WO2014000905A1 - Quasi-breitbandiger verstärker nach dem doherty-prinzip - Google Patents

Quasi-breitbandiger verstärker nach dem doherty-prinzip Download PDF

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WO2014000905A1
WO2014000905A1 PCT/EP2013/058359 EP2013058359W WO2014000905A1 WO 2014000905 A1 WO2014000905 A1 WO 2014000905A1 EP 2013058359 W EP2013058359 W EP 2013058359W WO 2014000905 A1 WO2014000905 A1 WO 2014000905A1
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capacitor
terminal
inductance
switch
termination
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PCT/EP2013/058359
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Sebastian Stempfl
Bernhard Kaehs
Uwe Dalisda
Lothar Schenk
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Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg
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    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
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    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0288—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
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    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Definitions

  • the invention relates to an amplifier, in particular a Doherty amplifier.
  • Doherty amplifier known which simultaneously uses a 3dB coupler as an impedance transformer for
  • the invention is based on the object, a
  • An inventive amplifier has a first amplifier circuit, a second amplifier circuit, a hybrid coupler circuit and a termination.
  • Hybrid coupler circuit has a
  • the termination includes a first switch, a first capacitor, and a first inductor. So is a adjustability of the
  • the first switch selectively connects the first capacitor to the first inductor. This further improves the adjustability of the frequency response of the termination.
  • the degree preferably includes a second one
  • Capacitor or a second inductance If the
  • the first switch preferably connects each one of the capacitors with the first inductance selectively. If the termination has at least two inductors, preferably the first switch selectively connects one of the inductors to the first capacitor. Thus, a further improvement of the adjustability of the frequency response of the termination can be achieved.
  • the termination preferably has a second switch and a third capacitance or a third inductance, which are directly connected to the isolation terminal.
  • the second switch then selectively connects the isolation terminal to the first inductor or capacitor. Also by this measure the adjustability of the frequency response of the termination is improved.
  • the termination preferably has the second capacitance, the second switch and the third capacitance.
  • the third capacitor and the second switch are then directly connected to the isolation terminal.
  • Inductance is then connected to a terminal facing away from the insulation terminal of the second switch.
  • the first switch is connected to a terminal of the first inductance facing away from the second switch.
  • Capacitor are then connected to one of the first inductance remote terminal of the first switch. So a particularly favorable frequency response can be achieved.
  • the termination preferably has the second inductance, the second switch and the third inductance.
  • the third inductor and the second switch are then directly connected to the isolation terminal.
  • the first capacity is in this case with a the
  • Insulated connection terminal remote connection of the second switch is then connected to a terminal of the first capacitor facing away from the second switch.
  • the first inductor and the second inductor are connected to a terminal of the first switch facing away from the first capacitor.
  • An alternative amplifier according to the invention has a first amplifier circuit, a second amplifier
  • the Amplifier circuit has a Output connection and an insulation connection.
  • Hybrid coupler circuit connected.
  • the conclusion includes a first ohmic resistance as well as a first
  • Capacitor and / or a first inductance Capacitor and / or a first inductance.
  • the first ohmic resistor and the first capacitor or the first inductance are connected in series. Thus, additional damping of the conclusion can be adjusted.
  • the termination preferably has the first inductance, a second inductance, the first capacitor and a second ohmic resistance. The first capacitor and the first inductor are then connected to the
  • Insulation connection connected.
  • the second inductor is then facing away from the insulation terminal
  • the deal includes the first one
  • Capacitor a second ohmic resistor and a third ohmic resistor.
  • the first capacitor and the first inductor are then connected to the third ohmic resistor which is connected to the isolation terminal.
  • the second inductance is then connected to a terminal of the first capacitor facing away from the insulation terminal.
  • the first ohmic resistance in this case is in series with the first inductor
  • the second ohmic resistance is in this case connected in series with the second inductor.
  • the third ohmic resistor is then connected in series with the first capacitor.
  • the termination comprises the first inductor, the first capacitor, a second capacitor, and a second ohmic resistor. The first capacitor and the first inductor are then connected to the
  • the first ohmic resistor is connected in series with the first capacitor while the second ohmic resistor is connected in series with the second capacitor. Even with this structure, the damping can be adjusted accurately.
  • Another alternative inventive amplifier has a first amplifier circuit, a second amplifier circuit, a hybrid coupler circuit and a termination.
  • the hybrid coupler circuit has an output terminal and an isolation terminal. The conclusion is with the isolation connection of the
  • Hybrid coupler circuit connected.
  • the termination has a second hybrid coupler circuit. So can the frequency response of the conclusion by means of the
  • Hybrid coupler circuit can be adjusted.
  • the second hybrid coupler circuit is preferably connected to an insulation connection with a first capacitor
  • Hybrid coupler circuit is preferably connected to an output terminal with a capacitor, more preferably with completed a capacitor with adjustable capacity. Thus, the frequency response of the conclusion can be set very precisely.
  • the second hybrid coupler circuit is connected to a
  • Input terminal preferably with a capacitor, particularly preferably with a capacitor with
  • the second hybrid coupler circuit is preferred
  • Fig. 1 shows an exemplary Doherty amplifier without
  • Fig. 2 first embodiment of the completion of the amplifier according to the invention
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the termination of the amplifier according to the invention
  • Fig. 5 fourth embodiment of the completion of the amplifier according to the invention
  • Fig. 6 fifth embodiment of the completion of the amplifier according to the invention.
  • FIG. 7 sixth embodiment of the conclusion of the amplifier according to the invention
  • Fig. 8 seventh embodiment of the completion of the amplifier according to the invention
  • FIG. 10 shows a ninth embodiment of the termination of the amplifier according to the invention.
