(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-05
(45)【発行日】2024-03-13
(54)【発明の名称】複数のパルス信号をフィルタリングするためのデバイスおよび方法
(51)【国際特許分類】
H03H 17/00 20060101AFI20240306BHJP
H05H 1/46 20060101ALN20240306BHJP
【FI】
H03H17/00 611A
H05H1/46 R
(21)【出願番号】P 2020123788
(22)【出願日】2020-07-20
【審査請求日】2022-07-28
(32)【優先日】2019-07-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】520269019
【氏名又は名称】コメット アーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】マヌエル フォア デム ブロッケ
(72)【発明者】
【氏名】ロラント シュリエアフ
【審査官】▲高▼橋 徳浩
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第05937330(US,A)
【文献】欧州特許出願公開第02511778(EP,A2)
【文献】国際公開第96/010867(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H05H 1/46
H03H17/00-H03H17/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニット(100)であって、
前記フィルタユニット(100)は
、並列に接続され
ているいくつかのフィルタ回路(110、120、130)
を備え、
各フィルタ回路(110、120、130)は、インプットとアウトプットとを備え、
前記インプットは、インプット信号(3)の振幅を受け取るように構成され
ており、
各フィルタ回路(110、120、130)は、アウトプット信号(4、5、6)を
提供するようにアクティブ
にされるように構成され
ており、
各フィルタ回路(110、120、130)
が、割り当てられたフィルタレベルを有
することと、前記フィルタユニット(100)が、前記インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出するように構成され
ているパルスレベル検出回路(111、121、131)をさらに備え
ることと、前記状態の変化
が、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含
むことと、
前記パルスレベルが
前記フィルタ回路(110、120、130)の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合
には、前記フィルタ回路(110、120、130)
がアクティブにされ
ること
と
を特徴とする、フィルタユニット(100)。
【請求項2】
フィルタ回路(110、120、130)の数
が、前記インプット信号のパルスレベルの数
と同一であること
を特徴とする、請求項1に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項3】
フィルタ回路(110、120、130)の数
が、前記インプット信号のパルスレベルの状態の変化の数と同一であること
を特徴とする、請求項1に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項4】
前記パルスレベル検出回路(111、121、131)および/または前記フィルタ回路(110、120、130)のうちの少なくとも1つ
が、論理ゲート要素を備えることを特徴とする、請求項1~3のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項5】
前記パルスレベル検出回路(111、121、131)
が、少なくとも1つのパルスレベルおよび少なくとも1つの割り当てられたフィルタレベルを受け取るように配置され
ている少なくとも1つのANDゲートを備えること
を特徴とする、請求項1~4のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項6】
前記パルスレベル検出回路(111、121、131)および/または前記フィルタ回路(110、120、130)のうちの少なくとも1つ
が、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラミング可能な論理要素として構成され
ていることを特徴とする、請求項1~5のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項7】
前記パルスレベル検出回路(111、121、131)
が、前記フィルタユニット(100)のさらなるインプットに接続され
ていることと、前記フィルタユニット(100)の前記さらなるインプット
が、前記フィルタユニット(100)の前記アウトプットにおいて前記アウトプット信号(4、5、6)を有効化するように配置され
ていること
とを特徴とする、請求項1~6のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項8】
前記フィルタユニット(100)
が、前記フィルタ回路(110、120、130)の前記アウトプットに接続され
ている多重化器140をさらに備えること
を特徴とする、請求項1~7のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項9】
フィルタ回路(110、120、130)の数
が、4であること
を特徴とする、請求項1~
8のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項10】
フィルタ回路(110、120、130)の数
が、8であること
を特徴とする、請求項1~
8のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項11】
