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    Es ist eine Verstärkeranordnung mit einer ersten Verstärkerstufe (4) und zumindest einer zweiten Verstärkerstufe (6) vorgesehen, wobei ein Eingang der zweiten Verstärkerstufe (6) mit dem Ausgang der ersten Verstärkerstufe (4) verbunden ist. Die erste Verstärkerstufe (4) sowie die zweite Verstärkerstufe (6) sind jeweils zur Verstärkung mit einem einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktor ausgebildet. Weiterhin ist ein Rückführungspfad vorgesehen, der zwischen den Ausgang der zumindest einen zweiten Verstärkerschaltung (6) und den Eingang der ersten Verstärkerstufe (4) geschaltet ist. Der Rückführungspfad ist zur Erzeugung und Abgabe eines Signals an den Eingang der ersten Verstärkerstufe (4) zur Kompensation eines Offset-Signals am Ausgang der zumindest einen zweiten Verstärkerstufe (6) ausgebildet. Dieses Offset-Signal ist durch eine Einstellen des Verstärkungsfaktors der ersten und/oder der zweiten Verstärkerstufe hervorgerufen.An amplifier arrangement is provided with a first amplifier stage (4) and at least one second amplifier stage (6), wherein an input of the second amplifier stage (6) is connected to the output of the first amplifier stage (4). The first amplifier stage (4) and the second amplifier stage (6) are each designed for amplification with an adjustable discrete amplification factor. Furthermore, a feedback path is provided, which is connected between the output of the at least one second amplifier circuit (6) and the input of the first amplifier stage (4). The feedback path is designed to generate and output a signal to the input of the first amplifier stage (4) to compensate for an offset signal at the output of the at least one second amplifier stage (6). This offset signal is caused by adjusting the gain of the first and / or the second amplifier stage.
    公开号:DE102004024875A1
    申请号:DE200410024875
    申请日:2004-05-19
    公开日:2005-12-29
    发明作者:Zdravko Boos
    申请人:Infineon Technologies AG；
    IPC主号:H03G3-08
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Verstärkeranordnungsowie eine Verwendung einer ersten und einer zweiten Verstärkeranordnungin einer Empfängeranordnung.Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kompensationeines Signalanteils in einer Verstärkeranordnung, die zumindestzwei in Reihe geschaltete Verstärkerstufenmit einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktoren umfasst.TheThe invention relates to an amplifier arrangementand a use of a first and a second amplifier arrangementin a receiver arrangement.Furthermore, the invention relates to a method for compensationa signal component in an amplifier arrangement that at leasttwo amplifier stages connected in seriescomprising adjustable discrete amplification factors.
    [0002] Inmodernen Mobilfunksystemen, beispielsweise in den Mobilfunksystemender dritten Generation, ist eine verzerrungsfreie Verstärkung sowohlim Sende- wie auch im Empfangspfad von besonderer Bedeutung. Soist in einigen Mobilfunkstandards wie UMTS oder GSM/Edge vorgeschrieben,währendeiner Datenübertragungden Signalpegel zu reduzieren oder zu erhöhen. Dabei soll die Empfangsqualität wie auchdie Sendequalitätnicht beeinflusst werden. Zur Kontrolle der Verstärkung lassensich zwei Grundprinzipien unterscheiden.Inmodern mobile radio systems, for example in the mobile radio systemsThe third generation, is a distortion-free gain bothin the transmission as well as in the reception path of particular importance. Sois required by some mobile standards such as UMTS or GSM / Edge,whilea data transferreduce or increase the signal level. This is the reception quality as wellthe transmission qualitynot affected. To control the reinforcement leaveThere are two basic principles.
    [0003] EineMöglichkeitist eine kontinuierliche, analoge Verstärkungskontrolle, die als AGC(Automatic Gain Control) bezeichnet wird. Dabei wird die Verstärkung analog,d. h. kontinuierlich auf den gewünschtenWert verändert.Demgegenübersieht eine programmierbare Verstärkungskontrolleeine Verstärkungsänderungin diskreten Schritten vor. Bei diskreten Sprüngen in der Verstärkung wirdvon einer PGC (Programmable Gain Control)-Verstärkerschaltung gesprochen.Apossibilityis a continuous analog gain control called AGC(Automatic Gain Control) is called. The gain is analog,d. H. continuously to the desiredValue changed.In contrast,sees a programmable gain controla gain changein discrete steps. At discrete jumps in the gain becomesfrom a PGC (Programmable Gain Control) amplifier circuit spoken.
