(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ電力を測定する回路であって、
第１と第２の値を有するスイッチング信号を生成するスイッチ駆動装置と、
ＲＦ出力と、前記スイッチング信号を受信するため前記スイッチ駆動装置に結合されたスイッチ制御入力と、第１のＲＦ入力と、第２のＲＦ入力とを有し、前記第１ＲＦ入力は電力レベルが測定される印加ＲＦ信号を受信するよう結合され、前記第２ＲＦ入力は電力レベルが印加ＲＦ信号の電力レベルに近似するように制御される比較ＲＦ信号を受信するよう結合され、前記ＲＦ出力は前記スイッチング信号が第１の値を有するとき前記第１ＲＦ入力に接続され、前記ＲＦ出力は前記スイッチング信号が第２の値を有するとき前記第２ＲＦ入力に接続される、第１ＲＦスイッチと、
前記第１ＲＦスイッチのＲＦ出力に結合された検波器入力と、ＲＦ検波器出力とを有するＲＦ検波器と、
前記ＲＦ検波器出力に結合されたフィルタ入力と、フィルタ出力とを有するフィルタと、
前記フィルタ出力に結合された増幅器入力と、増幅器出力とを有する増幅器と、
前記スイッチング信号を受信するよう結合された遅延装置入力と、信号を前記ＲＦ検波器、前記フィルタ及び前記増幅器を通過させるのに要する時間とほぼ同じ時間だけ前記スイッチング信号よりも遅延された遅延スイッチング信号が現れる遅延装置出力とを有する遅延装置と、
前記増幅器出力に結合された同期検波器入力と、前記遅延スイッチング信号を受信するため前記遅延装置出力に結合された同期検波器制御入力と、同期検波器出力とを有し、該同期検波器出力に現れる信号が前記第１ＲＦスイッチの第１ＲＦ入力における信号が前記第１ＲＦスイッチの第２ＲＦ入力における信号よりも小さいか、等しいか、または、より大きいかを示す、同期検波器と、
前記同期検波器出力に結合された積分器入力と、積分器出力とを有する積分器と、
選択された電力レベルおよび選択された周波数にてＲＦ基準信号を生成するＲＦ基準信号源と、
前記ＲＦ基準信号を受信するよう前記ＲＦ基準信号源に結合され、かつ前記積分器出力に結合された入力を有し、比較ＲＦ信号を前記第１ＲＦスイッチの前記第２ＲＦ入力に供給するよう結合された乗算器出力を有する、アナログ乗算器と、
を備えて成る回路。
【請求項２】
前記スイッチ駆動装置が前記ＲＦ基準信号源に結合された入力を有し、さらに前記スイッチング信号の周波数が、前記ＲＦ基準信号に対して行われる周波数分割により前記スイッチ駆動装置によって得られる請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記積分器出力に結合された入力と、前記積分器出力で生成された信号の振幅を示すディジタル出力とを有するディジタイザをさらに備えて成る請求項１記載の回路。
【請求項４】
前記ディジタイザは、前記ディジタル出力がフルスケール値を超える状態を示すオーバーフロー信号と、前記ディジタル出力がフルスケール値の選択された端数より下の状態を示すアンダーフロー信号とをさらに生成する請求項３に記載の回路であって、該回路が、
前記ディジタイザに結合されて前記オーバーフロー信号と前記アンダーフロー信号とを受信し、これらからレンジ制御信号をレンジ制御出力において生成するレンジ制御回路と、
前記アナログ乗算器の出力に結合された信号入力と、前記レンジ制御回路のレンジ制御出力に結合されたレンジ制御入力とを有し、前記第１ＲＦスイッチの前記第２ＲＦ入力に供給される前記ＲＦ比較信号をなす減衰器信号出力を有する減衰器であって、前記レンジ制御信号の値に基づく減衰量を生成する減衰器と、
を備えて成り、
前記積分器は、前記レンジ制御回路のレンジ制御信号を受信するよう結合されて、その積分時定数を前記レンジ制御信号の値に従って調整することを特徴とする回路。
【請求項５】
前記第１ＲＦスイッチの第１ＲＦ入力に結合された出力を有する第２ＲＦスイッチを更に備えて成り、該第２ＲＦスイッチは第１のＲＦ入力と第２のＲＦ入力を有し、前記第２ＲＦスイッチの第１ＲＦ入力は電力が測定される印加ＲＦ信号に結合され、前記第２ＲＦスイッチの第２ＲＦ入力はゼロ電力の基準電力レベルに結合され、前記第２ＲＦスイッチの出力は、前記第２ＲＦスイッチの第１のＲＦ入力と第２のＲＦ入力の一方、次いで他方に内部的、周期的に接続されることを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項６】
