SI22727A - Postopek in vezje za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote - Google Patents

Abstract

Tvori se razlika med tokom izhodnega tokovnega signala (mos) mešalnega vezja (MC) in tokom krmiljenega tokovnega vira (CCS) in se vodi na operacijski ojačevalnik (A) s povratno vezanim uporom. Krmilna napetost (cv) krmiljenega tokovnega vira (CCS) je z nizkim sitom, katerega mejna frekvenca je enaka spodnji mejni frekvenci modulacijskega pasu v sprejetem signalu (rs), filtrirana napetost na izhodu operacijskega ojačevalnika (A). Postopek se pohitri, s tem da se mejna frekvenca spodnjega sita sprva dvigne za dva do tri rede velikosti in se postopno spusti na navedeno vrednost. Po izumu se doseže zelo kratek čas prehodnega pojava na začetku sprejemanja, tako da se delovna točka z nizko napetostjo enosmerne in nizkofrekvenčnih komponent nastavi vsaj petkrat hitreje kot doslej z visokim sitom.

Description

Postopek in vezje za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote

Izum se nanaša na postopek za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote, na primer izpraševalnika pametnih kartic, ob vsakem začetku sprejemanja po koncu oddajanja te enote in na vezje za izvajanje tega postopka.

Izum je po mednarodni klasifikaciji patentov uvrščen v razred H 04B 01/54.

Na sl. 1 so shematično prikazani signal los sprejemnikovega lokalnega oscilatorja (okno I), modulirani sprejeti signal rs (okno II), izhodni signal mos mešalnega vezja (okno III), ki vsebuje višjefrekvenčno komponento in nižjefrekvenčno komponento in ki se očisti z nizkim sitom, da se dobi filtrirani izhodni signal fmos mešalnega vezja (okno IV). Preden se ta signal nadalje obdela s filtriranjem v frekvenčnem pasu modulacijskega signala, kije prisoten v sprejetem signalu rs, in ojačenjem, pa je treba v njem znižati napetost enosmerne komponente in tistih nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu rs.

Omenjeno znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent se sicer lahko izvede z visokim sitom (B. Razavi, A 5.2-GHz CMOS Receiver with 62-dB Image Rejection, IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 36, št. 5, str. 810-815, maj 2001), ki prepusti frekvenčni pas demoduliranega sprejetega signala in zadrži enosmerno komponento ter omenjene nizkofrekvenčne komponente, a se naleti na io naslednje težave.

Vhodna stopnja v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote je mešalno vezje MC. Na sl. 2 je mešalno vezje MC prikazano opremljeno z bremenskim vezjem LC; LRp, LRn. Mešalno vezje MC množi modulirani sprejeti signal rs in signal los lokalnega oscilatorja in tvori diferencialna - na sl. 1 je vsakič prikazan le eden od diferencialnih signalov - izhodna tokovna signala mosp, mosn. Visoko sito se lahko predvidi s kondenzatorjema ECp, ECn v povezavi z uporoma Rp, Rn, če je upornost uporov Rp, Rn mnogo višja od upornosti uporov LRp, LRn. Omenjena sklopa ECp, Rp; ECn, Rn sta pred operacijskim ojačevalnikom A, katerega izhodni sponki sta preko upora FBRp oziroma FBRn v povratni pozvezavi povezani z njegovima vhodnima sponkama. Napetostni signal ols na izhodih operacijskega ojačevalnika A mora imeti znižano napetost omenjene enosmerne komponente in tistih nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu rs. Da se zagotovi majhen šum sprejemnika, se kondenzatorja ECp, ECn pred25 vidita s kapaciteto reda velikosti 10 nF. Zato se izvedeta kot zunanja kondenzatorja izven sicer integriranega vezja UHF oddajno-sprejemne enote. Prav zato se njuna kapaciteta žal ne more nastaviti preprosto s preklapljanjem elementov, čeprav bi se sprememba spodnje mejne frekvence sprejemnikovega frekvenčnega območja najenostavneje dosegla prav s spremembo kapacitete kondenzatorjev ECp, ECn, saj s tem drugi parametri ne bi bili prizadeti.

Potreba po nastavljivosti sprejemnikovega frekvenčnega območja pa je očitna.

