KR20030053512A - Ｒｆ 전력 측정 - Google Patents

Abstract

펄스화된 RF 입력 신호의 RF 전력을 측정하기 위한 RF 전력 측정 회로는 시그마-델타 ADC 회로 및 ADC 회로의 클럭 입력에 대한 클럭 펄스의 전달을 제어하기 위한 AND 게이트를 갖는다. 클럭 펄스는 사용될 저속 ADC 회로를 인에이블하는 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 펄스의 구간내에서 클럭 입력에 전달된다.

Description

ＲＦ 전력 측정{RF POWER MEASUREMENT}

첨부된 도면 중 도 1은 공지된 RF 전력 측정 회로를 도시하는 블럭다이어그램이다. 도 1은 RF 입력(11), 로드(12), 쇼트키 다이오드(13), 시그마-델타 ADC 회로 형태의 오버-샘플링 ADC 회로 및 클럭 발생기(15)를 포함한다.

사용에 있어서, 쇼트키 다이오드(13)는 RF 입력(11)에 도달한 RF 전력에 관련된 전압을 출력하는 검출기로서 동작한다. ADC 회로(14)는 상기 전압을 추가의 처리를 위해 저장될 수 있는 RF 전력을 측정하는 디지털 포맷으로 변환한다.

클럭 발생기(15)는 ADC 회로(14)의 클럭 입력 C_I에 클럭 펄스를 공급하며, 상기 펄스는 ADC 회로의 변환율을 정의한다. ADC 회로의 변환 시간 T_CONV은 다음 식에 의해 주어진다:

T_CONV= _CLOCK,

상기 N은 단일 변환을 실행하기 위해 요구되는 클럭 펄스의 갯수이며, F_CLOCK는 클럭 발생기(15)의 주파수이다. 지금까지, RF 펄스 길이보다 훨씬 짧은 변환 시간 T_CONV를 가지는 고속 ADC 회로를 사용하는 것은 종래적이며, 따라서 몇가지 전력 측정이 각각의 RF 펄스로부터 유도될 수 있다. 일반적으로, 시그마-델타 ADC 회로는 우수한 ADC 분석이 다른 변환 기술보다 더 낮은 비용으로 달성될 수 있기 때문에 선호된다.

고속 오버-샘플링 ADC 회로보다 상당히 저렴한 저속 오버-샘플링 ADC 회로를 사용하는 것은 바람직하며, 아직까지는 개선된 측정의 정확성에 도달하게 하는 우수한 ADC 분석을 성취할 수 있다. 그러나, 저속 오버-샘플링 ADC 회로는 ADC 회로의 변환 시간이 RF 펄스 길이보다 더 길 때, 상당한 기술적 문제를 나타낸다.

본 발명은 RF 전력 측정에 관한 것이며, 특히, RF 젼력 측정 회로 및 오버-샘플링(over-sampling) 아날로그-디지털 변환(ADC) 회로를 사용하는 방법에 관한 것이다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 오버 샘플링 ADC는 단일 변환을 실행하기 위해 N개의 한정된 클럭 사이클(상기 N>1)을 요구한다.

도 1은 공지된 RF 전력 측정 회로를 도시하는 블럭 다이어그램이다.

도 2는 본 발명에 따른 RF 전력 측정회로를 도시하는 블럭 다이어그램이다.

도 3(a) 내지 3(d)은 도 2에 도시된 RF 전력 측정 회로의 동작에서 사용할 수 있는 타이밍 다이어그램이다.

본 발명의 한 성향에 따라, 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 전력을 측정하기 위한 RF 전력 측정 회로가 제공되며, 상기 입력 신호를 전압으로 변환하기 위한 검출기 수단, 상기 전압으로부터 RF 전력의 측정을 유도하기 위한 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단, 클럭 펄스를 발생시키기 위한 클럭 발생 수단, 및 상기 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단의 클럭 입력에 대한 상기 클럭 펄스의 전달을 제어하기 위한 수단을 포함한다.