    [0004] Derjeweilige Verstärkungsfaktorfür dieEinstellung der Verstärkungwird dem entsprechenden Schaltkreis über ein Steuersignal zugeführt. Beieiner analogen, kontinuierlichen Verstärkung erfolgt dies meist über einkontinuierliches Spannungssignal, das an einen Stelleingang desVerstärkersangelegt wird. Ein Verstärker,dessen Verstärkungsfaktorprogrammierbar wertdiskret einstellbar ist, weist eine digitale Schnittstellezur Zuführungeines Stellsignals auf. Aufgrund dieser Schnittstelle ist eine PGC-Verstärker imGegensatz zu einem Verstärkermit analogem Stelleingang unempfindlicher gegen Spannungsschwankungendes Stellsignals. Eine Verstärkerkette mitmehreren in Reihe geschalteten Verstärkern, deren Verstärkungsfaktorwertdiskret einstellbar ist, erlaubt zudem eine deutlichere undflexiblere Ausführungzwischen der Hochfrequenz-Signalverarbeitung und der Basisband-Signalverarbeitungeines Transceivers. Insbesondere wird es möglich, mehrere Basisbandschaltkreiseunterschiedlicher Hersteller zusammenzuschalten.Of therespective gain factorfor theSetting the gainis supplied to the corresponding circuit via a control signal. atAn analog, continuous amplification is usually done via acontinuous voltage signal applied to an actuating input of theamplifieris created. An amplifier,its gain factorProgrammable value discretely adjustable, has a digital interfaceto the feederof a control signal. Because of this interface is a PGC amplifier in theUnlike an amplifierwith analog control input less sensitive to voltage fluctuationsof the control signal. An amplifier chain withseveral amplifiers in series, their amplification factoris discretely adjustable, also allows a clearer andmore flexible designbetween the high-frequency signal processing and the baseband signal processinga transceiver. In particular, it becomes possible to have multiple baseband circuitsinterconnect different manufacturers.
    [0005] Umeine ausreichend Qualitäteines empfangenen Signals fürdie weitere Signalverarbeitung zu erhalten, ist es im Empfangspfadnotwendig, mit geeigneten Mitteln eine Verstärkung eines empfangenen Signalsvorzusehen. Die Verstärkungkann sowohl in einem Bereich des Empfängers erfolgen, der für Hochfrequenz-Signalverarbeitungausgebildet ist, als auch in den Basisband-Schaltkreisen. Aufgrund desdeutlich geringeren Stromverbrauchs und der zusätzlich vorhandenen einfachenIntegration wird eine geeignete Verstärkung eines empfangenen Signals sehrhäufignach einer Umsetzung in ein Basisbandsignal durchgeführt. DerAusdruck Basisbandsignal steht dabei für ein Signal mit einer, verglichenzu der Frequenz des empfangenen Signals deutlich niedrigeren Frequenz.Arounda sufficient qualitya received signal forto receive the further signal processing, it is in the receive pathnecessary, by suitable means amplification of a received signalprovided. The reinforcementcan be done both in an area of the receiver, for high-frequency signal processingis formed, as well as in the baseband circuits. Due to thesignificantly lower power consumption and the additional existing simpleIntegration becomes a suitable amplification of a received signal very muchoftenafter being converted into a baseband signal. Of theExpression baseband signal stands for a signal with a, comparedto the frequency of the received signal much lower frequency.
    [0006] Inmodernen Kommunikationssystemen erfolgt eine Verstärkung innerhalbdes Empfängerpfades über mitdiskreten Verstärkungsfaktorenprogrammierbare Verstärkerin beispielsweise 1-dB-Schritten.Die Verwendung einer Verstärkerkettemit wertdiskret programmierbaren Verstärkerstufen erzeugt jedoch beieinem parasitären,statischen Gleichsignalanteil innerhalb des Basisbandsignals desEmpfängerpfadeseinen dynamischen Offset, der die Qualität des empfangenen Signals für die weitereSignalverarbeitung erheblich reduzieren kann.Inmodern communication systems are amplified withinof the receiver path via withdiscrete amplification factorsprogrammable amplifiersin, for example, 1 dB increments.The use of an amplifier chainhowever, with value-discreetly programmable amplifier stages produced ata parasitic,static DC component within the baseband signal of thereceiver patha dynamic offset that determines the quality of the received signal for furtherCan significantly reduce signal processing.
    [0007] Aufgabeder Erfindung ist es, eine Verstärkeranordnungvorzusehen, die ein verstärktesSignal mit einer ausreichenden Signalqualität für nachfolgende Schaltkreisebereitstellt.taskThe invention is an amplifier arrangementwhich should be reinforcedSignal with sufficient signal quality for subsequent circuitsprovides.
    [0008] DieseAufgabe wird mit den Gegenständen dernebengeordneten Patentansprüchegelöst.Weiterführendeund vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.TheseTask becomes with the objects of theancillary claimssolved.Moreand advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
    [0009] Soweist eine Verstärkeranordnungeine erste Verstärkerstufemit einem ersten einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktor sowie zumindesteine zweite Verstärkerstufemit einem zweiten einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktor auf. Die zumindest einezweite Verstärkerstufeist mit einem Eingang an einen Ausgang der ersten Verstärkerstufeangeschlossen. Zwischen einen Ausgang der zumindest einen zweitenVerstärkerstufeund den Eingang der ersten Verstärkerstufeist ein Rückführungspfadgeschaltet. Dieser Rückführungspfadist zur Erzeugung und zur Abgabe eines Signals an dem Eingang der erstenVerstärkerstufeausgebildet. Das erzeugte Signal ist dabei dergestalt, dass dadurcheine Kompensation eines Offset-Signals am Ausgang der zumindesteinen zweiten Verstärkerstufeerfolgt, das durch ein Einstellen des ersten und/oder des zweitenVerstärkungsfaktorshervorgerufen wird.Sohas an amplifier arrangementa first amplifier stagewith a first adjustable discrete gain and at leasta second amplifier stagewith a second adjustable discrete gain factor. The at least onesecond amplifier stageis with an input to an output of the first amplifier stageconnected. Between an output of the at least one secondamplifier stageand the input of the first amplifier stageis a return pathconnected. This return pathis for generating and delivering a signal at the input of the first oneamplifier stageeducated. The generated signal is such that therebya compensation of an offset signal at the output of at leasta second amplifier stagedone by adjusting the first and / or the secondgainis caused.
