Unser Zeichen: I B 1366-01 DE LE/ Jwd

Durchwahl: 030/841 887 16

Anmelder/Inhaber: I HP GMBH

Amtsaktenzeichen: Neuanmeldung

IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectroπics / Leibniz-Iπstitut für innovative Mikroelektronik

Im Technologiepark 25, 15236 Frankfurt (Oder), DE

Mixed-Signal Sendeschaltung für geschaltete Leistungsverstarker

Die Erfindung betrifft eine Vorschalteinheit für einen geschalteten Leistungsverstarker einer Hochfrequenz-Sendeschaltung Eine erfindungsgemaße Vorschalteinheit kann beispielsweise in der drahtlosen Kommunikation, in Multi-Band- und in Multi-Standard- Funksenderπ verwendet werden

Geschaltete Leistungsverstarker weisen typischerweise einen Verstärker, bei dem es sich um eine aktive Schaltung handelt, und einen Rekonstruktionsfilter auf Mit solchen geschalteten Leistungsverstärkern können besonders verlustarme Sendeschaltungen beispielsweise für die drahtlose Kommunikation realisiert werden Der geschaltete Leistungsverstarker wird dabei mit hochfrequenten Puls-Signalen angesteuert Diese müssen eine ausreichend hohe und ausreichend konstante Amplitude aufweisen. Als Puls-Signale eignen sich insbesondere pulslangenmoduherte Signale, die mit einer Pulslangenmodulation (PLM) erzeugt werden Demnach wird in einer Vorschalteinheit für einen geschalteten Leistungsverstarker ein hochfrequentes pulslangenmoduhertes Puls- Signal erzeugt und dem geschalteten Leistungsverstärker zugeführt Dieser verstärkt das pulslangenmoduherte Puls-Signal und fuhrt es einem Rekonstruktionsfilter zu. Am Ausgang des Rekonstruktionsfilters entsteht so ein moduliertes Hochfrequenz-Signal (HF-Sιgπal), das über eine Antenne abgestrahlt wird

Im Allgemeinen wird bei der Pulslängenmodulation eine Pulslange eines Pulses von einem Schwellwert gesteuert Dabei soll die Lange eines Pulses linear von dem Schwellwert abhangen Diese Lineaπtat der Pulslangenmodulation ist in realen Systemen jedoch nur naherungsweise zu erreichen

In einer Vorschalteiπheit für einen geschalteten Leistuπgsverstarker gemäß dem Stand der Technik wird beispielsweise ein phasenmoduhertes HF-Signal mit einem begrenzenden Verstärker in ein HF-Puls-Sιgnal, das ein Rechtecksignal darstellt, gewandelt Dieses Puls-Signal wird mit einem Integrierer in ein HF-Dreιecksιgnal überfuhrt. Em Komparator vergleicht dann die Momentamphtude des HF-Dreιecksignals mit einem zeitveränderlichen langsamen Schwellwert Abhängig von dem Ergebnis dieses Vergleiches, gibt der Komparator einen hohen oder einen tiefen Signalpegel aus, so dass am Ausgang des Komparators ein pulslangenmoduliertes HF-Puls-Sιgnal entsteht Mit dem Schwellwert wird dabei die Lange eines Pulses gesteuert. Die Lineantät zwischen dem Schwellwert und der Länge eines Pulses des pulslangenmodulierten HF- Puls-Signals ist dabei jedoch nur naherungsweise gegeben Für ein hohes Maß an Lineantät musste dabei das HF- Dreieckssignal möglichst genau erzeugt werden. Das setzt zunächst voraus, dass das HF-Puls-Sιgnal des begrenzenden Verstärkers eine sehr hohe Flankensteilheit aufweist, was durch den begrenzenden Verstarker nur naherungsweise erreicht werden kann Weiterhin muss ein Integrierer, der ein HF-PuIs- Signal in ein HF-Dreιeckssιgnal wandelt, sehr kurze Anstiegszeiten des Eingangssignals tolerieren können Weiterhin muss das HF-Dreιeckssιgnal selber eine vergleichsweise kurze Anstiegszeit aufweisen, damit innerhalb einer Hochfrequenzperiode eine ausreichend große Signalamphtude erreicht wird, um die Amplitude des Dreiecksignais mit einem Schwellwert in dem Komparator vergleichen zu können In einer realen HF- Sendeschaltung sind solche Anforderungen nur naherungsweise zu erfüllen, so dass die Pulslange des pulslangenmodulierten HF-Puls-Sιgnals im Allgemeinen nicht linear von dem Schwellwert abhangt Das mit der Vorschalteinheit erzeugte pulslangenmoduherte HF-Puls-Sιgnal soll, bevor es mit einem Rekonstruktionsfilter in ein Sendesignal rekonstruiert wird, das zur Antenne geleitet wird, verstärkt werden Für diese Verstärkung können geschaltete Leistungsverstärker verwendet werden Bei sehr kleinen oder bei sehr großen Pulsweiten des pulslangenmoduherten HF-Puls-Signals erreicht der geschaltete Leistungsverstarker am Ausgang möglicherweise nicht seine volle Ausgangsamphtude Damit ist auch der Zusammenhang zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal eines geschalteten Leistungsverstärkers nur naherungsweise linear Auf diese Weise wird die Lineantät zwischen dem Schwellwert und dem verstärkten Ausgangssignals des Komparators, also dem verstärkten pulslangenmoduherten HF-Puls-Sιgnal, zusätzlich vermindert

Bei digitalen Modulationsverfahren, die in vielen drahtlosen Kommunikationssystemen eingesetzt werden, kann ein geringes Maß an der oben beschriebenen Lineantät einer HF-Sendeschaltung dazu fuhren,, dass digitale Symbole im Empfänger nicht zuverlässig detektiert werden können und somit Bitfehler auftreten

Weiterhin kann die Steilheit des HF-Dreiecksignals, beispielsweise wenn die Voraschalteinheit als einer mikroelektronischen Schaltung realisiert ist, von Prozess- und Temperaturschwankungen abhangig sein und somit stark schwanken Dies kann beispielsweise zur Folge haben, dass ein in der Vorschaltemheit verwendeter Integrierer beispielsweise in Abhängigkeit einer Temperatur kalibriert werden muss

Weiterhin kann sich bei bisher betrachteten Vorschalteinheiten die Amplitude des HF- Dreiecksignals ändern, wenn sich die Tragerfrequenz des phasenmoduherten HF-Signals ändert Eine solche Vorschaltemheit ist daher insbesondere für Anwendungen, die verschiedene Tragerfrequenzen benotigen, beispielsweise Multi-Band- oder Multi- Standard-Anwendungen, nur bedingt geeignet.