Pametne kartice, ki delujejo pri frekvenci 900 MHz, za moduliranje izpraševalnikovega signala uporabljajo frekvenčno območje s spodnjo mejno frekvenco v velikem razponu od 40 kHz do 640 kHz. Izpraševalnik mora zato imeti nastavljivo sprejemno frekvenčno območje. Seveda se spodnja mejna frekvenca sprejemnikovega frekvenčnega območja lahko nastavi tudi s spreminjanjem dominantnih izmed uporov Rp, Rn;

LRp, LRn. Upora LRp, LRn sta dominantna, a sta del mešalnega vezja MC in se zato smeta spreminjati le v zelo ozkem območju. Znatna sprememba njune upornosti bi namreč povzročila nesprejemljivo spremembo napetosti omenjene enosmerne komponente. S stališča sistema je sicer izvedljivo tudi, da se za nastavitev frekvenčnega območja uporabita upora Rp, Rn s povečano upornostjo, tako da postaneta do15 minantna. Vendar je to nezaželjeno, saj bi se povečala termična šumna napetost v izpraševalnikovem sprejemniku.

Nivo sprejetega signala v izpraševalnikovem sprejemniku je vedno sorazmerno visok; njegova efektivna napetost znaša od 100 mV do 2 V. Tudi efektivna napetost eno20 smerne komponente na izhodu mešalnega vezja MC je visoka in znaša do nekaj voltov. Kadar pametna kartica amplitudno modulira sprejeti izpraševalnikov signal, gre za plitvo modulacijo in tudi izhodni tokovni signal mos mešalnega vezja MC je plitvo moduliran. Izhodni tokovni signal mos mešalnega vezja MC je v bistvu sestavljen iz demoduliranega signala pametne kartice, ki leži v frekvenčnem pasu nad omenjeno spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu, in iz visoke enosmerne komponente.

Veliko razmerje 40 kHz / 640 kHz med spodnjo in zgornjo vrednostjo možne spodnje frekvence frekvenčnega pasu demoduliranega signala pametnih kartic na izhodu mešalnega vezja MC se zmanjša na le 1,040 MHz / 1,640 MHz, če se frekvenca sprejemnikovega lokalnega oscilatoija v izpraševalniku za medfrekvenco 1 MHz premakne na

901 MHz. Spreminjanje nastavitve spodnje mejne frekvence “sprejemnikovega frekvenčnega območja v izpraševalniku tedaj ni potrebno. Toda izpraševalnik potem potrebuje še sklop za zamik frekvence sprejemnikovega lokalnega oscilatorja in dodatno demodulacijsko vezje, ki loči modulacijski signal pametne kartice od omenjene medfrekvence.

io

Nadalje je poznano integrirano vezje INTEL R1000, v katerem je kot ločilni kondenzator med mešalno stopnjo in nizkofrekvenčno stopnjo zaradi zahteve po nizkem šumu predviden zunanji kondenzator (S. Chiu et al., A 900 MHz UHF RFID Reader Transceiver IC, IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 42, št. 12, str. 282215 2833, dec. 2007). Njegova kapaciteta se med delovanjem oddajno-sprejemne enote ne more spreminjati. Da oddajanje ne bi povzročilo večjih sprememb napetosti na zunanjem kondenzatoiju, se ob koncu sprejemanja razkleneta zaporedno stikalo proti nizkofrekvenčni stopnji in stikalo proti masi in se skleneta pri ponovnem sprejemanju. Pri tem stikalo proti masi omogoči, da se zunanji kondenzator hitreje napolni v bližino delovne točke. Predstavljeno vezje ne zmore določiti pravega trenutka za preklop teh stikal. Določitev tega trenutka pa je zelo kočljiva, še posebej pri komunikacijskih protokolih, ki predvidevajo zelo kratek časovni interval za prehod na sprejemanje ob koncu oddajanja oddajno-sprejemne enote, na primer pri komunikacijskem protokolu EPC Gen 2. Če je preklop prehiter, se je zgodil še med prehodnim pojavom pri od25 dajanju in lahko povzroči zelo različne napetosti na zunanjem kondenzatoiju. Če je preklop prepozen, pa lahko povzroči izgubo dela veljavnega sprejetega signala. Poleg tega se časovna konstanta sklopitve med mešalnim vezjem in nizkofrekvenčno stopnjo lahko spreminja le s pomočjo nastavljivih uporov.

Poznano pa je tudi integrirano vezje, ki za nastavitev napetosti enosmerne komponente med mešalnim vezjem in nizkofrekvenčno stopnjo uporablja povratno zanko (F. Gatta et al., A Fully Integrated 0,18 gm CMOS Direct Conversion Receiver

Front-End With On-Chip LO for UMTS, IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 39, št. 1, str. 15-23, jan. 2004). Enosmerna komponenta na izhodu mešalnega vezja se odpravi, s tem da integrator pošilja dodaten tok preko dveh tranzistogev na bremenska upora mešalne stopnje, tako da izenači tok. Izenačitev napetosti na teh uporih se torej doseže z dodatnim tokom na višjem nivoju. S tem pa se zmanjša dinamično območje mešalnega vezja. Časovna konstanta sklopitve med mešalnim vezjem in nizkofrekvenčno stopnjo je stalna in je določena z uporom in kondenzatoijem pri integratoiju ter z ojačenjem celotne zanke.

