FI114666B - Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely - Google Patents

Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely Download PDF

Info

Publication number
FI114666B
FI114666B FI20002396A FI20002396A FI114666B FI 114666 B FI114666 B FI 114666B FI 20002396 A FI20002396 A FI 20002396A FI 20002396 A FI20002396 A FI 20002396A FI 114666 B FI114666 B FI 114666B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
amplifier
current
output signal
amplifier arrangement
Prior art date
Application number
FI20002396A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20002396A (fi
FI20002396A0 (fi
Inventor
Riku Ikonen
Lasse Alestalo
Original Assignee
Elektrobit Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elektrobit Oy filed Critical Elektrobit Oy
Priority to FI20002396A priority Critical patent/FI114666B/fi
Publication of FI20002396A0 publication Critical patent/FI20002396A0/fi
Priority to DE60125230T priority patent/DE60125230T2/de
Priority to AU2002212394A priority patent/AU2002212394A1/en
Priority to PCT/FI2001/000947 priority patent/WO2002037670A1/en
Priority to AT01980580T priority patent/ATE348445T1/de
Priority to US10/415,331 priority patent/US6970041B2/en
Priority to EP01980580A priority patent/EP1340314B1/en
Publication of FI20002396A publication Critical patent/FI20002396A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI114666B publication Critical patent/FI114666B/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0261Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
    • H03F1/0266Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A by using a signal derived from the input signal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/102A non-specified detector of a signal envelope being used in an amplifying circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/462Indexing scheme relating to amplifiers the current being sensed
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/99A diode as rectifier being used as a detecting circuit in an amplifying circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

1 114666 !
Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely
Keksinnön ala
Keksinnön kohteena on linearisointimenetelmä muuttuvaverhokäy-räistä RF-signaalia vahvistavaa vahvistinta varten.
5 Keksinnön tausta
Vahvistinjärjestelyissä käytetään erilaisia linearisointimenetelmiä, joiden avulla vähennetään häiriösignaalien, kuten esimerkiksi vääristymien, kohinan ja särön syntymistä vahvistimen lähtösignaaliin.
Esimerkiksi viitejulkaisussa US 5 420 536 esitetään epälineaarinen 10 vahvistimen linearisointimenetelmä, joka perustuu vahvistimessa olevaan ta-kaisinkytkentään.
Viitejulkaisussa Fl 9602814 linearisointi suoritetaan esisäröyttämäl-lä pääteasteelle kytkettävää signaalia. Linearisointi perustuu siihen, että esisä-röytyksen toteuttavalla laitteella ja pääteasteella on toisiinsa verrattuna kään-15 teiset toimintakäyrät.
Viitejulkaisussa US 5 136 257 esitetyssä ratkaisussa mitataan vahvistimen lähtötehoa, jota verrataan ennustettuun arvoon. Ratkaisussa käytetään takaisinkytkentää, josta saatua tietoa käytetään moniasteisen vahvistimen biaksen säätöön. Esitetty ratkaisu on suhteellisen monimutkainen toteut- . 20 taa.
* * ·
Linearisointimenetelmät, jotka perustuvat takaisinkytkentään, eivät * * · .Vt sovellu kovin hyvin käytettäväksi tehokkaissa vahvistinasteissa. Linearisointi- \ menetelmät eivät myöskään optimaalisesti sovellu käytettäväksi suurtaajuisia > * · *;./ signaaleja vahvistavissa vahvistimissa. Lisäksi tunnetut linearisointimenetel- *;; * * 25 mät ovat toteutukseltaan suhteellisen monimutkaisia.
• · * * »
Keksinnön lyhyt selostus ·· Keksinnön tavoitteena on siten toteuttaa menetelmä ja menetelmän .· ·. toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Tämä X saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnus- • I · '·[·* 30 omaista, että otetaan vahvistettavasta RF-signaalista näytteitä vahvistettavan RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin ·>··: muodostamiseksi, ja säädetään muodostetulla lähtösignaalilla vahvistimen bi- as-virtaa siten, että muutos lähtösignaalissa saa aikaan samansuuntaisen muutoksen bias-virrassa.
114666 2
Lisäksi tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että otetaan vahvistettavasta RF-signaalista näytteitä vahvistettavan RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin muodostamiseksi, muodostetaan signaali, joka on 5 verrannollinen vahvistimen kulloiseenkin ottovirtaan, ja muodostetaan vahvistimen bias-virran suuruutta säätävä säätösignaali, jonka muodostamisessa otetaan huomioon ottovirtaan verrannollinen signaali ja mainittu lähtösignaali.
