(57)【要約】ＲＦデバイス（５）、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＨＦプラズマアプリケーションと、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号カップリングイン装置（３）とを備えるＲＦシステムが提案される。前記ＲＦシステムは、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためにＲＦ信号を発生するためのオシレータ（７）を備え、前記システムは、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号および前記ＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて、前記ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための手段（１５）を備えることを特徴とする。さらに、前記システムは、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて前記オシレータ（７）の出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成するための、望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）を備えることを特徴とする。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦデバイス（５）、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーションと、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号カップリングイン装置（３）とを備えるＲＦシステム（１）であって、
前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号（）を生成するためのオシレータ（７）
を備え、
前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号および前記ＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための手段（１５）と、
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて、前記オシレータ（７）の出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成するための望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）と、
によって特徴づけられた、
ＲＦシステム（１）。
【請求項２】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の一部分をカップリングアウトし、前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の一部分をカップリングアウトするための少なくとも１つのカップリングアウトデバイス（１７、１９）を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦシステム。
【請求項３】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の前記カップルドアウト部分(a)の電圧信号を検出し出力するための少なくとも１つの電圧検出デバイス（２１）と、前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の前記カップルドアウト部分(ｂ)の電圧信号を検出し出力するための少なくとも１つのさらなる電圧検出デバイス（２３）とを備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦシステム。
【請求項４】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の前記カップルドアウト部分(ａ)の前記電圧信号、および前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の前記カップルドアウト部分(ｂ)の前記電圧信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成する少なくとも１つのデバイスを、具体的には、少なくとも1つの演算増幅器（２５）の形式で備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項５】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、
前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の一部分をカップリングアウトするために、そして前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号（）の一部分をカップリングアウトするために設計されているサーキュレータを備え、
適切な場合、前記カップルドアウト部分（ａ、ｂ）の対応する電圧信号を検出し出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦシステム。
【請求項６】
前記サーキュレータが、少なくとも１つデバイス、具体的には、少なくとも１つの演算増幅器または少なくとも１つの増幅器回路を備え、
前記少なくとも１つデバイスは、前記カップルドアウト部分の前記電圧信号に基づいて前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号を生成する、
ことを特徴とする請求項５に記載のＲＦシステム。
【請求項７】
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成するための前記望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）が、少なくとも１つの、望ましくは２つのロジックゲート（６１、６３、５９）を有する論理演算装置（４５）備え、
前記論理演算装置（４５）は、少なくとも１つの、望ましくは３つの条件（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）に基づいて、前記オシレータ（７）の前記入力周波数をマッチングさせるための制御信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項８】
前記論理演算装置（４５）の出力信号（Ｙ）を受け取るためのシフトレジスタ（４７）が設けられている、
ことを特徴とする請求項７に記載のＲＦシステム。
【請求項９】
前記論理演算装置（４５）の前記出力信号（Ｙ）をクロックするためのクロック発生回路デバイス（４９）が設けられている、
ことを特徴とする請求項８に記載のＲＦシステム。
【請求項１０】
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するために、論理演算装置（４５）が、アナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するためのループフィルタ（３１）を介してオシレータ（７）に接続されている、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１１】
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するために、論理演算装置（４５）が、アナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するためのチャージポンプ配置を介してオシレータ（７）に接続されている、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１２】
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するためのアナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するために設計されるように、前記望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）、具体的には論理演算装置（４５）、が設計されている、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１３】