前記フィルタユニット(100)
が、メモリデバイス(112、122、132)にデータを格納する手段をさらに備えること
を特徴とする、請求項1~
10のうちの1項に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項12】
前記フィルタユニット(100)は
、メモリデバイス(121、122、132)にデータを格納する手段を
さらに備え
、
前記アウトプット信号(4、5、6)は、前記メモリデバイスに提供され、
前記フィルタ回路(110、120、130)
が、所与の時間(t
1)において、割り当てられたフィルタ値(fv
1)を有
することと、前記パルスレベル検出回路(111、121、131)が、前記インプット信号の支配的パルスレベルの状態の変化を検出するように配置され
ていることと、前記状態の変化
が、前記第1のパルスレベルから
前記第2のパルスレベルへの移行を含み得
ることと、
前記支配的パルスレベルが
前記フィルタ回路(110、120、130)の
前記割り当てられたフィルタ値(fv
1)に対応する場合
には、前記フィルタ回路(110、120、130)の
前記アウトプットおよび
前記状態
が、前記メモリデバイス(112、122、132)のメモリm
1に格納され
ることと、前記フィルタ回路(110、120、130)の
前記割り当てられたフィルタ値
が、t
1より後の時間t
2における支配的パルスレベル
の状態の
異なる変化を検出するために新しい値(fv
2)に変化させられ
ることと
を特徴とする、
請求項1に記載のフィルタユニット(100)。
【請求項13】
複数のパルス信号をフィルタリングする方法であって、
フィルタユニット(100)は、並列に接続され
ているいくつかのフィルタ回路(110、120、130)を備え、各フィルタ回路(110、120、130)は、インプットとアウトプットとを備え、
前記インプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され
ており、各フィルタ回路(110、120、130)は、アウトプット信号
を提供するようにアクティブに
されるように構成され
ており、各フィルタ回路(110、120、130)は、割り当てられたフィルタレベルを有し、
前記フィルタユニット(100)は、パルスレベル検出回路(111、121、131)をさらに備え、
前記方法は、
前記インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出するステップと、
前記パルスレベルが
前記フィルタ回路(110、120、130)の
前記割り当てられたフィルタレベルに対応する場合に
は、前記フィルタ回路(110、120、130)
をアクティブにするステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、いくつかのフィルタ回路を備える複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニットに関し、当該フィルタ回路は、並列に接続される。各フィルタ回路は、インプットとアウトプットとを備え、インプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、アウトプット信号をアクティブにするように構成される。各フィルタ回路は、割り当てられたフィルタレベルを有し、インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出するように構成されたパルスレベル検出回路をさらに備える。状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含み、パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合、当該フィルタ回路のアウトプットは、アクティブにされる。
【0002】
さらに、本発明は、複数のパルス信号をフィルタリングする方法に関し、フィルタユニットは、いくつかのフィルタ回路を備え、当該フィルタ回路は、並列に接続される。各フィルタ回路は、インプットとアウトプットとを備える。インプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、アウトプット信号をアクティブにするように構成される。各フィルタ回路は、割り当てられたフィルタレベルを有し、パルスレベル検出回路をさらに備える。方法は、インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出する工程と、パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合に割り当てられたフィルタ回路のアウトプットをアクティブにする工程とを含む。
【0003】
さらに、本発明は、メモリデバイスにデータを格納する手段を備える複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニットに関する。フィルタ回路は、少なくとも1つのインプットとアウトプットとを備える。少なくとも1つのインプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、メモリデバイスへ信号情報をアウトプットするように構成される。フィルタ回路は、所与の時間(t1)において、割り当てられたフィルタ値(fv1)を有する。フィルタ回路は、インプット信号の支配的パルスレベルの状態の変化を検出するように配置された少なくとも1つのパルスレベル検出回路をさらに備える。状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含み得る。支配的パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタ値(fv1)に対応する場合、そのフィルタ回路のアウトプットおよび状態は、メモリデバイスのメモリm1に格納され、フィルタ回路の割り当てられたフィルタ値は、t1より後の時間t2における支配的パルスレベルの異なる状態の変化を検出するために新しい値(fv2)に変化させられる。
