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DE60132002T2 - Verstärkerschaltung mit hoher linearität - Google Patents

Verstärkerschaltung mit hoher linearität Download PDF

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DE60132002T2
DE60132002T2 DE60132002T DE60132002T DE60132002T2 DE 60132002 T2 DE60132002 T2 DE 60132002T2 DE 60132002 T DE60132002 T DE 60132002T DE 60132002 T DE60132002 T DE 60132002T DE 60132002 T2 DE60132002 T2 DE 60132002T2
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DE
Germany
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signal
amplifier circuit
amplifier
circuit
gain
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Nicolas Constantinidis
Guillaume Crinon
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NXP BV
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NXP BV
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    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung mit einem Gesamtverstärkungsfaktor, der sich als Funktion des Wertes eines Steuersignals kontinuierlich ändert.
  • Eine solche Verstärkerschaltung ist in der Patentanmeldung WO 98/43348 beschrieben. In der bekannten Verstärkerschaltung verursachen Veränderungen des Steuersignals Veränderungen eines Stroms, der von einer durch das Steuersignal gesteuerten Stromquelle stammt. Wenn dieser Strom zum Vorspannen einer PIN-Typ-Diode verwendet wird, weist diese Diode eine Impedanz auf, die sich als Funktion des Steuersignals ändert, was eine Steuerung des Gesamtverstärkungsfaktors der Verstärkerschaltung ermöglicht, der repräsentativ für ein Verhältnis zwischen den Amplituden von Ausgangssignalen und Eingangssignalen der Verstärkerschaltung ist.
  • Die Schaltung gemäß dem Stand der Technik weist einige Nachteile auf. Erstens, die PIN-Typ-Diode kann nicht einfach in integrierter Form hergestellt werden, was bedeutet, dass die Verstärkerschaltung nicht leicht in Form einer einzelnen integrierten Schaltung hergestellt werden kann. Wenn ferner das Steuersignal einen großen Veränderungsbereich aufweist, ist die Veränderung der Impedanz der Diode und somit die Veränderung des Gesamtverstärkerfaktors der Verstärkerschaltung nicht für den gesamten Veränderungsbereich linear. In diesem Fall führt die Nichtlinearität des Verstärkungsfaktors der Verstärkerschaltung zu einer unkontrollierten Verzerrung im Ausgangssignal der Verstärkerschaltung.
  • Wenn außerdem die Verstärkerschaltung verwendet wird, um die Amplitude des Signals zu regeln, d. h. wenn ihr Gesamtverstärkungsfaktor mittels eines Servo-Steuersystems in geeigneter Weise nachgestellt wird, verursacht das nichtlineare Verhalten der PIN-Typ-Diode eine Verzerrung, die in das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung eingeschleppt wird, wobei sich diese Verzerrung als Funktion der Amplitude des Eingangssignals ändert. Um die Auswirkungen einer solchen Verzerrung zu lindern, enthält eine Verstärkungskette, die die bekannte Verstärkerschaltung umfasst, im Allgemeinen der Schaltung vorgelagert ein Voreinstellfilter, das zum Entfernen parasitärer Oberwellen aus dem Eingangssignal der Verstärkerschaltung dient, und einen Verstärker zum Kompensieren der Leis tungsverluste, die durch das Voreinstellfilter hervorgerufen werden, wobei als Ergebnis hiervon die Operation der Verstärkerschaltung sowohl komplex als auch teuer wird.
  • US-A-6 094 099 beschreibt eine Verstärkungsfaktorsteuerschaltung für einen so genannten verteilten Verstärker mit verschiedenen Differentialverstärkerstufen. Der verteilte Verstärker weist Transistor-Stromquellenschalter für jede Differentialverstärkerstufe auf, um die Offset-Spannungen für jede Differentialverstärkerstufe zu steuern.
  • US-A 5 872 481 beschreibt eine Verstärkerschaltung, die mehrere Verstärkerstufen umfasst. Eine Steuerschaltung aktiviert selektiv ein oder mehrere Verstärkerstufen, die notwendig sind, um einen gewünschten Pegel an Ausgangsleistung zu bewirken.
