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Die
vorliegende Erfindung betrifft tragbare Leistungsverstärker zur
Verwendung in tragbaren Vorrichtungen.
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Ein
herkömmlicher
tragbarer Leistungsverstärker,
der in tragbaren Vorrichtungen verwendet wird, ist ein einfacher,
da die Vorrichtungen tragbar sind, wodurch die Spezifikation ihrer
Leistungsverstärker
so reguliert wird, dass der Leistungsverstärker keine große Größe aufweist
oder die Wärme
nicht effizient ableitet. Im Besonderen ist, wie in 7 gezeigt,
die Leistungsverstärkungseinrichtung
(2) an einer oberen Fläche
der Leiterplatte (1) montiert, die in einem tragbaren äußeren Gehäuse angeordnet
ist, das typischerweise bei einem tragbaren Telefon verwendet wird.
Die Wärme,
die von der Verstärkungseinrichtung
(2) erzeugt wird, wandert durch Durchgangslöcher (3)
und wird von der Struktur (4), die auf einer hinteren Fläche der
Leiterplatte (1) hergestellt ist, abgeleitet. Bei diesem
herkömmlichen
Aufbau ist jedoch die Struktur (4) in ihrer Größe als Wärmesenke
beschränkt
und kann die Wärme
nicht ausreichend ableiten. Eine Verwendung einer dedizierten großen Wärmesenke
würde die
Vorrichtung vergrößern und
sie für
tragbare Verwendung ungeeignet machen.
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Das
Dokument US-A-6 134 110 offenbart ein Kühlsystem für einen Leistungsverstärker in
einer tragbaren Kommunikationsvorrichtung, die Wärme, die von einer Leistungsschaltung
erzeugt wird, über ein
Wärmerohr
zu einer geeigneten Wärmesenkstruktur
in der tragbaren Kommunikationsvorrichtung, vorzugsweise die Antenne,
leitet.
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Das
Dokument US-A-S 379 185 zeigt eine an der Oberfläche montierbare bleilose Baueinheit
mit Wärmeableiteigenschaften.
Die Baueinheit umfasst ein schaltungstragendes Substrat, das in
einer Wärmeableitungsabdeckung
montiert ist, die außerdem als
eine elektrische Abschirmung fungiert. Als Folge wird Wärme, die
von einer auf dem Substrat montierten Halbleitervorrichtung erzeugt
wird, über
die Wärmeableitungsabdeckung
abgeleitet.
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Das
Dokument EP-A-0 506 122 beschreibt ein Leistungsmodul, das eine
Hochfrequenz-Mehrstufen-Leistungsverstärkerschaltung
umfasst, die Chip-Teile und Leistungsverstärker-Halbleiter umfasst, die
auf einer Leiterplatte montiert sind, die mit Befestigungseinrichtungen,
wie Lötverbindungen, fest
an einer Wärmestrahlungsplatte
befestigt ist. Hier ist der Lötabschnitt
an dem Boden der Leiterplatte bereitgestellt und die Wärmestrahlungsplatte
ist unmittelbar unter der Leiterplatte angeordnet und lediglich
durch das Lot getrennt, das auf einer unterseitigen Erdungsverdrahtung
ausgebracht ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen tragbaren Leistungsverstärker bereitzustellen,
der in tragbaren Vorrichtungen verwendet wird und der Wärme effizient
ableiten kann.
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Dies
wird durch die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale erreicht. Weitere
vorteilhafte Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen dargelegt.
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Offenlegung
der Erfindung
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Ein
tragbarer Leistungsverstärker,
der umfasst:
ein tragbares äußeres Gehäuse;
eine
Leiterplatte, die in dem äußeren Gehäuse angeordnet
ist;
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1 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines tragbaren Leistungsverstärkers nach
einer ersten beispielhaften Ausführung;
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2 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines tragbaren Leistungsverstärkers nach
einer zweiten beispielhaften Ausführung;
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3 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines tragbaren Leistungsverstärkers nach
einer dritten beispielhaften Ausführung;
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4 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines tragbaren Telefons,
das den tragbaren Leistungsverstärker
nach der dritten beispielhaften Ausführung einsetzt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Umgebung einer Leistungsverstärkungseinrichtung
nach einer vierten beispielhaften Ausführung darstellt;
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6 ist
ein Blockdiagramm eines tragbaren Telefons, das einen tragbaren
Leistungsverstärker einsetzt;
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7 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines herkömmlichen
tragbaren Leistungsverstärkers.