Keksinnön kohteena on myös vahvistinjärjestely muuttuvaverhokäy-räistä RF-signaalia vahvistavan vahvistimen linearisoimiseksi.
10 Keksinnön mukaiselle järjestelylle on tunnusomaista, että vahvis tinjärjestely käsittää näytteenottovälineen näytteiden ottamiseksi vahvistettavasta RF-signaalista, ohjausvälineen, joka on sovitettu vahvistettavan RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin muodostamiseksi näytteistä, ja vahvistinjärjestely käsittää säätövälineen, joka 15 on sovitettu vahvistimen bias-virran säätämiseksi lähtösignaaiilla siten, että muutokset lähtösignaalin suuruudessa ja bias-virran suuruudessa ovat samansuuntaiset.
Lisäksi keksinnön mukaiselle järjestelylle on tunnusomaista, että vahvistinjärjestely käsittää näytteenottovälineen näytteiden ottamiseksi vah-20 vistettavasta RF-signaalista, ohjausvälineen vahvistettavan RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin muodostami-seksi näytteistä, ja vahvistinjärjestely on sovitettu vahvistimen kulloiseenkin ; ottovirtaan verrannollisen signaalin muodostamiseksi, ja vahvistinjärjestely kä- • sittää säätövälineen, joka on sovitettu vahvistimen bias-virran suuruutta säätä- : : 25 vän säätösignaalin muodostamiseksi, joka on verrannollinen vahvistimen otto- . ·virtaan ja mainittuun lähtösignaaliin.
i · ,w’.# Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patentti- » · vaatimusten kohteena.
Keksintö perustuu siihen, että muutetaan vahvistimen bias-pistettä ·;;; 30 vahvistettavan signaalin verhokäyrän mukaan siten, että bias-pisteen muutta- :misessa otetaan huomioon vahvistimen virrankulutus.
:V: Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelyllä saavutetaan .··*. useita etuja. Järjestely soveltuu erityisesti muuttuvaverhokäyräisiä signaaleja : # vahvistavan vahvistimen linearisoimiseksi. Linearisointimenetelmä mahdollis- ’ ‘ 35 taa aiempaa pienempitehoisempien vahvistimien käyttämisen, jolloin vahvisti- : V men synnyttämää hukkalämpöä saadaan vähennettyä. Menetelmä soveltuu 114666 3 käytettäväksi vahvistimissa, jotka vahvistavat esimerkiksi OFDM-signaaleja, joiden tasot vaihtelevat paljon.
Järjestely soveltuu sekä kapeakaistaisesti että laajakaistaisesti moduloiduille signaaleille. Lisäksi järjestely pysyy stabiilina laajalla lämpötila-5 alueella, jolloin vahvistimen tuottama lämpö vähenee. Järjestely on yksinkertainen ja taloudellisesti edullinen toteuttaa. Näin ollen järjestelyä voidaan helposti soveltaa esimerkiksi useita vahvistimia sisältävissä järjestelmissä.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen 10 yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää vahvistinjärjestelyn ensimmäisen toteutusvaihtoehdon, kuvio 2 esittää bias-virran muuttumista RF-tulotehon funktiona ja vahvistimen hilajännitteen muuttumista RF-tulotehon funktiona, 15 kuvio 3 esittää ohjausvälineen lähtösignaalin muuttumista RF- tulotehon funktiona.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Viitaten kuvioon 1 vahvistinjärjestely käsittää kytkentävälineen 10, näytteenottovälineen 20, ohjausvälineen 30, säätövälineen 40, vahvistimen 50 . 20 ja vastuksen 60. Vahvistinjärjestely on sovitettu vahvistimen linearisoimiseksi , ·, muuttuvaverhokäyräistä signaalia varten.
;v Kuviosta nähdään, että vahvistimen 50 tulopuolelle tuodaan RF- tulosignaalia, joka vahvistetaan vahvistimessa RF-lähtösignaaliksi. Vahvisti-/ men 50 tulopuolelle tuotava signaali on muuttuvaverhokäyräistä. Linearisoin- * · · · ’ 25 timenetelmä soveltuu käytettäväksi vahvistimissa, jotka vahvistavat signaaleja, joissa esiintyy keskimääräistä tehoa paljon suurempia tehohuippuja. Tuollaisia signaaleja esiintyy esimerkiksi RF-signaaleissa, jotka on moduloitu laajakais-; · taisesti esimerkiksi OFDMA- tai CDMA-menetelmillä.
