Передавач (варіанти), спосіб керування підсилювачем, схема підсилення і керування насиченням підсилювача

Номер патенту: 39094

Опубліковано: 15.06.2001

Автори: Блек Грегорі Р., Хайетала Александер В.

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1.        Передатчик, содержащий средство для усиления некоторого первого сигнала и средство для управления упомянутым средством для усиления, имеющим первый и второй входы, первый выход, некоторый коэффициент усиления и некоторую точку насыщения, при этом упомянутый первый сигнал имеет некоторый уровень мощности и некоторую первую частоту, и подключен к упомянутому первому входу средства для усиления, упомянутый коэффициент усиления которого зависит от величины напряжения второго сигнала, подаваемого  на  упомянутый  второй  вход  средства  для  усиления, отличающийся тем, что упомянутое средство для управления содержит средство для детектирования насыщения упомянутого средства для усиления, подключенное к упомянутому первому выходу средства для усиления, и средство для установки значения упомянутого коэффициента усиления средства для усиления, подключенное к выходу упомянутого средства для детектирования и к упомянутому второму входу средства для усиления, причем это средство для установки включает в себя средство для формирования, при условии, что насыщение не детектировано, упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное текущей величине напряжения упомянутого второго сигнала, и средство для формирования, при условии детектирования насыщения, упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное текущей величине напряжения упомянутого второго сигнала, уменьшаемой на некоторую наперед заданную инкрементную величину до тех пор, пока упомянутое средство для усиления находится в состоянии насыщения.

 2. Передатчик, содержащий средство для усиления первого сигнала и средство для управления упомянутым средством для усиления, имеющим первый и второй входы, первый выход и некоторую точку насыщения, при этом упомянутый первый сигнал имеет некоторый уровень мощности и некоторую первую частоту, и подключен к упомянутому первому входу средства для усиления, функционирующего в зависимости от величины напряжения второго сигнала, подаваемого на упомянутый второй вход средства для усиления, отличающийся тем, что упомянутое средство для управления содержит средство для детектирования насыщения упомянутого средства для усиления, подключенное к упомянутому первому выходу средства для усиления, и средство для формирования упомянутого второго сигнала, реагирующее на сигналы упомянутого средства для детектирования насыщения таким образом, что средство для усиления уже не остается в состоянии насыщения, причем упомянутое средство для формирования содержит процессор цифровой обработки сигналов и цифро-аналоговый преобразователь, подключенные к выходу упомянутого средства для детектирования и к упомянутому второму входу средства для усиления.

3. Способ управления усилителем, имеющим по меньшей мере первый и второй входы, выход и некоторую точку насыщения, и осуществляющим усиление некоторого первого сигнала в зависимости от значения напряжения второго сигнала, при этом упомянутый первый сигнал имеет некоторый уровень мощности, некоторую первую частоту и подается на упомянутый первый вход усилителя, а упомянутый второй сигнал подается на упомянутый второй вход усилителя,отличающийся тем, что он включает операции определения уровня мощности упомянутого первого сигнала на выходе усилителя и формирования пятого сигнала, показывающего значение уровня мощности, который был определен, определения разницы между упомянутым пятым сигналом и третьим сигналом, сформированным для управления уровнем мощности усилителя, формирования четвертого сигнала, соответствующего упомянутой разнице и указывающего на насыщение или на отсутствие насыщения усилителя, формирования, при отсутствии детектированного насыщения, упомянутого второго сигнала в соответствии с упомянутым третьим сигналом, и формирование, при детектировании насыщения усилителя, упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное значению напряжению упомянутого  третьего  сигнала,  уменьшенному  на  наперед  заданную инкрементную величину.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что упомянутая операция формирования упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное напряжению упомянутого третьего сигнала, уменьшенному на наперед заданную инкрементную величину, дополнительно включает операции определения того, что упомянутый четвертый сигнал указывает на насыщение усилителя, уменьшения, в ответ на детектированное насыщение, упомянутого второго сигнала на первую заданную инкрементную величину, выжидания в течение второго заданного отрезка времени, определения того, что упомянутый четвертый сигнал указывает на отсутствие насыщения усилителя, и изменение  упомянутого  второго  сигнала  на  третью  заданную инкрементную величину.

