In Hochfrequenzanwendungen, beispielsweise im Mobilfunk, wer- den normalerweise am Eingang der Signalverarbeitungskette ei- nes Empfängers rauscharme Vorverstärker eingesetzt. Rauschar- me Vorverstärker werden auch als LNA, Low Noise Amplifier, bezeichnet. Derartige rauscharme Vorverstärker bewirken bei geringem Rauschbeitrag einen ausreichend hohen Signal-Rausch- Abstand für nachfolgende Signalverarbeitungsblöcke.

Hochfrequenzempfänger mit einem derartigen LNA sind normaler- weise durch Ergänzen mit einem Sendezweig zu sogenannten Transceivern oder Sendeempfängern weitergebildet. Somit ist ein bidirektionales Übertragen von Daten, beispielsweise von Sprachdaten möglich.

Gemäß Mobilfunkstandard GSM, Global System for Mobile commu- nication beispielsweise erfolgen Senden und Empfangen abwech- selnd. Da dieses abwechselnde Senden und Empfangen aber für den Benutzer unmerklich geschieht, spricht man bei GSM- Mobilfunkgeräten dennoch von vollduplexfähigen Systemen.

Wenn in einem derartigen Transceiver bei aktivem Sendezweig eine Nutzdatenübertragung stattfindet, so ist sicherzustel- len, daß am Eingang des ausgeschalteten Empfangszweiges keine zu große Eingangsleistung anliegt. Diese könnte zum einen zu Störsignalen im Sendespektrum, zum anderen aber auch zur vor- zeitigen Alterung bis hin zur Zerstörung der nichtaktiven Eingangstransistoren des rauscharmen Vorverstärkers im Emp- fänger führen. Die Eingangstransistoren der nichtaktiven Ver- stärker sind deswegen bei inaktivem Empfänger ausgeschaltet, da sie nicht benötigt werden und darüber hinaus der Stromver-

brauch derartiger Transceiver normalerweise eine wichtige Rolle spielt, besonders bei einem Einsatz im Mobilfunk.

Eine Möglichkeit, eine ausreichende Dämpfung des Sendespek- trums bezüglich der Eingänge des Vorverstärkers im Empfangs- zweig zu gewährleisten, ist, dem Vorverstärker externe Ober- flächenwellenfilter vorzuschalten. Diese Oberflächenwellen- filter sind oftmals ohnehin vorhanden, um eine ausreichende Kanalselektion im Empfangszweig sicherzustellen.

Externe Oberflächenwellenfilter stellen jedoch einen verhält- nismäßig hohen Aufwand bei ansonsten weitgehend in integrier- ter Schaltungstechnik aufgebauten Sendeempfangseinheiten dar, so daß auch bei Verzicht auf einzelne externe SAW-Filter eine ausreichend gute Isolation des Empfangspfades von einem akti- ven Sendepfad gewünscht ist. Ziel ist, Chipmodule verwenden zu können, in denen mehrere SAW-Filter integriert sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Empfangsan- ordnung mit Vorverstärkerschaltung anzugeben, welche bei ver- ringerter Anzahl von Bauteilen eine vorzeitige Alterung oder Zerstörung nicht aktiver Transistoren im Vorverstärker der Empfangssignalkette durch Störsignale vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Empfangsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Vorverstärker, der besonders zum Einsatz in Empfangspfa- den von Mobilfunkgeräten geeignet ist, verstärkt mittels zu- mindest eines Transistors ein'an seinem Signaleingang zuführ- bares, hochfrequentes Nutzsignal. Dieses verstärkte, vom Nutzsignal abgeleitete Signal wird am Signalausgang des Tran- sistors bereitgestellt. Der Schalter koppelt mit seinem er- sten und seinem zweiten Anschluß den Signaleingang des Tran- sistors mit einem Bezugspotentialanschluß.

Der Schalter wird Während eines inaktiven'Zustands des Vor- verstärkers geschlossen. Der inaktive Zustand ist dabei ins- besondere dadurch festgelegt, daß kein Nutzsignal empfangen beziehungsweise zu verstärken ist. Bei einem normalen Nutzsi- gnal-Empfangsbetrieb des Verstärkers hingegen ist der Schal- ter am Signaleingang des Transistors geöffnet.