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Im
Folgenden werden hier unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beispielhafte
Ausführungen demonstriert,
die ein tragbares Telefon verwenden, das einen tragbaren Leistungsverstärker einsetzt.
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Beispielhafte Ausführung 1
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6 zeigt
ein Blockdiagramm eines tragbaren Telefons, das einen tragbaren
Leistungsverstärker
nach der ersten Ausführung
einsetzt. In 6 ist die Antenne (11)
mit einem Gemeinschaftsanschluss des Antennenschalters (12)
gekoppelt, der drei Ausgänge
und einen Eingang aufweist, die nach Anforderung schaltbar sind.
Der erste Ausgang von dem Schalter (12) wird über ein
Bandpassfilter (13), das Signale des GSM-Bands (900 MHz)
durchlässt,
und über
einen rauscharmen Verstärker
(LNA) (14) zu dem ersten Quadraturdemodulator (15)
des GSM-Bands (Global System for Mobile communication) zugeführt. Der
erste Demodulator (15) führt seinen Ausgang zu dem Gleichstrom-Offset-Unterdrücker (16)
zu. Ein erster Ausgang von dem Spannungssteuerungsoszillator (SSO)
(17) wird zu einem anderen Eingangsanschluss des ersten
Demodulators (15) zugeführt.
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Ein
zweiter Ausgang von dem Antennenschalter (12) wird über ein
Bandpassfilter (18), das Signale in dem DCS-Band durchlässt, und über einen rauscharmen
Verstärker
(LNA) (19) zu dem zweiten Quadraturdemodulator (20)
des DCS-Bands (1800 MHz) zu geführt.
Dann führt
der Demodulator (20) den Ausgang zu dem Gleichstrom-Offset-Unterdrücker (16)
zu. Ein zweiter Ausgang von dem Spannungssteuerungsoszillator (SSO)
(17) wird zu einem anderen Eingangsanschluss des zweiten
Quadraturdemodulators (20) zugeführt.
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Ein
dritter Ausgang von dem Antennenschalter (12) wird über ein
Bandpassfilter (21), das Signale des PCS-Bands durchlässt, und über einen
rauscharmen Verstärker
(LNA) (22) zu dem dritten Quadraturdemodulator (23)
des PCS-Bands (1900 MHz) zugeführt.
Der Demodulator (23) führt
den Ausgang zu dem Gleichstrom-Offset-Unterdrücker (16) zu. Ein dritter
Ausgang von dem Spannungssteuerungsoszillator (SSO) (17)
wird zu einem anderen Eingangsanschluss des dritten Quadraturdemodulators
(23) zugeführt.
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Ein
Ausgang von dem Gleichstrom-Offset-Unterdrücker (16) wird zu
der Verarbeitungsschaltung (24) zugeführt, die eine Basisbandsignal-Verarbeitungsschaltung,
eine Analog-Digital-Wandlerschaltung und eine Digital-Analog-Wandlerschaltung
umfasst. Ein Ausgang von der Verarbeitungsschaltung (24)
wird über
einen Quadraturdemodulator (25) zu der PLL-Schaltung (26)
zugeführt.
Ein Ausgang von der PLL-Schaltung (26) wird zu dem Spannungssteuerungsoszillator
(SSO) (17) zum Steuern des Spannungssteuerungsoszillators
(SSO) (17) zugeführt.
Ein Ausgang von dem Spannungssteuerungsoszillator (SSO) (17)
wird über
eine Leistungsverstärkungseinrichtung
(hier im Folgenden einfach als LV bezeichnet) (27) zu einem
Eingangsanschluss des Antennenschalters (12) zugeführt. Ein Ausgangspegel
der LV (27) wird durch die Leistungserfassungsschaltung
(28) erfasst und zu der Verarbeitungsschaltung (24)
zurückgeführt.