前記オシレータ（７）をあらかじめ定められた状態に設定するために設計されているリセット回路（３３）が設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステムにおいて使用するための信号カップリングイン装置（３）。
【請求項１５】
ＲＦデバイス（５）、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーション、を動作させる方法であって、
−  オシレータ（７）によって、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号を生成すること、
を備え、
−  前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号および前記ＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成すること、および
−  前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて、前記オシレータ（７）の出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成すること、
により特徴づけられた、
方法。
【請求項１６】
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成する前に、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて第１の条件（Ｋ１）を生成すること、
により特徴づけられた、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）をあらかじめ定められた電圧値と比較することによって、前記第１の条件（Ｋ１）が得られる、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成する前に、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて第２の条件（Ｋ１）を生成すること、
により特徴づけられた、
請求項１５乃至請求項１７のうちのいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を導き出すことによって、第２の条件（Ｋ２）が得られる、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１（Ｋ１）の条件および前記第２の条件（Ｋ２）、および、具体的には第３の条件（Ｋ３）を、１つまたは複数のロジックゲート（５９、６１、６３）へ導き出すこと、そして、１つのロジックゲートまたは複数のロジックゲートに基づいた真理値表に基づいて、前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成すること、
により特徴づけられた、
請求項１６乃至請求項１９のうちのいずれかの請求項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【説明】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のＲＦシステム、請求項１４のプリアンブルに記載の信号カップリングイン装置(Signaleinkopplungsvorrichtung)、および請求項１５のプリアンブルに記載のＲＦデバイスを動作させる方法に関係する。
【０００２】
ここで論じられるタイプのＲＦシステムは、例えば、ＷＯ  ２００９／０６８６１８  Ａ２で知られている。それは、特に、無線周波数デバイス、例えば無線周波数ランプなどを、高周波数で、具体的には２．４５ＧＨｚのＩＳＭ帯域において効率的に動作させるために役立つ。ＲＦデバイス、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーションの動作は、ランプの良好な無線周波数マッチングを前提とする。ランプのマッチング(Anpassung)は周波数に依存し、オシレータによって生成されるＲＦ信号のある程度の部分が、その動作のランプによって吸収されることができる。入力されるＲＦ信号の周波数に対するＲＦデバイスのマッチングが大きければ大きいほど、ランプによって反射される信号の部分は、したがって、より少ない。ＲＦデバイスのマッチングは、このように、ＲＦシステムの全体の効率に重要な貢献をする。特に、無線周波数で動作される省エネルギランプの場合には、数１０ＭＨｚの大きさのオーダのＲＦシステムにおいて最適にマッチングされた周波数からの動作周波数のずれは、５０％を超える効率の低減に結びつく場合がある。入力されたＲＦ信号へのＲＦデバイスのマッチングは、多くの要因に依存する。これらは、特に、製造上の公差、温度特性、およびＲＦデバイスのエレクトロニクスにおける老朽化による変化(alterungsbedingte Anderungen)に関係する。更に、図１から明らかなように、マッチングの位置および概して大きさもまた、ＲＦデバイスのイグニッション後に変化する。図１ａは、イグニッション前のＲＦデバイスに入力されたＲＦ信号の動作周波数ｆｏの概略図を示し、図１ｂは、ＲＦデバイスのイグニッション後の同じ信号を示す。動作周波数ｆｏ’が、もはやＲＦデバイスの最適動作周波数に対応しないほど、ＲＦデバイスのイグニッション後にシフトすることが、明白になっている。この場合、ＲＦデバイスのマッチングはもはや最適ではなく、ＲＦデバイスに入力されたＲＦ信号の反射が生じ、このことは、前記したように、ＲＦデバイスの効率を相当に低減し得る。
【０００３】
先行技術は、ＲＦデバイスのマッチングの動的な閉ループ制御のために設けられる制御回路を開示する。例えば、前記回路は、増幅器開発およびＭＨｚプラズマ技術の分野で知られている可変コンデンサを使用する。この場合、ステッパモータにリンクされた可変コンデンサがインピーダンス変換を得るために使用される。この解決法は、ＲＦデバイスのアナログマッチングを可能にするが、閉ループ制御を制御し、個々の設定を形成するマイクロコントローラの使用を必ず用意する。その結果、第一に、動的なマッチング時間が長くなり、そして、前記回路は、更に比較的複雑となり、コストが高くなる。
【０００４】
更に、例えば移動無線分野において、より高い周波数でスイッチングネットワークを提供することが知られており、このネットワークは、ｏｎおよびｏｆｆが切り替えられる異なる誘導性および容量性エレメントによって、アンテナを動的にマッチングさせるための不連続状態を有するマッチングメカニズムを可能にする。この解決法は、負荷インピーダンスの大きな変化に対する個別のマッチング値を実現することを可能にする。実現されることができる個別のステップおよび補正可能な負荷のずれは、スイッチング状態の数およびマッチングメカニズムの複数のエレメントに依存する。この解決法もまた、マイクロコントローラの使用を必ず用意することが必要であり、このことは、前記と同様に、全体のシステムを複雑にし、比較的高価にする。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、最適な動作周波数へのＲＦデバイスのマッチングを、簡単に、費用効果が大きくかつ効率的に実現する、ＲＦデバイスおよびＲＦ信号カップリングイン装置を備えたＲＦシステムを提供することにある。
【発明の概要】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の特徴を備えたＲＦシステムが提案される。本発明によるＲＦシステムは、ＲＦデバイス、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーションと、ＲＦデバイスを動作させるためのＲＦ信号カップリングイン装置とを備え、ＲＦ信号カップリングイン装置は、ＲＦデバイスを動作させるためのＲＦ信号を生成するためにオシレータを備えている。ＲＦシステムは、オシレータによって生成されたＲＦ信号とＲＦデバイスによって反射された信号とに基づいてＲＦデバイスのマッチングの程度(Anpassungsgrad)に比例した電圧信号(proportionalen Spannungssignals)を生成するための手段、および、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号に基づいてオシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成するための、望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス(vorzugsweise mikroprozessoriose Einrichtung)によって特徴づけられる。
【０００７】