Keksintöä sovelletaan seuraavassa vahvistimeen 50, joka täyttää Λ 30 ns. A-luokan vahvistimen kriteerit. A-luokan vahvistin on tyypillisesti hyvin line- aarinen. Kuviossa 1 esitetty vahvistin 50 on toteutettavissa esimerkiksi FET- ♦ * *·;·* transistorien, bipolaaritransistorien tai esimerkiksi elektroniputkien avulla. Vah- ·:·'· vistimessa on mahdollista olla useampia vahvistinasteita. Vahvistimen bias- piste on säädettävissä, ja vahvistimen vahvistus normaalilla käyttöalueella py- • · 35 syy vakiona tai vahvistus kasvaa bias-pistettä nostettaessa.
114666 4
Bias-pisteellä tarkoitetaan tässä tapauksessa virtaa, jonka vahvisti-naste todennäköisimmin ottaisi vallitsevalla ohjaussignaalin tasolla, kun vahvistettavaa signaalia ei ole. Kun vahvistin toimii A-luokassa, bias-virta on jokseenkin sama riippumatta siitä vastaanottaako vahvistin vahvistettavaa sig-5 naalia vai ei.
Kuviosta 1 nähdään, että kytkentäväline 10 on kytketty vahvistimen 50 tulopuolelle. Kytkentäväline 10 kytkee osan RF-tulosignaalista näytteenot-tovälineelle 20, joka ilmaisee vastaanottamansa signaalin. Kytkentävälineen toiminta voi perustua esimerkiksi kapasitiiviseen, induktiiviseen tai resistiivi-10 seen kytkentään. Kytkentäväline voi olla esimerkiksi suuntakytkin. Näytteen-ottoväline 20 on toteutettavissa esimerkiksi transistorikytkennällä tai esimerkiksi diodilla, joka tasasuuntaa signaalinäytteet.
Näytteenottoväline on sovitettu näytteiden ottamiseksi kytkentävälineen 10 näytteenottovälineelle kytkemästä RF-signaalista. Muodostettujen 15 näytteiden avulla saadaan tietoa vahvistimen 50 tulopuolelle kytketystä signaalista.
Näytteenottoväline 20 on kytketty lähtöpuoleltaan ohjausvälineeseen 30, joka muodostaa näytteiden perusteella lähtösignaalin eli ohjaussignaalin, joka muuttaa arvoaan RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti.
20 Ohjausvälineen 30 lähtöpuoli on kytketty säätövälineelle 40. Säätöväline 40 voidaan ainakin osaksi toteuttaa esimerkiksi transistorilla, jolloin toteutuksesta tulee hyvin yksinkertainen.
: : Lisäksi kuviosta 1 nähdään, että vahvistin 50 on kytketty vastuksen I*·*; 60 kautta käyttöjännitteeseen Vcc. Vahvistinjärjestely on kytketty vastuksen 60 ; 25 ja vahvistimen 50 välistä säätövälineeseen 40, jonka lähtöpuoli on kytketty ,···,’ vahvistimeen 50. Vastuksen tilalla voi olla esimerkiksi anturi, jonka avulla • · t! I! # muodostetaan bias-virtaan verrannollinen signaali.
"* Seuraavassa selostetaan tarkemmin vahvistinjärjestelyn toimintaa.
Näytteenottovälineen 20 muodostamat näytteet viedään ohjausvälineelle 30, ·*·: 30 joka muodostaa näytteistä lähtösignaalin, joka muuttaa arvoaan vahvistimen tuloon menevän RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti. Kuviossa 1 esi- ;Υ; tetyssä toteutusvaihtoehdossa lähtösignaali viedään säätövälineelle 40, joka .*··. säätää vahvistimen bias-virtaa muodostamallaan säätösignaalilla. Eräässä toi- • · ’·' sessa toteutusvaihtoehdossa ohjausvälineen 30 muodostamalla lähtösignaa- : 35 lilla suoraan säädetään vahvistimen bias-virtaa. Ohjausvälineen lähtösignaali S on siis RF-signaalin amplitudia seuraava jännite tai virta, jota käytetään jatkos- 114666 5 sa linearisoitavan asteen bias-virtaa ohjaavan säätösignaalin muodostamises-I sa. Mitä suurempi on vahvistettavan RF-signaalin taso sitä suuremman bias- virran RF-signaali tarvitsee.
Kuvio 2 esittää käyrän 100, joka havainnollistaa bias-virran muut-5 tumista RF-tulotehon funktiona. Lisäksi kuvio 2 esittää käyrän 200, joka havainnollistaa FET:n hilajännitteen, GV, (hila = gate) muuttumista RF-tulotehon funktiona. Kuvio 3 esittää käyrän, joka havainnollistaa ohjausvälineen 30 läh-tösignaalin muuttumista RF-tulotehon funktiona.
