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DE4013031A1 - Temperaturkompensierter leistungsdetektor - Google Patents

Temperaturkompensierter leistungsdetektor

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Publication number
DE4013031A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
circuit
magnitude
amplifier
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE4013031A
Other languages
English (en)
Inventor
Don Reginald Holcomb
Ngo David Quoc-Hung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of DE4013031A1 publication Critical patent/DE4013031A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/10Arrangements for measuring electric power or power factor by using square-law characteristics of circuit elements, e.g. diodes, to measure power absorbed by loads of known impedance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/44Modifications of instruments for temperature compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Schaltkreis zum Detektieren elektrischer Leistung und, genauer, auf einen solchen Schaltkreis mit Temperaturkompensation.
Es gibt viele Anwendungen, bei denen es erwünscht ist, eine Detektion und/oder Messung elektrischer Leistung über ein breites Band, z. B. 0,4 bis 1000 MHz, zur Verfügung zu stellen. Ein Beispiel für eine derartige Anforderung ist die elektronische Ausrüstung zum Testen von Radiofrequenz-(RF)-Sendern, die bei verschiedenen Frequenzen arbeiten. Noch genauer ist es wünschenswert, die Ausgangsleistung solcher Sender während ihrer Herstellung, ihres Betriebs und während Reparaturtests zu messen. Darüberhinaus ist es für bei diesen Anwendungen verwendete Leistungsdetektoren wünschenswert, daß sie in einem weiten Temperaturbereich arbeiten, z. B. von 0-70°C.
Im Stand der Technik wurden Schaltkreise zur Leistungsdetektion und -messung entwickelt. Einige dieser Schaltkreise umfassen eine Mehrzahl von Komponenten, wie etwa Dioden und Operationsverstärker. Andere Schaltkreise nach dem Stand der Technik verwenden Thermistoren. Schaltkreise nach dem Stand der Technik mit einer größeren Zahl von Komponenten neigen zu Zuverlässigkeitsproblemen. Darüberhinaus erfordern einige Schaltkreisanordnungen nach dem Stand der Technik für den Betrieb über ein breites Frequenzband zeitraubende Test- und Anpassungsverfahren, die die Kosten erhöhen. Außerdem stellen einige Schaltkreise aus dem Stand der Technik keine zuverlässigen Ergebnisse über einen weiten Temperaturbereich zur Verfügung.
Infolgedessen ist es eine Aufgabe der vorliegende Erfindung, einen temperaturkompensierten Leistungsdetektionsschaltkreis zur Verfügung zu stellen, bei dem die Anzahl der Komponenten minimert ist und der ein Minimum an Einstellungen erfordert.
Ein temperaturkompensierter Leistungsdetektor nach einem besonderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Gleichrichter-, Verstärker- und einen Temperaturkompensationsschaltkreis. Der Gleichrichterschaltkreis hat eine vorgegebene Temperaturcharakteristik und erzeugt ein Steuersignal mit einer Größe, die sich in unerwünschter Weise mit der Temperatur ändert. Das Steuersignal wird in Abhängigkeit von einem Eingangssignal mit einem zu detektierenden Leistungswert erzeugt. Der Verstärker hat invertierende und nicht invertierende Eingänge. Einer der Verstärkereingänge ist zur Aufnahme des Steuersignals angeschlossen. Der Temperaturkompensationsschaltkreis erzeugt am anderen Verstärkereingang ein Temperaturkompensationssignal. Das Kompensationssignal besitzt eine Temperaturcharakteristik, die der vorgegebenen Temperaturcharakteristik des Gleichrichterschaltkreises ähnlich ist. Der Verstärker hängt von dem Kompensations- und dem Steuersignal ab, um ein die elektrische Leistung anzeigendes Signal zu erzeugen, das eine Größe hat, die in einem vorgegebenen Temperaturbereich im wesentlichen konstant bleibt in Abhängigkeit vom Leistungswert des Eingangssignals, das ebenfalls konstant bleibt.