 5. Схема усиления и управления насыщением усилителя, содержащая средство для усиления первого сигнала, имеющее некоторый коэффициент усиления, формирующее первый усиленный сигнал, имеющий некоторый уровень мощности, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство для определения уровня мощности упомянутого усиленного первого сигнала и формирования второго сигнала, имеющего напряжение, соответствующее упомянутому определенному уровню мощности, средство для сравнения напряжения упомянутого второго сигнала и напряжения третьего сигнала, формирующее сигнал детектирования насыщения, указывающий на насыщение или отсутствие насыщения упомянутого средства для усиления, и средство для установки значения упомянутого коэффициента усиления средства для усиления, реагирующее на упомянутый сигнал детектирования насыщения и подключенное к упомянутому средству для усиления, причем это средство для установки включает в себя средство для формирования, при отсутствии насыщения, упомянутого третьего сигнала, имеющего напряжение, равное напряжению упомянутого второго сигнала, и средство для формирования,  при имеющем место насыщении, упомянутого третьего сигнала, имеющего напряжение, равное величине напряжения упомянутого второго сигнала, уменьшенной на некоторую наперед заданную инкрементную величину.

6. Схема по п. 5, отличающаяся тем, что упомянутое средство для формирования третьего сигнала представляет собой процессор цифровой обработки сигналов и цифро-аналоговый преобразователь.

7. Схема по п. 5, отличающаяся тем, что упомянутое средство, формирующее сигнал детектирования насыщения,  представляет собой дифференциальный усилитель.

