JPH10221390A - ドリフトの無いパルス電力検出方法及び装置を有する移動局 - Google Patents

ドリフトの無いパルス電力検出方法及び装置を有する移動局

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JPH10221390A
JPH10221390A JP9313068A JP31306897A JPH10221390A JP H10221390 A JPH10221390 A JP H10221390A JP 9313068 A JP9313068 A JP 9313068A JP 31306897 A JP31306897 A JP 31306897A JP H10221390 A JPH10221390 A JP H10221390A
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signal
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amplifier
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    • H03G3/3047Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers for intermittent signals, e.g. burst signals
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R21/10Arrangements for measuring electric power or power factor by using square-law characteristics of circuit elements, e.g. diodes, to measure power absorbed by loads of known impedance

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  • Transmitters (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 温度及びその他の外乱に起因するドリフトの
影響を余り受けない電力レベルを検出する方法と装置と
を提供する。 【解決手段】 RF信号がRF検出回路に入力されてい
ないときに出力を標本化し測定値を得、記憶し、RF信
号が入力されているときに、記憶された測定値を出力か
ら差し引いて出力信号を供給する。パルス実施例では標
本化のステップはRFバースト同士の間で実行され、連
続波(cw)実施例では、遮断されている間に標本化のス
テップが実行される。RF検出回路の入力が遮断されて
いる間に差し引き出力信号を標本化して保持するサンプ
ル及びホールド機能を設けることができる。差し引くス
テップは、測定値を送信装置電力設定信号と結合させて
補正済み送信装置電力設定信号を得;RF信号が入力さ
れるときに出力をその補正済み送信装置電力設定信号か
ら差し引くステップを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力検出回路及び
方法に係り、特にパルス信号の電力を検出する方法及び
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】回路において印加された信号電力を監視
するためにいわゆるピーク検出器が使用されている。ピ
ーク検出器の主出力は、電力レベルに関連する大きさを
有する電圧である。しかし、電力レベルが低いときには
出力電圧の大きさは小さく、その結果としてピーク検出
器の出力はバイアス電位、電源電圧、及び検出装置自体
(例えば、ダイオード)のドリフトの強い影響を受け
る。検出装置の温度依存性のみが出力電圧の精度に顕著
な影響を及ぼすということが分かっている。
【0003】温度ドリフトに起因する問題に対して、従
来技術では追加の温度依存性装置を使用して検出装置の
ドリフトを補償することによって対処している。従っ
て、その補償の精度は、検出装置及び補償装置の温度特
性の均一性と、これらの装置の間の温度の変動を防止す
るためにこれら2つの装置の間の物理的距離を非常に小
さくすることとに依存する。
【0004】また、コンポーネントの老化が補償作用を
劣化させることがあることも分かっており、従って或る
従来技術の回路では試験と調整とが必要である。
【0005】種々の在来の電力制御回路装置及び検出器
を示す米国特許第4,523,155号、第4,97
0,456号、第5,222,104号、及び第5,2
87,555号を参照することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第1
の目的は、温度及びその他の外乱に起因するドリフトの
影響を余り受けない電力レベルを検出する改良された方
法を提供することにより、正確に電力を監視或いは制御
できるようにすることである。
【0007】本発明の他の目的は、改良された電力検出
器の回路実施例を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例である方
法及び装置によって上記の問題及びその他の問題が解決
され、本発明の目的が実現される。
【0009】本発明は、パルス信号の“オン”状態時の
該パルス信号の電力の正確な示度を提供するために該パ
ルス信号の“オフ”状態及び“オン”状態の差を検出す
るようになっている方法を教示する。“オフ”期間中に
は検出器の入力に顕著な信号電力は存在しないというこ
とが仮定される。更に、“オン”期間は十分に短くて、
“オン”期間測定中には顕著なドリフトは生じないとい