  • Fig. 1 shows an exemplary Doherty amplifier.
  • a power divider 15 has two input terminals 10 and 11.
  • At the first input enclosure 10 may be a
  • Input terminal 11 is terminated with a resistor 19 and a ground terminal 20.
  • a first amplifier circuit 16 and a second amplifier circuit 17 are further connected. These form the main amplifier and the auxiliary amplifier according to the Doherty principle. Outputs of these amplifier circuits 16,
  • the hybrid coupler circuit has a
  • Isolation connection 12 and an output connection 13. Both connections are not shown connected here. In an application, the resulting amplified signal is output at the output terminal.
  • Isolation terminal 12 is completed.
  • Various circuits for completing this connection will be shown by way of example with reference to FIGS. 2-10.
  • the signal to be amplified is supplied to the input terminal 10 of the power divider 15. This splits the signal to the two amplifier circuits 16, 17, which amplify the signal according to the Doherty principle.
  • the amplified signals are from the hybrid coupler circuit
  • Hybrid coupler circuit 18 an optimal termination of the hybrid coupler circuit 18 is achieved at a given frequency.
  • Fig. 2 shows a first invention
  • Amplifier circuit in a detailed view.
  • the view shown here corresponds to the wiring of the
  • Isolation terminal 12 of FIG. 1. The entire circuit connected to the insulation terminal 12 is referred to as termination 1. Connected directly to the insulation terminal 12 is a capacitor 37. Connected to this is a switch 30, which switches over between an inductance 31, an inductance 32 and an inductance 33. Each of the inductors 31-33 is connected to a ground terminal 34-36. The inductors 31-33 have different values. The circuit shown here allows a precise adjustment of a frequency characteristic of the termination 1. In Fig. 3 is a further conclusion 2 of
  • Isolation terminal 12 shown. Right with the
  • Insulation terminal 12 is connected to an inductance 47, which is connected to a switch 40.
  • the switch 40 is designed to be between in
  • Embodiment three capacitors 41-43, which are each connected to a ground terminal 44-46 to switch.
  • the capacitors 41-43 point in the process
  • Fig. 4 shows a third embodiment of
  • Amplifier circuit according to the invention. Again, a conclusion 3 for connection to the insulation terminal 12 is shown. Directly with the insulation connection 12
  • Ground terminal 59a is connected.
  • a switch 58 which is connected to an inductance 57, is connected directly to the insulation terminal 12.
  • the opposite end of the inductor 57 in turn is connected to a switch 50, which is located between in
  • Embodiment switches three capacitors 51-53.
  • the capacitors 51-53 are each with a
  • Ground connection 54-56 connected and have different values. If the switch 58 is in the open position, only the capacitance 59 is connected to the insulation terminal 12. However, if the switch 58 is closed, then by means of the switch 50 between the Capacities 51 to 53 are switched. Thus, a very accurate adjustment of the frequency characteristics of the degree 3 is possible. By the switch 58, it is possible in particular to separate a plurality of components of the circuit and thus a high quality
  • the switching matrix 0 to 3 of the capacitors 51-53 may be connected to the inductor 57.
  • a use of a larger number of paths and thus capacitors is conceivable.
  • the individual capacitors no longer have to have different values when using the switching matrix.
  • one or more of the capacitors 51-53 may have the same values.
  • the switching matrix described can of course also be used in an alternative embodiment in which the inductance 57 is replaced by a
  • Capacitance is replaced and in which the capacitances 51- 53 are replaced by inductors. Also is one
  • Embodiments can be realized as a PIN diode switch.
  • a PIN diode switch is a PIN diode as
  • the two terminals of the PIN diode are connected to control terminals via inductors. At the tax terminals DC control signals are connected, which control the respective PIN diode switch.
  • the inductors prevent outflow of the high frequency signal through the control terminals.
  • the switches can be realized as high-frequency relays or mechanical switches or as solder bridges. It can too
  • Fig. 5 is a fourth embodiment of
  • Amplifier circuit according to the invention shown. Again, only a conclusion 4 for connection to the insulation terminal 12 of FIG. 1 is shown.
  • an ohmic resistor 60 Connected directly to the insulation connection 12 is an ohmic resistor 60, which is connected in series with a capacitor 61, which in turn is connected to a ground connection 62.
  • an additional damping in the termination 4 can be generated. So is a capacitive behavior at
  • Amplifier circuit according to the invention shown. Again, only a degree 5, to connect to the
  • Insulation terminal 12 of FIG. 1 shown. Connected directly to the insulation terminal 12 is an ohmic resistor 70, which is provided with an adjustable
  • Inductance 71 is connected.
  • a fixed inductance 71 can be used.
  • At its end remote from the inductance 71 is in turn connected to a ground terminal. So here's one
  • FIG. 7 shows a sixth embodiment of the invention
  • Amplifier circuit with such a filter. Again, in turn, only a conclusion 6, to connect to the insulation terminal 12, shown. Connected directly to the insulation connection 12 is a capacitor 80 as a series element. In an alternative embodiment, the connection of the insulation connection 12 facing away from the
  • Capacitor 80 may be connected via a switch with an additional ground terminal. As cross elements are
  • Inductors 82 and 85 used.
  • the inductance 82 is connected directly to the insulation terminal 12. At her opposite end she is with an ohmic
  • Resistor 83 connected, which in turn with a
  • Ground terminal 84 is connected.
  • the inductor 85 is on the ground side terminal of the capacitor 80
  • Amplifier circuit according to the invention shown.
  • only one end 7, to be connected to the insulation connection 12 from FIG. 1, is shown.
