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DE69600497T2 - Schaltung und Methode für Amplitudenmodulation - Google Patents

Schaltung und Methode für Amplitudenmodulation

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Publication number
DE69600497T2
DE69600497T2 DE69600497T DE69600497T DE69600497T2 DE 69600497 T2 DE69600497 T2 DE 69600497T2 DE 69600497 T DE69600497 T DE 69600497T DE 69600497 T DE69600497 T DE 69600497T DE 69600497 T2 DE69600497 T2 DE 69600497T2
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DE
Germany
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power amplifiers
phase shift
amplitude modulation
differentially
circuit arrangement
Prior art date
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Application number
DE69600497T
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English (en)
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DE69600497D1 (de
Inventor
Kazuhisa Mitaka-Shi Tokyo 181 Hayeiwa
Yutaka Mitaka-Shi Tokyo 181 Kojima
Michitoshi Mitaka-Shi Tokyo 181 Minami
Hisashi Mitaka-Shi Tokyo 181 Naka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd, Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Radio Co Ltd
Publication of DE69600497D1 publication Critical patent/DE69600497D1/de
Application granted granted Critical
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2178Class D power amplifiers; Switching amplifiers using more than one switch or switching amplifier in parallel or in series

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung a) Fachgebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zur Amplitudenmodulation mit Hilfe von Leistungsverstärkern und insbesondere eine Schatungsanordnung zur Amplitudenmodulation, welche zur Verkleinerung, Energieeinsparung und Qualitätsverbesserung eines vollmonolithischen MF- (Mittelfrequenz) Funksenders beiträgt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Schatungsanordnung zur Amplitudenmodulation, die bei einer großen Vielfalt von Sendern anwendbar ist, welche von niedriger Leistung von 100 Watt Ausgangspegel bis zu mittlerer und hoher Leistung reichen.
  • Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
  • Eine typische digitale Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation, die für einen vollmonolithischen MF-Funksender geeignet ist, ist beispielsweise in HOSO GIJUTSU, April 1991, beschrieben. Diese Schatungsanordnung umfaßt insgesamt 48 Leistungsverstärker, d.h. 42 Großschrittmodule und 6 Binärmodule. Die Binärmodule besitzen jeweilige Ausgänge, die gleich 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 und 1/64 derjenigen der Großschrittmodule sind. Ein 12-Bit-Digitalsignal wird aus einer A/D-Wandlung (Analog/Digital) eines Eingangsprogrammtonsignals gewonnen, wobei 6 Bit auf der MSB-Seite (höchstwertiges Bit, englisch: "most significant bit") zur Ein/Aus-Steuerung der Ausgänge der 42 Großschrittmodule verwendet werden und 6 Bit auf der LSB-Seite (niedrigstwertiges Bit, englisch: "least significant bit") zur Ein/Aus-Steuerung der Ausgänge der 6 Binärmodule verwendet werden. Die Ausgänge sämtlicher Großschrittmodule und sämtlicher Binärmodule werden sodann leistungsmäßig kombiniert, um ein Hochleistungssignal zu erhalten, dessen Amplitude nach Maßgabe des Programmtonsignals moduliert ist.
  • Die so aufgebaute Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation benötigt jedoch nachteiligerweise insgesamt soviel wie 48 Leistungsverstärker Die Verwendung einer derartigen Vielzahl von Leistungsverstärkern würde zu einem komplizierten und großformatigen Aufbau der Amplitudenmodulationsschaltung führen. Mit anderen Worten wäre sie ungeeignet, um diesen Typ einer Amplitudenmodulationsschaltung für einen Sender geringer Ausgangsleistung zu verwenden. Zudem muß eine Energieversorgungsspannung für die Ansteuerung der Binärmodule, die verglichen mit den Großschrittmodulen eine kleinere Ausgangsleistung haben, kleiner sein als die für die Großschrittmodule und eine Energieversorgungsspannung für die Ansteuerung von Binärmodulen relativ niedriger Ausgangsleistung kleiner sein als die für Binärmodule relativ hoher Ausgangsleistung. D.h., daß die parallele Verwendung von Leistungsverstärkern mit unterschiedlichen Ausgangsleistungen die Verwendung einer Vielzahl von Energieversorgungen erfordern würde, deren Ausgangsspannungen unterschiedlich sind.