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Die
LV (27) verstärkt
einen Eingang von ca. 3mV ungefähr
1300-fach und gibt ein Signal von ca. 4 W aus. Somit benötigt die
LV (27) eine große
Leistung und ihre Wärmeableitkapazität wird als
ein Problem erhöht,
um den Ausgang effizient zu verstärken. Die erste Ausführung betrifft
hauptsächlich
die LV (27), den SSO (17), den Antennenschalter
(12) und die Umgebung der Antenne (11).
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1 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils des tragbaren Leistungsverstärkers nach
der ersten beispielhaften Ausführung.
In 1 sind die LV (27), der Antennenschalter
(12), der Verbinder (32), der mit der Antenne
(11) gekoppelt ist, und der SSO (17) auf einer
Oberfläche
der Leiterplatte (31) montiert. Die Trennplatte (33)
aus Metall ist senkrecht zwischen der LV (27) und dem SSO
(17) angeordnet und trennt den SSO (17) thermisch
von der LV (27), um zu verhindern, dass der SSO (17)
die LV (27) mit seiner Frequenzabweichung, seinen Pegeländerungen,
seinen Phasengeräuschen
und seiner Schwingungsunterbrechung negativ beeinflusst.
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Die
Wärme,
die von der LV (27) erzeugt wird, wandert über Durchgangslöcher (34)
zu der Struktur (35) (die als Beispiel für wärmeleitendes
Material verwendet wird), die auf der hinteren Fläche der
Leiterplatte (31) ausgebildet ist. Die Struktur (35)
ist angrenzend an ein wärmebeständiges äußeres Gehäuse des
Antennenschalters (12) sowie an den Antennenschalter (12)
per se angeordnet und mit dem wärmebeständigen Verbinder
(32) gekoppelt.
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Als
solche sind der Antennenschalter (12) und der Verbinder
(32) nah an der LV (27) angeordnet, wobei der
Wärmewiderstand
der Struktur (35) verringert wird. Als Folge können die
Antenne (11) und der Antennenschalter (12) die
Wärme der
LV (27) effizient ableiten. Die Struktur (35)
ist vorzugsweise so breit oder dick wie möglich, um ihren Wärmewiderstand
zu verringern. Die Anzahl von Durchgangslöchern (34) ist aus
demselben Grund vorzugsweise so hoch wie möglich.
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Falls
eine Mehrlagenleiterplatte als Leiterplatte (31) verwendet
wird, ist die Struktur (35) vorzugsweise als die erste
Lage hergestellt, so dass der Wärmewiderstand
gesenkt werden kann. 1 zeigt kein äußeres Gehäuse; jedoch
ist ein Gehäuse,
das die Leiterplatte (31) abdeckt, eigentlich verfügbar. Bei dieser
Ausführung
wird eine Stabantenne als Antenne (11) verwendet; jedoch
kann eine Antenne, die aus Chip-Bauteilen ausgebildet ist, verwendet
werden. Die Antenne (11) kann aus dem äußeren Gehäuse heraus freiliegen und dieses
Freiliegen erhöht im
Wesentlichen die Wärmeableitleistung.
Die Oberfläche
der Struktur (35) wird vorab durch Schleifen oder chemisches
Polieren angeraut, so dass die aus Kupferfolie ausgebildete Struktur
die Wärme
gut ableitet.
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Der
Chip-Kondensator (36) ist nah an der LV (27) montiert
und arbeitet, um einen Strom zu sperren oder Geräusche der Leistungsversorgung
zu verringern (der Kondensator (36) wird hier im Folgenden als
ein Überbrückungskondensator
bezeichnet). Da der Kondensator (36) nah an der LV (27)
angeordnet ist, kann seine Kapazität durch die Wärme von
der LV (27) geändert
werden. Diese Änderung
beeinflusst jedoch nicht die Arbeit des Kondensators (36),
da der Kondensator (36) lediglich den Strom sperrt oder
die Geräusche
verringert. Somit kann der Kondensator (36), der nah an
der LV (27) angeordnet ist, die Wärme von der LV (27)
ableiten, ohne seine Hochfrequenz-Leistung zu verlieren.