Geschaltete Leistungsverstarker weisen außerdem typischerweise ein asymmetrisches Schaltverhalten auf D h , dass die Flankensteilheit der steigenden und fallenden Flanke des Ausgaπgssigπals des geschalteten Leistungsverstarkers ungleich ist Diese ungleiche Flankensteilheit kann nach der Rekonstruktion des Ausgangssignals des geschalteten Leistungsverstärkers in ein HF-Sendesιgnal zu einer unerwünschten Phasenmodulation des HF-Sendesιgnals fuhren, welches von der Antenne abgestrahlt wird Es wird darauf hingewiesen, dass der Stand der Technik und die mit Ihm verbundenen Probleme auch anhand der Figur 1 diskutiert werden

Aufgabe der Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu losen und insbesondere eine Vorschaltemheit für einen - A -

geschalteten Leistungsverstarke einer HF-Sendeschaltung zu entwerfen, der ein möglichst lineares Verhalten zeigt

Diese Aufgaben werden gelost mit einer Vorschalteinheit für einen geschalteten Leistungsverstärker einer Hochfrequenz-Sendeschaltung, mit einem ersten Signaleingang für ein hochfrequentes, phasenmoduliertes erstes Eingangssignal; einem zweiten Signaleingang für ein im Vergleich mit dem ersten Eingangssignal niederfrequentes zweites Eingangssignal, einer steuerbaren ersten Verzögeruπgseinheit, der zum einen das erste Eingangssignal und zum anderen über einen ersten Steuereingang ein erstes Steuersignal zugeführt ist und die ausgebildet ist, das erste Eiπgangssignal mit einer ersten Verzögerung auszugeben, die vom ersten Steuersignal abhängt, einer steuerbaren zweiten Verzogerungsemheit, der zum einen das erste Eingangssignal und zum anderen über einen zweiten Steuereingang ein zweites Steuersignal zugeführt ist und die ausgebildet ist, das erste Eingangssignal mit einer zweiten Verzögerung auszugeben, die vom zweiten Steuersignal abhangt und die großer ist als die erste Verzögerung, einem Pulsgeπerator, der eingangsseitig mit der ersten und der zweiten Verzogerungseinheit verbunden ist und der ausgebildet ist, ein pulsfόrmiges und pulslängenmoduliertes Ausgangssignal zu erzeugen und auszugeben, wobei die zeitliche Lage der ansteigenden Flanken des Ausgangssignals vom Ausgangssigπal der ersten Verzogerungseinheit und die zeitliche Lage der abfallenden Flanken des Ausgangssignals vom Ausgangssignal der zweiten Verzogerungseinheit abhangt, und einer Steuereinheit, die ausgebildet ist, das erste Steuersignal in Abhängigkeit vom zweiten Eingangssignal und vom Ausgangssignal des Pulsgenerators sowie das zweite Steuersignal in Abhängigkeit vom zweiten Eingangssigπal und vom Ausgaπgssignal des Pulsgenerators zu erzeugen und auszugeben Die Vorschalteinheit dient insbesondere dazu, ein pulslängenmoduliertes HF-Puls-Sιgnal für einen geschalteten Leistungsverstarker bereitzustellen Mit einem Pulssignal ist im Allgemeinen ein Rechtecksignal gemeint. Einem ersten Signaleingang kann ein hochfrequentes phasenmoduliertes erstes Eingangssignal zugeführt werden Dieses erste Eingangssignal hat beispielsweise die Form sιn(ω _RF *t+φR _F (t)), wobei ω _RF die Tragerfrequenz, t die Zeit, und φ _RF die Momentanphase beschreibt Das erste Eingangssignal kann aber auch ein HF-Puls-Sιgnal der Form sιgn(sin(ω _RF *t+φ _RF (t))) sein, wobei „sign" die Signum-Funktion darstellt Dem zweiten Signaleingang wird ein zweites Eingangssignal zugeführt, bei dem es sich insbesondere um ein Basisbandsignal handeln kann Dieses Basisbaπdsignal kann beispielsweise die Einhüllende beziehungsweise die Amplitudeninformation eines gewünschten Sendesignals repräsentieren Demnach kann das zweite Eiπgaπgssignal für eine Amplitudenmodulation verwendet werden Es hat beispielsweise die Form a(t), wobei a eine Amplitude darstellt, die von der Zeit t abhangt.

Die steuerbare erste Verzόgerungseinheit und die steuerbare zweite Verzögerungseinheit dienen dazu, das erste Eingangssignal mit einer ersten Verzögerung beziehungsweise mit einer zweiten Verzögerung auszugeben Diese beiden Verzogerungen unterscheiden sich, so dass am Ausgang der beiden Verzogerungsemheiten zwei zeitlich gegeneinander versetze Signale vorhanden sind Die erste Verzögerung und die zweite

Verzögerung sind steuerbar, so dass der zeitliche Versatz zwischen dem Ausgangssignal der ersten Verzόgerungseinheit und dem Ausgaπgssignal der zweiten Verzögern ngseiπ- heit ebenfalls steuerbar ist.

Das Ausgangssignal der ersten Verzögerungseinheit und das Ausgangssignal der zweiten Verzogerungseinheit werden einem Pulsgenerator zugeführt. Dieser erzeugt ein pulsformiges und pulslangenmoduliertes HF-Ausgangssιgnal. Beispielsweise, indem die steigende Flanke des Ausgangssignals des Pulsgenerators durch die steigende Flanke des Ausgangssignals der ersten Verzόgerungseinheit und die fallende Flanke des Ausgangssignals des Pulsgenerators durch die steigende Flanke des Ausgangssignals der zweiten Verzogerungseinheit ausgelost wird Auf diese Weise können die Pulsweiten des Ausgangssignals des Pulsgenerators durch die zeitlichen Lagen der fallenden und/oder steigenden Flanken des Ausgangssignals der ersten Verzogerungseinheit und des Ausgangssignals der zweiten Verzogerungseinheit gesteuert werden Diese zeitlichen Lagen werden wiederum durch die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung gesteuert.

Bevorzugt wird der Pulsgenerator als Flip-Flop mit Setz- und Rucksetzeingang realisiert. Die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung werden über eine Steuereinheit gesteuert Zur Bestimmung der entsprechenden Steuersignale, dem ersten Steuersignal und dem zweiten Steuersignal, stehen der Steuereinheit einerseits das zweite Eingangssignal der Vorschalteinheit und andererseits das Ausgangssignal des Pulsgenerators beziehungsweise Signale die von diesen beiden Signalen abhangen zur Verfügung Das erste und das zweite Steuersignal kann in der Steuereinheit dann so bestimmt werden, dass ein bestimmtes Kriterium erfüllt wird oder ein bestimmter Zusammenhang zwischen dem zweiten Eingangssignal der Vorschalteinheit und dem Ausgangssignal des Pulsgenerators erreicht wird Ein solcher Zusammenhang kann beispielsweise sein, dass ein Gleichsigπal, das aus dem Ausgaπgssignal des Pulsgenerators bestimmt wird dem zweiten Eingangssignal entsprechen soll. Demnach nimmt das zweite Eingangssignal der Vorschalteinheit und das Ausgangssignal des Pulsgenerators Einfluss auf das erste Steuersignal und das zweite Steuersignal, damit auf die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung und damit auf die Pulsweite des Ausgangssigπals des Pulsgenerators Eine Veränderung des zweiten Eingaπgssignals kann also eine Veränderung der Pulsweite des Ausgangssignals des Pulsgenerators bewirken Demnach ist die Pulsweite des Ausgangssignals des Pulsgenerators über das zweite Eingangssignal steuerbar

Ein wesentlicher Gedanke dieser Erfindung besteht darin, dass ein pulslangenmoduher- tes HF-Puls-Sιgnal, das von der Vorschalteinheit bereitgestellt wird, direkt oder indirekt auf eine Steuereinheit zurύckgekoppelt wird, in der beispielsweise durch einen Vergleich mit dem zweiten Eingangssignal eine geeignete Einstellung der ersten und zweiten Verzögerung vorgenommen wird Mit dieser Rückkopplung des Ausgaπgssignals des Pulsgenerators können Nichtlineaπtäten bei der Erzeugung eines pulslängenmodulierten HF-Puls-Sιgnals und auch Nichtlineantaten bei dessen Verstärkung in dem geschalteten Leistungsverstärker verringert werden.

