(57)【要約】【課題】レベル測定のダイナミックレンジを広くする。【解決手段】レベル測定装置１は、増幅器３１を用いて入力信号を増幅し伝送する第１伝送路３と、増幅器３１よりも雑音指数が小さいＬＮＡ４１を用いて入力信号を増幅し伝送する第２伝送路４と、第１伝送路３又は第２伝送路４から出力される信号の検波電圧を出力する検波器６と、検波電圧に基づいて入力信号の信号レベルを算出する制御部７と、検波電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える切替部２と、を備える。【選択図】図１
2015115815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第１伝送路と、
前記増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第２伝送路と、
前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号の電圧を出力する検波部と、
前記検波部が出力した電圧に基づいて、前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出部と、
前記検波部が出力した電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える切替部と、
を備えるレベル測定装置。
【請求項２】
前記切替部は、前記第１伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも低い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第１伝送路から前記第２伝送路に切り替える、
請求項１に記載のレベル測定装置。
【請求項３】
入力信号を増幅させないで伝送する第３伝送路をさらに備え、
前記切替部は、前記第１伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも高い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第１伝送路から前記第３伝送路に切り替える、
請求項１又は２に記載のレベル測定装置。
【請求項４】
信号を減衰させて前記検波部に入力する減衰部をさらに備え、
前記減衰部は、前記第３伝送路から出力される信号を、前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号よりも大きい減衰率で減衰する、
請求項３に記載のレベル測定装置。
【請求項５】
伝送路の夫々に対応付けて、前記検波部が出力した電圧と入力信号の信号レベルとの関係を示す変換テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記レベル算出部は、前記切替部が切り替えた伝送路に対応する変換テーブルを用いて、入力信号の信号レベルを算出する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のレベル測定装置。
【請求項６】
前記レベル算出部は、前記検波部が出力した電圧が前記変換テーブルに規定された電圧と一致しない場合には、前記変換テーブルに規定された電圧のうち、前記検波部が出力した電圧の近傍の少なくとも２つの電圧に対応する入力信号のレベルに基づいて、前記検波部が出力した電圧に対応する入力信号のレベルを算出する、
請求項５に記載のレベル測定装置。
【請求項７】
増幅器を有する第１伝送路を介して入力信号を増幅して伝送する伝送手順と、
前記第１伝送路から出力された信号の電圧を出力する検波手順と、
前記検波手順にて出力された電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第１伝送路から、前記第１伝送路の増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第２伝送路に切り替える切替手順と、
前記検波手順にて出力された電圧に基づいて、前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出手順と、
を含むレベル測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された信号の信号レベルを測定するレベル測定装置及びレベル測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいては、受信した高周波信号のレベルを検出し、検出した信号レベルに応じてさまざまな制御が行われる。例えば、入力された高周波信号の信号レベルが変動する場合であっても一定の出力が得られるように、入力信号に対する出力信号の利得を調整し、出力信号のレベルを目標レベルから一定の範囲に制御する自動利得制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われている。
具体的には、信号路に可変減衰器を設け、この可変減衰器の出力側（後段）にて検波器により得られた信号レベルに基づいて可変減衰器の制御電圧を制御することで高周波信号の減衰量を調整し、一定の出力を得ることとしている。
【０００３】