  • Ground terminals 94 and 97 are connected.
  • the capacitor 92 is connected to the insulation terminal 12.
  • the capacitor 95 is connected to the ground-side terminal of the inductance 90.
  • the illustration shown here largely corresponds to the illustration from FIG. 7.
  • a PI element composed of a capacitor 101 and two inductors 103 and 106 is connected to the insulation terminal 12 again.
  • the PI element is connected to the insulation connection 12 by an ohmic resistor 100.
  • the connection of a ground connection via a switch to the connection of the capacitor 101 facing away from the insulation connection is conceivable.
  • Ground connections 105 and 108 correspond to those
  • Resistors 104 and 107 correspond to the ohmic ones
  • Resistor 100 can be even better realized a damping.
  • Fig. 10 is a ninth embodiment of
  • Amplifier circuit according to the invention shown. Again, only a degree 9, to connect to the
  • the termination 9 contains a hybrid coupler 110, which has an input connection to the isolation connection 12 connected is. Another input terminal is connected via a capacitor 115 to a ground terminal 116. The output terminals of the hybrid coupler 110 are connected via adjustable capacitors 111 and 113 to ground terminals 112 and 114. About the
  • adjustable capacitors 111 and 113 the exact frequency response can be adjusted.
  • the hybrid coupler is thus used here as a variable phase shifter.
  • the invention is not limited to that shown
  • Inductors, capacitances and ohmic resistances can be individually adjustable. Also a machine adjustability by means of one each
  • Actuator is conceivable.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Ein Verstärker verfügt über eine erste Verstärkerschaltung (16), eine zweite Verstärkerschaltung (17), eine Hybridkopplerschaltung (18) und einen Abschluss (1). Die Hybridkopplerschaltung (18) verfügt über einen Ausgangsanschluss (13) und einen Isolationsanschluss (12). Der Abschluss (1) ist dabei mit dem Isolationsanschluss (12) der Hybridkopplerschaltung (18) verbunden. Der Abschluss (1) umfasst einen ersten Schalter (30), einen ersten Kondensator (37) und eine erste Induktivität (31, 32, 33).

Description

Quasi-breitbandiger Verstärker nach dem Doherty-Prinzip
Die Erfindung betrifft einen Verstärker, insbesondere einen Doherty-Verstärker .
Um bei hohem Wirkungsgrad und hoher Linearität
Hochfrequenzverstärker aufzubauen, werden
herkömmlicherweise Doherty-Verstärker eingesetzt.
Aus dem europäischen Patent EP 1 609 239 Bl ist ein
Doherty-Verstärker bekannt, welcher einen 3dB-Koppler gleichzeitig als Impedanztransformator für den
Hauptverstärker und als Leistungskombinierer für den
Haupt- und Hilfsverstärker einsetzt, indem das
normalerweise mit dem Systemwellenwiderstand
abgeschlossene entkoppelte Tor des 3dB-Kopplers mit einer kurzgeschlossenen oder leerlaufenden Leitung bestimmter Länge abgeschlossen wird. Die dort gezeigte Anordnung hat den Nachteil, dass ein Frequenzwechsel über die übliche Doherty-Bandbreite hinaus nicht möglich ist und der
Platzbedarf für eine verlustarme Leitung relativ groß ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Hochfrequenzverstärker zu schaffen, welcher bei hohem Wirkungsgrad und hoher Linearität einen geringen
Platzbedarf erfordert und gleichzeitig eine hohe
Flexibilität im Schaltungsaufbau ermöglicht. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 7 und 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche . Ein einfindungsgemäßer Verstärker verfügt über eine erste Verstärkerschaltung, eine zweite Verstärkerschaltung, eine Hybridkopplerschaltung und einen Abschluss. Die
Hybridkopplerschaltung verfügt über einen
Ausgangsanschluss und einen Isolationsanschluss . Der
Abschluss ist dabei mit dem Isolationsanschluss der
Hybridkopplerschaltung verbunden. Der Abschluss umfasst einen ersten Schalter, einen ersten Kondensator und eine erste Induktivität. So wird eine Einstellbarkeit des
Frequenzgangs des Abschlusses erreicht.
Vorzugsweise verbindet der erste Schalter selektiv den ersten Kondensator mit der ersten Induktivität. So wird die Einstellbarkeit des Frequenzgangs des Abschlusses weiter verbessert.
Der Abschluss beinhaltet bevorzugt einen zweiten
Kondensator oder eine zweite Induktivität. Falls der
Abschluss zumindest zwei Kondensatoren aufweist, so verbindet vorzugsweise der erste Schalter selektiv jeweils einen der Kondensatoren mit der ersten Induktivität. Falls der Abschluss zumindest zwei Induktivitäten aufweist, so verbindet vorzugsweise der erste Schalter selektiv jeweils eine der Induktivitäten mit dem ersten Kondensator. So kann eine weitere Verbesserung der Einstellbarkeit des Frequenzgangs des Abschlusses erreicht werden.
Der Abschluss weist vorzugsweise einen zweiten Schalter und eine dritte Kapazität oder eine dritte Induktivität auf, welche unmittelbar mit dem Isolationsanschluss verbunden sind. Der zweite Schalter verbindet dann den Isolationsanschluss selektiv mit der ersten Induktivität oder dem ersten Kondensator. Auch durch diese Maßnahme wird die Einstellbarkeit des Frequenzgangs des Abschlusses verbessert .
