignalet 121, hvilket betyr at utgangssignalet har blitt fasemodulert med fasereferansesignalet 121. Frekvensen av utgangssignalet er avhengig av summen av den al-ternative differanse mellom frekvensen av frekvensreferan-sesignalet og frekvensene til fasereferansesignalet.

Imidlertid er det praktisk talt umulig å oppnå hurtig låsing til den korrekte fase med å svitsje mellom to tilbakekoblinger i samsvar med den kjente fremgangsmåte. Problemet er at oppramping og nedramping skjer meget hurtig. Svitsjing mellom de to tilbakekoblinger resulterer i en fase-forstyrrelse som ikke kan dø hen hurtig nok. Sløyfen mister sin låsing i verste tilfelle.

Det har blitt funnet mer høvelig å bytte ut svitsjekretsen 130 med en kombinasjonsanordning, en kombinasjonskrets som resulterer i glatt overgang mellom de to tilbakekoblings-signalsløyfer, i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Når effektforsterkeren er lineær, er utgangssignalet fra kombinasjonskretsen til fasedetektoren dominert av tilbakekoblingssignalet fra utgangen til den spenningsstyrte oscillator ved lav utgangseffekt. I tilfelle hurtig oppramping av utgangseffekten med en økende faseforvrengning som resultat, vil også signalbidraget fra tilbakekoblingen som omfatter effektforsterkeren øke. Dette håndteres av kombinasjonskretsen i tritt med økningen i amplituden av utgangssignalet. Fasedetektoren har da hatt tid til å eliminere fasefeilen. Ved full forsterker utgangseffekt, dominerer utgangssignalet fra tilbakekoblingen utgangssignalet fra kombinasjonskretsen. Kombinasjonskretsen kan enten være kretser som omfatter bare passive komponenter, eller kretser som omfatter aktive komponenter (transistorer).

En utførelse av en kombinasjonskrets som omfatter passive komponenter og en kombinasjonskrets som omfatter aktive komponenter vil bli beskrevet heretter. Begge utførelser omfatter en begrenset krets. Begrensning er nødvendig for å garantere at blanderen nedstrøms vil operere korrekt, hvilket betyr at blanderens utgangsamplitude vil være konstant. En kombinasjonskrets forordner en addisjon av de to tilba-kekoblings signaler sx og s2 i figur IA.

Figur 4 illustrerer en utførelse av en kombinasjonskrets CC1 som implementeres med passive komponenter - i det il-lustrerte tilfellet motstandene Rj og R, - og en begrenser LI. Tilbakekoblingssignalene fra sx og s2 i figur IA tilfø-res hver til en respektive signalinngang 11 og 12. Hver signalinngang omfatter en av de respektive motstander Rt og R2. Signalinngangene er koblet til et felles summeringspunkt Asum for signalene sx og s2. En spenningskilde 13 er også koblet til summeringspunktet A,.^ via en motstand R3. Punktet Asum er koblet til en inngang 14 på begrenseren LI. Siden signalet sx er konstant og også relativt svakt i sam-menligning med signalet s2 som føres tilbake til utgangen av effektforsterkeren, vil signalene fortrinnsvis være vektet. Egnede valg av verdier for respektive motstander tillater de to signaler å summeres til et nytt signal S^ som begrenses i begrenseren LI til et nytt tilbakekoblingssignal S3 på den felles utgang 15 av begrenseren og kombinasjonskretsen CC1. Vekting utføres slik at overgangen fra tilstanden hvor b1 dominerer i tilbakekoblingssignalet s3 til tilstanden hvor s2 er dominant, og vise versa, skjer ved en egnet utgangseffekt. Det er bestemt at overgangen skal skje når utgangseffekten fra S2 har blitt større enn PT (se figur IB) hvor PT < Pmin. Med dominans menes at et av signalene bidrar en større del av tilbakekoblingssignalet. Som før nevnt er begrensning nødvendig for å garantere at etterfølgende kretser vil operere korrekt.

