帶波峰因數測量的rf檢測器的製作方法

2023-06-24 18:30:51

專利名稱：：帶波峰因數測量的rf檢測器的製作方法
技術領域：
：本發明一般地涉及RF檢測器，更具體地說，涉及能夠提供RF信號的平均功率水平和瞬時或峰值功率水平的指示的RF檢測器。
背景技術：
：有許多需要測量射頻(RF)信號的值和/或平均功率水平的應用。舉例來i兌，在勁iM戈無線通4言系統(例如，糹奪巢式電話網糹各)的發射鏈和接收鏈中RF信號的功率測量和控制可能是必要的。為了有效地4吏用可用的帶寬，在這些系統中傳輸的信號可能是使用複雜的調製標準(例如，CDMA、WCDMA或WiMax)調製的。這些複雜的調製信號有隨時間改變的波峰因數(該波峰因數定義為信號的峰值功率與平均功率之比)，如果使用採用二極體檢測或連續放大的傳統功率檢測器測量信號功率將造成不可容忍的誤差。表;f正調製信號的傳統」技術耳又決於計算平均功率和瞬時或峰值功率的輸入信號並行處理。舉例來說，參照圖1A，接線端102處的單一RF輸入信號經包跡檢測器或峰值檢測器104處理，產生瞬時功率/峰^f直功率，lT出a,而且經平均功率才企測器106處理，產生平均功率輸出b。圖1B舉例說明這種方法的變化，其中RF輸入信號最初-使用功率包跡4企測器112處理，然後4吏用求平均線^各114處理產生平均功率輸出b,而且使用緩衝/峰值;險測器104產生瞬時/峰值功率豐俞出a。在某些情況下，測量RF信號的波峰因數和獲得關於信號波形的信息是令人想要的。波峰因數的計算需要平均功率信息和峰值功率信息。再一次參照圖1A,依照，舉例來說，美國專利第5,220，276號的討^r,傳統技術在並行處理RF輸入信號確定峰值功率a和平均的功率b之後使用除法器108計算波峰因數。除法器108計算峰值檢測器104輸出(a)與平均功率輸出b之比，從而導致接線端110的l命出信號(b/a)，該信號是輸入信號波^奪因悽t的表達。當包跡4全測器用來代替i峰值;險測器的時候，除法器糹是供對平均功率標準化的瞬時功率輸出信號；即，瞬時功率與平均功率之比。使用並行處理技術的RF檢觀'j器的缺點是要求RF耦合器(未展示)在llr入端102驅動兩個信道，平均功率才企測信道和包跡功率或峰值功率鬥企測信道。除此之夕卜，因為將不同的^r測器(104和106)用於兩個不同的才全測信道，所以在兩個信道之間可能存在元器件程序和溫度變化，這將降低測量(尤其是波峰因數測量)的精度。為了4氐償兩個信道之間的這種差異，-使電^各匹配可能是必要的，因此增加系統的複雜性和成本。另一個缺點是可能要求除法器108依據平均功率檢測信道的輸出特性和包跡功率或峰值功率檢測信道的^T出特性處理非線性計算。除此之外，因為除法器的Y壬何誤差會危及波峰因數測量，所以精確的、有可能複雜而昂貴的除法器可能是必需的。有多種市售的平均功率4企測器可以用於圖1A和1B所示的系統。平均功率4企測器的一個範例是RMS-DC壽爭糹灸器。RMS-DC轉換器用來將AC(隨時間改變的)輸入信號的RMS(均方根)值轉換成DC(或準DC)電流或電壓。RMS-DC轉換器能夠測量與信號波形或波峰因數無關的RF信號RMS功率。使用反饋控制環技術的寬動態範圍平均功率^r測器是市場上買得到的。舉例來說，參照圖2，舉例說明將平方RF才企測器206與可變刻度因子和反饋控制環合併的RMS-DC轉換器200的方框圖。該RMS-DC轉換器在接線端202接收RF輸入V輸入並且在接線端204提供代表輸入信號平均功率的信號。平方RF檢測器206響應在控制埠208收到的比例因子控制信號V比例，在輸出埠210提供輸出電壓V輸h該輸出電壓是按控制信號的單調函數縮放的RF輸入信號的平方表達。因此，平方RF檢測器206的輸出用下式給出v輸出=IV輸八I"f(V比例)(1)平均功率檢測反饋環的第二要素是積分器210,該積分器有與平方RF牙企測器206的豐lT出埠209井禺合的專lT入埠212、4妾收參考信號214的參考埠213和與平方RF4企測器206的4空制埠208耦合的輸出埠216。積分器210的輸出埠216還與RMS-DC轉換器200的接線端204耦合。積分器210配置成整合平方RF檢測器206的輸出V輸*和參考信號214之間的差值，調整平方RF檢測器的比例因子直到平方RF才全測器的平均輸出信號和參考信號相等，因此造成反饋控制環。這個反饋環迫使平方RF一全測器206工作在受控的輸出工作點。舉例來說，在接線端202收到的RF輸入信號功率下降將導致積分器210的消極積分，迫使平方RF檢測器206放大該輸入信號以保持平方RF檢測器的平均輸出V輸出在恆定點。因為反々貴控制環的這種相互作用，所以平方RF檢測器206的比例因子控制信號Vtt將隨著RF輸入信號V,入的平均值改變，從而提供這個RF輸入信號平均功率的表達。這樣的或相似的RMS-DC轉換器的一些>範<列是在美國專矛J第6,348,829、6,429,720禾口6,437,630號中揭示的。單一^企測器平均功率或峰4直功率4企測方案(例如，圖1A和1B舉例i兌明的那些)有減少動態範圍的在夾點，舉例來i兌，在高頻集成電路檢測器設計中減少大約35分貝。使用反饋控制環技術的平均功率糹企測器(例如，前面討^r過的圖2舉例i兌明的那個一企測器)能實現大得多的動態範圍，取決於反々貴控制環的縮;故函數落實。舉例來說，動態範圍超過75分貝的平均功率衝企測器是市場上買得到的。然而，在測量峰^f直/包跡功率和平均功率的系糹充OH。，圖1A舉例i兌明的系鄉充)中，才示準4匕的瞬時功率1釙出或峰<直功率豐#出將受包跡功率或峰值功率檢測方案較低的性能(動態範圍)限制。除此之外，單一4全測器包跡功率或峰^直功率4企測方案還高度i也耳又決於輸入RF頻率，該頻率在許多應用中可能不是令人想要的。
發明內容本發明的各個方面和實施方案指向寬-動態範圍RF一企測器，該檢測器接受調製的或非調製的RF輸入信號並且提供依照RF輸入信號電壓的對悽t的RMS值的準線形函H改變的輸出。換句話說，該RF檢測器提供隨著按RF輸入信號的分貝數實測的RMS電壓呈線性(或幾乎線性)改變的輸出。該RF才企測器也能提供代表RF輸入信號的瞬時或峰值功率水平的對信號的平均功率標準化的第二輸出。該RF檢測器的實施方案將單一檢測器陣列用於平均(例如，RMS)功率4全測和瞬時/峰值功率才僉測兩者，藉此消除採用傳統的系統可能存在的上面討論過的一些元器件禾呈序和/或溫度易變的問題。除此之外，該RF檢測器的實施方案實現了增大輸入動態範圍和對平均功率將實測的瞬時/峰值功率標準化的反饋控制環，藉此耳又消對姊青確除法器的需求。因此，依照下面的進一步13討論，依照本發明的各個方面和實施方案的RF4企測器線^各可以用來在寬廣的輸入功率水平和調製複雜性範圍內提供RF信號的平均功率7jc平、標準^b的瞬時功率水平和峰〗直功率與平均功率之比(波峰因數)的精確指示。依照一個實施方案，功率#r測器包括配置成4妻收輸入信號的輸入端；與輸入端耦合的變增益檢測子系統，該子系統檢測輸入信號並且提供4全測器輸出信號；與變增益衝企測子系統耦合的積分器，該積分器配置成接收檢測器輸出信號和參考信號並且提供代表輸入信號的平均功率水平的積分器輸出信號；以及與檢測器子系統耦合的瞬時功率處理裝置，該處理裝置被配置成接收檢測器輸出信號並且在該功率檢測器的輸出端提供瞬時功率輸出信號，該信號代表對輸入信號的平均功率水平標準化的輸入信號的瞬時功率水平，其中變增益檢測子系統配置成接收積分器輸出信號並且將檢測器輸出信號調整到接近參考信號的水平。在功率4企測器的一個範例中，可變增益4全測子系統包4舌至少一個平方才全測器。該可變增益4全測子系統可能進一步包4舌4妻在輸入端和那至少一個平方^全測器之間的可變增益》文大器，其中可變增益放大器配置成接收積分器輸出信號並且提供放大的輸出信號，其中可變增益》文大器是這樣配置的，以致可變增益i史大器的增益受積分器輸出信號控制，而平方4企測器一皮配置成接收放大的輸出信號。在另一個範例中，可變增益4全測子系統包括配置成依據輸入信號提供眾多增益抽頭信號的增益級；配置成接收眾多增益抽頭信號並且提供對應的眾多檢測器抽頭信號的眾多檢測器；以及用來從響應控制信號的眾多檢測器抽頭信號當中選4奪至少一個檢測器抽頭信號並且提供至少一個選定的檢測器抽頭信號作為檢測器輸出信號的裝置，其中控制信號是積分器輸出信號的函數。