SE506841C2 - Anordning och förfarande för fasdistorsionskompensering - Google Patents

Description

15 20 25 30 506 841 2 Vissa olinjära förstärkare uppvisar kraftig fasdistorsion vid höga effekter, men dessa används ändå i en del tillämpningar eftersom de har bättre verkningsgrad än linjära förstärkare.

I TDMA tillämpningar används pulsade förstärkare. Detta innebär att effekten stegras i enlighet. med. en. rampfunktion, “rampas upp", till en för sändning lämplig uteffekt. När sändningen avslutas sänks effekten pà motsvarande sätt enligt en rampfunktion dvs “rampas ner”. Upp - respektive nerrampning sker under mycket korta tidsintervall. Den fasmodulering som beror av upp- och nerrampning orsakar en breddning i utsignalens frekvensspektrum. Genom att kompensera för fasmoduleringen ökar möjligheterna att uppfylla givna standardiseringskrav -(exempelvis GSM).

Genom den publicerade PCT-ansökan WO,A1,95/23453 (Motorola) är det tidigare känt att motverka fasdistorsion med en återkoppling som ansluts till effektförstärkarens utgång och innesluter effektförstärkaren i en faslàsningsloop.

Effektförstärkaren. matas med. en fasmodulerad. signal frán en fasmodulationsstyrloop, vilken innefattar en faslåsningsloop med en áterkopplingsslinga ansluten till effektförstärkarens ingång. Genom att införa en switchkrets i fasmodulationsstyrloopen är det möjligt att omkoppla mellan de tvà àterkopplingarna. I praktiken är det emellertid omöjligt att få snabb faslåsning till rätt fas genom att koppla om mellan återkopplingsslingorna på det kända sättet. Särskilt vid radiotillämpningar av typen TDMA, som utnyttjar pulsade förstärkare, ligger problemen i att upp- respektive nedrampning sker mycket snabbt. De överslängar som genereras i utsignalens envelopp áterkopplas och adderas till de transienter som omkopplingen orsakar. Faslàsningen tar därmed oacceptabelt 10 15 20 25 506 841 lång tid. Läsningen kan även helt utebli. Dessa nackdelar och problem kan förorsaka att viktig information som finns lagrad i en signal helt eller delvis förloras. Det får därför anses vara önskvärt att kunna hitta en ny lösning till dessa nackdelar och problem som tidigare känd teknik är behäftad med.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning angriper ett problem hur amplitudens fasmodulerande effekt kan kompenseras för vid pulsade effektförstärkare.

(Ett annat problem som angripes är hur en fasdetektor snabbt, säkert och i god tid före upp- respektive nerrampning av effekten hos effektförstärkaren bringas till låsning vid korrekt fas.

Som konstaterats ovan är tidigare känd faslàsningsteknik behäftad med vissa nackdelar och problem. Dessa angripes med föreliggande uppfinning.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ange ett förfarande och en anordning som kompenserar för amplitudens fasmodulerande effekt.

Ytterliggare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ange ett förfarande och en anordning som eliminerar transienter och brusiga àterkopplingssignaler. Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ange ett förfarande och en anordning som möjliggör att en fasdetektor 10 15 20 25 30 506 841 4 snabbt, säkert och i god tid före upp- respektive nerrampning av effekten hos effektförstärkaren låser till korrekt fas.

Ett annat ändamål med den föreliggande uppfinningen är att ange ett förfarande och en anordning som motverkar de nackdelar och problem som finns med förut känd faslåsningsteknik.

I korthet innebär lösningen att den signal som ska förstärkas återkopplas till en krets som kombinerar en del av denna förstnämnda signal med en del av' den återkopplade förstärkta signalen från utgången på effektförstärkaren så att en mjuk övergång sker i den ena signalens dominans över den andra signalen när de två signalerna kombineras till en utsignal från den kombinerande kretsen.

En faslåsnings- och upptransponeringsloop innefattar en fasdetektor, en till denna ansluten integrerande filterkrets på vars utgång en spänningsstyrd oscillator är ansluten samt en återkopplingsslinga ansluten till en ingång på en mixer med ytterliggare en ingång för en signal från en lokaloscillatorkälla och utgång som är ansluten till en av fasdetektorns båda ingångar. En effektförstärkare är ansluten till den spänningsstyrda oscillatorns utgång, men förstärkaren ingår ej i loopen. Idén innebär att den befintliga faslåsnings- och upptransponeringsloopen utnyttjas genom att denna kompletteras dels med ett kombinerande organ, en så kallad kombinationskrets, och dels med en andra återkopplingsslinga från utgången på effektförstärkaren. Därmed kan effektförstärkaren inkluderas i faslåsnings- och upptransponeringsloopen. Faslånings- och upptransponeringsloopen kan också betecknas som en fasmodulationsstyrloop vilken har faslåsnings- och frekvenstransponeringsfunktioner. Innan upprampningen av effektförstärkaren startas, låses loopen på 10 15 20 25 5 sne 841 utsignalen från den spänningsstyrda oscillatorn med hjälp av den första àterkopplingsslingan. Allt eftersom uteffekten ökar kommer den àterkopplade signalen från effektförstärkarens utgång via den andra àterkopplingsslingan att gradvis dominera som återkopplingssignal över den àterkopplade oscillatorsignalen via den första àterkopplingsslingan. Denna gradvisa (eller successiva) ändring av förhållandet mellan signalerna fràn de två àterkopplingsslingorna i en ny àterkopplingssignal kan beskrivas som en mjuk övergång. Om loopens bandbredd är tillräckligt hög så kommer effektförstärkarens fasvridning under upprampningen att elimineras.