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Beispielhafte Ausführung 2
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2 zeigt
eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines tragbaren Leistungsverstärkers nach
der zweiten beispielhaften Ausführung.
In 2 ist der Lötabschnitt
(42) auf einer Seitenfläche der
Leiterplatte (41) angeordnet. Die Leistungsverstärkungseinrichtung
(LV) (27), der Antennenschalter (12) und der SSO
(17) sind auf der Oberfläche der Leiterplatte (41)
montiert. Das Abschirmgehäuse
(43) aus Metall, das als ein äußeres Gehäuse arbeitet, deckt alle Bauteile
ab, die auf der Leiterplatte (41) montiert sind. Die Wärme, die
von der LV (27) erzeugt wird, wandert über Durchgangslöcher (44)
zu der Struktur (45), die auf der hinteren Fläche der
Leiterplatte (31) ausgebildet ist. Die Struktur (45)
ist mit dem Lötabschnitt
(42) gekoppelt. Als solche ist die Struktur (45) über ein äußeres Gehäuse des
Antennenschalters (12), dem Antennenschalter (12)
per se und dem Lötabschnitt
(42) mit dem wärmebeständigen Abschirmgehäuse (43)
gekoppelt.
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Die
Wärme,
die von der LV (27) erzeugt wird, kann effizient von dem
Abschirmgehäuse
(43), das zum Abschirmen der elektronischen Bauteile hergestellt
ist, dem äußeren Gehäuse des
Antennenschalters (12) und dem Antennenschalter (12)
per se abgeleitet werden.
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Die
Struktur (45) ist vorzugsweise so dick oder breit wie möglich, um
ihren Wärmewiderstand zu
verringern. Die Anzahl von Durchgangslöchern (44) ist aus
demselben Grund vorzugsweise so hoch wie möglich. Der Antennenschalter
(12) ist nah an dem Lötabschnitt
(42) und angrenzend an die LV (27) angeordnet.
Falls eine Mehrlagenleiterplatte als Leiterplatte (41)
verwendet wird, ist die Struktur (45) vorzugsweise als
die erste Lage hergestellt, so dass der Wärmewiderstand gesenkt werden
kann. In 2 wird kein äußeres Gehäuse gezeigt; jedoch ist ein äußeres Gehäuse zum
Abdecken des Abschirmgehäuses
(43) eigentlich verfügbar.
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Die
obere Platte (47) des Abschirmgehäuses (43) an der Seite
der LV (27) ist gebogen, wobei eine Trennplatte (48)
ausgebildet wird, die den SSO (17) thermisch von der LV
(27) trennt. Diese Trennung kann nachteilige Beeinflussung
von dem SSO (17), wie Frequenzabweichung, Pegeländerungen,
Phasengeräusche
und Schwingungsunterbrechung, verringern. Das Loch (49)
ist auf dem Abschirmgehäuse (43)
an der Seite der LV (27) ausgebildet und dieses Loch (49)
kann die Wärme
von der LV (27) ableiten.
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Ein
Teil der oberen Platte (47) des Abschirmgehäuses (43) über der
LV (27) ist geschnitten und gebogen, um die Gleitvorrichtung
(50) auszubilden, und dann wird die Gleitvorrichtung (50)
elastisch gegen eine obere Platte der LV (27) gedrückt. Dieser Aufbau
ermöglicht
dem Abschirmgehäuse
(43), die Wärme
von der LV (27) direkt abzuleiten, wodurch ein Vorteil
der Wärmeableitung
erzielt wird.
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Des
Weiteren ist die Seitenfläche
(46) des Abschirmgehäuses
(43) angeraut, wodurch die Oberfläche zum Erhöhen der Wärmeableitungseffizienz vergrößert wird.
Die obere Platte (47) ist glatter als die Seitenfläche (46)
und kann mit einer Düse
angesaugt werden, wodurch der Verstärker leicht zu handhaben ist,
und das Gehäuse
(43) sieht auf der oberen Platte gut aus.
