JP2015115815A - レベル測定装置及びレベル測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レベル測定のダイナミックレンジを広くする。【解決手段】レベル測定装置1は、増幅器31を用いて入力信号を増幅し伝送する第1伝送路3と、増幅器31よりも雑音指数が小さいLNA41を用いて入力信号を増幅し伝送する第2伝送路4と、第1伝送路3又は第2伝送路4から出力される信号の検波電圧を出力する検波器6と、検波電圧に基づいて入力信号の信号レベルを算出する制御部7と、検波電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える切替部2と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、入力された信号の信号レベルを測定するレベル測定装置及びレベル測定方法に関する。
無線通信システムにおいては、受信した高周波信号のレベルを検出し、検出した信号レベルに応じてさまざまな制御が行われる。例えば、入力された高周波信号の信号レベルが変動する場合であっても一定の出力が得られるように、入力信号に対する出力信号の利得を調整し、出力信号のレベルを目標レベルから一定の範囲に制御する自動利得制御(AGC:Auto Gain Control)が行われている。
具体的には、信号路に可変減衰器を設け、この可変減衰器の出力側(後段)にて検波器により得られた信号レベルに基づいて可変減衰器の制御電圧を制御することで高周波信号の減衰量を調整し、一定の出力を得ることとしている。
具体的には、信号路に可変減衰器を設け、この可変減衰器の出力側(後段)にて検波器により得られた信号レベルに基づいて可変減衰器の制御電圧を制御することで高周波信号の減衰量を調整し、一定の出力を得ることとしている。
このようなAGC機能が組み込まれた自動利得制御回路として、例えば、特許文献1には、無線通信システムの電力検出回路において、入力信号の信号レベルに対応して低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)とプログラマブル利得増幅器(PGA:Programmable Gain Amplifier)の利得を制御する工夫が開示されている。
ところで、自動利得制御回路では、可変減衰器に対する制御電圧の制御に際して入力信号の信号レベルを適切に測定する必要がある。ここで、従来の入力信号の信号レベルを測定するレベル測定装置の一例及びその問題点を図8及び図9に示す。
図8を参照すると、レベル測定装置100は、カプラを介して取得した高周波の入力信号を増幅器101や減衰器(ATT:Attenuator)102で増幅・減衰し、検波器103に入力する。検波器103は、入力された高周波信号をこの高周波信号レベルに応じた直流電圧に変換して制御部104に入力する。なお、検波器103が出力する電圧を、以下では「検波電圧」と呼ぶ。制御部104には、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性があらかじめ記憶されており、この入出力特性を用いて検波電圧に対応する信号レベルを算出することで入力信号の信号レベルを測定する。
ここで、検波電圧と信号レベルとの関係性を図9に示す。図9に示すように、検波電圧と信号レベルとは所定範囲(図中、−90dBm〜−20dBm)において線形性を有しているものの、信号レベルがこの所定範囲を外れると、検波電圧と信号レベルとの線形性が悪くなる。そのため、従来のレベル測定装置100では、入力信号の信号レベルが線形性を有する所定範囲内である場合には精度よく測定できる一方で、所定範囲から外れた場合には誤差が大きく精度が悪いという問題があった。即ち、従来のレベル測定装置100では、信号レベルが低い入力信号や信号レベルが高い入力信号の信号レベルを精度よく測定することができなかった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることのできるレベル測定装置及びレベル測定方法を提供することを目的とする。
本発明に係るレベル測定装置は、増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第1伝送路と、前記増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第2伝送路と、前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号の電圧を出力する検波部と、前記検波部が出力した電圧に基づいて、前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出部と、前記検波部が出力した電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える切替部とを備える。