En fördel med föreliggande uppfinning är att övergången är r-en varvid inga transienter genereras som förlänger den tid dc: ti: för en faslásningsfunktion i en fasmodulationsstyrloop att ;5_. mot korrekt fas.

Ytterliggare en fördel med den föreliggande uppfinningen àx u" bredbandigt brus från källor före fasdetektorn ; fasmodulationsstyrloopen filtreras bort effektivt. En sådan källa kan vara bruset fràn en IQ-modulator.

En annan fördel är att en konstruktör ges större frihet och fler möjligheter att välja mellan olika befintliga effektförstärkare som kan ges önskade egenskaper genom att utnyttja den föreliggande uppfinningen.

Ytterliggare en fördel är att uppfinningen kan utnyttjas i mobiltelefonitillämpningar oavsett om informationssignalen fasmoduleras eller amplitudmoduleras. 506 841 6 10 15 20 Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning.

FIGURBESKRIVNING Figur 1A visar ett blockschema av en sändare med antenn.

Figur 1B illustrerar på en effektaxel det relativa läget mellan olika uteffekter hos sändaren.

Figur 2A visar i ett tid-amplitud-diagram hur styrsignalen Imw varierar med tiden enligt den fastslagna GSM-standarden.

Figur 2B visar i ett diagram variationen hos uteffekten Pam med tiden, när effektförstärkaren styrs i enlighet med GSM-standard.

Figur 3 visar ett blockschema av en tidigare känd sändare.

Figur 4 visar i ett kretsschema ett utföringsexempel av en kombinationskrets.

Figur 5 visar i ett kretsschema ytterliggare en utföringsform av en kombinationskrets.

Figur 6 visar i ett blockschema en utföringsform av den uppfunna anordningen för fasdistorsionskompensering.

Figur 7 visar i ett blockschema ytterliggare en utföringsform av den uppfunna anordningen för fasdistorsionskompensering.

Figur 8A illustrerar' med hjälp av en tidsaxel och markerade tidpunkter principen för tidsstyrningen av faslàsningen hos anordningen enligt figur 7.

H10 15 20 25 'I 506 841 lFigur 8B illustrerar i ett tid-amplitud-diagram variationen med tiden av en utsignal från en svepkrets inordnad i anordningen enligt figur 7.

I figur 9 presenteras i ett flödesdiagram ett förfarande enligt uppfinningstanken för att kompensera för fasdistorsion.

FÖREDRAGNA UTr-'önmcsrommn Följande utföringsformer av uppfinningen kommer att relatera till tillämpningar för sändare vid radiokommunikation.

Emellertid kan den uppfunna fasdistorsionskompenseringen utnyttjas vid andra tillämpningar.

Figur 1A visar ett blockschema av en i en sändare ingående effektförstärkare 3 (PA) med en signalingàng för en insignal sv en styringàng för en styrsignal Imw och en signalutgàng för en signal sl med en uteffekt Pam. Styrsignalen Iam genereras i en förstärkarstyranordning 5 (PAC) för styrning av uteffekten P Out. ' En fasmodulationsstyrloop 7 (PHC) genererar signalen sl.

Förstärkarstyranordningen beskrivs ej närmare här.

Effektförstärkaren 3 levererar under använd tidlucka uteffekten Pmm mellan två värden Pmm och Pmn. Den ineffekt hos signalen sl som levereras till effektförstärkaren är konstant. Vid en viss uteffekt Pmm= Pl, Pl < Pmm, viktas de två àterkopplingssignalerna sl och sz lika.

Uteffekternas relativa läge i förhållande till effekten PT visas i figur lB.