前記増幅器が対数増幅器であることを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項７】
前記ＲＦ検波器がダイオードを備えていることを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項８】
前記同期検波器の出力端に現れる信号は、内部基準に対して一方の極性の信号が前記第１ＲＦスイッチの前記第１ＲＦ入力における信号が前記第１ＲＦスイッチの前記第２ＲＦ入力における信号よりも低い電力レベルの信号であることを示し、内部基準に対して別の極性の信号が前記第１ＲＦスイッチの前記第１ＲＦ入力にある信号が前記第１ＲＦスイッチの前記第２ＲＦ入力にある信号よりも大きい電力レベルの信号であることを示し、内部基準に等しい極性の信号が前記第１ＲＦスイッチの前記第１ＲＦ入力における信号が前記第１ＲＦスイッチの前記第２ＲＦ入力における信号と等しい電力レベルの信号であることを示し、選択された前記内部基準は、積分器内で追加の積分を全く生じない前記同期検波器出力値のゼロ値とわずかに異なり、電力レベルが測定される印加ＲＦ信号より低レベルの比較ＲＦ入力に対応する方向におけるゼロ値よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、テスト・セットにおいて、RF電力を測定するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気通信業界での開発が進むに伴い、例えばセル式電話のような特定部類の装置の試験、修理、校正用に特に意図された多種類の試験装置に対する要求が生じている。
このような専用の試験装置を「テスト・セット」と呼ぶことにしている。
【０００３】
個別機器を寄せ集めた特定目的の研究室用セットアップの単位商用バージョンのようなテスト・セットを考えてみる。テスト・セットは、研究室レベルの品質であるかもしれないし、主に工場レベルでの使用を意図したものかもしれない。
【０００４】
電気通信装置用のテスト・セットの有用な能力の1つは、RF電力の測定である。市場には多くの民生用RF電力計があり、あるものは、広帯域の周波数と電力レベルとを備え、すべて高精度であるが、これらの１つをテスト・セットの構成要素として組み入れるのは、一般に経済的でない。
【０００５】
広範囲の電力レベルと周波数にわたり高感度で正確なRF電力測定を実施する機能をテスト・セットに組み入れる経済的な方法に対する要望が実在している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、広範囲の電力レベルと周波数とにわたり高感度で正確なRF電力測定が行える経済的な装置および方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
テスト・セットにおける経済的で広帯域で、正確な電力測定の課題に対する解決策は、RF検波器を、測定される印加RF入力(印加RF IN）と比較RF入力(COMPARISON RF IN）との間で切換えることによって、差信号を生じさせることである。差信号はろ波され、対数増幅器により増幅されて、RF検波器の切換えと歩調を合わせて動作する同期検波器によりDC誤差信号に変換される。
【０００８】
DC誤差信号は、出力がループ制御信号をなす積分器に加えられる。検波器を二乗装置と仮定すると、比較RF入力をRF入力と等しくすることによってサーボループが一旦ゼロになると、ループ制御信号の二乗は、印加RF入力に線形比例する。
【０００９】
所望の電力測定は、ループ制御信号をディジタル化することによって実施される。ループ制御信号はアナログ乗算器にも加えられ、内部RF基準信号と結合し、乗算器に後続する減衰器の出力端で、信号比較RF入力を生成する。
【００１０】
