ITRM960394A1 - Procedimento ed apparecchio di amplificazione di segnali. - Google Patents

Procedimento ed apparecchio di amplificazione di segnali. Download PDF

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ITRM960394A1
ITRM960394A1 IT96RM000394A ITRM960394A ITRM960394A1 IT RM960394 A1 ITRM960394 A1 IT RM960394A1 IT 96RM000394 A IT96RM000394 A IT 96RM000394A IT RM960394 A ITRM960394 A IT RM960394A IT RM960394 A1 ITRM960394 A1 IT RM960394A1
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voltage
power
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power amplifier
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IT96RM000394A
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Jin Dong Kim
James John Crnkovic
Armin Werner Klomsdorf
David Sutherland Peckham
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Motorola Inc
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Description

DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di Brevetto d'invenzione, avente per titolo:
Procedimento ed apparecchio di amplificazione di segna, li"
Campo dell'Invenzione
La presente domanda si riferisce agli amplificatori e più particolarmente ad un procedimento e ad un apparecchio per amplificare un segnale.
Precedenti dell'Invenzione
Un amplificatore di potenza (PA) viene usato in un dispositivo per comunicazioni senza filo, per esempio un radio telefono cellulare, per amplificare i segnali a radio frequenza (RF) in modo tale che il dispo sitivo possa comunicare con il ricetrasmettitore di una postazione fissa. Una considerevole potenza viene dissipata nell'amplificatore di potenza in un dispositivo per comunicazioni senza filo. Per esempio, in un radiotelefono cellulare portatile, una significativa percentuale della potenza dissipata viene dispersa nel l'amplificatore di potenza. I rendimenti di un amplifi_ catore dipotenza dipendono significativamente dalle va riazioni di sorgente e di carico che l'amplificatore di potenza subisce attraverso la frequenza di funziona mento di un radiotelefono cellulare. Un problema associato con la progettazione di un amplificatore di potenza ad alto rendimento è quello di compensare adegua, tamente queste variazioni di sorgente e di carico.
I dispositivi per comunicazioni senza filo tipicamente trasmettono segnali a radio frequenza ad una pluralità di livelli di potenza. Per esempio, i radiotelefoni cellulari richiedono sette gradini di 4 dB del_ la potenza di uscita del trasmettitore radio. Tuttavia, l'efficienza dell'amplificatore di potenza varia signi_ ficativamente attraverso l'intervallo di potenza di uscita. Poiché l'efficienza dell'amplificatore di poten za relativa all'assorbimento di corrente viene influen zata nella massima misura a livelli di potenza di usci_ ta superiori, l'amplificatore di potenza è progettato per aumentare al massimo l'efficienza ai livelli di po tenza di uscita superiori. Una tecnica che tende a migliorare l'efficienza o rendimento di potenza richiede la commutazione della corrente di riposo dell'amplificatore di potenza in risposta ad un cambiamento nel gra dino di uscita dell'amplificatore di potenza. In corrispondenza del minimo gradino di potenza, l'amplifica tore di potenza normalmente presenta un modo di funzio namento in classe A. Modificando le condizioni di pola rizzazione dell'amplificatore di potenza ai gradini in feriori , l'amplificatore di potenza potrebbe essere man tenuto a funzionare nel modo in classe AB con un corrispondente miglioramento di rendimento.
Il rendimento operativo è anche particolarmente dipendente dalla variazione dell'impedenza di carico provocata dalle variazioni di impedenza del filtro duplex attraverso una ampia larghezza di banda oppure a causa di fattori ambientali come il collocamento della mano o del corpo di un utente in prossimità dell'anten^ na. L'amplificatore di potenza generalmente è progetta to con un livello di potenza di uscita in saturazione più elevato in confronto con la potenza di uscita tipi_ ca operativa per svolgere le fluttuazioni di potenza provocate dalle variazioni delle impedenze di carico. Per compensare il ridotto rendimento dell'amplificatore di potenza progettato con una tale superiore potenza di uscita, il carico nell'uscita dell'amplificatore di potenza può essere fatto variare mediante la commutazione di un diodo che viene inserito nell'uscita o disinserito da essa. Per esempio, un amplificatore di potenza a doppio modo di funzionamento opera nel modo lineare oppure nel modo di saturazione, sulla base del la commutazione dì carico. Questa commutazione di cari co assorbe il funzionamento del dispositivo su due diversi sistemi radiotelefonici cellulari. Tuttavia, tale commutazione discreta del carico in corrispondenza dell'uscita fornisce qualche miglioramento di rendimeli to, ma non aumenta il rendimento fino al valore massimo.
Il perfezionamento del rendimento di un amplificatore di potenza è essenziale per aumentare il tempo di funzionamento per una data batteria del dispositivo per comunicazionis enza filo. Comunque, in accordo con ciò, vi è la necessità di un procedimento e di un appa recchio per amplificare un segnale a radio frequenza con maggiore rendimento nei confronti delle variazioni di sorgente e di carico. Vi è anche la necessità di far funzionare un amplificatore di potenza in maniera effi_ ciente attraverso un ampio intervallo di tensioni operative.
Breve descrizione dei Disegni La Figura 1 rappresenta uno schema a blocchi di un convenz<’>ionale dispositivo per comunicazioni senza filo, quale un radio telefono cellulare,
la Figura 2 rappresenta uno schema a blocchi di un convenzionale circuito trasmettitore dello schema a blocchi della Figura 1;
la Figura 3 rappresenta uno schema a blocchi di un circuito di trasmissione avente un condensatore va riabile in funzione della tensione secondo la presente invenzione;
la Figura 4 rappresenta uno schema a blocchi di una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore comprendente condensatori variabili in funzione della tensione, collegati in parallelo in con formità con la presente invenzione;
la Figura 5 rappresenta uno schema a blocchi di una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore in conformità con la presente invenzione;
la Figura 6 rappresenta uno schema del circuito di condensatore variabile in funzione della tensione, 505, della Figura 5;
la Figura 7 rappresenta uno schema a blocchi di una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore per un dispositivo per comunicazioni sen za filo in conformità con la presente invenzione;
la Figura 8 rappresenta uno schema del circuito trasmettitore della Figura 7;
la Figura 9 rappresenta un diagramma di flusso che mostra il funzionamento del circuito trasmettitore della Figura 7;
la Figura 10 rappresenta uno schema a blocchi di una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore in conformità con la presente invenzione; la Figura 11 rappresenta uno schema del circuito trasmettitore della alternativa forma di realizzazione della Figura 10;
la Figura 12 rappresenta un diagramma di flusso che mostra il funzionamento del circuito trasmettitore della alternativa forma di realizzazione della Figura 10;
la Figura 13 rappresenta uno schema a blocchi di una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore per un dispositivo per comunicazioni sen za filo in conformità con la presente invenzione; e la Figura 14 rappresenta uno schema del circuito trasmettitore della Figura 13.