うことも仮定される。
【0010】本発明の利点は、例えば検出装置のピーク
・エンベロープ感度などの、動的特性に基づいて電力検
出が行われるという事実から生じる。従って、検出され
る電圧は、検出装置の静的特性(例えば、検出ダイオー
ドの障壁電圧)より優れている動的特性により決定され
る。電力レベルを表わす検出される電圧は、検出装置の
電源電圧、バイアス電位、或いは障壁電圧の長時間変化
の影響を余り受けない。
【0011】更に、本発明の実施例は検出装置のバイア
ス回路網の設計により多くの自由度を許容するものであ
り、このことは低電力レベルでの検出装置の動的感度を
安定させるために有利に作用する可能性がある。検出さ
れるRF電力レベルが正確にゼロレベルから始まること
となるように本発明を実施することが可能であり、これ
は低電源電圧を使用するシステムでは有利である。ま
た、もし適当な基準電位(例えば、グランド)を利用で
きるならば、検出装置の出力電圧のゼロレベルは所望の
任意のレベルから始まることができる。
【0012】本発明を適用対象に応じていろいろに実施
することができる。アナログ装置に使用される回路は非
常に単純で且つ安価であり得る。デジタル装置は、A/
D変換器及びD/A変換器を使用し、アナログ実施例よ
り複雑ではあるけれども、デジタル信号処理の長所を提
供する。
【0013】本発明の電力検出・送信電力コントローラ
は、基準検出装置の別々の測定を行う必要を無くすると
ともに、電力検出装置のために温度補償装置を設ける必
要を無くする。
【0014】本発明の方法と、この方法を実行するため
の回路とにより、無線周波数(RF)信号電力検出器を
操作するプロセスが開示される。この方法は、(a)R
F信号がRF検出回路に入力されていないときに該RF
検出回路の出力を標本化して該出力の値の測定値を得;
(b)その測定値を記憶し;(c)RF信号がRF検出
回路に入力されているときに、記憶された測定値を該R
F検出回路の出力から差し引いて差し引き出力信号を設
けるステップを含む。本発明のパルス(例えば、TDM
A)実施例では標本化のステップはRFバースト同士の
間で実行され、連続波(continuous wave (cw))実施
例では、RF検出回路の入力とRF信号の発生源との接
続を開放することなどによりRF信号が前記RF検出回
路に入れなくされている間に標本化のステップが実行さ
れる。RF検出回路の入力が開放されている間に前記差
し引き出力信号を標本化して保持するサンプル及びホー
ルド機能を設けることができる。
【0015】本発明の1実施例では、差し引くステップ
は、測定値を送信装置電力設定信号と組み合わせて補正
済み送信装置電力設定信号を得るステップと;RF信号
がRF検出回路に入力されるときにRF検出回路の出力
をその補正済み送信装置電力設定信号から差し引くステ
ップとを含む。
【0016】cw回路の1実施例では、2つのRF検出
回路が並列に設けられ、標本化して記憶するステップ
は、一方のRF検出回路において、他方のRF検出回路
での差し引くステップと同時に行われる。他の実施例で
はサンプル及びホールド回路が単一のRF検出回路の出
力に配置され、更に別の実施例では閉ループ送信装置電
力制御回路の一部分を形成するループ増幅器の出力でサ
ンプル及びホールド回路が使用される。
【0017】本発明の上記の特徴及びその他の特徴は添
付図面と関連させて本発明についての以下の詳しい解説
を読めば一層明かとなる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明を実施するのに適する、セ
ルラー無線電話や個人通信装置等の(これらに限定され
ない)無線ユーザー端末或いは移動局10を説明するた
めに図1及び図2を参照する。移動局10は、ベースサ
イト即ち基地局30と信号をやりとりするためのアンテ
ナ12を包含している。基地局30は、移動交換センタ
ー(MSC)34を含む基地局/移動交換センター/共
同機能(BMI)32から成るセルラー通信網の一部分
であることができる。MSC34は、移動局10が通話
をするときに陸線トランクへの接続を提供する。
【0019】移動局は、変調器(MOD)14A、送信
装置14、受信装置16、復調器(DEMOD)16
A、及び、信号を送信装置14に供給するとともに受信
装置16から信号を受け取るコントローラ18を包含し
ている。それらの信号は、使用可能なセルラーシステム
のエアインターフェース規格に従う信号伝送情報と、ユ
ーザーの音声及び/又はユーザーが作成したデータを含
む。エアインターフェース規格は、本発明に関しては、
スロット付きフレーム構造を包含し、移動局10は与え
られたフレーム期間中にRF電力の1つ以上のバースト
を送信するということが仮定される。適当なエアインタ
ーフェース規格はIS−136、GSM及びDCS19
00を含むが、本発明の教示はこれらの特別のフレーム
構造には限定されないし、またTDMA型のシステムで
の使用のみに限定されるものでもない。例えば、後に明
らかにするように、本発明の教示はcwRF信号を送信
する移動局にも当てはまる。
【0020】送信装置電力検出器(PD)15も設けら
れており、次にその実施例の幾つかについて詳しく説明
する。
【0021】コントローラ18が移動局のオーディオ機
能及び論理機能を実現するために必要な回路も含んでい
ることが分かる。例えば、コントローラ18は、デジタ
ル信号処理装置、マイクロプロセッサ装置、種々のA/
D変換器、D/A変換器、及びその他の支援回路から構
成され得るものである。移動局の制御機能及び信号処理
機能は、これらの装置にそのそれぞれの能力に応じて割
り振られる。
【0022】ユーザーインターフェースは、普通のイヤ
ホン或いはスピーカ17、普通のマイクロホン19、デ