  • Zur Vermeidung des vorstehenden Nachteils kann beispielsweise von einer Schaltungsanordnung Verwendung gemacht werden, die in dem offengelegten japanischen Patent mit der Veräffentlichungsnummer Hei 5-63458 beschrieben ist. Die in dieser offiziellen Zeitschrift offenbarte Schaltungsanordnung ist schematisch in Figur 5 gezeigt. Die Schaltungsanordnung umfaßt einen A/D-Wandler 10 zur Analog-Digital-Wandlung eines Eingangsprogrammtons, um ein 12-Bit-Digitalsignal zu erzeugen, 16 digitale Leistungsverstärker 12-1, 12-2, ... 12-16 sowie einen analogen Leistungsverstärker 14. Die digitalen Leistungsverstärker 12-1, 12-2, ... 12-16 dienen zur Verstärkung eines Trägers mit der Frequenz f&sub0;, der von einem HF- (Hochfrequenz) Trägeroszillator 20 ausgegeben wird.
  • Die oberen 4 Bit des von dem A/D-Wandler 10 erzeugten 12-Bit-Digitalsign als werden mittels einer Gatterschatung 16 in ein 16-Bit-Digitalsignal umgewandelt. Jedes Bit des durch die Gatterschaltung 16 erhaltenen 16- Bit-Digitalsignals wird einem der Leistungsverstärker 12-1, 12-2, ... 12-16 zugeordnet und zur Ein/Aus-Steuerung des Ausgangs eines entsprechenden der Leistungsverstärker 12-1, 12-2, ... 12-16 verwendet.
  • Die unteren 8 Bit des von dem A/D-Wandler 10 erzeugten 12-Bit-Digitalsignals werden mittels eines D/A- (Digital-Analog) Wandlers 18 in ein analoges Signal umgewandelt. Das durch den D/A-Wandler 18 erhaltene analoge Signal wird zur Verstärkungssteuerung der Leistungsverstärker 14 verwendet.
  • Ein von demjenigen Leistungsverstärker, dessen Ausgang unter den Leistungsverstärkern 12-1, 12-2, ... 12-16 momentan eingeschaltet ist, verstärkter Träger sowie ein von dem Leistungsverstärker 16 verstärkter Träger werden den Primärwindungen eines entsprechenden von insgesamt 17 Ausgangstransformatoren zugeführt, die einen Leistungskombinator 22 bilden. Der Leistungskombinator 22 ist so aufgebaut, daß die Sekundärwindungen dieser Ausgangstransformatoren in Reihe geschaltet sind. Demgemäß tritt zwischen den beiden entgegengesetzten Enden dieser Reihenschaltung eine amplitudenmodulierte Welle auf, nämlich ein Signal, das eine durch Kombinieren des Ausgangs desjenigen digitalen Leistungsverstärkers, dessen Ausgang gerade eingeschaltet ist, mit dem Ausgang des analogen Leistungsverstärkers erhaltene Wellenform besitzt. Ein BPF 24 zieht aus dieser amplitudenmodulierten Welle lediglich Anteile mit Frequenzen in der Umgebung von f&sub0; heraus und liefert die so herausgefilterten Anteile als Ausgangssignal des Senders an eine weitere Schaltungsanordnung, die folgt.