Izum rešuje tehnični problem, kakšen naj bo postopek za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in tistih nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu, na izhodu mešalnega vezja v sprejemniku E1HF oddajno-sprejemne enote znotraj s komunikacijskim protokolom določenega zelo kratkega časovnega intervala, da se bo ome20 njeno znižanje napetosti izvajalo z nastavljivo natančnostjo, ne da bi se pri tem povečala termična šumna napetost v omenjenem sprejemniku. Izum rešuje tudi tehnični problem, kakšno naj bo vezje za izvajanje takšnega postopka.

Navedeni tehnični problem je rešen tako s postopkom po izumu za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in omenjenih nizkofrekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote, pri čemer je postopek po izumu opredeljen z značilnostmi iz označujočega dela prvega patentnega zahtevka, podzahtevki k prvemu patentnemu zahtevku pa opredeljujejo variante izvedbenega primera tega postopka, kot tudi z vezjem po izumu za izvajanje postopka po izumu, opredeljenim z značilnostmi iz označujočega dela desetega patentnega zahtevka, podzahtevki k desetemu patentnemu zahtevku pa opredeljujejo variante iz5 vedbenega primera tega vezja.

Postopek po izumu, ki se izvaja z vezjem po izumu, se odlikuje po tem, da se z njim doseže zelo kratek čas prehodnega pojava, tako da se delovna točka z nizko napetostjo io enosmerne in nizkofrekvenčnih komponent nastavi vsaj petkrat hitreje kot v znanem vezju z visokim sitom. Vezje po izumu ima na razpolago večje vhodno dinamično območje, ker se nizka napetost omenjenih komponent doseže z izničenjem toka omenjenih komponent. Dogajanje med prehodnim pojavom je nastavljivo, nastavljanje pa ne poveča vhodne šumne napetosti.

Izum bo v nadaljnjem podrobno obrazložen na osnovi opisa izvedbenega primera postopka po izumu za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja v sprejemniku UHF oddajno20 sprejemne enote in opisa izvedbenega primera vezja po izumu za izvajanje omenjenega postopka ter pripadajočega načrta, ki prikazuje na sl. 3 na shematičen način in v diferencialni predstavitvi vezje po izumu za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote in sl. 4 v oknu I časovni potek napetostnega signala na izhodu operacijskega ojačevalnika, v oknu II časovni potek krmilne napetosti za krmiljeni tokovni vir in v oknu III časovni potek signalov za različne nastavitve.

Vezje po izumu za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modu5 lacijskega signala v sprejetem signalu rs, v izhodnem tokovnem signalu mos - v prikazanem diferencialnem vezju sta sicer povsod prisotna po dva ustrezajoča si signala ali gradnika vezja - mešalnega vezja MC je shematsko prikazano na sl. 3. Na vhoda mešalnega vezja MC se vodita v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote sprejeti signal rs kot prvi vhodni signal in signal los sprejemnikovega lokalnega oscilatorja kot drugi vhodni signal. Iz izhodnega tokovnega signala mos so bile z nizkim sitom že izločene komponente s frekvenco nad dvojno frekvenco signala los lokalnega oscilatorja.

Izhodni tokovni signal mos mešalnega vezja MC, katerega izhodni sponki sta preko bremenskega kondenzatoija L C in dveh bremenskih uporov LR priključeni na napajanje, se vodi na vhod operacijskega ojačevalnika A. Izhodna sponka operacijskega ojačevalnika A je povezana z njegovo vhodno sponko preko upora FBR v povratni povezavi.

Vezje po izumu obsega krmiljeni tokovni vir CCS, katerega tok se odšteva od izhodnega tokovnega signala mos mešalnega vezja MC.

Izhodna sponka operacijskega ojačevalnika A je preko ojačevalnika VGA s spremenljivim ojačenjem in nastavljivega upora AR povezana po izumu po eni strani s krmilno sponko omenjenega krmiljenega tokovnega vira CCS in po drugi strani preko zunanjega kondenzatorja EC s sponko napajalnega vira. Zunanji kondenzator EC je nameščen izven integriranega vezja.

Krmilno vezje CC tvori krmilni signal cs glede na podatke iz vanj vstopajočih signalov. S krmilnim signalom cs se nastavi upornost nastavljivega upora AR. Povezava nastavljivega upora AR z zunanjim kondenzatorjem EC določi zgornjo frekvenčno mejo s krmiljenim tokovnim virom CCS tvorjenih komponent toka. Omenjena zgornja frekvenčna meja se določi glede na fazo postopka, kar pa bo pojasnjeno pri predstavitvi postopka po izumu, in sicer kot spodnja mejna frekvenca modulacijskega signala v sprejetem signalu rs ali kot mnogokratnik te spodnje mejne frekvence.