Eine elektronische Nachschlagetabelle kann zur Kompensation der nichtlinearen Beziehung zwischen dem aktuellen Leistungswert und der Größe des Anzeigesignals der elektrischen Leistung zur Verfügung gestellt werden.
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung und die Patentansprüche erlangt werden, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
Fig. 1 stellt ein schematisches Diagramm eines temperaturkompensierten Leistungsdetektionsschaltkreises dar.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Größe der Ausgangsspannung des Schaltkreises aus Fig. 1 als Funktion der Eingangsleistung zeigt.
Fig. 3 zeigt einen Bereich von Charakteristiken, die die Größe der Ausgangsspannung des Schaltkreises aus Fig. 1 als Funktion einer Temperaturänderung für verschiedene Eingangsleistungswerte zeigt.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine elektronische Nachschlagetabelle zeigt, die verwendet wird, um die den Werte der Ausgangsspannung des Schaltkreises aus Fig. 1 entsprechenden Leistungswerte zu bestimmen.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines elektrischen Leistungsdetektorschaltkreises 10. Die Eingangsanschlüsse 12 und 14 eines Abschwächers 16 sind mit den Ausgangsanschlüssen eines Schaltkreises zum Erzeugen von RF-Leistung, wie etwa ein Sender, der die Leistung zur Detektion und/oder Messung zur Verfügung stellt, verbunden. Der Abschwächer 16, der eine bekannte Anordnung haben kann, bildet eine Last einer vorgegebenen Größe, z. B. 50 Ohm, zwischen den Anschlüssen 12 und 14. Der Abschwächer 16 kann auch geeignet sein, einen bekannten Abschwächungswert wie etwa 24 Dezibel (dB) zur Verfügung zu stellen. Der Ausgangsanschluß 18 des Abschwächers 16 ist über einen Gleichstrom (DC) blockierenden Kondensator 19 mit der Kathodenelektrode 20 einer Detektierdiode 22 verbunden. Ein Anschluß eines Widerstands 23 ist mit der Kathode 24 verbunden. Der Widerstand 23 sorgt für einen DC-Rückführweg für die Diode 22. Eine "Heiße-Ladungsträger"-Diode kann als Diode 22 verwendet werden, um eine geringe Kapazität von etwa 0,5 Picofarad zur Verfügung zu stellen. Folglich erzeugen "Heiße-Ladungsträger"-Dioden größere Werte einer Serien- oder Lastimpedanz für die RF-Leistung als andere Diodenarten mit größeren Übergangskapazitäten. Also neigen Heiße- Ladungsträger-Dioden nicht dazu, den mit den Eingangsanschlüssen 12 und 14 verbundenen Treiberschaltkreis in unerwünschter Weise zu belasten. Die Anode 24 der Diode 22 ist über einen Widerstand 26 mit einem Knoten 28 verbunden. Ein Filterkondensator 30 ist zwischen dem Knoten 28 und einem negativen oder Erdpotential-Spannungsversorgungsleiter 32 angeschlossen. Ein Ausgangsanschluß 34 des Abschwächers 16 ist ebenfalls mit einem Leiter 32 verbunden.