また、前記切替部は、前記第1伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも低い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第1伝送路から前記第2伝送路に切り替えることとしてもよい。
また、レベル測定装置は、入力信号を増幅させないで伝送する第3伝送路をさらに備え、前記切替部は、前記第1伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも高い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第1伝送路から前記第3伝送路に切り替えることとしてもよい。
また、レベル測定装置は、信号を減衰させて前記検波部に入力する減衰部をさらに備え、前記減衰部は、前記第3伝送路から出力される信号を、前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号よりも大きい減衰率で減衰することとしてもよい。
また、レベル測定装置は、伝送路の夫々に対応付けて、前記検波部が出力した電圧と入力信号の信号レベルとの関係を示す変換テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、前記レベル算出部は、前記切替部が切り替えた伝送路に対応する変換テーブルを用いて、入力信号の信号レベルを算出することとしてもよい。
また、前記レベル算出部は、前記検波部が出力した電圧が前記変換テーブルに規定された電圧と一致しない場合には、前記変換テーブルに規定された電圧のうち、前記検波部が出力した電圧の近傍の少なくとも2つの電圧に対応する入力信号のレベルに基づいて、前記検波部が出力した電圧に対応する入力信号のレベルを算出することとしてもよい。
また、本発明に係るレベル測定方法は、増幅器を有する第1伝送路を介して入力信号を増幅して伝送する伝送手順と、前記第1伝送路から出力された信号の電圧を出力する検波手順と、前記検波手順にて出力された電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第1伝送路から、前記第1伝送路の増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第2伝送路に切り替える切替手順と、前記検波手順にて出力された電圧に基づいて、前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出手順とを含む。
本発明によれば、入力信号のレベル測定を幅広い範囲で行うことができる。
[レベル測定装置1の概要]
図1は、本実施形態に係るレベル測定装置1の概要を示す図である。レベル測定装置1は、カプラから取得した入力信号を第1伝送路3、第2伝送路4又は第3伝送路5を介して伝送し、検波器6及び制御部7を用いて信号レベルを測定する。
図1は、本実施形態に係るレベル測定装置1の概要を示す図である。レベル測定装置1は、カプラから取得した入力信号を第1伝送路3、第2伝送路4又は第3伝送路5を介して伝送し、検波器6及び制御部7を用いて信号レベルを測定する。
第1伝送路3、第2伝送路4及び第3伝送路5は、入力信号を伝送する伝送路であり、伝送する入力信号の増幅方法が夫々異なる。具体的には、第1伝送路3は、入力信号を所定の利得で増幅して伝送する伝送路であり、第2伝送路4は、第1伝送路3よりもノイズフロアのレベルを下げつつ入力信号を所定の利得で増幅して伝送する伝送路であり、第3伝送路5は、入力信号を増幅することなく伝送する伝送路である。
切替部2は、いずれかの伝送路を介して伝送された入力信号の検波電圧に応じて、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える。本実施形態では、切替部2は、第1伝送路3を介して伝送した入力信号の検波電圧に基づいて、入力信号を伝送する伝送路を第1伝送路3から第2伝送路4又は第3伝送路5に切り替える。
具体的には、切替部2は、第1伝送路3を介して伝送された入力信号の検波電圧が所定範囲よりも低い場合に、伝送路を第1伝送路3から第2伝送路4に切り替え、入力信号の検波電圧が所定範囲よりも高い場合に、伝送路を第1伝送路3から第3伝送路5に切り替える。他方、切替部2は、第1伝送路3を介して伝送された入力信号の検波電圧が所定範囲であった場合には、伝送路を切り替えない。
