JP6139446B2 - Peak hold detector - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えば、パルスレーダ装置等に用いられるピークホールド検波器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a peak hold detector used in, for example, a pulse radar device.
パルスレーダ装置は、最大探知距離で目標を探知する場合、高周波パルス信号のパルス幅およびパルス繰り返し時間(PRI:Pulse Repetition Interval)を長く設定して運用する。また、パルスレーダ装置は、最小探知距離で目標を探知する場合、高周波パルス信号のパルス幅およびPRIを短く設定して運用する。この種のパルスレーダ装置では、所定間隔で繰り返される高周波パルス信号のピーク値を保持するピークホールド検波器が用いられる。 When detecting a target at the maximum detection distance, the pulse radar device is operated by setting a pulse width and a pulse repetition time (PRI) of a high-frequency pulse signal to be long. In addition, when detecting a target with the minimum detection distance, the pulse radar device is operated by setting the pulse width and PRI of the high-frequency pulse signal to be short. In this type of pulse radar apparatus, a peak hold detector that holds a peak value of a high-frequency pulse signal repeated at a predetermined interval is used.
ピークホールド検波器は、検波ダイオード、キャパシタ、抵抗および積分器を備える。検波ダイオ−ドのカソード端子には、キャパシタの一端と抵抗の一端と積分器の入力端子とが接続される。また、キャパシタの他端および抵抗の他端は接地される。高周波パルス信号は、検波ダイオ−ドのアノード端子から入力される。 The peak hold detector includes a detection diode, a capacitor, a resistor, and an integrator. One end of a capacitor, one end of a resistor, and an input terminal of an integrator are connected to the cathode terminal of the detection diode. The other end of the capacitor and the other end of the resistor are grounded. The high frequency pulse signal is input from the anode terminal of the detection diode.
上記構成のピークホールド検波器において、検波ダイオ−ドに高周波パルス信号が入力される場合、検波ダイオ−ドは、入力される高周波パルス信号のピーク値を検波する。検波ダイオ−ドによりピーク値が検波された後、充電電流がキャパシタに流入する。この充電電流の流入により、キャパシタが充電される。キャパシタが充電されることにより、検波電圧は発生する。 In the peak hold detector configured as described above, when a high frequency pulse signal is input to the detection diode, the detection diode detects the peak value of the input high frequency pulse signal. After the peak value is detected by the detection diode, the charging current flows into the capacitor. The capacitor is charged by the inflow of the charging current. A detection voltage is generated when the capacitor is charged.
キャパシタが充電された状態で、検波ダイオ−ドに高周波パルス信号が入力されない場合、キャパシタは蓄積する電荷を放出する。キャパシタから電荷が放出されることにより、時間経過に伴い、検波電圧は降下する。また、キャパシタから放出される電荷の流れを示す放電電流が、抵抗に流入する。 When a high-frequency pulse signal is not input to the detection diode while the capacitor is charged, the capacitor releases the accumulated charge. As the electric charge is discharged from the capacitor, the detection voltage drops with time. In addition, a discharge current indicating the flow of electric charge discharged from the capacitor flows into the resistor.
積分器は、検波電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧を積分器の出力端子から出力する。 The integrator converts the detection voltage into a DC voltage, and outputs the DC voltage from the output terminal of the integrator.
上記のように、従来のパルスレーダ装置は、目標を探知する探知距離に応じて、高周波パルス信号のパルス幅およびPRIの設定を変更する。このとき、高周波パルス信号のパルス幅およびPRIを長く設定すると、パルス幅およびPRIを短く設定する場合と比較し、電荷の放出時間が長くなる。このため、PRIを長く設定する場合、PRIを短く設定する場合より検波電圧の降下量が大きくなる。これにより、PRIを長く設定する場合に出力される直流電圧が、PRIを短く設定する場合に出力される直流電圧より小さくなるという問題がある。 As described above, the conventional pulse radar apparatus changes the setting of the pulse width and PRI of the high-frequency pulse signal according to the detection distance for detecting the target. At this time, if the pulse width and PRI of the high-frequency pulse signal are set long, the charge release time becomes longer than when the pulse width and PRI are set short. For this reason, when the PRI is set to be long, the detection voltage drop amount is larger than when the PRI is set to be short. As a result, there is a problem that the DC voltage output when the PRI is set longer is smaller than the DC voltage output when the PRI is set shorter.
そこで、本実施形態の目的は、入力される高周波パルス信号のパルス幅およびPRIの設定が変更されても、出力される直流電圧の降下を低減することができるピークホールド検波器を提供することにある。 Therefore, an object of the present embodiment is to provide a peak hold detector that can reduce the drop in the output DC voltage even if the pulse width and PRI settings of the input high-frequency pulse signal are changed. is there.