Durch Schließen des Schalters wird der Nutzsignaleingang des Transistors und damit des Vorverstärkers insgesamt auf Be- zugspotential gelegt. Der Signaleingang wird demnach niede- rohmig. Wenn nun ein Störsignal mit gegebenenfalls hoher Lei- stung am Eingang des Vorverstärkers anliegt, so führt diese hohe Leistung aufgrund der Niederohmigkeit des Eingangs le- diglich zu einem sehr geringen Spannungshub. Somit wird vor- teilhafterweise gewährleistet, daß der Transistor im Vorver- stärker eines inaktiven Empfangspfades nicht durch Störsigna- le vorzeitig altert. Außerdem tritt keine Verschlechterung des Sendespektrums auf.

Als Bezugspotentiale können dabei nicht nur Massepotential, sondern auch andere Referenzpotentiale in Frage kommen und verwendet werden.

Da der Vorverstärker somit in einfacher Weise vor Störsigna- len auch hoher Leistung geschützt ist, kann gemäß dem vorlie- genden Prinzip auf dem Vorverstärker vorgeschaltete, einzelne externe Oberflächenwellenfilter verzichtet werden. Beispiels- weise können nunmehr anstelle einzelner externer Oberflächen- wellenfilter sogenannte Filtermodule eingesetzt werden, in denen mehrere SAW-Filter integriert sind und die eine gerin- gere Dämpfung als einzelne externe Oberflächenwellenfilter aufweisen. Insbesondere können gemäß vorliegendem Prinzip oh- ne Nachteile Empfangsanordnungen mit einer deutlich verrin- gerten Anzahl von erforderlichen Bauteilen beziehungsweise Chips und damit kostengünstiger hergestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der'Erfindung ist der Vorverstärker als symmetrischer Verstärker ausgebildet. Dabei ist ein erster und ein zweiter Transistor vorgesehen, mit je einem Eingangsanschluß, die gemeinsam einen symmetrischen Si- gnaleingang zum Zuführen eines differentiellen, hochfrequen- ten Nutzsignals bilden. Die Ausgangsanschlüsse von erstem und zweitem Transistor bilden den symmetrischen Signalausgang.

Erster und zweiter Transistor sind bevorzugt miteinander, beispielsweise an je einem dritten Anschluß der Transistoren verkoppelt.

Bei Ausführung der Transistoren als Bipolartransistoren, wel- che den Vorteil besonders guter Hochfrequenzeigenschaften ha- ben, ist bevorzugt ein gemeinsamer Emitterknoten gebildet.

Der gemäß vorliegendem Prinzip vorgesehene Schalter zum Ver- binden des Signaleingangs mit Bezugspotential und damit zum niederohmig Schalten des Signaleingangs ist bevorzugt so aus- geführt, daß jedem verstärkenden Transistor je ein Schalter zugeordnet ist, der den jeweiligen Eingangsanschluß auf Be- zugspotential legt, wenn sich der Vorverstärker in einem in- aktiven Zustand befindet.

Bevorzugt ist ein Mittel zum Aktivieren oder Einschalten des Vorverstärkers vorgesehen.

Das Mittel zum Aktivieren des Vorverstärkers umfaßt bevorzugt einen weiteren Schalter.

Dabei wird bevorzugt, beispielsweise mittels einer Steuer- schaltung, der erste und der zweite Schalter gerade dann ge- öffnet, wenn mit dem Mittel zum Aktivieren des Vorverstärkers dieser aktiviert, das heißt eingeschaltet wird und umgekehrt.

Der oder die Transistoren des rauscharmen Vorverstärkers sind bevorzugt als Bipolartransistoren ausgebildet. Alternativ

kann die Schaltung'jedoch auch in Complementary Metal Oxide Semiconductor Schaltungstechnik integriert werden.

