KR910009088B1 - 온도 안정 rf 검출기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

온도 안정 RF 검출기

제1도는 다이오드의 전압-전류 특성을 도시한 그래프.

제2도는 본 발명의 한 실시예를 도시한 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 전원 공급 단자 12 : RF 입력 단자

13 : 출력 단자 14 : 정전압원

15 : 버퍼 회로 16,17 : 저역 통과 필터

A₁, A₂: 연산증폭기 C₁- C₄: 캐패시터

L₁,L₂: 인덕터 R₁-R₄: 저항기

X₁, X₂: 다이오드

본 발명은 RF 검출기(고주파) 검출기에 관한 것으로, 특히, 다이오드를 사용하는 온도 안정 RF 검출기에 관한 것이다.

다이오드의 반파 정류 기능을 사용하는 RF 검출기가 널리 사용되고 있다.

제1도의 전압-전류 특성 그래프에 도시한 바와 같이, 다이오드은 대부분 순방향 전압이 전압 V₁(예, 0.5 V)에 도달할 때까지 전류를 통과하지 못하게 한다. 이 이유 때문에, 종래의 RF 검출기에서는, 소 신호에 대한 검출 감도를 개량시키기 위해서 전압 V₁에 가까운 바이어스 전압 V_B가 다이오드에 인가되었다.

다이오드에 의해 고주파 신호를 정류함으로써 얻어진 검출 전압이 V_DET로 표시되고, 전류로 인한 다이오드 단자 양단의 전압 강하가 V_X로 표시된다고 가정하면, 출력 전압 V_O는 다음과 같이 표시된다.

전압 강하 V_X가 전류 및 온도의 함수에 의해 제공되기 때문에, 바이어스 전압 V_B가 일정한 경우에, 출력 전압 V_O도 온도에 따라 변하게 된다. 온도로 인한 출력 전압 V_O의 이 변화를 보상하기 위해서, 바이어스 전압 V_B를 공급하는 바이어스 회로에 다른 다이오드가 결합된다. 참고문헌은 1985년 6월 11일자로 월크작크(Walczak)등에게 허여된 미합중국 특허 제4,523,155호이다. 그러나, 이 특허에 기술된 RF 검출기 회로는 입력 RF 신호가 작을때 충분한 온도 보상을 제공하지 못한다.

본 발명의 목적은 소 신호에 대한 바람직한 온도 특성을 제공할 수 있는 안정 RF 검출기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따르면, RF 입력 단자에서의 RF 신호 입력을 검출하여 이것의 검출 전압 출력 단자로 부터 검출 전압을 출력시키기 위한 온도 안정 RF 검출기는, 저출력 임피던스로 선정된 제1전압을 출력시키기 위한 정전압원, 제1극성의 전극이 정전압원에 접속되고 제2극성의 전극이 저항기를 통해 선정된 제2전압단자에 접속되는 제1다이오드, 저출력 임피던스의 제1다이오드의 제2극성 전극의 전압과 거의 동일한 전압을 출력시키기 위한 버퍼 회로, 및 제1극성의 전극이 검출 출력 단자에 접속되고 제2극성의 전극이 버퍼 회로의 출력 단자와 RF 입력 단자에 접속되는 제2다이오드로 구성된다.

이제 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 대해 상세하게 기술하겠다.

제2도에서, 참조부호(11)은 전원 공급 전압 Vcc의 전원 공급 단자를 나타내고, 참조부호(12)는 전압 Vi의 RF 신호를 수신하기 위해 RF 신호 입력 단자를 나타내며, 참조부호(13)은 검출 전압 V_O의 RF 검출 신호를 출력시키기 위한 검출 전압 출력 단자를 나타낸다.

전원 공급 단자(11)은 저항기 R₁및 R₂의 직렬 회로를 통해 접지된다. 저항기 R₁과 R₂사이의 접점은 연산 증폭기 A₁의 비-반전 입력 단자에 접속된다. 즉, 연산 증폭기 A₁의 비-반전 입력 단자에서 나타나는 전압은 V₁[=Vcc·R₂/(R₁+R₂)]로 유지된다.

연산 증폭기 A₁의 반전 입력 단자는 이것의 출력 단자에 직접 접속된다. 출력 전압은 출력 전류가 변화되더라도 반전 입력 단자로 궤환되기 때문에, 출력 전압은 비-반전 입력 단자에서의 전압 V₁입력으로 유지된다. 상세하게 말하면, 연산 증폭기 A₁과 저항기 R₁및 R₂는 저출력 임피던스로 전압 V₁을 출력시키기 위한 정전압원(14)를 구성한다.