ィスプレイ20、及びユーザー入力装置(通常はキーパ
ッド22)を含んでおり、これらは全てコントローラ1
8に結合されている。キーパッド22は、普通の数字
(0−9)及び関連キー(#、*)22aと、移動局1
0を操作するために使用される他のキー22bとを含ん
でいる。これらの他のキー22bは、例えば、SEND
(送る)キー、種々のメニュースクロールキー及びソフ
トキー、及びPWRキーを含むことができる。移動局1
0は、移動局を操作するために必要な種々の回路に給電
するための電池26も含んでいる。
【0023】移動局10は、一括してメモリ24として
示されている種々のメモリも含んでおり、移動局の動作
中にコントローラ18により使用される複数の定数及び
変数がこれに記憶される。例えば、メモリ24は、種々
のセルラーシステム・パラメータの値と番号割り当てモ
ジュール(number assignment module (NAM))とを
記憶する。コントローラ18の動作を制御するための操
作プログラムもメモリ24に(通常はROM装置に)記
憶される。メモリ24は、BMI32から受信されたユ
ーザー・メッセージを含むデータも、そのメッセージが
ユーザーに対して表示される前に、記憶することができ
る。
【0024】移動局10は車載装置或いは携帯装置であ
ることができるということが理解されるべきである。更
に、移動局10は、1種類以上のエアインターフェース
規格、変調形式、及びアクセス形式で動作し得ることも
理解されるべきである。例えば、移動局は、GSM及び
IS−95(CDMA)等の幾種類もの規格のうちのい
ずれで動作してもよい。AMPS、狭帯域AMPS(N
AMPS)、TACS移動局も、デュアルモード或いは
それ以上の高次のモードの電話(例えば、デジタル/ア
ナログ(IS−41)或いはTDMA/CDMA/アナ
ログ電話)と同じく本発明の教示から利益を得ることが
できる。従って本発明の教示は特定の1種類の移動局や
エアインターフェース規格に限定されるものと解されて
はならない。
【0025】図3は、図1に示されている電力検出器
(PD)15の第1のアナログ実施例を示す。入力ノー
ドは、送信装置14から送られた信号(RFIN)のサン
プルを受け取る。抵抗器R1−R3は、検出ダイオード
D1にバイアス電位を供給する。D1はショットキー・
ダイオードであるのが好ましいけれども、本発明はこの
タイプのダイオードのみには限定されない。当業者はダ
イオードD1及びコンデンサC1及びC2がエンベロー
プ検出器を形成することを理解するであろう。
【0026】RFINが“オフ”であるとき、即ち送信装
置14がバーストを送信していないときには、スイッチ
S1は閉じられている(“オン”)。スイッチS1が閉
じていると、スイッチS1を通して基準電位(例えば、
グランド)に短絡されている電力検出器15の出力(検
出器出力)はゼロになる。このときにもダイオードD1
のカソードに現われる電位はコンデンサC3に記憶され
るが、これは割合に大きなキャパシタンスである(例え
ば、4.7−10μF)。即ち、ダイオードD1及び抵
抗器R3を通してグランドに流れる順方向電流に起因す
るVBIASと、随意に印加されるオフセット電圧との和が
コンデンサC3に記憶される。スイッチS1は、例え
ば、NPNトランジスタ又はFETである。図1のコン
トローラ18からスイッチS1を制御することができ
る。
【0027】RFINが“オン”になる直前に即ち送信
装置14がRFバーストを送信し始める直前に、スイッ
チS1は開放される、即ち“オフ”にされる。このとき
ダイオードD1はそのバーストの標本化された部分のR
F電力を検出し、検出器出力ノードに現われる電圧は、
検出されたRFIN信号(VDET )のピーク値にバイアス
電位を加え、それからダイオードD1のカソードに存在
していた前に記憶された電位の値を差し引いた値を表わ
す。このようにして、望ましくないバイアス電位が検出
器出力信号から除かれ、検出器出力信号は所望の結果と
なる。
【0028】RFIN“オフ”期間中は意味のある信号電
力は検出回路15の入力に存在しないと仮定する。更
に、RFIN“オン”期間は十分に短くて、“オン”期間
測定中に意味のあるドリフトは生じないとも仮定する。
【0029】図3の実施例は、コンデンサC3がDC遮
断コンデンサとして機能するので、ダイオードD1のバ
イアスポイントの選定に大幅な自由度を与えるととも
に、バイアス回路網全体の設計にも大幅な自由度を与え
る。即ち、コンデンサC3はダイオードD1バイアス電
位が検出器出力ノードに現われるのを防止する。
【0030】図4(A)を参照すると、ダイオード特性
曲線の非線形部分でダイオードD1を動作させるために
ダイオードD1のバイアスポイント(BP)が確定され
る。ダイオードのバイアス電流(ID )の適当な値は1
50μAから200μAの範囲にある。図4(B)も参
照すると、バイアスをかけるダイオードD1の効果は、
与えられた温度についての電圧感度を高めるべく電圧感
度(VSENS)対温度曲線をシフトさせることであること
が分かる。図3においてバイアス抵抗器R1及びR2の
値は電源電圧+Vccの関数として、且つ抵抗器R3の
値の関数として選択される。抵抗器R3の値は、コンデ
ンサC2の値と関連して、RFINの期間よりかなり長い
RC時定数を与えるべく選択される。例えば、RFバー
ストでの送信電力の周波数が(例えば、DCS1900
実施例において)約2GHzであるとすると、コンデン
サC2は27pF、抵抗器R3は2.2KΩの値を有す
ることができる。
【0031】図8において増幅器56に関して一般的に
示されているように、検出器出力信号を増幅器の入力に
接続し、電力設定信号(Txc)とともに使用すること
ができる。
【0032】図5は、電力制御ループの全体と関連して