    [0010] Durcheine Ausbildung der Verstärkeranordnungmit einer Regelschleife und einem Rückführungspfad wird so ein Signalanteilekompensiert, die durch eine Änderungdes Verstärkungsfaktorsinnerhalb der Verstärkeranordnunghervorgerufen werden. Eine solche Änderung des Verstärkungsfaktors einesder zumindest zwei Verstärkerstufenergibt am Ausgang der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung einen dynamischenSignalanteil, sofern ein Eingangssignal insbesondere mit einem Gleichsignalanteilanliegt. Der so erzeugte Signalanteil wird im Rückführungspfad derart verarbeitetund dem Eingang der Verstärkeranordnungzugeführt,dass dadurch der eingangsseitig anliegende Gleichsignalanteil deutlichverringert wird.By forming the amplifier arrangement with a control loop and a feedback path so a signal components is compensated, the inner by a change in the gain half of the amplifier arrangement are caused. Such a change in the amplification factor of one of the at least two amplifier stages results in a dynamic signal component at the output of the amplifier arrangement according to the invention, provided that an input signal is present in particular with a DC signal component. The signal component thus generated is processed in the feedback path in such a way and supplied to the input of the amplifier arrangement, thereby significantly reducing the DC signal component applied to the input side.
    [0011] Ineiner bevorzugten Ausführungsformumfasst der Rückführungspfadeine integrierende Schaltung mit einer Zeitkonstanten. Durch dieZeitkonstante der integrierenden Schaltung ergibt sich ein Frequenzgangder integrierenden Schaltung. Abhängig von einer Schaltgeschwindigkeitder einzelnen Verstärkerstufenbei einer Änderungder Verstärkungsfaktorenwerden zusätzlicheSignalanteile erzeugt, die geeignet mit Hilfe er integrierendenSchaltung verarbeitet werden. die Integrierende Schaltung erzeugtein Signal, das zu dem eingangseitig anliegenden Signal addiertwird.Ina preferred embodimentincludes the return pathan integrating circuit with a time constant. By theTime constant of the integrating circuit results in a frequency responsethe integrating circuit. Depending on a switching speedthe individual amplifier stagesin case of a changethe amplification factorswill be additionalGenerates signal components that are suitable with the help of integrating itCircuit processed. the integrating circuit generatesa signal that adds to the input signalbecomes.
    [0012] Ineiner Weiterbildung der Erfindung weist der Rückführungspfad in seiner integrierenden Schaltungeinen Kondensator, oder eine Varaktordiode oder ein Filter auf.Bevorzugt sind Kondensatoren oder die Varaktordioden in ihrer Kapazität veränderbar.Auch das Filter kann als ein gmC-Filter mit einstellbarem Frequenzgangausgebildet sein.Ina development of the invention, the return path in its integrating circuita capacitor, or a varactor diode or a filter.Preferably, capacitors or the varactor diodes are variable in their capacity.Also the filter can be used as a gmC filter with adjustable frequency responsebe educated.
    [0013] Ineinem Verfahren zur Kompensation eines Signalanteils wird eine Verstärkungsanordnungbereitgestellt, die zumindest zwei in Reihe geschaltete Verstärkerstufenmit jeweils einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktoren umfasst. Bevorzugtkann dabei der Verstärkungsanordnungein gesamter einstellbarer diskreter Verstärkungsfaktor als Summe ausden zumindest beiden einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktorenzugeordnet werden. Nach einem Anlegen eines Signals zur Verstärkung anden Eingang der Verstärkeranordnungwird ein Verstärkungsfaktor zumindesteiner der zumindest zwei Verstärkerstufen innerhalbder Verstärkeranordnungumgeschaltet oder neu eingestellt. Dadurch ergibt sich eine Transformationeines in dem angelegten Signal statisch vorhandenen Gleichsignalanteilsin einen dynamischen Signalanteil. Dieser Anteil wird rückgeführt, verarbeitetund von dem eingangsseitig angelegten Signal subtrahiert. Dadurcherfolgt ein Kompensieren des durch das Umschalten oder Einstellenhervorgerufenen Signalanteils in dem durch die VerstärkeranordnungverstärktenSignal.InA method for compensating a signal component becomes an amplification arrangementprovided, the at least two series-connected amplifier stageseach having adjustable discrete gain factors. Preferscan the reinforcing arrangementa total adjustable discrete gain as the sum ofthe at least two adjustable discrete amplification factorsbe assigned. After applying a signal for amplificationthe input of the amplifier arrangementbecomes a gain factor at leastone of the at least two amplifier stages withinthe amplifier arrangementswitched or reset. This results in a transformationa static signal component present in the applied signalin a dynamic signal component. This share is returned, processedand subtracted from the input signal. TherebyCompensating is done by switching or settingcaused signal component in the by the amplifier arrangementincreasedSignal.