本実施形態によれば、ピークホールド検波器は、第1のキャパシタ、第2のキャパシタ、切替器、情報取得部および切替制御部を具備する。第1のキャパシタは、第1の電気容量が設定される。第2のキャパシタは、前記第1の電気容量より大きい、第2の電気容量が設定される。切替器は、制御信号に応じて、パルス信号を入力させる前記第1のキャパシタと前記第2のキャパシタとを切り替える。情報取得部は、前記第1のキャパシタまたは前記第2のキャパシタに入力される前記パルス信号のパルス繰り返し時間情報を取得する。切替制御部は、前記情報取得部で取得されるパルス繰り返し時間情報から得られる前記所定のパルス繰り返し時間が、予め設定される条件を満たす場合、前記切替器による前記第1のキャパシタおよび前記第2のキャパシタの切り替えを制御する前記制御信号を、前記切替器へ出力する。前記第2の電気容量は、前記第1の電気容量に対する前記第2の電気容量の比が、前記予め設定されるパルス繰り返し時間の最小時間に対する最大時間の比と同等となるように設定される。 According to the present embodiment, the peak hold detector includes a first capacitor, a second capacitor, a switch, an information acquisition unit, and a switch control unit. The first capacitor has a first electric capacity. The second capacitor has a second capacitance that is greater than the first capacitance. The switch switches between the first capacitor and the second capacitor for inputting a pulse signal in accordance with a control signal. The information acquisition unit acquires pulse repetition time information of the pulse signal input to the first capacitor or the second capacitor. The switching control unit, when the predetermined pulse repetition time obtained from the pulse repetition time information acquired by the information acquisition unit satisfies a preset condition, the first capacitor and the second capacitor by the switch The control signal for controlling the switching of the capacitor is output to the switch. The second electric capacity is set such that a ratio of the second electric capacity to the first electric capacity is equal to a ratio of a maximum time to a minimum time of the preset pulse repetition time. .
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るピークホールド検波器の構成を示すブロック図である。図1に示すピークホールド検波器は、パルス検波器1、積分器2および制御器3を具備する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the peak hold detector according to the first embodiment. The peak hold detector shown in FIG. 1 includes a
パルス検波器1は、高周波パルス信号を入力し、当該高周波パルス信号のピーク値を検波する。また、パルス検波器1は、高周波パルス信号のピーク値を検波した後、高周波パルス信号の検波電圧を積分器2へ出力する。パルス検波器1は、後述する制御器3から出力される制御信号に応じて、検波電圧を出力する経路を切り替える。
The
積分器2は、パルス検波器1から出力される検波電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧を出力する。
The
図2は、図1に示すパルス検波器1および積分器2の一例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the
パルス検波器1は、検波ダイオード11、第1の充放電回路121、第2の充放電回路122、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132を備える。
The
検波ダイオード11は、検波ダイオード11のカソード端子が第1のSPDTスイッチ131に接続される。高周波パルス信号は、検波ダイオ−ド11のアノード端子から入力される。検波ダイオード11は、入力される高周波パルス信号のピーク値を検波する。
In the detection diode 11, the cathode terminal of the detection diode 11 is connected to the
第1の充放電回路121および第2の充放電回路122は、第1のSPDTスイッチ131と第2のSPDTスイッチ132とにより、いずれか一方へ切り替えられる。
The first charging /
第1の充放電回路121は、第1のキャパシタ1211および第1の抵抗1212を有する。
The first charge /
第1のキャパシタ1211の一端は、第1のSPDTスイッチ131と、第2のSPDTスイッチ132とが接続される第1の線路L1に接続される。第1のキャパシタ1211の他端は接地される。第1のキャパシタ1211には、第1の電気容量が設定される。
One end of the
検波ダイオ−ド11によりピーク値が検波された後、充電電流I1が第1のキャパシタ1211に流入する。この充電電流I1の流入により、第1のキャパシタ1211が充電される。第1のキャパシタ1211が充電されることにより、検波電圧は発生する。
After the peak value is detected by the detection diode 11, the charging current I 1 flows into the
第1のキャパシタ1211が充電された状態で、検波ダイオ−ド11に高周波パルス信号が入力されない場合、第1のキャパシタ1211は、蓄積する電荷を放出する。第1のキャパシタ1211から電荷が放出されることにより、時間経過に伴い、検波電圧は降下する。第1のキャパシタ1211から放出される電荷の流れを示す放電電流I2は、第1の抵抗1212に流入する。
When the
第1の抵抗1212の一端は、第1のSPDTスイッチ131と、第2のSPDTスイッチ132とが接続される第1の線路L1に接続される。第1の抵抗1212の他端は接地される。第1の抵抗1212は、第1のキャパシタ1211の一端の接続位置より第2のSPDTスイッチ132側に接続する。
One end of the
第1のキャパシタ1211が充電された状態で、検波ダイオ−ド11に高周波パルス信号が入力されない場合、第1のキャパシタ1211から放出される電荷の流れを示す放電電流I2は、第1の抵抗1212に流入する。
With the
第2の充放電回路122は、第2のキャパシタ1221および第2の抵抗1222を有する。
The second charge /
第2のキャパシタ1221の一端は、第1のSPDTスイッチ131と、第2のSPDTスイッチ132とが接続される第2の線路L2に接続される。第2のキャパシタ1221の他端は接地される。第2のキャパシタ1221には、第1のキャパシタ1211に設定される第1の電気容量と異なる、第2の電気容量が設定される。具体的に、第2の電気容量は、第1の電気容量に対する第2の電気容量の比が、入力される高周波パルス信号のPRIの最小時間に対する最大時間の比と同等となるように設定される。
