(57)【要約】【課題】  高周波信号の値をサンプリングするために用いられる改良された検波器を提供する。【解決手段】  サンプリング処理プログラム５０は、ＣＰＵ４０のタイマ回路の計数値に基づいて、リセット信号を発生させるタイミングが来たか否かを判断し、そのタイミングが来たときにはリセット信号を発生し、タイマ回路の計数値をリセットする。サンプリング処理プログラム５０は、検波出力データのサンプリング要求があり、そのタイミングが、不感帯にあたっていないときには、Ａ／Ｄ変換回路２０が出力する検波出力データを取り込む。【選択図】  図１１
2005269344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検波の対象となる信号であって、第１の時間幅の検波対象信号を検波して検波信号を生成する検波回路と、
第２の時間幅のリセット信号を発生するリセット信号発生回路と、
前記生成された検波信号のピーク値を保持し、前記リセット信号の発生開始に応じて、前記保持された検波信号の値をリセットするピークホールド回路と、
前記リセット信号の発生開始から、前記第１の時間幅に対応する時間幅と、前記第２の時間幅との合計時間が経過するまで以外のタイミングで、前記保持された検波信号のピーク値をサンプリングするサンプリング回路と
を有する検波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号の値をサンプリングするために用いられる検波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、高周波（ＲＦ）信号の値を検出する装置を開示する。
【特許文献１】特開２００３−３２４３９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述した背景からなされたものであり、高周波信号の値をサンプリングするために用いられる改良された検波器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】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明にかかる検波器は、検波の対象となる信号であって、第１の時間幅の検波対象信号を検波して検波信号を生成する検波回路と、第２の時間幅のリセット信号を発生するリセット信号発生回路と、前記生成された検波信号のピーク値を保持し、前記リセット信号の発生開始に応じて、前記保持された検波信号の値をリセットするピークホールド回路と、前記リセット信号の発生開始から、前記第１の時間幅に対応する時間幅と、前記第２の時間幅との合計時間が経過するまで以外のタイミングで、前記保持された検波信号のピーク値をサンプリングするサンプリング回路とを有する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、高周波信号の値をサンプリングするために用いられる改良された検波器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
［本発明がなされるに至った経緯］
本発明の理解を助けるために、まず、本発明がなされるに至った経緯を説明する。
図１は、第１のＲＦ信号増幅装置１の構成を示す図である。
図１に示すように、ＲＦ信号増幅装置１は、増幅回路１０、信号分配器１２および検波器１４から構成される。
なお、以下の各図に示される各構成部分の内、実質的に同じ構成部分には、同じ符号が付されている。
【０００７】
ＲＦ信号増幅装置１において、増幅回路１０は、外部から入力される高周波（ＲＦ）入力信号を増幅し、信号分配器１２に対して出力する。
信号分配器１２は、増幅回路１０から入力された高周波信号の内、大部分をＲＦ出力信号として外部に対して出力し、残りの一部分を検波器１４に対して出力する。
【０００８】
検波器１４は、信号分配器１２から入力されたＲＦ信号を、例えばダイオード（ダイナミックレンジを広く取りたいときには、市販されている一般的な対数検波器でもよい）により検波し、その電圧値を示す検波出力信号を外部に対して出力する（なお、ダイオードの代わりに、市販されている一般的な対数検波器を用いることもでき、このときには、ダイナミックレンジを広く取ることができ、応答速度も１００ｎｓｅｃ程度にすることができる）。
検波器１４が出力した検波出力信号は、例えば、コンピュータ（図示せず）に取り込まれ、検波出力信号が示す電圧値と、信号分配器１２が出力するＲＦ出力信号の電力との関係を示すテーブルを用いたＲＦ出力信号の電力値の監視のために用いられる。
【０００９】
図２は、図１に示したＲＦ信号増幅装置１の信号分配器１２から出力されるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波器１４が出力する検波出力信号の電圧値（Ｂ）との関係を例示する図である。