Eine erfindungsgemäße Vorschalteinheit eignet sich gut zur Integration in mikroelektronischen Schaltungen. Sie weist eine geringe Komplexität auf und ist mit einfachen Komponenten aufgebaut Im Vergleich zu einer Vorschalteinheit gemäß dem

Stand der Technik, vergleiche insbesondere Figur 1 und die zugehörige Diskussion, wird kein genaues HF-Dreιeckssιgπal benotigt Die Lineantat der Pulslangenmodulatioπ wird demnach nicht durch ein ungenaues HF-Dreιeckssιgnal vermindert. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorschalteinheit geeignet, eine Pulslangenmodulation für verschiedene Trägerfrequenzen durchzuführen, so dass sich die entsprechende

Vorschalteinheit gut für Multi-Band- und Multi-Standard-Anwendungen eignet.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Steuereinheit eine Vergleichseinheit auf, die ausgebildet ist, das erste Steuersignal und das zweite Steuersignal basierend auf einem Vergleich eines Vergleichssignals, das von dem zweiten Eingangssignal abhängt, mit wenigstens einem Ruckkopplungssignal, das von dem Ausgangssignal abhängt, zu bestimmen Mit dem zweiten Eingangssignal kann beispielsweise eine Pulslange des Ausgangssignals des Pulsgenerators gesteuert werden Beispielsweise soll eine Verdoppelung der Amplitude des zweiten Eingangssignals eine Verdoppelung der Pulslange bewirken. Die tatsächliche Pulslange kann aber aufgrund verschiedener Schaltungseinflύsse, insbesondere auf Grund verschiedener Nichtlineaπtäten, von der gewünschten Pulslänge des Ausgangssignals des Pulsgenerators abweichen Ein Rύckkopplungssignal, das eine entsprechende Information, beispielsweise bezogen auf die tatsächliche Pulslänge des Ausgangssignals des Pulsgenerators, trägt wird daher zusammen mit dem zweiten Eingangssignal einer Steuereinheit zur Verfugung gestellt Insbesondere ein Vergleich zwischen einem Maß für die tatsächliche Pulslänge und einem Maß für die gewünschte Pulslange kann verwendet werden, um die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung so einzustellen, dass die tatsächliche Pulslänge besser mit der gewünschten Pulslange übereinstimmt. Auf diese Weise wird das Verhalten der Vorschalteinheit und der HF-Sendeschaltung hnearisiert Insbesondere ein Vergleich eines Vergleichssignals mit einem Rückkopplungssignal, die jeweils ein Maß für die gewünschte Pulslange und die tatsächliche Pulslange darstellen, eignet sich für eine Implementierung einer entsprechenden Vorschalteinheit mit geringer Komplexität

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vergleichseiπheit wenigstens eine Addiereinheit auf, die ausgebildet ist, ein Differenzsignal aus dem Vergleichssignal und dem wenigstens einen Ruckkopplungssignal zu bestimmen

Die Addiereinheit weist insbesondere einen Addierer auf, der ein Summensignal aus dem Vergleichssignal und einem Ruckkopplungssignal bestimmt Der Addiereinheit sind das wenigstens eine Ruckkopplungssignal und das Vergleichssignal zugeführt Vor der Addition dieser Signale wird beispielsweise das Ruckkopplungssignal invertiert, so dass das gewonnene Summensignal dem genannten Differenzsignal entspricht Für beispielsweise zwei Ruckkopplungssignale können auch zwei Addierer verwendet werden, die dann ein erstes und ein zweites Differenzsignal bestimmen. Zwei Addierer können schematisch als eine Addiereinheit zusammengefasst werden Insbesondere ein Vergleich von Signalen der auf einer Addition beziehungsweise Subtraktion von Signalen beruht lasst sich mit geringer Komplexität realisieren

In einer Weiterbildung weist die Vergleichseinheit wenigstens eine Integriereinheit auf, die ausgebildet ist, durch Integration des wenigstens einen Differenzsignals das erste Steuersignal in invertierter Form und/oder das zweite Steuersignal zu bestimmen Eine Integriereinheit kann beispielsweise einen ersten Integrator, dem ein erstes Differenzsignal des ersten Addierer zugeführt ist und einen zweiten Integrator, dem ein zweites Differenzsignal eines zweiten Addierer zugeführt ist, aufweisen. Beispielsweise können dabei der Ausgang des ersten Integrators invertiert werden und der Ausgang des zweiten Integrators kann unverändert bleiben Der Ausgang eines Inverters, der dem ersten Integrator nachgeschaltet ist kann so das erste Steuersignal dem ersten Steuereingang zuführen, während der Ausgang des zweiten Integrators direkt dem zweiten Steuereingang zugeführt werden kann Beispielsweise ist es auch möglich, nur einen Addierer und einen Integrator zu verwenden, wobei das Ausgangsignal des Integrators einerseits auf den zweiten Steuereingang gelegt wird und andererseits nach einer zusätzlichen Invertierung auf den ersten Steuereingang gelegt wird.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Integriereinheit mit wenigstens einem Integrierer auf Basis von wenigstens einem Operationsverstärker realisiert

Integrierer auf Basis von Operationsverstärkern weisen im Allgemeinen eine hohe DC- Verstärkung auf Durch eine entsprechend hohe DC-Verstarkung kann die Lmearitat der Schaltung über den gesamten Aussteuerbereich gewährleistet werden. Mit einer ausreichend großen Verstärkung kann auch auf eine Kalibrierung der Integriereinheit verzichtet werden, die gemäß dem Stand der Technik nötig sein kann

In einer Weiterbildung weist die Steuereinheit 10 zumindest einen Koppler auf, der ausgebildet ist, ein Messsignal von dem Ausgangssignal des Pulsgenerators oder von einem Signal abzukoppeln, das von dem Ausgangssignal des Pulsgenerators abhängt

Der Koppler koppelt ein Messsignal bevorzugt von dem Ausgangssignal des geschalteten Leistungsverstärkers ab, beispielsweise indem ein kleiner Teil der Signalleistuπg des Ausgangssignals des geschalteten Leistungsverstarkers ausgekoppelt wird Wird das Messsignal hinter dem geschalteten Leistungsverstarker ausgekoppelt, werden auch Nichthnearitaten des geschalteten Leistungsverstärkers kompensiert, die insbesondere bei sehr niedrigen oder sehr hohen Pulsweiten auftreten können Bevorzugt wird der Koppler nachfolgend zu einem Rekonstruktionsfilter angeordnet Der Koppler ist dann ausgebildet, einen Teil der Signalleistung eines rekonstruierten Signals als Messsignal abzukoppeln Auf einen Koppler kann beispielsweise verzichtet werden, wenn das Ausgangssignal des Pulsgenerators als Messsignal verwendet wird. Bevorzugt weist die Steuereinheit einen zweiten begrenzenden Verstärker auf, der ausgebildet ist, das Messsignal von einem mit einem Rekonstruktioπsfilter gefilterten Signal, das von dem Ausgangssignal des Pulsgenerators abhängt, zu bestimmen.