したがって、本発明の本質的な点は、ＲＦデバイスの最適なマッチングが、イグニッション時に、且つ動作中に確実にされることにあり、このことは、制御信号の周波数をＲＦデバイスの最適なマッチングの周波数へと動的に制御する制御回路によって、もたらされる。このような制御回路は、ＡＬＬ回路（振幅ロックループ回路）として指定されることができる。本発明によるＲＦシステム、および、具体的には、本発明によるＲＦ信号カップリングイン装置は、このように、省エネルギランプのイグニッション時だけでなく、動作中においても、ＲＦデバイス、具体的には省エネルギランプのマッチングに対して、ＲＦ信号の周波数位置のアナログ且つ動的な閉ループ制御を可能にする。先行技術における以前に知られている解決法とは対照的に、本発明は、寧ろマイクロコントローラを必要とせず、それどころか、回路エレメントを制御するために必要とされる論理演算装置を形成するほんのわずかなロジックゲートのみを必要とする。ＲＦシステム全体は、そのために非常に単純化され、個別の半導体ＩＣ上で必要に応じて実現されることができる。
【０００８】
本発明の本質的な基本概念は、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例する電圧信号が生成されることであり、この目的のために対応する手段が設けられ、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号は、オシレータによって生成されたＲＦ信号、およびＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて生成される。ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号は、その後さらに、極めて短時間内でオシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を出力するのが可能な方法で、望ましくはマイクロプロセッサの無いデバイスにおいて、具体的には、少なくとも１つのロジックゲートを使用して処理される。
【０００９】
ＲＦデバイスの最良のマッチングを有する周波数への、動作周波数のアナログ閉ループ制御は、本発明によるＲＦシステムを用いて達成される。この場合、ＲＦプラズマが最適の周波数において確実に点火される、ということが保証される。さらに、ランプが最適の周波数で動作することが保証される。さらにまた、動作周波数と最適周波数との間のずれは、例えば、製造公差、温度特性あるいはエレクトロニクスにおける老朽化による変化に起因するが、これら周波数間のずれが、イグニッションの間、および動作中の間、考慮されることが保証される。マイクロコントローラを不要にするので、本発明による好ましいＲＦシステムは、制御時間が今では実質上ゲート経過時間の関数のみであるので、動作周波数のより速い閉ループ制御を達成する。さらに、個別のロジックゲートのみが必要とされるので、ＲＦ信号カップリングイン装置の回路の配置全体がいっそうコンパクトになる。回路配置はまた、必要ならば、個別の半導体ＩＣ上で実現されることもできる。半導体ＩＣを用いた、大量生産のためのコンパクトで便宜的なソリューションアプローチが生じる。本発明により提供されるさらなる利点は、ハードウェアがよりスリム化され、ソフトウェアが必要とされないので、極めて複雑でない開発である。ソフトウェアが要求されないという事実は、さらに、ソフトウェアバグも発生するはずもなく、したがって、ＲＦシステム全体が、障害の影響を受けにくいことを意味する。
【００１０】
ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成するための手段が、オシレータによって生成されたＲＦ信号の一部分をカップリングアウトするための少なくとも１つのカップリングアウトデバイス、およびＲＦデバイスによって反射された信号の一部分をカップリングアウトするための少なくとも１つの更なるカップリングアウトデバイスを備えるＲＦシステムが、特に望ましい。さらに、望ましくは、オシレータによって生成されたＲＦ信号のカップルドアウト部分の電圧信号を検出し出力するための電圧検出デバイス、および、ＲＦデバイスによって反射された信号のカップルドアウト部分の電圧信号を検出し出力するための、少なくとも１つの更なる電圧検出デバイスが設けられる。ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した実際の電圧信号を生成するために、望ましくは、ＲＦデバイスによって反射された信号のカップルドアウト部分の電圧信号、およびオシレータによって生成されたＲＦ信号のカップルドアウト部分の電圧信号に基づいて、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成するデバイス、具体的には少なくとも１つの演算増幅器、が設けられる。
【００１１】
あるいは、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成するための手段は、サーキュレータを備えることができ、サーキュレータは、オシレータによって生成されたＲＦ信号の一部分をカップリングアウトするために、そしてＲＦデバイスによって反射された信号の一部分をカップリングアウトするために設計され、適切な場合、カップルドアウト部分の対応する電圧信号を検知し出力する。望ましくは、サーキュレータは、カップルドアウト部分の電圧信号に基づいてＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成する少なくとも１つのデバイス、具体的には少なくとも１つの演算増幅器あるいは少なくとも１つの増幅器回路、を備える。
【００１２】
更なる望ましいＲＦシステムにおいては、オシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成するために望ましくはマイクロプロセッサのないデバイスは、少なくとも１つの、望ましくは３つの条件に基づいてオシレータの入力周波数をマッチングさせるための制御信号を出力するために少なくとも１つの、望ましくは２つのゲートを有する論理演算装置を備える。更に、論理演算装置はシフトレジスタに接続されることができ、シフトレジスタは、論理演算装置の出力信号を受け取るために設けられる。更に、望ましくはマイクロプロセッサのないデバイスはまた、論理演算装置の出力信号をクロックするためのクロック発生回路デバイスを備えることができる。このようにして、人為的なデジタル信号が、生成され、あるいはクロックされることができる。オシレータを制御するために、望ましくは、論理演算装置は、アナログ出力電圧を生成するためのループフィルタを介してオシレータに接続される。アナログ出力周波数は、具体的には、ループフィルタによって滑らかにされている論理演算装置のデジタル出力信号によって、生成される。あるいは、オシレータの周波数を制御するために、ループフィルタの代わりに、チャージポンプ配置（チャージポンプ）がアナログ出力電圧を生成するために設けられることができる。更なる代替として、ループフィルタおよびチャージポンプ配置の両方が省かれ、代わりに、オシレータの周波数を制御するためのアナログ出力電圧を生成するために設計されているように、望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス、具体的には、論理演算装置が設計される。望ましくは、ＲＦシステムはさらに、オシレータをあらかじめ定められた状態に置くように設計されているリセット回路を備える。それ故、リセット回路は、オシレータのあらかじめ定められた状態を、具体的には、あらかじめ定められた動作周波数を設定することを可能にする。
【００１３】
請求項１乃至１３のうちのいずれかの請求項によるＲＦシステムにおいて使用される信号カップリング装置もまた、上記に記載された目的を達成するために提案される。
【００１４】
最後に、ＲＦデバイス、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーションを動作させる方法が、上記に記載された目的を達成するためにさらに提案される。該方法は、オシレータによって、ＲＦデバイスを動作させるためのＲＦ信号を生成するステップを備える。該方法は、オシレータによって生成されたＲＦ信号、およびＲＦデバイスにおいて反射された信号に基づいて、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成することによって特徴づけられる。更に、該方法は、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号に基づいてオシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成することによって特徴づけられる。
【００１５】
オシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成する前にＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号に基づいて第１の条件を生成することを含んでいる方法が望ましい。前記第１の条件は、望ましくは、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号とあらかじめ定められた電圧値とを比較することにより得られる。オシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成する前にＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号に基づいて第２条件を生成することが同様に望ましい。具体的には、この場合、第１の条件は、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を導き出すことにより得られる。本発明による方法はまた、望ましくは、第１および第２の条件を、そして具体的には、第３の条件も、１つまたは複数のロジックゲートに導き出し、論理ゲートまたは複数の論理ゲートに基づいた真理値表に基づいてオシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成するステップを備える。
【００１６】
本発明による方法の利点については、上記に説明された本発明によるＲＦシステムの利点を参照してください。
【００１７】
本発明は、下記に、図面を参照して、よりいっそう詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１ａ】図１ａは、ＲＦデバイスのイグニッション前の動作周波数の概略グラフを示す。
【図１ｂ】図１ｂは、ＲＦデバイスのイグニッション後の動作周波数の概略グラフを示す。
【図２】図２は、本発明によるＲＦシステムの例示的な実施形態の回路図を示す。
【図３】図３は、オシレータの出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成するための、望ましくはマイクロプロセッサのないデバイスの例示的な実施形態の回路図を示す。
【図４】図４は、本発明による論理演算装置の例示的な実施形態の略図を示す。
【図５】図５は、論理演算装置によって実現される真理値表を示す。
【図６】図６は、クロック発生回路デバイスの例示的な実施形態の略図を示す。
【図７】図７は、ループフィルタの例示的な実施形態の略図を示す。
【図８】図８は、リセット回路の例示的な実施形態の略図を示す。
【発明の詳細な説明】
【００１９】
図２は、本発明によるＲＦシステム１の実施形態の略図を示す。ＲＦシステム１は、ＲＦ信号カップリングイン装置３およびＲＦデバイス５を備えており、ＲＦデバイス５は、ＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーションであり得る。本発明はこの後、参照符号５を使用して、ＲＦランプに基づいた単に一例として説明される。
【００２０】
ＲＦ信号カップリングイン装置３は、ＲＦランプ５を動作させるために機能し、この目的のために、オシレータ７を用いて、イグニッション、およびＲＦランプ５の動作のための動作周波数を有するＲＦ信号を生成する。図２において示されるような本発明によるＲＦシステム１の実施形態の場合には、増幅器９および減衰エレメント１１がオシレータ７に接続されており、更なる増幅器１３によって動作電力に増加する前に、増幅器９および減衰エレメント１１によって、オシレータ７の出力信号は、増加させるあるいは減少させることができる。増幅器９および１３、および減衰エレメント１１は、オプションであって、省略されるか、あるいは、他の適切なエレメントと取り替えられることができる。さらに、ＲＦランプ５とオシレータ７との間で、他の組み合わせの配置も考えられる。
【００２１】
ＲＦ信号カップリングイン装置３は、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成するための手段をさらに備え、前記手段は、参照符号１５を用いて概要が示されている。図２において示されるような本発明の実施形態によれば、前記手段１５は２つのカップリングアウトデバイス７および１９を備えており、カップリングアウトデバイス１７は、オシレータ７によって生成されたＲＦ信号の一部分ａをカップリングアウトするために機能し、一方、カップリングアウトデバイス１９は、ＲＦランプ５によって反射された信号の一部分ｂをカップリングアウトするために機能する。言うまでも無く、ランプが、オシレータ７によって生成されたＲＦ信号の周波数に最適にマッチングしないときのみ、信号ｂは、ＲＦランプ５によって反射される。カップリングアウトデバイス１７は、したがって、ＲＦランプ５に向かっているパワーをカップリングアウトするために機能し、一方、カップリングアウトデバイス１９は、ＲＦランプ５から逃げ出している、すなわち、ＲＦランプ５によって反射されるパワーをカップリングアウトするために機能する。
【００２２】
参照番号１５を有する手段は更に、電圧検出デバイス２１（検出器）を備えており、これは、オシレータ１３によって生成されたＲＦ信号のカップルドアウト部分aの電圧信号を検出し出力するために機能する。更に、電圧検出デバイス２３（検出器）が設けられており、これは、ＲＦランプ５によって反射された信号ｂのカップルドアウト部分の電圧信号を検知し出力するために機能する。本発明のこの実施形態に従い、電圧検出デバイス２１および２３によって生成された２つの電圧信号が共通の演算増幅器２５に入力され、演算増幅器２５は、電圧検出デバイス２１および２３の出力電圧に基づいてマッチングするランプに比例した電圧Ｕｐｒｏｐを生成する。
【００２３】
ＲＦランプのマッチングの程度に比例した電圧信号Ｕｐｒｏｐを生成するための、参照番号１５によって識別された手段の実施形態の代替として、サーキュレータが、カップリングアウトデバイス１７および１９の代わりに使用されることができ、このサーキュレータは、ＲＦランプ５とオシレータ７との間の結合(Verbindung)から、ＲＦランプ５の反射された信号をカップリングアウトし、それを被制御変数として利用可能にする。しかしながら、オシレータ７のＲＦ信号はそのプロセスの過程で失われる。この場合、演算増幅器２５は省かれることができるか、あるいは、これは増幅器回路と取り替えられることができる。ＲＦランプのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成するための手段１５の更なる実施形態では、ただ1つのカップリングデバイス１７または１９のみを設ける対応もされることができ、それらは、オシレータ７によって生成されたＲＦ信号の部分、およびランプ５によって反射されたＲＦ信号部分の両方をカップリングアウトするためにそれぞれ機能することができる。
【００２４】
非常に重要なことは、オシレータ７のＲＦ信号およびランプ５で反射された信号から、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成するデバイスが設けられることである。言いかえれば、ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例する生成された電圧信号は、ＲＦランプ５に通されるオシレータ７のＲＦ信号のどのくらい多くがＲＦランプ５において反射されるのか、したがって、ＲＦランプのミスマッチがどれくらい高いかの尺度である。
【００２５】
本発明によれば、その後のステップにおいて、ランプマッチングに比例した電圧Ｕｐｒｏｐは、オシレータ７の出力周波数をマッチングさせるための制御信号を生成するために、望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス２７に入力される。図２において示される実施形態の場合には、望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス２７は、振幅弁別器２９、ループフィルタ３１、およびリセット回路３３を備えている。振幅弁別器２９は、ＲＦランプ５のマッチングの程度に比例した電圧Ｕｐｒｏｐに基づいて、デジタルあるいはクロック出力電圧ＵＤを生成し、出力電圧ＵＤは次に、フィルタデバイス、具体的にはループフィルタ３１に入力され、実質上アナログ出力信号ＵＡが生成される方法でクロック信号ＵＤを滑らかにし、出力信号ＵＡは、制御電圧としてオシレータ７に入力される。オシレータ７に入力された制御電圧ＵＡは、このように、オシレータ７の周波数が増加されるべきか、減少されるべきか、あるいは同じままで存続すべきかの尺度である。
【００２６】
図３は、図２の中で図示されたいわゆる振幅弁別器２９の例示的な実施形態を示す。振幅弁別器２９は、ＲＦランプ５のマッチングの程度に比例した電圧Ｕｐｒｏｐが入力されるインプット３５を有している。この例示的な実施形態の場合には、合計３つの条件Ｋ１、Ｋ２およびＫ３が振幅弁別器２９において生成される。第１の条件Ｋ１は、ＲＦランプ５のマッチングの程度に比例した電圧信号Ｕｐｒｏｐに基づいて、あらかじめ定められた電圧値と比較される前記信号によって、生成される。この目的のために、振幅弁別器２９は、第１の電圧信号Ｕｐｒｏｐおよび第２の固定電圧値が入力される比較器３９を備えており、後者は、電圧値生成デバイス４１によって生成される。電圧値生成デバイス４１は、望ましくは、分圧器によって実現される。比較器３９は、現在の電圧Ｕｐｒｏｐの値を、電圧値生成デバイス４１の固定電圧値と比較する。比較器３９の結果として生じる出力信号は、第１の条件Ｋ１に対応する。