図1の電力検出器15の第2のデジタル実施例を示す。
この実施例では、電力検出器D1’は、可変利得RF増
幅器42とアンテナ12との間の、増幅器42の出力に
配置されている電力カップラ40の出力に接続されてい
る。電力カップラ40は普通の構成のものでよい。検出
器D1’は、コンデンサC3とスイッチS1とを除いて
(図7を参照)、図3に示されているコンポーネントを
包含するものと仮定する。増幅器42は図1の送信装置
14の一部分を形成する。検出器D1’の出力(VBIAS
及びVDET の両方)は、ループ増幅器44の反転入力に
接続されている。検出器D1’の出力はA/D変換器4
6の入力にも接続されており、この変換器46の出力は
信号処理装置48(これは図1のコントローラ18に含
まれることができる)の入力に接続されている。処理装
置48の第2入力は、Txcと称される電力設定信号で
ある。Txcは、RF増幅器42についての所望の電力
レベル設定値を表わす信号(アナログ又はデジタル)で
あって、図1のコントローラ18から供給されることが
できる。信号処理装置48の出力はD/A変換器(DA
C)50の入力に接続されており、DAC50の出力は
ループ増幅器44の非反転入力に接続されている。随意
のスイッチS2は、増幅されるべきRF信号と直列に接
続されていて、A/D変換器46にも印加されるタイミ
ング信号によって制御される。スイッチS2は、随意の
ものであって、移動局10が送信を行っていないときに
はRF増幅器42がRF信号を遮断するように作用す
る。もしアンテナ12の出力においてRF増幅器42の
制御範囲内の許容可能な低いRF漏れレベルが得られる
ならば、スイッチS2は無くてもよい。
【0033】作動時には、RFバーストが“オフ”であ
るときにのみA/D変換器46によって標本が取られる
こととなるようにスイッチS2の状態とA/D変換器4
6の標本化時間とのタイミングが設定される。この標本
化された値は記憶され、ダイオードD1からのVBIAS
力の大きさを表わす。処理装置48は、Txcの大きさ
と、A/D変換器46からの前に測定されたRF“オ
フ”標本とに応じてデジタル制御信号を作り、補正済み
Txc信号(Txc CORR)を供給する。補正済み
Txc信号はループ増幅器44の非反転入力に印加さ
れ、この増幅器はRFバースト時にTxc CORRか
ら(VBIAS+VDET )の大きさを差し引く。
【0034】最初はRF増幅器42の利得は最小であ
り、入力されたRF信号を遮断する働きをする。Txc
CORRの大きさが増大し始めると、ループ増幅器4
4の出力が上昇して電力制御ループを平衡状態に維持す
る。このように、ループ増幅44の出力電圧はRF増幅
器42の利得制御特性に依存し、従ってゼロでないかも
知れない。もしRF増幅器42の利得がTxcにより指
定されている利得より大きいか或いは小さいならば、ル
ープ増幅器44の出力は、増幅器42の利得を閉ループ
的に補正することになる何らかの値をとる。一般に、ル
ープ増幅器44の出力は、RF増幅器42の利得を制御
してほぼゼロの出力電力から最大出力電力までを供給す
るべく予め決められている或る範囲(例えば、0V〜+
5V、−2.5V〜+2.5V、等)の中にある。最終
結果として、RF検出器D1’の入力で検出されたRF
信号と、検出器バイアス信号(この場合には電圧)と、
オフセット信号とによりもたらされる総検出器出力信号
がTxc CORRの値と実質的に等しくなるようにル
ープ増幅器44がRF増幅器42からのRF信号出力を
制御することになる。
【0035】本発明のこの特徴に従って、処理装置48
は、A/D変換器46と関連して、VBIASの大きさに配
慮するためにTxcの値を修正する。温度が変化しダイ
オードD1のバイアス電位が変化し、且つ/又はダイオ
ードD1及びこれと関連するコンポーネントが老化する
とき、これらのエラー発生源は自動的に考慮されて補償
される。処理装置48及びA/D変換器46の動作は、
RF信号が検出器D1’に入力されていないときに検出
器D1’の出力のためにデジタル的に実施されるサンプ
ル及びホールド機能と見なすことのできるものである。
【0036】図6を参照すると、RFバーストの前に、
例えばスイッチS2が随意的に開かれていてA/D変換
器46が検出器D1’の出力を標本化するように指令さ
れている期間があることが分かる。このとき、処理装置
48は検出器D1’の出力に現われるVBIASのデジタル
化された値を記憶する。スイッチS2はRFバーストが
始まる前に閉じられる。RFバーストの開始時に、送信
されるバースト電力の指定された昇り傾斜を生じさせる
ためにD/A変換器50に一連の(例えば32個)値を
与えることによって、Txc CORRの値が指令され
たレベルに至るまでTxcCORRの値に緩やかな昇り
傾斜が付けられる。
【0037】RFバーストの最大の大きさは、結局、T
xcの値により設定される所望の大きさから或る許容誤
差の範囲(例えば1dB)内で確立される。RFバース
トの終わりに、被制御RFバースト下り傾斜期間を設け
るために他の一連の(例えば、32個)値がD/A50
に供給される。バースト時にTxc CORRの値は、
BIASの前に測定された値を収容する。
【0038】各RFバースト間で検出器D1’の出力を
標本化する必要はないかも知れないことに注意するべき
である。例えば、GSM実施例では、RFバーストは通
常は4.6ミリ秒毎に1回生じるけれども、検出器D
1’は例えば5〜10秒毎に標本化されることができ
る。即ち、検出器D1’の出力のドリフトの通常長時間
性の故に、検出器D1’の出力の標本化を全てのRFバ
ーストの前に行う必要はない。随意のスイッチS2が設
けられる場合には、検出器D1’が標本化されるときに
(例えば5−10秒毎に)スイッチS2を開くだけでよ