Der zweite begrenzende Verstarker kann beispielsweise ein pulslangenmodulierte HF- Signal, das beispielsweise als Sendesignal einer Antenne zugeführt wird, in ein Puls- Signal wandeln Dies kann eine Vergleichbarkeit von Signalen erleichtern

In einer Weiterbildung weist die Steuereinheit einen Amphtudendetektor auf, der ausgebildet ist, das mindestens eine Ruckkopplungssignal aus dem Messsignal durch eine Gleichrichtung zu bestimmen

Der Amplitudeπdetektor ist insbesondere ausgestaltet, dass Messsignal, bei dem es sich im Allgemeinen um ein hochfrequentes Wechselsignal handelt, in ein Gleichsignal zu wandeln Der Mittelwert des Gleichsignals kann beispielsweise proportional zur Pulsweite des Messsignals, zur Pulsweite des Ausgangssignals des Pulsgenerators oder zur Pulsweite des Ausgangssignals des geschalteten Leistungsverstärkers sein Beispielsweise ist der Amphtudendetektor durch eine Gleichnchterdiode realisiert Der Koppler, der Amphtudendetektor, die Integriereinheit und die Addiereinheit sind Teile der Steuereinheit, die dazu dienen, die Pulsweite des Ausgangssignals des geschalteten Leistungsverstärkers auf die erste Verzogerungseinheit und die zweite Verzόgerungseiπ- heit zuruckzukoppeln Insbesondere soll die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung so geregelt werden, dass das erste Differenzsignal und das zweite Differenzsignal an den Eingangen des ersten Integrierers und des zweiten Integrierers im Mittel zu Null geregelt wird

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorschalteiπheit eine dritte Verzogerungseinheit, der das erste Eingangssignal zugeführt ist und die ausgebildet ist, das erste Eingangssignal mit einer dritten konstanten Verzögerung auszugeben, wobei das Ausgangssignal der dritten Verzogerungseinheit sowie das Messsignal einer Phasendetektionseinheit zugeführt wird, die ausgebildet ist, das mindestens eine Rückkopplungssignal von dem Ausgangssignal der dritten Verzögerungseinheit und dem Messsignal derart zu bestimmen, dass das mindestens eine Ruckkopplungssignal proportional zu einer Phasendifferenz zwischen dem Ausgangssignal der dritten Verzögerungseinheit und dem Messsignal ist. Die Phasendetektionsemheit umfasst beispielsweise ein erstes Phasenmessghed und ein zweites Phasenmessglied, wobei das erste Phasenmessghed die positive Flanke und das zweite Phasenmessglied die negative Flanke des Messsignals detektieren. Insbesondere sind die Phasenmessgheder derart ausgestaltet, dass ihr Ausgangssignal proportional zu einer gemessenen Phasendifferenz an ihren Eingängen ist Die Phasendifferenz ist insbesondere die zeitliche Differenz von Flanken von zwei Puls-Signalen Eine Anpassung der tatsächlichen Pulsläπge des Ausgangssignals des geschalteten Leistungsverstärkers kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung so eingestellt werden, dass die Differenz zwischen dem Ausgangssigπal des ersten Phasenmessgliedes und dem zweiten Eingangssignal sowie die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des zweiten Phasenmessgliedes und dem zweiten Eingangssignal im Mittel zu Null geregelt wird Mit dieser Weiterbildung ist es beispielsweise möglich, ein unsymmetrisches Schaltverhalten des geschalteten Leistungsverstärkers zu kompensieren

Vorzugsweise weist die Phasendetektionseiπheit ein erstes Phasenmessghed und ein zweites Phasenmessglied auf, die als Exklusiv-Oder-Gatter realisiert sind, wobei das zweite Phasenmessglied zusätzlich einen Inverter an einem seiner Eingange aufweist. Bevorzugt wird das Exklusiv-Oder-Gatter in differenzieller Schaltungstechnik implementiert. In einer Weiterbildung der Vorschalteinheit ist dem ersten Signaleingang ist ein erster begrenzender Verstarker nachgeschaltet, der ausgebildet ist, das hochfrequente phasenmoduherte erste Eingangssignal in ein hochfrequentes phasenmoduhertes gepulstes Eingangssignal zu wandeln.

Bevorzugt werden der ersten Verzogerungseinheit, der zweiten Verzogerungseinheit und dem Pulsgenerator Pulssignale zugeführt Liegt ein Eingangssignal als sinusförmiges Signal vor, ist es bevorzugt, dieses zunächst in ein gepulstes erstes Eingangssignal zu wandeln Im Anschluss an diese Wandlung tritt dann ein hochfrequentes, phasenmoduhertes, gepulstes erstes Eingangssignal an die Stelle des hochfrequenten phasenmoduherten ersten Eingangssignals In einer Weiterbildung der Vorschalteinheit ist dem zweiten Signaleingang ein Amplituden-zu-Pulslängenwandler nachgeschaltet, der ausgebildet ist, das zweite Eingangssignal in das Vergleichssignal zu wandeln. Der Amplituden-zu-Pulslangenwandler dient im Wesentlichen dazu, das zweite Eiπgaπgssignal, bei dem es sich im Allgemeinen um ein Basisbaπdsignal handelt, in eine entsprechende Steuergröße für die Pulslange des Ausgangssignals des geschalteten Leistungsverstärkers zu wandeln Die Wandlung des zweiten Eingangssignals in das Vergleichssignal kann beispielsweise durch eine Multiplikation des zweiten Eingangssignals mit einem konstanten Wert erfolgen

Vorzugsweise ist der Amplιtuden-zu-Pulsläπgeπwandler mit einem digitalen Speicher mit Adressworteingang und Datenwortausgang und einem Digital-Analog-Wandler aufgebaut. Dabei ist der Datenwortausgang des digitalen Speichers mit dem Eingang des Digital- Analog-Wandlers verbunden Das Adresswort am Eingang des digitalen Speichers bestimmt dann das Datenwort am Ausgang des digitalen Speichers. Auf diese Weise können beliebige Kennlinien des Amplιtuden-zu-Pulslangenwandlers mit hoher Genauigkeit realisiert werden

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Schaltungseinheit die Vorschaltemheit zusammen mit einem geschalteten Leistungsverstarker auf Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul die Schaltungseinheit und ein Rekonstruktionsfilter auf Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Hochfrequeπz-Sendeschaltung ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul und eine Antenne auf. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Sendegerät eine Hochfrequenz- Sendeschaltung auf Bei einem solchen Sendegerät handelt es sich beispielsweise um ein mobiles Telefon.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren naher erläutert Es zeigen schematisch Fig. 1 eine Vorschaltemheit für einen geschalteten Leistungsverstarker einer

Hochfrequenz-Sendeschaltung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine erste bevorzugte Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen

Vorschalteinheit für einen geschalteten Leistungsverstärker einer Hochfrequenz-Sendeschaltung, Fig. 3 eine zweite Ausfύhrungsform der erfindungsgemaßen Vorschalteinheit für einen geschalteten Leistuπgsverstarker einer Hochfrequenz- Sendeschaltung,

Fig. 4 eine dritte Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorschalteinheit für

5 einen geschalteten Leistungsverstarker einer Hochfrequenz-

Sendeschaltung,

Fig. 5 eine vierte Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorschalteinheit für einen geschalteten Leistungsverstarker einer Hochfrequenz- Sendeschaltung, und

10 Fig. 6 Einheiten, die eine erfindungsgemäße Vorschalteiπheit umfassen

Figur 1 zeigt eine Hochfrequenz-Sendeschaltung 50, die eine Vorschalteinheit 57 aufweist, die ausgangsseitig mit einem geschalteten Leistuπgsverstärker 51 verbunden ist. Ein Ausgangssignal 52 des geschalteten Leistungsverstärkers 51 wird einem Rekonstruktionsfilter 53 zugeführt Ein Ausgangssignal 54 des Rekonstruktionsfilters 53

15 wird einer Antenne 55 zugeführt und von dieser abgestrahlt Ein pulslangenmoduhertes HF-Puls-Sιgnal 56 wird von der Vorschalteinheit 57 an den geschalteten Leistungsverstarker 51 ausgegeben Die Vorschalteinheit 57 weist einen ersten Signaleingang 58 und einen zweiten Signaleingang 59 auf Über den ersten Signaleingang 58 gelangt ein phasenmoduliertes HF-Signal 60 der Form sιn(ω _RF *t+φ _RF (t)) zu der Vorschalteinheit 57