Näytteenottoväline 20, jota käytetään signaalin ilmaisussa, on ιοί 0 teutettu siten, että se kykenee seuraamaan RF-signaalin tasovaihtelulta eli käytännössä RF-signaalin verhokäyrän muotoa mahdollisimman nopeasti.
Tämä tarkoittaa sitä, että näytteenottovälineen kaistanleveys on suurempi kuin moduloidun RF-signaalin kaistanleveys.
Näytesignaalia on myös mahdollista vahvistaa ennen näytesignaa-15 Iin ilmaisua, mikäli RF-signaalin taso on liian pieni ilmaistavaksi. Verhokäyrää seuraava signaali on mahdollista muodostaa myös digitaalimuodossa olevasta signaalista. Jotta edellä mainitunlainen signaalinmuodostus olisi helposti toteutettavissa, olisi vahvistimessa suoritettava D/A-muunnos, josta saatavalla signaalilla ohjattaisiin vahvistimen bias-pistettä.
20 Käytännössä D/A-muunnoksen suorituspaikka ei välttämättä ole vahvistimessa, vaan usein muunnos suoritetaan muualla, koska vahvistimelle L ,·' on helpompi kytkeä yksi analoginen ohjauslinja kuin digitaaliväylä.
: Etenkin OFDMA- ja WCDMA-laitteissa verhokäyrää seuraava sig- : naali muodostetaan laitteen digitaaliosissa digitaalisessa muodossa olevasta i 25 signaalista, joka muutetaan analogiseksi. Muodostettu analoginen signaalin , ·. sekoitetaan tarvittaessa halutulle taajuudelle, suodatetaan ja vahvistetaan » · , analogiaosissa. Digitaalisien olisi täten helppo muodostaa valmiiksi digitaali- • · sesta signaalista verhokäyrän tasoon verrannollisen signaalin ja tiedon mainitusta signaalista D/A-muunnettuna esimerkiksi useammalle vahvistinasteelle.
• t · • - · 30 Mikäli vahvistinasteita olisi enemmän kuin kaksi, vaikeuttaisi kahden vahvistinasteen välissä olevien vahvistinasteiden viiveiden vaihtelut ohjaus-:Y: signaalin ajoitusta. Esitetyssä menetelmässä näytesignaalin voi tarvittaessa .*··. ottaa vahvistinasteen ulostulosta esimerkiksi silloin, jos näytesignaalin taso • \ olisi muista kohdista otettuna niin pieni, että mittaus ei olisi helposti toteutetta- * ' 35 vissa. Viiveet pitäisi ottaa huomioon käyttämällä korjaussignaalia, joka olisi i tällöin kuitenkin vahvistinasteen kulkuajan verran myöhässä verrattuna tilan- 114666 6 teeseen, jossa viiveitä ei olisi, joten asteen kulkuajan on oltava lyhyt verhokäy-rän vaihtelunopeuteen nähden.
Esitetyssä menetelmässä bias-virran säätäminen toteutetaan siten, että lähtösignaalissa tapahtuvat muutokset vaikuttavat bias-virran suuruuteen.
5 Lähtösignaalin kasvaminen siis saa aikaan bias-virran kasvamisen. Lähtösig-naalin pieneneminen vastaavasti saa aikaan bias-virran pienenemisen. Lähtö-signaali ja bias-virta muuttuvat siis samaan suuntaan.
Lisäksi säätöväline 40 vastaanottaa vahvistimen kulloiseenkin otto-virtaan verrannollista signaalia. Ottovirtaan verrannollinen signaali muodoste-10 taan vastuksen 60 yli vaikuttavasta jännitteestä, joka on suoraan verrannollinen vahvistimen ottamaan virtaan.
Periaatteessa linearisointi toimisi myös ilman takaisinkytkentää, jonka avulla saadaan tieto vahvistimen 50 virrankulutuksesta. Tuolloin ohjaus-välineen lähtösignaalilla voitaisiin ohjata suoraan vahvistimen bias-linjaa, jolla 15 tässä tapauksessa tarkoitetaan vahvistimen sisäänmenon ohjauslinjaa, jota pitkin lepovirran asettava virta- tai jännitesignaali tuodaan vahvistimelle.
