JP2561023B2 - 高周波信号レベル検出回路および高周波信号レベル検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温度変化に対して安定
な高周波信号レベル検出回路および高周波信号レベル検
出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高周波信号レベル検出回路は、半
導体ダイオードの温度変化に伴う特性の変化のうち、立
ち上がり電圧の移動を図３のように、検波用のダイオー
ド４に電圧源５１の出力電圧を、コイル３を経由して供
給し、電圧源５１の出力電圧を検波用の半導体ダイオー
ド４の温度変化と同等に変化させることにより、温度の
変化にかかわらず、同じ交流入力に対して同一の検出出
力を得ようとするものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の高周波信号
レベル検出回路では、半導体ダイオードの立ち上がり特
性のみは補償できるが、温度による電圧−電流特性の傾
き（即ち、微分特性）の変化までは補償できないという
欠点があった。

【０００４】また、前者の補償にしても、半導体ダイオ
ードの温度特性のダイオード毎のバラツキのため、所要
の安定度を得るためには、何度も周囲温度を変えながら
バイアス電圧５１の出力電圧の温度変化を合わせ込む必
要があった。

【０００５】本発明の目的は、検波用の半導体ダイオー
ドのバイアス電圧を周囲温度の変化にかかわらず、最適
なバイアス点に設定することができ、かつ温度による検
波効率の変化をも補正することができる高周波信号レベ
ル検出回路および高周波信号レベル検出方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ダイオ
ードで検波することによって高周波信号のレベルを検出
する高周波信号レベル検出回路において、前記半導体ダ
イオードに印加するバイアスを、高周波信号を最適な効
率で検波できる第１の電圧と、高周波信号の振幅より充
分大きい第２および第３の電圧の３段階に階段上に周期
的に変化させる手段と、前記第２、第３の電圧のバイア
スに対する半導体ダイオードの電流値から、前記半導体
ダイオードのその時点の温度での電圧−電流特性を計算
する手段と、計算された前記電圧−電流特性により前記
第１の電圧を最適電圧に移動させる手段とを備えること
を特徴としている。

【０００７】また、本発明は、計算された前記電圧−電
流特性から、補正された前記第１の電圧の値に対する検
波効率を計算し、検波出力を補正する手段を備えるのが
好適である。

【０００８】

【作用】本発明の高周波信号レベル検出回路は、検波用
半導体ダイオードのバイアス電圧を周期的に３段階に変
化させ、検波に適当な電圧より大きい２つの電圧に対す
るダイオード電流からその時点での静特性を計算推定
し、検波のための最適バイアスに第１の電圧を合わせる
と共に、検波効率の変化を計算して、検波出力を補正す
る。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００１０】図１は、本発明の高周波信号レベル検出回
路の一実施例を示す回路図である。本実施例において、
高周波信号源１の一方の端子は接地され、他方の端子は
コンデンサ２を介して半導体ダイオード４の一方の端子
に接続され、バイアス電圧源１１の端子２５は接地さ
れ、出力端子２４はコイル３を介して半導体ダイオード
４の一方の端子に接続されている。半導体ダイオード４
の他方の端子は、コンデンサ５と抵抗６とからなる並列
回路を介して接地されると共に、サンプルホールド回路
７に接続されている。サンプルホールド回路７の出力
は、Ａ／Ｄ変換器８を介して演算器９に入力され、演算
器９の出力は、出力端子１０に出力される。また、演算
器９の端子２２は、Ｄ／Ａ変換器１２を介してバイアス
電圧源１１の入力端子２３に接続されている。

【００１１】次に、本実施例の動作について説明する。

【００１２】高周波信号源１の出力は、半導体ダイオー
ド４で検波され、コンデンサ５、抵抗６からなる時定数
回路の電圧を上昇させる。半導体ダイオード４のバイア
ス電圧は、バイアス電圧源１１の出力端子２４からコイ
ル３を経て供給される。バイアス電圧源１１の出力は、
図２に示すように検波に適合する第１の電圧と、測定範
囲内の高周波信号源１の振幅より充分大きな一定値の第
２、第３の電圧を発生する。