20 Dabei gibt ω _RF die Trägerfrequenz des phasenmodulierten HF-Signals 60, φ _RF die Phase des phasenmoduherten HF-Signals und t die Zeit an. In einem begrenzenden Verstarker 61 wird das phasenmodulierte HF-Signal 60 in ein HF-Puls-Sιgnal 62 gewandet Das HF- Puls-Signal 62 hat die Form sιgn(sιn(ω _RF *t+φ _RF (t))), wobei „sign" die Signum-Funktion bezeichnet Das HF-Puls-Sιgnal 62 wird in einem Integrierer 63 in ein HF-Dreιecksιgnal

25 64 gewandelt, das einem Komparator 65 zugeführt wird Neben dem HF-Dreιeckssιgnal 64 wird dem Komparator 65 auch ein zeitveranderhcher, langsamer Schwellwert 66 zugeführt Der Schwellwert 66 wird von einem Amplituden-zu-Pulslängen-Wandler 67 ausgegeben, der diesen Schwellwert 66 aus einem Basisbandsignal 68, das dem zweiten Signaleingang 59 zugeführt ist, bestimmt Der Komparator 65 vergleicht die Amplitude

30 des HF-Dreιecksιgnals 64 mit dem langsamen Schwellwert 66 und gibt, abhangig von dem Ergebnis dieses Vergleiches, das pulslängenmodulierte HF-Puls-Signal 56 an den geschalteten Leistungsverstärker 51 aus Im idealen Fall verstärkt der geschaltete Leistungsverstärker 51 das pulslangenmoduher- te HF-Puls-Sιgnal 56 um den Faktor K Das Rekonstruktioπsfilter 53 weist eine geringe Bandbreite um die Tragerfrequenz ω _RF auf, so dass, in erster Näherung, an der Antenne ein gewünschtes Signal der Form K*a(t)*sιn(ω _RF *t+φ _RF (t)) anliegt. Um einen möglichst 5 linearen Zusammenhang zwischen der Pulslange eines Pulses des pulslangenmoduher- ten HF-Puls-Sιgnals 56 und dem Schwellwert 66 zu erreichen, muss das HF- Dreieckssignal 64 mit hoher Genauigkeit erzeugt werden Dies erfordert beispielsweise, dass das HF-Puls-Sιgnal 62 am Ausgang des begrenzenden Verstärkers 61 eine sehr hohe Flankensteilheit aufweist und dass der Integrierer 63 sehr schnelle Anstiegszeiten 10 des HF-Puls-Signals 62 tolerieren kann Das HF-Dreieckssigπal 64 erfährt, weil die Bandbreite der elektronischen Schaltung begrenzt ist, eine Abrundung seiner Signalstrukturen. Um scharf aufgelöste Spitzen und scharf aufgelöste Taler des Dreieckssignais zu erhalten, wäre eine sehr große Bandbreite erforderlich, die bis zum 10-fachen der Signalfrequenz betragen kann.

15 Daruberhiπaus verstärkt der geschaltete Leistungsverstarker 51 im Allgemeinen das pulslangenmoduherte HF-Puls-Sιgnal 56 nur naherungsweise linear, d h nur naherungsweise mit einem konstanten Faktor K Insbesondere bei sehr kleinen oder sehr großen Pulslängeπ des pulsmodulierten HF-Signals 56 am Eingang des geschalteten Leistungsverstärkers 51 erreicht der geschaltete Leistungsverstarker 51 am Ausgang im

20 Allgemeinen nicht seine volle Ausgangsamphtude, so dass auch das Verhalten des geschalteten Leistungsverstärkers 51 im Allgemeinen nicht ideal linear ist

Wird die Vorschalteinheit 57 als mikroelektronische Schaltung realisiert, so kann die Steilheit des HF-Dreιeckssιgnals 64 von Prozess- und Temperaturschwankungen abhängig sein, so dass eine Kalibrierung des Integrierers 63 notwendig sein kann Eine

25 Änderung der Tragerfrequenz ω _RF verursacht auch eine Änderung der Amplitude des HF- Dreiecksignals 64 Im Allgemeinen sind die Flankensteilheit von steigender und fallender Flanke des Ausgangssignals 52 des geschalteten Leistungsverstärkers 51 nur naherungsweise symmetrisch zueinander, was in der Schaltung gemäß Figur 1 eine unerwünschte Phasenmodulation in dem Ausgangssignal 54 des Rekonstruktionsfilters

30 53 verursachen kann Außerdem bewirken die abgerundeten bzw nicht idealen Spitzen des HF-Dreιeckssιgnals 64 ein nicht-lineares Verhalten des Modulators.

Figur 2 zeigt eine Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 mit einer erfindungsgemaßen Vorschalteinheit 1 für einen geschalteten Leistungsverstarker 2, wobei eine Lineantat der Pulslangenmodulation im Vergleich zur Pulslangenmodulation gemäß Figur 1 verbessert werden soll Einem ersten Sigπaleingang 3 ein hochfrequentes phaseπmoduliertes erstes Eingangssignal 18 der Form sιn(ω _RF ^* t+φ _RF (t)) zugeführt. Ein erster begrenzender Verstarker 40 wandelt das hochfrequente phasenmoduherte erste Eingangssignal 18 in ein hochfrequentes phasenmoduhertes gepulstes erstes Eingangssignal 41 Das gepulste erste Eingangssignal 41 wird einer ersten Verzogerungseinheit 5 und einer zweiten Verzögerungseinheit 7 zugeführt Die erste Verzögerung der ersten Verzögerungseinheit 5 ist über ein erstes Steuersignal 20 steuerbar, das der ersten Verzogerungseinheit 5 über einen ersten Steuereingang 6 zugeführt wird

Die zweite Verzögerung der zweiten Verzogerungseinheit 7 wird über ein zweites Steuersignal 21 gesteuert, das an einem zweiten Steuereingang 8 anliegt. Em Ausgangssignal 23 der ersten Verzogerungseinheit 5 und ein Ausgangssignal 24 der zweiten Verzogerungseinheit 7 stellen entsprechend der eingestellten ersten Verzögerung und der eingestellten zweiten Verzögerung verzögerte Formen des gepulsten ersten Emgangssigπals 41 dar und werden einem Pulsgenerator 9 zugeführt Im Allgemeinen unterscheidet sich die erste Verzögerung dabei von der zweiten Verzögerung

Der Pulsgenerator 9 erzeugt dann ein Ausgangssigπal 22 in der Form, dass die steigende Flanke des Ausgangssignals 22 des Pulsgenerators 9 mit der steigenden Flanke des Ausgangssignals 23 der ersten Verzogerungseinheit 5 und die fallende Flanke des Ausgangssignals 22 des Pulsgenerator 9 mit der steigenden Flanke des Ausgangssignals 24 der zweiten Verzogerungseinheit 7 zusammenfallt Bei dem Ausgangssignal 22 handelt es sich um ein pulslangenmoduhertes HF-Puls-Sιgnal, denn die Lange eines Pulses des Ausgangssignals 22 ist durch die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung einstellbar Das Ausgangssignal 22 wird dem geschalteten Leistungsverstärker 2 zugeführt, der dieses Signal verstärkt und ein verstärktes Ausgangsignal 33 ausgibt. Über einen Koppler 30 gelangt das verstärkte Ausgangssignal 33 zu einem Rekonstruktionsfilter 13, das eine Filterung des Ausgangssignals 33 durchfuhrt und ein HF-Sendesιgnal 42 an eine Antenne 15 leitet. Der Koppler 30 wird einen Teil der Signalleistung des Ausgangssignals 33 des geschalteten Verstärkers 2 ausgekoppelt und als ein Messsignal 31 einem Amphtudendetektor 34 zufuhren Der Amphtudendetektor 34 gibt ein Ruckkopplungssignal 26 an einen ersten Addierer 27 und an einen zweiten Addierer 44 aus Einem zweiten Signaleingang 4 der Vorschalteinheit 1 wird ein zweites Eingangssignal 19 zugeführt Dieses zweite Eiπgaπgssigπal 19, bei dem es sich im Allgemeinen um ein Basisbandsignal handelt, wird einem Amplιtuden-zu-Pulslangenwandler 43 zugeführt, der am Ausgang ein Vergleichssignal 25 bereitstellt, das dem ersten Addierer 27 und dem zweiten Addierer 44 zugeführt wird