【００２７】
同時に、振幅弁別器２９において、電圧信号Ｕｐｒｏｐが、一体型反転比較器 (integriertem invertiertem Komparator)を有する微分器ユニット４３に入力され、このユニットが、電圧信号Ｕｐｒｏｐを導き出す。微分器ユニット４３の出力信号は、したがって、ランプマッチングの傾向についての情報、すなわち、これが減少するのか増加するのかどうかについての情報、を提供し、第２の条件Ｋ２に対応する。
【００２８】
第１の条件Ｋ１および第２の条件Ｋ２は、論理演算装置４５に入力される。論理演算装置４５は、シフトレジスタ、具体的には、例えば、２つのＤ型フリップフロップによって実現されることができる２ビットシフトレジスタ４７に接続されており、それらから、第３の条件Ｋ３を受け取る。図３において図示されるように、シフトレジスタ４７は、振幅弁別器２９内でアナログプロセスを人為的にデジタル化する、あるいはクロックするために、クロック発生器４９に接続されることができる。
【００２９】
振幅弁別器２９の論理演算装置４５の可能な実現化が、図４に従った概略の実施形態において図示されている。論理演算装置４５は３つのインプット５１、５３および５５を備えており、第１の条件Ｋ１はインプット５１によって、第２の条件Ｋ２は第２のインプット５３を通して、そして第３の条件Ｋ３は第３のインプット５５を通して、論理演算装置４５に入力される。論理演算装置４５はさらに、図３において図示されるシフトレジスタ４７に接続されたアウトプット５７を備える。
【００３０】
図４に従った例示的な実施形態においては、論理演算装置４５は、２つのロジックゲート５９および６１と、１つのインバータ６３とを備える。ロジックゲート６１は、例えばＸＯＲゲートであり、一方、ロジックゲート４９はＡＮＤゲートである。インバータ６３は、ＸＯＲゲート６１から供給された信号を反転する。出力信号Ｙが、論理演算装置４５のアウトプット５７に存在するならば、図４において示されるような配置に対して次式が当てはまる：
【数１】
2014533879.tif 000003
【００３１】
上述の関係を有する論理演算装置４５は、図５に示されるような真理値表に割り当てられることができる。この実施形態においては、演算増幅器２５からのランプマッチングに比例した電圧Ｕｐｒｏｐが、電圧値生成デバイス４１によって定められた値を超過する場合のみ、オシレータ７の出力周波数が増加される（Ｙ＝１）ことが、図５による真理値表から明白であり、そして、同時に、
−    一体型反転比較器を有する微分器ユニット４３によって生成された条件Ｋ２が存在し（Ｋ２＝「１」）、一方、シフトレジスタ４７からのｎ−１ビットが「１」に対応する、
−    あるいは、一体型反転比較器を有する微分器ユニット４３によって生成された条件Ｋ２が存在しない（Ｋ２＝「０」）、一方、シフトレジスタ４７からのｎ−１ビットが「０」に対応する。
【００３２】
クロック発生回路デバイス４９は、個々のロジックゲートの過渡応答による誤判定がこれにより回避されることができるので、有利である。クロック発生回路デバイス４９の可能な実現化が、図６において図示される。一例として示され、出力端子７７において固定周波数ｆを有する信号を実現するために、クロック発生回路デバイス４９は３つのインバータ６５、６７および６９と、２つのレジスタ７１および７３と、１つのキャパシタ７５とを備える。次の周波数が、レジスタ７１および７３の抵抗Ｒ、およびキャパシタ７５のキャパシタンスＣについて発生する：
ｆ＝０．５５８／（ＲＣ）
図７は、図２において図示されるループフィルタ３１の例示的な実施形態を示しており、このループフィルタは、振幅弁別器２９からクロック出力電圧ＵＤを受け取る。ループフィルタ３１は、シフトレジスタ４７経由で通過する論理演算装置４５のデジタル制御信号から、オシレータ７の出力周波数の閉ループ制御のためのアナログ電圧を生成する。
【００３３】
図７に従う実施形態において、ループフィルタ３１は、直列レジスタ７９と、少なくとも１つの分路キャパシタ８１と、さらに、少なくとも１つの分路レジスタ８３とを備えており、これらは、シフトレジスタ４７に接続されたループフィルタ３１の入力端子８５と、
オシレータ７に接続されたループフィルタ３１の出力端子８７との間に位置する。
【００３４】
オシレータ７の出力周波数を増加させるために、論理演算装置４５のアウトプット５７は「１」にセットされる。この信号は、直列レジスタ７９の抵抗と分路キャパシタ８１のキャパシタンスの積に対応する時定数τLadeで、直列レジスタ７９を介してループフィルタ３１における分路キャパシタ８１をチャージする。論理演算装置４５のアウトプット５７における値「０」は、分路キャパシタ８１上のチャージが分路レジスタ８３およびレジスタ７９によって形成された並列回路を介してディスチャージされるという効果を有している。対応する時定数τEntladeは、分路キャパシタ８１のキャパシタンスと、２つのレジスタ７９および８３によって形成された並列回路の結果として生じる抵抗との積に対応する。
【００３５】
図８は、図２において示されたリセット回路３３の可能な実施形態を示す。この実施形態においては、リセット回路３３は、ループフィルタ３１の中の分路キャパシタ８１における電圧を基準電圧Ｕvergleichと比較するための比較器８９を備えており、基準電圧Ｕvergleichは、例えば、外部分圧器９１を用いて生成されることができる。閉ループ制御の下限周波数は、これにより定義されることができる。ループフィルタ３１中の分路キャパシタ８１における電圧が、電圧値Ｕvergleichよりも低くなる場合は、ループフィルタ３１中の分路キャパシタ８１をチャージする電圧は、単安定スイッチ９３経由で生成される。オシレータ７の出力周波数は、これにより、閉ループ制御の上限周波数において定義されることができる。リセット回路３３および結果として生じるリセットプロセスが、スイッチオンの間、およびＲＦランプ５の動作期間中、必要に応じて起動されることができる。
【００３６】
要約すると、図２において示されるＲＦシステム１は単に例示的な実施形態であって、幾つかのエレメントに関して修正されることが出来る、ということが明記され得る。具体的には、カップリングアウトデバイスは、サーキュレータと取り替えられることができる。電圧検出デバイス２１および２３は、任意の設計の適切な検出器であり得る。更にまた、図８において示されるリセット回路３３を、あるいは前記リセット回路の機能を、論理演算装置４５の中に組み込む可能性がある。他方、リセット回路３３をゲートと取り替える、具体的には、比較器および／または単純なサンプルホールド回路と取り替える可能性がある。
【００３７】
図７に従うループフィルタ３１は、さらに、チャージポンプ、すなわち、位相ロックループ回路（ＰＬＬ）のモデルに基づいたチャージポンプ回路、と取り替えられることができる。この場合、最適動作周波数が「保持」されることができるような回路が設計され得る。この場合、回路は、多少、より複雑でより大きく、新しい論理演算装置および負電圧を必要とする。さらに、ループフィルタ３１あるいは少なくともそれの機能を、論理演算装置４５に取り込むことも考えられる。アナログ出力電圧は、そのとき、論理演算装置４５において直接生成されることができるのでクロック発生器の使用が不必要である。さらに、論理演算装置４５を拡張することもまた考えられる。具体的には、マイクロプロセッサを使用しないでさらなる機能を実現することができるさらなる条件が、考慮に入れられることができる。このとき、さらなるロジックゲートが、この目的のために多分必要である。さらに、シフトレジスタ４７もまた修正されることができ、具体的には、シフトレジスタは、例えば非安定フリップフロップの使用により補完されることができる。具体的には、クロック発生器あるいはクロック発生回路デバイス４９を不要にする更なるエレメントを設けることは可能である。
【００３８】
増幅器９および１２、および減衰エレメント１１の使用もまた、オプションである。例えば、より正確なパワー設定のために可変利得を有する増幅器を使用することもまた考えられる。同様に、減衰エレメントは可変方式で具現化されることができる、あるいは、対応する更なる可変減衰エレメントが設けられることができる。具体的には、増幅および減衰の順序もまたオプションである。
【００３９】