Effektförstärkaren 3 styrs m.h.a. styrsignalen Imm så att uteffekten pulsas i enlighet med vad som specifieras för exempelvis ett aktuellt mobiltelefonisystem. I figur 2A visas 10 15 20 25 506 841 8 hur styrsignalen Iam varierar med tiden enligt den fastslagna GSM-standarden. Styrningen av effektförstärkaren 3 resulterar i en styrning av uteffekten. I figur 2B visas utsignalens Pam envelopp E, med en upprampning och en nedrampning pà effektförstärkarens 3 utgång. Tiden betecknas med t i denna figur. För att motverka spektrumbreddning i utsänd signal eftersträvas en mjuk form på uteffektens envelopp. Schematiskt inlagda i figur 2B finns också de i GSM standarden specifierade tidsmaskerna, Fl och F2, som uteffekten måste anpassas till. Den tid som en upprampning eller nerrampning tar får ej överstiga en tidslängd At = 28 us.

I figur 3 visas ett blockschema av den omnämnda och tidigare -kända sändaren från PCT-ansökningen WO,A1,95/23453.

Principiellt är denna indelad i en fasmodulationsstyrloop 117 och en amplitudmodulationsstyrloop 115. Amplitudmodulations- styrloopen inkluderar en effektförstärkare 107, en riktkopplare 109, en enveloppdetektor 111 och en differensförstärkare 113.

Riktkopplaren 109 àterkopplar en del av uteffekten på effektförstärkarens utgång. Riktkopplaren är ansluten till enveloppdetektorn 111, som i sin tur är ansluten till en av signalingàngarna pà differensförstärkaren 113. På den andra signalingàngen ansluts en amplitudreferenssignal 125.

Differensförstärkaren 113 genererar en spänningsdifferenssignal som ett resultat av skillnaden mellan de tvà signalingàngarna.

Differensförstärkaren är ansluten till en ingång för förstärkningsstyrning av effektförstärkaren 107.

Amplitudmoduleringen av utsignalen från effektförstärkaren àstadkommes genom att variera en amplitudreferenssignals spänning. 10 l5 20 25 30 9 506 841 Frekvenstranslationen av en fasreferenssignal 121 till korrekt kanalfrekvens har i denna kända anordning lösts med fasmodulationsstyrloopen 117. Loopen innefattar en mixer 101, en fasdetektor 103 och en spänningsstyrd oscillator, VCO, 105 samt en återkoppling 131 från oscillatorns utgång till en switchkrets 130. Såsom omnämnts tidgare uppvisar olinjära förstärkare kraftig fasdistorsion vid höga effekter. Denna distorsion kan motverkas med en återkoppling 132 som ansluts till effektförstärkarens utgång 109 och som därmed innesluter effektförstärkaren i fasmodulationsloopen. Genom att införa en switchkrets 130 i fasmodulationsstyrloopen är det möjligt att koppla om mellan de två áterkopplingarna 131 respektive 132. En av de àterkopplade signalerna àterkopplas till mixern 101.

Mixern genererar en mellanfrekvenssignal 127 vars frekvens är lika med skillnaden mellan en frekvensreferenssignal 123 och den àterkopplade signalen frán switchkretsen 130. Fasdetektorn 103 genererar en felsignal, son! beror av fasskillnaden hos mellanfrekvenssignalen 127 och fasreferenssignalen 121.

Felsignalen anslutes till oscillatorns frekvensstyrningsingàng.

Härigenom får utsignalen från oscillatorn en fas som är approximativt lika med fasen hos fasreferenssignalen 121, vilket innebär att utsignalen fasmodulerats med fasreferenssignalen 121. Frekvensen hos utsignalen beror av summan av alternativt skillnaden mellan frekvensen hos frekvensreferenssignalen och fasreferenssignalens frekvenser.

Emellertid är det :i praktiken omöjligt att få snabb låsning till rätt fas genom att koppla om på det kända sättet.

Problemen ligger i att upp- respektive nedrampning sker väldigt snabbt. Omkopplingen kommer att orsaka en fasstörning som inte hinner att klinga ut i tid. I värsta fall tappar loopen sin låsning. 10 15 20 25 30 'àterkopplade 506 841 10 Det har visat sig vara bättre att enligt föreliggande uppfinning ersätta switchkretsen 130 med ett kombinerande organ, en kombinationskrets, som åstadkommer en mjuk övergång mellan de tvà áterkopplande signalslingorna. Vid låga effektuttag när effektförstärkaren är linjär domineras utsignalen från kombinationskretsen till fasdetektorn av den àterkopplade signalen från den spänningsstyrda oscillatorns utgång. Vid en snabb upprampning av uteffekten med en ökande fasdistorsion som följd ökas också signalbidraget från den återkoppling som innefattar effektförstärkaren. Detta ombesörjes av kombinationskretsen i takt med utsignalens amplitudhöjning. Fasdetektorn hinner då med att eliminoza fasfelet. Vid full uteffekt från förstärkaren dominerar i~n utsignalen helt utsignalen txln kombinationskretsen. Kombinationskretsen kan antingen vara rn kretslösning med enbart passiva komponenter eller »n kretslösning med aktiva komponenter (transistorer).