Der Abschluss weist vorzugsweise die zweite Kapazität, den zweiten Schalter und die dritte Kapazität auf. Die dritte Kapazität und der zweite Schalter sind dann unmittelbar mit dem Isolationsanschluss verbunden. Die erste
Induktivität ist dann mit einem dem Isolationsanschluss abgewandten Anschluss des zweiten Schalters verbunden. Der erste Schalter ist in diesem Fall mit einem dem zweiten Schalter abgewandten Anschluss der ersten Induktivität verbunden. Der erste Kondensator und der zweite
Kondensator sind dann mit einem der ersten Induktivität abgewandten Anschluss des ersten Schalters verbunden. So kann ein besonders günstiger Frequenzgang erreicht werden.
Der Abschluss weist vorzugsweise die zweite Induktivität, den zweiten Schalter und die dritte Induktivität auf. Die dritte Induktivität und der zweite Schalter sind dann unmittelbar mit dem Isolationsanschluss verbunden. Die erste Kapazität ist in diesem Fall mit einem dem
Isolationsanschluss abgewandten Anschluss des zweiten Schalters verbunden. Der erste Schalter ist dann mit einem dem zweiten Schalter abgewandten Anschluss der ersten Kapazität verbunden. Die erste Induktivität und die zweite Induktivität sind in diesem Fall mit einem dem ersten Kondensator abgewandten Anschluss des ersten Schalters verbunden. Mit dieser Alternative kann ebenfalls ein besonders günstiger Frequenzgang erreicht werden.
Ein alternativer erfindungsgemäßer Verstärker verfügt über eine erste Verstärkerschaltung, eine zweite
Verstärkerschaltung, eine Hybridkopplerschaltung und einen Abschluss. Die Hybridkopplerschaltung verfügt über einen Ausgangsanschluss und einen Isolationsanschluss. Der
Abschluss ist mit dem Isolationsanschluss der
Hybridkopplerschaltung verbunden. Der Abschluss umfasst einen ersten ohmschen Widerstand sowie einen ersten
Kondensator und/oder eine erste Induktivität. Der erste ohmsche Widerstand und der erste Kondensator bzw. die erste Induktivität sind in Serie geschaltet. So kann zusätzliche Dämpfung des Abschlusses eingestellt werden. Vorzugsweise weist der Abschluss die erste Induktivität, eine zweite Induktivität, den ersten Kondensator und einen zweiten ohmschen Widerstand auf. Der erste Kondensator und die erste Induktivität sind dann mit dem
Isolationsanschluss verbunden. Die zweite Induktivität ist dann mit einem dem Isolationsanschluss abgewandten
Anschluss des ersten Kondensators verbunden. Der erste ohmsche Widerstand ist dann in Serie zu der ersten
Induktivität geschaltet. Der zweite ohmsche Widerstand ist in diesem Fall in Serie zu der zweiten Induktivität geschaltet. So kann eine Dämpfung des Abschlusses
besonders genau eingestellt werden.
Vorzugsweise beinhaltet der Abschluss die erste
Induktivität, eine zweite Induktivität, den ersten
Kondensator, einen zweiten ohmschen Widerstand und einen dritten ohmschen Widerstand. Der erste Kondensator und die erste Induktivität sind dann mit dem dritten ohmschen Widerstand verbunden, welcher mit dem Isolationsanschluss verbunden ist. Die zweite Induktivität ist dann mit einem dem Isolationsanschluss abgewandten Anschluss des ersten Kondensators verbunden. Der erste ohmsche Widerstand ist in diesem Fall in Serie zu der ersten Induktivität
geschaltet. Der zweite ohmsche Widerstand ist in diesem Fall in Serie zu der zweiten Induktivität geschaltet. Der dritte ohmsche Widerstand ist dann in Serie zu dem ersten Kondensator geschaltet. Mit diesem Aufbau kann die
Dämpfung besonders genau eingestellt werden. Alternativ weist der Abschluss die erste Induktivität, den ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator und einen zweiten ohmschen Widerstand auf. Der erste Kondensator und die erste Induktivität sind dann mit dem
Isolationsanschluss verbunden. Der zweite Kondensator ist dann mit einem dem Isolationsanschluss abgewandten
Anschluss der ersten Induktivität verbunden. In diesem Fall ist der erste ohmsche Widerstand in Serie zu dem ersten Kondensator geschaltet, während der zweite ohmsche Widerstand in Serie zu dem zweiten Kondensator geschaltet ist. Auch mit diesem Aufbau kann die Dämpfung genau eingestellt werden.
Ein weiterer alternativer erfindungsgemäßer Verstärker verfügt über eine erste Verstärkerschaltung, eine zweite Verstärkerschaltung, eine Hybridkopplerschaltung und einen Abschluss. Die Hybridkopplerschaltung verfügt über einen Ausgangsanschluss und einen Isolationsanschluss. Der Abschluss ist mit dem Isolationsanschluss der
Hybridkopplerschaltung verbunden. Der Abschluss weist dabei eine zweite Hybridkopplerschaltung auf. So kann der Frequenzgang des Abschlusses mittels der
Hybridkopplerschaltung eingestellt werden.
Die zweite Hybridkopplerschaltung ist bevorzugt an einem Isolationsanschluss mit einem ersten Kondensator,
besonders bevorzugt mit einem Kondensator mit
einstellbarer Kapazität abgeschlossen. Die zweite
Hybridkopplerschaltung ist an einem Ausgangsanschluss bevorzugt mit einem Kondensator, besonders bevorzugt mit einem Kondensator mit einstellbarer Kapazität abgeschlossen. So kann der Frequenzgang des Abschlusses besonders genau eingestellt werden. Die zweite Hybridkopplerschaltung ist an einem
Eingangsanschluss bevorzugt mit einem Kondensator, besonders bevorzugt mit einem Kondensator mit
einstellbarer Kapazität abgeschlossen. So ergibt sich eine weitere Verbesserung der Einstellbarkeit des
Frequenzgangs.