One end of the
例えば、PRIの最小時間を10ms、PRIの最大時間を100msとすると、PRIの最小時間に対する最大時間の比は10となる。これにより、第2のキャパシタ1221は、第1の電気容量より10倍大きい容量となるように、第2の電気容量が設定される。
For example, if the minimum PRI time is 10 ms and the maximum PRI time is 100 ms, the ratio of the maximum time to the PRI minimum time is 10. As a result, the
検波ダイオ−ド11によりピーク値が検波された後、充電電流I3が第2のキャパシタ1221に流入する。この充電電流I3の流入により、第2のキャパシタ1221が充電される。第2のキャパシタ1221が充電されることにより、検波電圧は発生する。
After the peak value is detected by the detection diode 11, the charging current I 3 flows into the
第2のキャパシタ1221が充電された状態で、検波ダイオ−ド11に高周波パルス信号が入力されない場合、第2のキャパシタ1221は、蓄積する電荷を放出する。第2のキャパシタ1221から電荷を放出することにより、時間経過に伴い、検波電圧は降下する。第2のキャパシタ1221から放出される電荷の流れを示す放電電流I4は、第2の抵抗1222に流入する。
When the
第2の抵抗1222の一端は、第1のSPDTスイッチ131と、第2のSPDTスイッチ132とが接続される第2の線路L2に接続される。第2の抵抗1222の他端は接地される。第2の抵抗1222は、第2のキャパシタ1221の一端の接続位置より第2のSPDTスイッチ132側に接続される。第2の抵抗1222の抵抗値は、第1の抵抗1212の抵抗値と同じ値にする。
One end of the
第2のキャパシタ1221が充電された状態で、検波ダイオ−ド11から高周波パルス信号が入力されない場合、第2のキャパシタ1221から放出される電荷の流れを示す放電電流I4は、第2の抵抗1222に流入する。
When the
積分器2は、オペアンプOP、抵抗R1、抵抗R2およびキャパシタC1を備える。オペアンプOPは、プラス端子が接地され、マイナス入力端子に抵抗R1が接続される。抵抗R2およびキャパシタC1は、オペアンプOPのマイナス入力端子と出力端子との間に並列接続される。
The
積分器2は、上記構成を利用し、検波電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧を出力する。
The
図3は、図1に示す制御器3の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the
図3に示す制御器3は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、並びにROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等のCPUが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を含む。制御器3は、CPUにプログラムを実行させることで、情報取得部31および切替制御部32を実現する。
3 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and other storage areas for programs and data for the CPU to execute processing. Including. The
情報取得部31は、パルス検波器1に入力される高周波パルス信号のパルス繰り返し時間情報(以降、PRI情報と記載)を取得する。情報取得部31は、取得したPRI情報を切替制御部32へ出力する。ここで、上記PRI情報の取得先は、例えば、送信パルス信号を生成し、所定のPRIで送信パルス信号を空間へ放射する送信装置等である。すなわち、パルス検波器1に入力される高周波パルス信号のPRIは、既知である。
The
切替制御部32は、情報取得部31から出力されるPRI情報に基づいて、上記第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132の切り替えを制御する制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。すなわち、切替制御部32は、第1の条件を満たす場合、第1の充放電回路121(図2に示す実線のパス)へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1の条件とは、上記送信装置から送信されるPRIの短い高周波パルス信号が入力されることである。また、切替制御部32は、第2の条件を満たす場合、第2の充放電回路122(図2に示す破線のパス)へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第2の条件とは、上記送信装置から送信されるPRIの長い高周波パルス信号が入力されることである。
Based on the PRI information output from the
ここで、第1の実施形態に係るピークホールド検波器の動作について、具体例を挙げて説明する。なお、具体例では、第2の電気容量が、第1の電気容量より10倍大きい容量となるように設定される。また、2種類の高周波パルス信号がピークホールド検波器に入力される。図4は、図1に示すピークホールド検波器に入力されるパルス幅およびPRIの短い高周波パルス信号と、第1のパルスが入力される場合の検波電圧および直流電圧とを示す波形図である。図5は、図1に示すピークホールド検波器に入力されるパルス幅およびPRIの長い高周波パルス信号と、第2のパルスが入力される場合の検波電圧および直流電圧とを示す波形図である。なお、入力されるパルス幅およびPRIの短い高周波パルス信号を、第1のパルスと記載する。また、パルス幅およびPRIの長い高周波パルス信号を、第2のパルスと記載する。 Here, the operation of the peak hold detector according to the first embodiment will be described with a specific example. In the specific example, the second electric capacity is set to be 10 times larger than the first electric capacity. Two types of high frequency pulse signals are input to the peak hold detector. FIG. 4 is a waveform diagram showing a high-frequency pulse signal having a short pulse width and PRI input to the peak hold detector shown in FIG. 1, and a detection voltage and a DC voltage when the first pulse is input. FIG. 5 is a waveform diagram showing a high-frequency pulse signal having a long pulse width and PRI input to the peak hold detector shown in FIG. 1, and a detection voltage and a DC voltage when the second pulse is input. Note that a high-frequency pulse signal having a short pulse width and a short PRI is referred to as a first pulse. A high-frequency pulse signal having a long pulse width and PRI is referred to as a second pulse.