Den beskrevne tilbakekobling av et signal s3 fra kombinasjonskretsen CC1 betyr at effektforsterkeren 3 (PA) i figur IA vil være innesluttet i en faselåsende sløyfe til fasemo-dulasjonskontrollsløyf en 7 (PHC), som derved faselåser utgangssignalet s2 fra effektforsterkeren 3.

Figur 5 illustrerer en annen fordelaktig utførelse av en kombinasjonskrets CC2. Denne krets CC2 implementeres med aktive komponenter. Kretsen er en forsterker som har to innganger 21 og 22. Signalene som føres tilbake fra sx og s2 i figur IA blir hver tilført en respektiv en av signalene 21 og 22. Forsterkeren omfatter to transistorer Tl og T2. Signalet Sj^ på inngangen 21 tilføres basis av transistor Tl og T2 via en biaskrets 23A. Signalet s2 på inngang 22 tilføres basis av transistor T2 via en biaskrets 23B. Begge transistorer er bipolare NPN-transistorer i det il-lustrerte tilfellet, selv om andre typer transistorer kan brukes. Emitterne til transistorene er koblet til en felles konstantstrømsgenerator 24. Transistorne forsynes av en drivspenning Vcc fra en spenningskilde 25. Forsterkeren har to armer. Kollektoren til transistor Tl er koblet til spenningskilden 25 via armen 26 og kollektoren til transistor T2 er koblet til spenningskilden 25 via den annen arm 27. Som illustrert i figur 5, kan hver arm omfatte en kollek-tormotstand 1^. Et signal SA flyter fra armen 26A, via en komponent 27A, et signal SB flyter fra armen 26B, via en komponent 27B. Utgangene av motstandene 27A og 27B er koblet til et felles summeringspunkt Al^. Dette punktet er koblet til en inngang 28 på begrenseren LI. Armene 26A og 26B er slik kombinert med komponentene 27A og 27B på en måte for å oppnå en veiet sum Slaum av tilbakekoblingssignalene sx og s2 i punktet Alsum. Det nye signal Slsum<b>egrenses i begrenseren LI til et nytt tilbakekoblingssignal s3 og begrenserens utgang 29, som også er en signalutgang for kombinasjonskrets CC2.

Tilbakekobling av signalet s3 fra kombinasjonskretsen CC2 betyr at effektforsterkeren 3 i figur IA vil være innesluttet i en faselåst sløyfe til fasemodulasjonssløyfen 7 som derved faselåser utgangssignalet s2 fra effektforsterkeren 3.

Figur 6 illustrerer en foretrukket utførelse av den inventive anordning for kompensasjon av faseforvrengning. Signalet som kommer inn til anordningen er et fasesignal e^,., det vil si et signal hvor informasjonen finnes i fasen. Fasesignalet ephr inneholder faseinformasjonen som skal modu-leres og sendes på en passende bærebølgefrekvens.

Oppkonvertering av frekvensen av fasesignalet e^ til den korrekte kanalfrekvens utføres i en fasemodulasjonskont-rollsløyfe for faselåst og frekvenskonvertering. Sløyfen omfatter en blander 30, en fasedetektor 31, en spenningsstyrt oscillator, VCO, 32, en integrerende filterkrets 34, en kombinasjonskrets 35 og en tilbakekobling 33 fra utgangen fra oscillatoren 32 til en første inngang av kombinasjonskretsen 35 ved hjelp av et første avtapningsmiddel 37. Oscillatoren 32 er koblet til en inngang av en effektforsterker 40 hvis utgang er koblet til en antenne 50. Fasemo-dulasjonskontrollsløyf en omfatter også en andre tilbakekobling 36 fra utgangen av effektforsterkeren 40, til en andre inngang av kombinasjonskretsen 35 via et andre ledermiddel 38. Denne krets kan konstrueres på den måte som er beskrevet med henvisning til figur 4 eller figur 5.