Die zweite Hybridkopplerschaltung ist bevorzugt
ausgebildet, um als einstellbarer Phasenschieber zu wirken. So kann der Frequenzgang besonders genau
eingestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, beispielhaft beschrieben. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen exemplarischen Doherty-Verstärker ohne
Beschaltung des Isolationsanschlusses und des
Ausgangsanschlusses ;
Fig. 2 erstes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers;
Fig. 3 zweites Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers;
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers; Fig. 5 viertes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers;
Fig. 6 fünftes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers;
Fig. 7 sechstes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers; Fig. 8 siebtes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers;
Fig. 9 achtes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers, und
Fig. 10 ein neuntes Ausführungsbeispiel des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers.
Zunächst wird anhand der Fig. 1 der Aufbau und die
generelle Funktion eines Doherty-Verstärkers erläutert. Anschließend werden in Fig. 2 - 10 Ausführungsbeispiele des Abschlusses des erfindungsgemäßen Verstärkers
hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion dargestellt. Identische Elemente werden in ähnlichen Abbildungen z.T. nicht wiederholt dargestellt und beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen exemplarischen Doherty-Verstärker . Ein Leistungsteiler 15 verfügt über zwei Eingangsanschlüsse 10 und 11. An dem ersten Eingangseinschluss 10 kann ein
Eingangssignal eingespeist werden. Der zweite
Eingangsanschluss 11 ist mit einem Widerstand 19 und einem Masseanschluss 20 abgeschlossen. An den Leistungsteiler 15 sind weiterhin eine erste Verstärkerschaltung 16 und eine zweite Verstärkerschaltung 17 angeschlossen. Diese bilden den Hauptverstärker und den Hilfsverstärker gemäß dem Doherty-Prinzip. Ausgänge dieser Verstärkerschaltungen 16,
17 sind mit einer Hybridkopplerschaltung 18 verbunden. Die Hybridkopplerschaltung verfügt dabei über einen
Isolationsanschluss 12 und einen Ausgangsanschluss 13. Beide Anschlüsse sind hier nicht beschaltet dargestellt. In einer Anwendung wird an dem Ausgangsanschluss das resultierende verstärkte Signal ausgegeben. Der
Isolationsanschluss 12 ist dabei abgeschlossen. Anhand von Fig. 2 - 10 werden verschiedene Schaltungen zum Abschluss dieses Anschlusses beispielhaft gezeigt.
Das zu verstärkende Signal wird dem Eingangsanschluss 10 des Leistungsteilers 15 zugeführt. Dieser teilt das Signal auf die beiden Verstärkerschaltungen 16, 17 auf, welche das Signal gemäß dem Doherty-Prinzip verstärken. Die verstärkten Signale werden von der Hybridkopplerschaltung
18 an ihrem Ausgangsanschluss 13 kombiniert. Durch eine Beschaltung des Isolationsanschlusses 12 der
Hybridkopplerschaltung 18 wird ein optimaler Abschluss der Hybridkopplerschaltung 18 bei einer gegebenen Frequenz erreicht .
Fig. 2 zeigt eine erste erfindungsgemäße
Verstärkerschaltung in einer Detailansicht. Die hier gezeigte Ansicht entspricht der Beschaltung des
Isolationsanschlusses 12 aus Fig. 1. Die gesamte an dem Isolationsanschluss 12 angeschlossene Schaltung wird als Abschluss 1 bezeichnet. Direkt mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden ist ein Kondensator 37. Mit diesem verbunden ist ein Schalter 30, welcher zwischen einer Induktivität 31, einer Induktivität 32 und einer Induktivität 33 umschaltet. Jede der Induktivitäten 31-33 ist dabei mit einem Masseanschluss 34-36 verbunden. Die Induktivitäten 31-33 weisen dabei unterschiedliche Werte auf. Die hier dargestellte Schaltung ermöglicht eine genaue Einstellung einer Frequenzcharakteristik des Abschlusses 1. In Fig. 3 ist ein weiterer Abschluss 2 des
Isolationsanschlusses 12 gezeigt. Direkt mit dem
Isolationsanschluss 12 verbunden ist eine Induktivität 47, welche mit einem Schalter 40 verbunden ist. Der Schalter 40 ist dabei ausgebildet, um zwischen im
Ausführungsbeispiel drei Kondensatoren 41-43, welche jeweils mit einem Masseanschluss 44-46 verbunden sind, umzuschalten. Die Kondensatoren 41-43 weisen dabei
unterschiedliche Kapazitäten auf. So ist es auch hier möglich, die Frequenzcharakteristik des Abschlusses 2 genau einzustellen. Natürlich können auch nur zwei oder mehr als drei Kondensatoren vorhanden sein.