Ein Widerstand 35 ist zwischen dem Knoten 28 und einem Knoten 36 angeschlossen. Ein Kondensator 37 ist zwischen dem Knoten 36 und dem Leiter 32 angeschlossen. Ein positiver Spannungsversorgungsleiter 38 ist über einen Widerstand 40 mit dem Knoten 36 und über einen Widerstand 42 mit einem Knoten 44 verbunden. Ein Operationsverstärker 46, der ein integrierter Schaltkreis von Motorola (MC 34 072D) mit einer bekannten Konfiguration sein kann, ist mit einem nicht-invertierenden Eingangsanschluß 48 mit dem Knoten 36 und mit einem invertierenden Eingangsanschluß 50 mit dem Knoten 44 verbunden. Der Ausgangsanschluß 52 des Verstärkers 46 ist mit dem Ausgangsanschluß 56 des Leistungsdetektors 10 verbunden und über einen Rückkopplungstransistor 58 mit einem Knoten 60 verbunden. Eine temperaturkompensierende Heiße-Ladungsträger- Diode 62 umfaßt eine an den Knoten 44 angeschlossene Kathodenelektrode 66. Ein Audiofrequenz-Filterkondensator 68 ist zwischen dem Knoten 44 und dem Leiter 32 angeschlossen, und ein RF-Filterkondensator 79 ist zwischen den Knoten 44 und 60 angeschlossen. Ein Widerstand 70 verbindet den Knoten 60 mit dem negativen Spannungsversorgungsleiter 32, der ebenfalls mit dem Ausgangsanschluß 72 des Leistungsdetektorschalterkreises 10 verbunden ist.
Wenn ein konstanter Betrag von elektrischer RF-Leistung zwischen den Anschlüssen 12 und 14 angelegt ist, ist es wünschenswert, daß die Ausgangsspannung an den Ausgangsanschlüssen ebenfalls auf einem festen Wert bleibt, die dem konstanten Leistungswert entspricht, selbst wenn die Temperatur der Komponenten des Schaltkreises 10 über einen vorgegebenen Bereich wie von 0 bis 70°C schwankt. Die Temperatur dieser Komponenten kann sich zum Beispiel aufgrund der durch den Abschwächer dissipierten Wärme und aufgrund von Umgebungstemperaturschwankungen ändern. Wenn sich die Temperatur der Detektierdiode 22 ändert, ändert sich ihre Übergangsspannung mit einer Rate von etwa 1 Millivolt pro °C. Diese unerwünschte Änderung in der Spannung neigt zum Erzeugen einer entsprechenden, unerwünschten Änderung in der Größe der an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß 48 des Verstärkers 46 angelegten Steuerspannung. Das führt in unerwünschter Weise dazu, daß eine Änderung der Größe der die Leistung anzeigenden Ausgangsspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen 56 und 72 verursacht wird.
Die temperaturkompensierende Diode 62 ist so angeordnet, daß sie eine entsprechende Änderung der Größe der an den invertierenden Eingang 50 des Verstärkers 46 angelegten Kompensationsspannung zur Verfügung stellt. Als Ergebnis ermöglicht der Verstärker 46, daß sich diese temperaturabhängigen Spannungsschwankungen im wesentlichen aufheben, um eine leistungsanzeigende Spannung mit einem im wesentlichen kostanten Wert zwischen den Ausgangsanschlüssen 56 und 72 zur Verfügung zu stellen, selbst wenn sich die Temperatur der Diode 22 ändert. Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist es wünschenswert, daß die Dioden 22 und 62 genau übereinstimmende Charakteristiken besitzen und auf die gleichen Arbeitspunkte auf diesen Charakteristiken vorgespannt sind. Daher ist es wünschenswert, daß der Widerstand vom positiven Spannungsversorgungsleiter 38 über das DC-Schaltkreisbein oder -pfad in Reihe mit der Diode 22 und einschließlich der Widerstände 40, 35, 26 und 23 in etwa gleich ist dem Serienwiderstand mit der Diode 62 mit dem Pfad vom Leiter 38 über den Widerstand 42 und den äquivalenten Widerstand der Widerstände 58 und 70. Genauer gesagt, können die Widerstände 40 und 42 ziemlich hohe, aber gleich große Werte haben, so daß die Knoten 36 und 44 sich den Ausgangsanschlüssen von Stromquellen annähern, die die jeweiligen Dioden 22 und 62 so vorspannen, daß sie eine niedrige Kapazität und daher hohe Impendanzwerte haben, die nicht den Eingangsschaltkreis, der die zu messende Leistung zur Verfügung stellt, überlasten. Die Widerstände 35, 26 und 23 können ungefähr den gleichen Wert haben wie der äquivalente Wert der Widerstände 58 und 70 am Knoten 60. Die Widerstände in jedem dieser Pfade sind somit so angeordnet, daß die Dioden 22 und 62 auf ungefähr die gleichen Punkte ihrer Arbeitscharakteristik eingestellt sind. Jede Diode kann zum Beispiel leicht leitend eingestellt werden.