全ループにより印加RF入力と比較RF入力間の差が最少となるようサーボ制御される。RF入力が小さくなると減衰量が増加し、比較RF入力をRF入力と同じレベルに低減させることによって乗算器が最適のダイナミックレンジにおいて継続的に動作するようになる。
【００１１】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する。図１に本発明の原理に基づいて構成したRF電力測定装置の簡易ブロック図を示す。RFスイッチ28は図示した位置にあるものとする。測定されるRF電力は、RFスイッチ4の2つの入力端子(2,3)の1つであるRF IN入力端子2に加えられる。
【００１２】
別の入力端子3は、その出所について後で説明する比較RF入力である。現時点では、RFスイッチ28と4の各々は、約100MHzから3GHzを超える周波数帯域にて-40dBmないし+10dBm近くの電力レベルを有する信号を伝送する伝送線と一緒に用いるのに適した内部形状であるが、単極双投スイッチとして機能することが理解されよう。好ましいRFスイッチはGaAs半導体回路、たとえば Alpha Industries AS004M2-11 である。
【００１３】
スイッチング信号5は、出力端子6に入力(2,3)のいずれが接続されるかを決める。本実施例において、RFスイッチ4は「チョッパ」として使用されている。すなわち、出力6に現れる信号は、その電力レベルがスイッチング速度で変わり、RF入力と比較RF入力との電力レベルの差に比例する量だけ変わるようにRFスイッチが2つの入力の間で一定速度で前後に切換わる。
【００１４】
説明が進むにつれて、本回路構成は、2つの信号RF入力と比較RF入力の各々が周波数において十分に高く、各々のRMS電力レベルが、RFスイッチ4の各「位置」の期間中、少なくとも若干のサイクルについてそれぞれ実現可能であるということを予期していることが了解されよう。
【００１５】
本実施例では、かなり速い速度、例えば5MHzで切換わることが好ましい。この速度はサーボループが比較RF入力(18,3)を調整してRF入力 2を追従させ、セル式電話のTDMA操作にみられるようなおよそ数十マイクロ秒の持続時間でRF入力におけるRFのバーストを測定する十分な帯域を備えさせるのに望ましいものである。
【００１６】
RF検波器7はRFスイッチ4の出力6に接続してある。RF検波器７は単極出力信号8を生成し、その振幅の二乗はRF検波器に加えられるRF電力量に比例する。すなわち、二乗検波器であって、RF入力と比較RF入力間の電力レベルの差を示す時変信号（たとえば、RF入力 2上に顕著な変調がない場合、5MHzの方形波）を生成する。
【００１７】
以上で明らかになったように、総合的なRF電力測定方法は、RF検波器7により生成された差をゼロにするフィードバック・サーボシステムである。このシステムは、本実施例ではたまたま使用しているが、原理的には二乗検波器、またはダイオード検波器でさえも使う必要がない。（しかしながら、非二乗検波器を使用すると、結果が数学的に解釈される方法を変えることになろう）。
【００１８】
しかしながら、RF入力および比較RF入力は通常、同一の周波数を持たないため、平坦な周波数応答は問題である。100MHzから3GHz帯域にわたって成功裡に使用されてきた特定の検波器は「ヒューレット・パッカード社（Hewlett-Packard Co）」のHSMS-2852（ゼロバイアス対のショットキー・ダイオード）である。
【００１９】
フィルタ9が検波器7の出力に結合してある。このフィルタは、検波器7からオリジナルRF信号のどのフィード・スルーをも取除き、かつRF入力信号の変調から生じる検波レベルでの振幅変動を減少させる。フィルタ9が5MHzの帯域通過フィルタであるとすると、その出力は、きれいな誤差信号であって、この信号に基づいてサーボループが動作する。
【００２０】