En utföringsform av kombinationskretsen med passiva komponenter och en med aktiva komponenter ska i det följande presenteras. I båda exemplen ingår en limiterande krets. Limiteringen är nödvändig för att garantera att den efterföljande mixern arbetar korrekt, vilket innebär att mixerns utamplitud är konstant. En kombinationskrets utför' en addition av de båda àterkopplade signalerna sl och sz i figur 1A.

I figur 4 visas ett utföringsexempel av en kombinationskrets CCl implementerad med passiva komponenter - i detta fall resistanserna R1 och R2 - och en limiterare LI. De àterkopplade signalerna från sl och sz i figur 1A anslutes till var sin signalingàng, 11 och 12. Varje signalingàng inkluderar var sin av resistanserna, R1 respektive R2. Signalingàngarna är 10 15 20 25 30 'Övergången bestämmes inträffa när uteffekten från sz 11 506 841 anslutna till en gemensam summationspunkt Amm för signalerna sz och sz. Till summationspunkten Amm är även anslutet en spänningskälla 13 via en resistans Rz. Punkten Aam är ansluten till en ingång 14 på limiteraren LI. Eftersom signalen sz är konstant och dessutom relativt svag i jämförelse med signalen sz, som àterkopplats från effektförstärkarens utgång, bör signalerna viktas. Genom att välja lämpliga värden pà respektive resistans, så kan de bàda signalerna summeras till en ny signal smm, vilken limiteras i limiteraren LI till en ny återkopplingssignal szpà limiterarens och kombinationskretsens CC1 gemensamma utgång 15. Viktningen görs sá att övergången från att sz är dominerande i àterkopplingssignalen sz till att sz är dominerande och vice versa sker vid lämplig uteffekt. blivit större än PT (se figur IB), där PT < Pmn. Med dominans förstås att en av signalerna andel i utgör en större áterkopplingssignalen. Som angetts ovan. så är limiteringen nödvändig för att garantera att efterföljande kretsar arbetar korrekt.

Denna beskrivna återkoppling av en signal sz från kombinationskretsen CC1 medför att effektförstärkaren 3 (PA) i figur 1A kommer att inneslutas i en faslåsningsslinga till fasmodulationsstyrloopen 7 (PHC), som därmed fasláser utsignalen sz från effektförstärkaren 3.

I figur 5 visas en annan fördelaktig utföringsform av en kombinationskrets CC2. Denna krets CC2 är implementerad med aktiva komponenter. Kretsen är en förstärkare med två ingångar 21 och 22. De àterkopplade signalerna från sz och sz i figur 1A anslutes till var sin av signalingängarna 21 och 22.

Förstärkaren har tvà transistorer Tl och T2. Signalen sl på 10 15 20 25 30 '27A flyter en signal SA. 506 841 12 ingången 21 är ansluten till basen på transistorn T1 via en biaseringskrets 23A. Signalen s2 på ingången 22 är ansluten till basen på transistorn T2 via en biaseringskrets 23B. Båda transistorerna är i. detta exempel bipolära NPN-transistorer, men även andra typer av transistorer kan utnyttjas.

Transitorernas emittrar är anslutna till en gemensam konstantströmgenerator 24. Transistorerna drivs med en drivspänning Va: från en spänningskälla 25. Förstärkaren har två armar. Transistorns T1 kollektor är ansluten till spänningskällan 25 via den ena armen 26 och transistorns T2 kollektor är ansluten till spänningskällan 25 'via den andra armen 27. I varje arm kan det finnas ett kollektormotstånd RU så som det visas i figuren 5. Från armen 26A via en komponent Från armen 26B via en komponent 27B flyter en signal sa. Resistansernas 27A och 27B utgångar är anslutna till en gemensam summationspunkt Almm. Denna punkt är ansluten till en ingång 28 på limiteraren LI. Armarna 26A och 26B är således kombinerade med komponenterna 27A och 27B på ett sådant sätt att en viktad summa slmm av återkopplingssignalerna sl och sz erhålls i punkten Almm. Den nya signalen slam limiteras i limiteraren LI till en ny återkopplingssignal s,på limiterarens utgång 29, som även är signalutgång för kombinationskretsen CC2. Ãterkopplingen av signalen s3 från kombinationskretsen CC2 medför att effektförstärkaren 3 i figur 1A kommer att inneslutas i en faslåsningsslinga till fasmodulationsstyrloopen 7, som därmed faslåser utsignalen sz från effektförstärkaren 3.

I figur 6 visas en föredragen utföringsform av den uppfunna anordningen för fasdistorsionskompensering. Som insignal till anordningen kommer en fassignal Gym' vilken är en signal där 10 15 20 25 13 506 841 informationen finns i fasen.

Fassignalen ewu innhåller den fasinformation som ska moduleras och överföras på en lämplig bärfrekvens.