바람직한 실행에서, 상기 제어 수단은 상기 클럭 펄스가 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 펄스의 구간 내에서 바람직하게 각각의 RF 펄스의 시작 이후에 상기 클럭 입력에 전달되도록 한다. 상기 장치를 사용하여, 클럭 신호는 RF 펄스 구간내에서 ADC 의 클럭 입력에 전달되기 때문에, 둘 또는 그이상의 연속 RF 펄스로부터 단일 전력 측정을 유도하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 장치는 RF 펄스 길이보다 더 긴 변환 시간을 가지는 저속 오버-샘플링 ADC 의 사용을 인에이블한다.

본 발명의 또다른 성향에 따라, 펄스화된 RF 신호의 RF 전력을 측정하는 방법이 제공되며, 펄스화된 RF 신호를 전압으로 변환하는 단계, 상기 전압으로 부터 RF 전력의 측정을 유도하기 위한 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단을 사용하는 단계, 및 상기 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단의 클럭 입력에 대한 클럭 펄스의 전달을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는 다음 첨부된 도면을 참조로 하여 설명된다.

도 2를 참조로 하여, 다수의 회로 요소는 도 1의 회로에서 사용된 요소들과 동일하며, 동일한 참조 숫자가 사용된다.

도 1에 도시된 회로의 경우에서와 같이, RF 입력 신호 R_IN(도 3(a)에 도시)은 RF 입력(11)에서 수신되고, 부하(12)에서 종료되며, 쇼트키 다이오드(13)에 의해 RF 입력(11)에 도달하는 RF 전력에 관련된 전압 V_D(도 3(b)에 도시)로 변환된다. 시그마-델타 ADC 회로(14)는 그후에 검출된 전압(V_D)을 디지털 포맷으로 변환하고 그에 따라 변환기 출력에 RF 전력을 측정을 나타내는 데이터를 발생시킨다.

이전과 같이, RF 전력 측정 회로(14)는 클럭 발생기(15)를 가지지만, 클럭 발생기(15) 및 ADC 회로(14)의 클럭 입력 C_I사이에 접속된 ADN 게이트(16)의 제공에 의해 도 1의 회로와 다르다. AND 게이트(16)는 클럭 입력에 접속된 출력 터미널, 클럭 발생기(15)에 접속된 제 1 입력 터미널 및 펄스 트레인(도 3(c)에 도시) 형태로 외부에서 발생된 '펄스-온'신호 P_ON를 수신하기 위해 접속된 제 2 입력 터미널을 갖는다. AND 게이트(16)는 사실상 스위치가 폐쇄되는 동안(P_ON이 "하이"일 때)클럭 펄스가 ADC 회로(14)의 클럭 입력 C_I에 전달되도록 인에이블하고, 스위치가 오픈될 때(P_ON이 "로우"일 때) 상기 전달을 방해하는 스위치로써 동작한다. '펄스-온' 신호의 타이밍은 RF 입력 신호의 RF 펄스의 타이밍에 관련되며, 그 효과는 오직 RF 펄스(도 3(d)에 도시)의 구간 내에서 ADC 회로(14)의 클럭 입력 C_I에 대한 클럭 펄스의 전달을 인에이블하는 것이다. 따라서, RF 펄스가 제공될 때, 펄스는 클럭 입력에 전달될 것이다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 쇼트키 다이오드(13)는 검출기 전압 V_D이 각각의 RF 펄스의 에지를 각각 유도하고 추적하는 것에 지수적으로 응답하여 상승하고 하강하도록 하는 상당한 시간 상수를 갖는다. 이를 고려하여, '펄스-온' 신호 P_ON의 각각의 펄스는 관련된 RF 펄스이 시작 이후에 짧은 시간에 발생되며 임의의 클럭 펄스가 ADC 회로의 클럭 입력에 전달되기 이전에 검출기 전압이 고정되기에 충분한 시간을 허용한다. 관행적으로, 정확한 전력 측정이 실행되도록 인에이블하기 위해, 검출기 시간 상수는 RF 펄스 길이보다 훨씬 짧아야만 한다.