なお、所定範囲は、検波電圧と信号レベルとが線形性を有している範囲であり、レベル測定装置1のハードウェア構成に応じて適宜設定される。図9に示す例を参照すると、信号レベル「−90dBm〜−20dBm」の範囲に対応する検波電圧の範囲で検波電圧と信号レベルとが線形性を有している。本実施形態では、この範囲のうちより良好な線形性を有する信号レベル「−70dBm〜−40dBm」の範囲に対応する検波電圧の範囲を所定範囲としている。なお、以下において、基準電圧aとは所定範囲の下限値であり、基準電圧bとは所定範囲の上限値である。
ここで、信号レベルの低い入力信号は、信号雑音比(SN比)が小さくノイズの影響を強く受けるため、信号レベルが低い領域では信号レベルの変化に対する検波電圧の変化が少なく、検波電圧と信号レベルとの線形性が悪い。そのため、信号レベルの低い入力信号の信号レベルを適切に測定するためには、単純に増幅するだけでなく、SN比を大きくしノイズの影響を除去する必要がある。
そこで、本実施形態のレベル測定装置1では、第1伝送路3を介して伝送された入力信号の検波電圧が基準電圧aよりも低い場合(即ち、信号レベルの低い入力信号の場合)、第1伝送路3から第2伝送路4に切り替え、ノイズフロアのレベルを下げつつ入力信号を伝送する。これにより、伝送される入力信号のSN比が改善された上で増幅されるため、信号レベルの低い領域であっても検波電圧と信号レベルとの線形性を向上させることができ、適切に信号レベルを測定することができる。
そこで、本実施形態のレベル測定装置1では、第1伝送路3を介して伝送された入力信号の検波電圧が基準電圧aよりも低い場合(即ち、信号レベルの低い入力信号の場合)、第1伝送路3から第2伝送路4に切り替え、ノイズフロアのレベルを下げつつ入力信号を伝送する。これにより、伝送される入力信号のSN比が改善された上で増幅されるため、信号レベルの低い領域であっても検波電圧と信号レベルとの線形性を向上させることができ、適切に信号レベルを測定することができる。
また、信号レベルの高い入力信号を増幅して伝送した場合、検波器6の制御範囲に対して入力信号が飽和し過入力となってしまうため、信号レベルが高い領域では検波電圧と信号レベルとの線形性が悪化する。
そこで、本実施形態のレベル測定装置1では、第1伝送路3を介して伝送された入力信号の検波電圧が基準電圧bよりも高い場合(即ち、信号レベルの高い入力信号の場合)、第1伝送路3から第3伝送路5に切り替え、入力信号を増幅することなく伝送する。これにより、検波器6に入力される入力信号が過入力となることを防止できるため、信号レベルの高い領域であっても検波電圧と信号レベルとの線形性を向上させることができ、適切に信号レベルを測定することができる。
そこで、本実施形態のレベル測定装置1では、第1伝送路3を介して伝送された入力信号の検波電圧が基準電圧bよりも高い場合(即ち、信号レベルの高い入力信号の場合)、第1伝送路3から第3伝送路5に切り替え、入力信号を増幅することなく伝送する。これにより、検波器6に入力される入力信号が過入力となることを防止できるため、信号レベルの高い領域であっても検波電圧と信号レベルとの線形性を向上させることができ、適切に信号レベルを測定することができる。
[レベル測定装置1の構成]
続いて、本実施形態のレベル測定装置1の具体的な構成について説明する。図2は、レベル測定装置1の一実施形態としてのハードウェア構成を示す図である。
図2に示すように、レベル測定装置1は、スイッチ21,22と、第1伝送路3と、第2伝送路4と、第3伝送路5と、検波器6と、制御部7とを含んで構成される。なお、本実施形態では、便宜上、スイッチ21から検波器6に入力されるまでの経路を伝送路と呼ぶ。
続いて、本実施形態のレベル測定装置1の具体的な構成について説明する。図2は、レベル測定装置1の一実施形態としてのハードウェア構成を示す図である。
図2に示すように、レベル測定装置1は、スイッチ21,22と、第1伝送路3と、第2伝送路4と、第3伝送路5と、検波器6と、制御部7とを含んで構成される。なお、本実施形態では、便宜上、スイッチ21から検波器6に入力されるまでの経路を伝送路と呼ぶ。
スイッチ21,22は、制御部7の制御のもとで切替部2として機能し、入力信号の伝送路を第1伝送路3、第2伝送路4又は第3伝送路5の間で切り替える。
第1伝送路3は、増幅器31と、ATT32と、増幅器33と、可変減衰器(VATT:Variable Attenuator)10とを含んで構成され、入力信号を所定の利得で増幅して伝送する。
第2伝送路4は、低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)41と、ATT42と、増幅器43と、VATT10とを含んで構成される。LNA41は、第1伝送路3の増幅器31よりも雑音指数が小さい増幅器であり、第2伝送路4では、LNA41を用いることで、第1伝送路3よりもノイズフロアのレベルを下げつつ入力信号を所定の利得で増幅して伝送する。