Der erste Addierer 27 gibt ein erstes Differenzsignal 29 aus, das der Differenz zwischen dem Vergleichssignal 25 und dem Rύckkopplungssignal 26 entspricht Der zweite Addierer 44 gibt ein zweites Differenzsignal 46 aus, das dem ersten Differenzsignal 29 entspricht. Das erste Differenzsignal 29 wird einem ersten Integrierer 28 zugeführt Das Ausgangssignal des ersten Integrierers 28 wird mit einem Invertierer 47 invertiert und dem ersten Steuereingang 6 als das erstes Steuersignal 20 zugeführt. Das zweite Differenzsignal 46 wird einem zweiten Integrierer 45 zugeführt, dessen Ausgang das zweite Steuersignal 21 bereitstellt, welches dem zweiten Steuereingang 8 zugeführt wird

Die Vorschalteinheit 1 weist einen ersten Signaleingang 3 und einen zweiten Sigπaleingang 4 auf und stellt am Ausgang das Ausgangssigπal 22 des Pulsgenerators 9 zur Verfügung Dabei handelt es sich um ein pulslangenmoduhertes HF-Puls-Sιgnal Zudem wird über einen Rückkopplungszweig der Vorschalteinheit 1 über den Koppler 30 das Messsignal 31 beziehungsweise das Ruckkopplungssignal 26 zugeführt

Die Steuerung der ersten Verzögerung und der zweiten Verzögerung wird über eine Steuereinheit 10 erreicht, die ebenfalls schematisch in Figur 2 eingezeichnet ist Zu ihr gehört der Koppler 30, der Amphtudendetektor 34, der erste Addierer 27, der zweite Addierer 44, der erste Integrierer 28, der zweite Integrierer 45, der Invertierer 47 und der Amplιtudeπ-zu-Pulslangenwandler 43

Am ersten Signaleingang 3 liegt das hochfrequente phasenmoduherte erste Eingangssignal 18 in der Form sιn(ω _RF *t+φ _RF (t)) an und am zweiten Signaleingang 4 liegt das zweites Eiπgangssignal 19 an, das dem Basisbandsignal a(t) entspricht Das erste

Eingangssignal 18 enthält die Tragerfrequenz ω _RF sowie die Momentanphase φ _RF (t) Das

Basisbandsignal a(t), das dem zweiten Eingangssignal 19 entspricht, repräsentiert die

Einhüllende beziehungsweise die Amphtudeninformation des HF-Sendesιgnals 42 Der erste begrenzende Verstarker 40 wandelt das hochfrequente phasenmoduherte erste

Eiπgaπgssignal 18 in ein gepulstes hochfrequentes phasenmoduliertes erstes

Eingangssignal 41. Dieses Puls-Signal wird mit der ersten Verzogerungseinheit 5 und der zweiten Verzogerungseinheit 7 verzögert Dabei eilt das Ausgangssignal 23 der ersten Verzogerungseinheit 5 dem Ausgangssigπal 24 der zweiten Verzogerungseinheit 7 voraus. D.h., die zweite Verzögerung ist großer als die erste Verzögerung.

Der Pulsgenerator 9 erzeugt mit seinen Eingangssignal, die dem Ausgangssignal 23 der ersten Verzogerungseinheit 5 und dem Ausgangssignal 24 der zweiten Verzogerungseinheit 7 entsprechen, ein Ausgangssignal 22 bei dem es sich ebenfalls um ein PuIs- Sigπal handelt Die steigende Flanke des Ausgaπgssignals 22 des Pulsgenerators 9 wird durch die steigende Flanke des Ausgangssignals 23 der ersten Verzogerungseinheit 5 und die fallende Flanke des Ausgangssignals 22 des Pulsgenerators 9 wird durch die steigende Flanke des Ausgangssignals 23 der zweiten Verzogerungseinheit 7 ausgelost. Auf diese Weise werden die Pulslangen des Ausgangssignals 22 des Pulsgenerators 9, des verstärkten Ausgangssignals 33, des Signal am Eingang des Rekonstruktionsfilters 13 und des Messsignals 31 durch die zeitliche Differenz zwischen der Lage der Flanken des Ausgangssignals 23 der ersten Verzogerungseinheit 5 und der Lage der Flanken des Ausgangssigπals 24 der zweiten Verzogerungseinheit 7 gesteuert

Weil die Amplitude des HF-Sendesιgnals 42 proportional zu der Pulslange des Signals am Eingang des Rekonstruktionsfilters 13 ist, kann durch die zeitliche Lage der Flanken des Ausgangssignals 23 der ersten steuerbaren Verzogerungseinheit 5 und der Lage der Flanken des Ausgangssignals 24 der zweiten steuerbaren Verzogerungseinheit 7 die Amplitude des HF-Sendesιgnals 42 gesteuert werden

Der Amphtudendetektor 34 wandelt das Messsignal 31 in das Ruckkopplungssignal 26 um, das ein Gleichsignal darstellt, wobei der Mittelwert des Ruckkopplungssignals proportional zu der Pulslange des Messsignals 31 ist. Hierbei kann der Amphtudendetektor z B durch eine Gleichπchterdiode realisiert werden Dann entspricht das Ruckkopplungssignal 26 dem gleichgerichteten Messsignal 31 Das Ruckkopplungssignal 26 wird vom Vergleichssignal 25 in dem ersten Addierer 27 subtrahiert und das erste Differenzsignal 29 wird über den ersten Integrierer 28 und den Inverter 47 dem ersten Steuereingang 6 zugeführt In dem zweiten Addierer 44 wird das Ruckkopplungssignal 26 vom Vergleichssignal 25 subtrahiert und das zweite Differenzsignal 46 wird über den zweiten Integrierer 44 dem zweiten Steuereingang 7 zugeführt

Durch den Koppler 30, den Amplitudendetektor 34, den ersten Addierer 27, den zweiten Addierer 44, den ersten Integrierer 28, den Invertierer 47 und den zweiten Integrierer 45 wird die Pulslange des verstärkten Ausgangssignals 33 des geschalteten Leistungsver- starkers 2 auf die erste Verzogerungseiπheit 5 und die zweite Verzogeruπgseinheit 7 zuruckgekoppelt. Diese Ruckkopplung arbeitet als negative Ruckkopplung beziehungsweise als Gegenkopplung, wobei die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung so gesteuert wird, dass die Differenz zwischen dem Ruckkopplungssignal 26 und dem Vergleichssignal 25 an den Eingängen des ersten Integrierers 27 und des zweiten Integrierers 45 im Mittel zu Null geregelt wird Auf diese Weise gilt im Mittel, dass das Vergleichssignal 25 dem Ruckkopplungssignal 26 entspricht, so dass die Pulslänge des verstärkten Ausgangssignals 33 des geschalteten Leistungsverstarkers 2 und damit die Amplitude des HF-Seπdesigπals 42 durch das Vergleichssignal 25 beziehungsweise durch das zweite Eingangssignal 19, das am zweiten Signaleingang 4 anliegt, gesteuert werden können