Blanderen 30 genererer et mellomfrekvenssignal eifa hvis frekvens er lik forskjellen mellom et frekvensreferansesignal efra fra en frekvenssynthesiser 39 og et tilbakekoblingssignal eCdb fra kombinas jonskret sen 35. Tilbakekoblingssignalet efdb korresponderer til s3 i figurene 4 og 5.

Fasedetektoren 31 genererer et feil signal ephf som er avhengig av faseforskjellen av mellomfrekvenssignalet eifa og

fasesignalet ephr. Den integrerende filterkrets 34 er koblet mellom fasedetektoren og den spenningsstyrte oscillator for å redusere risikoen for faseforvrengning, støyoverføring og båndutbredelse som et resultat av bredbåndet støy. Filterkretsen eliminerer effektivt bredbåndet støy. Støyen kommer fra kilder innen fasedetektoren. En slik kilde kan være en IQ modulator brukt i visse typer radiosendere.

Feilsignalet ephf føres til inngangen av filterkretsen 34 og fra der til frekvensstyreinngangen av oscillatoren 32. Utgangssignalet e^ fra oscillatoren 32 oppnår derved en fase som er omtrentlig lik fasen til fasesignalet ephr, hvilket betyr at utgangssignalet e^ har blitt fasemodulert med fasesignalet ephr. Frekvensen til utgangssignalet e^ er lik summen av eller forskjellen mellom frekvensen til frekvens-re f eransesignalet efra og frekvensen til fasesignalet ephr.

Signalet e,^ er koblet til ef f ektf orsterkeren 40 som forsterker signalet eph4 som svar på kontrollsignalet 1^. Et antennesignal e^ på utgangen av forsterker 40 til antennen 50 vil da ha form bestemt av styresignalet 1^.

Hvis denne utførelse inkluderes i en sender som opererer i en sender som opererer i samsvar med GSM-standarder, vil utgangssignalet oppnå omhyllingskurven presentert i figur 2B. Utgangssignalet korresponderer til signalet s2 i figur IA, og signalet ephB korresponderer til signalet 8X.

Kombineringsmidlene, kombinasjonskretsen 35, mottar en del av signalet epha og en del av signalet e^,., hver via en respektiv signalavtapping 37 og 38. Disse signalavtappingene kan være i form av retningskoblere eller en form for spen-ningsdeler (kapasitive eller resistive tappinger). De to sløyfer 33 og 36 knytter en respektive tapp 37 og 38 til sin spesielle inngang på kombinasjonskretsen 35. Dette kombinerer de to signaler epha og e^,,. fra respektive sløyfer i samsvar med forsterkningen til forsterkeren 40, for å tilveiebringe et nytt tilbakekoblingssignal efdb i sløyfen. Teppene 37 og 38 tar hver ut en spesifikk del av respektive signaler epha og e^. Disse tapper kan også være kontroller-bare. Størrelsen av respektive signaldeler som tas ut på denne måte kan derved kontrolleres individuelt, noe som kan være en fordel. En styrbar retningskobler er et eksempel på en slik tapp.

Før oppramping av effektforsterkeren PA 40 startes, låses sløyfen på utgangssignalet fra den spenningsstyrte oscillator 32 ved hjelp av den første tilbakekoblingssløyfe 33. Ettersom utgangseffekten øker som svar på styresignalet 1^, vil signalet eMt som ledes tilbake fra effektforsterkerens utgang ved hjelp av den andre tilbakekoblingssløyfe 36 gradvis oppnå å dominere over oscillatorsignalet epha ledet tilbake ved hjelp av den første tilbakekoblingssløyfe

33 som tilbakekoblingssignal efdb.

Uten sløyfen 33, ville det ikke oppnås faselås i god tid før aktivering av effektforsterkeren, når senderen startes opp. Når sløyfen har tilstrekkelig stor båndbredde, vil sløyfen ha tid til å kompensere for faseskiftet i effekt-forsterkeren 40 under oppramping av utgangeffekten. En tilbakekobling skal etableres via sløyfen 36 og nevnte låsing oppnås for å oppnå den ønskede kompensasjon for faseforvrengning ved grovt regnet 10 dB med full utgangseffekt.