  • US-A 5 930 696 offenbart eine Kombination aus einem Spannung/Strom-Wandler und einem Differentialverstärker mit automatischer Verstärkungsfaktorsteuerung, die in einem Empfängersystem eingesetzt werden kann.
  • EP-A EP 0 876 004 beschreibt eine Verstärkungsfaktorsteuervorrichtung, die einen Verteiler zum Anlegen eines Eingangssignals an zwei Pfaden umfasst, von denen jeder einen Verstärkungsfaktorsteuerverstärker enthält. Ein Mischer mischt die jeweiligen Ausgangssignale der zwei Pfade miteinander. Eine Steuerschaltung steuert separat die jeweiligen Verstärkungsfaktoren der Verstärkungsfaktorsteuerverstärker in den zwei Pfaden.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile, die in Bezug auf WO 98/43348 erwähnt worden sind, im Wesentlichen zu beseitigen, indem eine integrierbare Verstärkerschaltung geschaffen wird, deren Gesamtverstärkungsfaktor sich in einer quasi-linearen Weise als Funktion des Steuersignals ändert, wobei diese Schaltung nur eine kleine, im Wesentlichen konstante Verzerrung entsprechend der Amplitude des Eingangssignals der Verstärkerschaltung hervorruft.
  • Anspruch 1 definiert eine Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Veränderungsbereich des Gesamtverstärkungsfak tors der Verstärkerschaltung in so viele Zonen unterteilt, wie Verstärkungszweige in der Schaltung vorhanden sind, wobei jeder Verstärkungszweig so gestaltet werden kann, dass die Veränderung seines eigentlichen Verstärkungsfaktors in dem Teil des Veränderungsbereiches, für den der Zweig den größten Beitrag zum Gesamtverstärkungsfaktor liefert, quasi-linear ist.
  • Da außerdem jeder Zweig so optimiert werden kann, dass er die kleinstmögliche Verzerrung in das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung in der Zone einschleppt, in der der Zweig den größten Beitrag zum Gesamtverstärkungsfaktor liefert, ist die durch die Verstärkerschaltung eingeschleppte Verzerrung bekannt und unabhängig vom Wert des Gesamtverstärkungsfaktors in geeigneter Weise kontrolliert.
  • Die Erfindung kann in jeder Anwendung genutzt werden, in der eine Verstärkung oder Dämpfung eines Signals erforderlich ist. In einer Vorrichtung zum Empfangen von Funksignalen, z. B. einem Fernsehempfänger, einer Decodierereinheit oder einem Funktelephon, kann die Leistung des empfangenen Signals als Funktion verschiedener Parameter erheblich variieren, wie z. B. aufgrund des Abstands zwischen dem Empfänger und der Sendequelle, oder auch der Position eines Antennensystems bezüglich der Sendequelle. Die Vorrichtung enthält Ketten zum Verarbeiten des empfangenen Signals, die so dimensioniert sind, dass sie für eine gegebene Leistung des Signals geeignet sind, so dass die Vorrichtung vorteilhaft mit einem System zum Regeln der Leistung des empfangenen Signals versehen ist, wobei das System fähig ist, das Signal so zu verstärken oder zu dämpfen, dass das Signal vor seiner Verarbeitung an die Ketten angepasst wird.
  • Anspruch 4 definiert eine Vorrichtung zum Empfangen von Funksignalen gemäß der Erfindung.