Descrizione della preferita forma di realizzazione Il rendimento o efficienza di un amplificatore di potenza è in diretta relazione con la variazione del l'impedenza di carico provocata dalla variazione della impedenza di ingresso del filtro duplex. Questa variazione dell'impedenza di ingresso può essere provocata da una variazione della frequenza di trasmissioni attraverso una ampia larghezza di banda oppure altre variazioni di carico, per esempio la prossimità della ma. no o del corpo di un utente all'antenna. Per compensare questa variazione dell'impedenza di carico, l'impedenza di carico può essere regolata in modo continuo o permanente mediante l'impiego di un condensatore varia, bile in funzione della tensione, in conformità con la presente invenzione. In particolare, un condensatore variabile con la tensione può essere collocato nell'uscita dell'amplificatore di potenza per variare l'impe denza di carico id uscita in modo da migliorare l'effi_ cienza dell'amplificatore di potenza. Alternativamente, un condensatore variabile con la tensione potrebbe essere collocato prima dell'amplificatore di potenza per compensare la variazione dell'impedenza di ingresso e per migliorare altri parametri di funzionamento dello amplificatore di potenza, come il fattore IM, il guada gno, la potenza di uscita ed il livello di rumore. Un condensatore variabile con la tensione potrebbe essere collocato nell'ingresso oppure nell'uscita dell'amplificatore di potenza per far funzionare efficientemente l'amplificatore di potenza attraverso un ampio intervallo di tensioni operative.
Facendo ora in primo luogo riferimento alla Figu ra 1, è rappresentato uno schema a blocchi di un dispo sitivo per comunicazioni senza filo, quale un radiotelefono cellulare incorporante la presente invenzione. Nella preferita forma di realizzazione, un generatore di quadri di tempo ASIC 101, per esempio ASIC realizza to in tecnica CMOS disponibile presso la Motorola, Ine.
ed un microprocessore 103, per esempio 68HC11, microprocessore anche reperibile presso la Motorola, Ine., si combinano per generare il necessario protocollo di comunicazione per il funzionamento in un sistema cellu_ lare. Il microprocessore 103 utilizza la memoria 104 che comprende una memoria RAM 105, una memoria EEPROM 107 ed una memoria ROM 109, preferibilmente consolidate in una singola capsula 111, per eseguire le operazioni necessarie per generare il protocollo e per svol_ gere altre funzioni per l'unità di comunicazioni, come la scrittura su un visore 113, l'accettazione delle in formazioni provenienti da una tastiera 115, il control^ lo di un sintetizzatore di frequenza 125 oppure la ese cuzione di operazioni necessarie per amplificare un se gnale in conformità con il procedimento della presente invenzione. Il circuito ASIC 101 elabora i segnali audio trasformati dalla circuiteria audio 119 provenienti da un microfono 117 ed applicati ad un altoparlante 121.
Un ricetrasmettitore elabora i segnali a radio frequenza. In particolare, un trasmettitore 123 trasmet te attraverso una antenna 129 utilizzando le frequenze portanti prodotte da un sintetizzatore di frequenza 125. L'informazione ricevuta dall'antenna 129 del dispositi vo di comunicazione entra nel ricevitore 127 il quale demodula i simboli comprendenti il quadro del messaggio utilizzando le frequenze portanti fornite dal sintetizzatore di frequenza 125. Il dispositivo per comunicazioni può comprendere facoltativamente un dispositivo 130 di ricezione e di memorizzazione dei messaggi, comprendente mezzi per la elaborazione di segnali digi_ tali. Il dispositivo di ricezione e di memorizzazione dei messaggi potrebbe essere, per esempio, una segrete^ ria telefonica digitale oppure un ricevitore per dispo sitivo segnalatore personale o cercapersone (paging).
Facendo ora riferimento alla Figura 2, uno schema a blocchi illustra il trasmettitore 123 comprendente una circuiteria di amplificazione 203 ed una corrispondente circuiteria di controllo che comprende la circuiteria di rivelazione 215, la circuiteria di inte grazione 217 e la circuiteria di elaborazione 219. La circuiteria di amplificazione 203 contiene almeno un e lemento di amplificazione, per esempio un transistore FET (transistore ad effetto di campo) di arseniuro di gallio per ricevere un segnale di ingresso e per generare un segnale di uscita il quale rappresenta una ver. sione amplificata del segnale di ingresso. Una sorgente di alimentazione 209, per esempio una batteria, genera un segnale di tensione di batteria indicato con il simbolo VB+ ed alimenta energia alla circuiteria di amplificazione 203. Sebbene la batteria comprendente la sorgente di alimentazione 209 possa essere fabbrica, ta in modo da fornire un particolare segnale di tensio. ne di batteria, per esempio 3,0 volt, 4,8 volt oppure 6,0 volt, quando sia stata nominalmente caricata, la circuiteria di amplificazione 203 deve essere capace di funzionare quando la batteria si è significativame^ te scaricata fino ad una tensione inferiore alla parti_ colare tensione.
La circuiteria di amplificazione 203 amplifica il segnale di ingresso 204 a radio frequenza (contener te tipicamente voce e dati da trasmettere) fornito dal_ la circuiteria 205 di ingresso a radio frequenza in un segnale di uscita a radio frequenza amplificato 206. Il segnale di ingresso a radio frequenza 204 viene amplificato in modo tale che la potenza del segnale di u scita a radio frequenza 206 corrisponda ad uno di una pluralità di predeterminati livelli di potenza di usci_ ta che definiscono il funzionamento del trasmettitore 123.-La circuiteria di amplificazione 203 successivamente emette il segnale di uscita a radio frequenza 206 per applicarlo alla circuiteria di uscita a radio frequenza 207.
Lo schema a blocchi della Figura 2 contiene un circuito ad anello di controllo dì potenza di uscita per aumentare al massimo l'efficienza della circuiteria di amplificazione 203. L'anello di controllo di po tenza generalmente viene controllato dalla circuiteria di elaborazione 219. Sebbene il trasmettitore 123 utilizzi la circuiteria di elaborazione integrale 219, la funzionalità del trasmettitore 123 dipendente dall'ela_ boratore o processore potrebbe essere fornita semplice^ mente da un processore centrale per il dispositivo, per esempio il microprocessore 103 rappresentato nella Figura 1.
L'anello di controllo della potenza di uscita maji tiene il valore della potenza del segnale di uscita a radio frequenza 206 ad un livello costante attraverso una variazione della grandezza della amplificazione de la circuiteria di amplificazione 203 attraverso un segnale di controllo 211 per l'amplificatore. L'anello di controllo della potenza di uscita consiste di una circuiteria di rivelazione 215, una circuiteria di eia borazione 219 ed una circuiteria di integrazione 217 e funziona mentre il trasmettitore 123 si trova in funzione.
La circuiteria di rivelazione 215 viene collegata fra la circuiteria di amplificazione 203 e la circuiteria di uscita a radio frequenza 207, come anche alla circuiteria di integrazione 217 per rivelare il livello di potenza del segnale di uscita a radio fraquenza 206. A seguito della rivelazione, la circuiteria di rivelazione 215 genera ed emette in uscita un segnale di uscita 216 rappresentativo della potenza ri^ velata, per applicarlo alla circuiteria di integrazione 217. Il segnale di uscita 216 indicativo della potenza rivelata corrisponde al valore della potenza del segnale di uscita a radio frequenza 206.