図4(a)に示す第1のパルスが入力される場合、情報取得部31は、送信装置からPRI情報を取得する。情報取得部31は、当該PRI情報を切替制御部32へ出力する。切替制御部32は、上記送信装置から送信されるPRIの短い高周波パルス信号が入力されるため、第1の充放電回路121へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部32から出力される制御信号に応じて、第1の充放電回路121へ切り替える。
When the first pulse illustrated in FIG. 4A is input, the
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132を第1の充放電回路121へ切り替えた後、検波ダイオード11に、第1のパルスが入力される。検波ダイオード11は、入力した第1のパルスのピーク値を検波する。第1のパルスのピーク値が検波された後、充電電流I1が第1のキャパシタ1211に流入する。この充電電流I1の流入により、第1のキャパシタ1211が充電される。第1のキャパシタ1211が充電されることにより、検波電圧は、図4(b)の実線のように発生する。
After switching the
第1のキャパシタ1211が充電された状態で、検波ダイオ−ド11に高周波パルス信号が入力されない場合、第1のキャパシタ1211は、蓄積する電荷を放出する。第1のキャパシタ1211から電荷が放出されることにより、時間経過に伴い、検波電圧は、図4(b)の実線のように降下する。
When the
積分器2は、図4(b)の破線のように、図4(b)の実線で示す検波電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧を出力する。
The
図5(a)に示す第2のパルスが入力される場合、情報取得部31は、送信装置からPRI情報を取得する。情報取得部31は、当該PRI情報を切替制御部32へ出力する。切替制御部32は、上記送信装置から送信されるPRIの長い高周波パルス信号が入力されるため、第2の充放電回路122へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部32から出力される制御信号に応じて、第2の充放電回路122へ切り替える。
When the second pulse illustrated in FIG. 5A is input, the
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132を第2の充放電回路122へ切り替えた後、検波ダイオード11に第2のパルスが入力される。検波ダイオード11は、入力した第2のパルスのピーク値を検波する。第2のパルスのピーク値が検波された後、充電電流I3が第2のキャパシタ1221に流入する。この充電電流I3の流入により、第2のキャパシタ1221が充電される。第2のキャパシタ1221が充電されることにより、検波電圧は、図5(b)の実線のように発生する。
After switching the
第2のキャパシタ1221が充電された状態で、検波ダイオ−ド11に高周波パルス信号が入力されない場合、第2のキャパシタ1221は、蓄積する電荷を放出する。第2のキャパシタ1221から電荷が放出されることより、時間経過に伴い、検波電圧は、図5(b)の実線のように降下する。
When the
積分器2は、図5(b)の破線のように、図5(b)の実線で示す検波電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧を出力する。
The
上記構成によれば、第1の実施形態に係るピークホールド検波器において、切替制御部32は、上記送信装置から送信されるPRIの短い高周波パルス信号が入力される場合、第1のキャパシタ1211を有する第1の充放電回路121へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部32から出力される制御信号に応じて、第1の充放電回路121へ切り替えるようにしている。
According to the above configuration, in the peak hold detector according to the first embodiment, when the high-frequency pulse signal having a short PRI transmitted from the transmission device is input, the switching
また、切替制御部32は、上記送信装置から送信されるPRIの短い高周波パルス信号が入力される場合、第1のキャパシタ1211より容量の大きい第2のキャパシタ1221を有する第2の充放電回路122へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部32から出力される制御信号に応じて、第2の充放電回路122へ切り替えるようにしている。
The switching
ここで、第1の実施形態に係るピークホールド検波器と、従来のピークホールド検波器とを比較する。 Here, the peak hold detector according to the first embodiment is compared with the conventional peak hold detector.
図6は、従来のピークホールド検波器の構成を示す回路図である。図7は、図6に示すピークホールド検波器に入力される第1のパルスと、第1のパルスが入力される場合の検波電圧および直流電圧とを示す波形図である。図8は、図6に示すピークホールド検波器に入力される第2のパルスと、第2のパルスが入力される場合の検波電圧および直流電圧とを示す波形図である。なお、図7(a)に示す第1のパルスのPRIは、図4(a)に示す第1のパルスのPRIと同じである。また、図8(a)に示す第2のパルスのPRIは、図5(a)に示す第2のパルスのPRIと同じである。 FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional peak hold detector. FIG. 7 is a waveform diagram showing the first pulse input to the peak hold detector shown in FIG. 6 and the detected voltage and DC voltage when the first pulse is input. FIG. 8 is a waveform diagram showing the second pulse input to the peak hold detector shown in FIG. 6 and the detection voltage and DC voltage when the second pulse is input. Note that the PRI of the first pulse shown in FIG. 7A is the same as the PRI of the first pulse shown in FIG. The PRI of the second pulse shown in FIG. 8A is the same as the PRI of the second pulse shown in FIG.
図7(b)と図8(b)とを比較すると、時間経過に伴い、図8(b)に示す検波電圧は、図7(b)に示す検波電圧より降下する。図8(b)に示す検波電圧より図7(b)に示す検波電圧が降下するのは、PRIを長く設定すると、電荷の放出時間が長くなるためである。これにより、図8(b)に示す直流電圧は、図7(b)に示す直流電圧より低下する。 Comparing FIG. 7B and FIG. 8B, the detection voltage shown in FIG. 8B drops from the detection voltage shown in FIG. 7B as time elapses. The reason why the detection voltage shown in FIG. 7 (b) is lower than the detection voltage shown in FIG. 8 (b) is that when the PRI is set to be long, the charge emission time becomes longer. Thereby, the DC voltage shown in FIG. 8B is lower than the DC voltage shown in FIG.