Текст

1.Передатчик, содержащий средство для усиления некоторого первого сигнала и средство для управления упомянутым средством для усиления, имеющим первый и второй входы, первый выход, некоторый коэффициент усиления и некоторую точку насыщения, при этом упомянутый первый сигнал имеет некоторый уровень мощности и некоторую первую частоту, и подключен к упомянутому первому входу средства для усиле ния, упомянутый коэффициент усиления которого зависит от величины напряжения второго сигнала, подаваемого на упомянутый второй вход средства для усиления, отличающийся тем, что упомянутое средство для управления содержит средство для детектирования насыщения упомянутого средства для усиления, подключенное к упомянутому первому выходу средства для усиления, и средство для установки значения упомянутого коэффициента усиления средства для усиления, подключенное к выходу упомянутого средства для детектирования и к упомянутому второму входу средства для усиления, причем это средство для установки включает в себя средство для формирования, при условии, что насыщение не детектировано, упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное текущей величине напряжения упомянутого второго сигнала, и средство для формирования, при условии детектирования насыщения, упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное текущей величине напряжения упомянутого второго сигнала, уменьшаемой на некоторую наперед заданную инкрементную величину до те х пор, пока упомянутое средство для усиления находится в состоянии насыщения. 2. Передатчик, содержащий средство для усиления первого сигнала и средство для управления упомянутым средством для усиления, имеющим первый и второй входы, первый выход и некоторую точку насыщения, при этом упомянутый первый сигнал имеет некоторый уровень мощности и некоторую первую частоту, и подключен к упомянутому первому входу средства для усиления, функционирующего в зависимости от величины напряжения второго сигнала, подаваемого на упомянутый второй вход средства для усиления, отличающийся тем, что упомянутое средство для управления содержит средство для детектирования насыщения упомянутого средства для усиления, подключенное к упомянутому первому вы ходу средства для усиления, и средство для формирования упомянутого второго сигнала, реагирующее на сигналы упомянутого средства для детектирования насыщения таким образом, что средство для усиления уже не остается в состоянии насыщения, причем упомянутое средство для формирования содержит процессор цифровой обработки сигналов и цифроаналоговый преобразователь, подключенные к выходу упомянутого средства для детектирования и к упомянутому второму входу средства для усиления. 3. Способ управления усилителем, имеющим по меньшей мере первый и второй входы, выход и некоторую точку насыщения, и осуществляющим усиление некоторого первого сигнала в зависимости от значения напряжения второго сигнала, при этом упомянутый первый сигнал имеет некоторый уровень мощности, некоторую первую частоту и подается на упомянутый первый вход усилителя, а упомянутый второй сигнал подается на упомянутый второй вход усили теля, отличающийся тем, что он включает операции определения уровня мощности упомянутого первого сигнала на выходе усилителя и формирования пятого сигнала, показывающего значение уровня мощности, который был определен, определения разницы между упомянутым пятым сигналом и третьим сигналом, сформированным для управления уровнем мощности усилителя, формирования четвертого сигнала, соответствующего упомянутой разнице и указывающего на насыщение или на отсутствие насыщения усилителя, формирования, при отсутствии детектированного насыщения, упомянутого вто рого сигнала в соответствии с упомянутым (19) (21) 93002351 (22) 08.05.1992 (24) 15.06.2001 (31) 709,737 (32) 03.06.1991 (33) US (86) PCT/US92/03765, 08.05.1992 (46) 15.06.2001, Бюл. № 5, 2001 р. (72) Блек Грегорі Р., US, Хайетала Александер В., US (73) МОТОРОЛА, ІНК., US (56) 1. US, 4114108, 12.09.78. 2. JP, 62139425, 23.06.87. 3. EP, 415503, 06.03.91. C2 (54) ПЕРЕД АВАЧ (ВАРІАНТИ), СПОСІБ КЕРУВАННЯ ПІД СИЛЮВАЧЕМ, СХЕМА ПІДСИЛЕННЯ І КЕРУВАННЯ НАСИЧЕННЯМ ПІДСИЛЮВАЧА 39094 третьим сигналом, и формирование, при детектировании насыщения усилителя, упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное значению напряжения упомянутого третьего сигнала, уменьшенному на наперед заданную инкрементную величину. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что упомянутая операция формирования упомянутого второго сигнала, имеющего напряжение, равное напряжению упомянутого третьего сигнала, уменьшенному на наперед заданную инкрементную величину, дополнительно включает операции определения того, что упомянутый четвертый сигнал указывает на насыщение усилителя, уменьшения, в отве т на детектированное насыщение, упомянутого второго сигнала на первую заданную инкрементную величину, вы жидания в течение второго заданного отрезка времени, определения того, что упомянутый четвертый сигнал указывает на отсутствие насыщения усилителя, и изменение упомянутого вто рого сигнала на третью заданную инкрементную величину. 5. Схема усиления и управления насыщением усилителя, содержащая средство для усиления первого сигнала, имеющее некоторый коэффи циент усиления, формирующее первый усиленный сигнал, имеющий некоторый уровень мощности, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство для определения уровня мощности упомянутого усиленного первого сигнала и формирования второго сигнала, имеющего напряжение, соответствующее упомянутому определенному уровню мощности, средство для сравнения напряжения упомянутого второго сигнала и напряжения третьего сигнала, формирующее сигнал детектирования насыщения, указывающий на насыщение или отсутствие насыщения упомянутого средства для усиления, и средство для установки значения упомянутого коэффи циента усиления средства для усиления, реагирующее на упомянутый сигнал детектирования насыщения и подключенное к упомянутому средству для усиления, причем это средство для установки включает в себя средство для формирования, при отсутствии насыщения, упомянутого третьего сигнала, имеющего напряжение, равное напряжению упомянутого второго сигнала, и средство для формирования, при имеющем место насыщении, упомянутого третьего сигнала, имеющего напряжение, равное величине напряжения упомянутого второго сигнала, уменьшенной на некоторую наперед заданную инкрементную величину. 6. Схема по п. 5, отличающаяся тем, что упомянутое средство для формирования третьего сигнала представляет собой процессор цифровой обработки сигналов и цифроаналоговый преобразователь. 7. Схема по п. 5, отличающаяся тем, что упомянутое средство, формирующее сигнал детектирования насыщения, представляет собой дифференциальный усилитель. _______________________ В целом, настоящее изобретение относится к схемам управления усилителя мощности. Более конкретно, настоящее изобретение относится к детектированию насыщения усилителя мощности и уп равлению насыщением. Использование усилителей мощности при передаче радиочастотных сигналов охватывает широкую сфе ру, вк лючая, но не ограничиваясь, применение усилителей мощности в радиотелефонных системах связи. Радиотелефонная система связи подразумевает наличие некоторого множества стационарных приемопередающи х станций. Каждая такая приемопередающая станция представляет собой интерфейс между системой проводной телефонной связи и многочисленными устройствами подвижной, или мобильной, радиотелефонии, располагающимися в пределах географической зоны, обслуживаемой данной стационарной приемопередающей стан цией. Стационарная приемопередающая станция и радиотелефон поддерживают между со бой связь, передавая и принимая друг от друга частотно-модулированные радиочастотные сигналы. В аналоговой системе радиотелефонной связи предусматривается наличие широкого частотного диапазона для осуществления радиотелефонной связи. Имеющий ся частотный диапазон подразделяется на относительно узкие полосы частот. По запросу каждому радиотелефону выделяется частотный канал, по которому осуществляется передача и прием информации от стацио нарной приемопередающей станции. Такая система связи использует принцип множественного доступа с разделением частот (FDMA). При телефонном разговоре передатчик радиотелефона включается и остается включенным на одной и той же частоте в течение всего времени разговора. Таким образом, для одного телефонного разговора, который может продолжаться несколько минут, передатчик и, соответственно, усилитель мощности (РА) радиотелефона необходимо один раз включить и один раз отключить . Стационарная приемопередающая станция также может оставаться включенной на протяжении всего телефонного разговора. Предъявляемые к усилителю мощности в системах FDMA требования, относящиеся к включениям и отключениям, с учетом ограниченного числа включений, не являются особо строгими. Если включение передатчика осуществляется быстро, возникает одномоментный значительный выброс шумов, однако, поскольку это происходит только один раз на протяжении разговора, это явление не оказывает существенного влияния на систему связи. Аналогичным образом, если осуществляется медленное включение усилителя мощности, в начале