La circuiteria di elaborazione 219 viene collega ta alla circuiteria di integrazione 217 per fornire un segnale di controllo 218 di uscita di potenza. Il segnale 218 di controllo della potenza di uscita contiene un valore predeterminato che definisce il valore del_ la potenza che dovrebbe essere espressa nel segnale di uscita a radio frequenza 206. Il valore predeterminato è uno di una pluralità di valori di fase memorizzati in una memoria della circuiteria 219 dell'elaboratore durante la fabbricazione.
La circuiteria di integrazione 217 confronta il segnale 216 di uscita indicativo della potenza rivelata ed il segnale 218 di controllo della potenza di usci_ ta per assicurare che il valore della potenza del segna^ le di uscita a radio frequenza 206 sia corretto. La cir cuiteria di integrazione 217 regola conformemente la grandezza del segnale 211 di controllo dell'amplificatore per assicurare che la circuiteria di amplificazio ne 203 fornisca un segnale di uscita a radio frequenza accurato e costante 206.
Tacendo ora riferimento alla Figura 3, è rappresentato uno schema a blocchi di un circuito trasmettitore incorporante un condensatore variabile con la ten. sione in conformità con la presente invenzione. Una uscita 302 di un amplificatore di pilotaggio viene appli_ cata come ingresso ad un amplificatore di potenza 304 che pilota un carico variabile 306. L'impedenza del ca_ rico variabile può essere modificata sulla base della variazione di frequenza attraverso la larghezza di ban da di trasmissione ed in funzione di altri fattori ambientali, come la prossimità della mano o del corpo del. l'utente all'antenna del dispositivo per comunicazioni senza filo. L'ingresso dell'amplificatore di potenza e la sua uscita sono collegati ad un circuito di control lo 308. Il circuito di controllo 308, che potrebbe essere per esempio unmicroprocessore, determina se l'amplificatore di potenza stia o meno funzionando al massimo rendimento attraverso una valutazione dei segnali di ingresso e di uscita. Il circuito di controllo 308 controlla anche un condensatore 310 variabile in funz ione della tensione, il quale viene collegato all'uscita dell'amplificatore di potenza per mezzo di un con densatore 312. In particolare, il circuito di control10 308 regola la capacità del condensatore 310 variab_i_ le con la tensione in modo da variare il carico sulla uscita dell'amplificatore di potenza ed aumentare al massimo l'efficienza dell'amplificatore di potenza.
Il preferito condensatore variabile con la tensione è descritto nel brevetto statunitense 5.137.835, depositato il 15 Ottobre 1991 (Domanda Numero di Serie 776.111) da Kenneth D. Cornett, E. S. Ramakrishnan, Ga. ry H. Shapiro, Raymond M. Caldwell e Wei-Yean Howng, 11 quale brevetto è citato nella presente a titolo di riferimento. Tuttavia, si potrebbe impiegare un qualsiasi condensatore che utilizzi un materiale ferroelet trico e che fornisca una capacità variabile. Come rappresentato nella forma di realizzazione della Figura 4, in conformità con la presente invenzione, il condensatore 310 variabile con la tensione può essere sostitui_ to da una coppia di condensatori 402 e 404 variabili con la tensione i quali siano di polarità opposta per eliminare una qualsiasi lacuna di linearità durante il funzionamento.
Facendo ora riferimento alla Figura 5, è rappresentato uno schema a blocchi di una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore secondo la presente invenzione. In particolare, un oscillatore controllato dalla tensione (VC0) 501 combina un segnale di informazione con un segnale oscillante di una ce_r ta frequenza per creare il segnale di informazione modulato in frequenza. Il segnale di informazione modula to in frequenza viene quindi applicato ad un elemento tampone o buffer 502 il quale funziona come filtro, ti_ picamente un filtro passa banda, ed un dispositivo di amplificazione che aumenta la grandezza del segnale di informazione modulato in frequenza. Dopo l'amplificazione attraverso il circuito tampone 502, il segnale di ingresso a radio frequenza 204 viene applicato attra. verso un attenuatore variabile 503, che può essere regolato dal segnale 211 di controllo dell'amplificatore, per fornire una elevata attenuazione quando il trasmet. titore 123 non sta trasmettendo oppure una bassa attenuazione per permettere la trasmissione del segnale di ingresso a radio frequenza 204. Il segnale di ingresso a radio frequenza 204 viene applicato ad un circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di potenza, il qua. le forma lo stadio iniziale della circuiteria di ampli ficazione 203. Nella preferita forma di realizzazione, il circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di po tenza è capace di amplificare il segnale di ingresso a radio frequenza 204 da un livello di potenza di circa 8 d8m ad un livello di potenza anche fino a 17 dBm. Il circuito di pilotaggio 504 dell'amplificatore di po tenza è collegato ad un ingresso dell'amplificatore di potenza 304 che forma lo stadio finale della circuiteria di amplificazione 203. A seguito della ricezione del segnale di ingresso a radio frequenza 204 dal circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di potenza, l'amplificatore di potenza 304 amplifica ulteriormente il segnale di ingresso a radio frequenza 204 per generare il segnale di uscita a radio frequenza 206 con un livello di potenza elevato anche fino a 30 dBm. Nella preferita forma di realizzazione, l'amplificatore di potenza 304 è realizzato con un transistore FET ad arseniuro di gallio il quale richiede una tensione di po larizzazione negativa fra circa 0 V e -5,4 V per il fun zionamento.
Fra la circuiteria di amplificazione 203 e la cir cuiteria 207 di uscita a radio frequenza, nell'uscita dell'amplificatore di potenza 304, viene collegato un circuito 505 di controllo di potenza che preferibilmen te comprende una circuiteria 506 basata su un condensa tore variabile con la tensione (VVC). Il circuito 505 di controllo di potenza mantiene il valore della poten za del segnale di uscita a radio frequenza 206 ad un livello costante attraverso una variazione del segnale 211 di controllo dell'amplificatore. Nella forma di rea. lizzazione della Figura 5, il segnale 211 di controllo dell'amplificatore varia il livello della potenza del segnale di uscita a radio frequenza 206 attraverso una variazione del segnale di ingresso alla circuiteria di amplificazione 203. Tuttavia, il segnale 211 di control_ 10 dell'amplificatore potrebbe invece essere applicato allo stadio di pilotaggio oppure allo stadio dell'ampli ficatore di potenza del circuito di amplificazione 203. La circuiteria 506 basata sul condensatore variabile con la tensione preferibilmente comprende oltre ad un condensatore variabile con la tensione una circuiteria di adattamento di uscita, come verrà descritto in maggiore dettaglio con riferimento alla Figura 6.