Bezüglich der Empfangsanordnung wird die Aufgabe gelöst durch eine Empfangsanordnung mit Vorverstärkerschaltung wie vorstehend beschrieben, wobei die Empfangsanordnung umfaßt : - ein Mittel zum Einkoppeln eines hochfrequenten Signals, - ein Bandpaßfilter mit einem Eingang, der mit dem Mittel zum Einkoppeln eines hochfrequenten Signals gekoppelt ist, und mit einem Ausgang, - die Vorverstärkerschaltung mit dem Signaleingang, der an den Ausgang des Bandpaßfilters angeschlossen ist, - einen Abwärts-Frequenzmischer mit einem Nutzsignaleingang, der mit dem Signalausgang des Vorverstärkers gekoppelt ist, mit einem Lokaloszillatorsignaleingang und mit einem Aus- gang zum Abgreifen eines abwärtsgemischten Signals und - einen Steuereingang, der mit dem Steuereingang des Vorver- stärkers gekoppelt ist, zum Schließen des Schalters zwi- schen Signaleingang des Transistors und Bezugspotential, wenn kein Nutzsignal empfangen wird.

Insbesondere bei nicht aktivem Receive-Pfad liegt durch Ver- kopplung des Sendepfades mit dem Empfangspfad über eine Du- plexeinheit eine verhältnismäßig große Eingangsleistung in Form eines Störsignals am Eingang der Empfangssignalkette an.

Da jedoch gemäß dem vorliegenden Prinzip mittels des Schal- ters am Signaleingang des Transistors im Vorverstärker dieser Signaleingang des Vorverstärkers niederohmig ist, während der Vorverstärker nicht aktiv ist, führt die hohe Leistung des Eingangssignals lediglich zu einem sehr geringen Spannungs- hub.

Somit ist gewährleistet, daß keine Verkopplung mit dem Trans- mitpfad auftreten kann. Folglich können Eingangstransistoren im Vorverstärker sowie nachgeschaltete Bauteile nicht durch vorzeitige Alterung beschädigt werden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Anwendung des be- schriebenen Prinzips in Transceivern mit zwei oder mehr Emp- fangszweigen. Derartige Multimode-Empfänger können beispiels- weise in einem Empfangspfad für Phasen-und Frequenzmodulati- on und in einem weiteren Empfangspfad für Amplitudenmodulati- on ausgelegt sein. Gemäß dem vorgeschlagenen Prinzip ist die Isolation zwischen einem aktiven und einem nicht aktiven Emp- fangspfad deutlich erhöht. Bei zu niedriger Isolation zwi- schen zwei Empfangspfaden, von denen nur einer in Betrieb ist, hingegen wäre in unerwünschter Weise die Großsignalfe- stigkeit des jeweils aktiven Pfades reduziert, was vorliegend mit Erfolg vermieden wird.

Insbesondere können mit dem vorliegenden Prinzip anstelle von dem Vorverstärker vorgeschalteten externen Surface Acoustic Wave-Filtern auch integrierte Filter oder Modulfilter mit ge- ringerer Dämpfung verwendet werden.

Zwischen den Ausgangsanschlüssen der Vorverstärkertransisto- ren und dem Hochfrequenzmischer kann je ein Kaskodetransistor zur Bildung einer Kaskodeschaltung vorgesehen sein. Hierdurch wird eine weitere Erhöhung der Isolation erzielt.

Zwischen den rauscharmen Vorverstärker und den Mischer kann eine zusätzliche Verstärkerstufe eingeschaltet sein.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbei- spielen, anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 einen Schaltplan eines beispielhaften Vorverstär- kers mit nachgeschaltetem Hochfrequenzmischer und

Figur 2 ein Anwendungsbeispiel des Vorverstärkers von Fi- gur 1 im Empfangszweig eines schematisch darge- stellten Mobilfunk-Transceivers.

Figur 1 zeigt eine Vorverstärkerschaltung mit symmetrischem Aufbau, die in bipolarer Schaltungstechnik realisiert ist.