い。実際の標本時は、所要の設定時間を含めてVBIAS'
の電位を測定するのに必要な長さであればよい。
【0039】図7は、演算増幅器52を使用して検出器
D1’のdcドリフトを解消する電力検出器15’の実
施例を示す。RFバーストが存在しないとき(RFオ
フ)、スイッチS3は検出器D1’の出力をコンデンサ
C4に切り換える。較正期間と称されるこの動作はV
BIASの値をコンデンサC4に記憶させる。RF信号を検
出器D1’の入力に印加する前に、スイッチS3は、増
幅器52の反転入力に接続されている抵抗器R4に検出
器D1’の出力を接続するように操作される。コンデン
サC4に電荷が蓄積されているために、演算増幅器52
の非反転入力の電圧は前記の較正期間中に決定された値
にとどまっている。従って、演算増幅器52の出力は、
演算増幅器の入力オフセット電圧を無視できるとすれ
ば、RF入力電力がゼロならばゼロである。即ち、コン
デンサC4に現われる電位が抵抗器R4に印加される電
位を相殺する。RFバースト信号が検出器D1’の入力
に存在する間はRF電力に対する反応が得られる。この
場合、検出された電圧は、反転されて、コンデンサC4
に現われる電位(即ち、VBIASプラス随意のオフセット
電圧)を差し引いて、抵抗器R4及びR5の比で増幅さ
れる。
【0040】図5の実施例の場合と同じく、コンデンサ
C4の漏れ、増幅器52の入力インピーダンス、増幅器
の入力のバイアス或いは漏れ電流、及びRFバーストの
繰り返し速さによっては、各RFバースト・オフ期間に
検出器D1’の出力を標本化する必要はないかも知れな
い。
【0041】図3、図5及び図7の実施例を、送信され
るRF信号が本質的にパルス化されるIS−136、G
SM、PCN及びDCS1900等のTDMAに基づく
システムで動作する移動局に有利に使用できることが分
かる。
【0042】本発明の上記の実施例は、TDMA移動局
で見られるようなパルス化RF信号の文脈で記述されて
いる。しかし、本発明の教示は、北米AMPSシステム
などの連続波(cw)システムで送信される電力の検出
にもあてはまる。
【0043】連続波RF信号は、検出器D1’のバイア
ス電圧を測定して相殺するために使用し得るオフ期間を
本来は含んでいない。しかし、多くの場合に、エンベロ
ープ検出器D1’に結合される送信RF信号の部分を、
送信される信号を妨害することなく、オン/オフするこ
とができる。この場合には本発明の教示をcw送信シス
テムもカバーするように拡張することができる。
【0044】もし検出器D1’が閉ループ制御システム
の一部分であるならば、検出器D1’に結合されるRF
信号のスイッチングはそのループの動作を妨害する可能
性がある。較正期間(RFオフ)中は、検出器又はルー
プ増幅器の出力は、制御システムの不定状態を防止する
ために、一定に保たれるべきである。それは、図7に示
されているように、電圧フォロワ(voltage follower)
として接続されている増幅器54と、標本化スイッチS
4と、ホールド・コンデンサC5とから成るアナログの
サンプル及びホールド(S/H)回路53を設けること
によって達成される。S/H機能を電力検出器15’の
出力或いはループ増幅器の出力(図9及び図10を参
照)において実現できることに注意しなければならな
い。検出器の短い較正期間中に出力が変化しないように
プログラムされるならばデジタル・ループ増幅器を使用
することもできる。
【0045】この実施例ではスイッチS4はRFオフ期
間中、即ち検出器15’が較正されているとき、開かれ
ている。このとき、スイッチS4が閉じられたときにコ
ンデンサC5に記憶(保持)された増幅器52の出力の
前の値が増幅器54から出力される。このようにして連
続的な出力がS/H53の出力から電力制御ループに供
給される。
【0046】もし短い検出器較正期間におけるトラッキ
ングの喪失でさえも許容され得ないならば、図8に示さ
れているように並列に接続された2つの検出器を交互に
使用することができる。即ち、一方の検出回路15’が
較正されている(スイッチS5が入力をRFINから切り
離している)間、他方がスイッチS6及び増幅器56を
通して制御ループに接続される。コンデンサCF は、ス
イッチS6及びスイッチS5の動作から生じるスイッチ
ング過渡現象を減少させ或いは無くするために設けるこ
とのできるフィルターコンデンサである。この実施例で
はスイッチS5及びスイッチS6は互いに同相に操作さ
れることに注意しなければならない。
【0047】図9及び図10は本発明のcw実施例を詳
しく示しており、これらの実施例では、スイッチ(S
BLOCK )が、図9の実施例では電力カップラの出力と検
出器D1’との間に、図10の実施例では電力カップラ
の出力と検出器/ドリフト補正回路15(図3を参照)
との間に、配置されている。これらの両方の実施例にお
いて検出ダイオードD1からのVBIASの大きさを標本化
したいときにスイッチSBLOCK が開かれる。図10の実
施例では上記のスイッチS1はスイッチSBLOCKとは位
相外れに操作される、即ちスイッチSBLOCK が開いてい
るときにはスイッチS1が閉じられており、またスイッ
チSBLOCK が閉じているときにはスイッチS1は開かれ
ている。
【0048】もっと詳しく言うと、検出器バイアスレベ
ル標本化期間中、閉制御ループの動作は一時的に停止さ
れる。それは、検出器D1’へのRF入力が遮断され
て、出力電力に関するフィードバック指示を使用し得な
くなるからである。従って、検出器バイアスレベル標本
化期間中は閉ループ制御は作用しない。この期間中は、
RF増幅器42の利得制御信号を一定の電位に保つため
にS/H53が使用される。この一定の電位は、閉ルー
プ動作中、閉ループ動作が停止される直前に最後に標本
化された値を有する。この期間中、ループ増幅器44で