Anordningen for kompensasjon for faseforvrengning omfatter i denne utførelse en forsterker 40 som har en inngang knyttet til en utgang av en faselåsende og oppkonverterende sløyfe. Denne sløyfe omfatter en første og en andre tilba-kekoblingssløyf e, respektivt 33 og 36, hvor den første til-bakekoblings sl øy fe 33 er koblet til avtappingsmiddel 37 for å tappe av en del av et modulert signal på effektforsterkerens inngang og den andre tilbakekoblingssløyfe 36 er koblet til et avtappingsmiddel 38 for å tappe av en del av det forsterkede modulerte signal på utgangen av effektforsterker 40.

Hver sløyfe 33 og 36 er koblet til en respektiv inngang av kombineringsmidlet 35, som kombinerer de to inngangssignaler fra respektive sløyfer for å generere et nytt tilbakekoblingssignal i sløyfen.

Fremgangsmåten for å kompensere for faseforvrengning ifølge denne utførelse involvere og kombinere de to signaler epha og fra respektive sløyfer 33 og 36 for å generere det nye tilbakekoblingssignalet efdb i sløyfen. Hvis forsterkningen i forsterker 40 endrer seg, vil også proporsjonali-teten i hvilket tilbakekoblingssignalene ledes tilbake og deres dominans i tilbakekoblingssignalet til den faselåsende og oppkonverterende sløyfe endres. Den inventive fremgangsmåte tilveiebringer en jevn og kontinuerlig overgang mellom de deler av signalene som ledes tilbake og derved dominansen i tilbakekoblingssignalet, for å tillate den faselåsende og oppkonverterende sløyfe å faselåses tidsnok før en hurtig endring i utgangseffekten av effektforsterkeren begynner å skje, mens faselås under oppramping og nedramping opprettholdes. I samsvar med den inventive fremgangsmåte vil dominansen i det nye tilbakekoblingssignal av tilbakekoblingssignalet som tas ut fra utgangen til effekt-forsterkeren 40 øke med økende utgangseffekter fra forsterkeren. Signalet som ledes tilbake fra effektforsterkerens utgang er dominerende i det nye tilbakekoblingssignalet når effektforsterkeren forsterker med full utgangseffekt, mens signalet som ledes tilbake fra effektforsterkerens inngang er dominerende i det nye tilbakekoblingssignal når forsterkerens utgangseffekt er lav.

Som et resultat av den inventive fremgangsmåte, låses den faselåsende og oppkonverterende sløyfe på det modulerte signal epha på inngangen av ef f ektf orsterkeren 40 før utgangseffekten til effektforsterkeren øker. Når oppramping av forsterkeren har begynt, låses den faselåsende og oppkonverterende sløyfe på det forsterkede modulerte signal på effektforsterkerens inngang før utgangseffekten til effekt-forsterkeren har nådd sin fulle styrke.

Figur 7 illustrerer en utførelse som avviker lett fra den inventive anordning illustrert i figur 6. Ifølge blokkskje-maet vist i figur 6, omfatter fasemodulasjonskontrollsløy-fen fasedetektoren 31, filterkretsen 34, oscillatoren 32, kombinasjonskretsen 35, blanderen 30 og lokaloscillatoren 39. Fasemodulasjonskontrollsløyfen i figur 7 omfatter også en sveipekrets 60 (SVP) koblet mellom den spenningsstyrte oscillator 32 (VCO) og filterkretsen 34. For å sikre hurtig faselåsing av sløyfen, sveipes styrespenningen til oscillatoren VCO over det spenningsintervall hvor oscillatoren er forventet å låse. Sveipingen kan initieres og stoppes med et styresignal IBt på en styreinngang 61 til sveipekretsen 60. Frekvensen til oscillatorens utgangssignal varieres, ved å variere styrespenningen til oscillatoren.