フィルタ9の出力は増幅器10に加えられる。増幅器10の仕事は、RF比較入力の電力レベルがRF入力の電力レベルと所望の精度範囲に整合するときでも、ループを制御してこの整合性を維持するのに利用できる量の誤差信号が残る程度に誤差信号を増幅することである。この点では、増幅器10が対数増幅器の場合、ループの動的特性が増強されることが理解されよう。この方法は、大きな誤差信号については低利得を有し、小さな誤差信号については高利得を持つ。これによって、入力レベルの広い動作範囲にわたり本質的に一定のループ帯域幅を維持できる好ましい結果が得られる。
【００２１】
増幅器10の出力は、同期検波器11の入力に結合してある。同期検波器11は、RFスイッチ4を制御する信号5の遅延バージョン 5aによって制御される。遅延素子27は、誤差信号がフィルタ9と増幅器10を通過するときの誤差信号の遅延を補償する量だけ信号5aを信号5より遅延させる。本実施例においては、遅延値は40ナノ秒である。信号5は信号5aを生成するため遅延するとして説明したが、それらは単に所望の時間関係に基づいて個別に容易に生成される場合のことを示しただけである。
【００２２】
精密電圧計およびDC標準器におけるような、初期のチョッパ安定化ループの用語では、RFスイッチ4がチョッパのフロントエンド（変調器）のとき、同期検波器11はそのチョッパの「復調器」である。本明細書ではチョッパ復調器を、異なるスイッチの位置（すなわち、スイッチ、差動増幅器11aの入力上のキャパシタ、および差動増幅器11a自身）における増幅器出力の値間の差を生成するスイッチング構成として説明している。
【００２３】
これは本質的に5MHzのスイッチング速度に同期した格納（stored）差動測定で、理由はスイッチがRF入力に接続されている期間、伝送される信号が比較RF入力のレベル以上か以下（スイッチが他の位置にある期間のみ波形に表われる）となるためである。他の検波器方式も使用できるはずである。本質的には同期検波器11は、時変(5MHz)増幅誤差信号から、ループをゼロにするのに使用可能なDC誤差信号を回復させるよう機能する。
【００２４】
同期検波器11の出力は、積分器12に結合される。積分器を考察する１つの方法はフィルタとして考えてみることで、フィルタの仕事は、ループの過渡応答を決定するのに役立ち、かつ増幅器10の高利得にかかわらず、ループの発振を防止することである。RF入力における階段状ステップの印加電力レベルに応答するセトリング・タイムは約5マイクロ秒（0%ないし98%について)である。
【００２５】
積分器12を考察するもう1つの、多分最も中心的な方法は以下の方法である：同期検波器からのDC誤差信号は、基本的にはループをゼロにするのに比較RF入力をどの方向に調整すべきかを示す指示器である。実際に比較RF入力を増大させるためには、比較RF入力を増大すべきであるということを示す信号が連続して存在することが必要である。これは積分器の仕事である。DC誤差信号の積分は比較RF入力がRF入力と等しくなるまで継続される。
【００２６】
2つのRF信号の出力レベルの差が減少するに伴い、DC誤差信号の大きさも減少し、結果として比較RF入力に、より小さな変化速度をもたらす。当然の順序としてループは収束し、積分器の出力は安定に保持される。この収束状態はRF入力の出力レベルが変化し、または、ループ内の何かがドリフトするまで続く。
【００２７】
やがて、比較RF入力の値はわずかに大きくなり過ぎ、DC誤差信号の論理的な意味と極性とが変化する。積分器12は比較RF入力を再びわずかに小さ過ぎるようになるよう、減少させ始める。ループは大体誤差がゼロになるまで収束する（その代わり、変動する入力を追跡しなければならないかもしれない）。代わりに、ずれたり雑音を生じる値を、許容できる程度のわずかな手順で探索しなければならないであろう。
【００２８】
このように、ループをゼロ状態に転向させる利得を与えるのは、基本的には積分器12であって、増幅器10ではない。RF入力として加えられるゼロまたは極めて小さい信号が存在する場合を考えてみよう。積分器の出力に、対応する出力値すなわちゼロ・ボルトのいずれかの側を探求させるのは望ましくない。理由は、使用中の乗算器は、積分器からの負の入力に対しては適切な応答をしないからである。その結果はヒステリシス領域、またはサーボループの追従の失敗である。
【００２９】