【背景技術】
【0004】
無線周波数(RF)生成器が半導体の作製のためのプラズマ器具を含む様々なアプリケーションにおいて電力を提供することは周知である(例えば、薄膜の堆積、エッチングおよび改質)。
【0005】
RF生成器は、医療デバイス(例えば、電気手術デバイスおよび磁気共鳴マシン、MRIマシン等の医用撮像マシン)、食品包装、商業用表面改質およびコーティングにおいて使用されることもできる。
【0006】
特に要求の多いアプリケーションは、典型的に専用のプラズマ処理チャンバ内に収容されるプラズマ成分(イオン、電子、中性原子および反応種)の複雑性に起因するプラズマ処理工程を生成および制御するために電力を供給するアプリケーションである。例えば、従来のプラズマエッチングにおいて、連続波RF電力(いわゆる「CW RF電力」)がプラズマ処理チャンバに届けられる。概して、RFは、20kHzから300GHzの範囲の周波数を指す;しかしながら、典型的に、産業プラズマ過程においてより具体的な周波数が採用されており、特に、2MHz、6.78MHz、13.56MHz、27.12MHz、40.68MHzまたは/および任意の他の適切な周波数または周波数の組み合わせを含む。
【0007】
採用される周波数とは無関係に、プラズマ処理に連続波RF電力を使用することの1つの問題は、チャージアップダメージが生じ得ることである。連続波RF電力の代わりにパルス化された電力を届けることは、電荷が蓄積することを防ぎ、チャージアップダメージ効果を緩和できる。パルス化された電力信号を届けるためのシステムは、先行技術において知られている。
【0008】
しかしながら、これらのシステムは、様々な欠点および不利点を被る。1つの技術的問題領域は、先行技術のシステムがパルス化された信号によって届けられた電力を正確に測定することにおける複雑性および困難性に対処しないことである。これは、重要な処理工程の不正確な反復性につながり得る。例として、生成されたパルスのパルス時間持続性は、そのような電力生成器における既存のフィルタに起因する特に短いパルスに関して限定される。実際、フィルタは、必要なパルスの正確な電力測定を可能とするために整定されかつアクティブにされる必要がある。従って、多くの場合、フィルタの整定時間は、パルス持続性に悪影響を及ぼし、短いパルス内における十分に正確な測定を可能にしない。即ち、先行技術のシステムにおいては、製造過程のために実際に所望されるよりも長いパルスが受け入れられなければならないか、または、概してより正確でない測定およびそれによって電力制御された電力が受け入れられなければならない。
【0009】
従って、より速い整定時間でフィルタを実現できることは、パルス持続性を制限しなくなり、結果として、非常に短いパルスを供給する場合においても、良好に制御された様式で正確なパルス化された電力を供給することを可能にする。非常に短いパルスは、特に半導体の製造に使用される最も要求の多いプラズマ処理器具への電力供給のために、有利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の目的は、フィルタユニットおよびフィルタの整定時間を低減させる方法を提供することと、プラズマ処理、特にプラズマエッチング過程のためのパルス特性のより良い測定を提供することとである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の第1の局面に従うと、この目的は、複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニットによって解決される。フィルタユニットは、いくつかのフィルタ回路を備え、当該フィルタ回路は、互いに対して並列に接続される。各フィルタ回路は、インプットとアウトプットとを備える。インプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、アウトプット信号をアクティブにするように構成される。各フィルタ回路は、割り当てられたフィルタレベルを有し、パルスレベルの状態の変化を検出するように構成されたパルスレベル検出回路をさらに備え、状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含む。パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合、当該フィルタ回路のアウトプットは、アクティブにされる。
【0012】
これは、フィルタが定常した状態にあるため、フィルタユニットの整定時間を顕著に低減させることを可能にする。さらに、これは、インプット信号の振幅についてのより良く、かつより速い測定を可能にする。フィルタユニットは、フィルタ回路の整定時間よりも短い持続性を有するパルスを測定することを有利に可能にする。
【0013】
本発明の第1の局面に従った第1の実施形態において、フィルタ回路の数は、インプット信号のパルスレベルの数に対応する。
【0014】
これは、例えば、プラズマへパルス化されたエネルギーを移動させるために、フィルタユニットの全体の整定時間の低減を必要なパルスレベルの変動的または動的な使用に有利に適合させることを可能にする。
【0015】
本発明の第1の局面に従った第2の実施形態において、フィルタ回路の数は、マルチパルス信号のパルスレベル移行の数に対応する。
【0016】
これは、複数のパルスレベル移行(例えば、第1の「ゼロでない」パルスレベルからさらなる「ゼロでない」パルスレベルへの移行)に依存するフィルタユニットの整定時間の動的低減を可能にする。
【0017】
本発明の第1の局面に従った第3の実施形態において、パルスレベル検出回路および/またはフィルタ回路のうちの少なくとも1つは、論理ゲート要素を含む。
【0018】
これは、フィルタ回路の信号伝達過程速度を有利に増加させてフィルタユニットの整定時間を低減させることを可能にする。
【0019】
本発明の第1の局面に従った第4の実施形態において、パルスレベル検出回路は、少なくとも1つのパルスレベルおよび少なくとも1つの割り当てられたフィルタレベルを受け取るように配置された少なくとも1つのANDゲートを備える。