在另一個範例中，可變增益才企測子系統包配置成衝是供第一組眾多增益抽頭信號的串聯連接的第一系列增益級；配置成提供第二組眾多增益抽頭信號的串聯連接的第二系列增益級；以及與第一和第二系列增益級耦合的眾多乘法器，其中每個乘法器都配置成將第一組眾多增益抽頭信號當中相應的一個增益抽頭信號與第二組眾多增益抽頭信號當中相應的一個增益抽頭信號相乘提供眾多平方信號。在另一個範例中，可變增益檢測子系統包括配置成依據輸入信號提供眾多增益抽頭信號的增益級；配置成接收眾多增益抽頭信號並且提供對應的眾多檢測器抽頭信號的眾多檢測器；以及接在眾多檢測器和積分器之間和眾多檢測器和瞬時功率處理裝置之間的內插器，其中內插器配置成接收眾多檢測器抽頭信號、選擇至少一個檢測器抽頭信號並且提供作為那至少一個選定的檢測器抽頭信號的函數的內插器輸出信號，其中積分器和瞬時功率處理裝置收到的檢測器輸出信號包含內插器輸出信號。內插器可能配置成至少從在其平方律區域中才喿作的那些才全測器選擇檢測器抽頭信號。內插器輸出信號可能是選定的檢測器抽頭信號的加權和的函數。在另一個範例中，增益級包括配置成將輸入信號放大提供眾多放大信號的串聯連接的眾多放大器；其中眾多增益4由頭信號包含眾多》文大信號。該增益級也可能包括配置成衰減ilr入^言號才是供眾多衰減信號的眾多衰減器，而眾多增益抽頭信號可能包含眾多放大信號和眾多衰減信號。內插器可能包括眾多內插器級，每個內插器級都配置成接收眾多檢測器抽頭信號當中相應的;^測器抽頭信號、單獨固定的偏置參考信號和公用的控制信號，其中公用的控制信號起源於積分器輸出信號。在一個範例中，每個內插器級包括可控制的電流放大器，其中可控制的電流;改大器的增益是單獨固定的偏置參考信號和公用的控制信號的函數。在功率糹企測器的一個範例中，瞬時功率處理裝置包4舌過濾檯r測器輸出信號的低通濾波器。低通濾波器可能有時間常數，該時間常^t小於積分器的^r出時間常^:。在另一個範例中，瞬時功率處理裝置包括放大檢測器輸出信號的放大器。在進一步的範例中，瞬時功率處理裝置包括峰值檢測器，而且峰值檢測器輸出信號代表對輸入信號的平均功率水平標準化的輸入信號的峰值功率水平。該瞬時功率處理裝置還可能包括比4交器和輸出區^:,其中比較器配置成接收檢測器輸出信號和參考信號並且以才企測器輸出信號和參考信號之間的相減過程為基礎產生誤差信號，而輸出區段配置成接收誤差信號並且提供瞬時功率輸出信號。在一個範例中，輸出區段包括輸出緩衝器，該輸出緩衝器可能是實現電晶體輸出放大器的。在另一個範例中，輸出區段包括提供峰值檢測器輸出信號的峰值檢測器，其中峰值檢測器輸出信號代表對輸入信號平均功率水平標準化的輸入信號峰值功率水平。峰值檢測器可能是使用與電容器耦合的電晶體輸出放大器實現的，其中電容器儲存代表峰值檢測器輸出端的峰值信號水平的電壓。功率檢測器的另一個範例包括配置成提供DC參考偏置輸出信號的至少部分複製瞬時功率處理裝置和配置成接收DC參考偏置信號和瞬時功率輸出信號並且將DC參考偏置信號從瞬時功率輸出信號中減去產生經DC偏移量調整的瞬時功率輸出信號的加法器，其中在功率4全測器的輸出端4是供的信號包括經調整的瞬時功率輸出信號，該信號代表對輸入信號的平均功率水平標準化的輸入信號瞬時功率水平。在另一個範例中，瞬時功率處理裝置包括峰值檢測器，而且在功率檢測器的輸出端提供的信號包括經調整的峰值檢測器輸出信號，該信號代表對輸入信號的平均功率水平標準化的輸入信號峰值功率水平。16另一個方面指向功率4企測方法，該方法包括^妄收^T入信號，檢測輸入信號的功率水平提供被檢信號，將被檢信號與參考信號進行比較提供誤差信號，整合誤差信號提供代表輸入信號平均功率水平的積分器輸出信號，才是供響應4皮^r信號的瞬時功率輸出信號(該瞬時功率#r出信號代表對輸入信號的平均功率水平標準化的輸入信號瞬時功率水平)，以及將被檢信號調整到接近參考信號的水平。在一個範例中，^r測輸入信號的水平包括計算輸入信號的平方。該方法可能進一步包括用可變增益i文大器》文大輸入信號提供放大信號和響應積分器輸出信號調整可變增益放大器的增益，其中檢測輸入信號的水平包括檢測放大信號的水平。在一個範例中，提供瞬時功率輸出信號包括檢測一皮檢信號峰值和提供對輸入信號平均功率水平標準化的峰值功率輸出信號。在另一個範例中，提供瞬時功率輸出信號包括將被檢信號與第二參考信號進行比較提供第二誤差信號，過濾和緩衝第二誤差信號提供瞬時功率輸出信號。依照另一方面，功率才全測方法包括以不同的增益水平^是供眾多輸入信號表達，檢測眾多輸入信號表達提供對應的眾多被檢信號，選擇至少一個被檢信號提供至少一個選定信號，計算那至少一個選定信號的平均值提供平均信號，以平均信號為基礎提供代表輸入信號平均功率水平的積分器輸出信號，以及以那至少一個選定信號為基礎提供代表輸入信號瞬時功率水平的對輸入信號平均功率水平標準化的瞬時功率輸出信號。在一個範例中，提供眾多輸入信號表達進一步包括衰減輸入信號提供眾多衰減信號；而且其中眾多輸入信號的表達進一步包括眾多衰減信號。在另一個範例中，選4奪至少一個一皮;險信號包括在眾多^M企信號之間插值衝是供至少兩個選定信號，給那至少兩個選定信號加相j是供至少兩個加權信號，以及計算那至少兩個加權信號之和提供內插器輸出信號。在另一個範例中，選擇至少一個被檢信號包括從在其平方律區域中操作的檢測器選擇那些檢測器信號。在一個範例中，檢測眾多輸入信號的表達包括計算眾多輸入信號表達的平方，而提供對應的眾多被才全信號包括提供對應的眾多平方信號。在另一個範例中，提供瞬時功率輸出信號可能包括;險測被衝企信號的峰值和提供對輸入信號的平均功率水平標準化的峰值功率輸出信號。依照另一方面，功率衝企測方法包4舌依才居1釙入4言號產生一系列增益抽頭信號；計算每個增益抽頭信號的平方並給每個增益抽頭信號加權，藉此產生一系列加權的輸出信號；計算加權輸出信號的總和，藉此產生相加的輸出信號；以相加的輸出信號為基礎提供代表輸入信號平均功率水平的積分器輸出信號；以及響應相加的輸出信號提供代表輸入信號的瞬時功率水平的對輸入信號的平均功率水平標準化的瞬時功率輸出信號。另外一些方面、實施方案和這些可4方^t的方面和實施方案的優勢將在下面詳細地討論。此外，人們將理解前面的信息和下面的詳細描述只是各種不同的方面和實施方案的i兌明性範例，而且傾向於為理解要索賠的方面和實施方案的類型和特徵糹是供綜述或架構。附圖淨皮包括在內，為的是l是供例i正和進一步理解各種不同的方面和實施方案，並且#皮合併在這<分-說明書之中構成這^f分"i兌明書的一部份。這些圖畫和這份說明書的其餘部分用來解釋所描述的並提出權利要求的方面和實施方案的原則和操作。至少一個實施方案的各種不同的方面爿奪在下面參照附圖進行討論。在這些不打算依比例繪製的附圖中，以各種不同的圖畫舉例的每個同一的或幾乎同一的組成部分是用相似的數字表示的。為了清楚，並非每個組成部分都^t標註在每幅圖畫中。這些18附圖是為舉例i兌明和解釋準備的，不傾向於作為對本發明的限制。在這些附圖中圖1A是用來測量IIT入信號的波峰因悽t的一個傳統系統範例的方才醫圖1B是傳統4企測器系統的另一個範例的方才匡圖2是一個傳統的RMS-DC轉換器範例的方框圖3是依照本發明諸方面的RF檢測器的方框圖4是依照本發明的諸方面在某個RF檢測器實施方案的瞬時/峰值才企測信道中另一種組成部分排列範例的方框圖5是依照本發明的諸方面圖解一個RF衝企測器範例的方框圖6是依照本發明的諸方面圖解另一個RF檢測器範例的方框圖7是依照本發明的諸方面舉例說明RF檢測方法的一個範例的流程圖8是依照本發明的諸方面圖解另一個RF4企測器範例的方衝匡圖9是依照本發明的諸方面圖解可變增益4全測子系統的一個範例的方^f醫圖IO是依照本發明的諸方面圖解另一個RF斥企測器範例的方框圖；圖11是依照本發明的諸方面包括內插器範例的RF檢測器部分的另一個範例的方圖12是依照本發明的諸方面圖解一個內插器範例的圖表；圖13是依照本發明的諸方面圖解另一個RF才僉測器範例的方框圖14是依照本發明的諸方面圖解瞬時功率處理區萃殳和輸出緩沖器的一個範例的線圖15A是依照本發明的諸方面在某個RF才企測器實施方案的瞬時功率輸出端4是供的輸出信號範例的例證；圖15B是與圖15A舉例說明的輸出信號相對應的RF輸入信號範例的例i正；圖16是依照本發明的諸方面圖解另一個RF才僉測器範例的方框圖17是依照本發明的諸方面瞬時功率處理區^殳和#r出峰值檢測器範例的線^各圖18是依照本發明的諸方面可變增益檢測子系統部分的範例方才醫圖19是依照本發明的諸方面另一個RF才企測器範例的方框圖；圖20是依照本發明的諸方面另一個RF4企測器範例的方框圖。