一方、図5(b)と図6(b)とを比較すると、PRIの変化前後で、出力される直流電圧に差異が生じない。PRIの変化前後で、出力される直流電圧に差異が生じないのは、第2のパルスが入力される場合に、容量の大きいキャパシタを有する第2の充放電回路122へ切り替えるためである。すなわち、第2のパルスが入力される場合、容量の大きいキャパシタを有する第2の充放電回路122へ切り替えることにより、従来よりも検波電圧が緩やかに降下する。これにより、第1の実施形態に係るピークホールド検波器は、第2のパルスが入力される場合、従来のピークホールド検波器よりも、時間経過に伴う検波電圧の降下量を小さくすることが可能になる。
On the other hand, when FIG. 5B and FIG. 6B are compared, there is no difference in the output DC voltage before and after the change of PRI. The reason why there is no difference in the output DC voltage before and after the change of PRI is to switch to the second charge /
したがって、第1の実施形態に係るピークホールド検波器は、入力される高周波パルス信号のパルス幅およびパルス繰り返し時間の設定が変更されても、出力される直流電圧の低下を低減することができる。 Therefore, the peak hold detector according to the first embodiment can reduce the drop in the output DC voltage even when the setting of the pulse width and pulse repetition time of the input high-frequency pulse signal is changed.
なお、第1の実施形態では、制御器3は、上記PRI情報を、送信装置等から取得しているが、これに限らない。制御器3は、装置内のメモリ等に、上記PRI情報を予め記憶しておいてもよい。
In the first embodiment, the
また、上記切替制御部32は、初期設定として、上記第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132をいずれの充放電回路にも接続しておらず、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132を選択的に切り替える制御信号を出力しているが、これに限らない。
Further, as the initial setting, the switching
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、初期設定として、第1の充放電回路121に接続されている。切替制御部32は、上記送信装置から送信されるPRIの長い高周波パルス信号が入力される場合、第1の充放電回路121から第2の充放電回路122へ切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力してもよい。
The
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、初期設定として、第2の充放電回路122に接続されている。切替制御部32は、上記送信装置から送信されるPRIの短い高周波パルス信号が入力される場合、第2の充放電回路122から第1の充放電回路121へ切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力してもよい。
The
(第2の実施形態)
図9は、第2の実施形態に係るピークホールド検波器の構成を示すブロック図である。図9に示すピークホールド検波器は、パルス検波器1、積分器2および制御器4を具備する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the peak hold detector according to the second embodiment. The peak hold detector shown in FIG. 9 includes a
図10は、図9に示す制御器4の機能構成を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of the controller 4 shown in FIG.
図10に示す制御器4は、例えば、CPU、並びにROMおよびRAM等のCPUが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を含む。制御器4は、CPUにプログラムを実行させることで判定部41および切替制御部42を実現する。
The controller 4 shown in FIG. 10 includes, for example, a CPU and a storage area for programs and data for the CPU to execute processing such as ROM and RAM. The controller 4 implements the
判定部41は、パルス検波器1に入力される高周波パルス信号を入力する。判定部41は、入力した高周波パルス信号のパルス繰り返し時間(以降、PRIと記載)を判定する。判定部41は、高周波パルス信号のPRI判定結果を切替制御部42へ出力する。ここで、パルス検波器1に入力される高周波パルス信号のPRIは、未知である。
The
切替制御部42は、判定部41から出力されるPRI判定結果に基づいて、上記第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132の切り替えを制御する制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。すなわち、切替制御部32は、第3の条件を満たす場合、第1の充放電回路121(図2に示す実線のパス)へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第3の条件とは、判定されるPRIが、想定されるPRIの最小時間に、想定されるPRIの最大時間および最小時間の差の半分を加えた時間以下となること、である。また、切替制御部42は、第4の条件を満たす場合、第2の充放電回路122(図2に示す破線のパス)へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第4の条件とは、判定されるPRIが、想定されるPRIの最小時間に、想定されるPRIの最大時間および最小時間の差の半分を加えた時間以上となること、である。
Based on the PRI determination result output from the
ここで、第2の実施形態に係るピークホールド検波器の動作について、具体例を挙げて説明する。なお、具体例では、第2の電気容量が、第1の電気容量より10倍大きい容量となるように設定される。また、2種類の高周波パルス信号がピークホールド検波器に入力される。図11は、図9に示すピークホールド検波器に入力されるパルス幅およびPRIの短い高周波パルス信号と、当該高周波パルス信号が入力される場合の、検波電圧および直流電圧とを示す波形図である。図12は、図6に示すピークホールド検波器に入力されるパルス幅およびPRIの長い高周波パルス信号と、当該高周波パルス信号が入力される場合の、検波電圧および直流電圧とを示す波形図である。 Here, the operation of the peak hold detector according to the second embodiment will be described with a specific example. In the specific example, the second electric capacity is set to be 10 times larger than the first electric capacity. Two types of high frequency pulse signals are input to the peak hold detector. FIG. 11 is a waveform diagram showing a high-frequency pulse signal having a short pulse width and PRI input to the peak hold detector shown in FIG. 9, and a detection voltage and a DC voltage when the high-frequency pulse signal is input. . FIG. 12 is a waveform diagram showing a high-frequency pulse signal having a long pulse width and PRI input to the peak hold detector shown in FIG. 6, and a detection voltage and a DC voltage when the high-frequency pulse signal is input. .