Il circuito 505 di controllo di potenza preferibilmente comprende un accoppiatore direzionale 507, per esempio un accoppiatore elettromagnetico che applica 11 segnale di uscita a radio frequenza 206 ad un rivelatore 508 senza provocare una eccessiva perdita nel segnale di uscita a radio frequenza 206. Il rivelatore 508 genera un segnale di uscita 216 indicativo della potenza rivelata, il quale viene quindi applicato ad un terminale invertente di un comparatore 509. Una ten sione di riferimento VREF viene applicata al terminale non invertente del comparatore 509. II comparatore 509 genera un segnale 211 di controllo dell'amplificatore, il quale viene applicato ad un attenuatore variabile 503 ed alla circuiteria 506 del condensatore variabile con la tensione, per mezzo di un invertitore 510. Il segnale 211 di controllo dell'amplificatore aumenterà o diminuirà il livello della attenuazione realizzata attraverso l'attenuatore variabile 503, in modo da mam tenere una potenza costante nell'uscita de11'amplifica tore di potenza. Il segnale 211 di controllo dell'ampli_ ficatore varierà anche simultaneamente il carico della uscita dell'amplificatore di potenza attraverso una va riazione di un condensatore variabile con la tensione nella circuiteria 506 del condensatore variabile con la tensione. Il segnale 211 di controllo dell'amplificatore aumenterà al massimo l'efficienza dell'amplificatore di potenza 304, mantenendo costante la potenza di uscita.
Facendo ora riferimento alla Figura 6, uno schema rappresenta il preferito circuito 505 di controllo di potenza in conformità con la forma di realizzazione della Figura 5. In particolare, l'accoppiatore direzio naie 507 preferibilmente comprende un resistore ed un diodo per dirigere il segnale di uscita a radio frequen^ za 206 al rivelatore 508. Il rivelatore 508 preferibil_ mente comprende un filtro passa basso per emettere in uscita il segnale di uscita 216 indicativo della poteri, za rivelata, il quale segnale presenta una tensione che corrisponde al valore della potenza del segnale di usci^ ta a radio frequenza 206. Infine, la circuiteria 506 con condensatore variabile con la tensione comprende un resistore di ingresso 511 collegato fra una coppia di condensatori variabili con la tensione, dielettrica mente opposti, 512 e 513, collegati in serie. I conden_ satori variabili con la tensione sono collegati ad una serie di linee di trasmissione 514, 515 e 516, ciascuno dei quali comprende un condensatore 517, 518 e 519, rispettivamente collegati a massa, con la funzione di bloccare la componente continua. Le linee di trasmìssio ne vengono selezionate per fornire l’appropriato adattamento delle impedenze nell'uscita dell'amplificatore di potenza.
Facendo ora riferimento alla Figura 7, è rappresentato uno schema a blocchi di una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore incorporante la circuiteria basata su condensatori variabili con la tensione. In particolare, un segnale di trasmis sione viene ricevuto nel circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di potenza, collegato all'amplifica. tore di potenza 304. L'uscita dell'amplificatore di po tenza 304 viene collegata alla circuiteria 506 del con_ densatore variabile con la tensione. La circuiteria 506 del condensatore variabile con la tensione viene colle gata ad un carico variabile 306 per mezzo della circui_ teria 207 di uscita a radio frequenza. L'uscita della circuiteria del condensatore variabile con la tensione viene anche collegata alla circuiteria di rivelazione 215 che fornisce un segnale alla circuiteria di integra, zione 217 comprendente un integratore 520 ed un circuì, to 521 di controllo della potenza. In particolare, l'in tegratore 520 riceve il segnale di uscita di potenza 216 della circuiteria di rivelazione 215 sul suo termi, naie di ingresso invertente e riceve un ingresso che rappresenta il segnale di controllo di uscita di poten. za 218 da un convertitore digitale-analogico (D-A) 522 della circuiteria di elaborazione 219 sul suo terminale non invertente. Il segnale 218 di controllo dell'uscita di potenza preferibilmente corrisponde ad un pre. determinato livello di potenza in corrispondenza del quale il trasmettitore dovrebbe stare trasmettendo i se gnali. L'integratore 520 confronta il segnale di controllo 218 indicativo della potenza di uscita con il sei gnale di uscita di potenza rivelato 216. Il circuito 521 di controllo di potenza genera il segnale 211 di controllo dell'amplificatore sulla base del confronto del segbale di controllo di uscita di potenza 218 con il segnale di uscita di potenza rivelata 216. Il segna^ le 211 di controllo dell'amplificatore aumenta o diminuisce l'uscita dello stadio di pilotaggio in modo da mantenere una desiderata potenza di uscita dell'amplificatore di potenza (vale a dire una uscita quando il segnale 218 di controllo dell'uscita di potenza è ugua_ le al segnale di uscita di potenza rivelata 216).
Oltre a mantenere una uscita dell'amplificatore di potenza costante, la circuiteria di elaborazione 219 controlla la circuiteria 506 di condensatore variabile con la tensione per operare in modo da pilotare il cir cuito di amplificazione 203 alla massima efficienza. In particolare, la circuiteria di elaborazione 219 compren de un convertitore analogico-digitale (A/D) 524 che ri_ ceve la tensione di alimentazione della batteria VB+ ed il segnale 211 di controllo dell'amplificatore uscente dal circuito 521 di controllo di potenza. Sebbene sia rappresentato un singolo convertitore A/D 524, potrebbero essere usati separati convertitori A/D. La circui_ teria di elaborazione 219 esegue il monitoraggio del se gnale 211 di controllo dell'amplificatore e della tensione Vg+ di alimentazione della batteria per determinare se l'amplificatore di potenza 304 stia o meno ope^ rando il più strettamente possibile alla saturazione per far funzionare l'amplificatore di potenza con la massima efficienza possibile. Come sarà descritto in dettaglio con riferimento alla Figura 9, il carico sul l'uscita dell'amplificatore dipotenza può essere fatto variare per azionare l'amplificatore di potenza in ma£ giore vicinanza al punto di saturazione. In particolare, la circuiteria di elaborazione 219 comprende anche un convertitore D/A 526 il quale genera il segnale 527 di controllo dei condensatori variabili con la tensione per applicare tale segnale alla circuiteria 506. Que sto segnale potrebbe essere, per esempio, una tensione applicata ad un elettrodo del condensatore variabile con la tensione. Questa variazione del carico compensa una qualsiasi variazione del carico variabile esterno, pur mantenendo costante la potenza dell'uscita. Infine, la circuiteria di elaborazione 219 comprende preferibil mente una memoria 528 per memorizzare i valori di controllo di potenza, i valori della regolazione di fase ed altri parametri operativi.