はなくてS/H53の出力がRF増幅器42に電力制御
信号を供給する。スイッチSBLOCK が開かれてS/H5
3がホールド状態にされた直後に、検出器のVBIAS標本
化が行われ得るようになる。検出器較正期間中は出力電
力は閉ループによって制御されないけれども、比較的に
短い較正期間中に出力電力は実質的に一定に保たれると
考えることができる。較正期間の終わりにスイッチS
BLOCK が始めに閉じられ、その後にRF増幅器利得制御
信号が再びループ増幅器44の出力によって制御され得
るようになり、これにより再び通常の閉ループ動作が確
立される。
【0049】図7の実施例をループ増幅器44の入力に
おいて使用し(即ち、検出器15’の後にS/H53が
続く)、ループ増幅器の出力をRF増幅器42の利得制
御入力に直接結合させることも本発明の範囲内にある。
【0050】現在好ましい数個の実施例の文脈で説明を
したけれども、当業者はそれらの教示の幾つもの変更形
に想到し得ることが理解されなければならない。例え
ば、前述のいろいろなコンポーネントの値、バースト繰
り返し速さ等は例示であって、本発明の実施に対する限
定と解されてはならない。また、例えばRF検出器の入
力にスイッチを設けてRF信号を周期的にグランドに短
絡させるなど、いろいろな方法で電力検出器へのRF入
力を遮断することができる。
【0051】また、TDMA実施例で動作するときに
は、RF信号を図1の変調器14Aから連続的に供給す
ることが可能であるけれども、そのRF信号はバースト
時にのみ変調された情報を含むことになることが理解さ
れるべきである。この場合、実際のRFバーストを送信
装置の増幅器42と関連させて形成することができる。
【0052】本発明をその好ましい実施例に関して具体
的に図示し解説をしたけれども、本発明の範囲内でその
形及び細部を変更し得ることを当業者は理解するであろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成され操作される移動局のブ
ロック図である。
【図2】図1に示されている移動局の立面図であり、こ
の移動局が無線RFリンクを通して双方向結合されるセ
ルラー通信システムを更に示している。
【図3】本発明の教示に従う電力検出回路の第1実施例
の略図である。
【図4】RF検出ダイオード電流対バイアス電位及びR
F検出ダイオード感度対温度の説明グラフである。
【図5】本発明の教示に従う電力検出回路の第2の実施
例の回路ブロック図である。
【図6】本発明に従う、RFバースト及び種々の標本化
ポイント及び時点を示す説明波形図である。
【図7】本発明の教示に従う第3及び第4の実施例を示
す回路ブロック図である。
【図8】本発明の第5の実施例を示す回路ブロック図で
ある。
【図9】連続波(cw)RF信号に使用される本発明の
実施例を示す回路ブロック図である。
【図10】連続波(cw)RF信号に使用される本発明
の他の実施例を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
10 移動局 12 アンテナ 14 送信装置 15 送信装置電力検出器 16 受信装置 30 基地局

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線周波数(RF)信号電力検出器を操
    作する方法において:RF信号がRF検出回路に入力さ
    れていないときに前記RF検出回路の出力を標本化して
    前記出力の値の測定値を得る標本化ステップと;前記測
    定値を記憶するステップと;RF信号が前記RF検出回
    路に入力されているときに、前記記憶された測定値を前
    記RF検出回路の出力から差し引いて差し引き出力信号
    を供給するステップとから成ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記標本化ステップはRFバースト同士
    の間で行われることを特徴とする請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 前記標本化ステップはTDMA移動局に
    おいてRFバースト同士の間で行われることを特徴とす
    る請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記標本化ステップは、RF信号が前記
    RF検出回路の入力に到達するのを阻止する予備的ステ
    ップを含み、前記差し引くステップは、RF信号が前記
    RF検出回路の入力に到達するのを許す予備的ステップ
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記RF検出回路の入力が遮断されてい
    るときに前記差し引き出力信号を標本化して保持するス
    テップを更に有することを特徴とする請求項4に記載の
    方法。
  6. 【請求項6】 前記差し引くステップは:前記測定値を
    送信装置電力設定信号と結合させて補正済み送信装置電
    力設定信号を得るステップと;RF信号が前記RF検出
    回路に入力されているときに、前記RF検出回路の出力
    を前記補正済み送信装置電力設定信号から差し引くステ
    ップとを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 2つのRF検出回路があり、前記標本化
    ステップ及び前記記憶するステップが一方のRF検出回
    路で行われると同時に他方のRF検出回路で前記差し引
    くステップが行われることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  8. 【請求項8】 前記RF信号はバーストであり、前記差