телефонного разговора возникает незаметная пауза. Эти проблемы вызывают лишь малоощутимые неудобства для пользователя и не оказывают существенного негативного влияния на работу системы связи. В современных цифровых со товых системах радиотелефонной связи предъявляемые к усили 2 39094 телю мощности требования, относящиеся к его включению, гораздо более жесткие. В новых системах используется принцип множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA). В системе связи TDMA 8 или 16 радиотелефонов совместно используют общий канал с шириной полосы 200 кГц, по которому они осуществляют передачу. Радиотелефонам в канале выделяются временные интервалы по 577 микросекунд (мкс) каждый, в режиме последовательного повторения. В течение указанного временного интервала радиотелефон вы водит усилитель мощности на необходимую частоту и мощность, осуществляет передачу необхо димых данных, и быстро отключает ("гасит") усилитель мощности, так чтобы не мешать и не создавать помех другим пользователям, использующим эту же полосу частот. Та ким образом, требования по управлению работой усилителя мощности значительно возросли. Требования к цифровым радиотелефонным системам связи были определены в GSM Recommendations (Рекомендации GSM) ETSI/PT-12 05.05 (4.2.2 и 4.5.2), март 1991. В этих рекомендациях были учтены возросшие требования к усилителям мощности и определены параметры по времени и частоте, как показано на фиг. 7 и 8, которым должны соответствовать все элементы радиотелефонного оборудования, используемого в такой системе связи. Технические условия, касающиеся временных и частотных параметров, определяют требования по очень плавному наращиванию ха рактеристик РА при включении при строгих вре менных ограничениях. Насыщение усилителя мощности проявляется в том, что усилитель мощности не способен обеспечивать такую высокую мощность, которой требуют схемы управления. Насыщение может быть вызвано падением электрической емкости элементов питания переносного радиотелефона или предельными значениями температуры окружающей среды. Насыщение усилителя мощности может вызвать две проблемы. Во-первых, насыщенный усилитель мощности может вызвать ухудшение некоторых характеристик самого усилителя мощности (РА), тем самым снижая эффективность работы РА. Во-вторых, избыточное напряжение управления усилителем мощности потребует избыточного количества времени для отключения РА. Если время, требуе мое для отключения РА, избыточно, даже на несколько микросекунд, то РА будет мешать работе других усилителей мощности, использующих ту же часто ту. Эти помехи повлекут за собой утрату инфор мации, передаваемой между ста ционарными приемопередающими станциями и радиотелефонами. Такие потери информации снизят качество работы всей систе мы радиотелефонной связи. Соответственно, существует необхо димость в устройстве управления усилителем мощности, которое ограничивало бы время насыщения РА, особенно в конце временного периода, на котором РА участвует в пе редаче. Настоящее изобретение включает в се бя устройство, содержащее усилитель, средство управления усилителем и первый (исходный) сигнал. Усилитель имеет по меньшей мере два входа и по меньшей мере один выход, а также некото рую точку насыщения. Указанный первый сигнал имеет некоторый уровень мощности и первую частоту, и подключен ко входу усилителя. Усилитель реагирует на напряжение второго сигнала, который подключен ко второму вхо ду усилителя. Средство управления детектирует насыщение усилителя на выходе усили теля и формирует указанный второй сигнал таким образом, что усилитель выводится из состояния насыщения. На фиг. 1 схематически показана радиотелефонная система связи, в которой может использоваться настоящее изобретение. На фиг. 2 показана схема усилителя мощности и соответствующей схе мы управления усилителем мощности, где может использоваться настоящее изобретение. На фиг. 3 показаны графики зависимости напряжений от времени, на которых представлены напряжение сигнала управления схемы автоматического регули рования выходного сигнала (АОС) и напряжение сигнала детектирования насыщения, которые могут иметь место в настоящем изобретении. На фиг. 4 показан график зависимости мощности от времени, на котором представлен требуе мый выходной сигнал усилителя мощности, для получе ния которого может использоваться настоящее изобретение. На фиг. 5 показана блок-схема алгоритма, реализованного в DSP (процессор цифровой обработки сигналов), в котором может быть применено настоящее изобретение. На фиг. 6 показана схема управления усилителем мощности, в которой может быть применено настоящее изобретение. На