다이오드 X₁의 캐소드는 연산 증폭기 A₁의 출력 단자에 접속된다. 다이오드 X₁의 애노드는 저항기 R₃을 통해 전원 공급 단자(11)에 접속되고, 연산 증폭기 A₂의 비-반전 입력 단자에 접속된다.

연산 증폭기 A₂의 반전 입력 단자는 이것의 출력 단자에 직접 접속된다. 연산 증폭기 A₂의 출력전압은 출력 전류가 변화되더라도 이것의 반전 입력 단자로 궤환되기 때문에, 출력 전압은 이것의 비-반전 입력단자에서의 전압 입력으로 유지된다. 상세하게 말하면, 연산 증폭기 A₂는 저출력 임피던스로 다이오드 X₁의 애노드에서의 전압을 출력시키기 위한 버퍼 회로(15)를 구성한다.

연산 증폭기 A₁및 A₂는 각각 전력 공급 단자(11)에 접속된 단자와, 접지 단자를 갖고 있다.

RF 입력 단자(12)는 캐패시터 C₂의 한 단자에 접속된다. 캐패시터 C₂의 다른 단자는 인덕터 L₁과 캐패시터 C₁로 구성된 직렬회로를 통해 접지되고, 다이오드 X₂의 애노드에 접속된다. 인덕터 L₁과 캐패시터 C₁의 직렬회로는 입력 단자(12)로 부터의 RF 신호 Vi 입력이 연산 증폭기 A₂를 향해 흐르지 못하게 하기 위한 저역 통과 필터(16)을 구성한다. 캐패시터 C₂는 다이오드 X₂에 RF 신호 Vi를 결합시키고 DC 전압의 입력 단자(12)로 부터 다이오드 X₂를 분리시키기 위한 결합 캐패시터이다.

인덕터 L₁과 캐패시터 C₁사이의 접점은 연산 증폭기 A₂의 출력 단자에 접속된다.

다이오드 X₂의 캐소드는 각각의 캐패시터 C₃와 인덕터 L₂의 한 단자에 접속된다. 캐패시터 C₃의 다른 단자는 접지되고, 인덕터 L₂의 다른 단자는 출력 단자(13)에 접속된다.

각각의 캐패시터 C₄및 저항기 R₄의 한 단자는 출력 단자(13)에 접속된다. 각각의 캐패시터 C₄및 저항기 R₄의 다른 단자는 접속된다. 캐패시터 C₃및 C₄와 인덕터 L₄는 고주파 신호 Vi가 출력 단자(13)을 향해 흐르지 못하게 하고 다이오드 X₂를 출력 단자(13)에 직접 결합시키는 저역 통과 필터(17)를 구성한다. 저항기 R₄는 부하 저항기로서 작용한다.

다음에 제2도에 도시한 검출기의 동작에 대해서 기술하겠다.

전원 공급 전압 Vcc와 정전압 V₁사이의 차 전압은 다이오드 X₁과 저항기 R₃양단의 직렬회로에 인가된다. 저항기 R₃의 저항은(이후에 기술하는) 작은 순방향 전류가 다이오드 X₁을 통해 흐르도록 조정된다. 다이오드 X₁의 전압 강하가 V_X1으로 주어지는 경우에, 이것의 애노드 전압은 V₁+V_X1로 표시된다. 이 애노드 전압은 연산 증폭기 A₂의 비-반전 입력 단자에 인가된다.

연산 증폭기 A₂로 부터의 출력 전압, 즉 V₁+V_X1은 인덕터 L₁을 통해 다이오드 X₂의 애노드에 인가된다. 다이오드 X₂양단의 전압 강하가 V_X2로 주어지고, 다이오드 X₂에 의해 RF 신호 Vi를 정류함으로써 얻어진 검출 전압이 V_DET2로 주어지는 경우에, 출력 단자(13)에서의 출력 전압 V_O는 다음과 같이 표시된다.

즉, 다이오드 X₁양단의 전압 강하 V_X1은 다이오드 X₂양단의 전압 강하 V_X2와 대향 극성을 갖는다.

