JP2001036359A - アナログ信号処理回路およびad変換装置 - Google Patents
アナログ信号処理回路およびad変換装置Info
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Abstract
入力インピーダンスを調整することができるアナログ信
号処理回路を提供する。 【解決手段】 レベル調整器106において、第1抵抗
成分112の一端が入力端子102に電気的に接続され
て設けられる。一方、第1抵抗成分112の他端は、信
号入力回路108の入力インピーダンス成分124の一
端に電気的に接続される。第2抵抗成分114が、第1
抵抗成分112の一端または他端とアースとを電気的に
接続する。経路切替部116が、アナログ信号が通る経
路を、第1抵抗成分112を含む経路に切り替えると、
第1抵抗成分112の他端には、1/p倍に減衰された
アナログ信号が現れる。入力インピーダンス調整部10
4において、第3抵抗成分120の一端が、アースに接
続される。第3抵抗成分120の他端と第1抵抗成分1
12の一端とを電気的に接続または遮断することによっ
て、アナログ信号処理回路100の入力インピーダンス
を調整することが可能となる。
Description
を処理するアナログ信号処理回路に関し、特に、入力ア
ナログ信号のレベルを減衰するとともに、入力インピー
ダンスを調整することができるレベル調整器を備えたア
ナログ信号処理回路に関する。
を有し、所定の制限電圧以上の入力信号が、素子に入力
されるのは好ましくない。例えば、アナログ信号増幅器
に大きなレベル(振幅)を有するアナログ信号が入力さ
れる場合、アナログ信号増幅器の出力が飽和するのを防
止するために、そのレベルに応じて最適なレベル調整器
(アッテネータ)を選択して、入力レベルを減衰する必
要がある。
駆動能力に応じて、後段に設けられて当該アナログ信号
が入力される回路の入力インピーダンスを調整すること
も必要である。例えば、デバイスの出力駆動能力が強
く、出力信号周波数が高いときには、後段の経路の入力
インピーダンスを低インピーダンスとするのが好まし
い。特に、出力信号周波数が10MHzを越えると、イ
ンピーダンスを整合させるために、後段の経路入力イン
ピーダンスを低インピーダンスにする必要がある。一
方、デバイスの出力駆動能力が弱く、出力信号周波数が
低い場合には、後段の経路の入力インピーダンスを高イ
ンピーダンスとしてもよい。デバイスの出力信号周波数
が低ければ、インピーダンスを整合する必要性に乏しい
ので、デバイスの出力駆動能力に関わらず、後段の経路
入力インピーダンスを高インピーダンスにすることがで
きる。
つ減衰率の選択を可能とする従来のアナログ信号処理回
路10を示す。アナログ信号処理回路10は、入力端子
12、レベル調整器14、16、信号入力回路18およ
び出力端子20を備える。レベル調整器14は、T型ア
ッテネータ22、経路切替部24および26を有し、同
様に、レベル調整器16も、T型アッテネータ28、経
路切替部30および32を有する。アナログ信号が通る
経路として、経路切替部24および26は、T型アッテ
ネータ22を含む経路またはバイパス経路のいずれかを
選択し、同様に、経路切替部30および32は、T型ア
ッテネータ28を含む経路またはバイパス経路のいずれ
かを選択する。信号入力回路18は、バッファ回路36
と、50Ωの終端抵抗34を有する。T型アッテネータ
22および28は、終端抵抗34の入力インピーダンス
を保つように、3つの抵抗によりそれぞれ構成される。
系の12dBアッテネータであり、T型アッテネータ2
8は、50オーム系の6dBアッテネータである。T型
アッテネータは、一定の出力インピーダンスを有し、回
路の入力インピーダンスを50Ωに保つ。アナログ信号
は、T型アッテネータ22を通過すると、12dB減衰
し、また、アナログ信号は、T型アッテネータ28を通
過すると、6dB減衰する。経路切替部24、26およ
び30、32の経路切替え動作により、0dB、6d
B、12dBおよび18dBの4レンジの減衰率を得る
ことが可能である。
4レンジの減衰率を得ることができる従来のアナログ信
号処理回路40を示す。アナログ信号処理回路40は、
入力端子42、切替リレー44、終端抵抗46、分圧用
抵抗48、50、52、54、減衰率選択部60、バッ
ファ回路56および出力端子58を備える。この従来例
において、終端抵抗46は、50Ωの抵抗値を有し、分
圧用抵抗48、50、52および54は、それぞれ、5
00kΩ、250kΩ、125kΩ、125kΩの抵抗
値を有している。図示されるとおり、分圧用抵抗48、
50、52および54は、直列に接続されており、分圧
用抵抗54の一端は、アースに接続されている。
ち、図示される状態のとき)、入力インピーダンスは1