    し引くステップは前記バースト中に複数回実行されるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記標本化ステップは、前記RF検出回
    路の出力を増幅器の第1入力に接続されているキャパシ
    タンスに切り換え可能に結合するステップを含み、前記
    記憶するステップは、前記RF検出回路からの電位出力
    に等しい電位を前記キャパシタンスに記憶させ、前記差
    し引くステップは、前記RF検出回路の出力を前記増幅
    器の第2入力に切り換え可能に結合させる予備的ステッ
    プを含み、前記増幅器は、前記第1入力に印加される電
    位と前記第2入力に印加される電位との差を表わす大き
    さを有する信号を出力することを特徴とする請求項1に
    記載の方法。
  10. 【請求項10】 無線周波数(RF)信号電力検出器に
    おいて:RF電力源に結合された入力と出力とを有する
    RF検出回路と;RF信号が前記RF検出回路に入力さ
    れていないときに前記RF検出回路の出力を標本化して
    前記出力の値の測定値を得るための手段を含む回路機構
    とから成り、前記回路機構は、前記測定値を記憶するた
    めの手段と、RF信号が前記RF検出回路に入力されて
    いるときに前記記憶された測定値を前記RF検出回路の
    出力から差し引いて差し引き出力信号を供給するための
    手段とを含むことを特徴とする検出器。
  11. 【請求項11】 前記標本化手段はRFバースト同士の
    間で動作することを特徴とする請求項10に記載の検出
    器。
  12. 【請求項12】 前記標本化手段は、前記標本化手段の
    動作中に前記RF信号が前記RF検出回路の入力に入る
    のを阻止するための手段を含むことを特徴とする請求項
    10に記載の検出器。
  13. 【請求項13】 前記標本化手段は、前記RF検出回路
    の入力と前記RF電力源との間に直列に接続されたスイ
    ッチから成り、前記スイッチは、前記標本化手段の動作
    中は開いていて前記差し引く手段の動作中は閉じている
    ように操作されることを特徴とする請求項10に記載の
    検出器。
  14. 【請求項14】 前記RF検出回路の出力に結合された
    サンプル及びホールド手段を更に有することを特徴とす
    る請求項10に記載の検出器。
  15. 【請求項15】 前記差し引く手段の出力に結合された
    サンプル及びホールド手段を更に有することを特徴とす
    る請求項10に記載の検出器。
  16. 【請求項16】 前記検出器を含む閉ループRF増幅器
    利得制御回路を更に有し:前記測定値を送信装置電力設
    定信号と結合させて補正済み送信装置電力設定信号を得
    るための手段を有し;前記差し引く手段は、RF信号が
    前記RF検出回路に入力されているときに、前記RF検
    出回路の出力をその補正済み送信装置電力設定信号から
    差し引くようになっていることを特徴とする請求項10
    に記載の検出器。
  17. 【請求項17】 2つのRF検出回路があり、これら2
    つのRF検出回路は、前記RF電力源と、現在結合され
    ている方のRF検出回路の出力をRF増幅器電力設定信
    号から差し引く回路との間に交互に結合されるようにな
    っていることを特徴とする請求項10に記載の検出器。
  18. 【請求項18】 前記標本化手段及び記憶手段は、較正
    期間中に、前記RF検出回路の出力を増幅器の第1入力
    に接続されているキャパシタンスに周期的に結合させて
    前記RF検出回路から出力された電位に等しい電位を前
    記キャパシタンスに記憶させるスイッチから成ってお
    り、前記スイッチは、較正期間終了時に前記RF検出回
    路の出力を前記増幅器の第2入力に結合させるようにな
    っており、前記増幅器は、前記第1入力に印加された電
    位と前記第2入力に印加された電位との差を表わす大き
    さを有する信号を出力することを特徴とする請求項10
    に記載の検出器。
  19. 【請求項19】 無線周波数(RF)信号電力検出器に
    おいて:RF電力源に結合された入力と出力とを有する
    RFエンベロープ検出回路と;前記RFエンベロープ検
    出回路の前記出力と出力ノードとの間に直列に接続され
    たdc遮断コンデンサと;前記出力ノードと基準電位と
    の間に接続されたスイッチとから成っており;前記RF
    電力源はRF電力のバーストを出力するようになってお
    り、前記スイッチは2つのバースト同士の間は閉じられ
    ていてバースト中は開かれていることを特徴とする検出
    器。
  20. 【請求項20】 TDMA移動局において使用される閉
    ループ送信装置電力制御システムにおいて:RF信号源
    に結合された入力とアンテナに結合された出力とを有す
    る可変利得送信装置増幅器と;前記増幅器の前記出力と
    前記アンテナとの間に直列に接続された電力カップラ
    と;前記電力カップラの出力に結合された入力を有する
    RF検出器と;前記RF検出器の出力に結合された入力
    を有し、前記RF検出器の前記出力に現われる出力電圧
    の大きさを標本化して記憶するためにRFバースト同士
    の間で動作するようになっている第1回路手段と;送信
    装置増幅器電力制御信号に結合された入力と前記第1回
    路手段の出力に結合された第2入力とを有し、前記記憶
    された大きさを前記送信装置電力制御信号と結合させる
    ようになっていて、補正済み電力制御信号を出力するた