Frekvenstransponeringen av fassignalen emu till korrekt kanalfrekvens sker i en fasmodulationsstyrloop för faslåsning och frekvenstransponering. Loopen innefattar en mixer 30, en fasdetektor 31, en spänningsstyrd oscillator, VCO, 32, en integrerande filterkrets 34 och en kombinationskrets 35 samt en återkoppling 33 från oscillatorns 32 utgång via ett första avledningsorgan 37 till en första ingång på.kombinationskretsen 35. Oscillatorn 32 är ansluten till en ingång hos en effektförstärkare 40, vars utgång är ansluten till en antenn 50. Fasmodulationsstyrloopen har också en andra återkoppling 36 från effektförstärkarens 40 utgång via ett andra avledningsorgan 38 till en andra ingång på kombinationskretsen A35. Denna krets kan vara utförd så som beskrivits i anslutning till figur 4 eller figur 5.

Mixern 30 genererar en mellanfrekvenssignal ens vars frekvens är lika med skillnaden, mellan, en frekvensreferenssignal ef” från en frekvenssyntetisator 39 och en återkopplad signal emb från kombinationskretsen 35.

Denna återkopplade signal efü motsvarar s3 i figurerna 4 och 5.

Fasdetektorn 31 genererar en felsignal emfi, som beror av fasskillnaden hos nællanfrekvenssignalen eifi och fassignalen em”. För att minska risken för fasdistorsion, brusöverföring och bandbreddning som en följd av bredbandigt brus så ansluts den integrerande filterkretsen 34 mellan fasdetektorn och den spänningsstyrda oscillatorn. Filterkretsen eliminerar effektivt bredbandigt brus. Bruset har sitt ursprung från källor innan 10 15 20 25 506 841 14 fasdetektorn. En sådan källa kan vara en IQ-modulator, vilken utnyttjas i vissa typer av radiosändare.

Felsignalen ewfi anslutes till ingången pá filterkretsen 34 och från denna till oscillatorns 32 frekvensstyrningsingång.

Härigenom får utsignalen emm från oscillatorn 32 en fas som är approximativt lika med fasen hos fassignalen emu, vilket innebär att utsignalen ewa fasmodulerats med fassignalen em”.

Frekvensen hos utsignalen emm är lika med summan av eller skillnaden mellan frekvensen hos frekvensreferenssignalen ein och fassignalens emw frekvens.

Signalen ewm kopplas till effektförstärkaren 40 som i beroende av styrsignalen Imw förstärker signalen ewa. En antennsignal emm ipå förstärkarens 40 utgång till antennen 50 får då den form som bestämmes av styrsignalen Imw.

Om denna utföringsform ingår i en sändare som arbetar enligt GSM standard erhåller utsignalen den envelopp sonx presenterats i figur 2B. Utsignalen emm motsvarar signalen sz i figur 1A och signalen emm motsvarar signalen sr Det kombinerande organet, kombinationskretsen 35, erhåller dels en del av signalen emu och en del av signalen emm via var sitt av organen, 37 respektive 38, för avledning av signaler. Dessa kan vara utformade som riktkopplare eller någon form av spänningsdelare (kapacitiv eller resistiv tapp). De båda slingorna, 33 respektive 36, ansluter organen 37 respektive 38 till var sin av ingàngarna på kombinationskretsen 35. Denna kombinerar de två signalerna ewm och emm från respektive slinga i beroende av förstärkningen. hos förstärkaren 40 till en ny återkopplingssignal emb i loopen. Organen 37 och 38 avleder en bestämd andel av signalerna emm respektive emm. Dessa organ kan 10 15 20 25 30 Utan 15 506 841 även vara styrbara. Hur for andel av respektive signal som avleds eller avtappas kan därmed styras individuellt, vilket kan vara en fördel. Ett exempel på nämnda organ är styrbara riktkopplare.

Innan upprampningen av effektförstärkaren PA 40 startas, låses loopen på utsignalen från den spänningsstyrda oscillatorn 32 med hjälp av den första återkopplingsslingan 33. Allt eftersom uteffekten ökar i beroende av styrsignalen IM? kommer den återkopplade signalen emm från. effektförstårkarens utgång' via den andra återkopplingsslingan 36 att gradvis dominera som återkopplingssignal ewb över den återkopplade oscillatorsignalen emm via den första återkopplingsslingan 33. slingan 33 erhålles inte faslåsning vid uppstart av sändaren i god tid innan effektförstärkaren aktiveras. Om loopens bandbredd är tillräckligt hög så kommer loopen att hinna kompensera för fasvridningen i effektförstärkaren 40 under upprampningen av uteffekten. En återkoppling via slingan 36 skall vara etablerad och nämnda låsning uppnådd för ernående av avsedd fasdistorsionskompensering vid ungefär 10 dB under full uteffekt.