MΩとなる。一方、切替リレー44が閉じているとき、
入力インピーダンスは、約50Ωとなる。このように、
アナログ信号処理回路40は、切替リレー44を開閉す
ることによって、入力インピーダンスを調整(切替え)
することが可能である。
に基づいて、経路の切替え先を選択することができる。
すなわち、減衰率選択部60は、4つの切替え先端子の
いずれかを選択することにより、0dB、6dB、12
dBおよび18dBの4レンジの減衰率を得ることがで
きる。
可変の減衰率を得ることができる従来のアナログ信号処
理回路70を示す。アナログ信号処理回路70は、入力
端子72、切替リレー74、終端抵抗76、入力インピ
ーダンス78、オペアンプ80、可変帰還抵抗82、帰
還抵抗84、切替リレー86および出力端子88を有す
る。終端抵抗76は、抵抗値Rt、入力インピーダンス
78は、抵抗値Rs、可変帰還抵抗82は、可変抵抗値
Rfを有する。
ち、図示される状態のとき)、入力インピーダンスはR
sとなる。一方、切替リレー44が閉じているとき、入
力インピーダンスは、RsとRtの合成抵抗値となる。
このように、アナログ信号処理回路70において、切替
リレー74の開閉により、入力インピーダンスの調整
(切替え)を行うことが可能である。
よって、オペアンプ80から出力されるアナログ信号の
レベルを調整することができる。また、可変帰還抵抗8
2の抵抗値Rfを変化させることによって、アナログ信
号の減衰率を可変に調整することが可能となる。
グ信号処理回路10は、4レベルの減衰率で入力アナロ
グ信号を減衰することができ、入力インピーダンスを5
0Ωに保つことができる。しかし、入力インピーダンス
を変更する場合には、終端抵抗34を取り替え、更に、
終端抵抗34の抵抗値に合わせて、T型アッテネータ2
2、28の抵抗値も調整する必要がある。そのため、ア
ナログ信号処理回路10においては、回路の動作中に、
入力アナログ信号の種類に応じて、入力インピーダンス
を調整することが困難であった。また、1つのレベル調
整器中に、2つの経路切替部が必要とされるので、高周
波特性が制限されることがあった。
は、4レベルの減衰率で入力アナログ信号を減衰するこ
とができ、入力インピーダンスを1MΩまたは50Ωに
調整することができる。しかし、1MΩの高インピーダ
ンスでアッテネータ(分圧用抵抗48、50、52、5
4、および減衰率選択部60に対応)を構成するので、
高周波では浮遊容量の影響が大きくなり、周波数特性を
平坦に保つのが困難になるという欠点がある。
は、可変の減衰率で入力アナログ信号を減衰することが
でき、入力インピーダンスをRsまたはRsとRtの合
成抵抗に調整することができる。しかし、オペアンプに
よっては、帰還抵抗値に推奨範囲があり、そのような場
合に、アナログ信号処理回路70は、減衰率の可変範囲
が限定されるという欠点を有する。
回路における欠点および課題を解決することのできるア
ナログ信号処理回路を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、該アナログ信号処理回路を組み込んだA
D変換装置を提供することも目的とする。この目的は特
許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせ
により達成される。また従属項は本発明の更なる有利な
具体例を規定する。
に、本発明の第1の形態は、アナログ信号を処理するア
ナログ信号処理回路であって、前記アナログ信号が入力
される入力端子と、前記アナログ信号のレベルを調整し
て、レベルを調整された前記アナログ信号を出力するレ
ベル調整器と、所定の入力インピーダンスを有し、前記
レベル調整器から出力される前記アナログ信号が入力さ
れる信号入力回路とを備えたアナログ信号処理回路を提
供する。
た前記アナログ信号が一端に入力される第1抵抗成分
と、前記第1抵抗成分の前記一端または他端とアースと
を電気的に接続する第2抵抗成分とを有して、前記第1
抵抗成分の前記一端に入力された前記アナログ信号のレ
ベルを調整して、レベルを調整された前記アナログ信号
を前記第1抵抗成分の前記他端から出力することができ
る。さらに、第1の形態によるアナログ信号処理回路
は、前記第1抵抗成分の前記一端の入力インピーダンス
が、前記信号入力回路の前記所定の入力インピーダンス
に等しいことを特徴とする。このアナログ信号処理回路
は、複数のレンジの減衰率を有し、更に、入力インピー
ダンスを調整可能であることを特徴とする。
ベル調整器が、前記第1抵抗成分の前記一端および前記
他端を接続する低インピーダンスのバイパス経路と、前
記アナログ信号が通る経路を、前記第1抵抗成分を含む
経路または前記バイパス経路のいずれか一方に切り替え
る経路切替部とを有してもよい。