Säätöväline 40 voidaan transistorin lisäksi toteuttaa esimerkiksi operaatiovahvistimen avulla toteutetulla komparaattorikytkennällä, jonka ensimmäiseen tuloon tuodaan ohjausvälineen muodostama lähtösignaali ja toi-20 seen tuloon tuodaan vahvistimen ottovirtaan verrannollinen signaali. Operaatiovahvistimen avulla mitataan vahvistimen virrankulutusta. Operaatiovahvistin ) vertaa virrankulutusta RF-tasoilmaisimelta tulevaan signaaliin. Vertailun tuloksena saatavan säätösignaalin avulla ohjataan vahvistinasteen bias-pistettä niin, että bias-virta on suoraan riippuvainen vahvistimelle tuotavan RF- , : 25 signaalin tasosta.
, ·, Bias-virralle asetetaan kuitenkin minimitaso, jonka alle bias-virtaa ei . ·, päästetä, vaikka RF-tulosignaalin amplitudi menisi nollaan. Bias-virran mini mitaso eli ns. tyhjäkäyntibias asetetaan edullisesti mahdollisimman matalalle, jotta tehonkulutus saataisiin mahdollisimman pieneksi. Bias-virran minimitaso ' * 30 on kuitenkin valittava sellaiseksi, että vahvistimen vahvistus ei pienene liikaa.
' ’ Bias-virran minimitaso asetetaan melko matalalle, jolloin vahvisti- iV; men vahvistus ei laske merkittävästi. Ilmaistun RF-signaalin avulla kasvate- t g ’ taan bias-virtaa heti kun vahvistettavan RF-signaalin taso ylittää minimibias- • , virtaa vastaavan signaalitason. Vastaavasti vahvistettavan RF-tulosignaalin ' ' 35 tason pienetessä, pienennetään myös bias-virtaa mainitun RF-tulosignaalin ’.: tason pienenemisen tahdissa.
114666 7
Vahvistin siis pidetään koko ajan A-luokassa, jolloin keskimääräinen bias-virta ts. myös vahvistimen virrankulutus jää huomattavasti alhaisemmaksi vahvistettaessa CDMA- ja OFDMA-tyyppisiä signaaleja verrattuna siihen, että i vahvistimessa käytettäisiin kiinteää biasta. Dynaamisella toimintapisteen sää- 5 döllä saadaan lisäksi vähennettyä vahvistettuun signaaliin syntyvää säröä.
Vahvistin 50 ja vertailijana toimiva säätöväline 40 muodostavat yhdessä säätösilmukan, jonka avulla pidetään virranmittauksesta saadun signaalin jännite tai jännitetieto mahdollisimman vakiosuhteisena verrattuna ohjausvälineeltä tulevan ohjaussignaalin jännitteeseen tai jännitetietoon. Ohjaus-10 signaalin jännite voi tosin poiketa transistorin kynnysjännitteen verran verrattuna virranmittauksesta saatuun jännitteeseen. Säätövälineen vastaanottamien signaalien erotus pidetään siis lähes vakiona. Sen sijaan säätösilmukan ulostulosta saatava signaali seuraa ohjaussignaalia.
Kuten edellä todettiin on säätövälineen 40 suorittama signaalien 15 vertailu toteutettavissa esimerkiksi transistorilla. Jos vertailu toteutetaan esimerkiksi PNP-transistorilla, transistorin emitteri kytketään vahvistinasteen puolelle, ja transistorin kannalle tuodaan ilmaistu signaali. Edellä mainitussa tilanteessa ilmaistu signaali invertoidaan ennen kuin se tuodaan kannalle. Transistorin kollektorilta saadaan vahvistimen bias-linjaan kytkettävä jännite tai 20 virta.
Seuraavassa selostetaan esimerkin avulla säätövälineen toimintaa i tilanteessa, jossa säätöväline on toteutettu transistorilla. Oletetaan, että vir- ranmittausvastuksen arvo on 1 ohmi. Tällöin 0 ... 600 mA bias-virtaa vastaa 0 ... 600 mV erojännite. Jos bias-virran säätöalue olisi 150mA ... 600mA, tar-: 25 koittaisi se sitä, että vahvistimen saama jännite on 150 mV ... 600 mV alle ’ käyttöjännitteen. Jos oletetaan, että vertailijana käytetyn transistorin kynnys- jännite on 700 mV, niin ilmaisimelta saatavan jännitteen on oltava välillä '··’ 850mV ... 1300 mV alle käyttöjännitteen. Koska transistori invertoi ilmaistun signaalin, niin näytteenottovälineen lähdön täytyy olla invertoitu. Jos vahvisti-30 men tulotaso on maksimissaan esimerkiksi +20 dBm, niin mainittu säätöalue 150mA ... 600 mA voisi vastata tulotehoaluetta +7 ... +20 dBm. Tulotehoalu-.v. een minimitasoa pienemmillä tulotasoilla käytettäisiin bias-virtaa, joka olisi 150mA.