    [0014] Bevorzugtwird eine solche erfindungsgemäße Verstärkeranordnungin einer Empfängeranordnungverwendet, wobei der Verstärkeranordnung eineFrequenzumsetzeinrichtung vorgeschaltet ist. In einer bevorzugtenAusführungsformwird eine erste und eine zweite Verstärkeranordnung in einer Empfängeranordnungverwendet, und der ersten und der zweiten Verstärkeranordnung ist dabei eineFrequenzumsetzeinrichtung zur Erzeugung eines Signals mit einerInphasen-Komponente und einer Quadratur-Komponente vorgeschaltet.Prefersbecomes such an amplifier arrangement according to the inventionin a receiver arrangementused, wherein the amplifier arrangement aFrequency conversion device is connected upstream. In a preferredembodimentis a first and a second amplifier arrangement in a receiver arrangementused, and the first and the second amplifier arrangement is aFrequency conversion device for generating a signal with aIn-phase component and a quadrature component upstream.
    [0015] ImFolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahmeauf eine Zeichnung im Detail erläutert.Es zeigen:in theThe invention is described below with reference to an exemplary embodiment with referenceexplained in detail on a drawing.Show it:
    [0016] 1 einAusführungsbeispielder erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung, 1 An embodiment of the amplifier arrangement according to the invention,
    [0017] 2 einenAusschnitt aus dem Rückführungspfadder erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung. 2 a section of the return path of the amplifier arrangement according to the invention.
    [0018] 1 zeigtein Ausführungsbeispieleines Empfängerpfades,welches in einem Halbleiterkörper 1 alsintegrierte Schaltung ausgebildet ist. Der Halbleiterkörper 1 besitztauf seiner Oberflächemehrere Anschlusskontakte zur Zuführung von Signalen und Versorgungsspannungen.Die Anschlusskontakte sind als Kontaktpads ausgebildet. Einem dieserAnschlusskontakte 11 wird ein Eingangssignal zugeführt. DiesesEingangssignal bildet ein übereine nicht dargestellte Antenne empfangenes Signal, das durch dieerfindungsgemäße Anordnungaufbereitet und der weiteren Signalverarbeitung an den Ausgängen 12 und 13 zugeführt wird. 1 shows an embodiment of a receiver path, which in a semiconductor body 1 is designed as an integrated circuit. The semiconductor body 1 has on its surface several connection contacts for the supply of signals and supply voltages. The connection contacts are designed as contact pads. One of these contacts 11 an input signal is supplied. This input signal forms a signal received via an antenna, not shown, which is processed by the arrangement according to the invention and the further signal processing at the outputs 12 and 13 is supplied.
    [0019] DerEingang 11 des Empfängerpfadesist an einen Eingang eines rauscharmen Eingangsverstärkers 2 angeschlossen.Der rauscharme Eingangsverstärker 2 istzu einer Verstärkungmit diskret einstellbaren Verstärkungsfaktorenausgebildet. Der rauscharme Verstärker 2, der den Eingangsverstärker bildet,ermöglichteine Verstärkungeines eingangsseitig anliegenden Signals derart, dass den nachfolgendenSchaltelementen und insbesondere der Frequenzumsetzeinrichtung 3 eineausreichende Signalstärkedes empfangenen Signals zur Verfügung steht.The entrance 11 of the receiver path is to an input of a low noise input amplifier 2 connected. The low-noise input amplifier 2 is designed to gain with discretely adjustable gain factors. The low noise amplifier 2 , which forms the input amplifier, allows amplification of a signal applied to the input side such that the following switching elements and in particular the frequency conversion device 3 a sufficient signal strength of the received signal is available.
    [0020] DieFrequenzumsetzeinrichtung 3, welche mit ihrem Eingang mitdem Ausgang des rauscharmen Verstärkers verbunden ist, setztdas eingangsseitig anliegende Signal mit Hilfe eines Lokaloszillatorsignalsauf eine zweite Frequenz um. Gleichzeitig wird das eingangsseitiganliegende Signal in seine Inphasenkomponente I und seine QuadraturkomponenteQ zerlegt. Eine solche Frequenzumsetzeinrichtung wird auch als I/Q- Demodulator bezeichnet. Dazuverwendet der Demodulator ein Lokaloszillatorsignal, welches auseinem Phasenregelkreis, umfassend eine PLL-Schaltung 63 undeinen spannungsgesteuerten Oszillator 73, bereitgestelltwird. Die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 73 ist dabeiso eingestellt, dass eine Signalumsetzung des eingangsseitig anliegendenSignals direkt in das Basisbandsignal erfolgt. Man bezeichnet diesenVorgang als Direktumsetzung. Ein erster Ausgang 31 desI/Q-Demodulators 3 führtdie Inphasenkomponente I des umgesetzten Signals, ein zweiter Ausgang 32 dieQuadraturkomponente Q.The frequency conversion device 3 , which is connected with its input to the output of the low-noise amplifier, converts the signal applied to the input side by means of a local oscillator signal to a second frequency. At the same time, the signal present on the input side is decomposed into its in-phase component I and its quadrature component Q. Such a frequency conversion device is also referred to as an I / Q demodulator. For this purpose, the demodulator uses a local oscillator signal, which consists of a phase locked loop, comprising a PLL circuit 63 and a tense controlled oscillator 73 , provided. The frequency of the voltage controlled oscillator 73 is set so that a signal conversion of the input signal applied directly into the baseband signal. This process is called direct conversion. A first exit 31 of the I / Q demodulator 3 carries the in-phase component I of the converted signal, a second output 32 the quadrature component Q.
