JPH0226882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は減衰器補償装置、特に高インピーダン
ス型RC（抵抗及びコンデンサ）広帯域可変減衰器
の周波数特性を減衰度の切換に関係なく一定に補
償する回路に関する。

背景技術とその問題点 多数のステツプを有する可変型RC減衰器にあ
つては、各ステツプ間の補償回路には相互に干渉
がある為に完全な補償が困難又は不可能である。
その為に可変コンデンサを用いて減衰器の補償を
行つてきたが、あらゆる条件下で完全な補償を行
うことができず、特に量産には適さないという欠
点があつた。特に高電圧用ステツプ減衰器にあつ
ては、これらのコンデンサも高圧用の特殊なもの
となり高価となるのみならず大型であり、機器の
原価低減及び小型化の阻害要因となつていた。

発明の目的 従つて、本発明の目的の１つは、可変コンデン
サを使用する必要のないステツプ型の減衰器補償
装置を提供することである。

本発明の他の目的は、補償調整が遠隔制御可能
なステツプ型の減衰器補償装置を提供することで
ある。

発明の概要 本発明に依ると、選択した分圧出力に応じて変
化する補償信号により信号補償を行う減衰分圧回
路を有する。各減衰信号路の基本RC補償は、分
圧出力、即ち補償選択された減衰信号路により変
化する補償信号により正確に調整される。補償の
調整は、選択した各減衰路毎に所望の電気的特性
となるように行うことができる。好適実施例にお
いては、各分圧（減衰）毎に補償信号を取出す為
の信号路が設けられている。

この補償信号は、付加信号補償回路素子を介し
て分圧器の共通点へ供給される。この付加信号補
償回路素子、例えばコンデンサと共に特定の抵抗
値を選択して組合せることにより、信号減衰路の
所望合成RC値を得、もつて出力信号の高周波信
号を実現する。

実施例 先ず第１図を参照して、本発明の好適一実施例
を説明する。入力信号は線１０２に印加される。
この線１０２上の信号をスイツチ１０９，１１
３，１１７又は１２５のいずれか１つを介して選
択的に他の線１２９へ印加する。スイツチ１０９
を駆動する（閉じる）と、線１０２及び１２９間
に信号減衰は生じない。もし、スイツチ１１３，
１１７又は１２５を順次この順序で閉じると、線
１０２上の信号は順次大きな減衰を受けて線１２
９に現われる。その理由は、抵抗器１０６，１１
０，１１４及び１２０が分圧器を構成する為であ
る。この回路にあつては、スイツチ１２５を閉じ
たとき最大の減衰が得られる。この減衰度は勿論
抵抗器１０６，１１０，１１４及び１２０の抵抗
値により決まる。

コンデンサ１０８，１１２，１１６及び１２４
は、抵抗器１０６，１１０，１１４及び１２０と
共にRC減衰回路を構成して高周波補償回路を構
成する。

各減衰信号路を最適周波数特性となるよう補償
する調整は、簡単に実現できるかに見えるが、１
つの減衰回路の補償回路の素子が変化すると、回
路の相互依存性と回路素子の干渉により、他の減
衰回路の補償にも影響することが判る。よつて、
各減衰回路毎に独立して調整可能な各減衰レベル
用の周波数特性微調整回路が必要となる。更に、
この補償回路部は低周波且つ低電圧で動作するの
で、半導体回路により実現でき、従来の如くリレ
ーにより行なう必要はなくなる。

好適実施例の補償微調整技法につき以下説明す
る。先ず最初に、スイツチ１５０を閉じ、抵抗器
１６０の抵抗値を０オームに設定していると仮定
する。線１２９における分圧器の出力信号を増幅
度１の非反転増幅器１３０により増幅して線１３
５上に信号出力を出力する。この出力信号を増幅
度Ｋの非反転増幅器１４０により増幅して、コン
デンサ１１８を介して接続点１１９へ戻す。