фиг. 7 по казана временная эталонная таблица GSM, определенная Рекомендациями GSM 05.05 (4.2.2). На фиг. 8 показана частотная эталонная таблица GSM, определенная Рекомендациями GSM 05.05 (4.5.2). Описанное здесь изобретение может быть использовано в радиотелефонной TDMA системе связи, которая показана на фиг. 1. Радиотелефонная система связи содержит стационарную приемопередающую стан цию 101 (приемопередатчик), которая передает радиочастотные сигналы на переносные и мобильные радиотелефоны, находящиеся в пределах географической зоны охвата. Одним из таких телефо нов является переносной радиотелефон 103. Радиотелефонной системе связи выделяется частотный диапазон, в пределах которого разрешается осуществлять радиосвязь. Указанный частотный диапазон частот разбивается на несколько каналов (полос) шириной 200 кГц. Каждый канал может обеспечивать связь между приемопередающей станцией 101 и не более чем 8 радиотелефонами в пределах ее зоны охвата. Каждому радиотелефону вы деляется временной интервал, в те чение которого должны осуществляться передача и прием информации от приемопередающей станции 101. Каждый временной интервал имеет продолжительность около 577 мкс. Переносной радиотелефон 103, модель No. F19UVD0960AA, выпускаемый фирмой Моторола, Инк., содержит передатчик 107, приемник 109 и 3 39094 процессор 111 цифровой обработки сигналов (DSP), например, DSP 56000, выпускаемый фирмой Моторола, Инк. По множеству сигнальных линий 113 между DSP 111 и передатчиком 107 передаются несколько сигналов. И передатчик 107, и приемопередатчик 101 содержат усилители мощности, отвечающие строгим требованиям, определенным в GSM Recommendations ETSI/PT-12 05.05 (4.2.2 и 4.5.2), март 1991. Согласно GSM Recommendations, любой передатчик должен соответствовать требованиям по времени, показанным на фиг. 7, и требованиям по частоте, показанным на фиг. 8. Для передачи и приема радиочастотных сигналов от приемопередающей станции 101 используется антенна 105. Приняв сигналы, антенна 105 преобразует их в электрические радиочастотные сигналы и передает их на приемник 109. Приемник демодулирует и преобразует электрические радиочастотные сигналы в сигналы данных, используемые остальными элементами переносного радиотелефона 103. При передаче радиочастотных сигналов DSP 111 подает через сигнальные линии 113 на передатчик 107 подлежащие передаче данные и данные управления для передатчика 107. Передатчик 107 принимает данные, преобразует их в электрические радиочастотные сигналы и сообщает этим электрическим радиочастотным сигналам с помощью усилителя мощность требуе мой величины. Затем антенна 105 получает электрические радиочастотные сигналы, преобразует их в радиочастотные сигналы и передает их в эфир для использования приемопередающей станцией 101. Усилитель мощности 203 и связанные с ним устройства управления расположены в передатчике 107 и показаны на схеме на фиг. 2. Функционально усилитель мощности 203 предназначен для приема входного радиочастотного сигнала, представляющего голосовые и иные данные, которые должны быть переданы на стационарную приемопередающую стан цию 101, и усиления этого входного сигнала до уровня мощности, необхо димого для осуществления передачи. Задающий генератор 205 представляет собой регулируе мый усилитель мощности, который осуществляет коррекцию входных радиочастотных сигналов 209 до соответствующего входного уровня для усилителя мощности 203. Схема на фиг. 2 содержит несколько контуров управления, включая стандартный контур управления, контур уп равления включением и контур управления насыщением усилителей мощности. Более подробно стандартный контур уп равления и контур управления включением описаны в патенте США No. 5,150,075 (22.09.1992) "Способ и устройство для включения усилителя мощности в режим номинальной мощности". Все указанные контуры управления используют блок 201 сопряжения. Блок 201 сопряжения представляет собой электромагнитный блок сопряжения, который подает выходные радиочастотные сигналы в контуры управления, не оказывая существенного влияния на выходные радиочастотные сигналы. Схема 211 детектирования определяет уровень мощности выходных радиочастотных сигналов и формирует сигнал 229 уровня мощности, напряжение которого отвечает величине мощности выходных радиочастотных сигналов. Схема 211 детектирования также выдает опорный сигнал 213. Напряжение опорного сигнала 213 отвечает смещению постоянной составляющей на выходе схе мы детектирования при отключенном усилителе мощности 203. Контур управления насыщением препятствуе т превышению задающим ге нератором 205 и усилителем 203 их