これを防ぐためには、少しのオフセット（たとえば1ミリボルト）を、同期検波器11によって生成されたDC誤差信号中に導入することである。この少ないオフセットを追加するのは、同期検波器11内の第2差動増幅器11bの目的であって、第2差動増幅器11bは(-)入力上に調整可能な電圧を備えている。
【００３０】
積分器12の出力は「ループ制御信号」13と呼び、2つの別々の機構に加えられる。これらの機構の１番目は乗算器14である。乗算器14は、アナログ式乗算器であって、ループ制御信号13と内部RF 基準電圧VREF15の積を形成する。VREFは一定の手頃な振幅のRF信号であって比較RF入力と同一の周波数（すなわち、＋１0dBmおよび20MHz）である。乗算器14の出力における20MHzの積は減衰器17に印加され、その出力18は比較RF入力であり、この出力は、RFスイッチ4の入力3に結合される。乗算器を、可変出力搬送波に100%変調器の働きするものとみなすことができる。
【００３１】
ある特定の使用乗算器（後述する）は、ボルト単位の入力値を、掛け算される数字の列として実際に扱っている。すなわち、.5ボルトのV1IN×.5ボルトのV2IN＝.25ボルトのVOUTである。同様に両方の入力が１ボルトなら出力もまた1ボルトである（１ボルトは単位１、すなわち乗算単位元である）。この便利な条件は必要ではない。
【００３２】
「数字を入力に目盛調整する」他の乗算器は、当然ながら、悪影響も無く使用することができる。図１のブロック図に示す好ましい乗算器は「アナログ・デバイス（Analog Devices）」のAD 539である。この60MHzの部品は図に示す応用よりも多少複雑である。これは2象限デュアルチャネルの乗算器である。ループ制御信号13は負にならないように拘束されている。他の入力（ＶREF用）は、事実上2つの相補的（180°位相ずれ）信号である。これによって乗算器から２つの積信号を生成し、この信号はその後、引き算されて実際の応答を形成する。この乗算器の動作態様は「アナログ・デバイス」のAD 539用のデータ・シートに基づくもので、乗算器出力において、スプリアス成分（例えばパルス包絡線の基底帯域フィード・スルー）をほとんど除去する手段として望ましい（乗算器の入力から出力にかけての、望ましくはないが不可避的な結合により生じるものと信じられている）。
【００３３】
印加RF入力の最高レベルにおいて、減衰器17はゼロまたは最少減衰値に設定される。乗算器14は、制御信号出力レベル（すなわち、18dB）の限られた範囲でのみ最良に動作する。印加RF入力のレベルが最高レンジから18dBのステップだけ減少するに伴い、減衰器17は比較RF入力の出力レベルを対応する18dBのステップだけ減らして、乗算器14の他、ループの残り部分をその最適ダイナミックレンジ内に維持する。減衰器17はレンジ制御信号と呼ぶコレクション25によって制御される。それらの出所は後に検討する。
【００３４】
レンジ制御信号は積分器12にも加えられ、減衰器17での減衰量が増加すると、積分器12内の積分時定数が減少するという効果を与える。ループ制御信号13が素子19に印加されるところの第２の場所は、ディジタル電圧計、もしくはA/D変換を行う読取り値機構または他のディジタル化機構であることができる。すなわち、減衰器17の設定を考慮に入れた場合、ろ波された制御信号13の大きさはRF入力として加えられた電力量を示すものである。
【００３５】
ディジタル化素子19は、いくらかの算術的、およびその出所を後述するレンジ情報24と関連して、RF入力の測定されたRF出力レベルを示すディジタル出力20を生成する。これらの計算値は、測定された出力レベル情報で、テスト・セットの残り部分（演算を行う回路は示していない）により使用される。ディジタル化素子19は、ダイナミックレンジの18dBステップに相当するレンジを有する。読取り値20がそのレンジを超えるとオーバーフロー信号21が生成される。同様に、読取り値がフルスケールの選択レベル以下、すなわち5%または10%、に落ちると、アンダーフロー信号22が生成される。
【００３６】
