JPH09138248A

JPH09138248A - Ｒｆ電力測定装置および方法

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Publication number: JPH09138248A
Application number: JP8257972A
Authority: JP
Inventors: Melvin D Humpherys; メルヴィン・ディー・ハンフェリース
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1997-05-27
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: DE19623304C2; JP3909102B2; US5656929A; GB2306680B; GB9617476D0; GB2306680A; DE19623304A1

Abstract

(57)【要約】【課題】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・セットにも組み入
れ可能な経済的な装置および方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施例によれば、RF検波器(7)
を、測定される印加RF入力(2)と比較RF入力(18)との間
で切換えることによって差信号が生成される。差信号は
ろ波(9)され、対数増幅器（10)により増幅され、同期検
波器(11)を介してDC誤差信号に変換される。DC誤差信号
は、その出力がループ制御信号をなす積分器(12)に加え
られる。二乗検波器とすると、比較RF入力がRF入力と等
しくなることにより、ループ制御信号の二乗は、印加RF
入力に直線的に比例する。所望の電力測定はループ制御
信号をディジタル化(19)し、適切な算術演算を行うこと
によって実施される。ループ制御信号はアナログ乗算器
(14)にも加えられ、内部RF基準信号と結合して、乗算器
に後続する減衰器の出力端にて比較RF信号を生成する。

Description

【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5M
Hz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VREF1
5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60
MHz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 V
REFの信号15'を4で割ることである。この利点は、比較R
F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PMEA
S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1
5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１
RF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２
RF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

Claims

【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、第２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、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。