例えば、ＲＦ入力信号の振幅が、所定の時間幅のパルス状に変化するときには、信号分配器１２が検波器１４に対して出力するＲＦ信号の振幅も、例えば、図２（Ａ）に示すようにパルス状に変化する。
従って、検波器１４の応答速度が充分に速いときには、検波器１４が出力する検波出力信号の電圧値もまた、図２（Ｂ）に示すようにパルス状に変化する。
【００１０】
図３は、第２のＲＦ信号増幅装置２の構成を示す図である。
図３に示すように、第２のＲＦ信号増幅装置２は、図１に示した第１のＲＦ信号増幅装置１に、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路２０およびＣＰＵ２２を付加した構成を採る。
ＲＦ信号増幅装置２において、Ａ／Ｄ変換回路２０は、検波器１４が出力するアナログ形式の検波出力信号の電圧値をディジタル形式の検波出力データに変換し、ＣＰＵ２２に対して出力する。
ＣＰＵ２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびその他の周辺回路（図示せず）を含み、Ａ／Ｄ変換回路２０から入力される検波出力データを取り込んで、信号分配器１２から出力されるＲＦ出力信号の電力値の監視などの処理を行う。
【００１１】
図４は、図３に示したＲＦ信号増幅装置２におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、Ａ／Ｄ変換回路２０が検波出力信号をサンプリングするタイミング（Ｃ）とを例示する図である。
例えば、ＲＦ信号増幅装置２のＡ／Ｄ変換回路２０が、ＲＦ入力信号がＲＦ信号増幅装置２に入力されるタイミング（図４（Ａ））に同期して、検波器１４から出力される検波出力信号の電圧値（図４（Ｂ））をサンプリングすることができれば、ＣＰＵ２２は、ＲＦ出力信号の電力値を正常に監視することができる。
【００１２】
しかしながら、Ａ／Ｄ変換回路２０が、任意のタイミングで検波出力信号をサンプリングするときには、図４（Ｃ）に示すように、ＲＦ入力信号がＲＦ信号増幅装置２に入力されるタイミングと、検波出力信号をサンプリングするタイミングとが同期するとは限らない。
従って、Ａ／Ｄ変換回路２０は、検波出力信号を、その電圧値が、ＲＦ出力信号の電圧値を正常に反映しない値になっているタイミングでサンプリングしてしまう可能性があり、このようなときには、ＣＰＵ２２は、ＲＦ出力信号の電圧値を監視する処理を、正常に行うことができない。
【００１３】
図５は、第３のＲＦ信号増幅装置３の構成を示す図である。
このような不具合の発生を防ぐために、第２のＲＦ信号増幅装置２（図３）の代わりに、第３のＲＦ信号増幅装置３が用いられる。
図５に示すように、第３のＲＦ信号増幅装置３は、第２のＲＦ信号増幅装置３の検波器１４とＡ／Ｄ変換回路２０との間に、ピークホールド回路３０を付加した構成を採る。
ＲＦ信号増幅装置３において、ピークホールド回路３０は、検波器１４から入力される検波出力信号の電圧値のピーク値を保持し、Ａ／Ｄ変換回路２０に対して出力する。
また、ピークホールド回路３０は、外部から入力されるリセット信号に応じて、保持したピーク値をクリア（０（Ｖ）に）する。
【００１４】
図６は、図５に示したＲＦ信号増幅装置３におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、ピークホールド回路３０が出力するピーク値と、Ａ／Ｄ変換回路２０が検波出力信号をサンプリングするタイミング（Ｄ）とを例示する図である。
図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＲＦ入力信号がＲＦ信号増幅装置３に入力され、検波器１４が検波出力信号を出力すると、ピークホールド回路３０が出力する検波出力信号の電圧値のピーク値は、図６（Ｃ）に示す通りとなる。
従って、図６（Ｄ）に示すように、Ａ／Ｄ変換回路２０が、任意のタイミングで、検波器１４が出力するピーク値をサンプリングしても、ＣＰＵ２２は、ＲＦ出力信号の電力値を正常に監視することができる。
【００１５】
図７〜図１０は、ＲＦ信号増幅装置３（図５）におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、ピークホールド回路３０に対するリセット信号（Ｃ）と、ピークホールド回路３０が出力するピーク値（Ｄ）とを例示する第１〜第４の図である。
しかしながら、ピークホールド回路３０が保持するピーク値がリセットされないと、増幅回路１０が出力するＲＦ信号の振幅が小さくなっても、その変化はピークホールド回路３０が出力するピーク値に反映されない。