  • Die quasi-lineare Entwicklung des Verstärkungsfaktors der Verstärkerschaltung als Funktion des Steuersignals, die mittels der Erfindung erzielt wird, ermöglicht, Vorselektionsfilter und zugehörige Verstärker wegzulassen, die gewöhnlich der Verstärkerschaltung vorgelagert angeordnet sind. Dies führt zu einer wesentlichen Vereinfachung der Struktur des Empfängers und zu einer Reduktion seiner Herstellungskosten, was auf die Tatsache zurückgeführt werden kann, dass die Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung somit als integrierte Schaltung hergestellt werden kann. Diese und andere Aspekte der Erfindung werden mit Bezug auf die nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform und die beigefügten Zeichnungen offensichtlich und erläutert, in welchem:
  • 1 ein Blockdiagramm einer Verstärkerschaltung gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 2 ein elektrisches Schaltbild von Spannungsteilern ist, die in einer solchen Verstärkerschaltung enthalten sind;
  • 3 ein elektrisches Schaltbild von Verstärkerzweigen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 4 eine Gruppe von Kurven zeigt, die insbesondere die Entwicklung des Gesamtverstärkungsfaktors einer Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung zeigen;
  • 5 eine Gruppe von Kurven zeigt, die insbesondere die Entwicklung der Linearität einer Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung zeigen; und
  • 6 ein Blockdiagramm eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist.
  • 1 zeigt eine bestimmte Ausführungsform einer Verstärkerschaltung AC, die ein Eingangssignal Vin empfangen und ein Ausgangssignal Vout ausgeben soll. Diese Verstärkerschaltung umfasst mehrere Verstärkungszweige (Di, Hi, ai, mit i = 1 bis N), wobei jeder Verstärkungszweig einen eigentlichen Verstärkungsfaktor aufweist, der einen Beitrag zum Gesamtverstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung AC leistet, und wobei die Größe des Beitrags durch ein Steuersignal CNT bestimmt wird.
  • Die Verstärkungszweige sind dafür vorgesehen, ein identisches Eingangssignal Vin zu empfangen, und umfassen eine so genannte Übertragungsschaltung Hi und einen Verstärker Ai, die in einer Kaskade angeordnet sind, wobei das Steuersignal CNT fähig ist, den Verstärkungsfaktor des Verstärkers Ai zu steuern. Die Verstärkerschaltung AC umfasst zusätzlich einen Addierer ADD, der dafür vorge sehen ist, die Ausgangssignale von den Verstärkungszweigen zu empfangen. Vout kann dann wie folgt ausgedrückt werden: Vout = Σai.hi(Vin)), wobei hi(Vin) die Übertragungsfunktion einer Übertragungsschaltung Hi repräsentiert, mit i = 1 bis N, und ai der Verstärkungsfaktor des Verstärkers Ai ist. Jede Übertragungsfunktion kann durch die Gleichung hi(Vin) = bi.Vin + ci.(Vin)3 ausgedrückt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Linearität LIN der Verstärkerschaltung AC, die so definiert ist, dass sie gleich dem Verhältnis zwischen den Veränderungen der Amplitude der Ausgangs- und Eingangssignale Vout und Vin ist, wie folgt ausgedrückt werden kann: LIN = ΔVout/ΔVin = [Σ(ai.bi)]/Σ(ai.(bi)4], unter der Berücksichtigung, dass der Beitrag durch die Ausdrücke (Vin)3 vernachlässigbar klein ist im Vergleich zu den Ausdrücken Vin, wobei die Amplitude des Signals Vin viel kleiner als 1 ist.
  • Durch vernünftiges Auswählen der Parameter ai und bi wird es somit möglich, die Linearität der Verstärkerschaltung AC zu optimieren. In der in 1 gezeigten Verstärkerschaltung umfassen die Verstärkungszweige zusätzlich Spannungsteiler Di, mit i = 1 bis N. Diese Spannungsteiler dienen zwei Zwecken: Sie ermöglichen einerseits eine konstante Eingangsimpedanz der Verstärkerschaltung AC zu erreichen, da sie vorteilhaft so ausgeführt werden können, dass sie Widerstandsbrücken sind. Andererseits schaffen sie zusätzliche Freiheit hinsichtlich der Dimensionierungen der Verstärkungszweige, was ermöglicht, die Linearität der Verstärkerschaltung AC zu optimieren. Die Linearität LIN der Verstärkerschaltung AC, die mit den Spannungsteilern Di (mit i = 1 bis N) versehen ist, kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: LIN = [Σ(ai.bi/di)]/Σ(ai.(bi)4/(di)3], wobei di das Verhältnis der Division ist, die vom Teiler Di ausgeführt wird. In einer Ausführungsform, in der die Verstärkerschaltung AC eine lineare Dämpfung als Funktion ihres Eingangssignals ausführen soll, ist es möglich, dann, wenn die Verstärkerschaltung AC diese Verstärkungszweige umfasst, d. h. N = 3 gilt, die folgenden Dimensionierungen zu wählen:
    • – d1 = 1; d2 = 3; d3 = 2,
    • – b1 = 0,75; b2 = 0,75; b3 = 0,25, und
    • – a1 und a2 variieren zwischen 0 und 1 als Funktion des Wertes des Steuersignals CNT, während a3 auf 1 gesetzt ist.