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung. Auch hier ist ein Abschluss 3 zum Anschluss an den Isolationsanschluss 12 dargestellt. Direkt mit dem Isolationsanschluss 12
verbunden ist ein Kondensator 59, welcher mit einem
Masseanschluss 59a verbunden ist. Darüber hinaus ist direkt mit dem Isolationsanschluss 12 ein Schalter 58 verbunden, welcher mit einer Induktivität 57 verbunden ist. Das abgewandte Ende der Induktivität 57 wiederum ist mit einem Schalter 50 verbunden, welcher zwischen im
Ausführungsbeispiel drei Kondensatoren 51-53 umschaltet. Die Kondensatoren 51-53 sind dabei jeweils mit einem
Masseanschluss 54-56 verbunden und weisen unterschiedliche Werte auf. Befindet sich der Schalter 58 in der Offen- Position, so ist mit dem Isolationsanschluss 12 lediglich die Kapazität 59 verbunden. Wird der Schalter 58 jedoch geschlossen, so kann mittels des Schalters 50 zwischen den Kapazitäten 51 bis 53 umgeschaltet werden. So ist eine sehr genaue Einstellung der Frequenzcharakteristik des Abschlusses 3 möglich. Durch den Schalter 58 ist es insbesondere möglich, eine Vielzahl von Bauelementen von der Schaltung zu trennen und so eine hohe Güte zu
erreichen. Natürlich können auch nur zwei oder mehr als drei Kondensatoren vorhanden sein.
Statt des Schalters 50 kann hier eine Schaltmatrix
eingesetzt werden, welche eine gleichzeitige Schaltung mehrerer Pfade ermöglicht. So können bei Einsatz der Schaltmatrix 0 bis 3 der Kondensatoren 51-53 mit der Induktivität 57 verbunden sein. Auch ein Einsatz einer größeren Anzahl von Pfaden und damit Kondensatoren ist denkbar. Die einzelnen Kondensatoren müssen bei Einsatz der Schaltmatrix nicht länger unterschiedliche Werte aufweisen. So können ein oder mehrere der Kondensatoren 51-53 gleiche Werte aufweisen. Die beschriebene Schaltmatrix kann selbstverständlich auch bei einem alternativen Ausführungsbeispiel eingesetzt werden, bei welchem die Induktivität 57 durch eine
Kapazität ersetzt ist und bei welchem die Kapazitäten 51- 53 durch Induktivitäten ersetzt sind. Auch ist eine
Einsatz einer solchen Schaltmatrix statt der herkömmlichen Umschalter 30 und 40 bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und Fig. 3 möglich.
Sämtliche Schalter der zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiele können dabei als PIN-Dioden-Schalter realisiert werden. Dabei ist eine PIN-Diode als
Serienelement eingesetzt. Die beiden Anschlüsse der PIN- Diode sind über Induktivitäten mit Steueranschlüssen verbunden. An den Steueranschlüssen werden Gleichspannungs-Steuersignale angeschlossen, welche den jeweiligen PIN-Dioden-Schalter steuern. Die Induktivitäten verhindern einen Abfluss des Hochfrequenzsignals über die Steueranschlüsse. Alternativ können die Schalter als Hochfrequenz-Relais oder mechanische Schalter oder als Lötbrücken realisiert sein. Es können auch
unterschiedliche der genannten Schaltertypen in einer Schaltung kombiniert werden. In Fig. 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung dargestellt. Auch hier ist lediglich ein Abschluss 4 zum Anschluss an den Isolationsanschluss 12 aus Fig. 1 dargestellt. Direkt mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden ist ein ohmscher Widerstand 60, welcher in Serie geschaltet ist zu einem Kondensator 61, welcher wiederum mit einem Masseanschluss 62 verbunden ist. Mittels des ohmschen Widerstands kann zusätzlich eine Dämpfung in dem Abschluss 4 erzeugt werden. So ist ein kapazitives Verhalten bei
gleichzeitiger Dämpfung möglich.
In Fig. 6 wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung gezeigt. Auch hier ist lediglich ein Abschluss 5, anzuschließen an den
Isolationsanschluss 12 aus Fig. 1, dargestellt. Direkt mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden ist ein ohmscher Widerstand 70, welcher mit einer einstellbaren
Induktivität 71 verbunden ist. Hier kann alternativ auch eine feste Induktivität 71 eingesetzt werden. An ihrem abgewandten Ende ist die Induktivität 71 wiederum mit einem Masseanschluss verbunden. So kann hier ein
induktives Verhalten bei gleichzeitiger Dämpfung erreicht werden . Um eine noch bessere Einstellbarkeit des Frequenzganges zu erreichen, können darüber hinaus Filter höherer Ordnung als Abschluss eingesetzt werden. So zeigt Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Verstärkerschaltung mit einem solchen Filter. Auch hier ist wiederum lediglich ein Abschluss 6, anzuschließen an den Isolationsanschluss 12, dargestellt. Direkt mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden ist als Serienelement ein Kondensator 80. In einer alternativen Ausgestaltung könnte der dem Isolationsanschluss 12 abgewandte Anschluss des
Kondensators 80 über einen Schalter mit einem zusätzlichen Masseanschluss verbunden sein. Als Querelemente sind
Induktivitäten 82 und 85 eingesetzt. Die Induktivität 82 ist dabei direkt mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden. An ihrem abgewandten Ende ist sie mit einem ohmschen
Widerstand 83 verbunden, welcher wiederum mit einem
Masseanschluss 84 verbunden ist. Die Induktivität 85 ist auf dem masseseitigen Anschluss der Kapazität 80
angeschlossen. An ihrem abgewandten Ende ist sie wiederum über einen ohmschen Wiederstand 86 mit einem
Masseanschluss 87 verbunden. Durch das hier dargestellte PI-Glied kann sehr genau der Frequenzgang eingestellt werden. Durch die ohmschen Widerstände ist zusätzlich eine Dämpfung realisierbar.