    [0021] DenAusgängen 31 und 32 istjeweils ein Tiefpassfilter 30 bzw. 30a nachgeschaltet.Dieser dient zur Unterdrückunghöherfrequenter,durch die Umsetzung erzeugter Signalanteile.The exits 31 and 32 is a low pass filter 30 respectively. 30a downstream. This serves to suppress higher-frequency signal components generated by the conversion.
    [0022] DerAusgang des Filters 30 ist an einen Eingang einer erstenVerstärkerstufe 4 angeschlossen. DieVerstärkerstufe 4 weisteinen einzelnen Verstärkersowie ein direkt daran angeschlossenes Tiefpassfilter auf. Der Verstärker derStufe 4 enthälteinen Stelleingang 41, dem ein wertdiskretes Stellsignalzur Einstellung des Verstärkungsfaktorsdes Verstärkerszuführbarist. Der Verstärkerinnerhalb der Verstärkerschaltung 4 istals programmierbarer Verstärkerausgebildet. Überseinen Stelleingang 41 kann so in wertdiskreten Stufendie Verstärkungder Verstärkerstufe 4 geändert werden.Das nachgeschaltete Tiefpassfilter unterdrückt höhere Signalanteile, die durchIntermodulation währendder Verstärkungerzeugt werden.The output of the filter 30 is to an input of a first amplifier stage 4 connected. The amplifier stage 4 has a single amplifier and a low pass filter connected directly to it. The amplifier of the stage 4 contains an actuating input 41 , to which a discrete-value control signal for adjusting the amplification factor of the amplifier can be fed. The amplifier within the amplifier circuit 4 is designed as a programmable amplifier. About his entry 41 can thus in discrete-value stages, the gain of the amplifier stage 4 be changed. The downstream low-pass filter suppresses higher signal components, which are generated by intermodulation during amplification.
    [0023] DemAusgang der Verstärkerschaltung 4 sindzwei weitere Verstärkerschaltungen 6 und 7 nachgeschaltet.Der Aufbau der beiden Verstärkerstufen 6 und 7 istder gleiche wie der Aufbau der Verstärkerstufe 4. Mit demAusgang der Verstärker schaltung 7 istein weiterer programmierbarer Verstärker 8 verbunden,an den ein programmierbarer Verstärker 9 angeschlossenist. Die gesamte Verstärkerkette umfasstso fünfhintereinandergeschaltete programmierbare Verstärkerstufen, die jeweils für sich einen Stelleingangzur Zuführungeines Stellsignals füreine Einstellung des Verstärkungsfaktorsenthalten. Der Verstärkungsfaktoreiner jeden Stufe wird dabei durch ein Stellsignal an dem Stelleingangeingestellt. Die einzelnen Verstärkerstufensind in ihrer Einstellung unabhängig.The output of the amplifier circuit 4 are two more amplifier circuits 6 and 7 downstream. The structure of the two amplifier stages 6 and 7 is the same as the structure of the amplifier stage 4 , With the output of the amplifier circuit 7 is another programmable amplifier 8th connected to the one programmable amplifier 9 connected. The entire amplifier chain thus comprises five successive programmable amplifier stages, each of which contains a control input for supplying a control signal for setting the amplification factor. The amplification factor of each stage is set by a control signal at the control input. The individual amplifier stages are independent in their setting.
    [0024] DerAusgang des letzten Verstärkers 9 innerhalbder Verstärkerketteführt zudem Ausgang 12, an dem die verstärkte Inphasenkomponente I desempfangenen und freguenzumgesetzten Signals abgreifbar ist. In gleicherWeise ist die Verstärkerkettefür die QuadraturkomponenteQ aufgebaut.The output of the last amplifier 9 inside the amplifier chain leads to the output 12 in which the amplified in-phase component I of the received and frequency-converted signal can be tapped off. Likewise, the amplifier chain for the quadrature component Q is constructed.
    [0025] Beieiner Änderungder Verstärkungseinstellungdurch Zuführungoder Änderungder Stellsignale an den Eingängen 41, 61, 71, 81 oder 91 ergibtsich eine sprunghafte Veränderungder Verstärkungdes empfangenen Signals. Bei Gleichstromanteilen am Eingang derVerstärkerketteführt diesesprunghafte Veränderungim Verstärkungsfaktorzu einem dynamischen Signalanteil, der in Abhängigkeit der Verstärkungsänderungunterschiedliche spektrale Bandbreiten aufweist. Durch nachgeschalteteFilter könnendiese zusätzlichenspektralen Anteile nicht gefiltert werden. In nachgeschalteten signalverarbeitendenSchaltungen kann dies zu einem Fehler während der Demodulation desempfangenen Signals führen.When changing the gain setting by supplying or changing the control signals at the inputs 41 . 61 . 71 . 81 or 91 There is a sudden change in the gain of the received signal. In the case of direct-current components at the input of the amplifier chain, this sudden change in the amplification factor leads to a dynamic signal component which has different spectral bandwidths as a function of the gain change. Downstream filters can not filter these additional spectral components. In downstream signal processing circuits, this can lead to an error during the demodulation of the received signal.