従って、図６に点線で示すように、ピークホールド回路３０に対してはリセット信号が、図７（Ｃ）に示すようなタイミングで供給され、ピークホールド回路３０は、例えば、リセット信号の立ち上がり点で、それまで保持していた検波出力信号の電圧値のピーク値をリセットし、リセット信号の立ち下がり点で、検波出力信号の電圧値のピーク値の保持を再開する。
【００１６】
この結果、図７（Ｄ）に示すように、ピークホールド回路３０が出力するピーク値は、リセット信号の立ち上がり点で０（Ｖ）となる。
このリセット信号に応じたピーク値のリセットにより、図８，図９に例示するように、ＲＦ信号増幅装置３におけるＲＦ信号の振幅値が、あるタイミングで０になったり、あるいは、変化（減少）したりしても、ＣＰＵ２２は、常に、ＲＦ出力信号の電力値を、正常に監視することができる。
【００１７】
ここで、例えば、図１０に示すように、ＲＦ信号増幅装置３において、リセット信号の信号幅（第２の時間幅）がＴpであり、ＲＦ信号の振幅が周期的（第１の時間幅）に変化し、Ｔoff（第１の時間幅に対応する時間幅）の間０となる場合を考える。
例えば、ＲＦ信号増幅装置３において、リセット信号（図１０（Ｃ））の立ち下がりと、ＲＦ信号および検波出力信号（図１０（Ａ），図（Ｂ））の立ち下がりとが一致したときに、ピークホールド回路３０が出力するピーク値が、ＲＦ出力信号の振幅値を反映しない期間（不感帯）が最長となり、この最長の不感帯は、図１０（Ｄ）に示すように［Ｔp＋Ｔoff（ｓｅｃ）］となる。
つまり、リセット信号が立ち上がってから、再度、ピークホールド回路３０が出力するピーク値が、ＲＦ出力信号の振幅を正常に反映した値となるまでの間に、最長で［Ｔp＋Ｔoff（ｓｅｃ）］の不感帯が存在しうることとなる。
【００１８】
［実施形態］
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１１は、本発明にかかる第４のＲＦ信号増幅装置４の構成を示す図である。
以下に説明する第４のＲＦ信号増幅装置４は、第３のＲＦ信号増幅装置３（図５）の代わりに用いられ、上述した不感帯に起因する問題を解消できるように工夫されている。
図１１に示すように、第４のＲＦ信号増幅装置４は、図５に示した第３のＲＦ信号増幅装置３のＣＰＵ２２を、ＣＰＵ４０に置換し、リセット信号発生回路４２を付加した構成を採る。
【００１９】
ＲＦ信号増幅装置４において、リセット信号発生回路４２は、ＣＰＵ４０からの制御に従って、リセット信号を発生（活性化または不活性化；図１０（Ｃ）などに示した例においては、Ｈで活性化、Ｌで不活性化）し、ピークホールド回路３０に対して出力する。
ＣＰＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ回路およびその他の周辺回路（図示せず）を含み、例えば、ＲＯＭに記憶されて提供されるサンプリング処理プログラム５０およびその他のアプリケーションプログラム（ＲＦ信号増幅装置４のＲＦ出力信号の電力値を監視するプログラムなど；図示せず）を実行する。
【００２０】
ＣＰＵ４０により実行されるサンプリング処理プログラム５０は、リセット信号発生回路４２を制御して、ピークホールド回路３０に対するリセット信号を発生させる。
また、サンプリング処理プログラム５０は、リセット信号の発生に伴って生じる不感帯を避けて、Ａ／Ｄ変換回路２０から入力される検波出力データを受け入れる。
【００２１】
図１２は、図１１に示したサンプリング処理プログラム５０によるサンプリング処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図１２に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、サンプリング処理プログラム５０は、ＣＰＵ４０のタイマ回路の計数値を読み出す。
【００２２】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、サンプリング処理プログラム５０は、読み出した計数値に基づいて、リセット信号発生回路４２に、リセット信号（図１０（Ｃ）など）を発生（活性化）させるタイミングが来たか否かを判断する。
サンプリング処理プログラム５０は、リセット信号を発生させるタイミングが来たときにはＳ１０４の処理に進み、これ以外のときにはＳ１０８の処理に進む。
【００２３】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、サンプリング処理プログラム５０は、リセット信号発生回路４２を制御して、リセット信号を発生させる。
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、サンプリング処理プログラム５０は、ＣＰＵ４０のタイマ回路の計数値をリセットし、計数を再開させる。
【００２４】