第3伝送路5は、VATT10を含んで構成される。VATT10は、制御部7の制御電圧により入力信号に対する減衰量を調整可能な可変減衰器である。本実施形態では、伝送路として第1伝送路3又は第2伝送路4が用いられる場合には、VATT10の減衰量は「−3dB」に設定され、伝送路として第3伝送路5が用いられる場合には、VATT10の減衰量は「−10dB」に設定される。これにより、第3伝送路5では、入力信号を増幅することなく減衰して伝送する。
ここで、第1伝送路3、第2伝送路4及び第3伝送路5を用いた場合のノイズフロア(NF)特性を図3Aに示し、また、第1伝送路3、第2伝送路4及び第3伝送路5を用いた場合の利得(GAIN)特性を図3Bに示す。なお、図3A,3Bでは、スイッチ21から検波器6に入力されるまでのトータルNF特性及びトータル利得特性を示す。
図3Aを参照すると、第1伝送路3及び第2伝送路4では増幅器31,33,41,43を用いることとしているため、第3伝送路5に比べてノイズフロア特性がよくなっている。また、第2伝送路4ではLNA41を用いることとしているため、第1伝送路3に比べてノイズフロア特性がよくなっている。そのため、入力信号の信号レベルが低いほど、ノイズフロア特性のよい伝送路を用いて入力信号を伝送することになる。
また、図3Bを参照すると、第1伝送路3及び第2伝送路4では、増幅器31,33,41,43を用いることとしているため、利得がプラスとなっているものの、第3伝送路5では、増幅器を用いず減衰器(VATT10)のみを用いることとしているため、利得がマイナスとなっている。
また、図3Bを参照すると、第1伝送路3及び第2伝送路4では、増幅器31,33,41,43を用いることとしているため、利得がプラスとなっているものの、第3伝送路5では、増幅器を用いず減衰器(VATT10)のみを用いることとしているため、利得がマイナスとなっている。
このように、第2伝送路4では、ノイズフロアのレベルを下げ、且つ入力信号を所定の利得で増幅して伝送することになるため、入力信号の信号レベルが低い場合に、検波器6に入力される入力信号のSN比が改善することが確認できる。また、第3伝送路5では、入力信号を増幅することなく減衰して伝送することになるため、入力信号の信号レベルが高い場合に、検波器6に入力される入力信号が飽和することがない。
これにより、信号レベルの低い領域であっても、信号レベルの高い領域であっても、検波電圧と信号レベルとの線形性が向上する。
これにより、信号レベルの低い領域であっても、信号レベルの高い領域であっても、検波電圧と信号レベルとの線形性が向上する。
図2に戻り、検波器6は、第1伝送路3、第2伝送路4又は第3伝送路5から出力される信号の検波電圧を制御部7に出力する。制御部7は、例えばCPU及び記憶部(メモリ)を含んで構成される。制御部7は、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性を記憶部に記憶しておき、この入出力特性に基づいて検波器6から出力された検波電圧に対応する入力信号の信号レベルを算出する。即ち、制御部7は、レベル算出部として機能する。
ここで、第1伝送路3、第2伝送路4及び第3伝送路5では、入力信号の増幅方法が夫々異なるため、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性も伝送路によって夫々異なる。そこで、制御部7は、入出力特性を伝送路毎に記憶しておき、スイッチ21,22により切り替えられた伝送路に応じた入出力特性を用いて信号レベルを算出する。
図4〜図6に伝送路毎の検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性を示す。図4は、第1伝送路3を用いた場合の入出力特性を示し、図5は、第2伝送路4を用いた場合の入出力特性を示し、図6は、第3伝送路5を用いた場合の入出力特性を示す。
図4(A)を参照すると、第1伝送路3を用いて入力信号を伝送した場合、信号レベル「−70dBm〜−40dBm」の範囲において検波電圧と信号レベルとが線形性を有する。そこで、制御部7は、検波電圧に対応する信号レベルを規定する変換テーブル(図4(B))を用いて入力信号の信号レベルを測定する。
なお、第1伝送路を用いた場合、上述のように入力信号の信号レベルが「−90dBm」よりも低い領域、又は入力信号の信号レベルが「−20dBm」よりも高い領域において、検波電圧と信号レベルとの線形性が悪化する。
なお、第1伝送路を用いた場合、上述のように入力信号の信号レベルが「−90dBm」よりも低い領域、又は入力信号の信号レベルが「−20dBm」よりも高い領域において、検波電圧と信号レベルとの線形性が悪化する。