  • Die Tatsache, dass aN = 1 gilt, ermöglicht, den Veränderungsbereich des Ge samtverstärkungsfaktors der Verstärkerschaltung zu steuern. Dieser Gesamtverstärkungsfaktor, ausgedrückt in dB, ist gleich 20.log(Vout/Vin) und liegt im Bereich zwischen 20.log(b3/d3), wenn a1 = a2 = 0, und 20.log[(b3/d3) + (b2/d2) + (b1/d1)], wenn a1 = a2 = 1, d. h. in diesem Beispiel zwischen –18 und 1 dB.
  • Es ist offensichtlich, dass vier unterschiedliche Ausführungsformen möglich sind, und dass die Dimensionierungen jedes Mal als Funktion der beabsichtigten Anwendung Verstärkerschaltung gewählt werden. Für ein besseres Verständnis des Vorangehenden folgt eine Beschreibung einer einzelnen Ausführungsform, die ermöglicht, die obenerwähnten numerischen Werte zu erzielen.
  • 2 zeigt Spannungsteiler, die in einer Verstärkungsschaltung enthalten sind, deren Dimensionierungen mit den obenbeschriebenen übereinstimmen.
  • In dieser Ausführungsform ist das Eingangssignal Vin natürlich differential. Der Spannungsteiler D1 mit dem Verhältnis d1 = 1 existiert nicht wirklich. Sein Eingangssignal (I1, I1n) bildet auch sein Ausgangssignal.
  • Der Spannungsteiler D2 mit dem Verhältnis d2 = 3 umfasst zwei Teilerbrücken, die jeweils aus drei Widerständen Ri2 bestehen, die in Serie zwischen einem Eingangsanschluss (I1, I1n) und einem Referenzspannungsanschluss angeordnet sind. Die Ausgangsanschlüsse (I2, I2n) des Spannungsteilers D2 liefern ein Differenzsignal, dessen Amplitude gleich einem Drittel der Amplitude des Eingangssignals Vin ist.
  • Der Spannungsteiler D3 mit dem Verhältnis d3 = 2 umfasst zwei Teilerbrücken, die jeweils aus zwei Widerständen Ri3 bestehen, die in Serie zwischen einem Eingangsanschluss (I1, I1n) und einem Referenzspannungsanschluss angeordnet sind. Die Ausgangsanschlüsse (I3, I3n) des Spannungsteilers D3 liefern ein Differenzsignal, dessen Amplitude gleich der Hälfte der Amplitude des Eingangssignals Vin ist.
  • 3 zeigt Übertragungsschaltungen und Verstärker, die in einer Verstärkerschaltung mit den obenbeschriebenen Dimensionierungen enthalten sind. In dieser Ausführungsform der Erfindung enthält jede Übertragungsschaltung Hi einen Spannung/Strom-Wandler in Form eines Differenzverstärkers, der mittels eines Widerstands Ri degeneriert ist, wobei die Leitfähigkeit des Differenzverstärkers mittels des Signals gesteuert wird, das von den Ausgangsanschlüssen (Ii, Iin) des Spannungsteilers Di genommen wird, der der Übertragungsschaltung Hi vorgelagert ist.