【0020】
本発明の第1の局面に従った第5の実施形態において、パルスレベル検出回路および/またはフィルタ回路のうちの少なくとも1つは、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラミング可能な論理要素として構成される。
【0021】
これは、レベルパルス化の速い測定過程を可能にする。
【0022】
本発明の第1の局面に従った第6の実施形態において、パルスレベル検出回路は、フィルタユニットのさらなるインプットに接続され、インプットは、フィルタユニットのアウトプットにおいてアウトプット信号を可能にするように配置される。
【0023】
本発明の第1の局面に従った第7の実施形態において、フィルタユニットは、多重化器をさらに備え、当該多重化器は、フィルタ回路のアウトプットに接続される。
【0024】
これは、パルス化されたエネルギーをアプリケーションへ(例えば、プラズマ処理アプリケーションへ)移動させるために必要なアウトプット信号の選択の多重化による最終アウトプットの大域的整定時間の低減を可能にする。
【0025】
本発明の第1の局面に従った第8の実施形態において、フィルタユニットは、少なくとも1つのさらなるフィルタユニットに直列に接続される。
【0026】
本発明の第1の局面に従った第9の実施形態において、フィルタ回路の数は、4である。
【0027】
そのような配置は、その特定のパルス信号の起こり得る全ての状態の変化に対して十分なフィルタを提供し続けながら限定された数のフィルタ回路を有する単純なフィルタユニットを提供するため、二重パルスレベルRF生成器のためのフィルタを実装するときに非常に有利である。
【0028】
本発明の第1の局面に従った第10の実施形態において、フィルタ回路の数は、8である。
【0029】
この配置は、適度に複雑なフィルタユニットと真にマルチレベルであるパルス化(3つを超えるゼロでないレベル)との間の特に良好な構成的妥協である。
【0030】
しかしながら、本発明のフィルタユニットにおいて使用されるフィルタ回路の数自体は限定されないことは、理解されるべきである。これらのパルス化レベル間におけるパルス化レベルの数および移行の数(多くの場合、「状態の変化」と呼ばれる)に依存して、本発明に従ったデバイスは、多数の(n≧8またはn≧24)フィルタ回路を備え得る。例示される例として、当業者は、様々な振幅のパルスおよび様々な短いパルス持続性でRF電力をアウトプットするための先進的なRF生成器を想定することができ、当該RF生成器は、例えば、プラズマ過程に供給されるRF電力信号の多くの状態の変化を速く扱うことができるフィルタユニットを必要とする。連続波RF生成器と比較したこのような先進的なマルチパルスRF生成器の利点は、プラズマ成分がより良好に制御されることができるという事実にある。基本的に、当該マルチパルスRF生成器は、そのような生成器によって電力供給されたときにプラズマ処理器具を調整するためのより多くの「ノブ」を提示する。本発明のフィルタデバイスは、短いパルス持続性能のおかげで、そのような先進的な生成器を改善する。
【0031】
本発明の第1の局面に従った第11の実施形態において、フィルタユニットは、メモリデバイスにデータを格納する手段をさらに備える。
【0032】
メモリデバイスは、パルス、パルスレベル、アクティベーション期間、または整定時間に関するデータの履歴格納を有利に可能にする。フィルタユニットの一部として、このメモリデバイスは、デジタルデバイスまたはアナログデバイスとして実現させられることができる。
【0033】
本発明の第2の局面に従った第12の実施形態において、複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニットは、データをメモリデバイスに収納するための手段を備える。フィルタ回路は、少なくとも1つのインプットとアウトプットとを備え、少なくとも1つのインプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、メモリデバイスへ信号情報をアウトプットするように構成される。フィルタ回路は、所与の時間(t1)において、割り当てられたフィルタ値(fv1)を有し、インプット信号の支配的パルスレベルの状態の変化を検出するように配置された少なくとも1つのパルスレベル検出回路をさらに備える。状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含み得、支配的パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタ値(fv1)に対応する場合、そのフィルタ回路のアウトプットおよび状態は、メモリデバイスのメモリm1に格納される。フィルタ回路の割り当てられたフィルタ値は、t1より後の時間t2における支配的パルスレベルの異なる状態の変化を検出するために新しい値(fv2)に変化させられる。
【0034】
本発明の第3の局面に従うと、複数のパルス信号をフィルタリングする方法が提供され、フィルタユニットは、いくつかのフィルタ回路を備え、当該フィルタ回路は、並列に接続される。各フィルタ回路は、インプットとアウトプットとを備える。インプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、アウトプット信号をアクティブにするように構成される。各フィルタ回路は、割り当てられたフィルタレベルを有し、パルスレベル検出回路をさらに備える。方法は、インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出する工程と、パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合に割り当てられたフィルタ回路のアウトプットをアクティブにする工程とを含む。
【0035】
これは、フィルタが定常した状態にあるため、フィルタユニットの整定時間を顕著に低減させることを可能にする。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニット(100)であって、該フィルタユニット(100)は、