図5(A)を参照すると、第2伝送路4ではSN比を大きくして入力信号を伝送するため、第1伝送路3を用いて入力信号を伝送すると線形性が悪化する信号レベル「−90dBm」よりも低い領域でも、検波電圧と信号レベルとが線形性を有する。そこで、制御部7は、検波電圧に対応する信号レベルを規定する変換テーブル(図5(B))を用いて入力信号の信号レベルを測定する。これにより、例えば、信号レベル「−100dBm〜−70dBm」の入力信号についても適切に信号レベルを測定することができる。
図6(A)を参照すると、第3伝送路5では入力信号を増幅せずに減衰して伝送するため、第1伝送路3を用いて入力信号を伝送すると線形性が悪化する信号レベル「−20dBm」よりも高い領域でも、検波電圧と信号レベルとが線形性を有する。そこで、制御部7は、検波電圧に対応する信号レベルを規定する変換テーブル(図6(B))を用いて入力信号の信号レベルを測定する。これにより、例えば、信号レベル「−40dBm〜10dBm」の入力信号についても適切に信号レベルを測定することができる。
なお、検波器6が出力した検波電圧によっては、記憶部に記憶された変換テーブルに規定された検波電圧と一致しない場合がある。この場合、制御部7は、変換テーブルに規定された検波電圧のうち、検波器6が出力した検波電圧の近傍の少なくとも2つの検波電圧、例えば、変換テーブルに規定された検波電圧のうち、検波器6が出力した検波電圧を跨ぐ2つの検波電圧から線形補間して変換テーブルに規定されていない検波電圧に対応する信号レベルを算出する。
一例として、図4(B)の変換テーブルを参照して、検波電圧が「2V」である場合について説明する。変換テーブルに規定された検波電圧のうち、検波電圧「2V」を跨ぐ2つの検波電圧は、検波電圧「1.959V」と「2.423V」である。そこで、制御部7は、検波電圧「1.959V」に対応する信号レベル「−55dBm」と、検波電圧「2.423V」に対応する信号レベル「−35dBm」とを取得し、これら検波電圧及び信号レベルから検波電圧「2V」に対応する信号レベルを線形補間し「−53.3dBm」と算出する。
[レベル測定装置1の処理]
以上、本実施形態のレベル測定装置1の構成について説明した。続いて、図7を参照して、レベル測定装置1の処理について説明する。
以上、本実施形態のレベル測定装置1の構成について説明した。続いて、図7を参照して、レベル測定装置1の処理について説明する。
初めに、レベル測定装置1の制御部7は、VATT10に対する制御電圧を変更し、VATT10の減衰量を「−3dB」にするとともに(ステップS1)、切替部2を制御し、入力信号を伝送する伝送路を第1伝送路3に切り替える(ステップS2)。続いて、検波器6は、第1伝送路3を介して伝送された入力信号の検波電圧を制御部7に出力する(ステップS3)。
検波器6から検波電圧の入力を受けると、制御部7は、検波電圧が基準電圧aよりも高く、且つ基準電圧bよりも低いか否か、即ち、検波電圧が基準電圧aを下限値、基準電圧bを上限値とする所定範囲内に収まるか否かを判定する(ステップS4)。この判定がYESのときは、制御部7は、第1伝送路3用の変換テーブル(図4(B)参照)を用いてステップS3で受け付けた検波電圧に対応する信号レベルを算出し(ステップS5)、処理を終了する。
他方、ステップS4において検波電圧が所定範囲外であると判定されると、制御部7は、検波電圧が基準電圧aよりも低いか否か、即ち、検波電圧が所定範囲よりも低いか否かを判定する(ステップS6)。この判定がYESのときは、制御部7は、切替部2を制御し、入力信号を伝送する伝送路を第1伝送路3から第2伝送路4に切り替える(ステップS7)。続いて、検波器6は、第2伝送路4を介して伝送された入力信号の検波電圧を制御部7に出力し(ステップS8)、制御部7は、第2伝送路4用の変換テーブル(図5(B)参照)を用いてこの検波電圧に対応する信号レベルを算出し(ステップS9)、処理を終了する。
ステップS6の判定でNOの場合、検波電圧が基準電圧bよりも高い、即ち、検波電圧が所定範囲よりも高いことになる。そこで、制御部7は、切替部2を制御し、入力信号を伝送する伝送路を第1伝送路3から第3伝送路5に切り替えるとともに(ステップS10)、VATT10に対する制御電圧を変更し、VATT10の減衰量を「−10dB」にする(ステップS11)。続いて、検波器6は、第3伝送路5を介して伝送された入力信号の検波電圧を制御部7に出力し(ステップS12)、制御部7は、第3伝送路5用の変換テーブル(図6(B)参照)を用いてこの検波電圧に対応する信号レベルを算出し(ステップS13)、処理を終了する。
以上、本実施形態のレベル測定装置1について説明した。本実施形態のレベル測定装置1によれば以下の効果を期待できる。