  • Auf diese Weise benötigt die in Figur 5 dargestellte Schaltungsanordnung nicht soviel wie 48 Leistungsverstärker und beseitigt daher die Notwendigkeit, als Energieversorgungen für die Ansteuerung der jeweiligen Leistungsverstärker eine Vielzahl von Energieversorgungen mit unterschiedlichen Ausgangsspannungsspezifikationen bereitzustellen. Dies führt zudem zu einer Verringerung der Größe des Aufbaus der Amplitudenmodulationsschaltung und folglich der Schaltungskonfiguration des gesamten, diese Amplitudenmodulationsschaltung enthaltenden Senders. Bei der in Figur 5 dargestellten Schaltungskonfiguration ist es jedoch immer noch erforderlich, eine Vielzahl von Leistungsverstärkern bereitzustellen, die sich auf 17 beläuft. Wenn die Zahl der Leistungsverstärker verkleinert wird und zugleich diese Konfiguration zur Steuerung der digitalen Leistungsverstärker mit Hilfe der oberen Bits des digitalisierten Programmtonsignals und zur Steuerung des analogen Leistungsverstärkers mit Hilfe der unteren Bits beibehalten wird, können möglicherweise Störungen an den Treffpunkten zwischen den Ausgängen der jeweiligen Leistungsverstärker zum Zeitpunkt der Leistungskombination, d.h. quantisierungsbedingte Störungen, zunehmen.
  • Geschaltete Leistungsverstärker sind beispielsweise auch aus der EP-A-0 218 152 und der EP-A-0 349 732 bekannt.
  • Abriß der Erfindung
  • Angesichts der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile wäre es wünschenswert, eine Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation bereitzustellen, die die Möglichkeit des Auftretens von Störungen minimiert und dabei eine im Vergleich zum herkömmlichen Fall geringere Zahl von Leistungsverstärkern verwendet. Dieses Ziel wird durch die Verbesserung eines Verfahrens zur Ansteuerung der Leistungsverstärker erreicht. Es wäre außerdem wünschenswert, durch Erreichen des obigen Ziels die Abmessungen und den Verkaufspreis einer Schaltung zu reduzieren, bei der die Amplitudenmodulationsschaltung zur Anwendung kommt, beispielsweise eines Senders. Darüber hinaus wäre es außerdem wünschenswert, die Leistungseigenschaften der Amplitudenmodulationsschaltung zu stabilisieren und deren Justierung zu erleichtern. Dieses letzte Ziel wird durch die Beseitigung oder zahlenmäßige Verringerung derjenigen Stellen erreicht, die in analoger Weise in der Schaltungsanordnung arbeiten.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation vorgesehen, wie sie im beigefügten Anspruch 1 definiert ist.
  • Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Amplitudenmodulation vorgesehen, wie es im beigefügten Anspruch 9 definiert ist.
  • In der zu beschreibenden Schaltungsanordnung wird jeder differentiell geschaltete Leistungsverstärker nicht durch ein einzelnes Bitsignal ein- oder ausgeschaltet, sondern durch mindestens zwei Phasenverschiebungsträger differentiell geschaltet, was es möglich macht, die Zahl der zu verwendenden Leistungsverstärker verglichen mit dem Stand der Technik zu verringern. Dies ist ein Vorteil, der zu einer Verringerung der Teilezahl, der Größe der Systemkonfiguration und des Verkaufspreises zugehöriger Geräte (zum Beispiel eines Senders) führen kann. Das differentielle Schalten jedes differentiell geschalteten Leistungsverstärkers mittels mindestens zweier ausgewählter Phasenverschiebungsträger minimiert darüber hinaus diejenigen Teile, die in analoger Weise arbeiten, und trägt daher zur Verwirklichung einer Schaltungsanordnung bei, die stabilisierte Leistungseigenschaften zeigt und eine leichte Justierung gewährleistet.
  • Vorzugsweise werden die Gewichte beim Wichten und Addieren der vorliegenden Schaltungsanordnung in Abhängigkeit von der Anzahl der differentiell geschalteten Leistungsverstärker bestimmt. Beispielsweise werden die Gewichte beim Wichten und Addieren in Abhängigkeit von der Anzahl der differentiell geschalteten Leistungsverstärker so bestimmt, daß sichergestellt ist, daß die Verhältnisse der auf die Mehrzahl der differentiell geschalteten Leistungsverstärker jeweils aufgeteilten Leistung zu einem in Potenzen von 2 ausgedrückten Wert führen. Dabei wird als erstes eine Ausgangsleistung des die maximale Leistung tragenden differentiell geschalteten Leistungsverstärkers anhand eines gegebenen Ausdrucks bestimmt.