Figur 8A illustrerer prinsippet for å tidsstyre faselåsingen til anordningen vist i figur 7 ved hjelp av en tidsakse og avmerkede tidspunkter. En startpuls Isa starter sveipekretsen ved tidspunktet t^ og utgangsspenningen fra kretsen til den spenningsstyrte oscillator 32 endres med tid i samsvar med en forhåndsbestemt funksjon og over et passende spenningsintervall hvor sløyfen forventes å låse. Sveiping av spenningsintervallet påbegynnes i god tid før det tidspunkt t^ hvor oppramping av utgangseffekten fra forsterkeren 40 (PA) begynner. Det er nødvendig at sveipekretsen 60 har tid nok til å sveipe en gang over spenningsintervallet. Sløyfen låser ved et tilfeldig tidspunkt tlck og forblir låst under oppramping og nedramping som skjer ved respektive tidspunkter tup og tdotm. Sløyfen kan holdes låst fordi

kombinasjonskretsen 35 produserer en "jevn" suksessiv overgang fra en tilbakekoblingssløyfe 33 til den andre tilbake-koblingssløyf e 36. På den annen side, mistes faselås når en rask svitsjing utføres, hvilket derved fører til tap av informasjon i utgangssignalet fra effektforsterkeren.

Sveipekretsens 60 forsynes med et spennings innhold eBvp fra f ilterkretsen 34. Et spenningssignal evco leveres fra utgangen av sveipekretsen til den spenningsstyrte oscillator 32. Signalene e^ og e^ inkluderer faseinformasjonen som skal sendes. Sveipekretsen 60 adderer sveipet til informasjonen i eavp. En startpuls IBt påtrykkes sveipekretsens inngang 61 ved tidspunkt tsvp. Sveipekretsen 60 begynner da å variere evco med tid, i samsvar med en forhåndsbestemt tids-funksjon. Figur 8B illustrerer et eksempel på hvordan sig-naiet e^ kan sveipes av sveipekretsen 60 og varierer med tid t over et ønsket spenningsintervall vint=[Vst„t, VBtop]. Spenningen senkes lineært fra en konstant høy verdi v5tart når spenningssveipet påbegynnes. Frekvensen fra utgangssignalet fra oscillatoren 32 endres når evco endres. I figur 8B, låses sløyfen, Vloc]c, når evco styrer den spenningsstyrte oscillator 32 slik at e^^e^. Dette skjer ved det tilfel-dige tidspunkt tlclc. Signalet <e>voo holdes på vlock. inntil utgangseffekten rampes ned ved tidspunktet tend. Spenningssveipet startes på nytt fra spenningen V8tart ved ankomst av neste startpuls.

Startpulsen IBt genereres når senderen startes opp og kan

genereres i en styredel av radiosenderen. Sveipekretsen kan programmeres for å tillate forskjellige sveipekontrollpara-metere å lagres i en kontrollenhet for sveipekretsen. Spenningsintervallet <V>int<=>[<V>Btart, VBtop] som skal skannes kan derved bestemmes som et tidsintervall fra den tid da en startpuls Ist avføles på styreinngangen 61 av sveipekretsen 60.