Die Momentanphase φ _RF (t) und die Tragerfrequenz ω _RF sind ebenfalls im verstärkten Ausgangssignal 33 des geschalteten Leistungsverstarkers 2 und somit im HF- Seπdesignal 42 enthalten, so dass das HF-Seπdesιgnal 42 die gewünschte Form K*a(t)*sιn(ω _R F*t+φR _F (t)) aufweist. Das Vergleichssignal 25 wird mittels eines Amphtuden- zu-Pulslangenwandlers 43 aus dem zweiten Eingangssignal 19 erzeugt Dies dient im Wesentlichen dazu, das zweite Eiπgaπgssignal 19 in eine entsprechende Pulsläπgen- steuergrόße, nämlich dem Vergleichssignal, zu konvertieren, so dass das verstärkte Ausgangssignal 33 des geschalteten Leistungsverstarkers 2 die gewünschte Pulslänge aufweist, wobei auch zusätzlich die Verluste und Seitenbandunterdrύckung im Rekonstruktionsfilter 13, sowie die Dampfung im Koppler 30 kompensiert werden Die Umsetzung des zweiten Eingaπgssignals 19 in das Vergleichssignal 25 kann durch eine Multiplikation des zweiten Eingangssignals 19 mit einem konstanten Wert erfolgen Die Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 der Figur 2 weist eine geringe Komplexität auf und ist aus einfachen Komponenten aufgebaut Die Lineaπtat der Hochfrequenz- Sendeschaltung, insbesondere die Linearitat der Pulslängenmodulation, also der lineare Zusammenhang zwischen dem Vergleichssignal 25 und der Pulslänge des verstärkten Ausgangssignals 33 des geschalteten Leistungsverstarkers 2, ist gewährleistet, wenn das Ruckkoppelsignal 26 dem Vergleichssignal 25 über den gesamten Aussteuerbereich entspricht

Dies ist im Wesentlichen dann gegeben, wenn der erste Integrierer 28 und der zweite Integrierer 45 eine hohe DC-Verstärkung aufweisen, was mit Integrierern auf Basis von Operationsverstarkern gut zu erreichen ist Weil die DC-Verstärkung des ersten Integrierers 28 und des zweiten Integrierers 45 nur ausreichend hoch sein muss, um Lineantät zu gewährleisten, ist auch keine Kalibrierung des ersten Integrierers 28 und des zweiten Integrierers 45 notwendig Insbesondere werden durch die betrachtete Ruckkopplung des verstärkten Ausgangssignals 33 des geschalteten Leistungsverstar- kers 2 auch Nichtlineaπtaten des geschalteten Leistungsverstärkers 2 bei sehr niedrigen oder sehr hohen Pulsläπgeπ kompensiert Im Vergleich zu der Hochfrequenz- Sendeschaltung 50 gemäß Figur 1 wird in der Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 gemäß Figur 2 kein HF-Dreιeckssιgnal 64 benötigt Wenn die erste Verzόgerungseinheit 5 und die zweite Verzögeruπgseinheit 7 einen ausreichend hohen Verzögerungsbereich, das ist der Wertbereich der möglichen Verzogerungen, aufweisen, dann ist die Hochfrequenz- Sendeschaltung 16 gut für Multi-Band- und Multi-Standard-Anwendungen geeignet

In einer bevorzugten Ausbildung der Vorschaltemheit 1 kann statt des Messsignals 31 des Kopplers 30 das Ausgangssignal 22 des Pulsgenerators 9 dem Eingang des Amphtudeπdetektors 34 zugeführt werden In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung können Koppler 30 und Rekonstruktionsfilter 13 vertauscht werden, so dass am Eingang des Rekonstruktionsfilters 13 das verstärkte Ausgangssignal 33 des geschalteten Leistungsverstärkers 2 liegt, der Ausgang des Rekonstruktionsfilters 13 mit dem Eingang des Kopplers 30 verbunden ist, am Ausgang des Kopplers 30 die Antenne 15 anliegt, sowie das Messsignal 31 des Kopplers 30 mit dem Eingang des Amphtudendetektors 34 verbunden ist

Figur 3 zeigt eine Hochfrequenz-Sendeschaltung 16a, die eine erfindungsgemäße Vorschaltemheit 1a, einen geschalteten Leistungsverstarker 2a, einen Rekonstruktions- tiefpass 13a sowie eine Antenne 15a aufweist Die Vorschaltemheit 1a gemäß Figur 3 unterscheidet sich von der Vorschaltemheit 1 gemäß Figur 2 dadurch, dass die Vorschaltemheit 1a eine dritte Verzogerungsemheit 35 und anstelle des Amphtudendetektors 34 eine Phasendetektionseinheit aufweist, die einen ersten Phasendetektor 70 und einen zweiten Phasendetektor 71 umfasst Die dritte Verzogerungsemheit 35 hat eine fest eingestellte Verzögerung Em Ausgangssignal 22a eines Pulsgenerators 9a wird von dem geschalteten Leistungsverstarker 2a verstärkt, der ein verstärkte Ausgangssignal 33 a ausgibt Von dem verstärkten Ausgangssignal 33a koppelt ein Koppler 30a ein Messsignal 31a ab Das Messsignal 31a wird dem ersten Phasendetektor 70 und dem zweiten Phasendetektor 71 zugeführt, wobei der erste Phasendetektor 70 die positive Flanke und der zweite Phasendetektor 71 die negative Flanke des Messsignals 31a detektiert

Ein Ausgangssignal 38 der dritten Verzögerungseinheit 35 wird ebenfalls dem ersten Phasendetektor 70 und dem zweiten Phasendetektor 71 zugeführt, die jeweils die positive Flanke des Ausgangssignals 38 der dritten Verzogerungseinheit 35 detektieren. Ein Ausgangssignal 75 des ersten Phasendetektors 70 wird von einem Vergleichssignal 25a subtrahiert und das entsprechende Differeπzsignal wird einem ersten Integrierer 28a zugeführt Ein Ausgangssignal 76 des zweiten Phasendetektors 71 wird von dem Vergleichssignal 25a subtrahiert und ein entsprechendes Differenzsignal wird dem zweiten Integrierer 45a zugeführt Die weiteren Teile der Hochfrequenz-Seπdeschaltung 16a gemäß Figur 3 entsprechen im Wesentlichen den entsprechenden Teilen der Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 gemäß Figur 2 Daher wird hier auf eine erneute Erläuterung dieser Teile verzichtet

Im Unterschied zur Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 gemäß Figur 2 wird in der Hochfrequenz-Sendeschaltung 16a gemäß Figur 3 nicht die Amplitude des Messsignals 31 , sondern die steigende Flanke des entsprechenden Messsignals 31a mit dem ersten Phasendetektor 70 und die fallende Flanke mit dem zweiten Phasendetektor 71 detektiert und die detektierten zeitlichen Lagen der Flanken werden mit den zeitlichen Lagen der steigenden Flanke des Ausgangssignals 38 der dritten Verzogerungseinheit 35 verglichen Das Ausgangssignal 75 des ersten Phasendetektors 70 und das Ausgangssignal 76 des zweiten Phasendetektors 71 geben jeweils Phasenmesswerte an, die proportional zur gemessenen zeitlichen Differenz der entsprechenden Flanken ihrer Eiπgaπgssignale sind

Durch negative Ruckkopplung wird die erste Verzögerung einer ersten Verzόgerungsein- heit 5a und die zweite Verzögerung einer zweiten Verzogerungseinheit 7a so gesteuert, dass die Differenz zwischen dem Vergleichssignal 25a und dem Ausgangssignal 75 des ersten Phasendetektors 70 beziehungsweise die Differenz zwischen dem Vergleichssignal 25a und dem Ausgangssignal 76 des zweiten Phasendetektors 71 , im Mittel zu Null geregelt wird Auf diese Weise eilt die positive Flanke des Messsignals 31a der Flanke des Ausgangssignals 38 der dritten Verzögerungseinheit 35 voraus und die negative Flanke des Messsignals 31a der Flanke des Ausgangssignals 38 der dritten Verzogerungseinheit 35 nach Dabei ist die zeitliche Differenz zwischen der positiven Flanke des Ausgangssignals 38 der Verzogerungsemheit 35 und der positiven beziehungsweise der negativen Flanke des Messsignals 74 gleich groß. Negative und positive Flanke des Messsignals 31a liegen somit symmetrisch zur positiven Flanke des Ausgangssignals 38 des dritten Verzögerungsghedes 35 Die Pulslange des Messsignals 31a sowie die Pulslange des verstärkten Ausgangssignals 33a des geschalteten Leistungsverstarkers 2a ist dabei proportional zu dem doppelten des Vergleichssignals 25a.