並列に接続されるいくつかのフィルタ回路(110、120、130)であって、
各フィルタ回路(110、120、130)は、インプットとアウトプットとを備え、
該インプットは、インプット信号(3)の振幅を受け取るように構成され、該アウトプットは、アウトプット信号(4、5、6)をアクティブにするように構成される、いくつかのフィルタ回路(110、120、130)
を備え、
各フィルタ回路(110、120、130)は、割り当てられたフィルタレベルを有し、該インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出するように構成されたパルスレベル検出回路(111、121、131)をさらに備え、該状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含む、ことと、
該パルスレベルが該フィルタ回路(110、120、130)の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合、該フィルタ回路(110、120、130)の該アウトプットがアクティブにされる、こと
を特徴とする、フィルタユニット(100)。
(項目2)
フィルタ回路(110、120、130)の数は、上記インプット信号のパルスレベルの数に対応すること
を特徴とする、上記項目に記載のフィルタユニット(100)。
(項目3)
フィルタ回路(110、120、130)の数は、上記マルチパルス信号のパルスレベル移行の数に対応すること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目4)
上記パルスレベル検出回路(111、121、131)および/または上記フィルタ回路(110、120、130)のうちの少なくとも1つは、論理ゲート要素を備えること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目5)
上記パルスレベル検出回路(111、121、131)は、少なくとも1つのパルスレベルおよび少なくとも1つの割り当てられたフィルタレベルを受け取るように配置された少なくとも1つのANDゲートを備えること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目6)
上記パルスレベル検出回路(111、121、131)および/または上記フィルタ回路(110、120、130)のうちの少なくとも1つは、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラミング可能な論理要素として構成されること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目7)
上記パルスレベル検出回路(111、121、131)は、上記フィルタユニット(100)のさらなるインプットに接続され、該インプットは、該フィルタユニット(100)の上記アウトプットにおいて上記アウトプット信号(4、5、6)を有効化するように配置される、こと
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目8)
上記フィルタユニット(100)は、上記フィルタ回路(110、120、130)の上記アウトプットに接続される多重化器140をさらに備えること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目9)
上記フィルタユニット(100)は、少なくとも1つのさらなるフィルタユニット(150)に直列に接続されること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目10)
フィルタ回路(110、120、130)の数は、4であること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目11)
フィルタ回路(110、120、130)の数は、8であること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目12)
上記フィルタユニット(100)は、メモリデバイス(112、122、132)にデータを格納する手段をさらに備えること
を特徴とする、上記項目のいずれか1項に記載のフィルタユニット(100)。
(項目13)
複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニット(100)であって、該フィルタユニット(100)は、
メモリデバイス(121、122、132)にデータを格納する手段と、
少なくとも1つのインプットとアウトプットとを備えるフィルタ回路(110、120、130)であって、該少なくとも1つのインプットは、該インプット信号の振幅を受け取るように構成され、該アウトプットは、該メモリデバイスに信号情報をアウトプットするように構成される、フィルタ回路(110、120、130)と
を備え、
該フィルタ回路(110、120、130)は、所与の時間(t1)において、割り当てられたフィルタ値(fv1)を有し、該インプット信号の支配的パルスレベルの状態の変化を検出するように配置された少なくとも1つのパルスレベル検出回路(111、121、131)をさらに備え、該状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含み得る、ことと、
該支配的パルスレベルが該フィルタ回路(110、120、130)の該割り当てられたフィルタ値(fv1)に対応する場合、そのフィルタ回路(110、120、130)の該アウトプットおよび該状態は、該メモリデバイス(112、122、132)のメモリm1に格納され、該フィルタ回路(110、120、130)の該割り当てられたフィルタ値は、t1より後の時間t2における支配的パルスレベルの異なる状態の変化を検出するために新しい値(fv2)に変化させられる、ことと
を特徴とする、フィルタユニット(100)。
(項目14)
複数のパルス信号をフィルタリングする方法であって、
フィルタユニット(100)は、並列に接続されるいくつかのフィルタ回路(110、120、130)を備え、各フィルタ回路(110、120、130)は、インプットとアウトプットとを備え、
該インプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、該アウトプットは、アウトプット信号をアクティブにするように構成され、各フィルタ回路(110、120、130)は、割り当てられたフィルタレベルを有し、パルスレベル検出回路(111、121、131)をさらに備え、
該方法は、
該インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出するステップと、
該パルスレベルが該フィルタ回路(110、120、130)の該割り当てられたフィルタレベルに対応する場合に該割り当てられたフィルタ回路(110、120、130)の該アウトプットをアクティブにするステップと
を含む、方法。
(摘要)
本発明は、並列に接続されるいくつかのフィルタ回路を備える、複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニットに関する。各フィルタ回路は、インプットとアウトプットとを備え、インプットは、インプット信号の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、アウトプット信号をアクティブにするように構成される。各フィルタ回路は、割り当てられたフィルタレベルを有し、インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出するように構成されたパルスレベル検出回路をさらに備える。状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含み、パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合、当該フィルタ回路のアウトプットは、アクティブにされる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
本発明は、以下の図面において詳細に説明される異なる例示的実施形態を参照して以下に説明される。
【
図1】
図1は、本発明に従ったフィルタユニットの実施形態の概略図を示す。
【
図2】
図2は、本発明に従ったフィルタユニットのさらなる実施形態の概略図を示す。
【
図3】
図3は、本発明に従ったフィルタユニットのさらなる実施形態の概略図を示す。
【
図4】
図4は、本発明に従ったフィルタユニットの実施形態のフィルタ回路の状態およびアウトプット信号の電力測定のシミュレーション結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【0037】
図1は、3つのフィルタ回路110、120、130を備える本発明に従ったフィルタユニット100の実施形態の概略図を示し、当該フィルタ回路110、120、130は、並列に接続される。
図1は、3つのレベルの場合における複数レベルパルス化の概念も示す。フィルタ回路のレベルの数には、理論上の制限はない。随意に、フィルタユニット100を4つまたは8つのフィルタ回路または任意の数nで構成または組成することも可能である。
【0038】
各フィルタ回路110、120、130は、3つの異なるインプット信号を受け取る。
【0039】
第1のインプット信号は、レイテンシパルスレベル信号1である。この信号1は、パルス設定レベルインプット信号(
図1に示さず)に基づき、当該パルス設定レベルインプット信号は、IQ復調レイテンシ時間および第1ステージフィルタレイテンシ時間(
図1に示さず)によって遅延させられる。
【0040】
レイテンシ整定時間パルスレベル信号2である第2のインプット信号は、第1ステージフィルタの整定時間によって遅延させられる(
図1に示さず)。
【0041】
第1ステージレベルパルス化(LP)フィルタ済IQ信号3である第3のインプット信号は、インプット信号(図示せず)に基づき、当該信号は、IQ復調フィルタおよび第1ステージレベルパルス化(LP)フィルタによって改質される。この信号は、インプット信号の振幅に関する。
【0042】
これらの3つのインプット信号は、フィルタユニット100の各フィルタ回路110、120、130のインプットを示す。
【0043】
レイテンシパルスレベル信号1およびレイテンシ整定時間パルスレベル信号2は、パルス化フィルタレベルについて比較される。
【0044】
この比較は、パルスレベル検出回路によって効率的に実施され、当該パルスレベル検出回路は、インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出するように構成される。状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含む。
【0045】
例えば、そのような状態の変化は、「パルスオン」モードから「パルスオフ」モードへの変化であり得る。各モードは、関連付けられたパルスレベルとパルスレベルの関連付けられた振幅とを含む。従って、そのような変化は、「ゼロでない」パルスレベルから別の「ゼロでない」パルスレベルへの状態の変化でもあり得る。「ゼロでない」は、パルスレベルの正または負の振幅値によって規定され、当該振幅値は、ゼロ値と等しくない。
【0046】
新しいパルスレベルが現れた場合、フィルタ回路110、120、130を備えるフィルタユニット100は、第1ステージフィルタの整定時間中、機能的に無効化される。この整定時間中、フィルタユニット100の状態は停止させられ、従って、各フィルタ回路110、120、130の状態が停止させられる。フィルタユニット100のIQアウトプット信号4、5、6は、最後に計算された値を保持し、当該値は、フィルタ回路110、120、130の最後に有効化された状態の最後において獲得された値である。
【0047】
第1ステージフィルタの整定時間の期間の後、フィルタ回路110、120、130を備えるフィルタユニット100は、有効化される。次に、IQアウトプット信号4、5、6の値は、各フィルタ回路110、120、130の特定のフィルタ特徴に従って計算および適合される。
【0048】