ここで、Ｒ（増幅器１４０の出力端とコンデン
サ１１８間の抵抗値）を０に選定しているので、
増幅器１４０の効果はその増幅度Ｋに依存する。
もし増幅度Ｋが０であれば、線１４２における増
幅器１４０の出力も０であつて、コンデンサ１１
８は単にコンデンサ１２４に並列接続されたと同
じである。もし増幅度Ｋを１とすると、線１４２
及び１５２の出力信号は増幅器１４０の入力信号
と等しくなる。コンデンサ１１８の両端には電圧
降下が生じないので、それは回路に対して実質的
に何らの影響をも生じない。同様に、増幅器１４
０の増幅度を２とすると、コンデンサ１２４の効
果は、コンデンサ１１８のそれの分だけ減少され
る。従つて、一般に次のことがいえる。

コンデンサ１２４の効果＝C₁₂₄＋C₁₁₈（１−Ｋ）
ここで、C₁₁₈及びC₁₂₄は、夫々コンデンサ１１８
及び１２４の静電容量である。

以上説明したとおり、この回路網の補償はコン
デンサ１１８と１２４の実効静電容量を変化する
ことにより実現できる。これを実現する１つの手
法は増幅器１４０自体の増幅度Ｋを変化すること
であるが、ポテンシヨメータ１６０，１６２及び
１６４を用い、これらをスイツチ１５０，１５４
又は１５８の切切換えに応じて回路中に挿入する
ことにより、増幅器１４０の増幅度は一定値に維
持することも可能である。スイツチ１５０，１５
４又は１５８を閉じると同時に夫々減衰切換スイ
ツチ１０９，１１３又は１１７もまた閉じる。

例えば、スイツチ１１７を閉じて信号減衰路を
選択する場合には、スイツチ１５４を閉じて抵抗
器１６２を介して補償の調整を行うようにする。
この場合には、増幅器１４０の増幅度は可変抵抗
器１６０，１６２及び１６４の抵抗値範囲全体に
わたり適切な調整が可能である十分な一定値に固
定する。回路中に挿入される可変抵抗器１６，１
６２又は１６４を調整すると、増幅器１４０の増
幅度を可変するのと実質的には同じ効果が得られ
る。抵抗器１６０，１６２及び１６４の抵抗値は
十分小さく選定してコンデンサ１１８の負荷効果
が希望する動作周波数範囲より十分高いところで
起るようにする。

スイツチ１２５，１１７，１１３及び１０９に
より異なる回路点を選択すると、コンデンサ１１
８を通る補償信号は分圧器中を上方へ昇つて行く
が、スイツチ１０９により無減衰信号路を選択し
ている場合には全く影響を生じない。

この補償信号の作用について更に考察する。こ
の分圧器を10進ステツプの減衰器と仮定すれば、
第１図で抵抗器１０６，１１０，１１４及び１２
０の抵抗値を夫々順に900R、90R、9R及びＲと
することが出来る。これらの抵抗器に並列接続さ
れたコンデンサは、各減衰部のRC時定数が略一
定になるような値に夫々設定されている。また、
入力端１０２を接地（無信号入力）と考える。線
１５２の補償信号は、コンデンサ１１８を介して
最も下側の分圧点１１９へ入力されるが、この信
号の値を１ボルトと仮定する。これらの事項を前
提にしてコンデンサ１０８及び１１２の接続点の
信号レベルを考えると、900R／999R≒0.9ボルト
となる。同様に、コンデンサ１１２及び１１６の
接続点の信号レベルは、990R／999R≒0.99ボル
トとなる。従つて、各接続点の補償信号レベル
は、元の補償信号の少なくとも90％以上のレベル
となる。

一般には、各分圧ステツプにおける補償は増幅
器１４０の増幅度、コンデンサ１１８，１２４の
静電容量及び分圧回路網の各タツプにおける分圧
比が判れば概略計算により求めることができるこ
とを意味する。それは次式で与えられる。

レンジ＝ＫC₁₁₈／C₁₁₈＋C₁₂₄ 寄生（浮遊）静電容量も実際の回路網応答に影
響を及ぼすことになる。

全体の回路は半導体素子レベルの電圧で動作す
るので、回路図中に示すスイツチはすべて半導体
技術、即ち機械的スイツチやリレーに代つて例え
ばCMOS（相補絶縁ゲート電界効果トランジス
タ）スイツチにより構成し得ることに注目された
い。