Die Hochfrequenz-Sendeschaltung 16a gemäß Figur 3 weist alle Vorteile der Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 gemäß Figur 2 auf Daruberhinaus kann die Hochfrequenz-Sendeschaltung 16a ein unsymmetrisches Schaltverhalten des Leistungsverstärkers 2a kompensieren. Ein unsymmetrisches Schaltverhalten liegt beispielsweise vor, wenn sich die Steilheit der positiven Flanke des Ausgangssignals 33a des geschalteten Leistungsverstarkers 2a von der Steilheit der negativen Flanke unterscheidet Eine mit diesem unsymmetrischen Schaltverhalten einhergehenden unerwünschten Phasenmodulation eines HF-Sendesigπals 42a kann auf diese Weise kompensiert werden Ein weiterer Vorteil der Hochfrequenz-Sendeschaltung 16a gemäß Figur 3 gegenüber der Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 gemäß Figur 2 ist, dass die Regelkreise zur Regelung der ersten Verzögerung der ersten Verzögerungseinheit 5a und der zweiten Verzögerung der zweiten Verzogerungsemheit 7a völlig voneinander entkoppelt sind. In der Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 nach Figur 2 sind die entsprechenden Regelkreise für die erste Verzögerung und die zweite Verzögerung namhch über den Amplitudendetektor 34 verkoppelt, was zu unerwünschten Schwiπgungseffekteπ führen kann, die in der Hochfrequenz-Sendeschaltuπg 16a gemäß Figur 3 vermieden werden Bevorzugt wird der erste Phasendetektor 70 als Exklusiv-Oder-Gatter und der zweite Phasendetektor 71 als Exklusiv-Oder-Gatter mit Iπverter an einem der beiden Eingange ausgeführt. Am Ausgang der Exklusiv-Oder-Gatter stellt sich dann ein Signal ein, dessen Pulslange im Mittelwert proportional zur gemessenen Zeitdifferenz ist Die Verwendung eines Inverters am Eingang eines Exklusiv-Oder-Gatters kann durch eine zusätzliche Signalverzogerung im Inverter zu einer unerwünschten Abweichung bei der Messung fuhren. Um dieses Problem zu umgehen, können beispielsweise die Exklusiv-Oder-Gatter in differenzieller Schaltungstechnik ausgeführt werden Dann kann die Invertierung eines Eingangssignals eines Exklusiv-Oder-Gatters durch vertauschen der Signalleitungen erfolgen, so dass die Eingänge des ersten Phasendetektors 70 und die Eingänge des zweiten Phasendetektors 71 identische Verzogerungszeiten aufweisen und so eine Abweichung der Messung der zeitlichen Lagen der Flanken verhindern

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorschalteinheit 1a gemäß Figur 3 wird anstelle des Messsignals 31a des Kopplers 30a das Ausgangssignal 22a des Pulsgenerators 9a auf den ersten Phasendetektor 70 und den zweiten Phasendetektor 71 zuruckgekoppelt

Figur 4 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform einer Vorschalteinheit 1b für einen geschalteten Leistungsverstarker 2b einer HF-Sendeschaltung 16b Im Vergleich zur Hochfrequenz-Sendeschaltung 16a gemäß Figur 3 werden in der Hochfrequenz- Sendeschaltung 16b gemäß Figur 4 ein Koppler 30b und ein Rekonstruktionsfilter 13b vertauscht, so dass am Eingang des Rekonstruktionsfilters 13b ein Ausgangssigπal 33b des geschalteten Leistungsverstarkers 2b hegt, das Ausgangssignal des Rekonstruktionsfilters 13b mit dem Eingang des Kopplers 30b verbunden ist und das Ausgangssignals des Kopplers 30b an einer Antenne 15b anliegt, sowie ein Messsignal 31 b des Kopplers 30b mit dem Eingang eines zweiten begrenzenden Verstärkers 32 verbunden ist und das Ausgangssignal 82 des zweiten begrenzenden Verstärkers 32 mit einem Eingang eines ersten Phasendetektors 70b und mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Phasendetektors 71b verbunden ist

Weiteren Teile der Hochfrequenz-Sendeschaltuπg 16b gemäß Figur 4 entsprechen im Wesentlichen den entsprechenden Teilen der Hochfrequenz-Sendeschaltungen 16a beziehungsweise 16 gemäß Figur 3 beziehungsweise 2 Daher wird hier auf eine erneute Erläuterung dieser Teile verzichtet.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausfύhrungsform einer Vorschalteinheit für einen geschalteten Leistungsverstärker 2c einer Hochfrequenz-Sendeschaltung 16c Die Hochfrequenz- Sendeschaltung 16c gemäß Figur 5 entspricht im weiten Teilen der Hochfrequenz- Sendeschaltung 16b der Figur 4 Jedoch wird ein Messsignal 31c eines Kopplers 30c nicht direkt einem ersten Phasendetektor 70c und einem zweiten Phasendetektor 71c zugeführt, sondern den Eingängen eines ersten Komparators 92 und eines zweiten Komparators 93 Zusätzlich ist an den ersten Komparator 92 eine erste Vergleichsspannung 94 und an den zweiten Komparator 93 eine zweite Vergleichsspannung 95 angelegt Ein Ausgangssignal des ersten Komparators 92 ist an einem Eingang des ersten Phasendetektors 70 und ein Ausgangssignal des zweiten Komparators 93 ist an den invertierenden Eingang des zweiten Phasendetektors 71 angelegt Durch getrennte Einstellung der ersten Vergleichsspannung 94 und der zweiten Vergleichsspannung 95 kann die zeitliche Lage der steigenden und fallenden Flanke eines Ausgangssignals 33c des geschalteten Leistungsverstarkers 2c mit unterschiedlichen Vergleichsspannungen detektiert werden Damit können die zeitlichen Lagen der ansteigenden und fallenden Flanken des Ausgangssignals 33c des geschalteten Leistungsverstärkers 2c präziser detektiert werden, wodurch beispielsweise eine erhöhte Linearität der Hochfrequenz-Sendeschaltuπg 16c erreicht werden kann

Figur 6 zeigt Einheiten, die eine erfindungsgemäße Vorschalteinheit 1 umfassen Dazu gehört eine Schaltungsemheit 12, die die Vorschalteinheit 1 zusammen mit dem geschalteten Leistuπgsverstarker 2 umfassen Die Schaltungsemheit 12 bildet zusammen mit einem Rekonstruktionsfilter 13 ein Hochfrequenz-Schaltungsmodul 14. Die Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 weist das Hochfrequenz-Schaltungsmodul 14 und die Antenne 15 auf Die Hochfrequenz-Sendeschaltung 16 kann beispielsweise als Bestandteil eines Sendegeräts verwendet werden