  • Des weiteren sind bevorzugt Mittel vorgesehen, um aus der amplitudenmodulierten Welle Anteile zu extrahieren, deren Frequenzen in der Umgebung ihrer Mittenfrequenz liegen. Ein Verfahren zur Erzeugung der Mehrzahl von Phasenverschiebungsträgern kann die Schritte der Erzeugung eines Grundtakts, der Erzeugung eines vervielfachten Takts durch Multiplizieren der Frequenz des Grundtakts mit einer ganzen Zahl größer als 1 sowie der Phasenverschiebung des Grundtakts um eine Periode des vervielfachten Takts umfassen. Der differentiell geschaltete Leistungsverstärker kann auf einer Konfiguration beruhen, bei der die durch die Phasenverschiebungsträger zu schaltenden Schaltelementpaare den zuvor beschriebenen mindestens zwei Phasenverschiebungsträgern entsprechend zugeordnet sind, ebenso wie auf einer Konfiguration, bei der die Ausgangsdifferenz zwischen den Schaltelementpaaren als Ausgang des differentiell geschalteten Leistungsverstärkers herangezogen wird. Zusätzlich können Mittel zum Quantisieren eines Eingangssignals vorgesehen sein.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Figur 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Treibers bei dieser Ausführungsform zeigt;
  • Figur 3 ist ein Zeitdiagramm, das eine Tätigkeit des Treibers bei dieser Ausführungsform zeigt;
  • Figur 4 ist ein Schaltplan, der einen Aufbau eines differentiell geschalteten Leistungsverstärkers bei dieser Ausführungsform zeigt; und
  • Figur 5 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach dem Stand der Technik zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand nicht beschränkender bevorzugter Ausführungsformen von ihr mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, daß die gleichen Elemente, wie sie in Figur 5 gezeigt sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht weiter erläutert werden.
  • Bezugnehmend zunächst auf Figur 1 ist dort ein Aufbau einer Amplitudenmodulations-Schaltungsanordnung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein A/D-Wandler 10 dient zur Umwandlung eines Eingangsprogrammtonsignals in ein 12-Bit-Digitalsignal. Ein ROM (Festwertspeicher) 26 teilt das so erhaltene 12-Bit-Digitalsignal in sechs Bitgruppen auf, die jeweils aus zwei Bits bestehen. Diese sechs Bitgruppen werden zu entsprechenden Treibern 28-1, 28-2, ... 28-6 geleitet. Die Treiber 28-1, 28-2, ... 28-6 erhalten außerdem einen Träger mit einer Frequenz f&sub0; sowie einen Takt mit einer Frequenz 12 f&sub0; von einem HF-Trägerschwingteil 30. Bei dieser Ausführungsform umfaßt der HF-Trägerschwingteil 30 einen HF-Trägeroszillator 20, der demjenigen ähnlich ist, der beim oben beschriebenen Stand der Technik verwendet wird, sowie eine Verzwölffachungsschaltung 32, die den Takt durch Multiplizieren der Ausgangsfrequenz des HF-Trägeroszillators 20 mit 12 erzeugt.
  • Diese Ausführungsform umfaßt ferner sechs differentiell geschaltete Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6. Jeder der Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6 ist einem der Treiber entsprechend zugeordnet. Die Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6 werden durch zwei verschiedene Phasenverschiebungsträger φA und φB differentiell geschaltet, die von den entsprechenden Treibern 28-1, 28-2, ... 28-6 erzeugt werden. Die resultierenden verstärkten Träger werden mittels eines sich daran anschließenden Leistungskombinators 22 seriell kombiniert. Eine von dem Leistungskombinator 22 stammende amplitudenmodulierte Welle wird mittels eines BPF 24 gefiltert und dann als Ausgangssignal des Senders zu dem nachfolgenden, nicht gezeigten Schaltkreis geliefert.
  • Bezugnehmend auf Figur 2 ist dort ein Aufbau jedes der Treiber 28-1, 28-2, 28-6 bei dieser Ausführungsform dargestellt. Wie gezeigt, umfaßt jeder Treiber eine Schiebeeinrichtung 36 sowie ein Paar von Wählern 38 und 40.