Figur 9 er et flytskjema som illustrerer en fremgangsmåte for å kompensere for faseforvrengning i samsvar med det inventive konsept. Visse henvisningstegn brukt i den følgende tekst kan finnes på figurene 6 og 7. Fremgangsmåten vedrø-rer kompensasjon for faseforvrengning i et effektforsterket modulert signal på utgangen av effektforsterkeren 40, hvor forsterkeren har en inngang koblet til en utgang på en faselåsende og oppkonverterende sløyfe (30-39) (sløyfen be-tegnes også som fasemodulasjonskontrollsløyfe). Sløyfen omfatter første og andre tilbakekoblingssløyfer 33 og 36 respektivt. Fremgangsmåten tar til ved oppstart av sløyfen i en startposisjon 200. I et første trinn 202 av fremgangsmåten, blir en del av det modulerte signal epha på inngangen av effektforsterkeren 40 tatt ut eller tappet av via første tilbakekoblingssløyfe 33. I trinn 204, blir en del av det forsterkede modulerte signal eout på utgangen av effektforsterkeren 40 tatt ut, eller tappet av via andre tilbakekob-lingssløyfe 33. I et tredje trinn 206, blir de to signalene som ble tappet av kombinert i kombineringsmiddelet 35 for å tilveiebringe et tilbakekoblingssignal som inneholder begge de avtappede signaler. I et etterfølgende trinn 208, ledes

tilbakekoblingssignalet tilbake til den faselåsende og oppkonverterende sløyfe. Sløyfen faselåser utgangssignalet e^ til f aseref eransesignalet ephr i neste trinn 210, og kompenserer derved for faseforvrengning i utgangssignalet eTOt fra effektforsterkeren. Når forsterkerens utgangseffekt endres, kombinerer kombineringsmidlene 35 de to signaler som ble tappet av for å endre deres relative dominans i tilbakekoblingssignalet i en jevn overgang, for ikke å miste faselåsingen og derved kompensasjonen for faseforvrengning, dette utføres i trinn 212. Fremgangsmåten fortsettes mens sløyfen er i drift og avbrytes ikke før senderen hvor sløyfen inn-går ikke lenger er slått på.

Dette trinn 214 er illustrert i flytskjemaet med en retur til trinn 212. En avslutningsposisjon, trinn 216, nås umid-delbart hvis senderen slås av.

Fordi den inventive fremgangsmåte gir en jevn og kontinuerlig overgang mellom den felles proporsjonalitet av de avtappede signaler i tilbakekoblingssignalet, og derved den relative dominans av nevnte signaler i tilbakekoblingssignalet, kan den faselåsende og oppkonverterende sløyfe faselåses i god tid før en rask endring i utgangseffekten av effektforsterkeren tar til. Det har ikke vært mulig å oppnå slik faselåsing med tidligere kjente teknikker hvor en svitsj brukes til å svitsje mellom de to tilbakekoblings-sløyf er. En slik teknikk introduserer en høy grad av sensi-tivitet når svitsjing skjer. Det er også risikoen for å in-trodusere en transient i sløyfen når svitsjing foregår. Slike transienter kan forårsake at faselåsingen mistes sam-men med verdifull informasjon i sløyfens inngangssignal.

Ingen transienter vil bli introdusert i den lukkede sløyfen ved praktisering av den inventive fremgangsmåte.

Den inventive fremgangsmåte og den inventive anordning lø-ser de før nevnte problemer assosiert med fasekompensasjon på forskjellige bruksområder slik som i radio telekommuni-kasjon osv.

Claims (14)