Jos oletetaan, että ohjausvälineen lähtöjännite laskee esimerkiksi ;: 35 100 mV, transistori alkaa johtaa enemmän, jolloin vahvistimen bias-virta alkaa > » 114666 8 kasvaa suuremmaksi. Bias-virran kasvu saa aikaan vastuksen jännitehäviön kasvamisen, kunnes jännitehäviö kasvanut 100 mV.
Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan 5 sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (17)

114666 j
1. Linearisointimenetelmä muuttuvaverhokäyräistä RF-signaalia vahvistavaa vahvistinta varten, tunnettu siitä, että otetaan vahvistettavasta RF-signaalista näytteitä vahvistettavan RF-5 signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin muodostamiseksi, ja säädetään muodostetulla lähtösignaalilla vahvistimen bias-virtaa siten, että muutos lähtösignaalissa saa aikaan samansuuntaisen muutoksen bias-virrassa.
2. Linearisointimenetelmä muuttuvaverhokäyräistä RF-signaalia vahvistavaa vahvistinta varten, tunnettu siitä, että otetaan vahvistettavasta RF-signaalista näytteitä vahvistettavan RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin muodostamiseksi, 15 muodostetaan signaali, joka on verrannollinen vahvistimen kulloi seenkin ottovirtaan, ja muodostetaan vahvistimen bias-virran suuruutta säätävä säätösig-naali, jonka muodostamisessa otetaan huomioon ottovirtaan verrannollinen signaali ja mainittu lähtösignaali.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pidetään bias-virta vähintään jollakin ennalta määrätyllä minimita-; solia riippumatta lähtösignaalin tasosta.
: .4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan lähtösignaali, joka muuttaa virta-arvoaan tai jännite-:.. * 25 arvoaan RF-tulosignaalin verhokäyrän muutosten mukaisesti.
;;;* 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, * · · * että otetaan säätösignaalin muodostamisessa huomioon ottovirtaan verrannol lisen signaalin ja mainitun lähtösignaalin erosignaali.
..!·‘ 6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että ottovirtaan verrannollinen signaali määritetään vahvistimen käyttöjännit-. v. teeseen kytketyn vastuksen yli.
!,! 7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ottovirtaan verrannollisen signaalin saamaa arvoa muutetaan samassa *' ‘: suhteessa mitä mainittu lähtösignaali muuttuu.
8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pidetään erosignaalin suuruus koko ajan tiettyjen raja-arvojen välissä. 114666
9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pidetään erosignaalin suuruus koko ajan vakiona.
10. Vahvistinjärjesteiy muuttuvaverhokäyräistä RF-signaalia vahvistavan vahvistimen (50) linearisoimiseksi, tunnettu siitä, että vahvistin- 5 järjestely käsittää näytteenottoväiineen (20) näytteiden ottamiseksi vahvistettavasta RF-signaalista, ohjausvälineen (30), joka on sovitettu vahvistettavan RF-signaalin verhokäyrämuodon mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin muodosta-10 miseksi näytteistä, ja vahvistinjärjesteiy käsittää säätövälineen (40), joka on sovitettu vahvistimen bias-virran säätämiseksi lähtösignaalilla siten, että muutokset lähtösignaalin suuruudessa ja bias-virran suuruudessa ovat samansuuntaiset.
11. Vahvistinjärjesteiy muuttuvaverhokäyräistä RF-signaalia vah-15 vistavan vahvistimen (50) linearisoimiseksi, tunnettu siitä, että vahvistin- järjestely käsittää näytteenottoväiineen (20) näytteiden ottamiseksi vahvistettavasta RF-signaalista, ohjausvälineen (30) vahvistettavan RF-signaalin verhokäyrämuodon 20 mukaisesti arvoaan muuttavan lähtösignaalin muodostamiseksi näytteistä, ja vahvistinjärjesteiy on sovitettu vahvistimen kulloiseenkin ottovirtaan : .· verrannollisen signaalin muodostamiseksi, ja vahvistinjärjesteiy käsittää : säätövälineen (40), joka on sovitettu vahvistimen bias-virran suu- ruutta säätävän säätösignaalin muodostamiseksi, joka on verrannollinen vah-.· : 25 vistimen ottovirtaan ja mainittuun lähtösignaaliin.