このようなＡＧＣ機能が組み込まれた自動利得制御回路として、例えば、特許文献１には、無線通信システムの電力検出回路において、入力信号の信号レベルに対応して低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とプログラマブル利得増幅器（ＰＧＡ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｉｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の利得を制御する工夫が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７４４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動利得制御回路では、可変減衰器に対する制御電圧の制御に際して入力信号の信号レベルを適切に測定する必要がある。ここで、従来の入力信号の信号レベルを測定するレベル測定装置の一例及びその問題点を図８及び図９に示す。
【０００６】
図８を参照すると、レベル測定装置１００は、カプラを介して取得した高周波の入力信号を増幅器１０１や減衰器（ＡＴＴ：Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）１０２で増幅・減衰し、検波器１０３に入力する。検波器１０３は、入力された高周波信号をこの高周波信号レベルに応じた直流電圧に変換して制御部１０４に入力する。なお、検波器１０３が出力する電圧を、以下では「検波電圧」と呼ぶ。制御部１０４には、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性があらかじめ記憶されており、この入出力特性を用いて検波電圧に対応する信号レベルを算出することで入力信号の信号レベルを測定する。
【０００７】
ここで、検波電圧と信号レベルとの関係性を図９に示す。図９に示すように、検波電圧と信号レベルとは所定範囲（図中、−９０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍ）において線形性を有しているものの、信号レベルがこの所定範囲を外れると、検波電圧と信号レベルとの線形性が悪くなる。そのため、従来のレベル測定装置１００では、入力信号の信号レベルが線形性を有する所定範囲内である場合には精度よく測定できる一方で、所定範囲から外れた場合には誤差が大きく精度が悪いという問題があった。即ち、従来のレベル測定装置１００では、信号レベルが低い入力信号や信号レベルが高い入力信号の信号レベルを精度よく測定することができなかった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることのできるレベル測定装置及びレベル測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレベル測定装置は、増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第１伝送路と、前記増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第２伝送路と、前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号の電圧を出力する検波部と、前記検波部が出力した電圧に基づいて、前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出部と、前記検波部が出力した電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える切替部とを備える。
【００１０】
また、前記切替部は、前記第１伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも低い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第１伝送路から前記第２伝送路に切り替えることとしてもよい。
【００１１】
また、レベル測定装置は、入力信号を増幅させないで伝送する第３伝送路をさらに備え、前記切替部は、前記第１伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも高い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第１伝送路から前記第３伝送路に切り替えることとしてもよい。
【００１２】
また、レベル測定装置は、信号を減衰させて前記検波部に入力する減衰部をさらに備え、前記減衰部は、前記第３伝送路から出力される信号を、前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号よりも大きい減衰率で減衰することとしてもよい。
【００１３】
また、レベル測定装置は、伝送路の夫々に対応付けて、前記検波部が出力した電圧と入力信号の信号レベルとの関係を示す変換テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、前記レベル算出部は、前記切替部が切り替えた伝送路に対応する変換テーブルを用いて、入力信号の信号レベルを算出することとしてもよい。
【００１４】