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、サンプリング処理プログラム５０は、他のアプリケーションプログラムから、Ａ／Ｄ変換回路２０が出力する検波出力データをサンプリングする要求があったか否かを判断する。
サンプリング処理プログラム５０は、サンプリングの要求があったときにはＳ１１０の処理に進み、これ以外のときにはＳ１００の処理に戻る。
【００２５】
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、サンプリング処理プログラム５０は、ＣＰＵ４０のタイマ回路の計数値を読み出す。
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、サンプリング処理プログラム５０は、その時点が、図１０（Ｄ）に示した不感帯（リセット信号が活性化されてから［Ｔp＋Ｔoff（ｓｅｃ）］が経過するまでの期間）にあたっておらず、Ａ／Ｄ変換回路２０が出力する検波出力データをサンプリング可能であるか否かを判断する。
サンプリング処理プログラム５０は、サンプリングが可能なときにはＳ１１４の処理に進み、これ以外のときにはＳ１１６の処理に進む。
【００２６】
ステップ１１４（Ｓ１１４）において、サンプリング処理プログラム５０は、Ａ／Ｄ変換回路２０から出力される検波出力データをサンプリングして取り込み、サンプリングを要求した他の他のアプリケーションプログラムに対して出力する。
ステップ１１６（Ｓ１１６）において、サンプリング処理プログラム５０は、検波出力データのサンプリングを延期するなど、例外処理を行う。
【００２７】
図１３〜図１５は、図１１に示したＲＦ信号増幅装置４におけるピーク値のサンプリング処理を示す第１〜第３の図であって、（Ａ）はＲＦ信号増幅装置４におけるＲＦ信号の振幅を示し、（Ｂ）は検波器１４が出力する検波出力信号の電圧値を示し、（Ｃ）はリセット信号を示し、（Ｄ）はピークホールド回路３０が保持するピーク値を示し、（Ｅ）はサンプリング処理プログラム５０がピーク値をサンプリング可能なタイミングを示す。
既に述べたように、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示したタイミングでリセット信号が活性化されたときに、不感帯の時間長が最大となる。
【００２８】
従って、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、リセット信号が、ＲＦ信号増幅装置４におけるＲＦ信号の振幅値および検波出力信号の電圧値が０でない区間において、リセット信号が活性化および不活性化されたとき、および、図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、リセット信号が、ＲＦ信号増幅装置４におけるＲＦ信号の振幅値および検波出力信号の電圧値が０である区間において、リセット信号が活性化および不活性化されたときなどには、不感帯の長さは、最大時間長［Ｔp＋Ｔoff（ｓｅｃ）］よりも短くなる。
つまり、図１３，図１４（Ｃ），（Ｅ）に示すように、リセット信号の活性化／不活性化と、ＲＦ信号の振幅の変化とが、どのようなタイミングで起きようとも、リセット信号が活性化されてから、［Ｔp＋Ｔoff（ｓｅｃ）］が経過するまでの間以外のタイミングで、ＣＰＵ４０（サンプリング処理プログラム５０）が、Ａ／Ｄ変換回路２０が出力する検波出力データをサンプリングするようにすると、ＲＦ出力信号の振幅を正常に反映した値を得ることができる。
【００２９】
また、図１５（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、ＲＦ信号増幅装置４におけるＲＦ信号の振幅が変化したときであっても、図１３，図１４（Ｅ）に示したタイミングで、ＣＰＵ４０（サンプリング処理プログラム５０）が検波出力データをサンプリングするようにすると、ＲＦ出力信号の振幅の経時的な変化を、正常に反映した値を得ることができる。
なお、図１２に示したサンプリング処理プログラム５０の動作を、リセット信号発生回路４２がＣＰＵ４０（サンプリング処理プログラム５０）の制御によらないタイミングでリセット信号を発生するようにして、リセット信号が発生されたタイミングで、ＣＰＵ４０のタイマ回路の計数値をリセットするように変更することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、高周波信号を検波して得られる信号値のサンプリングに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１のＲＦ信号増幅装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示したＲＦ信号増幅装置の信号分配器から出力されるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波器が出力する検波出力信号の電圧値（Ｂ）との関係を例示する図である。