20具體實施例方式有各式各樣的應用，在這些應用中提供RF信號的真實的RMS(均方根)功率和瞬時或峰值功率指示的精確測量或表達可能是有利的。舉例來說，在通信系統中信號功率水平測量可能用來提供接收信號強度指示(RSSI)和/或發射器信號強度指示(TSSI)。這些信號功率測量也可能用於RF功率放大器效率控制、接收器自動增益控制和/或發射器功率控制。依照前面的討i侖，一些系統涉及複雜的調製信號(例如，CDMA、WCDMA或WiMAX無線通信系統)。這些系統可能受益於與調製方案無關的精確的平均功率信息。在一些通信系統中，瞬時或峰值功率水平信息與RMS平均功率水平信息組合對於避免信號處理鏈的組成部分飽和可能是必不可少的。為了精確地i殳定功率》文大器適於糹又;衡有效功率和直線性的操作條件，一些自適應功率放大器偏置技術可能也需要或受益于波峰因悽t知識。因此，本發明的各個方面和實施方案指向寬動態範圍的RF斥僉測器，該RF檢測器除了能夠提供真實的RMS功率水平之外還能夠才是供RFI命入信號的對平均功率水平標準化的瞬時或工奪<直功率水平的指示。依照前面的討論，反饋環控制可以用於寬動態範圍的平均功率檢測。該RF檢測器可以提供RF輸入信號的平均有效功率的^^青確指示，與4言號形狀或波峰因悽t無關，並因此與應用於RF輸入信號的調製方案無關。除此之外，該RF糹企測器可以-提供反映人們將領會到在此討論的方法和裝置的實施方案在應用方面不局限於在下面的描述中陳述的或在附圖中舉例i兌明的裝置的構造和安排的細節。這些方法和裝置能夠在其他的實施方案中落實而且能夠以各種不同的方式實踐或實施。特定落實的範例在此只是為舉例說明準備的並且不傾向於作為限制。具體地說，結合^壬^可一個或多個實施方案討—論的;f亍為、要素和特;f正不傾向於在任何其他的實施方案中排斥相似的作用。另外，在此使用的4眚辭和術語是為了描述而不應該被視為限制。在此使用的"包括"、"組成""有"、"包含"、"涉及"及其變化意P未著嚢括其後列出的項目及其等同項目以及附加項目。參照圖3，舉例說明依照本發明諸方面的一個RF^r測器範例的方框圖。該RF才企測器在RF輸入4妾線端302^妄收RFI俞入信號。這個輸入信號經可變增益檢測子系統304處理後，在線路306上提供功率才企測器輸出信號。線3各306上的4企測器llr出水平和RF輸入功率水平之間的比例因子受線i各318上^是供的比例因子控制信號控制，下面將進一步討i侖。人們將領會到可變增益才全測子系統304可以以多種方式實現，至少其中一些將在下面更詳細地討"i侖。舉例來i兌，在一個實施方案中，可變增益衝全測子系統可能包4舌平方RF檢測器單元(或這樣的單元陣列)以及調整4企測器單元的比例因子的電^各，4口圖5所示。在另一個實施方案中，可變增益才全測器子系統304可能包括先於平方RF4全測器單元330的可變增益方文大器328，如圖6所示。在另一個實施方案中，可變增益4全測子系統可以;接不同的增益水平衝是供該RF輸入信號功率水平的眾多表達，而這些表達可以經才全測區^殳處理和縮》文(或在才企測期間或之後)以及求和之後在線;各306上才是供4全測器輸出信號，下面將進一步討論。依照一個實施方案，線路306上的檢測器輸出信號可能提供給平均功率4企測^各徑，該路徑提供代表力。到RF輸入接線端302的上檢測器輸出信號的從屬副本被提供給瞬時或峰值功率檢測路徑，該^各徑才是供代表RF輸入信號的瞬時或峰值功率水平的輸出310,也將在下面進一步討-論。l敘出端308在此一皮稱為RMS輸出端22308，而在那裡I是供的信號^L稱為RMS輸出信號。然而，人們將領會到在輸出端308提供的信號可能是RF輸入的均方水平表達，而非RMS水平表達。同樣地，輸出端310在此4皮稱為瞬時功率輸出端310，而在那裡提供的信號被稱為瞬時功率信號。然而，人們將領會到在一些範例中，輸出端310提供的信號可能代表RF輸入信號的^,值(而非瞬時)功率水平，下面將進一步討i侖。瞬時功率輸出310是對RF信號的平均功率標準化的。在一個實施方案中，瞬時功率輸出310以這樣的方式追隨RF輸入信號的任何調幅，以致瞬時功率輸出端上的信號擺幅將隨著調製後的RF輸入信號的瞬時功率改變，下面爿尋進一步討-淪。仍然參照圖3，該平均功率才企測^各徑包^"積分器312，該積分器計算在線路306上收到的檢測器輸出信號的平均值，因此在RMS輸出端308^是供^表加到RF輸入4妄線端302上的RF輸入信號的平均功率的4言號。在一個實施方案中，該平均功率^企測^各徑包括比較器314,該比較器將從可變增益檢測子系統304收到的信號(在線路306上)與基準發生器346(見圖8)才是供的固定的參考信號Irefl進4亍比4交。該比4支器可以以多種熟悉這項，技術的人已知的方式實現，包括但不限於通過將收到的檢測器輸出信號從參考信號中減去(反之亦然)產生誤差信號的減法器。積分器312可能響應在線路316上由比較器314提供的誤差信號。該積分器可能是作為模擬電路或作為數字式累加器實現的，在前者的情況下它的輸出將連續地改變，而在後者的情況下它的輸出將作為二進位數據流以不連續的步驟中改變，而RMS輸出端308和提供縮放控制信號的線路318可能代表數字總線。人們還將領會到雖然比較器314在圖3中一皮圖示為與積分器312分開的部件，^旦是比專交器314可以與積分器312集成到單一部件區l史之中，而且積分器312可以對4企測器輸出信號(在線路306上)和參考信號Irefl作出響應。RMS輸出信號可以在線3各318上才是供主會可變增益衝全測子系統304的4空制l俞入端以調整可變增益測子系統的比例因子，下面將進一步討i侖。因此，積分器312(包括比較器314)與可變增益檢測子系統304—起形成反^t控制環，調整可變增益^r測子系統的比例因子，直到線路306上的平均檢測器輸出信號與參考信號Irefl近似相等，下面將進一步討論。可變增益檢測子系統304的比例因子控制是線路318上才是供的信號的單調函#1,例如，線性函悽t、平方函悽t或指悽t函數。這個函數可以以連續的(模擬)方式實現或在不連續的步驟中實現，依照前面的討-論，在後一種情況線^各318可能〗氣表lt字控制總線。如圖3所示，瞬時功率檢測路徑包括瞬時功率處理區段320和舉#出區革殳322。依照前面的討i侖，在一個實施方案中，在線3各306上來自可變增益檢測子系統304的檢測器輸出信號的從屬副本被送給瞬時功率處理區段320，其輸出經由輸出區段322提供給瞬時功率輸出端310。因為上面討論過的反饋控制環，線路306上檢測器輸出信號的平均值等於參考信號Irefl,從而導致該;^測器輸出信號代表對RF輸入信號平均功率標準化的RF輸入信號瞬時功率。這個信號的從屬副本可以經瞬時功率處理區段320和輸出區時功率llr出。仍然參照圖3，處理區,殳320的瞬時功率可能配置成縮方丈和/或過濾和/或電平移動^^測器輸出信號。在一個範例中，瞬時功率處理區段配置成對線路306上收到的檢測器輸出信號進行低通濾波。濾波對於在保存RF輸入信號調製包跡的同時除去在線i各306上可能出現在可變增益鬥全測子系統304的llT出端的RF頻率紋波可能是有用的。該瞬時功率處理區段可能進一步對基準發生器346(見圖8)提供的第二參考信號Iref2作出反應，而且可能被配置成使用比較器324將線i各306上收到的^^測器輸出信號與參考信號Iref2進行比較。比較器324的操作可能考慮到關於檢測器輸出信號的電平移動操作。輸出區段322對瞬時功率處理區段320的輸出作出反應。在一個範例中，輸出區段322包括輸出緩沖器，其中瞬時功率處理區段320的輸出用該輸出緩沖器緩沖，產生輸出310，該輸出代表對RF豐lr入信號平均功率標準化的RF輸入信號瞬時功率水平，下面將進一步討論。在另一個範例中，輸出區段322包括峰值;險測器，該峰值糹企測器可能用來產生對RF輸入信號平均功率標準化的RF輸入信號峰值功率表達(也^皮定義為RF輸入信號的波峰因悽t)，也將在下面進一步討^侖。如上所述，檢測器輸出信號的緩衝、縮放和/或濾波可以按任何次序完成。舉例來說，如圖4所示，來自線路306的檢測器輸出放大或依增益按比例縮放，然後在被輸出區段322緩衝之前在比較器324中與參考信號Iref2進行比較。