Signali, ki vstopajo v krmilno vezje CC, so napetostni signal ols z izhoda operacijskega ojačevalnika A, izhodni signal os vezja po izumu z znižano napetostjo enosmerne komponente in omenjenih nizkofrekvenčnih komponent, startni signal ss, ki sproža nastavljanje nastavljivega upora AR vsakič, ko je potrebno znižati omenjeno napetost, držalni signal hs, ki zamrzne vrednost omenjene krmilne napetosti cv za krmiljenje krmiljenega tokovnega vira CCS vsakič, potem ko je UHF oddajno-sprejemna enota prenehala sprejemati vhodni signal rs in začne oddajati, ter signal mfbs s podatki o frekvenčnem pasu modulacijskega signala v sprejetem signalu rs.

Signal mfbs s podatki o frekvenčnem pasu modulacijskega signala v sprejetem signalu rs prihaja iz krmilne enote na višjem nivoju v UHF oddajno-sprejemni enoti, kjer so shranjene tudi informacija o izbranem protokolu, hitrosti prenosa podatkov in drugo. Tudi časovni interval T, ki se začne ob koncu oddajanja UHF oddajno-sprejemne enote, je določen s protokolom. Protokol zahteva pripravljenost na sprejem novega signala po preteku tega časovnega intervala T. Sprejeti signal rs se začne s preambulo. Pravilna enosmerna napetost signala ols na izhodu operacijskega ojačevalnika A se mora vzpostaviti od konca oddajanja pa najpozneje do sredine preambule sprejetega signala rs.

Signal ols z izhoda operacijskega ojačevalnika A se vodi na vhod filtrimega in ojačevalnega vezja BPFaA, ki prepušča in ojači frekvenčni pas omenjenega modulacijskega signala. Napetost enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem vhodnem signalu rs, se v signalu ols znotraj časovnega intervala Ttoliko zniža, daje napetost tega signala ols znotraj z oblikovanjem vezja nastavljivega prvega napetostnega okna lvl, hvl (sl. 4). Izhodni signal os filtrimega in ojačevalnega vezja BPFaA je izhodni signal vezja po izumu in ima zato po preteku časovnega intervala T znižano napetost enosmerne komponente in omenjenih nizkofrekvenčnih komponent znotraj prvega napetostnega okna lvl, hvl.

Upornost nastavljivega upora AR je nastavljiva preko vsaj treh dekad. V povezavi z zunanjim kondenzatorjem EC določa zgornjo mejno frekvenco sita. Ta zgornja mejna frekvenca mora biti nastavljiva od spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v sprejetem izhodnem signalu rs pa do tri rede velikosti višje vrednosti.

Po drugi strani pa se upornost nastavljivega upora AR lahko nastavi na zelo visoko vrednost oziroma se prekine povezava med nastavljivim uporom AR in zunanjim kondenzatorjem EC. Na ta način do naslednjega sprejemanja držalni signal hs zamrzne vrednost omenjene krmilne napetosti cv na zunanjem kondenzatorju EC za krmiljenje krmiljenega tokovnega vira CCS, potem ko je UHF oddajno-sprejemna enota prenehala sprejemati vhodni signal rs in začne oddajati.

Pri najnižjih vrednostih upornosti nastavljivega upora AR se stabilnost povratne zanke, ki vključuje operacijski ojačevalnik A, ojačevalnik VGA s spremenljivim ojačenjem, nastavljivi upor AR v povezavi z zunanjim kondenzatorjem EC in krmiljeni tokovni vir CCS, zagotovi z nastavitvijo ojačenja ojačevalnika VGA s spremenljivim ojačenjem. Stabilnost povratne zanke se v primeru najnižjih vrednostih upornosti nastavljivega upora AR doseže tudi, s tem da se zaporedno k zunanjemu kondenzatorju EC priključi upor.

Kot ojačevalnik VGA s spremenljivim ojačenjem se uporabi proporcionalni ojačevalnik ali integrator, če stabilnost povratne zanke to dopušča.

V nadaljnjem bo predstavljen postopek po izumu za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala, ki je prisoten v sprejetem signalu rs, v izhodnem tokovnem signalu mos na izhodu mešalnega vezja MC v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote. Opis bo oprt na sl. 3 in sl. 4. Omenjeno znižanje napetosti se mora izvesti znotraj zelo kratkega časovnega intervala T, ki se začne ob koncu oddajanja UHF oddajno-sprejemne enote in katerega dolžina je določena s komu15 nikacijskim protokolom.