レンジ制御器23は、オーバーフロー信号21とアンダーフロー信号22に対し妥当レンジ指示信号24およびレンジ制御信号25を生成することにより反応を示す。本質的にはレンジ制御器23は、連続アンダーフロー信号22に対し減衰量の増加により反応し、連続オーバーフロー信号21に対しては、減衰量の減少により反応する。
【００３７】
レンジ制御信号25を妥当レンジ指示信号24とは別に示してある理由は、レンジ変更後のある時間の間、一般に出力を抑止するか、さもなければ妥当でないことを示す必要があるためである。これによってループを整定させ、必要なら再度レンジ調整をして、テスト・セット内のシステムの残り部分に誤りデータが通されるのを防止する。
【００３８】
レンジ制御器23の機能がテスト・セット内の電力測定モジュールによって独立に設けることができるということ、またテスト・セットの残り部分内で処理を行うプログラム機構（マイクロプロセッサまたは状態マシン）によって余分なオーバーヘッドとして達成することができるということが分かるであろう。
【００３９】
スイッチ駆動回路26は、RFスイッチ4および同期検波器11の「位置」を制御する5MHz信号を生成する。本実施例にてこれを行う好ましい方法は、20 MHz VREFの信号15'を4で割ることである。この利点は、比較RF入力の「完全」サイクルを、RFスイッチ4が異なる位置に設定される期間内に配置することにある。（「完全」とはこれらのサイクルがゼロ交差上、またはその極く近くで開始し終了することを意味する）。その結果、比較RF入力の出力レベルに対応する単極出力信号8のその部分について、RF検波器7によるいっそう明確な成果を得ることになる。
【００４０】
図１のブロック図によりRF電力測定をする好ましい方法には、ゼロ（VZEROと呼ぶ)の入力について定期的出力値を20/24に決めることが含まれる。この目的のため、適切なスイッチ28がRFスイッチ4のRF IN端子2をグランド（VZEROがが見つかるように）または測定される印加RF信号のどちらかに接続する。もし、印加RF入力について20/24の出力がVNULLの場合、所望の結果PMEASまたはVMEASは：VMEAS＝[(VNULL)2-(VZERO)2]1/2または単に：PMEAS＝(VNULL)2-(VZERO)2である。
【００４１】
例示の検波器7は二乗検波器であるため、二乗は引き算に先立って行うものとする；その出力電圧が印加電力に直接比例する型の場合は二乗はなんら必要としない。実際に、電圧は電力に対応する前に二乗されなければならず、引き算を必要とするものは、2つの電力レベルである。差の平方根を求めることは、二乗検波器の場合、唯一の関心事である。平方根は、さらなるプロセスに支持されないで二乗検波によって生じた電力測定用の検波電圧値を、テスト・セットがいわば予想する場合に求める。テスト・セットが「内臓」電力計からワット値を受け入れるように準備してある際は、二乗の必要はない。
【００４２】
以上は、ドリフトその他に関連した良き実践であるだけでなく、差動増幅器11bによって生成されたオフセットについてRF入力の最低レベルでの補償も行う。VZEROを何回見つけるかは選択の問題である。新規なVMEASについてはそれぞれ一回見つかり、あるいは新規なVZEROについては選択時間間隔の終わり、たとえば15秒ごとに見つけられよう。
【００４３】
最後に、図１のブロック図を用いる好ましい方法には、メモリ内の、格納された校正表の使用も含まれることが分かり、さらに、試験環境には、図１の回路の前方に、切り替え可能な利得段、フィルタなどが存在することができる信号調整段が一般に設けられることも分かるであろう。信号経路にこれらが存在することにより、測定値VMEASの計算または解釈の仕方を調節することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００４５】
[実施態様１]
RF電力を測定する回路(1)であって、
第１と第２の値を有するスイッチング信号を生成するスイッチ駆動装置(26)と、