【００１３】サンプルホールド回路７は、図２のｔ_s1，
ｔ_s2，ｔ_s3の各々の電圧を周期的に抽出し、Ａ／Ｄ変換
器８でデジタル信号化し、演算器９でｔ_s1に対応する電
圧値をデジタル信号の形で出力すると同時に、ｔ_s2，ｔ
_s3に対応する電圧値から、その時点の温度での半導体ダ
イオード４の電圧−電流特性を計算し、第１の電圧の値
を室温で定めた所定の、かつ、わずかな順バイアス電流
が半導体ダイオード４に流れる値となるよう、バイアス
電圧源１１の制御入力端子２３へ指令を入力する。ま
た、計算した半導体ダイオード４の電圧−電流特性から
第１の電圧に対する検波効率を計算し、出力端子１０へ
の出力を補正する。

【００１４】一般に、ダイオードの電圧−電流特性は、
次式で得られる。

【００１５】

【数１】

【００１６】ここでＩ_O ＝逆方向飽和電流、ｖ_D ＝半導
体ダイオードに加わる電圧、 ｑ＝電子の電荷、Ｔ＝絶対温度、ｍ＝１〜２の間の定数 従って、ここでｖ_D は第２，第３のバイアス電圧であ
り、定数ｍ、絶対温度Ｔ以外は既知であるから、第２、
第３のバイアス電圧に対するダイオード電流が分かれ
ば、定数ｍ、絶対温度Ｔを計算することができ、所定の
バイアス電流を流すために必要な第１のバイアス電圧
は、どのような絶対温度Ｔに対しても求めることができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、検波に適
当なバイアス電圧以外の２つのバイアス電圧を検波用の
半導体ダイオードに与えることにより半導体ダイオード
の電圧−電流特性を求めて、周囲温度の変化にかかわら
ずダイオードのバイアス値を所定のバイアス点に設定す
ることができ、かつ温度による検波効率の変化を補正す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高周波信号レベル検出回路の一実施例
を示す回路図である。

【図２】バイアス電圧源の出力波形を示す図である。

【図３】従来の高周波信号レベル検出回路の一実施例を
示す回路図である。

【符号の説明】

１ 高周波信号源 ２，５ コンデンサ ３ コイル ４ 半導体ダイオード ６ 抵抗 ７ サンプルホールド回路 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ 演算器 １０ 出力端子 １１ バイアス電圧源 １２ Ｄ／Ａ変換器

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ダイオードで検波することによって
   高周波信号のレベルを検出する高周波信号レベル検出回
   路において、 前記半導体ダイオードに印加するバイアスを、高周波信
   号を最適な効率で検波できる第１の電圧と、高周波信号
   の振幅より充分大きい第２および第３の電圧の３段階に
   階段上に周期的に変化させる手段と、 前記第２、第３の電圧のバイアスに対する半導体ダイオ
   ードの電流値から、前記半導体ダイオードのその時点の
   温度での電圧−電流特性を計算する手段と、 計算された前記電圧−電流特性により前記第１の電圧を
   最適電圧に移動させる手段とを備えることを特徴とする
   高周波信号レベル検出回路。
2. 【請求項２】計算された前記電圧−電流特性から、補正
   された前記第１の電圧の値に対する検波効率を計算し、
   検波出力を補正する手段を備えることを特徴とする請求
   項１記載の高周波信号レベル検出回路。
3. 【請求項３】検波用の半導体ダイオードのバイアス電圧
   を周期的に３段階に階段上に変化させ、第１の電圧の値
   は、検波に適当であって、わずかな順電流が流れる値で
   あり、第２および第３の電圧の値は、入力高周波信号の
   振幅より充分に大きな値であり、各電圧に対するダイオ
   ード電流をサンプル検出し、第２および第３の電圧にお
   ける電流値からその時点の温度におけるダイオードの電
   圧−電流特性を計算し、計算結果より第１の電圧が最適
   なバイアス電圧となるように補正することを特徴とする
   高周波信号レベル検出方法。
4. 【請求項４】計算された前記電圧−電流特性から、補正
   された前記第１の電圧の値に対する検波効率を計算し、
   検波出力を補正することを特徴とする請求項３記載の高
   周波信号レベル検出方法。