除此之外，人們將領會到加到比較器324上的參考信號Iref2的數值可能與用於平均功率檢測信道的參考信號Irefl的數值相同或不同。此夕卜，在一些範例中，Irefl可能被送到瞬時功率處理區段320(和第一積分器312),而不是產生分開的第二信號Iref2。再一次參照圖3，依照前面的討論，輸出區段322可能包括峰值檢測器，該峰值檢測器可能用來產生對平均功率標準化的峰值功率輸出並因此提供RF輸入信號的波峰因數測量結果。類似於瞬時功率4企測配置，濾波對於在保存輸入調製包跡和改善波峰因數精度的同時除去存在於可變增益檢測子系統304的輸出端的RF頻率紋波也許是有用的。依照前面的討論，傳統的系統提供波峰因數測量並因此需要平均功率測量和峰值功率測量，實現RF輸入信號的並行處理而且可能因此有若干缺點，例如，部分之間的變化，溫度變化和在兩個4企測信道上動態範圍容量不同，以及需要4青確25計算波峰因數的除法器。圖3舉例說明的那種RF檢測器(或其變化)可以通過以最小的附加複雜性佔絕對優勢地採用有反々費控制環的寬動態範圍平均功率4全測器的元器件迎4妻與傳統RF4企測器相關耳關的*匕戰。增加瞬時/峰<直功率舉lr出3IO可以依照上面的討i侖這樣實現，即，^U5U吏用用於平均功率^r測信道的^r測器輸出信號乂人屬副本；非必選i也包括一些增益/濾波部件以及糹爰衝器和/或峰值檢測器。此外，檢測器輸出信號的從屬副本可能只一直工作到輸入信號調製帶寬頻率(舉例來說，大約40兆赫)，而不是輸入RF頻率，這可以簡化瞬時功率處理區段320和/或輸出區段322所需的元器件。依照前面的討論，RF才企測器可以採用可變增益4全測子系統區段304的各種不同的實施方案來實現。舉例來說，參照圖6，在一個實施方案中，輸入接線端302的RF輸入信號可能被送給可變增益放大器328。在線路318上來自積分器312的輸出端的反饋信號可能用來控制可變增益放大器的增益。通過調整線i各318上的反饋信號掃過可變增益》i大器328的增益範圍，RF輸入信號的表達可以在繼續地變化的增益水平下獲得。可變增益放大器328的輸出可以傳送到平方才全測器330,後者在線i各306上才是供才企測器輸出信號。依照前面的討論，因為有反饋控制環，線路306上的檢測器輸出信號的平均^i^皮送去與參考信號Irefl近似匹配，所以當RMS輸出信號(該信號是在線路318上送回的)選擇將導致線路306上的一企測器輸出信號近似等於參考信號Irefl的可變增益放大器328的增益水平的時候，該系統可以實現穩定狀態。當然，人們將領會到增益或電平移動可能是在線路306上提供的(未展示)，以致檢測器輸出信號—皮驅動到不同於參考信號Irefl的水平，兩者相差的倍lt等於加到線^各306上的增益或電平移動。200880021653.0說明書第18/36頁也如同圖6舉例說明的那樣，在另一個實施方案中，RF4企觀'J器可能包括附加的平方4企測器332，該平方斥企測器可以用來產生參考信號Irefl和Iref2。以這種方式，平方4企測器330的考呈序和/或溫度變化在比較器314和324的比較(或相減)操作中可以被抵消。在另一個實施方案中，可變增益4企測子系統304包4舌有受偏置控制電3各331控制的可變平方增益的平方4全測器330,如圖5所示。依照上面的討論，輸入接線端302的RF輸入信號一皮送到平方檢測器330，後者在線路306上提供才企測器輸出信號。平方4企測器330可能包括一個或多個平方律才企測器單元。在這個實施方案中，線^各318上的縮;改控制反々貴信號驅動偏置控制電^各331，後者通過調整通過包括在平方4企測器330之中的平方摔:;險測器單元的偏置電流改變平方才全測器330的平方增益。線^各306上的才企測器1#出信號用來以與前面參照圖3和6討論過的方式驅動縮放控制反饋環。在一個範例中，偏置控制電路331可能還調整通過圖6所示的附加參考平方4全測器332的偏置電流Irefl和Iref2。RF檢測器可以用來實現各種不同的RF4企測方法。一個範例RF才企測方法的it禾呈圖展示在圖7中。該RF4全測方法的各個方面和實施方案將在下面繼續結合圖7進行討論。在一個實施方案中，第一個步4聚502包4舌以不同的增益水平提供RF輸入信號的表達。依照前面的討論，乂人RF輸入接線端302輸入RF^全測器的RF信號可以經可變增益4全測子系統304處理，才安不同的增益水平產生該RF輸入信號的多種表達。依照一個實施方案，RF檢測器的可變增益檢測子系統304包括增益級334，該增益級包括一系列;改大RF輸入信號的;^大器336的和一系列衰減RF輸入信號的衰減器338，如圖8所示。人們將領會到本發明不局限於所包括的放大器和衰減器，也不局限於包括相等數目的放大器和衰減器。而是，RF檢測器的實施方案所包括的;j文大器和/或衰減器可能有任Y可悽t目和任^T組合。通過"te輸入4妾線端302的輸入RF信號加給一系列放大器336和衰減器338,能產生RF輸入信號按特定的增益量4皮此分開的眾多抽頭。這些抽頭在此被稱為輸入信號的RF"增益抽頭"。人們將領會到在此使用的術語"增益"指的是正增益(例如，；改大器才是供的)和負增益(例如，衰減器提供的)。因此，回到圖7，步驟502可能包括放大RF輸入信號以不同的放大水平提供增益抽頭(步驟504)和減弱RF輸入信號以不同的衰減水平提供增益抽頭(步-驟506)。再一次參照圖8，依照一個實施方案，可變增益4企測子系統304還包括含有眾多4企測器342的衝全測器陣列340。在一個範例中，一個#r測器342是為一系列;故大器336中的每個放大器和一系列提供給衰減器338中的每個衰減器準備的，以1更在其l俞出端;險測信號水平。來自檢測器342的輸出可能被送給內插器344,該內插器淨皮配置成選一奪那一個或多個正在或最4妻近於最佳平方#:區域工作的檢測器的輸出，下面將進一步討論。內插器344在線路306上提供才企測器輸出電流Iu,該電流是來自選定的衝企測器342的組合輸出的函悽t。在增益和才全測器子系統304的方文大器《連336和/或衰減器鏈338中選定的輸出位置可能才是供代表RF輸入的平均功率水平的信息，下面將進一步討論。該內插器可能還包括接收在線路318上來自RMS輸出端308的反饋信號的控制輸入端348，下面將進一步討論。參照圖9,舉例說明可變增益檢測子系統304的一個範例的方框圖。依照上面的討論，可變增益檢測子系統304包括增益級334,該增益級可能包括;改大器《連336和衰減器《連338。在列舉的範例中，衰減器《連338是作為電阻器4連實現的。然而，人們將領會到本發明不受這樣的限制，可以使用熟悉這項技術的人已知的其他的衰減器要素。在一個範例中，放大器鏈336中的每個》文大器可能具有相同的增益，舉例來說，X分貝。同樣，一系列衰減器338中每個衰減器可能衝是供相同水平的衰減，舉例來說，X分貝衰減(或-X分貝增益)。在這個範例中，RF輸入信號^皮連續地通過每個放大器和衰減器遞送，如圖9所示。假定在放大器鏈336中有N個放大器，每個》丈大器有X分貝的增益，而在衰減器鏈338中有M個衰減器，每個衰減器有-X分貝的增益，那麼包括中立點，共有用X分貝I安順序分開的(M+N+1)個增益抽頭。作為-#代，；故大器和/或衰減器可能有不同的增益而且，依據增益數值和把RF輸入信號加給每個放大器和/或衰減器的方式，可能產生若干個用相同或不同的增益量按順序分開的增益抽頭。舉例來說，參照圖IO,舉例說明RF才會測器的另一個範例，其中增益級334包括眾多放大器336k，每個放大器有數倍於X(例如，aX、bX、cX........nX)分貝的增益。增益系悽史(a、b、c.....n)可能是整lt或非整數係數。依照前面的討i侖，增益級334可能包括放大器和/或衰減器的任何組合，所以圖10所示的範例不傾向於作為限制，增益級334可能另外(或作為替代)包括若干個衰減器，每個衰減器有數倍於-X分貝的增益。如圖10所示，在這個範例中，RF輸入信號被加給每個放大器336k,這些放大器是並聯的而不是串聯的(如同在圖13所示的範例中)。因此，如果有N個放大器336k而且如果增益係數(a、b、c.....n)是繼續的整數(例如，1、2、3、等等)，那麼增益級334將產生用X分貝按順序分開的N個增益抽頭。在一個實施方案中，增益級334的每個增益要素(放大器和/或衰減器)是以不同方式實現的。然而，人們將領會到本發明不受這樣的限制，單端落實也是可能的。再一次參照圖9，在列舉的範例中，每個增益抽頭在驅動檢測器陣列340之前被緩沖(使用緩衝器350)。