Facendo ora riferimento alla Figura 8, uno schema rappresenta il circuito trasmettitore della Figura 7. In particolare, l'oscillatore 501 controllato dalla tensione (VCO) ed il circuito tampone o buffer 502 descritti nella Figura 7 sono collegati ad un attenuatore variabile 503 che comprende i resistori variabili. L'attenuatore variabile 503 può essere regolata in modo da fornire una elevata attenuazione quando il trasmet, titore 123 non sta trasmettendo oppure una bassa attenua zìone per permettere la trasmissione del segnale di in_ gresso a radio frequenza 204. Il segnale di ingresso a radio frequenza 204 viene applicato ad un circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di potenza ed all'amplificatore di potenza 304 della circuiteria di amplificazione 203. Nell'uscita dell'amplificatore di poten za 304 viene inserita una circuiteria 506 di condensatore variabile con la tensione. La circuiteria 506 del condensatore variabile con la tensione comprende prefe ribilmente le linee di trasmissione 608 e 609. Il condensatore 606 variabile con la tensione viene collegato ad un condensatore 607 in un nodo fra le linee di trasmissione 608 e 609. Il condensatore 606 variabile con la tensione viene controllato dal segnale 527 di controllo del condensatore variabile con la tensione proveniente dal convertitore D/A 526, per mezzo di un induttore 610. Il segnale generato dal convertitore D/A ed il controllo del condensatore 606 variabile con la tensione verranno discussi in dettaglio con riferimento alla Figura 9.
Fra la circuiteria 506 dei condensatori variabili con la tensione e la circuiteria di uscita a radio frequenza 207 viene inserita la circuiteria di rivelazione 215 per rivelare il livello di potenza del segn£ le di uscita a radio frequenza 206 prima della filtrazlone attraverso la circuiteria di uscita a radio frequenza 207. La circuiteria di rivelazione 215 comprende un accoppiatore direzionale 507 il quale applica il segnale di uscita a radio frequenza 206 ad un rivelato re 508 senza provocare una effettiva perdita per il se gnale di uscita a radio frequenza 206. L'accoppiatore direzionale 507 preferibilmente comprende un resistore ed un diodo per dirigere il segnale di uscita a radio frequenza applicato 206 al rivelatore 508. Il rivelata re 508 comprende un filtro passa basso per emettere in uscita il desiderato segnale di uscita 216 indicativo della potenza rivelata, avente una tensione che corrisponde al valore dell apotenza del segnale di uscita a radio frequenza 206. Il segnale di uscita 216 indica tivo della potenza rivelata viene quindi applicato alla circuiteria di integrazione 217.
Allo scopo dimantenere ad un livello costante il valore della potenza del segnale di uscita a radio fre quenza 206, la circuiteria di elaborazione 219 fornisce anche il.segnale 218 di controllo della potenza di usc_i_ ta. Il segnale 218 di controllo della potenza di uscita rappresenta una tensione che corrisponde al valore della potenza che dovrebbe essere contenuta nel segnale di uscita a radio frequenza 206. Il segnale 218 di controllo della potenza di uscita viene generato prefe ribiliTiente da un microprocessore 617, per esempio il mi_ crocontrollore 63HC11 disponibile presso la Motorola, Ine-, contenuto nella circuiteria di elaborazione 219. II microprocessore 617 determina quale della pluralità di predeterminati livelli di potenza di uscita il trasmet titore 123 dovrebbe generare sulla base di una istruzione di controllo di potenza trasmessa da un ricetrasmettitore fisso.
Il microprocessore 617 accede anche ai valori di regolazione di fase memorizzati in una associata memoria 528, allo scopo di regolare la tensione del segnale 218 di controllo della potenza di uscita. Durante la fabbricazione del radiotelefono 100, i valori di regolazione di fase vengono programmati nella memoria 528. I valori di regolazione di fase memorizzati tipicamente consistono di una pluralità di predeterminati livel_ li di potenza di uscita. Ciascuno della pluralità dei predeterminati livelli di potenza di uscita rappresenta un valore di potenza effettivo che definisce il valore della potenza del segnale di uscita a radio frequenza 206. Il microprocessore 617 seleziona il segnale 218 di controllo della potenza di uscita dai valori di regolazione di fase memorizzati nella memoria 528, attraverso il confronto del predeterminato livello di potenza di uscita con il livello di potenza di uscita con il livello di potenza di uscita determinato dalla istruzione di controllo della potenza.
La circuiteria di integrazione 217 controlla il valore della potenza del segnale di uscita a radio fre_ quenza 206 attraverso una variazione del segnale di con trollo 211 dell'amplificatore in risposta al confronto del segnale 216 indicativo della potenza di uscita rivelata e del segnale 218 di controllo della potenza di uscita. Il segnale 216 indicativo della potenza di usci ta rivelata ed il segnale 218 di controllo della poten_ za di uscita sono preferibilmente applicati ai rispettivi ingressi negativo (-) e positivo (+) dell'integra tore 520. La circuiteria di integrazione 217 inoltre comprende un circuito 521 di controllo di potenza collegato fra l’uscita dell'integratore 520 ed il circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di potenza. Il circuito 521 di controllo di potenza agisce come circuito tampone e potrebbe comprendere, per esempio, un transistore 627 di tipo NPN ed un transistore MOSFET (transistore ad effetto di campo realizzato in tecnolo_ già metallo ossido semiconduttore) 629, funzionante nel modo ad arricchimento o ad esaltazione con canale P. Un resistore 631 collega la base del transistore NPN 627 all'ingresso dell'integratore 623. Il collettore del transistore NPN 627 viene collegato alla regione di ga te o di controllo del transistore MOSFET 629. Un resistor 633 collega la regione di controllo del transisto re MOSFET 629 alla tensione VQ . La regione di drain o di scarico del transistore MOSFET 629 viene collegata per mezzo di unresistore 635 all'emettitore del transi_ store NPN 627 che è collegato a massa per mezzo del r sistore 637.
Durante il funzionamento, se la tensione del segnale di uscita 216 indicativo della potenza rivelata è inferiore alla tensione del segnale 218 di controllo della potenza di uscita, la tensione sull'uscita dello integratore 520 viene aumentata. Su misura che la tensione aumenta, la corrente che fluisce nella base del transistore NPN 627 aumenta, facendo aumentare la corrente che fluisce nel collettore del transistore NPN 627. Quando la corrente che fluisce nel collettore del transistore NPN 627 aumenta, la tensione attraverso il resistere 633 che collega sia la sorgente di potenza 209 sia la regione di sorgente del transistore MOSFET 629 alla regione di controllo del transistore MOSFET 329 aumenta facendo diventare conduttore il transistore MOSFET 629. A seguito della commutazione allo stato conduttore, una porzione della corrente di scarico del transistore MOSFET 629 comprendente il segnale 211 di controllo dell'amplificatore fluisce nel circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di potenza e modifica la grandezza della amplificazione della circuiteria di amplificazione 203. Un'altra porzione delia corrente di scarico o di drain fluisce attraverso il resistere 635 ed il resistore 637, generando sull'emettitore del tran, sistore 627 una tensione che tende ad interdire o disat tivare il transistore 627.
Viceversa, se la tensione del segnale di uscita 216 indicativo della potenza rivelata è maggiore della tensione del segnale 218 di controllo della potenza di uscita, la tensione sull'uscita dell'integratore 520 vie ne diminuita. Una diminuzione della tensione sull'usci ta dell'integratore 520 provoca una diminuzione della corrente che fluisce nella base del transistore NPN 627. Ciò, a sua volta, provoca una ulteriore diminuzione de_ la corrente che fluisce nel collettore del transistore NPN 627 provocando una caduta di tensione attraverso il resistore 633 che comporta la commutazione del transistore MOSFET 629 nello stato di interdizione, riducendo il segnale 211 di.controllo dell'amplificatore. Una riduzione del segnale di controllo dell'amplificatore spinge il circuito 504 di pilotaggio dell'amplificatore di potenza a ridurre la grandezza della amplificazio ne della circuiteria di amplificazione 203.