また、前記レベル算出部は、前記検波部が出力した電圧が前記変換テーブルに規定された電圧と一致しない場合には、前記変換テーブルに規定された電圧のうち、前記検波部が出力した電圧の近傍の少なくとも２つの電圧に対応する入力信号のレベルに基づいて、前記検波部が出力した電圧に対応する入力信号のレベルを算出することとしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係るレベル測定方法は、増幅器を有する第１伝送路を介して入力信号を増幅して伝送する伝送手順と、前記第１伝送路から出力された信号の電圧を出力する検波手順と、前記検波手順にて出力された電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第１伝送路から、前記第１伝送路の増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第２伝送路に切り替える切替手順と、前記検波手順にて出力された電圧に基づいて、前記第１伝送路又は前記第２伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出手順とを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、入力信号のレベル測定を幅広い範囲で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態のレベル測定装置の概要を示す図である。
【図２】レベル測定装置の一実施形態としてのハードウェア構成を示す図である。
【図３Ａ】第１伝送路、第２伝送路及び第３伝送路を用いた場合のＮＦ特性を示す図である。
【図３Ｂ】第１伝送路、第２伝送路及び第３伝送路を用いた場合の利得特性を示す図である。
【図４】第１伝送路を用いた場合の検波電圧と信号レベルとの関係性を示す図である。
【図５】第２伝送路を用いた場合の検波電圧と信号レベルとの関係性を示す図である。
【図６】第３伝送路を用いた場合の検波電圧と信号レベルとの関係性を示す図である。
【図７】レベル測定装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】従来のレベル測定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図９】従来のレベル測定装置における検波電圧と信号レベルとの関係性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［レベル測定装置１の概要］
図１は、本実施形態に係るレベル測定装置１の概要を示す図である。レベル測定装置１は、カプラから取得した入力信号を第１伝送路３、第２伝送路４又は第３伝送路５を介して伝送し、検波器６及び制御部７を用いて信号レベルを測定する。
【００１９】
第１伝送路３、第２伝送路４及び第３伝送路５は、入力信号を伝送する伝送路であり、伝送する入力信号の増幅方法が夫々異なる。具体的には、第１伝送路３は、入力信号を所定の利得で増幅して伝送する伝送路であり、第２伝送路４は、第１伝送路３よりもノイズフロアのレベルを下げつつ入力信号を所定の利得で増幅して伝送する伝送路であり、第３伝送路５は、入力信号を増幅することなく伝送する伝送路である。
【００２０】
切替部２は、いずれかの伝送路を介して伝送された入力信号の検波電圧に応じて、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える。本実施形態では、切替部２は、第１伝送路３を介して伝送した入力信号の検波電圧に基づいて、入力信号を伝送する伝送路を第１伝送路３から第２伝送路４又は第３伝送路５に切り替える。
【００２１】
具体的には、切替部２は、第１伝送路３を介して伝送された入力信号の検波電圧が所定範囲よりも低い場合に、伝送路を第１伝送路３から第２伝送路４に切り替え、入力信号の検波電圧が所定範囲よりも高い場合に、伝送路を第１伝送路３から第３伝送路５に切り替える。他方、切替部２は、第１伝送路３を介して伝送された入力信号の検波電圧が所定範囲であった場合には、伝送路を切り替えない。
【００２２】
なお、所定範囲は、検波電圧と信号レベルとが線形性を有している範囲であり、レベル測定装置１のハードウェア構成に応じて適宜設定される。図９に示す例を参照すると、信号レベル「−９０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍ」の範囲に対応する検波電圧の範囲で検波電圧と信号レベルとが線形性を有している。本実施形態では、この範囲のうちより良好な線形性を有する信号レベル「−７０ｄＢｍ〜−４０ｄＢｍ」の範囲に対応する検波電圧の範囲を所定範囲としている。なお、以下において、基準電圧ａとは所定範囲の下限値であり、基準電圧ｂとは所定範囲の上限値である。
【００２３】
ここで、信号レベルの低い入力信号は、信号雑音比（ＳＮ比）が小さくノイズの影響を強く受けるため、信号レベルが低い領域では信号レベルの変化に対する検波電圧の変化が少なく、検波電圧と信号レベルとの線形性が悪い。そのため、信号レベルの低い入力信号の信号レベルを適切に測定するためには、単純に増幅するだけでなく、ＳＮ比を大きくしノイズの影響を除去する必要がある。