概して、本発明は、ＲＦシステム、具体的には、損失ができるだけ無い方法で、ＲＦ信号をＲＦデバイスへ、具体的にはＲＦランプへ、カップリングするための、ＲＦシステムにおいて使用の有利なＲＦ信号カップリングイン装置を実現する。ＲＦ信号カップリングイン装置は、望ましくはマイクロプロセッサがない設計であり、寧ろ、マイクロプロセッサを無用にするロジックゲートを使用する。このような方法で、ＲＦシステムは、例えば、省エネルギランプ用の、ＲＦ信号カップリングイン装置の出力周波数の高速アナログ閉ループ制御を実現する。本発明によるＲＦ信号カップリング装置は、ＲＦランプに対して最良のマッチングを有するその動作周波数において、ＲＦランプのイグニッションおよび効率的な動作を可能にする。有利なアナログ閉ループ制御は、さらにまた、製造上の公差、動作上支配された温度特性、あるいはエレクトロニクスにおける老朽化による変化に起因した周波数のずれを補正できる。インプリメントされた論理演算装置は、個々のロジックゲートのみから成り、したがって、単一の半導体ＩＣへの、回路の有利な集積化を可能にする。本発明は、このように、ＲＦ信号カップリングイン装置の、したがって、大量生産を使用するＲＦシステム全体の、コスト効率の良い実現のために不可欠なもの (Voraussetzungen)を提供する。
【符号の説明】
【００４０】
参照符号のリスト
１    ＲＦシステム
３    ＲＦ信号カップリングイン装置
５    ＲＦデバイス（ＲＦランプ）
７    オシレータ
９    増幅器
１１  減衰エレメント
１３  増幅器
１５  ＲＦデバイスのマッチングの程度に比例した電圧信号を生成するための手段
１７  カップリングアウトデバイス
１９  カップリングアウトデバイス
２１  電圧検出デバイス
２３  電圧検出デバイス
２５  演算増幅器
２７  望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス
２９  振幅弁別器
３１  フィルタデバイス（ループフィルタ）
３３  リセット回路（リセットデバイス）
３５  インプット
３７  比較デバイス
３９  比較器
４１  電圧値生成デバイス
４３  微分器ユニット
４５  論理演算装置
４７  シフトレジスタ
４９  クロック発生回路デバイス
５１  インプット
５３  インプット
５５  インプット
５７  アウトプット
５９  ロジックゲート
６１  ロジックゲート
６３  インバータ
６５  インバータ
６７  インバータ
６９  インバータ
７１  レジスタ
７３  レジスタ
７５  キャパシタ
７７  出力端子
７９  直列レジスタ
８１  分路キャパシタ
８３  分路レジスタ
８５  インプット
８７  アウトプット
８９  比較器
９１  外部分圧器
９３  単安定スイッチ
ｆｏ    動作周波数
ｆｏ’  ずれた動作周波数
ａ    オシレータのＲＦ信号の部分
ｂ    反射された信号の部分
Ｕｐｒｏｐ  ランプのマッチングの程度に比例した電圧
ＵＤ    クロック出力電圧
ＵＡ    アナログ出力信号
【図１ａ】
2014533879.tif 000004
【図１ｂ】
2014533879.tif 000005
【図２】
2014533879.tif 000006
【図３】
2014533879.tif 000007
【図４】
2014533879.tif 000008
【図５】
2014533879.tif 000009
【図６】
2014533879.tif 000010
【図７】
2014533879.tif 000011
【図８】
2014533879.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月28日(2014.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦデバイス（５）、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーションと、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号カップリングイン装置（３）とを備えるＲＦシステム（１）であって、
前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号を生成するためのオシレータ（７）
を備え、
前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号および前記ＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための手段（１５）と、
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて、前記オシレータ（７）の出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成するための望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）と、
によって特徴づけられた、
ＲＦシステム（１）。
【請求項２】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の一部分をカップリングアウトし、前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の一部分をカップリングアウトするための少なくとも１つのカップリングアウトデバイス（１７、１９）を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦシステム。
【請求項３】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の前記カップルドアウト部分(a)の電圧信号を検出し出力するための少なくとも１つの電圧検出デバイス（２１）と、前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の前記カップルドアウト部分(ｂ)の電圧信号を検出し出力するための少なくとも１つのさらなる電圧検出デバイス（２３）とを備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦシステム。
【請求項４】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の前記カップルドアウト部分(ａ)の前記電圧信号、および前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の前記カップルドアウト部分(ｂ)の前記電圧信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成する少なくとも１つのデバイスを、具体的には、少なくとも1つの演算増幅器（２５）の形式で備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項５】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、
前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の一部分をカップリングアウトするために、そして前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の一部分をカップリングアウトするために設計されているサーキュレータを備え、
適切な場合、前記カップルドアウト部分（ａ、ｂ）の対応する電圧信号を検出し出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦシステム。
【請求項６】
前記サーキュレータが、少なくとも１つデバイス、具体的には、少なくとも１つの演算増幅器または少なくとも１つの増幅器回路を備え、
前記少なくとも１つデバイスは、前記カップルドアウト部分の前記電圧信号に基づいて前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号を生成する、
ことを特徴とする請求項５に記載のＲＦシステム。
【請求項７】
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成するための前記望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）が、少なくとも１つの、望ましくは２つのロジックゲート（６１、６３、５９）を有する論理演算装置（４５）備え、
前記論理演算装置（４５）は、少なくとも１つの、望ましくは３つの条件（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）に基づいて、前記オシレータ（７）の前記入力周波数をマッチングさせるための制御信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項８】
前記論理演算装置（４５）の出力信号（Ｙ）を受け取るためのシフトレジスタ（４７）が設けられている、