Oltre a mantenere costante la potenza nell'uscita, la circuiteria di elaborazione 219 regola anche la tensione di controllo sul condensatore variabile con la tensione 606 per variare il carico sull’uscita dell'am plificatore di potenza 304 in modo da spingere la circuiteria di amplificazione 203 ad operare il più vicino possibile al punto di saturazione, senza impedire a_l. l'anello di controllo della potenza di uscita di mante, nere il necessario livello di potenza del segnale di u. scita a radio frequenza 206. Poiché la potenza di usci_ ta diminuisce quando il circuito di amplificazione 203 funziona in maggiore vicinanza al punto di saturazione, la tensione sul condensatore variabile con la tensione 606 viene dinamicamente aumentata o diminuita cosi da mantenere la richiesta potenza del segnale di uscita a radio frequenza 206 ed aumentare al massimo l'efficien za della circuiteria di amplificazione 203.
In particolare, il microprocessore 617 della cir cuiteria di elaborazione 219 funziona nel senso di aumen tare o diminuire dinamicamente la tensione sul condensatore variabile con la tensione 606 in risposta ai li. velli di tensione della sorgente di alimentazione 209 e del segnale 211 di controllo dell'amplificatore. I li velli di tensione sia della sorgente di potenza 209 sia del segnale 211 di controllo dell'amplificatore vengono applicati al microprocessore 617 attraverso un rispet tivo convertitore analogico-digitale (A/D) 524 contenu to nella circuiteria di elaborazione 219. Il convertitore A/D 524 converte le tensioni analogiche continue variabili nel tempo della sorgente di potenza 209 e del segnale 211 di controllo di amplificazione in discreti valori digitali. Il microprocessore 617 confronta i li velli di tensione della sorgente di potenza 209 e del segnale di controllo 211 dell'amplificatore rispetto ad un predeterminato valore memorizzato nella memoria 528. Se il livello di tensione della sorgente di potenza 209 rientra nel valore predeterminato del livello di tensio ne del segnale 211 di controllo dell'amplificatore, il microprocessore 617 regola la tensione del condensatore variabile con la tensione 606 per impedire alla cir cuiteria di amplificazione 203 di entrare in saturazio_ ne. Alternativamente, se il livello di tensione della sorgente di potenza 209 non rientra nel valore predeter^ minato del livello di tensione del segnale 211 di controllo dell'amplificatore, il microprocessore 617 rego la la tensione del condensatore 606 variabile con la tensione in senso opposto per spingere la circuiteria di amplificazione 203 in maggiore vicinanza al punto di saturazione e cosi migliorare l'efficienza della circui_ teria di amplificazione 203.
Facendo ora riferimento alla Figura 9, un diagram ma di flusso mostra il preferito procedimento per ampli_ ficare efficientemente un segnale in conformità con la presente invenzione. Il codice per controllare gli eie menti del radiotelefono 100 e per implementare la procedura della presente invenzione possono essere memoriz_ zati nella circuiteria di elaborazione 219 e possono es_ sere eseguiti da essa. Dopo l'avviamento dell'algoritmo nell'operazione 702, la circuiteria di elaborazione 219 imposta la tensione del condensatore variabile con la tensione ad un valore nominale, per esempio 0 volt oppure 2 volt nell'operazione 704. Nell'operazione 706, la circuiteria di elaborazione 219 determina se il trasmettitore 123 sia o meno manipolato oppure, in effetti sia preparato alla trasmissione. L'operazione 706 viene ripetuta fino a che il trasmettitore 123 risulta approntato.
Una volta che il trasmettitore 123 sia stato approntato nell'operazione 706, la circuiteria di elaborazione 219 regola la tensione del condensatore variabile con la tensione per aumentare l'impedenza di cari_ co dell'amplificatore di potenza, in una operazione 708. La circuiteria di elaborazione 219 quindi determina se incrementare o decrementare la tensione del condensato re variabile con la tensione della circuiteria di ampli ficazìone 203 per aumentare l'efficienza. Nell'operazi£ ne 710, la circuiteria di elaborazione 219 determina se la differenza fra la tensione della sorgente di potenza 209, vale a dire Vg+, ed il segnale 211 di controllo dell'amplificatore ("la tensione di controllo") sia o meno compresa in un intervallo predeterminato. Nella preferita forma di realizzazione, l'intervallo preferi_ to è di 0,2 V che corrisponde alla minima caduta di ten sione attraverso il transistore ad effetto di campo 629 incluso nella circuiteria di integrazione 217 (vedere la Figura 3). Se la differenza fra la tensione VB + ed il segnale 211 di controllo dell'amplificatore è inferiore a 0,2 V, la tensione del condensatore variabile con la tensione viene regolata per diminuire l'impeden za di carico dell'amplificatore di potenza, in una ope razione 712.
Se la differenza fra la tensione V3B+ e la tensio ne del segnale 211 di controllo dell'amplificatore è su. periore a 0,2 V, la circuiteria di elaborazione 219 va ria la tensione del condensatore variabile con la tensione per aumentare l'impedenza di carico dell'amplifi_ catore dipotenza, in una operazione 714, spingendo la circuiteria di amplificazione 203 a funzionare in un pun to più vicino alla saturazione ed aumentando cosi l'ef ficienza della circuiteria di amplificazione 203.
Dopo aver aumentato o diminuito la tensione del condensatore VVC, la circuiteria di elaborazione 219 an. cora una volta determina se il trasmettitore 123 sia o meno approntato, nell'operazione 716. Se viene accerta, to che il trasmettitore 123 è avviato, la circuiteria di elaborazione 219 ritorna all'operazione 710. Se il trasmettitore 123 non è approntato, la circuiteria di elaborazione 219 ritorna all'operazione 704.
Facendo ora riferimento alla Figura 10, uno sche ma a blocchi mostra una alternativa forma di realizzazione di un trasmettitore in conformità con la presente invenzione. La circuiteria di VVC 506 della Figura 10 comprende preferibilmente due condensatori variabili con la tensione per controllare in maniera più accu. rata un carico nell'uscita dell'amplificatore di poten za. Uno dei condensatori variabili con la tensione vie ne regolato sulla base di un confronto fra il segnale 211 di controllo dell'amplificatore e la sorgente di p£ tenza 209. Un secondo condensatore variabile con la ten sione della circuiteria 506 di VVC viene regolato sulla base della corrente nell'amplificatore di potenza 304. Come rappresentato nella Figura 10, il circuito 802 di rivelazione della corrente esegue il monitoraggio della corrente estratta nell'amplificatoredi poten. za 304 e fornisce un segnale di uscita al convertitore A/D 524. La circuiteria di elaborazione 219 genera un segnale 805 di controllo del condensatore variabile con la tensione dal convertitore D/A 804 per controllare il secondo condensatore variabile con la tensione della circuiteria 506 di VVC. Controllando separatamente i due condensatori variabili con la tensione della circuiteria 506, la forma di realizzazione della Figura 10 aumenta al massimo l'efficienza dell'amplificatore di potenza per ridurre la corrente di uscita e per abbassare l'assorbimento di corrente dalla batteria per 11 dispositivo.