そこで、本実施形態のレベル測定装置１では、第１伝送路３を介して伝送された入力信号の検波電圧が基準電圧ａよりも低い場合（即ち、信号レベルの低い入力信号の場合）、第１伝送路３から第２伝送路４に切り替え、ノイズフロアのレベルを下げつつ入力信号を伝送する。これにより、伝送される入力信号のＳＮ比が改善された上で増幅されるため、信号レベルの低い領域であっても検波電圧と信号レベルとの線形性を向上させることができ、適切に信号レベルを測定することができる。
【００２４】
また、信号レベルの高い入力信号を増幅して伝送した場合、検波器６の制御範囲に対して入力信号が飽和し過入力となってしまうため、信号レベルが高い領域では検波電圧と信号レベルとの線形性が悪化する。
そこで、本実施形態のレベル測定装置１では、第１伝送路３を介して伝送された入力信号の検波電圧が基準電圧ｂよりも高い場合（即ち、信号レベルの高い入力信号の場合）、第１伝送路３から第３伝送路５に切り替え、入力信号を増幅することなく伝送する。これにより、検波器６に入力される入力信号が過入力となることを防止できるため、信号レベルの高い領域であっても検波電圧と信号レベルとの線形性を向上させることができ、適切に信号レベルを測定することができる。
【００２５】
［レベル測定装置１の構成］
続いて、本実施形態のレベル測定装置１の具体的な構成について説明する。図２は、レベル測定装置１の一実施形態としてのハードウェア構成を示す図である。
図２に示すように、レベル測定装置１は、スイッチ２１，２２と、第１伝送路３と、第２伝送路４と、第３伝送路５と、検波器６と、制御部７とを含んで構成される。なお、本実施形態では、便宜上、スイッチ２１から検波器６に入力されるまでの経路を伝送路と呼ぶ。
【００２６】
スイッチ２１，２２は、制御部７の制御のもとで切替部２として機能し、入力信号の伝送路を第１伝送路３、第２伝送路４又は第３伝送路５の間で切り替える。
【００２７】
第１伝送路３は、増幅器３１と、ＡＴＴ３２と、増幅器３３と、可変減衰器（ＶＡＴＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）１０とを含んで構成され、入力信号を所定の利得で増幅して伝送する。
【００２８】
第２伝送路４は、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４１と、ＡＴＴ４２と、増幅器４３と、ＶＡＴＴ１０とを含んで構成される。ＬＮＡ４１は、第１伝送路３の増幅器３１よりも雑音指数が小さい増幅器であり、第２伝送路４では、ＬＮＡ４１を用いることで、第１伝送路３よりもノイズフロアのレベルを下げつつ入力信号を所定の利得で増幅して伝送する。
【００２９】
第３伝送路５は、ＶＡＴＴ１０を含んで構成される。ＶＡＴＴ１０は、制御部７の制御電圧により入力信号に対する減衰量を調整可能な可変減衰器である。本実施形態では、伝送路として第１伝送路３又は第２伝送路４が用いられる場合には、ＶＡＴＴ１０の減衰量は「−３ｄＢ」に設定され、伝送路として第３伝送路５が用いられる場合には、ＶＡＴＴ１０の減衰量は「−１０ｄＢ」に設定される。これにより、第３伝送路５では、入力信号を増幅することなく減衰して伝送する。
【００３０】
ここで、第１伝送路３、第２伝送路４及び第３伝送路５を用いた場合のノイズフロア（ＮＦ）特性を図３Ａに示し、また、第１伝送路３、第２伝送路４及び第３伝送路５を用いた場合の利得（ＧＡＩＮ）特性を図３Ｂに示す。なお、図３Ａ，３Ｂでは、スイッチ２１から検波器６に入力されるまでのトータルＮＦ特性及びトータル利得特性を示す。
【００３１】
図３Ａを参照すると、第１伝送路３及び第２伝送路４では増幅器３１，３３，４１，４３を用いることとしているため、第３伝送路５に比べてノイズフロア特性がよくなっている。また、第２伝送路４ではＬＮＡ４１を用いることとしているため、第１伝送路３に比べてノイズフロア特性がよくなっている。そのため、入力信号の信号レベルが低いほど、ノイズフロア特性のよい伝送路を用いて入力信号を伝送することになる。
また、図３Ｂを参照すると、第１伝送路３及び第２伝送路４では、増幅器３１，３３，４１，４３を用いることとしているため、利得がプラスとなっているものの、第３伝送路５では、増幅器を用いず減衰器（ＶＡＴＴ１０）のみを用いることとしているため、利得がマイナスとなっている。
【００３２】
このように、第２伝送路４では、ノイズフロアのレベルを下げ、且つ入力信号を所定の利得で増幅して伝送することになるため、入力信号の信号レベルが低い場合に、検波器６に入力される入力信号のＳＮ比が改善することが確認できる。また、第３伝送路５では、入力信号を増幅することなく減衰して伝送することになるため、入力信号の信号レベルが高い場合に、検波器６に入力される入力信号が飽和することがない。
これにより、信号レベルの低い領域であっても、信号レベルの高い領域であっても、検波電圧と信号レベルとの線形性が向上する。
【００３３】
図２に戻り、検波器６は、第１伝送路３、第２伝送路４又は第３伝送路５から出力される信号の検波電圧を制御部７に出力する。制御部７は、例えばＣＰＵ及び記憶部（メモリ）を含んで構成される。制御部７は、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性を記憶部に記憶しておき、この入出力特性に基づいて検波器６から出力された検波電圧に対応する入力信号の信号レベルを算出する。即ち、制御部７は、レベル算出部として機能する。
【００３４】