Anordningen för att kompensera för fasdistorsion enligt utföringsformen inkluderar en förstärkare 40 som har en ingång som är ansluten till en utgång på en fasläsnings- och upptransponeringsloop. Denna loop inkluderar en första och en andra återkopplingsslinga, 33 respektive 36, där den första àterkopplingsslingan 33 är ansluten till ett organ 37 för avledning av en del av en modulerade signal på effektförstärkarens ingång och den andra återkopplingsslingan 36 är ansluten till ett organ 38 för avledning av en del av den förstärkta modulerade signalen på effektförstärkarens 40 utgång. 10 15 20 25 30 506 841 16 De båda slingorna, 33 och 36, är anslutna till var sin ingång på det kombinerande organet 35, som kombinerar de två insignalerna från respektive slinga till en ny återkopplingssignal i loopen.

Förfarandet för att kompensera för fasdistorsionen enligt utföringsformen innebär att de båda signalerna ewa och emm från respektive slinga, 33 och 36, kombineras till den nya återkopplingssignalen efü, i loopen. Ändras förstärkningen i förstärkaren 40 så ändras de avledda och àterkopplade signalernas andel i. och dominans i återkopplingssignalen till faslàsnings- och upptransponeringsloopen. Genom att det uppfunna förfarandet medför en mjuk kontinuerlig övergång mellan de àterkopplade signalernas andel i och därmed dominans i återkopplingssignalen så kan faslàsnings- och upptransponeringsloopen faslásas i tid innan en snabb ändring av effektförstärkarens uteffekt börjar, samt faslåsningen bibehålles under upp- Förfarandet innebär och nedrampningen. också att den från effektförstärkarens 40 utgång avledda och àterkopplade signalens dominans ökar i den nya återkopplingssignalen ju högre effektförstärkarens uteffekt är.

Den från effektförstärkarens utgång àterkopplade signalen är dominerande i den nya áterkopplingssignalen när effektförstärkaren förstärker med full uteffekt, men den från effektförstärkarens ingång àterkopplade signalen är dominerande i den nya àterkopplingssignalen när effektförstärkarens uteffekt är låg.

Genom det uppfunna förfarandet låses faslàsnings- och upptransponeringsloopen mot den modulerade signalen emw pà effektförstärkarens 40 ingång innan effektförstärkarens uteffekt ökas. När upprampningen av förstärkaren börjat låses faslàsnings- och upptransponeringsloopen mot den förstärkta 10 15 20 25 30 1"/ 506 841 modulerade signalen pà effektförstärkarens ingång innan effektförstârkarens uteffekt nått full uteffekt.

Figur 7 visar en annan utföringsform som skiljer sig något från den uppfunna anordningen enligt figur 6.

Fasmodulationsstyrloopen enligt blockschemat figur 6 inkluderar fasdetektorn 31, filterkretsen 34, oscillatorn 32, kombinationskretsen 35, mixern 30 och lokaloscillatorn 39.

Fasmodulationsstyrloopen i figur 7 omfattar även en svepkrets 60 (SVP) är ansluten mellan den spänningsstyrda oscillatorn 32 (VCO:n) och filterkretsen 34. För att säkerställa en snabb faslåsning hos loopen sveps VCO:ns styrspänning över det spänningsintervall i vilket oscillatorn förväntas låsa. Svepet «kan startas och stoppas med en styrsignal Ia på en styringång 61 på svepkretsen 60. Genom att variera styrspänningen till oscillatorn varieras frekvensen i utsignalen från oscillatorn.

I figur 8A illustreras med hjälp av en tidsaxel och markerade tidpunkter principen för tidsstyrningen av faslásningen hos anordningen enligt figur 7.

Vid tidpunkten tm? startar en startpuls Ia svepkretsen och utspänningen från denna till den spänningsstyrda oscillatorn 32 ändras med tiden enligt en förutbestämd funktion över ett lämpligt spänningsintervall där loopen förväntas låsa. Detta svep av spänningsintervallet startas i god tid före tidpunkten tqw för start av upprampningen av uteffekten fràn effektförstärkaren 40 (PA). Svepkretsen 60 måste hinna svepa över spänningsintervallet en gång. Loopen låser vid vid en godtycklig tidpunkt tkk, och förblir låst över upp- och nedrampningen, vilka inträffar vid tidpunkterna t um respektive gæd. I och med att kombinationskretsen 35 åstadkommer en “mjuk” successiv övergång från den ena återkopplingsslingan 33 till den andra återkopplingsslingan 36 kan loopen hållas 10 15 20 25 _varieras med tiden t över ett 506 841 18 låst. Vid en snabb omkoppling tappas däremot faslàsningen, vilket kan medföra en förlust av information i utsignalen från effektförstärkaren.