,· ·’ 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen vahvistinjärjesteiy, ! ; tunnettu siitä, että vahvistinjärjesteiy on sovitettu bias-virran pitämiseksi vähintään jollakin ennalta määrätyllä minimitasolla riippumatta lähtösignaalin tasosta. . 30
13. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen vahvistinjärjesteiy, tunnettu siitä, että ohjauslohko (30) on sovitettu virta-arvoaan tai jänni-tearvoaan RF-signaalin verhokäyrämuutosten mukaisesti muuttavan lähtösig-, naalin muodostamiseksi.
14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vahvistinjärjesteiy, tun-35 nettu siitä, että säätöväline (40) on sovitettu muodostamaan säätösignaali V ottovirtaan verrannollisesta signaalista ja mainitun lähtösignaalin erotuksesta. 114666 f
15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vahvistinjärjestely, tunnettu siitä, että vahvistinjärjestely käsittää vastuksen (60), jonka kautta vahvistin on kytketty käyttöjännitteeseen, ja vahvistinjärjestely on sovitettu vahvistimen ottovirtaan verrannollisen signaalin määrittämiseksi vastuksen yli vai- 5 kuttavasta jännitteestä.
16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vahvistinjärjestely, tunnettu siitä, että säätöväline (40) on sovitettu muodostamaan säätösignaali ottovirtaan verrannollisesta signaalista ja mainitun lähtösignaalin erosignaa-lista, ja säätöväline on sovitettu erosignaalin pitämiseksi ennalta määrättyjen 10 raja-arvojen välissä.
17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vahvistinjärjestely, tunnettu siitä, että säätöväline (40) on sovitettu muodostamaan säätösignaali j ottovirtaan verrannollisesta signaalista ja mainitun lähtösignaalin erosignaa- I lista, ja säätöväline on sovitettu erosignaalin pitämiseksi vakiona. 1 t · t · • » * * » · * » I * t · * I » » · * · · t t 114666
FI20002396A 2000-10-31 2000-10-31 Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely FI114666B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20002396A FI114666B (fi) 2000-10-31 2000-10-31 Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely
DE60125230T DE60125230T2 (de) 2000-10-31 2001-10-30 Linearisierungsverfahren und verstärkeranordnung
AU2002212394A AU2002212394A1 (en) 2000-10-31 2001-10-30 Linearization method and amplifier arrangement
PCT/FI2001/000947 WO2002037670A1 (en) 2000-10-31 2001-10-30 Linearization method and amplifier arrangement
AT01980580T ATE348445T1 (de) 2000-10-31 2001-10-30 Linearisierungsverfahren und verstärkeranordnung
US10/415,331 US6970041B2 (en) 2000-10-31 2001-10-30 Linearization method and amplifier arrangement
EP01980580A EP1340314B1 (en) 2000-10-31 2001-10-30 Linearization method and amplifier arrangement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20002396 2000-10-31
FI20002396A FI114666B (fi) 2000-10-31 2000-10-31 Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20002396A0 FI20002396A0 (fi) 2000-10-31
FI20002396A FI20002396A (fi) 2002-05-01
FI114666B true FI114666B (fi) 2004-11-30

Family

ID=8559409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20002396A FI114666B (fi) 2000-10-31 2000-10-31 Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6970041B2 (fi)
EP (1) EP1340314B1 (fi)
AT (1) ATE348445T1 (fi)
AU (1) AU2002212394A1 (fi)
DE (1) DE60125230T2 (fi)
FI (1) FI114666B (fi)
WO (1) WO2002037670A1 (fi)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6684064B2 (en) * 2000-03-29 2004-01-27 Interdigital Technology Corp. Dynamic bias for RF power amplifiers
US6791418B2 (en) * 2002-10-02 2004-09-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Capacitor coupled dynamic bias boosting circuit for a power amplifier
EP1576727A1 (en) 2002-12-16 2005-09-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sliding bias circuit for enabling dynamic control of quiescent current in a linear power amplifier
KR20050104652A (ko) * 2004-04-29 2005-11-03 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 표시 장치 및 그 구동 방법
WO2010066295A1 (en) 2008-12-10 2010-06-17 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Token-based correlation of control sessions for policy and charging control of a data session through a nat
US8391806B2 (en) * 2011-01-04 2013-03-05 Research In Motion Limited Wireless communications device with an adjustable impedance matching network and associated methods
CN105763164A (zh) * 2014-12-16 2016-07-13 沈阳中科微电子有限公司 一种射频功率放大器电路

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4462004A (en) * 1982-03-18 1984-07-24 At&T Bell Laboratories Dynamic class-4 FET amplifier
US4591800A (en) * 1984-10-01 1986-05-27 Motorola, Inc. Linear power amplifier feedback improvement
GB8828635D0 (en) 1988-12-08 1989-01-11 Hewlett Packard Co Rf amplifier bias circuit
JPH03198512A (ja) * 1989-12-27 1991-08-29 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅器
US5420536A (en) * 1993-03-16 1995-05-30 Victoria University Of Technology Linearized power amplifier
FR2708399B1 (fr) * 1993-06-30 1995-08-25 Alcatel Telspace Système de commande de la polarisation d'un amplificateur.