フィルタ回路110、120、130のフィルタ特徴は、例えば、フィルタ回路110、120、130の構成または設計、もしくはパルスレベル検出回路111、121、131の構成または設計を含む。
【0049】
フィルタ回路110、120、130のうちの少なくとも1つおよび/またはパルスレベル検出回路は、IQアウトプット信号4、5、6を計算するための論理ゲート要素を含む。
【0050】
例として、パルスレベル検出回路111、121、131の各々または少なくとも1つは、少なくとも1つのパルスレベルおよび少なくとも1つの割り当てられたフィルタレベルを受け取るように配置された1つのANDゲートを随意に備える。割り当てられたフィルタレベルは、フィルタ特徴のうちの1つである。
【0051】
随意に、パルスレベル検出回路および/またはフィルタ回路のうちの少なくとも1つは、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラミング可能な論理要素として構成される。
【0052】
パルスレベル検出回路111、121、131は、フィルタユニット100のさらなるインプットに接続され、インプットは、フィルタユニット100のアウトプットにおいてアウトプット信号を有効化するように配置される。
図1に示されるように、さらなるインプットは、「フィルタ有効化」ユニットであり、フィルタユニット100のアウトプット信号4、5、6の提供を可能にするように構成される。
【0053】
整定時間が過ぎた後、かつ、パルスレベルがパルスレベル検出回路111、121、131の割り当てられたフィルタレベルに等しい場合においてのみ、それぞれのフィルタ回路110、120、130は、IQアウトプット信号4、5、6のうち1つを提供するように有効化されることができる。残ったフィルタ回路110、120、130は、無効化されるか、または停止された状態になる。
【0054】
さらなる実施形態において、複数のパルス信号をフィルタリングするためのフィルタユニット100は、メモリデバイス112、122、132(図示せず)へデータを格納する手段を備える。フィルタ回路110、120、130は、少なくとも1つのインプットとアウトプットとを備える。少なくとも1つのインプットは、インプット信号3の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、メモリデバイス112、122、132(図示せず)へ信号情報をアウトプットするように構成される。フィルタ回路110、120、130は、所与の時間(t1)において、割り当てられたフィルタ値(fv1)を有する。フィルタ回路110、120、130は、インプット信号の支配的パルスレベルの状態の変化を検出するように配置された少なくとも1つのパルスレベル検出回路111、121、131をさらに備える。状態の変化は、第1のパルスレベルから第2のパルスレベルへの移行を含み得る。支配的パルスレベルがフィルタ回路の割り当てられたフィルタ値(fv1)に対応する場合、そのフィルタ回路110、120、130のアウトプットおよび状態は、メモリデバイス112、122、132のメモリm1に格納され、フィルタ回路110、120、130の割り当てられたフィルタ値は、t1より後の時間t2における支配的パルスレベルの異なる状態の変化を検出するために新しい値(fv2)に変化させられる。
【0055】
上記の実施形態において、複数のパルス信号をフィルタリングする方法が提供される。フィルタユニット100は、いくつかのフィルタ回路110、120、130を備え、当該フィルタ回路110、120、130は、並列に接続される。各フィルタ回路110、120、130は、インプットとアウトプットとを備える。
図1および
図2に示されるように、フィルタユニット100のインプットは、インプット信号3の振幅を受け取るように構成され、アウトプットは、アウトプット信号4、5、6をアクティブにするように構成される。
図1および
図2に示されるように、各フィルタ回路110、120、130は、割り当てられたフィルタレベル(例えば、レベルゼロからレベル2)を有する。各フィルタ回路110、120、130は、パルスレベル検出回路111、121、131をさらに備える。検出回路111、121、131は、インプット信号のパルスレベルの状態の変化を検出し、パルスレベルがフィルタ回路110、120、130の割り当てられたフィルタレベルに対応する場合、フィルタユニット100は、割り当てられたフィルタ回路110、120、130のアウトプットをアクティブにする。
【0056】
図2は、本発明に従った、フィルタユニット100のさらなる実施形態を概略的に示す。全体の把握を容易にするため、図面または実施形態において示される同じ構成要素および信号は、同じ参照符号を有する。
【0057】
図2に示されるように、フィルタユニット100のこの実施形態も、3つのフィルタ回路110、120、130を備え、当該フィルタ回路110、120、130は、
図1について既に説明されたように、並列に接続される。
【0058】
この実施形態において、フィルタユニット100は、フィルタユニット100のアウトプット信号4、5、6を多重化するための多重化器をさらに備える。多重化器140は、4つのインプット信号を受け取るように構成される。これらの4つの信号は、
図1において既に説明されたようにIQアウトプット信号4、5、6を含み、かつレイテンシパルスレベル信号1を含む。
【0059】
図2は、3つのレベルおよびアウトプットの多重化の例における複数レベルパルス化の概念も示す。レベルまたはフィルタ回路の数には、理論上の制限はない。
【0060】
図2において、フィルタ回路110、120、130およびパルスレベル検出回路111、121、131は、
図1における例と同じ様式で設計または構成される。既に
図1に従って説明されているこれらの回路の機能の各々にも、同じことが適用される。
【0061】
この実施形態において、第1ステージフィルタの整定時間の期間が経過した後、フィルタ回路110、120、130を備えるフィルタユニット100は、機能的に有効化される。次に、IQアウトプット信号4、5、6の値は、各フィルタ回路110、120、130の特定のフィルタ特徴に従って計算および適合される。