Facendo ora riferimento alla Figura 11, uno sche_ ma del circuito trasmettitore della Figura 10 mostra la preferita disposizione per il circuito 802 di rivelazi£ ne della corrente e per la circuiteria 506 dei condensatori variabili con la tensione. Il circuito rivelat£ re di corrente 806 preferibilmente comprende un transi store MOSFET 807 avente una regione di sorgente collegata alla sorgente di potenza 209 ed una regione di co£ trollo che viene controllata dal microprocessore 617. Un resistore 808 viene collegato fra la regione di sc£ rico o di drain del transistore MOSFET 802 e l'amplifi catore di potenza 304. I terminali del resistore di ri_ velazione 808 vengono collegati ad un convertitore ana logico-digitale 524 della circuiteria di elaborazione 219. Il microprocessore 617 quindi genera un segnale di controllo 805 dal convertitore digitale-analogico 804. Il segnale di controllo 527, che controlla un primo con densatore variabile con la tensione 810, come rappresen tato nella forma di realizzazione della Figura 9, ed il segnale di controllo 805 vengono controllati in modo da cooperare fra loro per massimizzare l'efficienza dello amplificatore di potenza 304.
La circuiteria 506 dei condensatori variabili con la tensione preferibilmente comprende un induttore 810 per ricevere il segnale 527 di controllo dei condensatori variabili con la tensione, il quale controlla il condensatore 812 variabile con la tensione che è colle gato all'uscita dell'amplificatore di potenza per mezzo di un condensatore 813. Il segnale 805 di controllo del condensatore variabile con la tensione viene appl_i_ cato ad un secondo condensatore 814 variabile con la tensione per mezzo di un induttore 815. Il condensatore 814 variabile con la tensione viene anche collegato all'uscita dell'amplificatore di potenza per mezzo di un condensatore 816. La circuiteria 506 dei condensato ri variabili con la tensione comprende preferibilmente le linee di trasmissione 818, 820 e 822 per adattare la impedenza nell'uscita dell'amplificatore di potenza.
Facendo ora riferimento alla Figura 12, un diagramma di flusso rappresenta il preferito procedimento per amp1ificare efficientemente un segnale in conformi tà con la presente invenzione. Il codice per controlla^ re gli elementi del radiotelefono 100 e per implementa re il procedimento della Figura 12 possono anche essere memorizzati ed eseguiti dalla circuiteria di elaborazione 219. Dopo l'avviamento dell'algoritmo nell'ope. razione 902, la circuiteria di elaborazione 219 regola la tensione VVC ad un valore nominale, nell'operazione 904. Nell’operazione 906, la circuiteria di elaborazi£ ne 219 determina se il trasmettitore 123 sia stato manipolato per il funzionamento ovvero in effetti preparato alla trasmissione. L'operazione 906 viene ripetuta fino a che il trasmettitore 123 risulta approntato.
Una volta che il trasmettitore 123 sia stato a£ prontato, nell'operazione 906, la circuiteria di elab£ razione 219 regola la tensione VVC1 e la tensione VVC2 per minimizzare la corrente ISENSE nell'operazione 908.
Le tensioni VVC^ e VVC2 possono essere regolate nella stessa direzione oppure potrebbero essere regolate indipendentemente per minimizzare la corrente IsENS E. circuiteria di elaborazione 219 quindi determina se re golare o meno le tensioni VVC della circuiteria di amplificazione 203 per aumentare l'efficienza. Nell'operazione 910, la circuiteria di elaborazione 219 determina se la differenza fra la tensione della sorgente di potenza 209, vale a dire VB , e la tensione del segnale 211 di controllo dell'amplificatore ("tensione di controllo") sia o meno contenuta in un intervallo predeterminato. Nella preferita forma di realizzazione, lo intervallo predeterminato è di 0,2 V che corrisponde aj_ la caduta di tensione minima attraverso il transistore ad effetto di campo 329 incluso nella circuiteria di ijn tegrazione 217. Se la differenza fra la tensione V_D+ e la tensione di controllo è inferiore a 0,2 V, le tensio ni VVC1 e VVC2 vengono regolate, in una operazione 912, in opposizione alla regolazione effettuata nell'operazione 908 per impedire all'amplificatore di potenza di funzionare troppo all'interno della regione di saturazione. Alternativamente, le tensioni VVC1 e VVC5 potreb bero essere indipendentemente regolate mentre si esegue il monitoraggio della corrente ISENSE per aurnentare al massimo l'efficienza dell'amplificatore di potenza.
Se la differenza fra la tensione V_B+ e la tensi—o ne di controllo è superiore a 0,2 V, la circuiteria di elaborazione 219 varia ancora le tensioni dei condensa tori variabili con la tensione per ridurre la corrente ISENSE in una operazione 714» costringendo la circuita ria di amplificazione 203 ad operare in maggiore vicinanza al punto di saturazione ed aumentando così l'efficienza della circuiteria di amplificazione 203. Dopo aver aumentato o diminuito la tensione dei condensatori variabili con la tensione, la circuiteria di elaborazione 219 determina ancora una volta se il trasmetta tore 123 sia o meno approntato al funzionamento, nella operazione 916. Se viene accertato che il trasmettitore 123 è approntato, la circuiteria di elaborazione 219 ritorna all'operazione 910. Se il trasmettitore 123 non è approntato, la circuiteria di elaborazione 219 ritor; na all'operazione 904.
Facendo ora riferimento alla Figura 13, uno sche ma a blocchi mostra una alternativa forma di realizzazione di un circuito trasmettitore per un dispositivo di comunicazioni senza filo in conformità con la presero te invenzione. La forma di realizzazione della Figura 13 incorpora un circuito VVC nell'ingresso dell'amplificatore dipotenza per compensare le variazioni della impedenza di ingresso. Il condensatore variabile con la tensione viene posizionato prima dell'amplificatore di potenza per migliorare altri parametri dell'amplificatore di potenza, quale l'indice IM, il guadagno, la po tenza di uscita ed il livello di rumore. In particolare, la circuiteria 506 dei condensatori variabili con la tensione è posizionata fra il circuito di pilotaggio 504 e l'amplificatore di potenza 304. La circuiteria 506 dei condensatori VVC riceve il segnale 527 di controllo del condensatori VVC. La circuiteria 219 di elabora, zione genera il segnale 527 di controllo dei condensatori variabili con la tensione sulla base del segnale di uscita dell'amplificatore di potenza ricevuto nella circuiteria di rivelazione 215. La restante porzione della circuiteria opera nella stessa maniera specifica, ta nella Figura 7. La Figura 14 mostra uno schema del circuito della Figura 13. Il funzionamento del circuito della Figura 14 è descritto in dettaglio con riferì^ mento alla Figura 8. Tuttavia, il segnale 527 di controllo dei condensatori variabili con la tensione viene generato per migliorare i parametri dell'amplificatore di potenza, come il fattore IM, il guadagno, la po tenza di uscita, il livello di rumore o le diverse regioni di funzionamento della batteria, sulla base di u na valutazione del segnale di uscita dalla circuiteria di elaborazione 219. Mentre la circuiteria dei condensatori variabili con la tensione è preferibilmente posizionata fra il circuito di pilotaggio e l'amplificatore di potenza, il circuito dei condensatori variabili con la tensione potrebbe essere posizionato in una qualsiasi posizione prima dell'amplificatore di potenza.