レベル測定装置1は、入力信号を伝送する伝送路として第1伝送路3と第2伝送路4とを少なくとも含み、伝送された入力信号の検波電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える。このとき、第2伝送路4は、第1伝送路3の増幅器31よりも雑音指数が小さいLNA41を用いて入力信号を増幅し伝送するため、伝送路を介して伝送された入力信号の検波電圧と信号レベルとの関係性が、第1伝送路3と第2伝送路4とで異なることになる。
その結果、入力信号の信号レベルが、第1伝送路3(又は第2伝送路4)において検波電圧と信号レベルとの線形性が良好な所定範囲を外れる場合であっても、他の伝送路を介して伝送することで線形性の良好な範囲で検波器6及び制御部7に伝送することができる。これにより、1の伝送路を用いる場合に比べてレベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
その結果、入力信号の信号レベルが、第1伝送路3(又は第2伝送路4)において検波電圧と信号レベルとの線形性が良好な所定範囲を外れる場合であっても、他の伝送路を介して伝送することで線形性の良好な範囲で検波器6及び制御部7に伝送することができる。これにより、1の伝送路を用いる場合に比べてレベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
より詳細には、LNA41を用いる第2伝送路4では、ノイズフロアのレベルを下げ、且つ入力信号を所定の利得で増幅して伝送するため、信号レベルの低い入力信号の信号レベルを測定する場合に適している。そこで、レベル測定装置1では、第1伝送路3から出力される入力信号の検波電圧が所定範囲よりも低い場合に、入力信号を伝送する伝送路を第1伝送路3から第2伝送路4に切り替える。
これにより、レベル測定装置1によれば、第1伝送路3では測定することのできない低い信号レベルの入力信号の信号レベルを測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
これにより、レベル測定装置1によれば、第1伝送路3では測定することのできない低い信号レベルの入力信号の信号レベルを測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
また、レベル測定装置1は、入力信号を伝送する伝送路として入力信号を増幅させないで伝送する第3伝送路5を備え、第1伝送路3から出力される入力信号の検波電圧が所定範囲よりも高い場合に、入力信号を伝送する伝送路を第1伝送路3から第3伝送路5に切り替える。
これにより、信号レベルの高い入力信号については、増幅させることなく伝送することになるため、第1伝送路3では測定することのできない高い信号レベルの入力信号の信号レベルを測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
これにより、信号レベルの高い入力信号については、増幅させることなく伝送することになるため、第1伝送路3では測定することのできない高い信号レベルの入力信号の信号レベルを測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
このとき、第3伝送路5から出力される入力信号を減衰するVATT10を設けることで、信号レベルの高い入力信号の信号レベルをより適切に測定することができ、レベル測定のダイナミックレンジを広くすることができる。
また、レベル測定装置1では、第1伝送路3、第2伝送路4及び第3伝送路5の夫々に対応付けて、検波電圧と信号レベルとの関係性を示す入出力特性の変換テーブルを記憶し、入力信号を伝送する伝送路に応じた変換テーブルを用いて入力信号の信号レベルを算出する。このような変換テーブルを用いることで、信号レベルの算出を容易に行うことができる。
なお、レベル測定装置1では、増幅方法が異なる伝送路を切り替えて入力信号を伝送するため、1つの伝送路を用いて入力信号を伝送する場合に比べて広い範囲の信号レベルにおいて検波電圧と信号レベルとの線形性が保たれる。そこで、レベル測定装置1では、検波器6が出力した検波電圧が変換テーブルに規定された検波電圧と一致しない場合には、変換テーブルに規定された近傍の検波電圧から線形補間して、検波器6が出力した検波電圧に対応する入力信号を算出する。これにより、1つの伝送路を用いる場合に比べて広い範囲の入力信号の信号レベルを容易に算出することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
1・・・レベル測定装置、2・・・切替部、21,22・・・スイッチ、3・・・第1伝送路、31・・・増幅器、32・・・ATT、33・・・増幅器、4・・・第2伝送路、41・・・LNA、42・・・ATT、43・・・増幅器、5・・・第3伝送路、10・・・VATT、6・・・検波器、7・・・制御部
Claims (7)