抽頭分離可以^f吏用適當的偏置4支術在溫度、々貴電和程序變化期間穩定下來。人們將領會到，雖然緩衝器350在圖9中被舉例說明為與放大器336鏈和衰減器338鏈包括在一起，但是本發明不受這樣的限制，而且緩衝器350可以考慮改為3艮在增益《及334後面。如圖7所示，下一個步驟508可以包括才企測增益級334產生的每一個增益抽頭。依照一個實施方案，來自》文大器4連336和衰減器4連338的每個經緩衝的增益抽頭都驅動4企測器342，後者糹是供(示差或單端)豐俞出電流。因此，衝企測器陣列340產生(M+N+1)個電流輸出送到內插器344。同樣，在圖10所示的範例中，衝企測器陣列340產生N個電流輸出送到內插器344。人們將領會到雖然RF才企測器及其元器件的各種不同的輸入和輸出在此可能被描述為電流或電壓，^旦是本發明不受這樣的限制，而且這些輸入和/或*命出之中任何一個都可以使用熟悉這項技術的人已知的技術輕鬆地,人電壓變^灸成電流，反之亦然。在一個範例中，4僉測器342是平方檢測器，來自每個檢測器的輸出電流信號可能理想地隨著輸入電壓(即，輸入增益抽頭)的平方改變。因此，^全測增益抽頭的步驟508可能包括計算增益抽頭的平方。來自檢測器陣列340的輸出352可能在送給內插器344之前用濾波器354濾波，如圖9所示。在一個範例中，濾波器354可能是低通濾波器，用來減少信號上的RF頻率波紋。如同熟悉這項技術的人將辨認出的那樣，檢測器342可以以各種不同的方式實if見，而且可以有固定的或可變的比例因子，下面將進一步討論。在一個實施方案中，每個糹全測器342可能是作為共射才及三元《且單元實iE見的，該三元l且單元可能是為具有用來擴充可以在實踐中獲得平方4聿輸出電流的輸入電壓範圍的高電晶體比而選定的。同樣，可變增益4企測子系統334可以以各種不同的方式實現，也在將下面進一步討論。再一次參照圖7,該方法可能包4舌在才全測步4f508之後的步-驟510,該步驟選4奪RF輸入信號的一個或多個經一全測(非必選地平方)的表達。所有的檢測器342都依照前面的討i侖一皮與不同的信號水平相對應的增益抽頭驅使，但是只有少數檢測器可能正在它們的最佳平方律區域裡操作。在檢測器342的輸入端大的信號可能將檢測器驅動到它的限制區域而非平方律區域。太小的輸入信號可能#皮可能出現在實際的實施方案中的電壓偏移量和噪聲4務蓋。所以，依照前面的討論，在一個實施方案中，內插器344配置成選擇來自那些正在其最佳平方律區域中操作的檢測器342的輸出電流。選擇可能是使用一系列起源於積分器312的輸出並在控制輸入端348^是供^會內插器344的固定參考電壓和單一控制電壓Vconh實現的，下面將進一步討論。為了獲得精確的對數RMS信號水平指示，將來自相鄰檢測器342的輸出作為控制電壓Vconh的函數進行平滑的控制好的內插可能是令人想要的。參照圖ll，舉例說明RF檢測器範例的方框圖，更詳細地展示內插器344的範例。依照前面的討i侖，內插器3444妻受來自可變增益才全測子系統304的4全測器陣列340的(非必選地經濾波的)輸出352並且被配置成從那些輸出中選擇要相加並在線路306上輸出到積分器312和瞬時功率處理區^:320的一個或多個豐命出。依照一個實施方案，內插器344包括一系列內插器級356，每個4企測器輸出一個級。因此，如果檢測器陣列340提供(M+N+1)個輸出352，那麼內插器344可能包括(M+N+1)個內插器級356。在一個範例中，每個內插器級356有三個輸入端，4妄受4全測器的輸出(在輸入端358)、控制電壓Vcont(在控制輸入端360)和固定的偏置參考電壓(在偏置輸入端362),下面將進一步討論。也依照下面的更進一步討論，控制電壓Vcont可能起源於積分器312的經縮放或未經縮力丈的輸出。內插器344可能包括偏壓發生器364(或與偏壓發生器364耦合)，該偏壓發生器產生一系列固定的偏置參考電壓加到內插器級356上，也將在下面進一步討論。來自所有內插器級356的輸出可能被合併，以^更在線路306上提供內插器輸出電流1輸*(也一皮稱為檢測器輸出信號)。依照一個實施方案，內插器級356是作為電流輸出端連接在一起的可控制的電流》文大器實現的，如圖12所示。每個內插器糹及356都可能在輸入端358收到來自衝企測器輸出之一的電流。這個收到的特定量的電流可能被轉移到輸出線路306上(如I輸"，而內插器級356的控制豐命入端360(它才妄受控制電壓Vcont)和偏置車lr入端362可能用來設定內插器級的電流增益。如圖12所示，在一個範例中，內插器級356的所有控制輸入端360都^t接到內插器344的控制電壓輸入4妄線端348上。在一個實施方案中，當對於給定的內插器級356，控制電壓Vcont接近偏置參考電壓Vref的時候，那個級的電流增益可能是最大的，而當Vcont小於或大於Vref的時候，增益可能急劇下降。因此，每個內插器級的電流增益給來自各自的檢測器342的電流加權。在一個範例中，每個內插器級356都配置成只有當控制電壓在那個級的預定偏置參考電壓水平範圍內的時候才提供輸出。為了(在RMS輸出端308提供)精度較高的總RMS功率水平對數指示，每個內插器級356的增益作為控制電壓Vcont的函悽t可能—皮選定在Vref周圍不對稱的。依照前面的討論，為了提供檢測器輸出信號1輸±，把所有內插器級356的輸出相加。每個個別內插器級356都有用給該級的控制電壓Vcont和固定偏置參考電壓Vrefi之間的差確定的電流增益。因此，那些加給內插器級356的電流增益相對4交高的4企測器輸出電流352一皮內插器344選中。來自選定的4全測器342的電流是用各32自的內插器級356的電流增益加權的，因此，內插器的輸出電流I輸出可以一皮一見為選定的4企測器342的輸出的加權和。再一次參照圖ll和圖12,在一個範例中，內插器級356的偏壓輸入端362一皮偏壓基準發生器364所產生的經緩沖的固定參考電壓驅動。糹爰衝可能是由^妄在偏壓基準發生器364和每個偏壓輸入端362之間緩衝器366提供的，如圖12所示。這些固定的參考電壓可能被數量AV彼此分開，最低的參考電壓值為Vofs。因此，可能有(M+N+l)個參考電壓Vrefi,從Vofs開始，連續地遞增AV,一直到Vofs+(M+N)*△V。當然，人們將領會到參考電壓Vrefi的序列可能^L顛倒過來，以致第一個參考電壓Vrefl對應於最高電壓(Vofs+(M+N)*AV)而且參考電壓的悽t值連續i也遞減△V,以致Vref(M+N+l)是最低的電壓，等於Vofs。在這個範例中，需要最大增益的最低的RF輸入信號可能是用RMS輸出端308的最低電壓表示的。這些參考電壓Vrefi的絕對精度可能直接影響RMS輸出端30財口瞬時功率輸出端310提供的信號精度。如果小心地選擇參考電壓間隔△V,當控制電壓Vcont掃過的時候，內插器344的輸出(即，在線路306上提供的來自所有內插器級356的組合電流I輸出)可能在K乘以最小的^^全測器抽頭電流和K乘以最大的糹企測器抽頭電流之間平滑地改變，其中K是內插器的縮;改量。依照一個實施方案，內插器344可能包括第二類型的內插器級356b，這個類型的內插器級不同於其他可能4妻受來自用增益級334的最高增益抽頭驅動的^^全測器342的電流的級356。在一個實施方案中，如圖12所示，當控制電壓Vcont接近固定的偏置參考電壓Vrefi的時候，就這個內插器級356b而言，內插器級356b的電流增益可能接近最大值，而且當Vcont大於Vref的時候該增益急劇下降，而當Vcont小於Vref的時候該增益將接近它的最大值。在另一個實施方案中，當控制電壓Vcont接近固定的偏置參考電壓Vrefi的時候，就這個內插器級356b而言，內插器級356b的電流增益可能接近最大值，而且當Vcont小於Vref的時候，該增益可能急劇下降，而當Vcont大於Vrefd、的時4美，該增益將4妄近它的最大Vrefi)急劇下降。再一次參照圖11,加到內插器級356上的控制電壓Vcont可能起源於本身接受在線路306上來自內插器344的輸出的積分器312的經縮放或未經縮放的輸出。因此，該RF衝全測器可能包括把內插器344和積分器312包括在內的反饋環。在一個實施方案中，積分器312包括;險測在線路306上供應的測器輸出電流UA和由基準發生器346提供的參考電流Irefl之間的差異的比較器314。