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Ein
Grat (51) ist an dem Ende der Seitenfläche (46) so auf den
Lötabschnitt
(42) zu ausgebildet, dass ein Raum (52) zwischen
der Seitenfläche
(46) und dem Lötabschnitt
(42) erzeugt wird. Daher wird der Raum (52) auf
Grund von Kapillarwirkung beim Löten
positiv mit Lot gefüllt,
so dass der Lötabschnitt (42)
mit dem Abschirmgehäuse
(43) mit einem großen
Bereich verbunden wird. Als Folge wird der Wärmewiderstand auf Grund der
Verbindung zwischen der Struktur (45) und dem Gehäuse (43)
verringert und die Wärmeableitung
kann somit erhöht
werden.
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Beim
Herstellen des Abschirmgehäuses
(43) wird eine Metallplatte durch Stanzen geschnitten, wobei
der Grat (51) an dem Ende der Seitenfläche (46) ausgebildet
wird, dann wird die Platte im rechten Winkel in der Schnittrichtung
so gebogen, dass die Seitenfläche
(46) ausgebildet wird.
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Das
Einlassloch (53) wird an dem Gehäuse (43) hergestellt,
damit Außenluft
in der Nähe
des SSO (17) an der Seite des Lötabschnitts (42) einströmen kann.
Das Auslassloch (54) wird an dem Gehäuse (43) in der Nähe der LV
(27) hergestellt. Kühle
Außenluft
strömt
durch das Einlassloch (53) ein, wobei der SSO (17),
der durch die LV (27) erwärmt wurde, gekühlt wird.
Dann strömt
die Luft durch das Auslassloch (54) heraus. Dieser Aufbau
verhindert, dass der SSO (17) seine Leistungen (wie Verschlechterung von
Phasengeräuschen,
Schwingungsunterbrechung oder Frequenzabweichung) auf Grund der Wärme herabsetzt.
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Beispielhafte Ausführung 3
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3 zeigt
eine Schnittansicht wesentlicher Teile eines tragbaren Telefons
nach der dritten beispielhaften Ausführung. In 3 sind
die Leistungsverstärkungseinrichtung
(LV) (27), der Antennenschalter (12) und der SSO
(17) auf der Oberfläche der
Leiterplatte (61) montiert. Die wärmebeständigen Einkapselungsgehäuse (62 und 63)
decken alle Bauteile ab, die auf der Leiterplatte (61)
montiert sind. Die Wärme,
die von der LV (27) erzeugt wird, wandert über Durchgangslöcher (64)
zu der wärmeleitenden Struktur
(65), die auf der hinteren Fläche der Leiterplatte (61)
ausgebildet ist. Die Struktur (65) ist mit den Einkapselungsgehäusen (62 und 63)
gekoppelt, an denen wärmeleitendes
Material angebracht ist, so dass die Struktur (65) thermisch
mit den Gesamtflächen
der Einkapselungsgehäuse
(62 und 63) gekoppelt ist. Als Folge wird das
Muster (65) mit einem äußeren Gehäuse des
Antennenschalters (12), das angrenzend an die LV (27)
angeordnet ist, und Einkapselungsgehäusen (62, 63),
die angrenzend an den Antennenschalter (12) angeordnet
sind, gekoppelt.
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Die
Wärme,
die von der LV (27) erzeugt wird, kann von den Einkapselungsgehäusen (62, 63),
die zum Schutz der elektronischen Bauteile hergestellt sind, abgeleitet
werden. Eine Anordnung des Verbindungspunkts (66) des Antennenschalters
(12), der Einkapselungsgehäuse (62 und 63)
nah an der LV (27) verringert die Leitwege der Struktur
(65). Der Wärmewiderstand
wird dann verringert und die Wärme
der LV (27) kann effizient von den Einkapselungsgehäusen (62, 63)
und dem Antennenschalter (12) abgeleitet werden. Die Struktur
(65) ist vorzugsweise so dick wie möglich, um ihren Wärmewiderstand
zu verringern. Die Anzahl von Durchgangslöchern (64) ist aus
demselben Grund vorzugsweise so hoch wie möglich. Falls eine Mehrlagenleiterplatte
als Leiterplatte (61) verwendet wird, ist die wärmeleitende Struktur
(65) vorzugsweise als die erste Lage hergestellt, so dass
der Wärmewiderstand
gesenkt werden kann.