Während eines dynamischen Betriebs wird ein sinusförmiges oder Wechselstrom-RF-Eingangssignal mit einem zu detektierenden oder zu messenden Leistungswert an die Eingangsanschlüsse 12 und 14 des Abschwächers 16 angelegt und zwischen den Anschlüssen 18 und 34 entwickelt. Der Kondensator 19 blockiert die Gleichstromkomponente des Wechselstrom- (AC)Eingangssignals, so daß sie nicht mit der AC-Leistungsanzeige wechselwirkt. Die Diode 22 wird durch die negativen Bereiche des Eingangssignals in den leitenden Zustand gebracht. Die Widerstände 26 und 35 und die Kondensatoren 30 und 37 wirken zusammen, um die meisten AC-Komponenten des durch die Diode 22 bereitgestellt, gleichgerichteten Signals herauszufiltern. Die DC-Spannung am Knoten 80 neigt dazu, einen Wert gleich dem Spitzenwert der RF-Spannung am Anschluß 18 minus der Übergangsspannung (Φ) der Diode 22 zu haben. Der Widerstand neigt dazu, die Auswirkungen des Serienwiderstands der Diode 22 aufzuheben. Folglich wird die DC-Steuerspannung am Eingangsanschluß 48 des Verstärkers 46 zur Verfügung gestellt. Die Rückkopplungswiderstände 58 und 70, die die Verstärkung des Verstärkers bestimmen, haben üblicherweise hohe Widerstandswerte. Die Parallelschaltung von Transistoren 58 und 70 bildet einen äquivalenten Widerstand zum Erdpotential. Wenn zum Beispiel 58 und 70 jeweils einen Widerstand von 1 Kiloohm haben, dann ist der äquivalente Widerstand 500 Ohm, was ungefähr der Wert des Widerstands 35 sein kann. Daher ist der gesamte Widerstand vom Knoten 44 zum Erdpotential der Diodenwiderstand 62 plus den 500 Ohm äquivalenten Widerstands der Widerstände 58 und 70. Dieser gesamte Widerstand ist ungefähr (nominell) gleich dem Widerstand vom Knoten 36 zum Erdpotential. Die Widerstände 58 und 70 bestimmen die Verstärkung des Verstärkers 46 in bekannter Weise auf einen gewünschten Wert, der zum Beispiel zwischen 1 und 2 liegen kann.
Wenn man also annimmt, daß die Größe der Steuerspannung am Eingangsanschluß 48 in der Spitze V-Φ beträgt und die Größe des Eingangssignals am invertierenden Eingangsanschluß 50-Φ beträgt und die Verstärkung des Verstärkers 46 zwei ist, dann wird eine Spannung mit einer Größe in der Spitze von etwa zweimal V zwischen den Ausgangsanschlüssen 56 und 72 auftreten. Die durch die Diode 62 am Anschluß 50 erzeugte Φ-Komponente wird die unerwünschte temperaturabhängige Φ-Komponente, die am Eingangsanschluß 48 durch die Diode 22 erzeugt wird, aufheben. Da diese Φ-Komponenten die Hauptbeiträge zu einer Änderung in der Ausgangsspannung im Schaltkreis 10 mit der Temperatur sind, führt ihre Aufhebung zu einer Ausgangsspannung zwischen den Anschlüssen 56 und 72, die im wesentlichen konstant ist für konstante Leistungseingangssignale, selbst wenn die Umgebungstemperatur zwischen 0 und 70°C schwankt.