図11(a)に示す高周波パルス信号が入力される場合、判定部41は、当該高周波パルス信号を入力し、入力した高周波パルス信号のPRIを判定する。判定部41は、判定した高周波パルス信号のPRI判定結果を切替制御部42へ出力する。切替制御部42は、PRI判定結果が第3の条件を満たすため、第1の充放電回路121へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部42から出力される制御信号に応じて、第1の充放電回路121へ切り替える。
When the high-frequency pulse signal shown in FIG. 11A is input, the
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132を第1の充放電回路121へ切り替えた後、検波ダイオード11に、図11(a)に示す高周波パルス信号が入力される。検波ダイオード11は、入力した高周波パルス信号のピーク値を検波する。高周波パルス信号のピーク値が検波された後、充電電流I1が第1のキャパシタ1211に流入する。この充電電流I1の流入により、第1のキャパシタ1211が充電される。第1のキャパシタ1211が充電されることにより、検波電圧は、図11(b)の実線のように発生する。
After the
第1のキャパシタ1211が充電された状態で、検波ダイオ−ド11に高周波パルス信号が入力されない場合、第1のキャパシタ1211は、蓄積する電荷を放出する。第1のキャパシタ1211から電荷が放出されることにより、検波電圧は、図11(b)の実線のように降下する。
When the
積分器2は、図11(b)の破線のように、図11(b)の実線で示す検波電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧を出力する。
The
図12(a)に示す高周波パルス信号が入力される場合、判定部41は、当該高周波パルス信号を入力し、入力した高周波パルス信号のPRIを判定する。判定部41は、判定した高周波パルス信号のPRI判定結果を切替制御部42へ出力する。切替制御部42は、PRI判定結果が第4の条件を満たすため、第2の充放電回路122へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部32から出力される制御信号に応じて、第2の充放電回路122へ切り替える。
When the high-frequency pulse signal shown in FIG. 12A is input, the
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132を第2の充放電回路122へ切り替えた後、検波ダイオード11に、図12(a)に示す高周波パルス信号が入力される。検波ダイオード11は、入力した高周波パルス信号のピーク値を検波する。高周波パルス信号のピーク値が検波された後、充電電流I3が第2のキャパシタ1221に流入する。この充電電流I3の流入により、第2のキャパシタ1221が充電される。第2のキャパシタ1221が充電されることにより、検波電圧は、図12(b)の実線のように発生する。
After the
第2のキャパシタ1221が充電された状態で、検波ダイオ−ド11に高周波パルス信号が入力されない場合、第2のキャパシタ1221は、蓄積する電荷を放出する。第2のキャパシタ1221から電荷が放出されることにより、検波電圧は、図12(b)の実線のように降下する。
When the
積分器2は、図12(b)の破線のように、図12(b)の実線で示す検波電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧を出力する。
The
上記構成によれば、第2の実施形態に係るピークホールド検波器において、切替制御部42は、PRI判定結果が第3の条件を満たす場合、第1のキャパシタ1211を有する第1の充放電回路121へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部32から出力される制御信号に応じて、第1の充放電回路121へ切り替えるようにしている。
According to the above configuration, in the peak hold detector according to the second embodiment, when the PRI determination result satisfies the third condition, the switching
また、切替制御部32は、PRI判定結果が第4の条件を満たす場合、第1のキャパシタ1211より容量の大きい第2のキャパシタ1221を有する第2の充放電回路122へ信号経路を切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力する。第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、切替制御部32から出力される制御信号に応じて、第2の充放電回路122へ切り替えるようにしている。
Further, when the PRI determination result satisfies the fourth condition, the
ここで、第2の実施形態に係るピークホールド検波器と、従来のピークホールド検波器とを比較する。なお、図7(a)に示す高周波パルス信号は、図11(a)に示す高周波パルス信号と同じである。また、図8(a)に示す高周波パルス信号は、図12(a)に示す高周波パルス信号と同じである。 Here, the peak hold detector according to the second embodiment is compared with the conventional peak hold detector. Note that the high-frequency pulse signal shown in FIG. 7A is the same as the high-frequency pulse signal shown in FIG. The high frequency pulse signal shown in FIG. 8A is the same as the high frequency pulse signal shown in FIG.
図7(b)と図8(b)とを比較すると、時間経過に伴い、図8(b)に示す検波電圧は、図7(b)に示す検波電圧より降下する。図8(b)に示す検波電圧より図7(b)に示す検波電圧が降下するのは、PRIを長く設定すると、電荷の放出時間が長くなるためである。これにより、図8(b)に示す直流電圧は、図7(b)に示す直流電圧より低下する。 Comparing FIG. 7B and FIG. 8B, the detection voltage shown in FIG. 8B drops from the detection voltage shown in FIG. 7B as time elapses. The reason why the detection voltage shown in FIG. 7 (b) is lower than the detection voltage shown in FIG. 8 (b) is that when the PRI is set to be long, the charge emission time becomes longer. Thereby, the DC voltage shown in FIG. 8B is lower than the DC voltage shown in FIG.