Po izumu se tok krmiljenega tokovnega vira CCS, ki je krmiljen s krmilno napetostjo cv, odšteva od izhodnega tokovnega signala mos mešalnega vezja MC. Komponente s frekvenco nad dvojno frekvenco signala los lokalnega oscilatoija so bile že izfiltrirane iz signala mos mešalnega vezja MC.

Tok, ki je nastal pri omenjenem odštevanju, se po izumu vodi na vhod operacijskega ojačevalnika A. Ta tok se tam izniči z enakim nasprotnim tokom, ki se z izhoda operacijskega ojačevalnika A vrača na njegov vhod preko upora FBR v povratni vezavi.

Zato je upornost upora LR nepomembna oziroma vezje po izumu lahko deluje tudi brez upora LR.

Nadalje se po izumu ojačijo tiste komponente napetostnega signala ols z izhoda operacijskega ojačevalnika A, katerih frekvenca je pod zgornjo frekvenčno mejo spodnjega sita. Zgornja frekvenčna meja spodnjega sita se opredeli v povezavi s kapaciteto zunanjega kondenzatoija EC, s tem da se nastavi primerna upornost na5 stavljivega upora AR. Zgornja frekvenčna meja spodnjega sita se izbere takoj na začetku sprejemanja do tri rede velikosti nad spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu rs. Med nadaljnjim sprejemanjem pa se spusti na spodnjo mejno frekvenco omenjenega modulacijskega signala.

Omenjena krmilna napetost cv se stvori, s tem da ojačene omenjene enosmerna komponenta in nizkofrekvenčne komponente napetostnega signala ols preko nastavljivega upora AR kot dela omenjenega spodnjega sita delujejo na krmilno vhodno sponko krmiljenega tokovnega vira CCS.

Napetost omenjenega signala ols na izhodu operacijskega ojačevalnika A mora biti najpozneje po preteku omenjenega časovnega intervala T, dejansko pa je že prej, v prvem napetostnem oknu med spodnjo napetostno mejo lvl in zgornjo napetostno mejo hvl (okno I na sl. 4). V vmesnem času po koncu oddajanja se je namreč hitro znižala napetost enosmerne komponente in tistih nizkofrekvenčnih komponent, kate20 rih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu rs. Napetostni meji lvl in hvl se določita pri načrtovanju posameznega vezja po izumu za izvajanje postopka po izumu.

Omenjeni napetostni signal ols z izhoda operacijskega ojačevalnika A se ves čas filtrira s pasovnim filtrom, ki prepušča komponente s frekvencami modulacijskega signala v sprejetem signalu rs, in se filtrirani signal tudi ojačuje. S postopkom po izumu dobljeni izhodni signal os z znižano napetostjo omenjenih enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent se torej dobi, potem ko se je omenjeni napetostni signal ols primemo očistil.

Da se vrednost napetosti omenjenega napetostnega signala ols na izhodu opera5 cijskega ojačevalnika A med spodnjo napetostno mejo lvl in zgornjo napetostno mejo hvl doseže čim hitreje, se v največ prvi polovici omenjenega časovnega intervala T uporabi groba nastavitev vezja po izumu. Pri grobi nastavitvi se na opisani način ojačijo vse tiste komponente napetostnega signala ols z izhoda operacijskega ojačevalnika A, katerih frekvenca je pod frekvenco, ki je dva do tri rede velikosti višja od io spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v sprejetem signalu rs.

Da se nadalje vrednost napetosti omenjenega napetostnega signala ols na izhodu operacijskega ojačevalnika A med spodnjo napetostno mejo lvl in zgornjo napetostno mejo hvl doseže in ustali čim hitreje, se v sledeči manj kot eni četrtini omenjenega ča15 sovnega intervala T uporabi fina nastavitev vezja po izumu. Pri fini nastavitvi pa se ojačijo vse tiste komponente napetostnega signala ols z izhoda operacijskega ojačevalnika A, katerih frekvenca je pod frekvenco, ki je petkrat do dvajsetkrat višja od spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v sprejetem signalu rs. Fina nastavitev se izvede neposredno za grobo nastavitvijo.

Fina nastavitev pa se izvede tudi vsakič med samim sprejemanjem, kadar napetost omenjenega napetostnega signala ols na izhodu operacijskega ojačevalnika A ostaja izven omenjenega napetostnega okna lvl, hvl za dvakrat daljši čas, kot bi smela glede na kodiranje sprejetega signala rs.