пределов усиле ния, используя входной сигнал 207 управления. Контур уп равления насыщением состоит из блока 201 сопряжения, схемы 211 детектирования, компаратора 217, DSP 223 и цифроаналогового преобразователя 221 (ЦАП). Компаратор 217, детектирующий насыщение, сравнивает выходной сигнал 229 схемы детектирования с сигналом 231 АОС с целью определения соответствия выходного сигнала 229 схе мы детектирования изменениям в напряжении сигнала 231 АОС. Это сравнение покажет насыщение от напряжения управления в том случае, когда напряжение выходного сигнала 229 схемы детекти рования упадет ниже напряжения сигнала 231 АОС, так как при насыщении напряжение выходного сигнала схемы детектирования не будет изменяться в ответ на соответствующие изменения напряжения сигнала АОС. Выходной сигнал 233 подается на DSP 223. DSP 223 реализует подпрограмму, которая понижает напряжение сигнала 231 АОС до тех пор, пока напряжение сигнала 231 АОС не упадет ниже уровня напряжения выходного сигнала 229 насыщенной схемы детектирования. Затем напряжение сигнала 231 АОС может быть повышено или понижено на некоторую ве личину. В предпочтительном варианте осуществления изобретения напряжение сигнала АОС до полнительно понижается, чтобы гарантировать, что усилитель мощности 203 останется ненасыщенным; с другой стороны, напряжение сигнала АОС 231 может быть повышено, чтобы приблизить его к порогу насыщения. Выбор между повышением или понижением напряжения сигнала АОС на некоторую ве личину зависит от конкретных задач в конкретной реализации. На фиг. 3 в виде графика показаны зависимости от вре мени напряжения сигнала 231 управления АОС и сигнала 233 детектирования насыщения. На этом графике позицией 303 показан участок, на котором напряжение сигнала управления АОС уверенно возрастает. Примерно на 22 мкс в усилителе мощности (РА) 203 детектируется насыщение. Это насыщение детекти руется компаратором 217, что отражено резким возрастанием напряжения сигнала детекти рования насыще ния (линия 301). После детектирования насыще ния DSP 223 пошагово понижает напряжение управляющего сигнала 231 АОС до тех пор, пока напряжение управляющего сигнала 231 АОС не станет достаточно низким для того, чтобы в результате усилитель мощности 203 вышел из состояния насыщения, что показано падением напряжения сигнала детектирования насыщения, линия 301, на примерно 27 мкс. Пунктирная линия 305 показывает значения напряжения управляющего сигнала АОС без использования настоящего изобретения. Напряжение управляющего сигнала АОС распростра 4 39094 няется в зону насыщенных значений мощности РА 203, что может привести к повреждению, а также приводит к возникновению помех в частотной области после отключения РА 203. На фиг. 4 в ви де графика показана зависимость мощности типового усилителя мощности, например, обозначенного на фи г. 2 позицией 203, от времени. На участке 401 при использовании настоящего изобретения мощность РА 203 уверенно возрастает. В позиции 403 усилитель мощности 203 насыщается (примерно на 22 мкс). Контур детектирования и управления насыщением немедленно определяет, что РА 203 уже насыщен, и сообщает об этом DSP 223. Затем DSP 223 понижает напряжение управляющего сигнала 231 АОС. В позиции 405 усилитель мощности 203 выходит из состояния насыще ния и его мощность поддерживается на уровне, немногим меньшем порога насыщения, в те чение остающего ся отрезка временного интервала, в конце которого усилитель мощности плавно отключается. На фиг. 5 показана блок-схема алгоритма, реализуемого DSP 223 по получе нии управляющего сигнала 233 детекти рования насыщения. Параметры X, Y и Z являются переменными и их значения могут задаваться в зависимости от потребностей конкретной системы. Величина переменной Х зависит от сте пени точности, требуе мой от данного алгоритма в заданных условиях конкретного приложения. Чем меньшей будет значение переменной X, тем более точной будет окончательная величина уровня мощности, однако тем больше времени потребуется для выведения РА 203 из состояния насыщения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения значение переменной Х устанавливается равным 2 шагам ЦАП, что составляет примерно 18 милливольт (мВ). Переменная Z представляет собой время установления, необходимое усилителю мощности для того, что бы подстроиться к изменению напряжения сигнала АОС. В предпочтительном варианте осуществления изобретения значение переменной Z задается равным 500 нс. Переменная Y используется в фа культативной операции, предусмотренной алгоритмом. Переменная Y представляет величину дополнительного изменения напряжения сигнала АОС после выхода