上述したスイツチ１５０，１５４及び１５８に
代つて使用し得る他の例を第２図に示す。この回
路にあつては、増幅器１４０の出力はデジタル・
アナログ変換器DAC３６０により減衰し、この
DAC３６０によりバス３６２上に受けるデジタ
ル制御ワードにより線１５２上に補償信号を発生
する。バス３６２のデジタル制御ワードはマイク
ロプロセツサ又はデジタル・コントローラにより
発生され、DAC３６０を０と１の間の任意増幅
度を得るようにプログラムすることができる。よ
つて、増幅器１４０からの信号は、バス３６２上
のデジタル制御ワードにより決まる値で掛算した
のと実効的には同じである。実用例にあつては、
同じ制御コンピユータを用いて閉じるべきスイツ
チ１０９，１１３，１１７又は１２５をも制御し
てよく、その結果各レンジ変更毎に、対応する補
償デジタル制御ワードをDAC３６０へ送ること
ができる。

本発明の補償技法を実用するに際しては次のよ
うにして回路素子のパラメータを選択決定するこ
とができる。調整範囲は上述の式による。Ｋの値
は実用可能なできる限り大きい値が好ましい。そ
して、コンデンサ１１８の静電容量としては、必
要とする調整範囲が得られる最小値とするのが好
ましい。

各減衰（分圧）器部分の時定数は、浮遊静電容
量が抵抗器の動作性能に影響を及ぼさない十分低
い値とする。コンデンサ１２４の静電容量は、コ
ンデンサ１１８のそれの値だけ予定の値より減少
することができる。これにより両コンデンサが協
働して分圧器の最下端接続点の合計時定数を適当
な値に定める。負荷やリレーの静電容量を含む浮
遊静電容量により、補償素子のパラメータを僅か
に調整する。１つの素子を変更すると中間領域の
周波数応答を各接続点で影響するので、最初にコ
ンピユータモデリング或は回路解析技術により提
案する回路の解析を行うのがよい。これにより、
最適化が迅速に行われることになる。

尚、述の実施例では増幅器１３０及び１４０に
非反転型のものを用いたが、共に反転型増幅器を
用いても同一結果が得られることが理解できよ
う。従つて、本発明の技術的範囲にはこれら変
更・変形を含むこと勿論である。

発明の効果 本発明によると、予め設計した固定RC分圧回
路網を使用することにより、即ち高周波（広帯
域）信号路に可変コンデンサを使用することなく
周波数特性の補償された広帯域ステツプ減衰器が
得られる。

補償信号は10進ステツプ減衰器の如く大きな減
衰度の減衰器であつても各接続点につき十分大き
い補償信号が得られるので、増幅器１４０の増幅
度は、選択した減衰度に関係なく一定値となし得
る。その場合には、各接続点における補償信号レ
ベルは容易に計算で求められるので、減衰度の切
換に応じて手動又は自動的に補償信号量を制御す
ればよい。また、回路は半導体と受動素子とによ
り十分小型に構成し得るので、ステツプ減衰器を
使用するオシロスコープ等の機器の小型化、高信
頼性、自動プログラミング等に極めて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による減衰器補償装置の好適一
実施例を示す回路図、第２図は本発明の他の実施
例を示す回路図である。 １０６，１１０，１１４，１２０は分圧器を構
成する抵抗器、１０９，１１３，１１７，１２
５，１５０，１５４，１５８はスイツチ、１３
０，１４０は非反転増幅器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々固定抵抗器及び固定コンデンサを並列接
   続した複数のRC回路を信号入力端と基準電位源
   間に直列接続し、入力信号を複数の所定減衰比で
   減衰した複数の減衰信号を発生する減衰器と、 該減衰器の複数の減衰信号の何れかを選択する
   選択手段と、 該選択手段の出力信号の変化分に比例して補償
   信号を上記減衰器に帰還することにより、上記選
   択手段により選択された減衰信号の周波数特性を
   補償する補償手段とを備え、 該補償手段は、上記選択手段の選択に応じて上
   記補償信号を独立に制御することを特徴とする減
   衰器補償装置。