  • In diesem Fall nimmt der Addierer die Form von Lastwiderständen RL an, die mit der Übertragungsschaltung H1 verbunden sind und dafür vorgesehen sind, von Strömen durchflossen zu werden, die von den unterschiedlichen Verstärkungszweigen stammen, um somit ein Signal und eine Spannung Vout zu erzeugen, die die Summe der von den jeweiligen Verstärkungszweigen geleisteten Beiträgen repräsentieren.
  • Der erste und der zweite Verstärkungszweig sind jeweils mit einem Verstärker versehen, der von zwei Differenzverstärkern Pi1 und Pi2 gebildet wird, mit i = 1 oder 2, wobei deren Leitfähigkeit durch eine Differenzspannung gesteuert wird, die aus dem Steuersignal hergeleitet und an die Eingangsanschlüsse Ci und Cin des Differenzverstärkers angelegt wird.
  • Diese Differenzverstärker werden verwendet, um von den Übertragungsschaltungen H1 und H2 erzeugte Ströme in Richtung zu den Lastwiderständen RL zu leiten. In dieser bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung bilden die Übertragungsschaltungen H1, H2 und die Verstärker (P11, P12) und (P21, P22) somit Gilbert-Zellen.
  • Im dritten Verstärkungszweig ist die Übertragungsschaltung H3 direkt mit dem Addierer in Form eines Lastwiderstands RL verbunden, wodurch a3 = 1 gilt und die Veränderungsamplitude des Gesamtverstärkungsfaktors der Verstärkerschaltung durch den Verstärkungsfaktor der Übertragungsschaltung H3 bestimmt wird.
  • In Bezug auf die obenerwähnten Dimensionierungen wird vorteilhaft folgende Wahl getroffen:
    R1 = 8.RL/3, um b1 = 0,75 zu erhalten,
    R2 = 8.RL/3, um b2 = 0,75 zu erhalten, und
    R3 = 8.RL, um b3 = 0,25 zu erhalten.
  • 4 zeigt die Entwicklung des Gesamtverstärkungsfaktors Gt einer Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung. Diese Entwicklung wird durch eine Kurve dargestellt, die mittels einer kontinuierlichen Linie CAC gezeigt ist.
  • Eine gerade gestrichelte Linie CI zeigt die ideale Entwicklung des Gesamtverstärkungsfaktors Gt als Funktion des Steuersignals CNT in einer perfekt linearen Verstärkerschaltung. Eine weitere Kurve CPIN zeigt mittels einer strichpunktierten Linie die Entwicklung des Gesamtverstärkungsfaktors einer bekannten Verstärkerschaltung als Funktion ihres Steuersignals.
  • Es ist deutlich sichtbar, dass die Kurve CPIN der bekannten Verstärkerschaltung wesentlich von der geraden Linie CI abweicht, was auf die nichtlineare Entwicklung der Impedanz der PIN-Typ-Diode als Funktion ihres Polarisierungsstroms zurückgeführt werden kann. Ferner zeigt die Figur, dass kleine Veränderungen der niedrigen Werte des Steuersignals CNT große Veränderungen des Gesamtverstärkungsfaktors der bekannten Verstärkerschaltung hervorrufen können, während folglich der Gesamtverstärkungsfaktor bei niedrigen Werten des Steuersignals CNT unzureichend gesteuert wird.
  • Die Entwicklung des Gesamtverstärkungsfaktors der Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung kann in drei Zonen Z1, Z2, Z3 zerlegt werden, wobei die Beitragseigenschaft jedes Verstärkungszweiges H1, H2, H3 zum Gesamtverstärkungsfaktor Gt in jeweils einer der Zonen vorherrschend ist.
  • Da jeder Verstärkungszweig so dimensioniert ist, dass er einen eigentlichen Verstärkungsfaktor mit einer quasi-linearen Entwicklung in der Zone (Zi) bietet, wo sein Beitrag am größten ist, zeigt die Zeichnung, dass die Kurve CAC sehr nahe an der geraden Linie CI liegt.