Genauer zeigt Fig. 2 eine Ordinatenachse 80 zum Messen der Ausgangsspannung des Verstärkers 46 zwischen den Anschlüssen 52 und 72 und eine Abszissenachse 82 zum Messen der Eingangsleistung zwischen den Eingangsanschlüssen 12 und 14 in Dezibel über oder unter 1 Milliwatt (dBm), um die Kurve 83 zu ergeben. Ein gegebener Eingangsleistungswert ist durch Punkt 84 gekennzeichnet, daß bei konstanter Temperatur zwischen den Ausgangsanschlüssen 52 und 72 eine Ausgangsspannung mit konstantem Wert, gezeigt durch den Wert 86, erzeugen würde. Wenn der kompensierende Effekt der Diode 62 vom Schaltkreis 10 ausgeschlossen wäre, dann könnte eine Temperaturänderung dazu führen, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 46 unerwünscht zwischen den Werten 88 und 90 schwankt, selbst wenn die durch den Punkt 84 dargestellte AC- Eingangsleistung konstant bliebe. Ein zwischen den Ausgangsanschlüssen 56 und 72 angeschlossenes Voltmeter würde fälschlich anzeigen, daß sich die Leistung des Eingangssignals änderte, wenn sich jedoch nur die Temperatur der Diode 22 geändert hat.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm mit einer Ordinatenachse 92 zum Messen der Ausgangsspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen 52 und 72 des Schaltkreises und einer Abszissenachse 94, die die AC-Eingangsleistung in dBm angeibt. Die Kurve 96 gibt die Charakteristik in einem Temperaturbereich zwischen 0° und 70°C für einen Schaltkreis 10 mit einer Temperatur­ kompensationsdiode 62 und mit Komponenten mit den in der folgenden Tabelle gezeigten Werten an.
Kondensatoren 19, 30, 37, 68
0,1 Mikrofarad
Widerstand 23 51,1 Ohm
Widerstand 26 22,1 Ohm
Widerstand 35 475 Ohm
Widerstände 40, 42 47,5 Kiloohm
Widerstände 58, 70 1000 Ohm
Kondensator 79 100 Picofarad
Wie zuvor erwähnt, kann ein Großteil der Temperaturänderung der Diode 22 durch den die elektrische Leistung des daran angelegten Eingangssignals dissipierenden Abschwächers 16 verursacht werden. Daher ist es wünschenswert, daß die Dioden 22 und 62 ungefähr in den gleichen Wärmeflußpfaden bezüglich des Abschwächers 16 angeordnet werden, so daß sie auf der gleichen Temperatur bleiben, so daß der Diode 62 ermöglicht wird, die Diode 22 ziemlich genau zu kompensieren. Die Dioden 62 und 22 können zum Beispiel jeweils Motorola MMBD 501-Dioden sein.
Wie durch die Krümmung der Charakteristik 83 in Fig. 3 gezeigt, neigt die Ausgangsspannung zwischen den Anschlüssen 56 und 72 dazu, sich in nicht-linearer Weise mit der Eingangsleistung 82 zu ändern. Genauer, neigt die Ausgangsspannung dazu bei niedrigeren Leistungswerten quadratisch und bei höheren Leistungswerten linear abzuhängen. Infolgedessen ist es bei einigen Anwendungen notwendig, eine "Nachschlagetabelle" zur Verfügung zu stellen, so daß der korrekte Leistungswert entsprechend einer speziellen Ausgangsspannung von der Tabelle abgelesen werden kann. Die Tabelle kann in Form einer Liste oder die "Nachschlagetabelle" kann in elektronischer Form bereitgestellt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4, erhält ein Analog/Digital-(A/D) Wandlerschaltkreis 104 die analoge Ausgangsspannung des Schaltkreises 10 und wandelt sie in ein digitales Signal um, das an einen Mikroprozessor (MPU) 106 angelegt wird. Der Schaltkreis 10 stellt, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Ausgangsspannung mit einem negativen Wert am Anschluß 56, der mit dem A/D-Wandler verbunden ist, zur Verfügung. Die Polarität der Dioden 22 und 62 und die Polarität der Spannungsversorgung an den Anschlüssen 38 und 32 können umgekehrt werden, wenn eine positive Ausgangsspannung gewünscht wird. MPU 106 legt das digitale Signal an einen löschbaren Nur-Lesespeicher (EPROM) 108 an, der eine empirisch bestimmte Nachschlagetabelle in bekannter Weise gespeichert hat und den entsprechenden Leistungswert der MPU 106 zur Verfügung stellt, die dann das geeignete digitale Signal an die Steuerungsanzeige 110 anlegt.