In Fig. 8 wird ein siebtes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung gezeigt. Hier wird wiederum lediglich ein Abschluss 7, anzuschließen an den Isolationsanschluss 12 aus Fig. 1, dargestellt. Die
Darstellung entspricht weitgehend der Darstellung aus Fig. 7. Dabei wird als Serienelement eine Induktivität 90 eingesetzt. Auch hier könnte in einer alternativen
Ausgestaltung der dem Isolationsanschluss 12 abgewandte Anschluss der Induktivität 90 über einen Schalter mit einem zusätzlichen Masseanschluss verbunden sein. Als Querelemente werden Kondensatoren 92 und 95 eingesetzt, welche über ohmsche Widerstände 93 und 96 mit
Masseanschlüssen 94 und 97 verbunden sind. Der Kondensator 92 ist dabei mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden. Der Kondensator 95 ist dabei mit dem masseseitigen Anschluss der Induktivität 90 verbunden.
Darüber hinaus ist in Fig. 9 ein achtes
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Verstärkerschaltung dargestellt. Auch hier ist lediglich ein Abschluss 8 zur Beschaltung des Isolationsanschlusses 12 aus Fig. 1 gezeigt. Die hier gezeigte Darstellung entspricht weitgehend der Darstellung aus Fig. 7. So ist mit dem Isolationsanschluss 12 erneut ein PI-Glied aus einer Kapazität 101 und zwei Induktivitäten 103 und 106 verbunden. Jedoch ist das PI-Glied durch einen ohmschen Widerstand 100 mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden.. Auch hier ist der Anschluss eines Masseanschlusses über einen Schalter an dem dem Isolationsanschluss abgewandten Anschluss des Kondensators 101 denkbar. Die
Masseanschlüsse 105 und 108 entsprechen den
Masseanschlüssen 84 und 87 aus Fig. 7. Die ohmschen
Widerstände 104 und 107 entsprechen den ohmschen
Widerständen 83 und 86 aus Fig. 7. Durch den ohmschen
Widerstand 100 kann noch besser eine Dämpfung realisiert werden .
In Fig. 10 ist ein neuntes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Verstärkerschaltung gezeigt. Auch hier ist lediglich ein Abschluss 9, anzuschließen an den
Isolationsanschluss 12 aus Fig. 1, gezeigt. Der Abschluss 9 beinhaltet dabei einen Hybridkoppler 110, welcher mit einem Eingangsanschluss mit dem Isolationsanschluss 12 verbunden ist. Ein weiterer Eingangsanschluss ist über einen Kondensator 115 mit einem Masseanschluss 116 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse des Hybridkopplers 110 sind über einstellbare Kondensatoren 111 und 113 mit Masseanschlüssen 112 und 114 verbunden. Über die
einstellbaren Kondensatoren 111 und 113 kann der genaue Frequenzgang eingestellt werden. Der Hybridkoppler wird somit hier als variabler Phasenschieber eingesetzt. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Sämtliche feste
Induktivitäten, Kapazitäten und ohmsche Widerstände können dabei einzeln einstellbar ausgeführt sein. Auch eine maschinelle Einstellbarkeit mittels jeweils eines
Stellglieds ist denkbar. Darüber hinaus ist es auch denkbar, sämtliche als einstellbar gezeigten Bauelemente einzeln durch Bauelemente fester Werte zu ersetzen. So ergibt sich eine einfachere Herstellung bei reduzierten Kosten. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigten Merkmale sind im Rahmend der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombiniert.

Claims

Ansprüche
1. Verstärker mit einer ersten Verstärkerschaltung (16), einer zweiten Verstärkerschaltung (17), einer
Hybridkopplerschaltung (18) und einem Abschluss (1, 2, 3), wobei die Hybridkopplerschaltung (18) einen
Ausgangsanschluss (13) und einen Isolationsanschluss (12) aufweist, und
wobei der Abschluss (1, 2, 3) mit dem Isolationsanschluss (12) der Hybridkopplerschaltung (18) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (1, 2, 3) einen ersten Schalter (30, 40, 50) und einen ersten Kondensator (37, 41, 42, 43, 51, 52, 53) und eine erste Induktivität (31, 32, 33, 47, 57) aufweist.
2. Verstärker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Schalter (30, 40, 50) selektiv den ersten Kondensator (37, 41, 42, 43, 51, 52, 53) mit der ersten Induktivität (31, 32, 33, 47, 57) verbindet.
3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (1, 2, 3) einen zweiten Kondensator
(41, 42, 43, 51, 52, 53) und/oder eine zweite Induktivität (31, 32, 33) beinhaltet,
dass, falls der Abschluss (2, 3) zumindest zwei
Kondensatoren (41, 52, 43, 51, 52, 53) aufweist, der erste Schalter (40, 50) selektiv jeweils einen der Kondensatoren (41, 42, 43, 51, 52, 53) mit der ersten Induktivität (47, 57) verbindet, und
dass, falls der Abschluss (1) zumindest zwei
Induktivitäten (31, 32, 33) aufweist, der erste Schalter (30) selektiv jeweils eine der Induktivitäten (31, 32, 33) mit dem ersten Kondensator (37) verbindet.
4. Verstärker nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (3) einen zweiten Schalter (58) und eine dritte Kapazität (59) und/oder eine dritte
Induktivität aufweist, welche unmittelbar mit dem
Isolationsanschluss (12) verbunden sind,
dass der zweite Schalter (58) den Isolationsanschluss selektiv mit der ersten Induktivität (57) oder dem ersten Kondensator verbindet.
5. Verstärker nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (3) die zweite Kapazität (51, 52, 53), den zweiten Schalter (58) und die dritte Kapazität (59) aufweist,
dass die dritte Kapazität (59) und der zweite Schalter (58) unmittelbar mit dem Isolationsanschluss (12)
verbunden sind,
dass die erste Induktivität (57) mit einem dem
Isolationsanschluss (12) abgewandten Anschluss des zweiten Schalters (58) verbunden ist,
dass der erste Schalter (50) mit einem dem zweiten
Schalter (58) abgewandten Anschluss der ersten
Induktivität (57) verbunden ist, und
dass der erste Kondensator (51, 52, 53) und der zweite Kondensator (51, 52, 53) mit einem der ersten Induktivität (57) abgewandten Anschluss des ersten Schalters (50) verbunden sind.