ここで、第１伝送路３、第２伝送路４及び第３伝送路５では、入力信号の増幅方法が夫々異なるため、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性も伝送路によって夫々異なる。そこで、制御部７は、入出力特性を伝送路毎に記憶しておき、スイッチ２１，２２により切り替えられた伝送路に応じた入出力特性を用いて信号レベルを算出する。
【００３５】
図４〜図６に伝送路毎の検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性を示す。図４は、第１伝送路３を用いた場合の入出力特性を示し、図５は、第２伝送路４を用いた場合の入出力特性を示し、図６は、第３伝送路５を用いた場合の入出力特性を示す。
【００３６】
図４（Ａ）を参照すると、第１伝送路３を用いて入力信号を伝送した場合、信号レベル「−７０ｄＢｍ〜−４０ｄＢｍ」の範囲において検波電圧と信号レベルとが線形性を有する。そこで、制御部７は、検波電圧に対応する信号レベルを規定する変換テーブル（図４（Ｂ））を用いて入力信号の信号レベルを測定する。
なお、第１伝送路を用いた場合、上述のように入力信号の信号レベルが「−９０ｄＢｍ」よりも低い領域、又は入力信号の信号レベルが「−２０ｄＢｍ」よりも高い領域において、検波電圧と信号レベルとの線形性が悪化する。
【００３７】
図５（Ａ）を参照すると、第２伝送路４ではＳＮ比を大きくして入力信号を伝送するため、第１伝送路３を用いて入力信号を伝送すると線形性が悪化する信号レベル「−９０ｄＢｍ」よりも低い領域でも、検波電圧と信号レベルとが線形性を有する。そこで、制御部７は、検波電圧に対応する信号レベルを規定する変換テーブル（図５（Ｂ））を用いて入力信号の信号レベルを測定する。これにより、例えば、信号レベル「−１００ｄＢｍ〜−７０ｄＢｍ」の入力信号についても適切に信号レベルを測定することができる。
【００３８】
図６（Ａ）を参照すると、第３伝送路５では入力信号を増幅せずに減衰して伝送するため、第１伝送路３を用いて入力信号を伝送すると線形性が悪化する信号レベル「−２０ｄＢｍ」よりも高い領域でも、検波電圧と信号レベルとが線形性を有する。そこで、制御部７は、検波電圧に対応する信号レベルを規定する変換テーブル（図６（Ｂ））を用いて入力信号の信号レベルを測定する。これにより、例えば、信号レベル「−４０ｄＢｍ〜１０ｄＢｍ」の入力信号についても適切に信号レベルを測定することができる。
【００３９】
なお、検波器６が出力した検波電圧によっては、記憶部に記憶された変換テーブルに規定された検波電圧と一致しない場合がある。この場合、制御部７は、変換テーブルに規定された検波電圧のうち、検波器６が出力した検波電圧の近傍の少なくとも２つの検波電圧、例えば、変換テーブルに規定された検波電圧のうち、検波器６が出力した検波電圧を跨ぐ２つの検波電圧から線形補間して変換テーブルに規定されていない検波電圧に対応する信号レベルを算出する。
【００４０】
一例として、図４（Ｂ）の変換テーブルを参照して、検波電圧が「２Ｖ」である場合について説明する。変換テーブルに規定された検波電圧のうち、検波電圧「２Ｖ」を跨ぐ２つの検波電圧は、検波電圧「１．９５９Ｖ」と「２．４２３Ｖ」である。そこで、制御部７は、検波電圧「１．９５９Ｖ」に対応する信号レベル「−５５ｄＢｍ」と、検波電圧「２．４２３Ｖ」に対応する信号レベル「−３５ｄＢｍ」とを取得し、これら検波電圧及び信号レベルから検波電圧「２Ｖ」に対応する信号レベルを線形補間し「−５３．３ｄＢｍ」と算出する。
【００４１】
［レベル測定装置１の処理］
以上、本実施形態のレベル測定装置１の構成について説明した。続いて、図７を参照して、レベル測定装置１の処理について説明する。
【００４２】
初めに、レベル測定装置１の制御部７は、ＶＡＴＴ１０に対する制御電圧を変更し、ＶＡＴＴ１０の減衰量を「−３ｄＢ」にするとともに（ステップＳ１）、切替部２を制御し、入力信号を伝送する伝送路を第１伝送路３に切り替える（ステップＳ２）。続いて、検波器６は、第１伝送路３を介して伝送された入力信号の検波電圧を制御部７に出力する（ステップＳ３）。
【００４３】
検波器６から検波電圧の入力を受けると、制御部７は、検波電圧が基準電圧ａよりも高く、且つ基準電圧ｂよりも低いか否か、即ち、検波電圧が基準電圧ａを下限値、基準電圧ｂを上限値とする所定範囲内に収まるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定がＹＥＳのときは、制御部７は、第１伝送路３用の変換テーブル（図４（Ｂ）参照）を用いてステップＳ３で受け付けた検波電圧に対応する信号レベルを算出し（ステップＳ５）、処理を終了する。
【００４４】