Falls gewünscht, kann ein beabsichtigtes Ungleichgewicht in den zuvor beschriebenen Vorspannungspfaden für die Dioden 62 und 22 durch Erzeugen eines geringfügig größeren Widerstands in dem einen Pfad als in dem anderen erzeugt werden, um den Schaltkreis 10 zu ermöglichen, ein Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen, das unter normalen Bedingungen im Bereich des A/D-Wandlers 104 liegt. Darüberhinaus können die Werte der Widerstände 58 und 70 zur Anpassung der Verstärkung des Verstärkers 46 so gewählt werden, daß die Spanne der Signalwerte zwischen den Ausgangsanschlüssen 56 und 72 des Leistungsdetektors 10 den Bereich des A/D-Wandlers 104 überdeckt, ihn jedoch nicht übersteuert.
Es wurde also ein temperaturkompensierter Leistungsdetektorschaltkreis 10 beschrieben, der eine minimale Anzahl von Komponenten besitzt und der einen minimalen Aufwand an Einstellungen und Anpassungen in einem Temperaturbereich erfordert. Der Schaltkreis arbeitet in einem weiten Frequenzbereich zwischen 0,4 und 1000 MHz.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel genau gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleute einsehen, daß Änderungen in der Form und in Details darin auftreten können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (9)

1. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis zur Erzeugung eines Ausgangssignals zum Anzeigen einer Leistung mit einer Größe, die mit dem Wert der elektrischen Leistung eines Eingangssignals variiert, wobei der Leistungsdetektorschaltkreis dadurch gekennzeichnet ist:
eine Gleichrichtervorrichtung (22) mit vorgegebener Temperaturcharakteristik, wobei die Gleichrichtervorrichtung geeignet ist, ein Eingangssignal zu empfangen und ein Steuersignal zur Verfügung zu stellen, das einen Wert besitzt, der sich in unerwünschter Weise mit der Temperatur ändert;
eine Verstärkervorrichtung 46 mit einem ersten Eingangsanschluß, einem zweiten Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei die Verstärkervorrichtung ermöglicht, daß die Polarität von an den ersten Eingangsanschluß angelegten Signalen unverändert bleibt, und wobei die Verstärkervorrichtung die Polarität von an den zweiten Eingangsanschluß angelegten Signalen invertiert;
einen ersten Schaltkreis (26, 35), der das Steuersignal von der Gleichrichtervorrichtung mit einem der ersten und zweiten Eingangsschlüsse der Verstärkervorrichtung verbindet;
eine Temperaturkompensationsvorrichtung (62), die ein Kompensationssignal zur Verfügung stellt, das eine Temperaturcharakteristik besitzt, die ähnlich der vorgegebenen Temperaturcharakteristik der Gleichrichtervorrichtung ist;
einen zweiten Schaltkreis, der das Kompensationssignal mit dem anderen der ersten und zweiten Eingangsanschlüsse der Verstärkervorrichtung verbindet; und
dadurch, daß die Verstärkervorrichtung von dem Steuersignal und dem Kompensationssignal abhängt, um das die Leistung anzeigende Ausgangssignal mit einem Wert zur Verfügung zu stellen, der im wesentlichen über einen bestimmten Temperaturbereich in Abhängigkeit von einem Eingangssignal mit einem Leistungswert konstanter Größe konstant bleibt.
2. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis nach Anspruch 1, der weiterhin umfaßt:
eine erste Spannungsversorgungsleitervorrichtung (38) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung einer ersten Polarität;
eine zweite Spannungsversorgungsleitervorrichtung (72) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung einer zweiten Polarität;
wobei die Gleichrichtervorrichtung eine erste elektronische Steuervorrichtung (22) mit der vorgegebenen Temperaturcharakteristik umfaßt;
einen ersten Schaltkreispfad mit der ersten elektronischen Steuervorrichtung und einer ersten Widerstandsvorrichtung (40, 35, 26, 23), die sich zwischen der ersten Spannungsversorgungsleitervorrichtung und der zweiten Spannungsversorgungsleitervorrichtung erstreckt, wobei die erste Widerstandsvorrichtung eine vorgegebene Größe hat, und
einen zweiten Schaltkreispfad, der sich zwischen der ersten Spannungsversorgungsleitervorrichtung und der zweiten Spannungsversorgungsleitervorrichtung erstreckt, wobei der zweite Schaltkreispfad eine zweite elektronische Steuervorrichtung (62) umfaßt, die eine Temperaturcharakteristik aufweist, die im wesentlichen identisch mit der Temperaturcharakteristik der ersten elektronischen Steuerungsvorrichtung ist,
und eine zweite Widerstandsvorrichtung (42, 58, 70) umfaßt, die einen Widerstand mit einer Größe besitzt, die im wesentlichen mit der ersten Widerstandsvorrichtung identisch ist, um die zweite elektronische Steuervorrichtung in die Lage zu versetzen, im wesentlichen die gleiche Temperaturcharakteristik zu haben wie die erste elektronische Steuervorrichtung.
3. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Verstärkervorrichtung ein Operationsverstärker mit nicht-invertierenden und invertierenden Eingangsanschlüssen ist, die jeweils den ersten und zweiten Eingangsanschlüssen entsprechen;
wobei der erste Schaltkreis das Steuersignal mit dem ersten Eingangsanschluß verbindet; und
die Widerstandsvorrichtung (58) sich zwischen dem Verstärkerausgangsanschluß und dem invertierenden Eingangsanschluß erstreckt.
4. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Geichrichtervorrichtung umfaßt:
eine erste Diode (22);
einen Gleichstromrückführpfad (40, 35, 26, 23) für die erste Diode; und
einen Kondensator (30).
5. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis nach Anspruch 1, wobei der erste Schaltkreis eine Widerstandsvorrichtung (26, 35) umfaßt.
6. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Größe des Leistungsanzeigesignals dazu neigt, eine nichtlineare Beziehung zur Größe der elektrischen Leistung zu haben und der weiterhin umfaßt:
eine mit der Verstärkervorrichtung verbundene Analog-Digitalwandlervorrichtung (104);
einen mit der Analog-Digitalwandlervorrichtung verbundenen Mikroprozessor (106);
eine mit dem Mikroprozessor verbundene elektrische Speichervorrichtung (108);
eine mit dem Mikroprozessor verbundene Anzeigevorrichtung (110);
wobei die elektrische Speichervorrichtung eine Nachschlagetabelle zum Interpretieren des elektrischen Leistungswertes, der einer bestimmten Größe des Leistungsanzeigesignals entspricht, umfaßt, so daß die Anzeigevorrichtung eine genaue Anzeige der Größe der elektrischen Leistung des Eingangssignals zur Verfügung stellen kann.
7. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis zum Erzeugen eines Ausgangssignals mit einer Größe, die mit der Größe der Leistung eines Wechselstrom-Eingangssignals variiert, wobei der Leistungsdetektorschaltkreis in Verbindung umfaßt:
eine Gleichrichtervorrichtung mit einer ersten Diode (22) mit einer vorgegebenen Temperaturcharakteristik, wobei die Gleichrichtervorrichtung geeignet ist, ein Wechselstrom-Eingangssignal zu empfangen und ein Steuersignal mit einer Größe, die sich in unerwünschter Weise mit der Temperatur ändert, zur Verfügung zu stellen;
eine Verstärkervorrichtung (46) mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß, wobei die Verstärkervorrichtung erlaubt, daß die Polarität des an den ersten Einganganschluß angelegten Signals unverändert bleibt, während die Verstärkervorrichtung die Polarität des an den zweiten Eingangsanschluß angelegten Signals invertiert;
einen ersten Schaltkreis (26, 35), der das Steuersignal mit dem ersten Eingangsanschluß der Verstärkervorrichtung verbindet;
eine Temperaturkompensationsvorrichtung mit einer zweiten Diode (62) zum Erzeugen eines Kompensationssignals mit einer Temperaturcharakteristik, die der vorgegebenen Temperaturcharakteristik der ersten Diode ähnlich ist;
einen zweiten Schaltkreis, der das Kompensationssignal mit dem zweiten Eingangsanschluß der Verstärkervorrichtung verbindet; und
wobei die Verstärkervorrichtung (46) von dem Steuersignal und dem Kompensationssignal abhängt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, dessen Größe im wesentlichen über einen vorgegebenen Temperaturbereich konstant bleibt in Abhängigkeit von einem Wechselstrom-Eingangssignal mit einer Leistung konstanter Größe.
8. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltkreis nach Anspruch 7, der weiterhin umfaßt:
eine erste Spannungsversorgungsleitervorrichtung (38) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung einer ersten Polarität;
eine zweite Spannungsversorgungsleitervorrichtung (72) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung einer zweiten Polarität;
einen ersten Schaltkreispfad (40, 35, 26, 23) mit der ersten Diode und einer ersten Widerstandsvorrichtung, der sich zwischen der ersten Spannungsversorgungsleitervorrichtung und der zweiten Spannungsversorgungsleitervorrichtung erstreckt, wobei die erste Widerstandsvorrichtung eine vorgegebene Größe hat; und
einen zweiten Schaltkreispfad, der sich zwischen der ersten Spannungsversorgungsleitervorrichtung und der zweiten Spannungsversorgungsleitervorrichtung erstreckt, wobei der zweite Schaltkreispfad eine zweite Diode (67) und eine zweite Widerstandsvorrichtung (38, 70, 58) umfaßt, die einen Widerstand mit einer Größe besitzt, die im wesentlichen mit der der ersten Widerstandsvorrichtung identisch ist, um die zweite Diode in die Lage zu versetzen, im wesentlichen die gleiche Temperaturcharakteristik zu haben wie die erste Diode.
9. Temperaturkompensierter elektrischer Leistungsdetektorschaltung nach Anspruch 1, wobei die Größe des Ausgangssignals dazu neigt, eine nichtlineare Beziehung zur Größe der elektrischen Leistung zu haben und der weiterhin umfaßt:
eine mit der Verstärkervorrichtung verbundene Analog-Digitalwandlervorrichtung (104);
einen mit der Analog-Digitalwandlervorrichtung verbundenen Mikroprozessor (106);
eine mit dem Mikroprozessor verbundene elektrische Speichervorrichtung (108);
eine mit dem Mikroprozessor verbundene Anzeigevorrichtung (110);
wobei die elektrische Speichervorrichtung eine Nachschlagetabelle zum Interpretieren des elektrischen Leistungswertes, der einer bestimmten Größe des Leistungsanzeigesignals entspricht, umfaßt, so daß die Anzeigevorrichtung eine genaue Anzeige der Größe der elektrischen Leistung der Eingangssignals zur Verfügung stellen kann.
DE4013031A 1989-01-09 1990-04-24 Temperaturkompensierter leistungsdetektor Withdrawn DE4013031A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US07/294,093 US4970456A (en) 1989-01-09 1989-01-09 Temperature compensated power detector

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DE4013031A Withdrawn DE4013031A1 (de) 1989-01-09 1990-04-24 Temperaturkompensierter leistungsdetektor

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