Från filterkretsen 34 matas svepkretsen 60 med en spänningssignal eww. Pâ svepkretsens utgång avges en spänningssignal ewæ till den spänningsstyrda oscillatorn 32.

Signalerna em? och ewo innehåller den fasinformation som ska sändas. Svepkretsen 60 adderar svepet till informationen i eßm.

Vid tidpunkten tmm inkommer en startpuls Ist pà svepkretsens ingång 61. Svepkretsen 60 börjar då att variera ewo med tiden enligt en förutbestämd tidsfunktion. I figur 8B visas ett exempel pá hur signalen ewa kan svepas av svepkretsen 60 och önskat spänningsintervall VÜm= [VM¿n,VmmQ. Frán ett konstant högt värde Vain sänks spänningen linjärt då spänningssvepningen startas. Frekvensen hos signalen ut från oscillatorn 32 ändras när ewo ändras. När ewo styr den spänningsstyrda oscillatorn 32 så att eifi=ew“ låser loopen, Vkmk i figuren 8B. Detta inträffar vid den godtyckliga tidpunkten Signalen ewm hàlles vid Vhmk tills uteffekten rampas ned tlck' vid tidpunkten tam. När nästa startpuls kommer startas spänningssvepet igen från spänningen Vüam.

Startpulsen Ia alstras vid uppstart av sändaren och kan alstras i en styrdel till radiosändaren. Svepkretsen är programmerbar, varför olika parametrar som till styr svepet kan lagras i en styrenhet svepkretsen. Det spänningsintervall Vh“= Wnuuvnw] som skall avsökas kan därmed bestämmas som ett tidsintervall från det att en startpuls IM avkännes pà svepkretsens 60 styringång 61. 10 15 20 25 30 .återkopplingsslingan 33. 19 506 841 I flödesdiagrammet figur 9 presenteras ett förfarande för att kompensera för fasdistorsion enligt uppfinningstanken. Vissa av hänvisningsbeteckningarna som används i nedanstående text återfinns i figurerna 6 och 7. Förfarandet avser att kompensera för fasdistorsion i en effektförstärkt modulerad effektförstärkarens 40 utgång, vilken förstärkare har en ingång som är ansluten till en utgång på en faslåsnings- och upptransponeringsloop (30-39)(loopen benämns även fasmodulations-styrloop). Loopen inkluderar den första och den andra återkopplingsslingan, 33 respektive 36. Förfarandet börjar vid uppstart av loopen i en startposition 200. I ett första steg 202 i förfarandet görs en avledning av en del av den modulerade signalen. epm, på effektförstärkarens 40 ingång 'via den första Därefter följer i ett steg 204 en avledning av en del av den förstärkta modulerade signalen emm på effektförstärkarens 40 utgång via den andra återkopplingsslingan 36. I ett tredje steg 206 görs en kombinering av de båda avledda signalerna i det kombinerande organet 35 till en återkopplingssignal båda de emb, som innehåller avledda signalerna. I ett därpå kommande steg 208 görs en återkoppling av áterkopplingssignalen till faslásnings- och upptransponeringsloopen. Loopen faslåser utsignalen emm mot fasreferenssignalen ewu i nästa steg 210 och kompenserar därmed för fasdistorsionen i. effektförstärkarens utsignal eøm, I ett steg 212, när uteffekten ändras från effektförstärkaren 40 kombinerar det kombinerande organet 35 de två avledda signalerna så att deras inbördes dominans i áterkopplingssignalen ändras i en mjuk övergång så att inte faslàsningen och därmed fasdistorsionskompenseringen förloras. Förfarandet pågår kontinuerligt så länge som loopen är i drift och avbryts inte förrän sändaren vari loopen ingår inte är tillslagen längre. signal på 10 15 20 506 841 20 Detta steg 214 åskådliggörs i flödesdiagrammet genom en återgång till steg 212. När sändaren stängs av intas direkt en avslutningsposition, steg 216.

Genom att det uppfunna förfarandet medför en mjuk kontinuerlig övergång mellan de avledda signalernas andel i och därmed dominans i áterkopplingssignalen så kan faslåsnings- och upptransponeringsloopen faslåsas i tid innan en snabb ändring av effektförstärkarens uteffekt börjar. En sådan faslåsning har inte kunnat åstadkommas med tidigare känd teknik där en switch utnyttjats för att koppla om mellan de två återkopplingsslingorna. En sådan teknik medför att det är ytterst känsligt när en omkoppling görs. Vid omkopplingen finns .även risken att någon transient introduceras i loopen. Sådana transienter kan förorsaka att faslåsningen förloras och som en följd därav går även värdefull information i insignalen till loopen förlorad.

Det uppfunna förfarandet innebär att inga transienter introduceras i den slutna loopen.

Det uppfunna förfarandet och anordningen löser de uppställda problemen som presenterats och som är förknippade med faskompensering vid olika tillämpningar, såsom inom radiotelekommunikation, etc.