  • Unter Verwendung eines von dem HF-Trägerschwingteil 30 zugeführten Takts mit einer Frequenz 12f&sub0; verschiebt die Schiebeeinrichtung 36 phasenmäßig einen ebenfalls von dem HF-Trägerschwingteil 30 gelieferten Träger einer Frequenz f&sub0;, um sieben verschiedene Phasenverschiebungsträger φ&sub1; bis φ&sub7; zu erzeugen, wie in Figur 3 gezeigt. Die Phasen der Phasenverschiebungsträger φ&sub1; bis φ&sub7; sind aufeinanderfolgend um den einer Periode des Takts entsprechenden Phasenbetrag verschoben. Die so erzeugten Phasenverschiebungsträger φ&sub1; bis φ&sub7; werden an die Wähler 38 und 40 geliefert.
  • In Antwort auf den Wert eines vom ROM 26 zugeteilten 2-Bit-Digitalsignals wählt jeder der Wähler 38 und 40 einen jeweiligen aus den Phasenverschiebungsträgern φ&sub1; bis φ&sub7;. Als Ausgang werden zwei verschiedene Phasenverschiebungsträger φA und φB, die ausgewählt wurden, an den entsprechenden Leistungsverstärker geliefert. Wenn der Wert des vom ROM 26 zugeteilten 2-Bit-Digitalsignals in dezimaler Schreibweise beispielsweise 0 ist, gibt der Wähler 38 einen Phasenverschiebungsträger φ&sub4; als Phasenverschiebungsträger φA aus und der Wähler 40 einen Phasenverschiebungsträger φ&sub4; als Phasenverschiebungsträger φB .Die Logik für die Auswahl seitens der Wähler 38 und 40 ist in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. TABELLE 1
  • Bezugnehmend schließlich auf Figur 4 ist dort ein interner Aufbau jedes der Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6 dargestellt. Der in diesem Bild gezeigte Leistungsverstärker umfaßt ein Paar von MOS- (Metall-Oxid-Halbleiter) Transistoren Q&sub1; und Q&sub2;, die durch einen über einen Transformator 42 übertragenen Phasenverschiebungsträger φA gesteuert werden, sowie ein Paar von MOS-Transistoren 03 und Q&sub4;, die durch einen über einen Transformator 44 übertragenen Phasenverschiebungsträger φB gesteuert werden. Der gezeigte Leistungsverstärker wird folglich durch die Phasenverschiebungsträger φA und φB differentiell geschaltet. Wie oben erläutert, werden die Phasenverschiebungsträger φA und φB durch die Wähler 38 und 40 nach Maßgabe des Werts des vom ROM 26 gelieferten 2-Bit-Digitalsignals selektiv bestimmt; die Ausgangswellenform des Leistungsverstärkers kann daher Formen annehmen, die in der unteren Hälfte von Figur 3 mit "PA- Ausgang" angegeben sind.
  • Die Ausgänge der Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6 werden nach Maßgabe der Zahl der Leistungsverstärker gewichtet. Speziell wird eine Ausgangsleistung P0max des die maximale Leistung tragenden Leistungsverstärkers anhand der folgenden Gleichung (1) so bestimmt, daß die Verhältnisse der auf die jeweiligen Leistungsverstärker aufgeteilten Leistung zu einem in Potenzen von 2 ausgedrückten Wert führen.
  • wobei P&sub0; eine durch die Zusammenwirkung aller Leistungsverstärker zu erbringende Spitzenleistung bei 100 % Modulation ist und M die Anzahl der Leistungsverstärker ist.