切替部が、前記アナログ信号が通る経路を前記第1抵抗
成分を含む経路に切り替えるとき、前記第1抵抗成分の
前記一端または前記他端と前記第2抵抗成分とを電気的
に接続し、前記経路切替部が、前記アナログ信号が通る
経路を前記バイパス経路に切り替えるとき、前記第1抵
抗成分の前記一端または前記他端と前記第2抵抗成分と
を電気的に遮断することができる。
ログ信号処理回路が、アースに接続されて設けられた第
3抵抗成分と、前記第3抵抗成分と、前記レベル調整器
の前記第1抵抗成分の前記一端とを電気的に接続又は遮
断する接続切替部とを有する入力インピーダンス調整部
とを備えてもよい。
信号入力回路が、アナログ信号増幅器であってもよい。
第2抵抗成分は、前記第1抵抗成分の前記一端に接続さ
れ、前記所定のインピーダンスと、前記第1抵抗成分の
インピーダンスと、前記第2抵抗成分のインピーダンス
との比が、1:(p−1):p/(p−1)(pは1よ
り大きい定数)であることを特徴とする。各々のインピ
ーダンス値が、この比率で設定されることによって、所
望の減衰率および入力インピーダンスの維持を実現する
ことが可能となる。
第2抵抗成分は、前記第1抵抗成分の前記他端に接続さ
れ、前記所定のインピーダンスと、前記第1抵抗成分の
インピーダンスと、前記第2抵抗成分のインピーダンス
との比が、1:(p−1)/p:1/(p−1)(pは
1より大きい定数)であることを特徴とする。各々のイ
ンピーダンス値が、この比率で設定されることによっ
て、所望の減衰率および入力インピーダンスの維持を実
現することが可能となる。
の前記レベル調整器が、前記入力端子と前記信号入力回
路の間で直列に接続されていてもよい。それぞれのレベ
ル調整器が有する減衰率を組み合わせることによって、
様々なレンジの減衰率を実現することが可能となる。
ログ信号処理回路が、前記レベル調整器でレベルを調整
されたアナログ信号から、所定の電圧分を除去するレベ
ルシフト部を更に備えてもよい。
の第2の形態は、アナログ信号を処理するアナログ信号
処理回路であって、前記アナログ信号が入力される入力
端子と、前記入力端子に対して設けられる、所定の高入
力インピーダンスを有する高インピーダンス入力経路
と、前記入力端子に対して設けられる、前記高インピー
ダンス入力経路よりも低い低入力インピーダンスを有す
る低インピーダンス入力経路と、前記高インピーダンス
入力経路または前記低インピーダンス入力経路のいずれ
か一方を通った、前記アナログ信号を出力する出力切替
部と、前記出力切替部から出力された前記アナログ信号
のレベルを調整して、レベルを調整された前記アナログ
信号を出力するレベル調整器と、所定の入力インピーダ
ンスを有し、前記レベル調整器から出力される前記アナ
ログ信号が入力される信号入力回路とを備えたアナログ
信号処理回路を提供する。
された前記アナログ信号が一端に入力される第1抵抗成
分と、前記第1抵抗成分の前記一端または他端とアース
とを電気的に接続する第2抵抗成分とを有して、前記第
1抵抗成分の前記一端に入力された前記アナログ信号の
レベルを調整して、レベルを調整された前記アナログ信
号を前記第1抵抗成分の前記他端から出力することがで
きる。第2の形態によるアナログ信号処理回路は、前記
第1抵抗成分の前記一端の入力インピーダンスが、前記
信号入力回路の前記所定の入力インピーダンスに等しい
ことを特徴とする。このアナログ信号処理回路は、複数
のレンジの減衰率を有し、更に、入力インピーダンス
を、高インピーダンスと低インピーダンスのいずれかに
調整可能であることを特徴とする。
グ信号処理回路が、前記低インピーダンス入力経路とア
ースとを接続する第3抵抗成分を更に有し、前記第3抵
抗成分、前記第1抵抗成分、前記第2抵抗成分、および
信号入力回路の前記所定の入力インピーダンスとが、前
記高インピーダンス入力経路が有する前記高入力インピ
ーダンスよりも低いインピーダンスを構成するのが好ま
しい。
号をディジタル信号に変換するAD変換装置であって、
前記アナログ信号が入力される入力端子と、前記入力端
子に対して設けられる、高入力インピーダンスを有する
高インピーダンス入力経路と、前記入力端子に対して設
けられる、前記高インピーダンス入力経路よりも低い低
入力インピーダンスを有する低インピーダンス入力経路
と、前記入力端子に対して設けられる、前記高インピー
ダンス入力経路または前記低インピーダンス入力経路の
いずれか一方を通った、前記アナログ信号を出力する出
力切替部と、前記出力切替部から出力された前記アナロ
グ信号のレベルを調整して、レベルを調整された前記ア
ナログ信号を出力するレベル調整器と、所定の入力イン
ピーダンスを有し、前記レベル調整器から出力される前
記アナログ信号が入力されて、電圧信号を出力する信号
入力回路と、前記電圧信号をディジタル信号に変換する