Die Vorverstärkerschaltung umfaßt einen ersten und einen zweiten Bipolartransistor, die zur Bildung eines Differenz- verstärkers emitterseitig miteinander gekoppelt sind. Erster und zweiter Transistor 1, 2 sind mit ihrem gemeinsamen Emit- terknoten über einen Widerstand 3 mit einem Bezugspoten- tialanschluß 4 verbunden. Die beiden Basisanschlüsse der Transistoren 1, 2 bilden den Signaleingang 5, 5'der Transi- storen 1, 2 und damit auch den Signaleingang des Vorverstär- kers. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren 1, 2 sind über je eine Stromquelle 6,7 an einem Versorgungspotentialan- schluß 8 angeschlossen. Die Kollektoranschlüsse der Transi- storen 1, 2 bilden zugleich den Signalausgang des Vorverstär- kers zum Bereitstellen eines verstärkten, vom Nutzsignal ab- geleiteten Signal und sind über je eine Koppelkapazität 9,10 an den symmetrischen Eingang'eines Hochfrequenz-Abwärts- mischers 11 angeschlossen.

Der Hochfrequenz-Abwärtsmischer 11 hat weiterhin einen symme- trischen Lokaloszillatorsignal-Eingang 12 und einen Ausgang 13, an dem ein abwärtsgemischtes Signal bereitgestellt wird.

Der Vorverstärker 1 bis 8, der vorliegend mit Bezugszeichen 14 versehen ist, dient zum Vorverstärken eines hochfrequen- ten, symmetrischen Signals.

Zum Einschalten des Vorverstärkers ist ein Schalterpaar 15, 16 vorgesehen. Der Schalter 15 verbindet den Basisanschluß des ersten Transistors 1 mit dessen Kollektoranschluß. Der Schalter 16 verbindet den Basisanschluß des zweiten Transi- stors 2 mit dessen Kollektoranschluß. Die Schalter 15,16 werden jeweils gleichzeitig ein-und ausgeschaltet. Der ein-

geschaltete Zustand der Schalter 15,16 ist mit Öl, der aus- geschaltete Zustand mit O2 bezeichnet. Ein Schließen der Schalter 15,16 bewirkt demnach ein Einschalten des Vorver- stärkers. Durch Öffnen der Schalter 15,16 wird der Vorver- stärker ausgeschaltet. Die Ansteuerung der Schalter 15,16 erfolgt bevorzugt über eine hier nicht dargestellte Steuer- einheit in Abhängigkeit von dem Anliegen eines zu verstärken- den, hochfrequenten Nutzsignals.

Zusätzlich zu den Schaltern 15,16 ist ein Schalterpaar 17, 18 vorgesehen zum Niederohmigschalten der Eingangsklemmen 5, 5'dann, wenn der Vorverstärker inaktiv beziehungsweise aus- geschaltet ist. Die Schalter 17,18 verbinden die Eingangs- klemmen 5, 5'jeweils zu-und abschaltbar mit Bezugspoten- tialanschluß 4. Während sich der Vorverstärker 14 in einem eingeschaltetem Zustand Cl befindet, sind die Schalter 17, 18 geöffnet. Ist der Vorverstärker jedoch im ausgeschalteten Zustand 02, so sind die Schalter 17,18 geschlossen und da- mit die Eingänge 5, 5'niederohmig.

Auf Grund der sehr niederohmigen Eingangsimpedanz der Eingän- ge des nicht aktiven Vorverstärkers führt eine eventuell an- liegende hohe Signalleistung an diesem Eingang zu einem le- diglich geringen Spannungshub. Hierdurch wird vermieden, daß die Eingangstransistoren 1, 2 des Vorverstärkers sowie nach- geschaltete Baugruppen zerstört oder beschädigt werden oder in einen unerwünschten Zustand gehen.

Eingangsseitig am Vorverstärker können nun Filter mit gerin- gerer Dämpfung eingesetzt werden, da die ausreichende Unter- drückung von Störsignalen im Vorverstärker selbst geschehen kann.

Die Ansteuerung der Schalter 15 bis 18 in eingeschaltetem und ausgeschaltetem Zustand (DI, (D2 ist gerade gegenläufig einge- zeichnet und beschrieben, das heißt, daß die Schalter 17,18 geschlossen sind, wenn die Schalter 15,16 geöffnet sind und

umgekehrt. Es kann'jedoch anwendungsabhängig und im Rahmen der Erfindung sinnvoll sein, bestimmte Nichtüberlappungszei- ten der Schalter einzuhalten, um beispielsweise sicherzustel- len, daß zu keiner Zeit alle Schalter geschlossen oder alle Schalter geöffnet sind, je nach Anforderungen der Anwendung und den Eigenschaften der verwendeten Bauteile.