6. Verstärker nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abschluss die zweite Induktivität, den zweiten Schalter und die dritte Induktivität aufweist,
dass die dritte Induktivität und der zweite Schalter unmittelbar mit dem Isolationsanschluss verbunden sind, dass die erste Kapazität mit einem dem Isolationsanschluss abgewandten Anschluss des zweiten Schalters verbunden ist, dass der erste Schalter mit einem dem zweiten Schalter abgewandten Anschluss der ersten Kapazität verbunden ist, und
dass die erste Induktivität und die zweite Induktivität mit einem dem ersten Kondensator abgewandten Anschluss des ersten Schalters verbunden sind.
7. Verstärker mit einer ersten Verstärkerschaltung (16), einer zweiten Verstärkerschaltung (17), einer
Hybridkopplerschaltung (18) und einem Abschluss (4, 5, 6,
7, 8),
wobei die Hybridkopplerschaltung (18) einen
Ausgangsanschluss (13) und einen Isolationsanschluss (12) aufweist und
wobei der Abschluss (4, 5, 6, 7, 8) mit dem
Isolationsanschluss (12) der Hybridkopplerschaltung (18) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (4, 5, 6, 7, 8) einen ersten ohmschen Widerstand (60, 70, 83, 93, 104) sowie einen ersten
Kondensator (61, 80, 92, 101) und/oder eine erste
Induktivität (71, 82, 90, 103, 106) umfasst, und
dass der erste ohmsche Widerstand (60, 70, 83, 93, 104) und der erste Kondensator (61, 80, 92, 101) bzw. die erste Induktivität (71, 82, 90, 103) in Serie geschaltet sind .
8. Verstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (6) die erste Induktivität (82), eine zweite Induktivität (85), den ersten Kondensator (80) und einen zweiten ohmschen Widerstand (86) aufweist,
dass der erste Kondensator (80) und die erste Induktivität (82) mit dem Isolationsanschluss (12) verbunden sind, dass die zweite Induktivität (85) mit einem dem
Isolationsanschluss (12) abgewandten Anschluss des ersten Kondensators (80) verbunden ist,
dass der erste ohmsche Widerstand (83) in Serie zu der ersten Induktivität (82) geschaltet ist, und
dass der zweite ohmsche Widerstand (86) in Serie zu der zweiten Induktivität (85) geschaltet ist.
9. Verstärker nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (8) die erste Induktivität (103), eine zweite Induktivität (106), den ersten Kondensator (101), einen zweiten ohmschen Widerstand (107) und einen dritten ohmschen Widerstand (100) aufweist,
dass der erste Kondensator (101) und die erste
Induktivität (103) mit dem dritten ohmschen Widerstand (100), welcher mit dem Isolationsanschluss (12) verbunden ist,
dass die zweite Induktivität (106) mit einem dem
Isolationsanschluss (12) abgewandten Anschluss des ersten Kondensators (101) verbunden ist,
dass der erste ohmsche Widerstand (104) in Serie zu der ersten Induktivität (103) geschaltet ist,
dass der zweite ohmsche Widerstand (107) in Serie zu der zweiten Induktivität (106) geschaltet ist, und
dass der dritte ohmsche Widerstand (100) in Serie zu dem ersten Kondensator (101) geschaltet ist.
10. Verstärker nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (7) die erste Induktivität (90), den ersten Kondensator (92), einen zweiten Kondensator (95) und einen zweiten ohmschen Widerstand (96) aufweist, dass der erste Kondensator (92) und die erste Induktivität (90) mit dem Isolationsanschluss (12) verbunden sind, dass der zweite Kondensator (95) mit einem dem
Isolationsanschluss (12) abgewandten Anschluss der ersten Induktivität (90) verbunden ist,
dass der erste ohmsche Widerstand (93) in Serie zu dem ersten Kondensator (92) geschaltet ist, und
dass der zweite ohmsche Widerstand (96) in Serie zu dem zweiten Kondensator (95) geschaltet ist.
11. Verstärker mit einer ersten Verstärkerschaltung (16), einer zweiten Verstärkerschaltung (17), einer ersten
Hybridkopplerschaltung (18) und einem Abschluss (9), wobei die erste Hybridkopplerschaltung (18) einen
Ausgangsanschluss (13) und einen Isolationsanschluss (12) aufweist und
wobei der Abschluss (9) mit dem Isolationsanschluss (12) der ersten Hybridkopplerschaltung (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Abschluss (9) eine zweite Hybridkopplerschaltung (110) aufweist.
12. Verstärker nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Hybridkopplerschaltung (110) an seinem Isolationsanschluss mit einem ersten Kondensator (111), insbesondere mit einem einstellbaren Kondensator,
abgeschlossen ist, und dass die zweite Hybridkopplerschaltung (110) an einem Ausgangsanschluss mit einem Kondensator (113),
insbesondere mit einem einstellbaren Kondensator, abgeschlossen ist.
13. Verstärker nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Hybridkopplerschaltung (110) an einem Eingangsanschluss mit einem Kondensator (115),
insbesondere mit einem einstellbaren Kondensator, abgeschlossen ist.
14. Verstärker nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Hybridkopplerschaltung (110) ausgebildet ist, um als einstellbarer Phasenschieber zu wirken.
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