Claims (14)

10 15 20 25 _ (eout) 21 506 841 PATENTKRAV

1. Anordning för att kompensera fasdistorsion i en effektförstärkt modulerad signal (emm) på en effektförstårkares (40) utgång , vilken förstärkare har en ingång som är ansluten till en utgång på en faslásnings- och upptransponeringsloop (30-39), vilken loop inkluderar en första och en andra återkopplingsslinga (33 respektive 36) där den första återkopplingsslingan (33) är ansluten till ett organ (37) för avledning av en del av en modulerad signal (ewn) pà effektförstärkarens (40) ingång och den andra återkopplingsslingan (36) är ansluten till ett organ (38) för avledning av en del av den effektförstärkta modulerade signalen effektförstärkarens (40) utgång, k ä n n e t e c k n a d av, att båda återkopplingsslingorna (33, 36) är anslutna till var sin ingång på ett kombinerande organ (35), som kombinerar de två insignalerna från respektive återkopplingsslinga (33, 36) till en återkopplingssignal (emb) i faslåsnings- och upptransponeringsloopen (30-39).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att organet (37) för avledning av en del av den effektförstärkta modulerade signalen (emx) pà effektförstärkarens (40) utgång och organet (38) för avledning av en del av den modulerade signalen (emm) på effektförstärkarens ingång är riktkopplare.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av, att organet (37) för avledning av en del av den effektförstärkta modulerade signalen (emm) på effektförstärkarens (40) utgång och organet (38) för avledning av en del av den modulerade signalen (emm) på effektförstärkarens ingång är styrbara riktkopplare. 10 15 20 25 506 841 22

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att organet (37) för avledning av en del av den effektförstärkta modulerade signalen (emm) på effektförstärkarens (40) utgång och organet (38) för avledning av en del av den modulerade signalen (emu) på effektförstärkarens (40) ingång är en spänningsdelare.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att faslåsnings- och upptransponeringsloopen (30-39) inkluderar en svepkrets (60).

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k å n n e t e c k n a d av, att faslåsnings- och vupptransponeringsloopen (30-39) innefattar en lågbrusig högeffekts spänningsstyrd oscillator (32).

7. Anordning enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av, att effektförstärkaren (40) är pulsad.

8. Förfarande för att kompensera fasdistorsion i en effektförstärkt modulerad signal på en effektförstärkares (40) utgång , vilken förstärkare (40) har en ingång som är ansluten till en utgång' på en faslåsnings- och. upptransponeringsloop (30-39), vilken loop inkluderar en första och en andra återkopplingsslinga, (33 , 36) vilket förfarande omfattar, - avledning av en del av den modulerade signalen på effektförstärkarens (40) ingång via den första återkopplingsslingan (33); 10 15 20 25 till en fasreferenssignal 23 506 841 - avledning av en del av den förstärkta modulerade signalen på effektförstärkarens (40) utgång via den andra återkopplingsslingan (36); , k ä n n e t e c k n a t därav att förfarandet ytterliggare omfattar; - kombinering av de båda avledda signalerna (emm,eNu) i ett kombinerande organ (35) till en àterkopplingssignal (efim); - återkoppling av àterkopplingssignalen (emb) till faslåsnings- och upptransponeringsloopen (30-39); - faslåsning av den effektförstärkta modulerade signalen (v_, (emm) inkommande på faslåsnings- :~h upptransponeringsloopen (30-39); - ändring i en mjuk övergång av de avledda signalernas (e f out' p. inbördes dominans i àterkopplingssignalen (efim) vid vn förändring av uteffekten från effektförstärkaren (40).

9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av, - ökning av' den från effektförstärkarens (40) utgång avledda signalens (emm) dominans i àterkopplingssignalen (emb) ju högre effektförstärkarens (40) uteffekt är.

10. Förfarande enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a t av, - låsning av faslåsnings- och upptransponeringsloopen (30- 39) mot den förstärkta modulerade signalen (emm) på effektförstärkarens (40) utgång innan effektförstärkarens uteffekt nått full uteffekt. 10 15 24 506 841

11. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av, att - den effektförstärkta modulerade signalen (emm) på effektförstärkarens (40) utgång är dominant i àterkopplingssignalen (emb) när effektförstärkaren (40) förstärker med full uteffekt.

12. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av, - låsning eur faslåsnings- och upptransponeringsloopen (30-39) mot på effektförstårkarens (40) ingång innan effektförstärkarens (40) uteffekt ökas.

13. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t av, att den modulerade signalen (emm) på effektförstärkarens (40) ingång .är dominant i återkopplingssignalen (eflm) när effektförstärkarens uteffekt är låg.

14.Förfarande enligt något av kraven 8-13, k ä n n e t e c k n a t av, att effektförstärkaren (40) är pulsad.