ことを特徴とする請求項７に記載のＲＦシステム。
【請求項９】
前記論理演算装置（４５）の前記出力信号（Ｙ）をクロックするためのクロック発生回路デバイス（４９）が設けられている、
ことを特徴とする請求項８に記載のＲＦシステム。
【請求項１０】
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するために、論理演算装置（４５）が、アナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するためのループフィルタ（３１）を介してオシレータ（７）に接続されている、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１１】
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するために、論理演算装置（４５）が、アナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するためのチャージポンプ配置を介してオシレータ（７）に接続されている、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１２】
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するためのアナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するために設計されるように、前記望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）、具体的には論理演算装置（４５）、が設計されている、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項９のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１３】
前記オシレータ（７）をあらかじめ定められた状態に設定するために設計されているリセット回路（３３）が設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステム。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のうちのいずれかの請求項に記載のＲＦシステムにおいて使用するための信号カップリングイン装置（３）。
【請求項１５】
ＲＦデバイス（５）、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーション、を動作させる方法であって、
−  オシレータ（７）によって、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号を生成すること、
を備え、
−  前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号および前記ＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成すること、および
−  前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて、前記オシレータ（７）の出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成すること、
により特徴づけられた、
方法。
【請求項１６】
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成する前に、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて第１の条件（Ｋ１）を生成すること、
により特徴づけられた、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）をあらかじめ定められた電圧値と比較することによって、前記第１の条件（Ｋ１）が得られる、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成する前に、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて第２の条件（Ｋ１）を生成すること、
により特徴づけられた、
請求項１５乃至請求項１７のうちのいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を導き出すことによって、第２の条件（Ｋ２）が得られる、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１（Ｋ１）の条件および前記第２の条件（Ｋ２）、および、具体的には第３の条件（Ｋ３）を、１つまたは複数のロジックゲート（５９、６１、６３）へ導き出すこと、そして、１つのロジックゲートまたは複数のロジックゲートに基づいた真理値表に基づいて、前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成すること、
により特徴づけられた、
請求項１６乃至請求項１９のうちのいずれかの請求項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
参照番号１５を有する手段は更に、電圧検出デバイス２１（検出器）を備えており、これは、オシレータ１３によって生成されたＲＦ信号のカップルドアウト部分aの電圧信号を検出し出力するために機能する。更に、電圧検出デバイス２３（検出器）が設けられており、これは、ＲＦランプ５によって反射された信号のカップルドアウト部分ｂの電圧信号を検知し出力するために機能する。本発明のこの実施形態に従い、電圧検出デバイス２１および２３によって生成された２つの電圧信号が共通の演算増幅器２５に入力され、演算増幅器２５は、電圧検出デバイス２１および２３の出力電圧に基づいてマッチングするランプに比例した電圧Ｕｐｒｏｐを生成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図４に従った例示的な実施形態においては、論理演算装置４５は、２つのロジックゲート５９および６１と、１つのインバータ６３とを備える。ロジックゲート６１は、例えばＸＯＲゲートであり、一方、ロジックゲート５９はＡＮＤゲートである。インバータ６３は、ＸＯＲゲート６１から供給された信号を反転する。出力信号Ｙが、論理演算装置４５のアウトプット５７に存在するならば、図４において示されるような配置に対して次式が当てはまる：
【数１】
2014533879.tif 000013
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
概して、本発明は、ＲＦシステム、具体的には、損失ができるだけ無い方法で、ＲＦ信号をＲＦデバイスへ、具体的にはＲＦランプへ、カップリングするための、ＲＦシステムにおいて使用の有利なＲＦ信号カップリングイン装置を実現する。ＲＦ信号カップリングイン装置は、望ましくはマイクロプロセッサがない設計であり、寧ろ、マイクロプロセッサを無用にするロジックゲートを使用する。このような方法で、ＲＦシステムは、例えば、省エネルギランプ用の、ＲＦ信号カップリングイン装置の出力周波数の高速アナログ閉ループ制御を実現する。本発明によるＲＦ信号カップリング装置は、ＲＦランプに対して最良のマッチングを有するその動作周波数において、ＲＦランプのイグニッションおよび効率的な動作を可能にする。有利なアナログ閉ループ制御は、さらにまた、製造上の公差、動作上支配された温度特性、あるいはエレクトロニクスにおける老朽化による変化に起因した周波数のずれを補正できる。インプリメントされた論理演算装置は、個々のロジックゲートのみから成り、したがって、単一の半導体ＩＣへの、回路の有利な集積化を可能にする。本発明は、このように、ＲＦ信号カップリングイン装置の、したがって、大量生産を使用するＲＦシステム全体の、コスト効率の良い実現のために不可欠なもの (Voraussetzungen)を提供する。
以下に、本願発明の当初の［特許請求の範囲］に記載された発明を付記する。
［１］
ＲＦデバイス（５）、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーションと、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号カップリングイン装置（３）とを備えるＲＦシステム（１）であって、
前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号（）を生成するためのオシレータ（７）
を備え、
前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号および前記ＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための手段（１５）と、