    めの出力を有する第2回路手段と;前記RF電力検出器
    の前記出力に結合された第1入力と、前記第2回路手段
    の前記出力に結合された第2入力と、前記可変利得送信
    装置増幅器の制御入力に結合された出力とを有するルー
    プ増幅器とから成り、前記ループ増幅器は、前記閉ルー
    プ電力制御システムを平衡状態に保つ送信装置利得制御
    信号を前記送信装置増幅器に供給するためにRFバース
    ト中に動作するようになっていることを特徴とする閉ル
    ープ送信装置電力制御システム。
  21. 【請求項21】 移動局において使用される閉ループ送
    信装置電力制御システムにおいて:RF信号源に結合さ
    れた入力とアンテナに結合された出力とを有する可変利
    得送信装置増幅器と;前記増幅器の前記出力と前記アン
    テナとの間に直列に接続された電力カップラと;前記電
    力カップラの出力に結合された入力を有するRF検出器
    と;前記RF電力カップラの前記出力と前記RF検出器
    の前記入力との間に結合されて、前記RF信号が前記R
    F検出器に入るのを周期的に阻止するための第1回路手
    段と;前記RF検出器の出力に結合された入力を持って
    いて、RF信号が前記RF検出器に入るのを前記第1回
    路手段が阻止しているときは前記RF検出器の前記出力
    に現われる出力電圧の大きさを標本化して記憶し、RF
    信号が前記RF検出器に入るのを前記第1回路手段が阻
    止しないときには、記憶した前記大きさを前記RF検出
    器の出力から差し引いて補正済みRF検出器出力信号を
    供給する第2回路手段と;前記補正済みRF検出器出力
    信号の大きさを標本化し、RF信号が前記RF検出器に
    入るのを前記第1回路手段が阻止する直前及び阻止して
    いる間、前記補正済みRF検出器出力信号の大きさを保
    持する第3回路手段と;前記第3回路手段の前記出力に
    結合された第1入力と、電力設定信号に結合された第2
    入力と、前記可変利得送信装置増幅器の制御入力に結合
    された出力とを有し、前記閉ループ電力制御システムを
    平衡状態に保つ送信装置利得制御信号を前記送信装置増
    幅器に供給するようになっているループ増幅器とから成
    ることを特徴とする閉ループ送信装置電力制御システ
    ム。
  22. 【請求項22】 移動局において使用される閉ループ送
    信装置電力制御システムにおいて:RF信号源に結合さ
    れた入力とアンテナに結合された出力とを有する可変利
    得送信装置増幅器と;前記増幅器の前記出力と前記アン
    テナとの間に直列に接続された電力カップラと;前記電
    力カップラの出力に結合された入力を有するRF検出器
    と;前記電力カップラの前記出力と前記RF検出器の前
    記入力との間に結合されて、前記RF信号が前記RF検
    出器に入るのを周期的に阻止するための第1回路手段
    と;送信装置増幅器電力設定信号に結合されている第1
    入力と、前記RF検出器の出力に結合されている第2入
    力と、電力制御信号を出力するための出力とを有する第
    2回路手段と;前記RF検出器の前記出力に結合された
    第1入力と、前記第2回路手段の前記出力に結合された
    第2入力と、前記可変利得送信装置増幅器の制御入力に
    結合された出力とを有し、前記閉ループ電力制御システ
    ムを平衡状態に保つ送信装置利得制御信号を前記送信装
    置増幅器に供給するようになっているループ増幅器と;
    前記閉ループ電力制御システムに結合されて、RF信号
    が前記RF検出器に入るのを前記第1回路手段が阻止し
    ている間は、前記送信装置利得制御信号を、RF信号が
    前記RF検出器に入るのを前記第1回路手段が阻止する
    ようになる直前のレベルに保つサンプル及びホールド回
    路とから成ることを特徴とする閉ループ送信装置電力制
    御システム。
  23. 【請求項23】 移動局において使用される閉ループ送
    信装置電力制御システムにおいて:RF信号源に結合さ
    れた入力とアンテナに結合された出力とを有する可変利
    得送信装置増幅器と;前記増幅器の前記出力と前記アン
    テナとの間に直列に接続された電力カップラと;前記電
    力カップラの出力に結合された入力を有し、検出器バイ
    アス電位を、検出されたRF信号の大きさと検出器バイ
    アス電位との和から差し引くための手段を有するRF検
    出器と;前記電力カップラの前記出力と前記RF検出器
    の前記入力との間に結合され、前記RF信号が前記RF
    検出器に入るのを周期的に阻止するための回路手段と;
    前記RF検出器の前記出力に結合された第1入力と、送
    信装置増幅器電力設定信号に結合された第2入力と、前
    記可変利得送信装置増幅器の制御入力に結合された出力
    とを有し、前記閉ループ電力制御システムを平衡状態に
    保つ送信装置利得制御信号を前記送信装置増幅器に供給
    するようになっているループ増幅器と;前記閉ループ電
    力制御システムに結合されて、RF信号が前記RF検出
    器に入るのを前記第1回路手段が阻止している間は、前
    記送信装置利得制御信号を、RF信号が前記RF検出器
    に入るのを前記第1回路手段が阻止するようになる直前
    のレベルに保つサンプル及びホールド回路とから成るこ
    とを特徴とする閉ループ送信装置電力制御システム。
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