US5426641A (en) * 1994-01-28 1995-06-20 Bell Communications Research, Inc. Adaptive class AB amplifier for TDMA wireless communications systems
US5712593A (en) * 1996-02-05 1998-01-27 Motorola, Inc. Linear power amplifier with distortion detection
US5936464A (en) * 1997-11-03 1999-08-10 Motorola, Inc. Method and apparatus for reducing distortion in a high efficiency power amplifier
IT1297358B1 (it) 1997-12-24 1999-09-01 Cit Alcatel Circuito di amplificazione lineare di potenza ad alto rendimento per segnali con elevato rapporto tra potenza di picco e potenza media.
GB2345212B (en) 1997-12-31 2000-11-29 Motorola Inc Device having a tracking power converter for providing a linear power amplifier
US6008698A (en) * 1998-05-18 1999-12-28 Omnipoint Corporation Amplifier with dynamically adaptable supply current
US6107880A (en) 1998-08-06 2000-08-22 Motorola, Inc. Method and apparatus for increasing the linearity of the phase and gain of a power amplifier circuit
US6043707A (en) * 1999-01-07 2000-03-28 Motorola, Inc. Method and apparatus for operating a radio-frequency power amplifier as a variable-class linear amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
DE60125230D1 (de) 2007-01-25
US6970041B2 (en) 2005-11-29
EP1340314B1 (en) 2006-12-13
AU2002212394A1 (en) 2002-05-15
ATE348445T1 (de) 2007-01-15
WO2002037670A1 (en) 2002-05-10
US20040012443A1 (en) 2004-01-22
FI20002396A (fi) 2002-05-01
DE60125230T2 (de) 2007-04-26
FI20002396A0 (fi) 2000-10-31
EP1340314A1 (en) 2003-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100329133B1 (ko) 신호 증폭 장치 및 방법
KR0138224B1 (ko) 무선 주파수 증폭기 바이어스 제어방법 및 장치
US6069530A (en) Apparatus and method for linear power amplification
JP4387936B2 (ja) 高周波用のドハティ型の高効率増幅器、およびその信号処理方法
KR100284798B1 (ko) 전력 증폭기 및 이를 이용한 rf 입력 신호 증폭 방법
KR101101548B1 (ko) 스위칭 모드 전력 증폭 시스템
US9571056B2 (en) Power amplifier with self aligned peaking stage
US6107880A (en) Method and apparatus for increasing the linearity of the phase and gain of a power amplifier circuit
US20020008574A1 (en) Apparatus and method for efficiently amplifying wideband envelope signals
EP0964539A3 (en) Receiver capable of outputting a high quality signal without regard to an input signal level
FI114666B (fi) Linearisointimenetelmä ja vahvistinjärjestely
US6646510B2 (en) Method of adjusting gain and current consumption of a power amplifier circuit while maintaining linearity
US20090028251A1 (en) Method and device for controlling peak power and pulse width of a broadband gaussian pulse high-power rf transmitter
GB2356756A (en) An efficient low distortion amplifier using phase and amplitude detection at input and output to produce correction commands
JP3403195B2 (ja) 特にマイクロ波信号増幅用の衛星搭載mesfet電力増幅器およびその電源ユニット
US20070247232A1 (en) Eer High Frequency Amplifier
KR19990042066A (ko) 가변이득 증폭기
JP4691785B2 (ja) 増幅回路
KR100847237B1 (ko) Rf 피드 포워드 증폭기 및 소신호 비선형성 보상 방법
JP4212596B2 (ja) ドハティ型増幅器
JP4722342B2 (ja) 中間周波数がゼロである構造の送信機で、htb技術によるパワー増幅器を使用可能にする制御方法および回路
US20040072554A1 (en) Automatic-bias amplifier circuit
KR19980017914U (ko) 휴대폰에서 전력증폭기의 효율개선회로
KR20020014253A (ko) 바이어스 전압 조정이 가능한 전력 증폭 회로
JP2000341063A (ja) 高周波電力増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 114666

Country of ref document: FI

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: ELEKTROBIT WIRELESS COMMUNICATIONS OY

Free format text: ELEKTROBIT WIRELESS COMMUNICATIONS OY

MM Patent lapsed