  • In das Signal, das von der Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung verstärkt worden ist, wird somit im Wesentlichen keine Verzerrung durch das Verstärkungssignal eingeschleppt, die durch nichtlineare Veränderungen des Gesamtverstärkungsfaktors Gt als Funktion des Steuersignals CNT erzeugt wird. Ferner zeigt die Zeichnung, dass die Veränderung des Gesamtverstärkungsfaktors Gt klein ist, so dass der Verstärkungsfaktor sowohl bei kleinen als auch großen Werten des Steuersignals CNT genau gesteuert wird.
  • 5 zeigt mittels einer durchgezogenen Linie die Entwicklung der in Dezibel ausgedrückten Linearität LIN einer Verstärkerschaltung, wie oben beschrieben worden ist, als Funktion der in Dezibel ausgedrückten Veränderungen des Gesamtverstärkungsfaktors Gt. Diese Kurve zeigt zwei Wölbungen, wobei jede Wölbung durch einen der Verstärkungszweige hervorgerufen wird, der nicht direkt mit dem Addierer verbunden ist.
  • Eine gerade Linie LI, die mittels einer gepunkteten Linie gezeigt ist, zeigt die Linearität einer idealen Verstärkerschaltung. Diese gerade Linie weist eine Steigung von –1 dB/dB auf, wobei die Verstärkerschaltung in diesem Beispiel als veränderliches Dämpfungsglied arbeitet. Bei einer konstanten Amplitude des Ausgangssignals Vout muss dann, wenn die Amplitude des Eingangssignals Vin groß ist, die vom Verstärkungssignal in dessen Ausgangssignal Vout eingeschleppte Verzerrung klein sein. Aus diesem Grund muss die Linearität LIN, die das in Dezibel ausgedrückte Verhältnis ΔVout/ΔVin repräsentiert, bei niedrigen Werten des Gesamtverstärkungsfaktors Gt hoch sein und mit zunehmendem Gesamtverstärkungsfaktor Gt abnehmen, wobei die Verzerrung konstant bleibt, wenn die Amplitude des Eingangssignals zunimmt.
  • Eine gerade Linie LPIN, die mittels einer strichpunktierten Linie gezeigt ist, zeigt, wie sich die Linearität der bekannten Verstärkerschaltung entwickelt, wenn eine PIN-Typ-Diode verwendet wird. Die Zeichnung zeigt, dass die Steigung dieser geraden Linie und die Steigung der geraden Linie LI entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, was bedeutet, dass die bekannte Verstärkerschaltung nicht in geeigneter Weise für die obenbeschriebene Anwendung verwendet werden kann, da sie eine hohe Verzerrung für kleine Wert des Gesamtverstärkungsfaktors Gt einschleppt, wobei der Wert der von der bekannten Verstärkerschaltung eingeschleppten Verzerrung außerdem mit der zunehmenden Amplitude ihres Eingangssignals ansteigt.
  • Die Zeichnung zeigt andererseits, dass die Kurve LAC zur geraden Linie LI benachbart ist, was bedeutet, dass die von der Verstärkerschaltung gemäß der Erfindung eingeschleppte Verzerrung sehr klein ist und genau als Funktion der Veränderungen des Eingangssignals gesteuert wird, da sie im Wesentlichen konstant ist.
  • 6 zeigt eine Vorrichtung zum Empfangen von Funksignalen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Diese Vorrichtung, die z. B. ein Fernsehempfänger, ein Decodierer oder auch ein Funktelephon sein kann, umfasst:
    • – ein Antennensystem AF zum Empfangen eines Signals und Transformieren desselben in ein elektronisches Signal Vin, gewöhnlich als Funksignal bezeichnet,
    • – eine Verstärkerschaltung AC, wie hier oben beschrieben worden ist, die dafür vorgesehen ist, ein verstärktes Funksignal Vout zu liefern,
    • – einen Leistungsdetektor DET, der dafür vorgesehen ist, ein Steuersignal CNT an die Verstärkerschaltung AC zu liefern, wobei das Steuersignal einen Vergleich zwischen dem Wert der Leistung des verstärkten Funksignals Vout und einem Referenzwert repräsentiert, und
    • – eine Signalverarbeitungskette PC, die dafür vorgesehen ist, das verstärkte Funksignal Vout zu nutzen.