    [0026] AmAusgang des Verstärkers 9 für die InphasenkomponenteI bzw. am Verstärker 9a für die QuadraturkomponenteQ ist daher ein Rückführungspfad angeschlossen,der den aufgrund einer Verstärkungsänderunghervorgerufenen Signalanteil weiterverarbeitet, dem Eingang derVerstärkerketteerneut zuführtund dadurch den Gleichsignalanteil reduziert. Dies erfolgt im Ausführungsbeispielwie dargestellt durch eine Schaltung 5 bzw. 5a,deren Eingang 51 oder 51a mit dem Ausgang 9 bzw. 9a verbundenist. Die Schaltung 5 ist dabei als Integrator aufgebaut undführt denintegrierten Gleichsignalanteil überseinen Ausgang 52 bzw. 52a an ein Summierglied 20. DiesesSummierglied ist jeweils zwischen den Tiefpassfilter 30 oder 30a undden Eingang der Verstärkerkettegeschaltet.At the output of the amplifier 9 for the in-phase component I or at the amplifier 9a For the quadrature component Q, therefore, a feedback path is connected, which further processes the signal component caused due to a change in gain, feeds it again to the input of the amplifier chain and thereby reduces the DC signal component. This is done in the embodiment as shown by a circuit 5 respectively. 5a whose entrance 51 or 51a with the exit 9 respectively. 9a connected is. The circuit 5 is constructed as an integrator and carries the integrated DC signal component via its output 52 respectively. 52a to a summator 20 , This summer is in each case between the low-pass filter 30 or 30a and the input of the amplifier chain switched.
    [0027] Imdargestellten Ausführungsbeispielsubtrahiert das Element 20 den Gleichsignalanteil von dem empfangenenund von dem Tiefpassfilter 30 bzw. 30a abgegebenenSignal und führtdas Ergebnis dem Eingang der Verstärkerkette zu. Durch eine geeigneteWahl des integrierenden Gliedes innerhalb des Integrators 5 oder 5a kanneine geeignete Filtercharakteristik und damit eine geeignete Zeitkonstanteeingestellt werden.In the illustrated embodiment, the element subtracts 20 the DC component of the received and the low-pass filter 30 respectively. 30a emitted signal and supplies the result to the input of the amplifier chain. By a suitable choice of the integrating member within the integrator 5 or 5a a suitable filter characteristic and thus a suitable time constant can be set.
    [0028] EinAusführungsbeispieleines Integrators, welcher in der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung einsetzbar ist,zeigt 2. Der Integrator umfasst dabei einen Operationsverstärker 53,dessen invertierender Eingang übereinen Widerstand 56 den Eingang 51 des Integratorsbildet. Der nicht invertierende Eingang + ist über einen Widerstand 57 sowieeinen dazu parallel geschalteten Kondensator 58 an dasMassepotential angeschlossen. Der Kondensator 58 dientzur Entkopplung eines Rauschens auf der Masseleitung oder einesRauschverhaltens des Widerstands 57. Der Ausgang des Operationsverstärkers 53 bildetgleichzeitig den Ausgang 52 des Integrators 5.Zwi schen Ausgang 52 und dem invertierenden Eingang desOperationsverstärkers 53 sindmehrere parallel geschaltete Kondensatoren 54, 54a und 54b angeordnet.Ein Anschluss dieser Kondensatoren ist mit dem invertierenden Eingangverbunden, der zweite Anschluss ist über einen Schalter 55 anden Ausgang des Operationsverstärkers 53 angeschlossen.Durch ein Stellsignal werden die einzelnen Schalter geschlossen.Dadurch ist eine Veränderungder Zeitkonstante des Integrators erreichbar, sodass die Rückkopplungeinen davon abhängigenFrequenzgang aufweist.An embodiment of an integrator which can be used in the amplifier arrangement according to the invention is shown 2 , The integrator comprises an operational amplifier 53 , whose inverting input has a resistor 56 the entrance 51 of the integrator forms. The non-inverting input + is via a resistor 57 and a capacitor connected in parallel therewith 58 connected to the ground potential. The capacitor 58 is used to decouple a noise on the ground line or a noise behavior of the resistor 57 , The output of the operational amplifier 53 at the same time forms the exit 52 of the integrator 5 , Intermediate output 52 and the inverting input of the operational amplifier 53 are several capacitors connected in parallel 54 . 54a and 54b arranged. One connection of these capacitors is connected to the inverting input, the second connection is via a switch 55 to the output of the operational amplifier 53 connected. An actuating signal closes the individual switches. This achieves a change in the time constant of the integrator bar, so that the feedback has a dependent frequency response.