RF出力と、前記スイッチング信号を受信するため前記スイッチ駆動装置に結合されたスイッチ制御入力(5)と、第１(2)、第２(3)のRF入力とを有し、該第１RF入力は電力レベルが測定される印加RF信号を受信するよう結合され、前記第２RF入力は電力レベルが印加RF信号の電力レベルに近似するように制御される比較RF信号(18)を受信するよう結合され、前記RF出力は前記スイッチング信号が第１の値を有するとき前記第１RF入力に接続され、前記スイッチング信号が第２の値を有するとき前記第２RF入力に接続される、第１RFスイッチ(4)と、
前記第1RFスイッチのRF出力に結合された検波器入力と、RF検波器出力とを有するRF検波器(7)と、
前記RF検波器出力に結合されたフィルタ入力と、フィルタ出力とを有するフィルタ(9)と、
前記フィルタ出力に結合された増幅器入力と、増幅器出力とを有する増幅器(10)と、
前記スイッチング信号を受信するよう結合された遅延装置入力と、前記スイッチング信号よりも、信号を前記RF検波器、前記フィルタ及び前記増幅器を通過させるのに要する時間とほぼ同じ時間だけ遅延された遅延スイッチング信号が現れる遅延装置出力とを有する遅延装置(27)と、
前記増幅器出力に結合された同期検波器入力と、前記遅延スイッチング信号を受信するため前記遅延装置出力に結合された同期検波器制御入力と、同期検波器出力とを有し、該同期検波器出力に現れる信号が、前記第１RFスイッチの第１RF入力における信号が前記第１RFスイッチの第２RF入力における信号よりも小さいか、等しいか、またはより大きいかを示す、同期検波器(11)と、
前記同期検波器出力に結合された積分器入力と、積分器出力とを有する積分器(12)と、
選択電力レベルと選択周波数にてRF基準信号を生成するRF基準信号源(15)と、前記RF基準信号を受信するよう前記RF基準信号源に結合され、かつ前記積分器出力に結合された入力を有し、比較RF信号を前記第１RFスイッチの前記第２RF入力に供給するよう結合された乗算器出力を有するアナログ乗算器(14)と、
を備えて成る回路。
【００４６】
[実施態様２]
前記スイッチ駆動装置が前記RF基準信号源に結合された入力を有し、さらに前記スイッチング信号の周波数が、前記RF基準信号に対して行われる周波数分割により前記スイッチ駆動装置によって得られる実施態様1記載の回路。
【００４７】
[実施態様３]
前記積分器出力に結合された入力と、前記積分器出力で生成された信号の振幅を示すディジタル出力とを有するディジタイザ(19)をさらに備えて成る実施態様1記載の回路。
【００４８】
[実施態様４]
前記ディジタイザは前記ディジタル出力がフルスケール値を超える状態を示すオーバーフロー信号と、前記ディジタル出力がフルスケール値の選択された端数より下の状態を示すアンダーフロー信号とをさらに生成する実施態様３に記載の回路であって、該回路が、
前記ディジタイザに結合されて前記オーバーフロー信号とアンダーフロー信号とを受信し、これらからレンジ制御信号をレンジ制御出力において生成するレンジ制御回路(23)と、
前記アナログ乗算器の出力に結合された信号入力と、前記レンジ制御回路のレンジ制御出力に結合されたレンジ制御入力とを有し、前記第１RFスイッチの第２RF入力に供給されるRF比較信号をなす減衰器信号出力を有する減衰器(17)であって、該減衰器は前記レンジ制御信号の値に基づく減衰量を生成する減衰器と、
を備えて成り、前記積分器は、前記レンジ制御回路のレンジ制御信号を受信するよう結合されてその積分時定数を前記レンジ制御信号の値に従って調整することを特徴とする回路。
【００４９】
[実施態様５]
前記第１RFスイッチの第１RF入力に結合された出力を有する第２RFスイッチ(28)を更に備えて成り、該第２RFスイッチは第１と第２のRF入力を有し、前記第２RFスイッチの第１入力は電力が測定される印加RF信号に結合され、前記第２RFスイッチの第２RF入力はゼロ電力の基準電力レベルに結合され、前記第２RFスイッチの出力は、前記第２RFスイッチの第１と第２のRF入力の一方、次いで他方に内部的、周期的に接続されることを特徴とする実施態様１記載の回路。
【００５０】
[実施態様６]
前記増幅器が対数増幅器であることを特徴とする実施態様１記載の回路。
【００５１】
[実施態様７]