  • Der Leistungsdetektor kann z. B. verwendet werden, um die Amplitude des verstärkten Signals Vout mit der Amplitude eines Referenzsignals zu vergleichen, wobei die Leistung eines Signals proportional zum Mittelwert des Quadrats seiner Amplitude ist.
  • Die Erfindung ermöglicht, die Leistung des Signals Vout zu regeln, wobei das Signal dafür vorgesehen ist, durch die Verarbeitungskette des Signals PU genutzt zu werden, jedoch ohne dieses Signal in einer unvorhersagbaren Weise wesentlich zu stören. Somit ist es nicht notwendig, der Verstärkerschaltung vorgelagert Vorsorgesysteme, wie z. B. Vorauswahlfilter, vorzusehen, was zu einer wesentlichen Vereinfachung der internen Struktur der Vorrichtung und zu einer Reduktion der Herstellungskosten führt. Da außerdem die Verstärkerschaltung AC keine PIN-Typ-Diode verwendet, kann die Schaltung innerhalb einer integrierten Schaltung hergestellt werden, die auch den Detektor DET und die Verarbeitungskette des Signals PC umfassen kann.

Claims (4)

  1. Verstärkerschaltung (AC) mit einem Gesamtverstärkungsfaktor (Gt), der sich als Funktion des Wertes eines Steuersignals (CNT) kontinuierlich ändert, wobei die Verstärkerschaltung umfasst: eine Vielzahl steuerbarer Verstärkungszweige (D1, H1, A1; D2, H2, A2; ...), die verbunden sind, um ein identisches Eingangssignal (Vin) zu empfangen, wobei jeder steuerbare Verstärkungszweig einen geeigneten Verstärkungsfaktor aufweist, der einen Beitrag zum Gesamtverstärkungsfaktor liefert, wobei die Größe des Beitrags vom Steuersignal bestimmt wird, einen Addierer (ADD), der verbunden ist, um entsprechende Ausgangssignale von den Verstärkungszweigen zu empfangen; dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbaren Verstärkungszweige jeweils umfassen: eine Übertragungsschaltung (H1; H2, ...) zum Erzeugen eines Stroms auf der Grundlage des identischen Eingangssignals; einen Differenzverstärker (P11, P12; P21, P22) zum Leiten des von der Übertragungsschaltung erzeugten Stroms in Richtung zu einem Lastwiderstand (RL), der einen Teil des Addierers bildet, wobei der Differenzverstärker ein Leitvermögen aufweist, das von einer Differenzspannung gesteuert wird, die aus dem Steuersignal abgeleitet wird und an den Eingangsanschlüssen (C1, C1n; C2, C2n) des Differenzverstärkers anliegt.
  2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, wobei die Übertragungsschaltung (H1; H2, ...) und der Differenzverstärker (P11, P12; P21, P22), die in einem Verstärkungszweig enthalten sind, gemeinsam eine Gilbert-Zelle bilden.
  3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Verstärkungszweig (D1, H1, A1; D2, H2, A2; ...) einen Spannungsteiler (D1; D2; ...) umfasst, der der Übertragungsschaltung (H1; H2, ...) vorgelagert angeordnet ist.
  4. Vorrichtung (AF, AC, DET, PC) zum Empfangen von funkelektrischen Signalen, umfassend: ein Antennensystem (AF) zum Empfangen eines solchen Signals und Transformieren des Signals in ein elektronisches Signal (Vin), gewöhnlich als Funksignal bezeichnet, eine Verstärkerschaltung (AC) nach Anspruch 1 zum Liefern eines verstärkten Funksignals (Vout), einen Leistungsdetektor (DET) zum Bereitstellen eines Steuersignals (CNT) für die Verstärkerschaltung, wobei das Steuersignal einen Vergleich zwischen dem Wert der Leistung des verstärkten Funksignals und einem Referenzwert repräsentiert, und eine Signalverarbeitungskette (PC) zum Verarbeiten des verstärkten Funksignals.
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FR0012938 2000-10-10
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