Kadar krmilno vezje CC zazna, da napetost omenjenega izhodnega signala os vezja po izumu z znižano napetostjo enosmerne komponente in omenjenih nizkofrekvenčnih komponent ostaja izven zanjo predvidenega drugega napetostnega okna za dvakrat daljši čas, kot bi smela glede na kodiranje sprejetega signala rs, se vsakič izvede še naj finejša nastavitev. Omenjeno drugo napetostno okno za sedaj že ojačeni signal je širše od omenjenega prvega napetostnega okna lvl, hvl. Najfinejša nastavitev se izvede v času, ki je krajši od ene četrtine omenjenega časovnega intervala T. Pri naj finejši nastavitvi se ojačijo tiste komponente napetostnega signala o ls z izhoda operacijskega ojačevalnika A, katerih frekvenca je pod frekvenco, ki je dvakrat do štirikrat višja od spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v sprejetem signalu rs.

Postopek po izumu predvideva, da se vrednost omenjene krmilne napetosti cv za krmiljenje krmiljenega tokovnega vira CCS zamrzne, potem ko je UHF oddajno-sprejemna enota prenehala sprejemati in začne oddajati. To se izvede tako, da se upornost nastavljivega upora AR, s katerim se v povezavi z zunanjim kondenzatoijem EC določa frekvenčno območje krmilne napetosti cv, nastavi na zelo visoko vrednost.

V nadaljnjem je opisano delovanje vezja po izumu za hitro znižanje napetosti omenjenih enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja MC v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote znotraj s komunikacijski protokolom določenega časovnega intervala T po koncu oddajanja te enote.

Signal css grobe nastavitve sproži grobo nastavitev vezja po izumu ob začetku sprejemanja v trenutku t=0 (okno III na sl. 4). Zato se hitro zniža krmilna napetost cv na krmilni sponki krmiljenega tokovnega vira CCS (okno II na sl. 4), kar ima za posledico znižanje napetosti signala ols na izhodu operacijskega ojačevalnika A (okno I na sl. 4) med spodnjo napetostno mejo lvl in zgornjo napetostno mejo hvl prvega napetostnega okna za vezje po izumu. Na sl. 4 je predstavljeno prvo sprejemanje tega vezja; ob začetku sprejemanja v trenutku t=0 krmilna napetost cv namreč še nima ugodne vrednosti, ki bi jo zadržala od predhodnjega sprejemanja. Izhodni tok krmiljenega tokovnega vira CCS se približa vrednosti nezaželenih komponent v izhodnem tokovnem signalu mos mešalnega vezja MC že 5 /rs. Napetost izhodnega signala ols operacijskega ojačevalnika A je tedaj že v želeni delovni točki sredi prvega napetostnega okna lvl, hvl. Groba nastavitev vezja po izumu se konča po 11 /rs.

Signal fss fine nastavitve sedaj sproži fino nastavitev vezja po izumu, ker je signal ols prestopil meji prvega napetostnega okna lvl, hvl. Signal fas za hitro nastavitev opravi io enako nalogo. Obenem je prispela preambula sprejetega signala rs. Krmilna napetost cv se je že ustalila. Fina nastavitev vezja po izumu se konča 13,5 /rs po začetku sprejemanja. Hiter popravek delovne točke je izveden, preden bo prispel koristni del sprejemanega signala rs.

V prednostnem izvedbenem primeru vezja po izumu so bili uporabljeni naslednji parametri. Kapaciteta zunanjega kondenzatorja EC je med 4,7 nF in 47 nF. Najnižja upornost nastavljivega upora AR je med 100 Ω in 1000 Ω, naj višja pa je 2 ΜΩ. Širina prvega napetostnega okna lvl, hvl je 200 mV, širina drugega napetostnega okna pa je 2 V. Ojačevalnik VGA z nastavljivim ojačenjem lahko ojači do 20-krat. Groba nastavitev se izvede v 8 /rs, fina nastavitev pa v 2 /rs. Spodnja mejna frekvenca vezja po izumu je nastavljiva od 5 kHz do 150 kHz, ne da bi se pojavile opazne vhodne šumne napetosti. Nastavitev delovne točke v prvi stopnji se doseže z vezjem po izumu v 15 /rs, kar je vsaj petkrat hitreje kot z znanim vezjem z visokim sitom.