在一個範例中，比較器314是電流比較器。然而，依照前面的討論，人們將領會到在此作為電流，提到的任何信號可能很容易被對應的電壓代替，所以，比較器可能接受內插器344的輸出電壓和參考電壓，而且可能是電壓比4交器。仍然參照圖11,比4交器314可能基於I^和Irefl的差產生誤差電流I誤差。這個誤差電流可以用來供整合電容充電或力文電，取決於誤差的方向。整合電容可能包括一個或多個電容器368、370。如果較高的整合時間常數是作為RF輸入信號的調製帶寬的函數得到恆定不變的RMS功率水平指示所期望或需要的，那麼附加的電容可能被添加到積分器312上。積分器312計算來自內插器344選定的檢測器342並且在線路306上提供給積分器312的信號的平均值(圖7的步驟512)。輸出放大器372可能用來對RMS輸出端308提供的信號進4亍緩衝、增益-縮》文和/或DC-偏移調整。在一個範例中，輸出放大器372可能提供適當的電流緩衝和輸出電壓來回擺動的能力，驅動可能與RMS功率輸出端308連才妻的外部負載。在一個範例中，環遊^文大器374用來在可能需要或期望驅動內插器344的控制輸入端348之時提供對積分器輸出的進一步縮放和/或緩衝。此外，人們將領會到放大器372和/或》文大器374可能是作的。因此，反饋控制環被形成，包括內插器344、積分器312和放大器(增益/刻度緩衝)372和374。依照一個實施方案，積分器312有大的增益(雖然不是無限的上面的討論，反饋環的這個大的增益迫使檢測器輸出電流W出與積分器參考電流Irefl—樣(或幾乎一樣)。當RF信號加給RF才企測器的輸入端302的時候(見圖8),或當外加RF輸入信號的RMS水平改變的時候，積分器312調整給內插器344的控制電壓Vcont並且接受來自所有被內插器選定的檢測器342的電流的對應的加權和。當控制電壓Vcont驅動內插器344以近似等於參考電流Irefl的加權平均輸出選擇那些檢測器342的時候，反饋環可能達到穩定狀態條件。在一個範例中，內插器344選擇正在最佳平方點操作的檢測器342的輸出，也就是說，那些檢測器342提供RF輸入信號電壓的平方的4青確表達。依照前面的討論，這個RF4言號^r入電壓的平方表達不管RF輸入信號的波形如何都可以獲得。在一個範例中，當這個結果通過選擇精確的縮放(由內插器344和放大器372、374的組合提供)和參考電流值Irefl實現的時候，大部分內插器輸出電流I輸出可以由一兩個檢測器342提供。因此，通過從RF檢測器陣列提供的所有的檢測器342中只選擇那些在其平方律區域中操作的檢測器342給出RF輸入信號功率水平，RF輸入信號的均方功率水平的測量可以在遠遠超過任何單一檢測器342的平方律(動態)範圍的RF輸入信號功率水平的範圍內獲得。因此，內插器344可以選出其輸出在寬廣的RF輸入功率水平範圍內為津奮確的平方律才喿作準備對平均信號功率範圍最寬廣的峰的4企測器。依照一個實施方案，當積分器312的輸出穩定到其穩態條件的時候，控制電壓Vcont的值決定哪個檢測器輸出352被內插器344選定。因此，藉助Ri^全測器的設計，對這些;f全測器342增益抽頭的均方值是已知的。在一個範例中，RF^T入信號的信號水平的X分貝改變((依照前面的討論)X分貝也是增益/衰減抽頭比)迫使內插器-積分器反饋環選擇連續的內插器級356。因為(依照前面的討論)這可能與在內插器344的控制輸入端348AV的變化相對應，所以控制電壓Vcont可能對於RF輸入信號的均方電壓水平的對數改變呈線性改變。>^人均方信號水平獲得RMS輸出信號的方才艮運算可以通過增益縮;改，舉例來說，藉助放大器372實現。RF輸入信號的均方值的根的對數等於RF輸入信號的均方值的對數的一半。因此，在RMS輸出端308,RF才企測器可以在寬的動態範圍內^是供RF輸入信號的RMS功率水平的精確表達(步驟514)。附加的求和和放大器電路(在圖8中未展示)可能非必選地與輸出端308連接，充當的緩衝器防止外部負載幹擾積分器-內插器反饋環。求和電流允許將外部的功率水平控制信號從輸出端308的信號中減去，藉此允許RF功率檢測器作為功率均衡環的控制器操作。在一個實施方案中，RF檢測器的精度可能取決於可變增益檢測子系統(304)的放大器/衰減器增益的穩定性和內插器級356的偏置IIT入端362的固定參考電壓的絕對^直。在知道多少增益可乂人增益級334得到的情況下，RF輸入信號的精確的對數RMS值絕對可以採用來自方丈大器372的適當的偏移量補償和/或增益縮;改由控制電壓Vcont提供。參照圖13，舉例i兌明包4舌RMSI敘出端308和瞬時功率I敘出端310的RF4企測器的另一個範例。依照前面的討^r，增益》及334可以以多種方式實現，而圖13舉例說明另一種變化，其中增益級334包括眾多串聯的放大器336。然而，人們將領會到增益區段334的任何列舉的變化(或很多其他變化的任何變化)都可能用於RF檢測器的任何實施方案。用複雜的調製方案對信號進行精確的RMS功率計算(例如，前面討論過的)在測量方面可能需要長的積分時間把隨時間改變的包跡包4舌在內。所以，與積分器312相關耳關的積分時間常悽t可能選衝奪相對專交長的。相反，用於(瞬時功率才全測信道的)瞬時功率處理區段320的低通濾波時間常數可能被選定的，以便消除可能由RF載波信號引起的同時也是足夠短暫的AC電流波動跟隨受載波調製包跡的幅度變化驅動的較慢的電流變化這一事實。在一個範例中，瞬時功率處理區,殳32(^是供iir出電;危，而且這個ilr出電流可能很容易使用熟悉這項技術的人已知的簡單的電阻器網絡轉換成電壓。瞬時功率處理區段320的這個轉換電壓輸出可以提供對RF輸入信號的瞬時調幅指示。此外，依照上面的討論，由於電壓幅度是在RMS功率檢測環選定的增益抽頭點產生的，所以將按RF載波的RMS功率縮;故。因此，來自瞬時功率處理區,殳320的電壓信號可以在寬廣的平均RF功率水平範圍內直接指示RF輸入信號調製的瞬時功率與平均功率之比。at匕外，在一個實施方案中，時功率水平指示對於大的調製波峰因數將是精確的，因為瞬時功率處理區段320被在其最佳的平方律區域中操作的檢測器342驅動。在另一個實施方案中，採用前面討i侖過的"溫度計"內4翁方案，瞬時功率水平指示範圍可能一皮擴展，為比單個4全測器342的平方律動態範圍大許多數量級的調製波峰因數才是供對悽t」峰值功率指示。參照圖14,舉例i兌明作為區,殳392共同舉例i兌明的瞬時功率處理區段320和輸出區段322的一個落實範例。依照前面的討論，瞬時功率處理區段320在其輸入線路378上接受來自線路306的檢測器輸出信號的副本。在一個範例中，瞬時功率處理區段320包括或連接比較器324(見圖4),該比較器接受線路306上的檢測器輸出信號並且將它與參考電流Iref2進行比4交(例如，通過將參考電流從才全測器4命出信號中減去，反之亦然)，產生誤差信號，作為線^各378上的^T入驅動圖14舉例-說明的那級瞬時功率處理區段320。所以，人們將領會到線路378上供應的信號可能是來自線路306(非必選地經過縮放或電平偏移)的檢測器輸出信號或比4交器產生的i吳差電流324。依照前面的討i侖，在一個範例中，38參考電流Iref2可能等於在平均功率檢測信道中被比較器314從檢測器輸出信號減去的參考電流Irefl。在這個範例中，當RF輸入信號在IIT入4妄線端302未^皮調幅的時^f'矣，瞬時功率處理區l爻320在線3各378上的l餘入電流將幾乎為零。依照一個實施方案，瞬時功率處理區卓殳320在包4舌電阻器382、384禾口電晶體386a、386b、386c的網糹各中完成只於糹戔^各378上的輸入信號的電流-到-電壓的變換。在一個範例中，這些電晶體386a、386b和386c是BJT電晶體，如圖14所示，^f旦是人們將領會到作為替代它們可能是作為FET電晶體實現的。由此產生的電壓在線3各376上供應糹合!餘出區革殳322。依照前面的討論，在一個實施方案中，在瞬時功率輸出端310提供的信號是RF輸入信號的瞬時功率對RF輸入信號平均功率標準化的表達。在這個實施方案中，輸出區段322包含在從屬配置中緩衝在線路376上收到的電壓的電晶體388。電晶體3884吏用電阻器402適當；也加偏壓，該電阻器對於輸出區段322可能是內在的、外部的或部份外部的(例如，如果使用多個實際電阻器實現該代表電阻器402的話)。