In definitiva, la presente invenzione modifica l'impedenza di carico nell'uscita dell'amplificatore di potenza per massimizzare l'efficienza dell'amplificatore di potenza- In una prima forma di realizzazione, un integratore genera un segnale di controllo sulla ba sa del confronto di un segnale di uscita rivelato e di un segnale di riferimento. Il segnale di controllo è preferibilmente applicato ad un attenuatore variabile per fornire un controllo per un convenzionale anello di controllo di potenza. Il segnale di controllo viene an che applicato ad un circuito di condensatore variabile con la tensione per controllare l'impedenza di uscita dell'amplificatore di potenza e per massimizzare l'efficienza dell'amplificatore di potenza. In una alterna, tiva forma di realizzazione, un integratore genera un segnale di controllo di potenza basato sul confronto fra un segnale di uscita rivelato ed un segnale di riferimento. Il segnale di controllo di potenza è preferibilmente applicato ad uno stadio di pilotaggio di un amplificatore di potenza per fornire un controllo per un convenzionale anello di controllo di potenza. Il se gnale di controllo del condensatore variabile con la tensione basato su un confronto fra il segnale di controllo di potenza e la tensione della batteria viene an che applicato ad un circuito di condensatore variabile con la tensione per controllare l'impedenza di uscita dell'amplificatore di potenza e per massimizzare l'efficienza dall'amplificatore di potenza. Inoltre, un Se condo condensatore variabile con la tensione può essere collegato in parallelo al primo condensatore variabile con la tensione. Il secondo condensatore variabile con la tensione può essere controllato da un segnale basato sulla corrente nell'amplificatore di potenza. Infine, una alternativa forma di realizzazione incorpo ra un circuito di condensatori variabili con la tensio ne nell'ingresso dell'amplificatore di potenza per com pensare le variazioni dell'impedenza di ingresso, in modo da migliorare altri parametri dell'amplificatore di potenza come l'indice IM, il guadagno, la potenza di uscita ed il livello di rumore.
Sebbene l'invenzione sia stata descritta ed illustrata nella precedente descrizione e nei disegni, de. ve essere sottinteso che questa descrizione è stata da. ta soltanto a titolo di esempio e che numerose varianti e modificazioni possono essere apportate da coloro che sono esperti nel ramo senza allontanarsi dall'effet tivo spirito e dall'ambito dell'invenzione. Per esempio, condensatori variabili con la tensione potrebbero esse re inseriti sia nell'ingresso sia nell'uscita dell'amplificatore di potenza in un dispositivo di segnalazio. ne per controllare le variazioni sia dell'impedenza di sorgente sia dell'impedenza di carico- Sebbene la presente invenzione trovi particolare applicazione nei ra diotelefoni cellulari portatili, l’invenzione potrebbe essere applicata ad un qualsiasi dispositivo per comunicazioni senza filo, inclusi i cercapersone, gli orga. nizzatori elettronici o i calcolatori. L'invenzione in argomento dovrebbe essere limitata soltanto dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per amplificare un segnala, comprendente: un amplificatore di potenza avente un ingresso ed una uscita, detto amplificatore di potenza essendo adatto a ricevere un segnale di ingresso ed a generare un segnale di uscita che rappresenta una versione ampli ficata di detto:segnale di ingresso; un condensatore variabile con la tensione colle gato a detta uscita di detto amplificatore di potenza;e un circuito di controllo collegato a detto primo condensatore variabile con la tensione per controllare la capacità di detto primo condensatore variabile con la tensione.
  2. 2. Apparecchio per amplificare un segnale secon do la rivendicazione 1, ulteriormente comprendente un circuito di rivelazione di potenza collegato a detta u_ scita per rivelare la potenza di uscita di detto segna^ le di uscita e per applicare un segnale di uscita rappresentativo della potenza rivelata a detto circuito di controllo.
  3. 3. Apparecchio per amplificare un segnale secon do la rivendicazione 2, in cui detto circuito di contro^ tenza rivelata a detto amplificatore di potenza, in cui detto circuito di controllo genera un segnale di controllo di detto primo condensatore variabile con la ten_ sione per applicarlo a detto primo condensatore variabile con la tensione.
  4. 4. Apparecchio per amplificare un segnale secon do la rivendicazione 3, in cui detto segnale di contro^ lo del condensatore variabile con la tensione è basato su detto segnale di controllo di potenza e su un segna le indicativo della tensione della batteria.
  5. 5. Apparecchio per amplificare un segnale secon do la rivendicazione 3, ulteriormente comprendente un circuito di rivelazione o di lettura di corrente colle, gato a detto amplificatore di potenza per monitorare la corrente in detto amplificatore dipotenza, in cui detto circuito di controllo viene collegato a detto circuì, to di lettura della corrente per monitorare la corrente in detto amplificatore di potenza.
  6. 6. Procedimento per amplificare un segnale, compren dente le seguenti operazioni: collegare un primo condensatore variabile con la tensione ad una uscita di un amplificatore di potenza; generare un segnale di uscita su detta uscita il quale rappresenti una versione amplificata di un segna, le di ingresso ricevuto nell'ingresso di detto amplifi catone di potenza; e controllare la capacità di detto primo condensa, tore variabile con la tensione.
  7. 7. Procedimento per amplificare un segnale secon do la rivendicazione 6, ulteriormente comprendente la operazione di rivelare la potenza di uscita di detto se gnale di uscita e per applicare un segnale indicativo della potenza di uscita rivelata ad un circuito di con trollo per controllare l'amplificazione di detto ampli_ ficatore di potenza.
  8. 8. Procedimento per amplificare un segnale secon do la rivendicazione 7, ulteriormente comprendente la operazione di applicare un segnale di controllo di potenza basato su detto segnale indicativo della potenza di uscita rivelata a detto amplificatore di potenza.
  9. 9. Procedimento per amplificare un segnale secon. do la rivendicazione 8, in cui detta operazione di con. trollo della capacità comprende ulteriormente l'operazione di generare un primo segnale di controllo del coni densatore variabile con la tensione basato su detto se. gnale di controllo di potenza e su un segnale indicati vo della tensione della batteria.
  10. 10. Procedimento per amplificare un segnale secondo la rivendicazione 9, ulteriormente comprendente l'operazione di rivelare la corrente in detto amplificatore di potenza.
IT96RM000394A 1995-06-07 1996-06-05 Procedimento ed apparecchio di amplificazione di segnali. IT1285195B1 (it)

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