前記RF検波器がダイオードを備えていることを特徴とする実施態様１記載の回路。
【００５２】
[実施態様８]
前記同期検波器の出力端に現れる信号は、内部基準に対して一方の極性の信号が、前記第１RFスイッチの第１RF入力にある信号が第１RFスイッチの第２RF入力にある信号よりも低い電力レベルの信号であることを示し、内部基準に対して別の極性の信号が、前記第１RFスイッチの第１RF入力にある信号が前記第１RFスイッチの第２RF入力にある信号よりも大きい電力レベルの信号であることを示し、内部基準に等しい極性の信号が前記第１RFスイッチの第１RF入力にある信号が前記第１RFスイッチの第２RF入力にある信号と等しい電力レベルの信号であることを示し、選択された前記内部基準は、積分器内で追加の積分を全く生じない前記同期検波器出力値のゼロ値とわずかに異なり、電力レベルが測定される印加RF信号より低レベルの比較RF入力に対応する方向におけるゼロ値よりも大きいことを特徴とする実施態様１記載の回路。
【００５３】
[実施態様９]
RF電力を測定する方法であって、
スイッチング周波数にてRF検波器(7)を、電力レベルが測定される印加RF入力信号(2)と比較RF信号(18)との間で切換えるステップと、
前記RF検波器の出力をろ波(9)して、スイッチング周波数におけるAC波形を生成し、かつその形状が、前記比較RF信号の電力レベルが前記印加RF入力信号の電力レベルよりも低いか、等しいか、または大きいかを示すステップと、
前記AC波形を増幅(10)するステップと、
前記増幅されたAC波形を、前記RF検波器のスイッチングと同期して動作する検波器(11)を用いてDC誤差信号に変換し、該DC誤差信号が、前記比較RF信号の電力レベルが前記印加RF入力信号の電力レベルよりも低いか、等しいか、あるいは大きいかを示すステップと、
前記DC誤差信号を積分(12)して積分されたDC誤差信号(13)を生成するステップと、
RF基準信号に前記DC誤差信号を掛け算(14)して比較RF信号を生成するステップと、
前記積分と掛け算を組合わせて前記比較RF信号の電力レベルを調整し、前記印加RF信号の電力レベルと整合させるステップんと、
前記積分されたDC誤差信号の値を測定(19)するステップと、
を備えて成る方法。
【００５４】
[実施態様１０]
前記比較RF信号を、測定された積分されたDC誤差信号のフルスケール値と該誤差信号の実際の測定値との間の分数関係に従って減衰させるステップをさらに備えて成る実施態様９記載の方法。
【００５５】
[実施態様１１]
前記積分されたDC誤差信号の測定値から前記印加RF入力信号の電力レベルを計算するステップをさらに備えて成る実施態様９記載の方法。
【００５６】
[実施態様１２]
前記印加RF信号をゼロ電力の基準入力電力レベルと周期的に置き換える(28)ステップをさらに備えて成る実施態様１１記載の方法。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明を用いることにより、広範囲の電力レベルと周波数とにわたり高感度で正確なRF電力測定が行え、テスト・セットに組み入れ可能な経済的な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本明細書の説明に基づいて構成し、テスト・セットに適する電力測定装置の簡易ブロック図である。
【符号の説明】
1：測定回路
2：第１RF入力端子
3：第２RF入力端子
4：第１RFスイッチ
5：スイッチ制御入力／制御信号
5a：制御信号の遅延バージョン
6：RF４スイッチ出力端
7：RF検波器
9：フィルタ
10：増幅器／対数アンプ
11：同期検波器
11a：差動増幅器
12：積分器
13：積分されたDC誤差信号／ループ制御信号
14：アナログ乗算器
15：比較RF信号
17：減衰器
18：比較RF信号
19：ディジタイザ
20：ディジタル出力
21：オーバーフロー信号
22：アンダーフロー信号
23：レンジ制御回路
24：レンジ情報／妥当レンジ指示信号
25：レンジ制御信号
26：スイッチ駆動装置
27：遅延装置
28：第２RFスイッチ
【図１】
0003909102.tif 000002