РА из состояния насыщения. Величина напряжения сигнала АОС может быть увеличена или уменьшена в зависимости от н ужд конкретного приложения. В предположительном варианте осуществления изобретения величина переменной Y задается равной 4 шагам ЦАП, что составляет примерно 36 мВ. Напряжение управляющего сигнала АОС уменьшается на величину Y, что бы отвести РА дальше от порога насыще ния. В предпочтительном варианте осуществления способ по настоящему изобретению начинает осуществляться с шага 501, после заверше ния выведения усилителя мощности (РА) на номинальную мощность. На шаге 503 DSP проверяет уровень сигнала 233 детектирования насыщения. Если уровень сигнала 233 детектирования насыщения высокий, что указывает на на сыщение РА 203, то алгоритм переходит к шагу 505. Если уровень сигнала детектирования насыщения низкий, алгоритм переходит к шагу 513. На шаге 505 напряжение управляющего сигнала 231 АОС уменьшается на заданную инкрементную величину X. На ша ге 507 алго ритм реализует задержку в те чение заданного числа наносекунд, Z, ожидая, пока РА 203 подстроит свою мощность в соответствии с вновь сформированным напряжением АОС. На шаге 509 DSP проверяет уровень сигнала 233 детекти рования насыщения. Если уровень сигнала детектирования насыщения все еще высокий, алгоритм возвращается к шагу 505. Если уровень сигнала детектирования насыще ния низкий, алгоритм переходит к ша гу 511. На шаге 511 напряжение управляющего сигнала 231 АОС изменяется на заданную ве личину Y. Изменение может выражаться либо в увеличении, либо в уменьшении напряжения, в зависимости от потребностей системы. В предпочти тельном варианте осуществления изобретения напряжение уменьшается на заданную ве личину Y. На шаге 513 осуществление способа по настоящему изобретению завершается. На фиг. 6 показана схема управления РА 203, включающая в себя контур управления насыщением. Схема содержит блок 607 сопряжения, детектор 605, контроллер 603 диапазона мощности, и схе му 609 детектирования насыщения. Схема детекти рования насыще ния сравнивает напряжения управляющего сигнала 631 АОС и выходного сигнала 629 детекто ра в компараторе 641. Если выясняется, что напряжение АОС выше напряжения выходного сигнала детектора, то уровень сигнала детекти рования насыщения устанавливается высоким и передается на DSP 223; тогда для уменьшения напряжения управляющего сигнала АОС может быть задействован алгоритм детекти рования насыще ния, проиллюстрированный фиг. 5. Детектирование насыщения на выходе детекто ра 605 предпочтительнее детектирования насыщения на выходе интегратора 219. Если детектирование насыщения имело место на выходе интегратора 219, то запаздывание, обусловленное интегратором 219, вызовет понижение выходной мощности на величину, значительно превышающую необходимую, до то го как детектор насыщения покажет, что насыщение РА уже скорректировано. Таким образом, детектирование насыщения на выходе интегратора 219 приведет к неэффективному использованию РА 203, временные ограничения стандарта GSM, показанные на фиг. 7, не будут соблюдены. Таким образом, используя компаратор 217 детектирования насыщения, сравнивающий напряжение управляющего сигнала 231 АОС и напряжение выходного сигнала 229 детектора, можно детектировать насыще ние РА 203. Используя DSP 223 и проиллюстрированный с помощью фиг. 5 заложенный в DSP 223 алгоритм РА 203 может быть выведен на порог насыщения во избежание повреждения РА 203, а также для того, что бы избежать наруше ния временных и частотных ограничений, показанных на фиг. 7 и 8. 5 39094 Фиг. 1 Фиг. 2 6 39094 Фиг. 3 Фиг. 4 7 39094 Фиг. 5 8 39094 Фиг. 6 9 39094 Фиг. 7 Фиг. 8 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 10

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Transmitter (variants), amplifier control method, circuit of amplifying and saturation control of the amplifier

Автори англійською

Black Gregory R., Khaietala Aleksander V.

Назва патенту російською

Передатчик (варианты), способ управления усилителем, схема усиления и управления насыщением усилителя

Автори російською

Блэк Грегори Р., Хайетала Александер В.

МПК / Мітки

МПК: H04B 1/04, H03G 3/20

Мітки: схема, спосіб, насиченням, підсилення, передавач, керування, підсилювача, підсилювачем, варіанти

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-39094-peredavach-varianti-sposib-keruvannya-pidsilyuvachem-skhema-pidsilennya-i-keruvannya-nasichennyam-pidsilyuvacha.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Передавач (варіанти), спосіб керування підсилювачем, схема підсилення і керування насиченням підсилювача</a>

Подібні патенти