一方、図11(b)と図12(b)とを比較すると、PRIの変化前後で、出力される直流電圧に差異が生じない。PRIの変化前後で、出力される直流電圧に差異が生じないのは、PRI判定結果が第4の条件を満たす場合に、容量の大きいキャパシタを有する第2の充放電回路122へ切り替えるためである。すなわち、PRI判定結果が第4の条件を満たす場合、容量の大きいキャパシタを有する第2の充放電回路122へ切り替えることにより、従来よりも検波電圧が緩やかに降下する。これにより、第2の実施形態に係るピークホールド検波器は、PRI判定結果が第4の条件を満たす場合、従来のピークホールド検波器よりも、時間経過に伴う検波電圧の降下量を小さくすることが可能になる。
On the other hand, when FIG. 11B and FIG. 12B are compared, there is no difference in the output DC voltage before and after the change of PRI. The reason why there is no difference in the output DC voltage before and after the change of PRI is to switch to the second charge /
したがって、第2の実施形態に係るピークホールド検波器は、入力される高周波パルス信号のパルス幅およびパルス繰り返し時間の設定が変更されても、出力される直流電圧の低下を低減することができる。 Therefore, the peak hold detector according to the second embodiment can reduce the drop in the output DC voltage even when the setting of the pulse width and pulse repetition time of the input high-frequency pulse signal is changed.
また、ピークホールド検波器は、入力される高周波パルス信号のパルス幅およびパルス繰り返し時間が未知であっても、想定されるPRIの最大時間および最小時間の範囲内で、出力される直流電圧の低下を低減することができる。 Further, the peak hold detector reduces the output DC voltage within the range of the maximum time and minimum time of the assumed PRI even if the pulse width and pulse repetition time of the input high-frequency pulse signal are unknown. Can be reduced.
なお、第1の実施形態では、上記切替制御部32は、初期設定として、上記第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132をいずれの充放電回路にも接続しておらず、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132を選択的に切り替える制御信号を出力しているが、これに限らない。
In the first embodiment, the switching
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、初期設定として、第1の充放電回路121に接続されている。切替制御部32は、PRI判定結果が第4の条件を満たす場合、第1の充放電回路121から第2の充放電回路122へ切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力してもよい。
The
第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132は、初期設定として、第2の充放電回路122に接続されている。切替制御部32は、PRI判定結果が第3の条件を満たす場合、第2の充放電回路122から第1の充放電回路121へ切り替える制御信号を、第1のSPDTスイッチ131および第2のSPDTスイッチ132へ出力してもよい。
The
また、制御器4は、装置内のメモリ等に、上記想定されるPRIの最小時間および最大時間を予め記憶しておいてもよい。 Further, the controller 4 may store in advance a minimum time and a maximum time of the assumed PRI in a memory or the like in the apparatus.
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載される発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
1…パルス検波器、11…検波ダイオ−ド、121…第1の充放電回路、1211…第1のキャパシタ、1212…第1の抵抗、122…第2の充放電回路、1221…第2のキャパシタ、1222…第2の抵抗、131…第1のSPDTスイッチ、132…第2のSPDTスイッチ、2…積分器、3,4…制御器、31…情報取得部、41…判定部、32,42…切替制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記第1の電気容量より大きい、第2の電気容量が設定される第2のキャパシタと、
制御信号に応じて、パルス信号を入力させる前記第1のキャパシタと前記第2のキャパシタとを切り替える切替器と、
前記第1のキャパシタまたは前記第2のキャパシタに入力される前記パルス信号のパルス繰り返し時間情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得されるパルス繰り返し時間情報から得られる所定のパルス繰り返し時間が、予め設定される条件を満たす場合、前記切替器による前記第1のキャパシタおよび前記第2のキャパシタの切り替えを制御する前記制御信号を、前記切替器へ出力する切替制御部と
を具備し、
前記第2の電気容量は、前記第1の電気容量に対する前記第2の電気容量の比が、前記予め設定されるパルス繰り返し時間の最小時間に対する最大時間の比と同等となるように設定される、
ピークホールド検波器。 A first capacitor in which a first capacitance is set;
A second capacitor with a second capacitance set greater than the first capacitance;
A switch for switching between the first capacitor and the second capacitor for inputting a pulse signal in response to a control signal;
An information acquisition unit for acquiring pulse repetition time information of the pulse signal input to the first capacitor or the second capacitor;
When a predetermined pulse repetition time obtained from the pulse repetition time information acquired by the information acquisition unit satisfies a preset condition, the switching of the first capacitor and the second capacitor by the switch is controlled. And a switching control unit that outputs the control signal to the switch ,
The second electric capacity is set such that a ratio of the second electric capacity to the first electric capacity is equal to a ratio of a maximum time to a minimum time of the preset pulse repetition time. ,
Peak hold detector.