    [0029] Aufdiese Art und Weise könnengroße,aber sanft übergehendeVerstärkungssprünge kompensiertwerden. Neben der hier dargestellten Ausführungsform mit den parallelgeschalteten schaltbaren Kondensatoren lassen sich auch andere Lösungen zurEinstellung der Zeitkonstanten des Integrators realisieren. Beispielsweisekönneneinstellbare gmC-Filter oder Varaktordioden verwendet werden.Onthis way you cansize,but gently passingAmplification jumps compensatedbecome. In addition to the embodiment shown here with the parallelswitched switched capacitors can be used for other solutionsSetting the time constants of the integrator. For examplecanadjustable gmC filters or varactor diodes are used.
    [0030] Dadie Erzeugung eines dynamischen Signalanteils von dem Eingangssignalbei einer Verstärkungsänderungabhängigist, werden großeVerstärkungsänderungenvorzugsweise dann vorgenommen, wenn das Eingangssignal möglichstgering ist. Um beispielsweise einen Sprung mit einem großen Verstärkungsfaktorzu realisieren, der füreine Kompensierung eines Verstärkungssprungsim rauscharmen Verstärker 2 benötigt wird,wird eine Verstärkungsänderungbei einem geeigneten Eingangspegel durchgeführt. Eine andere Möglichkeitbesteht darin, die gewünschteVerstärkungwährendeines Zeitraums einzustellen, währenddem nicht gesendet wird. Dies ist beispielsweise in einem Zeitschlitzverfahrenmöglich.Since generation of a dynamic signal component depends on the input signal given a gain change, large gain changes are preferably made when the input signal is as low as possible. For example, to realize a jump with a large gain, which compensates for a gain jump in the low-noise amplifier 2 is needed, a gain change is made at an appropriate input level. Another possibility is to set the desired gain during a period during which no transmission is made. This is possible, for example, in a time slot method.
    11 HalbleiterkörperSemiconductor body 22 rauscharmerVerstärkerlow noiseamplifier 33 I/Q-DemodulatorI / Q demodulator 30,30a3030a TiefpassfilterLow Pass Filter 2020 Summiergliedsumming 4,6, 74,6, 7 Verstärkerschaltungamplifier circuit 8,8a, 9, 9a8th,8a, 9, 9a Verstärkerstufenamplifier stages 5,5a5,5a Integratorenintegrators 41,41a, 61, 61a4141a, 61, 61a Steuereingängecontrol inputs 71,71a, 81, 81a71,71a, 81, 81a Steuereingängecontrol inputs 91,91a9191a Steuereingängecontrol inputs 1111 Signaleingangsignal input 12,131213 Signalausgangsignal output 51,51a5151a Signaleingangsignal input 56,575657 Widerstandresistance 58,54, 54a, 54b5854, 54a, 54b Kondensatorencapacitors 5555 Schalterswitch 5353 Operationsverstärkeroperational amplifiers 6363 PhasenregelkreisPhase-locked loop 7373 spannungsgesteuerterOszillatorVoltage controlledoscillator
    权利要求:
    Claims (14)
    [1]
    Verstärkeranordnung,umfassend: – eineerste Verstärkerstufe(4) mit einem ersten einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktor,mit einem Eingang und einem Ausgang; – zumindest eine zweite Verstärkerstufe(9) mit einem zweiten einstellbaren diskreten Verstärkungsfaktor, miteinem an den Ausgang der ersten Verstärkerstufe (4) angeschlossenenEingang und einem Ausgang; – einen Rückführungspfad, der zwischen denAusgang der zumindest einen zweiten Verstärkerstufe (9) unddem Eingang der ersten Verstärkerstufe(4) geschaltet ist, wobei der Rückführungspfad zur Erzeugung undAbgabe eines Signals an den Eingang der ersten Verstärkerstufe(4) zur Kompensation eines Offsetsignals am Ausgang derzumindest einen zweiten Verstärkerstufe(9) hervorgerufen durch ein Einstellen des ersten und/oderzweiten Verstärkungsfaktorsausgebildet ist.Amplifier arrangement comprising: - a first amplifier stage ( 4 ) having a first adjustable discrete gain factor, having an input and an output; At least a second amplifier stage ( 9 ) with a second adjustable discrete amplification factor, with one at the output of the first amplifier stage ( 4 ) connected input and an output; A feedback path which is connected between the output of the at least one second amplifier stage ( 9 ) and the input of the first amplifier stage ( 4 ), wherein the feedback path for generating and outputting a signal to the input of the first amplifier stage ( 4 ) for compensating an offset signal at the output of the at least one second amplifier stage ( 9 ) is formed by adjusting the first and / or second amplification factor.
    [2]
    Verstärkeranordnungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und diezumindest eine zweite Verstärkerstufeeinen Stelleingang zu Zuführungje eines Stellsignals zur Einstellung der Verstärkungsstufe mit einem Verstärkungsfaktorausgebildet ist.amplifier arrangementaccording to claim 1, characterized in that the first and theat least a second amplifier stagea control input to feedereach one control signal for setting the gain stage with a gain factoris trained.
    [3]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführungspfad eine integrierendeSchaltung (5) umfasst, die mit einem Eingang (51)an den Ausgang der zumindest einen zweiten Verstärkerstufe (9) und mitdem Ausgang (52) an den Eingang der ersten Verstärkerstufe(4) angeschlossen ist.Amplifier arrangement according to one of Claims 1 to 2, characterized in that the feedback path is an integrating circuit ( 5 ) connected to an entrance ( 51 ) to the output of the at least one second amplifier stage ( 9 ) and with the output ( 52 ) to the input of the first amplifier stage ( 4 ) connected.