在圖14列舉的實》4方案中，電晶體386a、386b、386c禾口電阻器382、384的酉己置消除從屬電晶體388的基極-發射極電壓的溫度變化，從而導致在瞬時功率輸出端310出現熱穩定的(或幾乎熱穩定的)瞬時功率輸出信號。參照圖15A,舉例i兌明在某RT一企測器實施方案的瞬時功率車lr出端310才是供的信號的一個範例曲線。在圖15A所示的範例中，加在接線端302的RT輸入信號是波峰因數為9.04分貝(如圖15B所示)的4-色調信號。依照前面的討論，如同能在圖15A中看到的那樣，在這個範例中，在瞬時功率輸出端^是供的電壓遵循RT輸入信號對RT輸入信號平均功率水平標準化的調幅形狀。在一個實施方案中，區段392的複製品394可以作為基準用來補償溫度、程序和々貴電變化，如圖16所示。在列舉的範例中，複製區段394不接受任何輸入信號並因此當沒有在線路378上收到的輸入電流的時候提供等同於區段392的輸出電壓的輸出電壓。因此，在輸出線路398上從複製區段394提供的信號將是隨溫度、饋電和程序變化改變的直流水平。因為複製區段394是區段392的副本，所以線3各310上誤差瞬時功率l俞出信號與溫度、禾呈序和銷-電變化相關的誤差可以通過使用加法器400計算線路398上參考輸出信號的減少:故消除。依照前面的討i侖，在一個Irefl近似等於Iref2的範例中，如果RF輸入信號沒有任何調幅，線路396上的瞬時功率輸出信號與線路398上的瞬時功率參考信號的差分可能幾乎為零。因此，在輸出端396提供的差分信號可以在這個差分信號的平均值幾乎為零的情況下提供對RF輸入信號平均功率標準化的RFilr入4言號瞬時功率的表達。在另一個實施方案中，如果Iref2也一皮力口到複製區4史394的埠378上，那麼線i各310上的瞬時功率輸出信號與線路398上的參考信號的差分將對應於就平均功率標準化而言4、表參考水平的固定凝:^l。因》匕，在llr出端396一是供的差分信號可以在這個差分信號的平均值就平均功率標準化而言在參考水平的情況下提供對RF輸入信號平均功率標準化的RF輸入信號瞬時功率的表達。依照前面的刮、侖，在另一個實施方案中，在瞬時的功率l命出端31O提供的信號可以代表對RT輸入信號平均功率標準化的RT豐lr入4言號碎，1直功率K平。因此，4命出區^:322可以包4舌能用來產生對平均功率標準化的《%值功率輸出的^奪值;險測器，也糹皮定義為RT輸入信號的波峰因數。參照圖17,舉例說明瞬時功率處理區段320和輸出區段322的另一個範例，其中輸出區4是322包括峰值檢測器。依照前面參照圖14的討論，這個區段392使用包括電阻器382、384禾口電晶體386a、386b禾口386c的網糹各只於糹戔3各378上4丈至U的信號完成電流-到-電壓的轉換。圖14舉例說明這些電晶體為BJT，但是人們將領會到作為替代，它們可能是作為FET電晶體實現的。在一個範例中，在線3各376上以其基才及4妄受由此產生的電壓的電晶體388,皮用於/人屬配置，其中大偏壓電阻器402和電容器404與電晶體388的射才及連4妄。偏壓電阻器402在這種情況下比在圖14緩衝器級配置中對應的電阻器402大得多，因此，經過電晶體388的靜態電流非常小。結果，這個電晶體在RF輸入信號功率的峰巔期間給電容器404充電，但是隨著RT功率下降到峰值以下它關掉(充當整流器)。因此，與峰值RT功率水平相對應的電壓被維持在電容器404上，時間常數與電阻器402的阻值和電容器404的電容值的乘積有關。電阻器402和電容器404對於輸出區段322可能是內在的或外部的或其4壬4可組合。在圖17舉例-說明的配置中，區革殳392在瞬時功率輸出端31O才是供峰值功率輸出信號，該信號是對RF輸入信號平均功率標準化的RF輸入信號峰值功率的表達。峰值功率與平均功率之比一皮定義為波^峰因悽丈。因此，在一個實施方案中，代表RT輸入信號的波峰因數的信號可以在瞬時功率輸出端310^是供。在這個實施方案中，峰值功率藉助平均功率的標準化(或"除法")不需要精確的除法器就可以發生，該除法器在前面參照圖1A討i侖過的可能已將電^各大大簡化和/或改善波i峰因悽t測量4青度的傳統的系統中是需要的。此外，在一個實施方案中，因為可變增益才企測子系統304的同一檢測器陣列孝皮用於RMS功率測量和瞬時功率測量，在傳統的系統中可能棘手的在RMS功率檢測信道瞬時功率檢測信道之間元器件和溫度變化問題依照前面的討論將被除去。同一檢測器陣列的使用還為平均功率檢測功能和瞬時的功率檢測功能兩者提供相似的動態範圍表3見。除jt匕之外，與傳統的系統相比4交，RT衝企測器電^各可以通過在兩個4企測信道當中共享元器件(例如，才企測器陣列)^皮簡化。再一次參照圖16,人們將領會到區段392和複製區段394可以如同圖17舉例_沈明的那樣實現。因此，以與先前討i侖過的瞬時功率配置相似的方式，線路310上的峰值功率輸出信號和線路398上的峰值功率參考輸出信號的差可能以輸出線路396提供對RF輸入信號平均功率標準化的RF輸入信號峰值功率的表達，其中線路310上與溫度、程序和饋電變化相關的峰值功率輸出信號誤差被線3各398上的峰值功率參考出信號的減少糹氐消。依照前面的討i侖，熟悉這項技術的人將認識到RT檢測器及其各種不同的元器件可以以多種方式實現，不局限於前面討i侖過的範例。舉例來說，才企測器陣列340可能被修改成包括一系列參考檢測器(非必選地，參考平方器)406，如圖17所示。參考檢測器陣列406可能4妄受來自增益級334的各種不同的偏置點410。來自參考檢測器406的輸出IrefT能饋送給接受來自檢測器342的被檢信號的加法器408。參考信號Ire阿能在加法器408中被從檢測器342的輸出信號中減去以抵消程序和溫度變化。依照前面的討論，來自加法器408的輸出信號可能作為信號352被饋送給內插器344。在一個範例中，參考檢測器406可能是為每個檢測器342準備的。作為替代，兩個或多個檢測器342可能共享同一參考4企測器406,從而導致所用的參考檢測器的數目較少。參照圖19，依照另一個實施方案，內插器344可能^C系tt生成器412代替，該系悽t生成器產生響應線i各318上的平均功率輸出(即，反饋信號)的縮放係數。在這個範例中，檢測器陣列340可能包4舌RT平方4全測器414,該4全測器有可變的增益系悽t。因此，每個檢測器414可能輸出用該檢測器的增益係數調整或加權過的所收輸入信號的平方。來自係數生成器412的縮》文系悽史可以用來設定檢測器陣列340中的檢測器414的增益係數。來自檢測器陣列340的輸出可以在加法器416中相加，產生線i各306上的檢測器輸出信號，l是供給積分器312(用於平均功率^r測信道)和瞬時功率處理區段320。係數可能是這樣配置的，以便"選擇"(例如，通過增益縮》欠)一個或多個才全測器414輸出，類似於前面關於內插器討論過的技術。舉例來說，增益係數可能是這樣配置的，以便選擇來自那些在其最佳平方區域內才喿作的才企測器414的#T出。依照另一個實施方案，可變增益檢測子系統304可能包括放大器/衰減器雙鏈418、420,如圖20所示。來自每對放大器/衰減器(即，利用來自每條鏈418、420的放大器/衰減器形成的對)的增益^由頭可能在有可變比例因子的乘法器422中相乘而後在加法器424中相力口，-提供線^各306上的信號。因此，如果配對的兩個增益抽頭是相似的，平方操作可以用乘法實現。因此，乘法器422可以用於這個以4妻受系悽t生成器412所產生的系悽史的乘法器代替平方檢測器的實施方案。來自係數生成器412的縮放係數可以用來"i殳定乘法器422的比例因子。總之，已經討論了RF檢測器的若干變化、方面和實施方案。RT4全測器可以^是供兩個輸出，一個是RF輸入信號的真實RMS功率水平的函數，和另一個是RF輸入信號對平均功率水平標準化的瞬時/峰值功率的函數。這些輸出在溫度和饋電電壓發生變化時可能是穩定的。RF4全測器可能因此非必選地還才是供在多種應用中可能有用的RF輸入信號波峰因數的測量。RF檢測器可能甚至在複雜的調製方案面前也糹是供RF輸入信號功率的精確測量。在一個實施方案中，通過4吏用多樣的才全測器和選衝奪那些在其平方#:區域中操作的檢測器，RF檢測器的動態範圍可以大幅度擴展，直到最大水平，該最大7JC平耳又決於才全測《及的H目。ot匕外，因為同一可變增益一企測子系統能用於平均功率測量和瞬時/峰^直功率測量，所以相同的(或非常相似的)動態範圍可能是為兩種測量實現的。