1. En anordning for å kompensere for faseforvrengning i et effektforsterket modulert signal (e^) på utgangen av en effektforsterker (40), hvor forsterkeren har en inngang knyttet til en utgang av en faselåsende og oppkonverterende sløyfe (30 - 39), hvor sløyfen omfatter en respektiv første og andre tilbakekoblingssløyfe (33 og 36) hvor den første tilbakekoblingssløyfe (33) er knyttet til avtappingsmidler (37) for å tappe av en del av et modulert signal (epha) på inngangen til effektforsterkeren (40) og den andre tilbake-koblingssløyf e (36) er knyttet til avtapningsmidler (38) for å tappe av en del av det effektforsterkede modulerte signal (eout) på utgangen av effektf orsterkeren (40) , karakterisert ved at hver av de to tilba-kekoblings sløy f er (33, 36) er knyttet til en respektive inngang av et kombineringsmiddel (35) som kombinerer de to inngangssignaler fra de respektive tilbakekoblingssløyfer (33, 36) for å tilveiebringe et tilbakekoblingssignal (eId]1)) i den faselåsende og oppkonverterende sløyfe (30-39).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at avtapningsmidlene (37) for å tappe av en del det effektforsterkede modulerte signal (eout) på utgangen av effektf orsterkeren (40) og avtapningsmidlene (38) for å tappe av en del av det modulerte signal (epha) på ef fektforsterkerens inngang er retningskoblere.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at avtapningsmidlene (37), for å tappe av en del av det effektforsterkede modulerte signal (e,^,.) på utgangen av effektf orsterkeren (40) , og avtapningsmidlene (38), for å tappe av en del av det modulerte signal (e^) på effektforsterkerens inngang, er styrbare retningskabler.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at avtapningsmidlene (37) for å tappe av en del av det effektforsterkede modulerte signal (e^) på utgangen av effektforsterkeren (40) og avtapningsmidlene (38) for å tappe av en del av det modulerte signal (epha) på inngangen av effektf orsterkeren (40) er spenningsdelere.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den faselåsende og oppkonverterende sløyfe (30-39) omfatter en sveipekrets (40) .

6. Anordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at den faselåsende og oppkonverterende sløyfe (30-39) omfatter en lavstøy høyef-fekt spenningsstyrt oscillator (32).

7. Anordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at effektforsterkeren (40) er pulset.

8. Fremgangsmåte for å kompensere for faseforvrengning i et effektforsterket modulert signal på utgangen av en effektforsterker (40), hvor forsterkeren (40) har en inngang knyttet til en utgang av en faselåsende og oppkonverterende sløyfe (3 0-39), og hvor sløyfen omfatter en første og en andre tilbakekoblingssløyfe (33, 36), hvor nevnte fremgangsmåte omfatter - å tappe av en del av det modulerte signal på inngangen av effektforsterkeren (40) via første tilbakekoblingssløyfe (33), og - å tappe av en del av det forsterkede modulerte signal på utgangen av effektforsterkeren (40) via den andre tilbake-koblingssløyf e (36), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter de ytterligere trinn: - å kombinere de to avtappede signaler (eout, epha) i et kombineringsmiddel (35) for å oppnå et tilbakekoblingssignal ,- å lede tilbakekoblingssinalet (efdb) til den faselåsende og oppkonverterende sløyfe (3 0-39), - å faselåse det ef f ekt forsterkede modulerte signal (eout) til et fasereferansesignal (ephr) som kommer inn på den faselåsende og oppkonverterende sløyfe (30 - 39), og - å endre den innbyrdes dominans av de avtappede signaler (eout/eplia) i tilbakekoblingssignalet (efdb) i en jevn overfø-ring i tilfelle av en endring i utgangseffekten i effekt-forsterkeren (4 0).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved å øke dominansen i tilbakekoblingssignalet (efdb) av signalet (e^,.) tappet fra utgangen av effektforsterkeren (40) med økende utgangseffekt fra effektforsterkeren (40).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved å låse den faselåsende og oppkonverterende sløyfe (30 - 39) til det forsterkede modulerte signal (e^,.) på utgangen av effektf orsterkeren (40) før utgangseffekten av effekt-forsterkeren har nådd sin fulle styrke.

11. Fremqanqsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at det effektforsterkede modulerte signal (eout) på utgangen av effektf orsterkeren (40) er dominant på tilbakekoblingssignalet (e£db) når effektf orsterkeren (40) forsterker med full utgangseffekt.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved å låse den faselåsende 09 oppkonverterende sløyfe (30-39) til inngangen av effekt-forsterkeren (40) før utgangseffekten av effektforsterkeren (40) økes.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at det modulerte signal (ePh*) på inngangen av effektf orsterkeren (40) er dominant i tilbakekoblingssignalet (e^) når utgangseffekten av effekt f orsterkeren er lav.

14. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 8-13, karakterisert ved at effektforsterkeren (40) er pulset.