前記切替制御部は、前記第1のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項1記載のピークホールド検波器。 The preset condition is that a pulse signal having a short pulse repetition time obtained from the pulse repetition time information is input,
The peak hold detector according to claim 1, wherein the switching control unit outputs a control signal for switching to the first capacitor to the switch.
前記切替制御部は、前記第2のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項1記載のピークホールド検波器。 The preset condition is that a pulse signal with a long pulse repetition time obtained from the pulse repetition time information is input,
The peak hold detector according to claim 1, wherein the switching control unit outputs a control signal for switching to the second capacitor to the switch.
前記切替器は、初期設定として前記第1のキャパシタに接続され、
前記切替制御部は、前記第1のキャパシタから前記第2のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項1記載のピークホールド検波器。 The preset condition is that a pulse signal with a long pulse repetition time obtained from the pulse repetition time information is input,
The switch is connected to the first capacitor as an initial setting,
The peak hold detector according to claim 1, wherein the switching control unit outputs a control signal for switching from the first capacitor to the second capacitor to the switch.
前記切替器は、初期設定として前記第2のキャパシタに接続され、
前記切替制御部は、前記第2のキャパシタから前記第1のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項1記載のピークホールド検波器。 The preset condition is that a pulse signal having a short pulse repetition time obtained from the pulse repetition time information is input,
The switch is connected to the second capacitor as an initial setting,
The peak hold detector according to claim 1, wherein the switching control unit outputs a control signal for switching from the second capacitor to the first capacitor to the switch.
前記情報取得部は、前記記憶部から前記パルス信号のパルス繰り返し時間情報を取得する請求項1記載のピークホールド検波器。 A storage unit for storing pulse repetition time information of the pulse signal;
The peak hold detector according to claim 1, wherein the information acquisition unit acquires pulse repetition time information of the pulse signal from the storage unit.
前記第1の電気容量と異なる、第2の電気容量が設定される第2のキャパシタと、
制御信号に応じて、パルス信号を入力させる前記第1のキャパシタと前記第2のキャパシタとを切り替える切替器と、
前記第1のキャパシタまたは前記第2のキャパシタに入力される、前記パルス信号のパルス繰り返し時間を判定する判定部と、
前記判定されるパルス繰り返し時間が、予め設定される条件を満たす場合、前記切替器による前記第1のキャパシタおよび前記第2のキャパシタの切り替えを制御する制御信号を、前記切替器へ出力する切替制御部と
を具備し、
前記第2の電気容量は、前記第1の電気容量に対する前記第2の電気容量の比が、想定されるパルス繰り返し時間の最小時間に対する最大時間の比と同等となるように設定される、
ピークホールド検波器。 A first capacitor in which a first capacitance is set;
A second capacitor having a second capacitance set different from the first capacitance;
A switch for switching between the first capacitor and the second capacitor for inputting a pulse signal in response to a control signal;
A determination unit for determining a pulse repetition time of the pulse signal input to the first capacitor or the second capacitor;
When the determined pulse repetition time satisfies a preset condition, switching control for outputting a control signal for controlling switching of the first capacitor and the second capacitor by the switch to the switch ; and a part,
The second electric capacity is set such that a ratio of the second electric capacity to the first electric capacity is equal to a ratio of a maximum time to a minimum time of an assumed pulse repetition time.
Peak hold detector.
前記切替制御部は、前記第1のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項8記載のピークホールド検波器。 The preset condition is that the determined pulse repetition time is equal to or less than a time obtained by adding the half of the difference between the maximum and minimum time of the assumed pulse repetition time to the minimum time of the assumed pulse repetition time. Is, and
The peak hold detector according to claim 8 , wherein the switching control unit outputs a control signal for switching to the first capacitor to the switch.
前記切替制御部は、前記第2のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項8記載のピークホールド検波器。 The preset condition means that the determined pulse repetition time is equal to or longer than the minimum time of the assumed pulse repetition time plus half of the difference between the maximum and minimum time of the assumed pulse repetition time. Is, and
The peak hold detector according to claim 8 , wherein the switching control unit outputs a control signal for switching to the second capacitor to the switch.
前記切替器は、初期設定として前記第1のキャパシタに接続され、
前記切替制御部は、前記第1のキャパシタから前記第2のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項8記載のピークホールド検波器。 The preset condition means that the determined pulse repetition time is equal to or longer than the minimum time of the assumed pulse repetition time plus half of the difference between the maximum and minimum time of the assumed pulse repetition time. Is, and
The switch is connected to the first capacitor as an initial setting,
The peak hold detector according to claim 8 , wherein the switching control unit outputs a control signal for switching from the first capacitor to the second capacitor to the switch.
前記切替器は、初期設定として前記第2のキャパシタに接続され、
前記切替制御部は、前記第2のキャパシタから前記第1のキャパシタへ切り替える制御信号を、前記切替器へ出力する請求項8記載のピークホールド検波器。 The preset condition is that the determined pulse repetition time is equal to or less than a time obtained by adding the half of the difference between the maximum and minimum time of the assumed pulse repetition time to the minimum time of the assumed pulse repetition time. Is, and
The switch is connected to the second capacitor as an initial setting,
The peak hold detector according to claim 8 , wherein the switching control unit outputs a control signal for switching from the second capacitor to the first capacitor to the switch.
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