【図３】第２のＲＦ信号増幅装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示したＲＦ信号増幅装置におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、Ａ／Ｄ変換回路が検波出力信号をサンプリングするタイミング（Ｃ）とを例示する図である。
【図５】第３のＲＦ信号増幅装置の構成を示す図である。
【図６】図５に示したＲＦ信号増幅装置におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、ピークホールド回路が出力するピーク値と、Ａ／Ｄ変換回路が検波出力信号をサンプリングするタイミング（Ｄ）とを例示する図である。
【図７】ＲＦ信号増幅装置（図５）におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、ピークホールド回路に対するリセット信号（Ｃ）と、ピークホールド回路が出力するピーク値（Ｄ）とを例示する第１の図である。
【図８】ＲＦ信号増幅装置（図５）におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、ピークホールド回路に対するリセット信号（Ｃ）と、ピークホールド回路が出力するピーク値（Ｄ）とを例示する第２の図である。
【図９】ＲＦ信号増幅装置（図５）におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、ピークホールド回路に対するリセット信号（Ｃ）と、ピークホールド回路が出力するピーク値（Ｄ）とを例示する第３の図である。
【図１０】ＲＦ信号増幅装置（図５）におけるＲＦ信号の振幅（Ａ）と、検波出力信号の電圧値（Ｂ）と、ピークホールド回路に対するリセット信号（Ｃ）と、ピークホールド回路が出力するピーク値（Ｄ）とを例示する第４の図である。
【図１１】本発明にかかる第４のＲＦ信号増幅装置の構成を示す図である。
【図１２】図１１に示したサンプリング処理プログラムによるサンプリング処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示したＲＦ信号増幅装置におけるピーク値のサンプリング処理を示す第１の図であって、（Ａ）はＲＦ信号増幅装置４におけるＲＦ信号の振幅を示し、（Ｂ）は検波器が出力する検波出力信号の電圧値を示し、（Ｃ）はリセット信号を示し、（Ｄ）はピークホールド回路が保持するピーク値を示し、（Ｅ）はサンプリング処理プログラムがピーク値をサンプリング可能なタイミングを示す。
【図１４】図１１に示したＲＦ信号増幅装置におけるピーク値のサンプリング処理を示す第２の図であって、（Ａ）はＲＦ信号増幅装置４におけるＲＦ信号の振幅を示し、（Ｂ）は検波器が出力する検波出力信号の電圧値を示し、（Ｃ）はリセット信号を示し、（Ｄ）はピークホールド回路が保持するピーク値を示し、（Ｅ）はサンプリング処理プログラムがピーク値をサンプリング可能なタイミングを示す。
【図１５】図１１に示したＲＦ信号増幅装置におけるピーク値のサンプリング処理を示す第３の図であって、（Ａ）はＲＦ信号増幅装置４におけるＲＦ信号の振幅を示し、（Ｂ）は検波器が出力する検波出力信号の電圧値を示し、（Ｃ）はリセット信号を示し、（Ｄ）はピークホールド回路が保持するピーク値を示し、（Ｅ）はサンプリング処理プログラムがピーク値をサンプリング可能なタイミングを示す。
【符号の説明】
【００３２】
１〜４・・・ＲＦ信号増幅装置、
１０・・・増幅回路、
１２・・・信号分配器、
１４・・・検波器、
２０・・・Ａ／Ｄ変換回路、
２２，４０・・・ＣＰＵ、
３０・・・ピークホールド回路、
４２・・・リセット信号発生回路、
５０・・・サンプリング処理プログラム、
【図１】
2005269344.tif 000003
【図２】
2005269344.tif 000004
【図３】
2005269344.tif 000005
【図４】
2005269344.tif 000006
【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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【図１０】
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【図１１】
2005269344.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005269344.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005269344.tif 000017