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4 zeigt
eine Schnittansicht wesentlicher Teile des tragbaren Telefons nach
der dritten beispielhaften Ausführung.
In 4 ist ein erstes Loch (71) an dem Einkapselungsgehäuse (63)
vorhanden, so dass das Loch (71) auf die Audio-Eingangseinrichtung
(70) zeigt, und ein zweites Loch (73) ist an dem äußeren Gehäuse (63)
vorhanden, so dass das Loch (73) auf die Audio-Ausgangseinrichtung
(72) zeigt. Die Leistungsverstärkereinrichtung (LV) (27)
ist zwischen der Audio-Eingangseinrichtung (70) und der Audio-Ausgangseinrichtung
(72) hergestellt.
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Das
oben besprochene tragbare Telefon wird so verwendet, dass die Audio-Eingangseinrichtung (70)
in die Nähe
des Mundes eines Benutzers gebracht wird und die Audio-Ausgangseinrichtung
(72) in die Nähe
des Ohres des Benutzers gebracht wird. Als Folge nimmt die Audio-Eingangseinrichtung
(70) ihren Platz unter der LV (27) ein und die
Audio-Ausgangseinrichtung (72) nimmt den Platz über der
LV (27) ein, wenn das tragbare Telefon in Gebrauch ist. Das
erste Loch (71) und das zweite Loch (73) werden daher
so angeordnet, dass sie auf die Audio-Eingangseinrichtung (70)
bzw. die Audio-Ausgangseinrichtung (72) gerichtet sind.
Daher strömt
Luft durch das erste Loch (71) gegenüber der Audio-Eingangseinrichtung
(70) hinein und strömt
durch das zweite Loch (73) gegenüber der Audio-Ausgangseinrichtung (72)
hinaus. Dieser Mechanismus ermöglicht,
das Freiluft durch das erste Loch (71) der Audio-Eingangseinrichtung
(70) in die äußeren Gehäuse (62 und 63)
hineinströmt
und erwärmte
Luft durch das zweite Loch (73) der Audio-Ausgangseinrichtung (72)
herausströmt,
so dass die LV (27) gekühlt
werden kann.
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Das
Ausstatten der LV (27) mit Räumen (52), die in 2 gezeigt
werden, über
und unter der LV (27) kühlt
die LV (27) weiter ab.
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Beispielhafte Ausführung 4
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Umgebung des tragbaren Leistungsverstärkers nach
der vierten beispielhaften Ausführung
darstellt. In 5 wird ein Ausgang von dem SSO
(17) zu dem Eingangsanschluss (80) der Leistungsverstärkereinrichtung
(LV) (27) zugeführt.
Der Eingangsanschluss (80) ist mit einer ersten Anpassungsschaltung
gekoppelt, die aus einem Induktor (81) und einem Chip-Kondensator
(82) gebildet ist. Der In duktor (81) ist in Reihe mit
der LV (27) verbunden und der Chip-Kondensator (82)
ist parallel mit der LV (27) verbunden. Die erste Anpassungsschaltung
bestimmt die Konstanten so, dass die Impedanz des SSO (17)
an die LV (27) angepasst wird.
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Ein
Ausgang von der LV (27) wird zu einer zweiten Anpassungsschaltung
zugeführt,
die aus einem Induktor (83) und einem Chip-Kondensator
(84) gebildet ist. Der Induktor (83) ist in Reihe
mit der LV (27) verbunden und der Chip-Kondensator (84)
ist parallel mit der LV (27) verbunden.
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Bei
dieser vierten Ausführung
sind die Chip-Kondensatoren (82 und 84) im Aufschmelzverfahren
angelötet,
so dass sie einen Vorteil aus dem Selbstausrichtungseffekt des Aufschmelzlötens ziehen.