- 増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第1伝送路と、
前記増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第2伝送路と、
前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号の電圧を出力する検波部と、
前記検波部が出力した電圧に基づいて、前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出部と、
前記検波部が出力した電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を他の伝送路に切り替える切替部と、
を備えるレベル測定装置。 - 前記切替部は、前記第1伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも低い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第1伝送路から前記第2伝送路に切り替える、
請求項1に記載のレベル測定装置。 - 入力信号を増幅させないで伝送する第3伝送路をさらに備え、
前記切替部は、前記第1伝送路から出力される信号の電圧が所定範囲よりも高い場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第1伝送路から前記第3伝送路に切り替える、
請求項1又は2に記載のレベル測定装置。 - 信号を減衰させて前記検波部に入力する減衰部をさらに備え、
前記減衰部は、前記第3伝送路から出力される信号を、前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号よりも大きい減衰率で減衰する、
請求項3に記載のレベル測定装置。 - 伝送路の夫々に対応付けて、前記検波部が出力した電圧と入力信号の信号レベルとの関係を示す変換テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記レベル算出部は、前記切替部が切り替えた伝送路に対応する変換テーブルを用いて、入力信号の信号レベルを算出する、
請求項1から4のいずれか1項に記載のレベル測定装置。 - 前記レベル算出部は、前記検波部が出力した電圧が前記変換テーブルに規定された電圧と一致しない場合には、前記変換テーブルに規定された電圧のうち、前記検波部が出力した電圧の近傍の少なくとも2つの電圧に対応する入力信号のレベルに基づいて、前記検波部が出力した電圧に対応する入力信号のレベルを算出する、
請求項5に記載のレベル測定装置。 - 増幅器を有する第1伝送路を介して入力信号を増幅して伝送する伝送手順と、
前記第1伝送路から出力された信号の電圧を出力する検波手順と、
前記検波手順にて出力された電圧が所定範囲に含まれていない場合に、入力信号を伝送する伝送路を前記第1伝送路から、前記第1伝送路の増幅器よりも雑音指数が小さい低雑音増幅器を用いて入力信号を増幅して伝送する第2伝送路に切り替える切替手順と、
前記検波手順にて出力された電圧に基づいて、前記第1伝送路又は前記第2伝送路から出力される信号の信号レベルを算出するレベル算出手順と、
を含むレベル測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013257097A JP2015115815A (ja) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | レベル測定装置及びレベル測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013257097A JP2015115815A (ja) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | レベル測定装置及びレベル測定方法 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2013257097A Pending JP2015115815A (ja) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | レベル測定装置及びレベル測定方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2015115815A (ja) |
-
2013
- 2013-12-12 JP JP2013257097A patent/JP2015115815A/ja active Pending
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