Claims (16)

Patentni zahtevki

1. Postopek za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizko5 frekvenčnih komponent na izhodu mešalnega vezja (MC) v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote znotraj časovnega intervala (T), ki se začne ob koncu oddajanja oddajno-sprejemne enote in ki je določen s komunikacijskim protokolom, označen s tem, da se tok krmiljenega tokovnega vira (CCS),

2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem,

3. Postopek po zahtevku 2, označen s tem,

25 da se napetost omenjenega napetostnega signala (ols) na izhodu operacijskega ojačevalnika (A) med spodnjo napetostno mejo (lvl) in zgornjo napetostno mejo (hvl) doseže hitreje kot v eni četrtini omenjenega časovnega intervala (T) s fino nastavitvijo, pri kateri se ojačijo vse tiste komponente napetostnega signala (ols) z izhoda operacijskega ojačevalnika (A), katerih frekvenca je pod frekvenco, ki je petkrat do dvajsetkrat višja od spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v 5 sprejetem signalu (rs).

4. Postopek po zahtevku 3, označen s tem, da se fina nastavitev izvede neposredno za grobo nastavitvijo.

5 po eni strani s krmilno sponko omenjenega krmiljenega tokovnega vira (CCS) in po drugi strani preko glede na integrirano vezje zunanjega kondenzatoija (EC) s sponko napajalnega vira, da krmilno vezje (CC), na katerega vhode se vodijo napetostni signal (ols) z izhoda operacijskega ojačevalnika (A),

5 biti v prvem napetostnem oknu med spodnjo napetostno mejo (lvl) in zgornjo napetostno mejo (hvl), izhodni signal (os) z znižano napetostjo omenjenih enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent tvori, s tem da se omenjeni napetostni signal (ols) z izhoda operacijskega ojačevalnika (A)

6. Postopek po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, označen s tem, da se najfinejša nastavitev izvede vsakič, kadar napetost omenjenega izhodnega signala (os) z znižano napetostjo omenjenih enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent ostaja izven drugega nape20 tostnega okna za dvakrat daljši čas, kot bi smela glede na kodiranje sprejetega signala (rs).

7. Postopek po zahtevku 6, označen s tem, da se napetost omenjenega izhodnega signala (os) z znižano napetostjo omenjenih 25 enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent znotraj omenjenega predvidenega širšega napetostnega okna doseže hitreje kot v eni četrtini omenjenega časovnega intervala (T) z naj finejšo nastavitvijo, pri kateri se ojačijo tiste komponente napetostnega signala (ols) z izhoda operacijskega ojačevalnika (A), katerih frekvenca je pod frekvenco, kije dvakrat do štirikrat višja od spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v 5 sprejetem signalu (rs).

8. Postopek po kateremkoli izmed predhodnih zahtevkov, označen s tem, da se vrednost krmilne napetosti (cv) za krmiljenje krmiljenega tokovnega vira (CCS) zamrzne, io potem ko je UHF oddaj no-sprejemna enota prenehala sprejemati in začne oddajati.

9. Postopek po zahtevku 8, označen s tem, da se omenjena zamrznitev vrednosti krmilne napetosti (cv) izvede, s tem da se upornost nastavljivega upora (AR), s katerim se v povezavi z zunanjim

10 da se stabilnost povratne zanke, ki vključuje operacijski ojačevalnik (A), ojačevalnik (VGA) s spremenljivim ojačenjem, nastavljivi upor (AR) v povezavi z zunanjim kondenzatorjem (EC) in krmiljeni tokovni vir (CCS), pri naj nižjih vrednostih upornosti nastavljivega upora (AR) zagotovi,

10 izhodni signal (os) z znižano napetostjo enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent, startni signal (ss), ki sproža nastavljanje nastavljivega upora (AR), držalni signal (hs), ki zamrzne vrednost omenjene krmilne napetosti (cv) za krmiljenje krmiljenega tokovnega vira (CCS) vsakič, potem ko je UHF od15 dajno-sprejemna enota prenehala sprejemati in začne oddajati, in signal (mfbs) s podatki o frekvenčnem pasu modulacijskega signala v sprejetem signalu (rs), glede na podatke iz omenjenih signalov tvori krmilni signal (cs), s katerim se nastavi upornost nastavljivega upora (AR),

20 tako da se zgornja frekvenčna meja s krmiljenim tokovnim virom (CCS) tvoijenih komponent toka določi v povezavi z zunanjim kondenzatorjem (EC) kot spodnja mejna frekvenca modulacijskega signala v sprejetem signalu (rs) ali njen mnogokratnik, in da se napetostni signal (ols) z izhoda operacijskega ojačevalnika (A) vodi na vhod

25 vezja (BPFaA), ki je pasovni filter za komponente v frekvenčnem pasu omenjenega modulacijskega signala in ojačevalnik in iz katerega izstopa omenjeni izhodni signal (os) z znižano napetostjo enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu (rs).