他方、ステップＳ４において検波電圧が所定範囲外であると判定されると、制御部７は、検波電圧が基準電圧ａよりも低いか否か、即ち、検波電圧が所定範囲よりも低いか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定がＹＥＳのときは、制御部７は、切替部２を制御し、入力信号を伝送する伝送路を第１伝送路３から第２伝送路４に切り替える（ステップＳ７）。続いて、検波器６は、第２伝送路４を介して伝送された入力信号の検波電圧を制御部７に出力し（ステップＳ８）、制御部７は、第２伝送路４用の変換テーブル（図５（Ｂ）参照）を用いてこの検波電圧に対応する信号レベルを算出し（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ６の判定でＮＯの場合、検波電圧が基準電圧ｂよりも高い、即ち、検波電圧が所定範囲よりも高いことになる。そこで、制御部７は、切替部２を制御し、入力信号を伝送する伝送路を第１伝送路３から第３伝送路５に切り替えるとともに（ステップＳ１０）、ＶＡＴＴ１０に対する制御電圧を変更し、ＶＡＴＴ１０の減衰量を「−１０ｄＢ」にする（ステップＳ１１）。続いて、検波器６は、第３伝送路５を介して伝送された入力信号の検波電圧を制御部７に出力し（ステップＳ１２）、制御部７は、第３伝送路５用の変換テーブル（図６（Ｂ）参照）を用いてこの検波電圧に対応する信号レベルを算出し（ステップＳ１３）、処理を終了する。
【００４６】
以上、本実施形態のレベル測定装置１について説明した。本実施形態のレベル測定装置１によれば以下の効果を期待できる。
【００４７】
レベル測定装置１は、入力信号を伝送する伝送路として第１伝送路３と第２伝送路４とを少なくとも含み、伝送された入力信号の検波電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える。このとき、第２伝送路４は、第１伝送路３の増幅器３１よりも雑音指数が小さいＬＮＡ４１を用いて入力信号を増幅し伝送するため、伝送路を介して伝送された入力信号の検波電圧と信号レベルとの関係性が、第１伝送路３と第２伝送路４とで異なることになる。
その結果、入力信号の信号レベルが、第１伝送路３（又は第２伝送路４）において検波電圧と信号レベルとの線形性が良好な所定範囲を外れる場合であっても、他の伝送路を介して伝送することで線形性の良好な範囲で検波器６及び制御部７に伝送することができる。これにより、１の伝送路を用いる場合に比べてレベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
【００４８】
より詳細には、ＬＮＡ４１を用いる第２伝送路４では、ノイズフロアのレベルを下げ、且つ入力信号を所定の利得で増幅して伝送するため、信号レベルの低い入力信号の信号レベルを測定する場合に適している。そこで、レベル測定装置１では、第１伝送路３から出力される入力信号の検波電圧が所定範囲よりも低い場合に、入力信号を伝送する伝送路を第１伝送路３から第２伝送路４に切り替える。
これにより、レベル測定装置１によれば、第１伝送路３では測定することのできない低い信号レベルの入力信号の信号レベルを測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
【００４９】
また、レベル測定装置１は、入力信号を伝送する伝送路として入力信号を増幅させないで伝送する第３伝送路５を備え、第１伝送路３から出力される入力信号の検波電圧が所定範囲よりも高い場合に、入力信号を伝送する伝送路を第１伝送路３から第３伝送路５に切り替える。
これにより、信号レベルの高い入力信号については、増幅させることなく伝送することになるため、第１伝送路３では測定することのできない高い信号レベルの入力信号の信号レベルを測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
【００５０】
このとき、第３伝送路５から出力される入力信号を減衰するＶＡＴＴ１０を設けることで、信号レベルの高い入力信号の信号レベルをより適切に測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
【００５１】
また、レベル測定装置１では、第１伝送路３、第２伝送路４及び第３伝送路５の夫々に対応付けて、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性の変換テーブルを記憶し、入力信号を伝送する伝送路に応じた変換テーブルを用いて入力信号の信号レベルを算出する。このような変換テーブルを用いることで、信号レベルの算出を容易に行うことができる。
【００５２】
なお、レベル測定装置１では、増幅方法が異なる伝送路を切り替えて入力信号を伝送するため、１つの伝送路を用いて入力信号を伝送する場合に比べて広い範囲の信号レベルにおいて検波電圧と信号レベルとの線形性が保たれる。そこで、レベル測定装置１では、検波器６が出力した検波電圧が変換テーブルに規定された検波電圧と一致しない場合には、変換テーブルに規定された近傍の検波電圧から線形補間して、検波器６が出力した検波電圧に対応する入力信号を算出する。これにより、１つの伝送路を用いる場合に比べて広い範囲の入力信号の信号レベルを容易に算出することができる。
【００５３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・レベル測定装置、２・・・切替部、２１，２２・・・スイッチ、３・・・第１伝送路、３１・・・増幅器、３２・・・ＡＴＴ、３３・・・増幅器、４・・・第２伝送路、４１・・・ＬＮＡ、４２・・・ＡＴＴ、４３・・・増幅器、５・・・第３伝送路、１０・・・ＶＡＴＴ、６・・・検波器、７・・・制御部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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