Als Folge werden die Kondensatoren (82 und 84)
genau auf den vorgegebenen Positionen der Struktur, frei von unnötiger Induktivität, angelötet. Somit
kann eine ausgezeichnete Leistungsverstärkung erwartet werden und es
kann ein tragbarer Leistungsverstärker mit hervorragenden Eigenschaften
erzielt werden.
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Ein
Ausgang von der zweiten Anpassungsschaltung wird zu dem Richtungskoppler
(85) zugeführt,
von dem ein erster Ausgang über
ein Tiefpassfilter (86) zu dem Ausgangsanschluss (87)
zugeführt wird.
Der Ausgangsanschluss (87) ist mit einem Eingangsanschluss
des Antennenschalters (12) gekoppelt. Ein zweiter Ausgang
des Richtungskopplers (85) wird zu der automatischen Leistungssteuerschaltung
(88) zugeführt,
von dem der Ausgang zu dem Leistungssteueranschluss (27a)
der LV (27) zugeführt
wird.
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Der
Steueranschluss (89) regelt einen Verstärkungsgrad der LV (27)
von außen
und ist mit der automatischen Leistungssteuerschaltung (88)
gekoppelt. Der Steueranschluss (90) steuert das Ein-/Ausschalten
der Leistungsversorgung der LV (27) von außen und
ist mit einem Eingangsanschluss der Schaltung (88) gekoppelt
und außerdem über die Schaltung
(88) mit dem Leistungsversorgungssteueranschluss (27b)
der LV (27) gekoppelt.
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Zwischen
der Schaltung (88) und dem Leistungssteueranschluss (27a)
ist der geerdete Chip-Kondensator (91) gekoppelt und zwischen
der Schaltung (88) und dem Leistungsversorgungssteueranschluss
(27b) ist der geerdete Chip-Kondensator (92) gekoppelt.
Diese Kondensatoren (91 und 92) können die
Geräusche,
die an den Anschlüssen
(27a und 27b) auftreten, dämpfen und da die beiden Kondensatoren
nah an der LV (27) angeordnet sind, können sie die Wärme, die
von der LV (27) erzeugt wird, ableiten.
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Die
Chip-Kondensatoren (91 und 92) sind im Aufschmelzverfahren
angelötet
und somit wärmebeständig, weshalb
sie problemlos nah an der LV (27) verwendet werden können. Da
die Chip-Kondensatoren (91 und 92) zum Dämpfen von
Geräuschen
verwendet werden, wird die Funktion des Dämpfens von Hochfrequenz-Geräuschen selbst
dann nicht beschädigt,
wenn die Kapazität
durch die Wärme
von der LV (27) etwas variiert wird, und es ist eine stabile Verstärkung erreichbar.
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Die
Chip-Kondensatoren (82 und 84) sind Elemente der
ersten bzw. der zweiten Anpassungsschaltung. Die jeweilige der Elektroden
der Kondensatoren (82 und 84) sind nah an dem
Abschirmgehäuse
(47) geerdet, wie in 2 gezeigt.
Dieser Aufbau ermöglicht
das Ableiten der Wärme
von der LV (27) von dem Abschirmgehäuse (47) über die
Erdung und die Kondensatoren (82 und 84).
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Dieser
Aufbau unterdrückt
außerdem
das Ansteigen der Temperaturen der Kondensatoren (82 und 84),
so dass Änderungen
der Impedanz der Anpassungsschaltungen auf Grund von Temperaturschwankung
unterdrückt
werden können.
Als Folge kann ein Signalverlust auf Grund der Wärme, die von der LV (27)
erzeugt wird, auf ein Minimum verringert werden.
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Statt
der zweiten Anpassungsschaltung kann das Tiefpassfilter (86)
direkt mit einem Ausgangsanschluss der LV (27) gekoppelt
werden. In diesem Fall ist der Chip-Kondensator, der ein Element
des Filters (86) ist und von dem eine der Elektroden geerdet
ist, vorzugsweise nah an dem Abschirmgehäuse (47) angeordnet.