RF 신호 Vi가 소 신호일때, 전압 V₁과 저항기 R₃의 저항은 다이오드 X₂의 전류가 다이오드 X₁의 것과 동일하고 검출 강도가 향상되도록 셋트된다. 이 셋팅 결과, RF 신호 Vi가 소 신호로 되는 경우에, 전압 강하 V_X1및 V_X2는 서로 동일하게 되고 뿐만 아니라 이것들의 온도 특성도 동일하게 되며, 출력 전압 V_O는 다음과 같이 주어진다.

그러므로, 온도로 인한 출력 전압 V_O의 변화가 제거될 수 있다.

전압 V₁및 전압(V₁+V_X1)을 각각 출력시키기 위한 연산 증폭기 A₁및 A₂의 출력 임피던스가 작기 때문에, 다이오드 X₁및 X₂의 전류가 온도 변호로 인해 변화되더라도, 다이오드 X₂에 인가된 바이어스 전압(V₁+V_X1)의 일정한 성분 V₁이 변화되지 않는다.

RF 신호 전압 Vi가 증가되고 다이오드 X₁및 X₂가 상이한 전류값을 갖고 있는 경우에, 전압 강하 V_X1및 V_X2의 변화 성분은 항상 서로 동일하지 않게 되고, 식(2)에 의해 제공된 출력 전압 V_O의 항 V_X1및 V_X2의 온도 특성은 항상 서로 상쇄되지 않는다. 이 경우에, 검출 전압 V_DET2는 상당히 크게 되고, 온도 변화로 인한 (V_X1-V_X2) 변화에 기초한 온도 변화로 인한 출력 전압 V_O의 변화는 무시될 수 있다.

상술한 바와 같이, 입력 신호 전압 Vi가 작더라도 바람직한 온도 안정 특성을 갖고 있는 RF 검출기가 얻어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 전원 공급 전압 Vcc가 정(+)인 경우에 대해 기술한 것이다. 그러나, 전원 공급 전압이 부(-)일 때, 다이오드 X₁및 X₂의 접속 극성은 제2도에 도시한 것과 반대로 되도록 반전될 수 있다.

Claims (4)

1. RF 입력 단자에서의 RF 신호 입력을 검출하고 검출 전압 출력 단자로 부터 검출 전압을 출력시키기 위한 온도 안정 RF 검출기에 있어서, 저출력 임피던스로 선정된 제1전압을 출력시키기 위한 정전압원, 제1극성의 전극이 정전압원에 접속되고 제2극성의 전극이 저항기를 통해 선정된 제2전압단자에 접속된 제1다이오드, 저출력 임피던스로 제1다이오드의 제2극성의 전극에서와 전압과 거의 동일한 전압을 출력시키기 위한 버퍼 회로, 및 제1극성의 전극이 검출 전압 출력 단자에 접속되고 제2극성의 전극이 버퍼 회로의 출력 단자와 RF 입력 단자에 접속된 제2다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 안정 RF 검출기.
2. 전원 공급 전압 단자, RF 신호를 수신하기 위한 입력 단자, 검출된 RF 신호의 검출 전압을 출력시키기 위한 출력 단자, 정전압원의 정전압 출력 단자와 저항기 다른 단자 사이에 접속된 제1다이오드, 선정된 제1정전압원을 발생시키기 위해 전원 공급 전압 단자에 접속된 정전압원, 한 단자가 전원 공급 전압 단자에 접속된 저항기, 한 단자가 입력 단자에 접속되고 다른 단자가 저역 통과 필터를 통해 출력 단자에 접속된 제2다이오드, 및 저항기와 제2다이오드 사이의 접점과 입력 단자 사이에 삽입된 버퍼 회로를 포함하고, 상기 제1 및 제2다이오드의 접속 방향이 출력 단자와 정전압원을 접속시키기 위한 회로 내에서 서로 반대로 되는 것을 특징으로 하는 온도 안정 RF 검출기.
3. 제2항에 있어서, RF 신호가 입력 단자로 부터 버퍼 회로로 흐르지 못하게 하기 위해 입력 단자와 버퍼 회로에 접속된 저역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 안정 RF 검출기.
4. 제2항에 있어서, 저항기의 저항이, 입력 단자로 부터의 RF 신호 전압 입력이 작을때, 제1 및 제2다이오드를 통해 흐르는 전류 값이 서로 동일하고, 제1 및 제2다이오드의 전류 값이 서로 동일할 때, 제1 및 제2다이오드 양단의 전압 강하의 온도 특성이 서로 동일하도록, 셋트되는 것을 특징으로 하는 온도 안정 RF 검출기.

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