Figur 2 zeigt eine beispielhafte Anwendung des Vorverstär- kers 14 als rauscharmer Vorverstärker in der Empfangssignal- kette Rx eines Mobilfunk-Transceivers. Wie in Figur 1 ist dem rauscharmen Vorverstärker 14 ein Abwärts-Frequenz-Mischer 11 nachgeschaltet, der ein vorverstärktes, empfangenes Hochfre- quenzsignal RF unter Zuhilfenahme eines Trägersignals oder Lokaloszillatorsignals LO in ein Basisbandsignal BB oder ein Zwischenfrequenzsignal umsetzt. Eingangsseitig am Vorverstär- ker 14 ist ein Bandpaßfilter 19 angeschlossen, welches in al- ternativen Ausführungsformen auch als Bandpaßfilter weiterge- bildet sein kann. Das Filter 19 ist als Oberflächenwellenfil- ter oder SAW-Filter ausgeführt. Der Eingang des SAW-Filters 19 ist an eine Duplexeinheit 20 angeschlossen, die den Emp- fangspfad Rx, einen Sendepfad Tx sowie eine Antenne 21 mit- einander verkoppelt. An den Steuereingang 22 des rauscharmen Vorverstärkers 14 ist eine Steuerschaltung 23 angeschlossen ausgelegt zum Umschalten zwischen eingeschaltetem Zustand O1 und ausgeschaltetem Zustand 02 des Vorverstärkers 14.

Wenn der Sendepfad Tx im Transceiver aktiv ist, so können an der Duplexeinheit 20 hohe Signalpegel anliegen, welche, je nach Ausführung der Duplexeinheit als Schalter oder Fil- teranordnung, als relativ hoher Signalpegel im Empfangspfad durchscheinen können. Auf Grund der dem vorliegenden Prinzip eigenen Absicherung der Eingänge des Vorverstärkers 14 mit- tels der Schalter 17,18 mit niederohmiger Eingangsimpedanz kann mit Vorteil ein Oberflächenwellenfilter 19 oder ein an- deres Filter mit geringerer Dämpfung und Signalselektion ver- wendet werden.

Somit können gemäß'vorliegendem Prinzip anstelle externer Oberflächenwellenfilter mit hoher Signalselektion und hoher Dämpfung auch integrierte Oberflächenwellenfilter oder Modul- filter mit geringerer Dämpfung und geringerem Aufwand verwen- det werden.

Insgesamt ist gewährleistet, daß keine Verkoppelung des Emp- fangspfades mit dem Sendepfad auftreten kann und Eingangs- transistoren des gerade nicht aktiven Empfangspfades nicht zerstört werden können.

Das vorliegende Prinzip ist dabei mit besonders geringem Auf- wand realisierbar, da der Vorverstärker 14 um lediglich 2 Schalter 17,18 zu ergänzen ist. Die Schalter 17,18 können dabei beispielsweise als Transistorschalter ausgeführt wer- den.

Weiterhin liegt es selbstverständlich im Rahmen der Erfin- dung, den beschriebenen Vorverstärker mit in einen niede- rohmigen Zustand schaltbarem Signaleingang auch auf andere Baugruppen anstelle von Hochfrequenzmischern anzuwenden.

Bezugszeichenliste 1 Transistor 2 Transistor 3 Widerstand 4 Bezugspotentialanschluß 5 Eingang 5'Eingang 6 Stromquelle 7 Stromquelle 8 Versorgungspotentialanschluß 9 Kondensator 10 Kondensator 11 Abwärts-Mischer 12 Lokaloszillatoreingang 13 Ausgang 14 Vorverstärker 15 Schalter 16 Schalter 17 Schalter 18 Schalter 19 Oberflächenwellenfilter 20 Duplexeinheit 21 Antenne 22 Steuereingang 23 Steuerschaltung O1 eingeschalteter Zustand O2 ausgeschalteter Zustand BB Basisband-Signal LNA rauscharmer Vorverstärker LO Lokaloszillatorsignal OUT Ausgangssignal RF Hochfrequenz-Signal RFX Hochfrequenz-Signal RX Empfangspfad TX Sendepfad