【0062】
実際の選択されたパルスレベルがパルスレベル検出回路111、121、131の割り当てられたフィルタレベルに等しい場合のみ、それぞれのフィルタ回路110、120、130は、IQアウトプット信号4、5、6のうちの1つを提供するために有効化されることができる。残りのフィルタ回路は、無効化されるか、または停止された状態になる。
【0063】
フィルタ回路110、120、130のフィルタ特徴は、例えば、フィルタ回路110、120、130の構成または設計、もしくは、パルスレベル検出回路111、121、131の構成または設計を備える。
【0064】
フィルタ回路110、120、130のうちの少なくとも1つおよび/またはパルスレベル検出回路は、IQアウトプット信号4、5、6を計算するための論理ゲート要素を備える。
【0065】
例として、パルスレベル検出回路111、121、131の各々または少なくとも1つは、少なくとも1つのパルスレベルおよび少なくとも1つの割り当てられたフィルタレベルを受け取るように配置された1つのANDゲートを随意に備える。割り当てられたフィルタレベルは、フィルタ特徴のうちの1つである。
【0066】
随意に、パルスレベル検出回路および/またはフィルタ回路のうちの少なくとも1つは、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラミング可能な論理要素として構成される。
【0067】
パルスレベル検出回路111、121、131は、フィルタユニット100のさらなるインプットに接続され、インプットは、フィルタユニット100のアウトプットにおいてアウトプット信号を有効化するように配置される。
図2において示されるように、さらなるインプットは、「フィルタ有効化」ユニットであり、フィルタユニット100のアウトプット信号4、5、6の提供を可能にするように構成される。
【0068】
図3は、本発明に従ったフィルタユニット100のさらなる実施形態を示す。全体の把握を容易にするため、図面または実施形態において示される同じ構成要素および信号は、同じ参照符号を有する。
【0069】
図3において、フィルタ回路110、120、130およびパルスレベル検出回路111、121、131は、
図1または
図2における例と同じ様式で設計または構成される。既に
図1または
図2に従って説明されているこれらの回路の機能の各々にも、同じことが適用される。
【0070】
図1および
図2に加えて、
図3におけるこの実施形態において、随意に、本発明に従ったフィルタユニット100は、さらなるフィルタユニットに直列に接続される。
図3に示されるように、このさらなるフィルタユニットは、例として、第1ステージレベルパルス化フィルタユニット150である。
【0071】
フィルタユニット150の第1のインプット信号は、レイテンシパルスレベル信号1である。この信号1は、パルス設定レベルインプット信号(
図1に示さず)に基づき、当該パルス設定レベルインプット信号は、IQ復調レイテンシ時間および第1ステージフィルタレイテンシ時間(
図1に示さず)によって遅延させられる。
【0072】
レイテンシ整定時間パルスレベル信号2である第2のインプット信号は、第1ステージフィルタの整定時間によって遅延させられる。
【0073】
第1ステージレベルパルス化(LP)フィルタ済IQ信号3である第3のインプット信号は、インプット信号Iに基づき、当該信号は、IQ復調フィルタおよび第1ステージレベルパルス化(LP)フィルタによって改質される。
【0074】
これらの3つのインプット信号は、フィルタユニット100の各フィルタ回路110、120、130のインプットを示す。
【0075】
図4は、3つのパルスレベルおよび3つのフィルタ回路110、120、130のフィルタユニット100の例示的実施形態のシミュレーション結果を示す。
【0076】
この例において、パルスレベル持続性は、8μsである。中間曲線44、45、46は、上部曲線40、41、42(図上部)に示されるパルスレベルに関してフィルタ回路110、120、130がどのように起動させられる(「有効化される」)かを示す。各フィルタ回路110、120、130は、その対応するパルスレベルの第1の周期中、初期化され、当該対応するパルスレベルは、
図4において初期の24μsに対応する。
【0077】
次に、底部曲線(図下部)は、各パルスレベル40、41、42の電力設定点および実際の電力値を示す。当業者は、実際の電力値が0.45μsまでのみ遅延が低減させられた設定点値に対応することを確認できる。3つの初期化パルスの最中、遅延は4μsのオーダーであったことも確認できる。底部曲線と上部曲線とを比較したときに確認できるように、0.45μsの低減させられた時間は、システムレイテンシ(フィルタ自体から独立して)に対応し、それは、整定時間が事実上0μsに低減させられたことを意味する。このシミュレーションの代わりに、実際の場合において、値は、ゼロでない値であり得るが、非常に小さい値である。
【0078】
本発明の1つの対象物が本発明の上記局面の別の対象物および/または図面に示される特性と有利に、即ち、個別にまたは累積的に任意の組み合わせで、組み合わせられることができることは、明確に示されるべきである。
【符号の説明】
【0079】
1 レイテンシパルスレベル信号
2 レイテンシ整定時間パルスレベル信号
3 第1ステージレベルパルス化(LP)フィルタ済IQ信号
4 IQアウトプット信号
5 IQアウトプット信号
6 IQアウトプット信号
40 パルス設定レベル
41 レイテンシ整定時間パルスレベル
42 レイテンシパルスレベル
44 パルス曲線フィルタ回路0
45 パルス曲線フィルタ回路1
46 パルス曲線フィルタ回路2
100 フィルタユニット、第2ステージLPフィルタ
110 フィルタ回路、レベルフィルタレベル0
111 パルスレベル検出回路
112 メモリデバイス
120 フィルタ回路、レベルフィルタレベル1
121 パルスレベル検出回路
122 メモリデバイス
130 フィルタ回路、レベルフィルタレベル2
131 パルスレベル検出回路
132 メモリデバイス
140 多重化器
150 さらなるフィルタユニット、第1ステージLPフィルタ