클럭 신호는 RF 펄스의 구간내에서 ADC 회로(14)의 클럭 입력에 전달되기 때문에, 둘 또는 그이상의 연속 RF 펄스로부터 단일 전력 측정을 유도하는 것이 가능하며, 따라서, RF 펄스 길이보다 훨씬 긴변환 시간을 가지는 저속 ADC 회로가 사용될 수 있다.

선택적으로, 고속 ADC 회로가 사용될 수 있으며, 상기 경우에서, '펄스-온' 신호 P_ON의 타이밍은 검출기 전압 V_D이 상승하거나 하강하는 동안 수행되는 전력 측정을 고려하지 않음으로써 측정의 정확성을 개선할 것이다.

도 2를 참조로 설명된 RF 전력 측정 회로가 시그마-델타 ADC 회로를 포함하지만, 오버-샘플링 ADC 회로의 다른 형태가 선택적으로 사용될 수 있음이 인식될 것이다.

유사하게 AND 게이트(16) 및 쇼트키 다이오드(13)가 수행가능한 다른 요소에 사용되지만, 실제로 동일한 스위칭 및 검출 기능은 예를 들면 동기 클럭 인에이블회로가 스위칭 기능을 위해 사용될 수 있고, 전계 효과 트랜지스터가 검출 기능을 위해 사용될 수 있는 것과 같이, 선택적으로 사용될 수 있다.

또한, RF 전력은 필수적으로 RF 펄스를 사용하지 않아도 되는 입력 파형의 임의의 원하는 부분을 통해 측정될 수 있음이 인식될 것이다.

Claims (16)

1. 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 전력을 측정하기 위한 RF 전력 측정 회로로서,

   상기 입력 신호를 전압으로 변환하기 위한 검출기 수단;

   상기 전압으로부터 RF 전력의 측정을 유도하기 위한 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단;

   클럭 펄스를 발생시키기 위한 클럭 발생 수단; 및

   상기 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단의 클럭 입력으로의 상기 클럭 펄스의 전달을 제어하기 위한 수단을 포함하는 RF 전력 측정 회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 클럭 발생 수단 및 상기 클럭 입력 사이에 접속되며, 타이밍이 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 펄스의 타이밍에 관련되는 제어 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정 회로.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 클럭 펄스가 상기 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 펄스의 구간 내에서만 상기 클럭 입력에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정 회로.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 클럭 펄스가 상기 RF 펄스 각각의 시작 이후에 상기 클럭 입력에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정회로.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제어 수단은 제어 펄스에 응답하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정 회로.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제어 펄스의 타이밍은 상기 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 펄스의 타이밍에 관련되는 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정 회로.
7. 제 6항에 있어서, 각각의 제어 펄스의 선행 에지는 상기 RF 펄스 각각의 시작 다음에 뒤따르는 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정 회로.
8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 AND 게이트인 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정 회로.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 수단은 쇼트키 다이오드인 것을 특징으로 하는 측정 회로.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 회로는 시그마-델타 아날로그-디지털 변환 회로인 것을 특징으로 하는 측정 회로.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 회로는 RF 펄스폭보다 더 긴 변환 시간을 가지는 것을 특징으로 하는 RF 전력 측정 회로.
12. 펄스화된 RF 신호의 RF 전력을 측정하는 방법으로서,

    상기 펄스화된 RF 신호를 전압으로 변환하는 단계;

    상기 전압으로 부터 RF 전력의 측정을 유도하기 위한 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단을 사용하는 단계; 및

    상기 오버-샘플링 아날로그-디지털 변환 수단의 클럭 입력으로의 클럭 펄스의 전달을 제어하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 제어 단계는 상기 클럭 펄스가 펄스화된 RF 입력 신호의 RF 펄스의 구간 내에서만 상기 클럭 입력에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 제어 단계는 상기 클럭 펄스가 상기 RF 펄스 각각의 시작 이후에 상기 클럭 입력에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 첨부된 도면 중 도 2 및 도 3을 참조로 하여 본 명세서에서 설명되는 것과같은 RF 전력 측정 회로.
16. 첨부된 도면 중 도 2 및 도 3을 참조로하여 본 명세서에서 설명되는 것과 같은 RF 전력 측정 방법.