Der Chip-Kondensator ist im Aufschmelzverfahren angelötet und
somit korrekt angeordnet, wodurch sichergestellt wird, dass ein
Tiefpassfilter erzeugt wird, das eine stabile Sperrfrequenz aufweist
und in geringerem Maße durch
Temperatur beeinflusst wird.
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Statt
des Chip-Induktors (81, 83) kann ein Struktur-Induktor
(pattern inductor) verwendet werden. Und ein Induktor, der ein Element
des Tiefpassfilters (86) ist, kann als ein Struktur-Induktor
verwendet werden. In diesem Fall kann der Struktur-Induktor die
Wärme ableiten
und ist stark genug, Schwingungen oder Stößen zu widerstehen. Des Wei teren
kann er durch Laserabgleich auf eine vorgegebene Induktivität eingestellt
werden, so dass ein korrekter tragbarer Leistungsverstärker erreicht
werden kann.
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Falls
der Eingangsanschluss (80) einen Ausgang von einem Oszillator
mit offenem Kollektor empfängt,
wird ein Gleichstrom an den Anschluss (80) angelegt, um
den Oszillator mit Leistung zu versorgen. In diesem Fall sollte
verhindert werden, dass der Gleichstrom an die LV (27)
angelegt wird, so dass ein Gleichspannungs-Sperrenkondensator zwischen dem
Eingangsanschluss (80) und der LV (27) angeordnet
wird. Da dieser Kondensator die Gleichspannung einfach sperren kann,
arbeitet er selbst dann weiter, wenn die Wärme von der LV (27)
seine Kapazität
etwas ändert.
Dieser Gleichspannungs-Sperrenkondensator
ist so zwischen dem Eingangsanschluss (80) und der LV (27)
eingefügt,
dass er nah an der LV (27) angeordnet ist, um dadurch die
Wärme der
LV (27) abzuleiten.
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Wie
oben besprochen wurde, umfasst der tragbare Leistungsverstärker:
ein
tragbares äußeres Gehäuse;
eine
Leiterplatte, die in dem äußeren Gehäuse angeordnet
ist; und
eine Leistungsverstärkereinrichtung, die an der
Leiterplatte montiert ist.
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Ein
wärmebeständiges Bauteil
ist in der Nähe
der Leistungsverstärkereinrichtung
angeordnet und über
wärmeleitendes
Material mit der Leistungsverstärkereinrichtung
gekoppelt, so dass das wärmebeständige Bauteil
zwei Funktionen hat, nämlich
das Bauteil selbst und eine Wärmesenke.
Als eine Folge kann die Wärme
gut abgeleitet werden und außerdem
kann der tragbare Leistungsverstärker
verkleinert werden, ohne eine unabhängige Wärmesenke aufzuweisen, die den
tragbaren Leistungsverstärker vergrößern würde.
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Da
die Leistungsverstärkereinrichtung
an der Leiterplatte montiert ist, kann die Leiterstruktur vollständig als
wärmeleitendes
Material genutzt werden, so dass die tragbaren Leistungsverstärker leicht
hergestellt werden können.
Der oben besprochene Aufbau er möglicht
das Beseitigen einer Wärmesenke von
der Leiterplatte, so dass Verdrahtung leicht konstruiert werden
kann und die Anzahl von Bauteilen verringert werden kann.
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Gewerbliche
Verwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen tragbaren Leistungsverstärker zur
Verwendung in tragbaren Vorrichtungen und hat die Aufgabe, einen
tragbaren Leistungsverstärker
bereitzustellen, der Wärme effizient
ableiten kann und der in die tragbaren Vorrichtungen eingepasst
werden kann, ohne die Abmessungen der Vorrichtungen zu verändern.
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Verzeichnis
der Bezugszeichen in den Zeichnungen
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- 12
- Antennenschalter
- 17
- Spannungssteuerungsoszillator
(SSO)
- 27
- Leistungsverstärkereinrichtung
(LV)
- 51
- Leiterplatte
- 62
- Einkapselungsgehäuse
- 63
- Einkapselungsgehäuse
- 65
- Struktur