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて、前記オシレータ（７）の出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成するための望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）と、
によって特徴づけられた、
ＲＦシステム（１）。
［２］
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の一部分をカップリングアウトし、前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の一部分をカップリングアウトするための少なくとも１つのカップリングアウトデバイス（１７、１９）を備える、
ことを特徴とする［１］に記載のＲＦシステム。
［３］
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の前記カップルドアウト部分(a)の電圧信号を検出し出力するための少なくとも１つの電圧検出デバイス（２１）と、前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の前記カップルドアウト部分(ｂ)の電圧信号を検出し出力するための少なくとも１つのさらなる電圧検出デバイス（２３）とを備える、
ことを特徴とする［１］または［２］に記載のＲＦシステム。
［４］
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の前記カップルドアウト部分(ａ)の前記電圧信号、および前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号の前記カップルドアウト部分(ｂ)の前記電圧信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成する少なくとも１つのデバイスを、具体的には、少なくとも1つの演算増幅器（２５）の形式で備える、
ことを特徴とする［１］乃至［３］のうちのいずれかに記載のＲＦシステム。
［５］
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成するための前記手段が、
前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号の一部分をカップリングアウトするために、そして前記ＲＦデバイス（５）によって反射された前記信号（）の一部分をカップリングアウトするために設計されているサーキュレータを備え、
適切な場合、前記カップルドアウト部分（ａ、ｂ）の対応する電圧信号を検出し出力する、
ことを特徴とする［１］に記載のＲＦシステム。
［６］
前記サーキュレータが、少なくとも１つデバイス、具体的には、少なくとも１つの演算増幅器または少なくとも１つの増幅器回路を備え、
前記少なくとも１つデバイスは、前記カップルドアウト部分の前記電圧信号に基づいて前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号を生成する、
ことを特徴とする［５］に記載のＲＦシステム。
［７］
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成するための前記望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）が、少なくとも１つの、望ましくは２つのロジックゲート（６１、６３、５９）を有する論理演算装置（４５）備え、
前記論理演算装置（４５）は、少なくとも１つの、望ましくは３つの条件（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３）に基づいて、前記オシレータ（７）の前記入力周波数をマッチングさせるための制御信号を出力する、
ことを特徴とする［１］乃至［６］のうちのいずれかに記載のＲＦシステム。
［８］
前記論理演算装置（４５）の出力信号（Ｙ）を受け取るためのシフトレジスタ（４７）が設けられている、
ことを特徴とする［７］に記載のＲＦシステム。
［９］
前記論理演算装置（４５）の前記出力信号（Ｙ）をクロックするためのクロック発生回路デバイス（４９）が設けられている、
ことを特徴とする［８］に記載のＲＦシステム。
［１０］
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するために、論理演算装置（４５）が、アナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するためのループフィルタ（３１）を介してオシレータ（７）に接続されている、
ことを特徴とする［７］乃至［９］のうちのいずれかに記載のＲＦシステム。
［１１］
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するために、論理演算装置（４５）が、アナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するためのチャージポンプ配置を介してオシレータ（７）に接続されている、
ことを特徴とする［７］乃至［９］のうちのいずれかに記載のＲＦシステム。
［１２］
前記オシレータ（７）の前記周波数を制御するためのアナログ出力電圧（ＵＡ）を生成するために設計されるように、前記望ましくはマイクロプロセッサのないデバイス（２７）、具体的には論理演算装置（４５）、が設計されている、
ことを特徴とする［７］乃至［９］のうちのいずれかに記載のＲＦシステム。
［１３］
前記オシレータ（７）をあらかじめ定められた状態に設定するために設計されているリセット回路（３３）が設けられている、
ことを特徴とする［１］乃至［１２］のうちのいずれかに記載のＲＦシステム。
［１４］
［１]乃至［１３］のうちのいずれかに記載のＲＦシステムにおいて使用するための信号カップリングイン装置（３）。
［１５］
ＲＦデバイス（５）、具体的にはＲＦランプ、ＲＦスパークプラグまたは同様のＲＦプラズマアプリケーション、を動作させる方法であって、
− オシレータ（７）によって、前記ＲＦデバイス（５）を動作させるためのＲＦ信号を生成すること、
を備え、
− 前記オシレータ（７）によって生成された前記ＲＦ信号および前記ＲＦデバイスによって反射された信号に基づいて、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を生成すること、および
− 前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて、前記オシレータ（７）の出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成すること、
により特徴づけられた、
方法。
［１６］
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成する前に、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて第１の条件（Ｋ１）を生成すること、
により特徴づけられた、
［１５］に記載の方法。
［１７］
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）をあらかじめ定められた電圧値と比較することによって、前記第１の条件（Ｋ１）が得られる、
ことを特徴とする［１６］に記載の方法。
［１８］
前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成する前に、前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）に基づいて第２の条件（Ｋ１）を生成すること、
により特徴づけられた、
［１５］乃至［１７］のうちのいずれかに記載の方法。
［１９］
前記ＲＦデバイス（５）のマッチングの程度に比例した前記電圧信号（Ｕｐｒｏｐ）を導き出すことによって、第２の条件（Ｋ２）が得られる、
ことを特徴とする［１８］に記載の方法。
［２０］
前記第１（Ｋ１）の条件および前記第２の条件（Ｋ２）、および、具体的には第３の条件（Ｋ３）を、１つまたは複数のロジックゲート（５９、６１、６３）へ導き出すこと、そして、１つのロジックゲートまたは複数のロジックゲートに基づいた真理値表に基づいて、前記オシレータ（７）の前記出力周波数をマッチングさせるための制御信号（ＵＡ）を生成すること、
により特徴づけられた、
［１６］乃至［１９］のうちのいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
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