在一個範例中，Ri^全測器提供大約70分貝的輸入動態範圍而且可以在43大約IOOMHz到3.9GHz的輸入頻率範圍內和在各種不同的調製標準(包括CDMA、TDMA和GSM)上^是供精確的RMS功率測量。RF檢測器可以提供按分貝線性的輸出，這是一個按每分貝37毫伏縮放的實施方案。該RF4企測器可以使用SiGeCMOS集成電i各處理技術實現而且可以作為集成電路在無引線SMT包中提供。下面的表格提供用於RF4企測器實施方案的一個範例的在室溫下實測的一些範例規^各tableseeoriginaldocumentpage44*在900MHz，-2(^81111^功率，4-色調輸入信號，實測擺幅3db減少。**用達到2.4GHz的對稱-不對稱變換器實測的。llr入回波損耗受對稱-不對稱變換器限制。至此已經描述了至少一個實施方案的一些方面，人們將領會到各種不同的變更、修正和改進對於熟悉這項技術的人將很容易發生。這樣的變更、1資正和改進傾向於成為這<分揭示的一部<分並且傾向於落在本發明的範圍之內。因此，前面的4苗述和附圖<又<又是作為範例，而本發明的範圍應該利用權利要求書及其等效文件的適當解釋來確定。權利要求1.一種功率檢測器，其中包括配置成接收輸入信號的輸入端；與輸入端耦合檢測輸入信號並且提供檢測器輸出信號的可變增益檢測子系統；與可變增益檢測子系統耦合的積分器，該積分器配置成接收檢測器輸出信號和參考信號並且提供作為輸入信號的平均功率水平的表達的積分器輸出信號；以及與檢測器子系統耦合的瞬時功率處理裝置，該瞬時功率處理裝置配置成接收檢測器輸出信號並且在該功率檢測器的輸出端提供瞬時功率輸出信號，該信號代表對輸入信號的平均功率水平標準化的輸入信號瞬時功率水平；其中可變增益檢測子系統配置成接收積分器輸出信號並且將檢測器輸出信號調整到接近參考信號的水平。2.根據權利要求1的功率檢測器，其中可變增益檢測子系統包括至少一個平方一企測器。3.根據權利要求1和2之一的功率檢測器，其中可變增益檢測子系統包括*接在It入端和那至少一個平方4企測器之間的可變增益放大器；其中可變增益放大器配置成接收積分器輸出信號並且提供方文大的輸出信號；其中可變增益》文大器是這樣配置的，以致可變增益》文大器的增益受積分器輸出信號控制；而且其中平方才全測器配置成接收力文大的輸出信號。4.根據權利要求1-3之中任何一項的功率檢測器，其中可變增益才企測子系統包括配置成依據輸入信號衝是供眾多增益抽頭信號的增益級；配置成接收眾多增益抽頭信號並且才是供對應的眾多檢測器抽頭信號的眾多檢測器；以及選擇響應控制信號的眾多檢測器抽頭信號中的至少一個並且^是供至少一個選定的4企測器抽頭信號作為4企測器輸出信號的裝置；其中控制信號是積分器輸出信號的函數。5.根據權利要求1-4之中任何一項的功率檢測器，其中可變增益才企測子系統包括配置成依據輸入信號提供眾多增益抽頭信號的增益級；配置成接收眾多增益抽頭信號並且提供對應的眾多檢測器抽頭信號的眾多衝企測器；以及在眾多才企觀'J器和積分器之間和眾多才全測器和瞬時功率處理裝置之間的內插器；其中內插器配置成接收眾多才全測器抽頭信號，選擇至少一個檢測器抽頭信號並且提供作為至少一個選定的檢測器抽頭信號的函數的內插器輸出信號；而且其中積分器和瞬時功率處理裝置收到的4企觀'J器輸出信號包括內插器輸出信號。6.根據權利要求5的功率檢測器，其中內插器配置成從在其平方律區域工作的那些;f全測器中選定;^測器抽頭信號。7.根據權利要求5和6之一的功率檢測器，其中內插器輸出信號是選定的檢測器的抽頭信號的加權和的函數。8.根據權利要求5-7之中任何一項的功率檢測器，其中增益級包括配置成將輸入信號放大提供眾多放大信號的眾多串聯連接的放大器；而且眾多增益抽頭信號包括眾多放大的信9.根據權利要求5-8之中任何一項的功率檢測器，其中增益級包括配置成將輸入信號放大提供眾多放大信號的眾多串聯連接的放大器和配置成將輸入信號衰減糹是供眾多被衰減信號的眾多衰減器；而且眾多增益抽頭信號包括眾多放大信號和眾多—皮衰減信號。10.根據權利要求5-9之中任何一項的功率檢測器，其中內插器包括眾多內插器級，每個內插器級都配置成接收各自的眾多才全測器抽頭信號之一、單獨固定的偏置參考信號和公用的控制信號；其中公用的控制信號起源於積分器輸出信號。11.根據權利要求10的功率檢測器，其中每個內插器級包括可調電流;改大器，而且可調電流》文大器的增益是單獨固定的偏置參考信號和公用控制信號的函數。12.根據權利要求1-11之中任何一項的功率才全測器，其中瞬時功率處理裝置包括過濾檢測器輸出信號的低通濾波器。13.根據權利要求12的功率檢測器，其中低通濾波器有小於積分器的llr出時間常數的時間常數。14.根據權利要求1-13之中任何一項的功率檢測器，處理裝置的瞬時功率包括一個放大器放大檢測器輸出信號。15.根據權利要求1-14之中任何一項的功率衝企測器，其中瞬時功率處理裝置包括峰值檢測器；而且該峰值檢測器的輸出信號代表對輸入信號平均功率水平標準化的輸入信號峰值功率水平。16.根據權利要求1-15之中任何一項的功率才僉測器，潛在瞬時功率處理裝置包4舌配置成接收檢測器輸出信號和參考信號並且以檢測器輸出信號和參考信號之間的減法為基礎產生誤差信號的比較器；以及配置成4妻收誤差信號並且提供瞬時功率輸出信號的輸出區段。17.根據權利要求16的功率檢測器，其中輸出區段包括輸出緩沖器。18.根據權利要求17的功率檢測器，其中輸出緩沖器包括電晶體輸出放大器。19.根據權利要求16的功率檢測器，其中輸出區段包括提供峰值檢測器輸出信號的峰值檢測器；而且該峰值檢測器輸出信號4戈表對#T入信號平均功率水平標準化的llr入信號峰值功率水平。20.根據權利要求19的功率檢測器，其中峰值檢測器包括與電容器耦合電晶體輸出方i大器；而且該電容器4諸存代表峰值衝全測器輸出端的峰%值和提供對輸入信號平均功率水平標準化的峰值功率輸出信號。28.根據權利要求24-27之中任何一項的功率檢測方法，其中提供瞬時功率輸出信號包括將被檢信號與第二參考信號進行比較，提供第二誤差信號；過濾和緩沖第二誤差信號，提供瞬時功率輸出信號。29.—種功率才企測方法，該方法包4舌以不同的增益水平提供眾多輸入信號表達；檢測眾多輸入信號表達，提供對應的眾多被;險信號；至少選擇被檢信號之一，提供至少一個選定信號；計算那至少一個選定信號的平均值，提供平均信號；以平均信號為基礎提供代表輸入信號平均功率水平的積分器輸出信號；以及以那至少一個選定信號為基礎提供^表輸入信號瞬時功率水平的對輸入信號平均功率水平標準化的瞬時功率輸出信號。30.根據權利要求29的功率檢測方法，其中提供眾多輸入信號表達進一步包括衰減輸入信號糹是供眾多一皮衰減信號；而且其中眾多輸入信號表達進一步包括眾多被衰減信號。31.才艮據4又利要求29和30之一的功率才全測方法，其中選4奪至少一個被檢信號包括在眾多一皮4企信號之間進4亍內插以^是供至少兩個選定信糹會那至少兩個選定信號加權，提供至少兩個加權信號；以及將那至少兩個加權信號相加，提供內插器輸出信號。32.根據權利要求29-31之中任何一項的功率鬥企測方法，其中選衝奪至少一個^皮4企信號包括選拷^人在其平方律區域中工作的檢測器中選4奪那些衝企測器信號。33.根據權利要求29-32之中任何一項的功率檢測方法，其中檯r測眾多輸入信號表達包括讓眾多輸入信號表達進^f亍平方；而提供對應的眾多被檢信號包括提供對應的眾多平方信號。34.才艮據權利要求29-33之中任何一項的功率才僉測方法，其中提供瞬時功率輸出信號包括檢測被檢信號的峰值和提供對輸入信號平均功率水平標準化的峰值功率輸出信號。全文摘要一種RF檢測器，其被配置成提供兩個輸出，一個是RF輸入信號的真實RMS功率水平的函數，另一個是對平均功率水平標準化的RF輸入信號的瞬時/峰值功率的函數。該RF檢測器包括可變增益檢測子系統，該子系統包括提供RF輸入信號功率水平表達的單一檢測器或檢測器陣列。該檢測器或檢測器陣列對RF檢測器的RMS功率檢測信道和瞬時/峰值功率檢測信道兩者是共同的。RF檢測方法包括以不同的增益水平提供RF輸入信號的表達，選擇一個或多個表達，以及計算選定信號的平均值。調整選定表達的增益水平提供關於RF輸入信號平均功率水平的信息。文檔編號G01R19/165GK101688889SQ200880021653公開日2010年3月31日申請日期2008年5月14日優先權日2007年5月14日發明者P·凱特澤,Y·A·亦肯申請人:希泰特微波公司