  • Im obigen Beispiel beträgt die Anzahl der Leistungsverstärker sechs (M=6). Angenommen, daß die unmodulierte Ausgangsleistung des Senders 120 Watt beträgt, erreicht die Spitzenleistung bei 100 % Modulation das Vierfache dieser Leistung, wie es einem Fachmann wohl bekannt ist, d.h. 480 Watt. Wenn demgemäß M = 6 und P&sub0; = 480 in den obigen Ausdruck eingesetzt werden, ergibt sich P0max zu 243,779. Vorausgesetzt, daß P0max dem ersten Leistungsverstärker 34-1 zugeteilt wird, 1/2 dieser Leistung dem zweiten Leistungsverstärker 34-2, ... und 1/32 dieser Leistung dem sechsten Leistungsverstärker, werden mögliche Ausgangsleistungen der Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6 zu P&sub1; = 243,779 W, P&sub2; = 121,889 W, P&sub3; = 60,945 W, P&sub4; = 30,472 W, P&sub5; = 15,236 W bzw. P&sub6; = 7,618 W. Die Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6 werden jeweils so gewichtet, daß diese Ausgangsleistungen verwirklicht werden. Demgemäß werden auch die Wicklungszahlen N&sub1; bis N&sub6; der den Leistungskombinator 22 bildenden jeweiligen Ausgangstransformatoren auf N&sub1; = 6, N&sub2; = 12, N&sub3; = 24, N&sub4; = 48, N&sub5; = 96 bzw. N&sub6; = 192 festgelegt.
  • Die Konfiguration dieser Ausführungsform erlaubt es, eine digitale Amplitudenmodulation unter Verwendung einer gegenüber dem herkömmlichen Fall verringerten Anzahl von Leistungsverstärkern zu realisieren. Mit anderen Worten: Aufgrund dieser Konfiguration, bei der ein quantisiertes 1 2-Bit- Programmtonsignal in sechs aus jeweils zwei Bits bestehende Bitgruppen aufgeteilt wird, so daß entsprechende Leistungsverstärker 34-1, 34-2, ... 34-6 durch Phasenverschiebungsträger φA und φB, die nach Maßgabe der Werte der jeweiligen Bitgruppen ausgewählt wurden, differentiell geschaltet werden, kann eine Schaltungsanordnung realisiert werden, die Leistungseigenschaften besitzt, welche denen des Stands der Technik gleichwertig sind oder besser sind, und zwar trotz der Verwendung einer geringeren Anzahl von Leistungsverstärkern, beispielsweise lediglich sechs. Dies trägt zur Verwirklichung einer Verringerung der Anzahl der Komponenten, der Größe der Schaltungskonfiguration und des Verkaufspreises bei. Darüber hinaus enthält der Schaltungsaufbau im wesentlichen keine Teile, die in analoger Weise arbeiten, was zu stabilen Leistungseigenschaften und einer einfachen Justierung führt. Dies ist vorteilhaft für die zukünftige Ausdehnung des Gebrauchs.
  • Obwohl bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation mit einer Spitzenleistung von 480 W bei 100 % Modulation betrachtet wurde, ist nicht beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung auf eine solche Ausgangsleistung beschränkt ist. Selbstverständlich ist außerdem, daß die Anzahl der Schaltleistungsverstärker nicht auf sechs beschränkt sein soll und daß der Aufbau der Treiber im einzelnen nicht auf den Aufbau mit der zuvor beschriebenen Schiebeeinrichtung und den Wählern beschränkt sein soll. Darüber hinaus ist zu verstehen, daß die Anzahl der Phasenverschiebungsträger zum differentiellen Schalten der jeweiligen Leistungsverstärker nicht auf zwei beschränkt ist und daß der Aufbau der Leistungsverstärker nicht auf den in Figur 4 gezeigten beschränkt ist.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation, umfassend:
- Mittel (26, 28) zum Aufteilen eines quantisierten Eingangssignals, das aus einer Anzahl von Bits mit jeweils entsprechender Wertigkeit für den Eingangssignalwert besteht, in eine Mehrzahl von Bitgruppen,
- Mittel (36) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Phasenverschiebungsträgern gleicher Frequenz und unterschiedlicher Phasen,
- Mittel (38, 40) zum Wählen mindestens zweier Phasenverschiebungsträger aus der Mehrzahl von Phasenverschiebungsträgern, und zwar für jede Bitgruppe der Mehrzahl von Bitgruppen und in Antwort auf den momentanen Wert, der durch die jeweilige Bitgruppe der Mehrzahl von Bitgruppen repräsentiert wird,
- eine Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern (34), welche der Mehrzahl von Bitgruppen entsprechend zugeordnet sind, wobei der Ausgang jedes der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern durch die mindestens zwei Phasenverschiebungsträger, welche in Entsprechung zu einer der Mehrzahl von Bitgruppen gewählt wurden, differentiell geschaltet wird, und
- Mittel (22) zum Wichten und Addieren der Ausgänge der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Welle.
2. Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach Anspruch 1, bei der das Gewicht zum Zeitpunkt des Addierens und Wichtens in Abhängigkeit von der Anzahl der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern bestimmt wird.
3. Schaltungsanordnung zum Amplitudenmodution nach Anspruch 2, bei der das Gewicht zum Zeitpunkt des Addierens und Wichtens in Abhängigkeit von der Anzahl der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern so bestimmt wird, daß die Verhältnisse der auf die Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern aufgeteilten Leistung in Potenzen von 2 ausgedrückte Werte ergeben.
4. Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach Anspruch 3, bei der eine Ausgangsleistung P0max eines die maximale Leistung tragenden der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern anhand des folgenden Ausdrucks bestimmt wird:
wobei P&sub0; eine durch Kooperation der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern zu erbringende Spitzenleistung bei 100 % Modulation ist und M die Anzahl der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern ist.
5. Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach Anspruch 1, ferner umfassend Mittel, um aus einer amplitudenmodulierten Welle in der Umgebung ihrer Mittenfrequenz liegende Frequenzanteile zu extrahieren.
6. Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach Anspruch 1, bei der die Mittel zum Erzeugen einer Mehrzahl von Phasenverschiebungsträgern umfassen:
- Mittel zum Erzeugen eines Grundtakts,
- Mittel zum Erzeugen eines vervielfachten Takts durch Multiplizieren des Grundtakts mit einer ganzen Zahl größer als 1 und
- Mittel zum Erzeugen der Mehrzahl von Phasenverschiebungsträgern durch Phasenverschieben des Grundtakts um eine Periode des vervielfachten Takts.
7. Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach Anspruch 1, bei der die Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern jeweils mindestens zwei Schaltelementpaare umfaßt, welche den mindestens zwei Phasenverschiebungsträgern entsprechend zugeordnet sind, wobei die mindestens zwei Schaltelementpaare jeweils durch einen entsprechenden der mindestens zwei Phasenverschiebungsträger geschaltet werden, wobei die Ausgangsdifferenz zwischen den mindestens zwei Schaltelementpaaren den Ausgang des jeweiligen der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern ergibt.
8. Schaltungsanordnung zur Amplitudenmodulation nach Anspruch 1, ferner umfassend Mittel zum Erzeugen des quantisierten Eingangssignals durch Quantisieren eines Eingangssignals.
9. Verfahren zur Amplitudenmodulation, umfassend die Schritte:
- Aufteilen eines quantisierten Eingangssignals, das aus einer Anzahl von Bits mit jeweils entsprechender Wertigkeit für das Eingangssignal besteht, in eine Mehrzahl von Bitgruppen,
- Erzeugen einer Mehrzahl von Phasenverschiebungsträgern gleicher Frequenz und unterschiedlicher Phasen,
- Wählen mindestens zweier Phasenverschiebungsträger aus der Mehrzahl von Phasenverschiebungsträgern, und zwar für jede Bitgruppe der Mehrzahl von Bitgruppen und in Antwort auf den momentanen Wert, der durch die jeweilige Bitgruppe der Mehrzahl von Bitgruppen repräsentiert wird,
- differentielles Schalten der Ausgänge einer Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern, die der Mehrzahl von Bitgruppen einzeln entsprechen, durch mindestens zwei Phasenverschiebungsträger, welche für eine jeweilige der Mehrzahl von Bitgruppen gewählt wurden, und
- Wichten und Addieren der Ausgänge der Mehrzahl von differentiell geschalteten Leistungsverstärkern zur Erzeugung einer amplitudenmodulierten Welle.
DE69600497T 1995-01-31 1996-01-26 Schaltung und Methode für Amplitudenmodulation Expired - Lifetime DE69600497T2 (de)

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