10. Vezje za hitro znižanje napetosti enosmerne komponente in nizkofrekvenčnih 20 komponent na izhodu mešalnega vezja (MC) v sprejemniku UHF oddajno-sprejemne enote znotraj časovnega intervala (T), ki se začne ob koncu oddajanja oddajnosprejemne enote in kije določen s komunikacijskim protokolom, označeno s tem, da se izhodni tokovni signal (mos) mešalnega vezja (MC) vodi na vhod operacijskega 25 ojačevalnika (A), katerega izhodna sponka je preko upora (FBR) v povratni pozvezavi povezana z vhodno sponko operacijskega ojačevalnika (A), da se tok krmiljenega tokovnega vira (CCS), odšteva od izhodnega tokovnega signala (mos) mešalnega vezja (MC), daje izhodna sponka operacijskega ojačevalnika (A) preko ojačevalnika (VGA) s spremenljivim ojačenjem in nastavljivega upora (AR) povezana

10 5. Postopek po zahtevku 3, označen s tem, da se fina nastavitev izvede vsakič, kadar napetost omenjenega napetostnega signala (ols) na izhodu operacijskega ojačevalnika (A) ostaja izven prvega napetostnega okna za dvakrat daljši čas, kot bi smela glede na kodiranje sprejetega signala (rs).

10 filtrira s pasovnim filtrom, ki prepusti komponente v frekvenčnem pasu omenjenega modulacijskega signala, in ojači.

10 kije krmiljen s krmilno napetostjo (cv), odšteva od izhodnega tokovnega signala (mos) mešalnega vezja (MC), da se pri omenjenem odštevanju nastali tok vodi na vhod operacijskega ojačevalnika (A) in se ta tok tam izniči z enakim nasprotnim tokom, ki se z izhoda operacijskega ojačevalnika (A) vrača na njegov vhod preko upora

11. Vezje po zahtevku 10, označeno s tem, daje upornost nastavljivega upora (AR) nastavljiva preko treh dekad.

12. Vezje po zahtevku 11, označeno s tem,

13. Vezje po zahtevku 12, označeno s tem, daje ojačevalnik (VGA) s spremenljivim ojačenjem proporcionalni ojačevalnik.

14. Vezje po zahtevku 12, označeno s tem, daje ojačevalnik (VGA) s spremenljivim ojačenjem integrator.

15. Vezje po kateremkoli izmed zahtevkov 11 do 14, označeno s tem,

25 da se stabilnost povratne zanke pri najnižjih vrednostih upornosti nastavljivega upora (AR) zagotovi, s tem da se zaporedno z zunanjim kondenzatorjem (EC) priključi upor.

15 s tem da krmilno vezje (CC) nastavi ojačenje ojačevalnika (VGA) s spremenljivim ojačenjem.

15 kondenzatoijem (EC) določa frekvenčno območje krmilne napetosti (cv), nastavi na zelo visoko vrednost.

15 da se napetost omenjenega napetostnega signala (ols) na izhodu operacijskega ojačevalnika (A) med spodnjo napetostno mejo (lvl) in zgornjo napetostno mejo (hvl) doseže hitreje kot v polovici omenjenega časovnega intervala (T) z grobo nastavitvijo, pri kateri se ojačijo vse tiste komponente napetostnega signala (ols) z izhoda operacijskega ojačevalnika (A),

20 katerih frekvenca je pod frekvenco, kije dva do tri rede velikosti višja od spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v sprejetem signalu (rs).

15 (FBR) v povratni vezavi, da se ojačijo tiste komponente napetostnega signala (ols) z izhoda operacijskega ojačevalnika (A), katerih frekvenca je pod sprva višjim in pozneje pod nižjim mnogokratnikom spodnje mejne frekvence modulacijskega signala v sprejetem signalu (rs) ter končno pod spod20 njo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu (rs), da se omenjena krmilna napetost (cv) tvori, s tem da ojačene omenjene enosmerna komponenta in nizkofrekvenčne komponente napetostnega signala (ols) preko ojačevalnika (VGA) z nastavljivim ojačenjem in nastavljivega upora (AR) delujejo na krmilno sponko krmiljenega tokovnega vira (CCS),

25 in da se po preteku omenjenega časovnega intervala (T), ko mora napetost omenjenega napetostnega signala (ols) na izhodu operacijskega ojačevalnika (A), v katerem je bila dotlej znižana napetost omenjene enosmerne komponente in tistih nizkofrekvenčnih komponent, katerih frekvenca je pod spodnjo mejno frekvenco modulacijskega signala v sprejetem signalu (rs),

16. Vezje po kateremkoli izmed zahtevkov 11 do 15, označeno s tem, da držalni signal (hs) nastavi upornost nastavljivega upora (AR) na zelo visoko vred nost, s tem da prekine povezavo med nastavljivim uporom (AR) in zunanjim konden 5 zatorjem (EC).