    [4]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierende Schaltung(5) zur Einstellung ihrer Integrationskonstante einen Ladungsspeicher(54) umfasst.Amplifier arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the integrating circuit ( 5 ) to set its integration constant a charge storage ( 54 ).
    [5]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierende Schaltung(5). zur Einstellung ihrer Integrationskonstante einenFilter mit einstellbarer Frequenzbereich umfasst.Amplifier arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the integrating circuit ( 5 ). to set its integration constant comprises a filter with adjustable frequency range.
    [6]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierende Schaltung(5) einen Differenzverstärker (53) umfasst,der mit einem ersten Eingangsanschluss (+) mit einem Referenzeingangund mit einem zweiten Eingangsanschluss (-) mit dem Eingang (52)gekoppelt ist und der zumindest einen Ladungsspeicher (54)umfasst, der mit seinen Anschlüssen mitdem Einganganschluss (-) und dem Ausgang (52) gekoppeltist.Amplifier arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the integrating circuit ( 5 ) a differential amplifier ( 53 ) having a first input terminal (+) with a reference input and a second input terminal (-) with the input ( 52 ) and the at least one charge store ( 54 ) with its connections to the input terminal (-) and the output ( 52 ) is coupled.
    [7]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungsspeicher (54)in seiner Kapazitäteinstellbar ist.Amplifier arrangement according to one of Claims 5 to 6, characterized in that the charge store ( 54 ) is adjustable in its capacity.
    [8]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungsspeicher (54)als parallel schaltbare Kondensatoren oder Varaktordioden ausgebildetist.Amplifier arrangement according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the charge store ( 54 ) is designed as a parallel switchable capacitors or varactor diodes.
    [9]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der erstenund der zumindest einen zweiten Verstärkeranordnung ein in Reihegeschaltetes Tiefpassfilter umfasst.Amplifier arrangement according to one of the claims che 1 to 8, characterized in that at least one of the first and the at least one second amplifier arrangement comprises a series-connected low-pass filter.
    [10]
    Verstärkeranordnungnach einem der Ansprüche1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkeranordnung in einem Halbleiterkörper als integrierteSchaltung ausgebildet ist.amplifier arrangementaccording to one of the claims1 to 9, characterized in that the amplifier arrangement in a semiconductor body as integratedCircuit is formed.
    [11]
    Verfahren zur Kompensation eines Signalanteilesin einer Verstärkeranordnung,die zumindest zwei in Reihe geschaltete Verstärkerstufen mit einstellbarendiskreten Verstärkungsfaktorenumfasst, das Verfahren die Schritte aufweisend: – Bereitstellender Verstärkungsanordnung; – Anlegeneines Signals an den Eingang der Verstärkeranordnung; – Einstellenoder Umschalten eines Verstärkungsfaktorszumindest eines der zumindest zwei Verstärkerstufen; – Rückführen einesSignalanteils und Kompensieren eines durch das Einstellen oder Umschaltenhervorgerufenen Signalanteil im durch die Verstärkungsanordnung verstärkten Signal.Method for compensating a signal componentin an amplifier arrangement,the at least two series-connected amplifier stages with adjustablediscrete amplification factorscomprising, the method comprising the steps of:- Providethe reinforcement assembly;- Investa signal to the input of the amplifier arrangement;- To adjustor switching a gain factorat least one of the at least two amplifier stages;- returning oneSignal component and compensating one by setting or switchingcaused signal component in the amplified by the amplification device signal.
    [12]
    Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der Schritt des Rückführens den Schrittumfasst: – Integrierendes Signalanteils mit einer einstellbaren Zeitkonstante; – Subtrahierendes integrierten Signalanteils.Method according to claim 11, characterized in thatthat the step of returning the stepincludes:- Integratethe signal component with an adjustable time constant;- Subtractof the integrated signal component.
    [13]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass der Schritt des Einstellens oder Umschaltens des Verstärkungsfaktorszu einem Zeitpunkt erfolgt, an dem ein eingangseitig anliegendeseine geringe Amplitude aufweist.Method according to one of claims 11 to 12, characterizedthat the step of setting or switching the gainoccurs at a time at which an input side adjacenthas a low amplitude.
    [14]
    Verwendung einer ersten und einer zweiten Verstärkeranordnungnach Anspruch 1 bis 10 in einer Empfängeranordnung, wobei der erstenund der zweiten Verstärkeranordnungeine Frequenzumsetzeinrichtung zur Erzeugung eines Signals mit einerInphasenkomponente und einer Quadraturkomponente vorgeschaltet ist.Use of a first and a second amplifier arrangementaccording to claim 1 to 10 in a receiver arrangement, wherein the firstand the second amplifier arrangementa frequency conversion device for generating a signal with aInphasenkomponente and a quadrature component is connected upstream.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2005333651A|2005-12-02|
    US20050258897A1|2005-11-24|
    DE102004024875B4|2006-09-07|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-29| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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