ADコンバータとを備えるAD変換装置を提供する。
された前記アナログ信号が一端に入力される第1抵抗成
分と、前記第1抵抗成分の前記一端または他端とアース
とを電気的に接続する第2抵抗成分とを有して、前記第
1抵抗成分の前記一端に入力された前記アナログ信号の
レベルを調整して、レベルを調整された前記アナログ信
号を前記第1抵抗成分の前記他端から出力することがで
きる。また、本発明の第3の形態によるAD変換装置
は、前記第1抵抗成分の前記一端の入力インピーダンス
が、前記信号入力回路の前記所定の入力インピーダンス
に等しいことを特徴としている。
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションも又発明となりうる。
本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲
にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中
で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決
手段に必須であるとは限らない。
理するアナログ信号処理回路100のブロック図であ
る。アナログ信号処理回路100は、入力端子102、
入力インピーダンス調整部104、レベル調整器10
6、信号入力回路108および出力端子110を備え
る。
れ、入力インピーダンス調整部104に供給される。入
力インピーダンス調整部104は、回路の入力インピー
ダンスを調整する機能を有する。それから、アナログ信
号は、レベル調整器106に供給される。レベル調整器
106は、2つの抵抗から構成されるアッテネータを含
んでもよく、そのようなアッテネータを複数含んでいて
もよい。また、レベル調整器106は、入力されたアナ
ログ信号のレベルを調整して、後段の信号入力回路10
8に供給する機能も有する。
6においてレベルを調整されたアナログ信号を受け取
り、出力端子110に出力する。信号入力回路108
は、アナログ信号増幅器やバッファ回路のような、アナ
ログ信号を受け取って出力する素子であってよい。
路100の一つの実施形態を示す回路図である。この実
施形態において、アナログ信号処理回路100は、入力
端子102、入力インピーダンス調整部104、レベル
調整器106、信号入力回路108および出力端子11
0を備える。レベル調整器106は、第1抵抗成分11
2、第2抵抗成分114、バイパス経路128、および
経路切替部116を有する。入力インピーダンス調整部
104は、第3抵抗成分120および接続切替部118
を有する。信号入力回路108は、アナログ信号増幅器
であって、オペアンプ122、入力インピーダンス成分
124、および可変帰還抵抗成分126を有する。
て、第3抵抗成分120の一端が、アースに接続され
る。接続切替部118は、第3抵抗成分120の他端
と、レベル調整器106の第1抵抗成分112の一端と
を電気的に接続又は遮断する。第3抵抗成分120は、
抵抗値Rtを有する。第3抵抗成分120の他端と第1
抵抗成分112の一端とを電気的に接続または遮断する
ことによって、アナログ信号処理回路100の入力イン
ピーダンスを調整することが可能となる。
分112の一端が入力端子102に電気的に接続されて
設けられる。一方、第1抵抗成分112の他端は、信号
入力回路108の入力インピーダンス成分124の一端
に電気的に接続される。本明細書において、第1抵抗成
分112の「一端」とは、入力端子102側の第1抵抗
成分112の端子を意味し、一方、第1抵抗成分112
の「他端」とは、信号入力回路108側の第1抵抗成分
112の端子を意味する。また、バイパス経路128
が、アナログ信号が通る経路の一つとして、経路切替部
116を介して第1抵抗成分112の一端および他端を
接続するように、第1抵抗成分112に並列に設けられ
る。バイパス経路128は、第1抵抗成分112を通る
経路よりも低インピーダンスであることが望ましく、低
インピーダンスの金属配線であってもよい。
2の一端または他端とアースとを電気的に接続する。図
5に示される構成においては、第2抵抗成分114が、
第1抵抗成分112の一端(入力端子102側の端子)
に接続されている。経路切替部116は、アナログ信号
が通る経路を、第1抵抗成分112を含む経路またはバ
イパス経路128のいずれか一方に切り替える機能を有
する。
8は、アナログ信号増幅器である。オペアンプ122の
負極入力端子と出力端子との間に、可変帰還抵抗126
が接続され、オペアンプ122の正極入力端子は接地さ
れており、アナログ信号は、負極入力端子に接続する入
力インピーダンス成分124を介して入力される。
0において、入力インピーダンス成分124が、所定の
入力インピーダンスRsを有しているとき、第1抵抗成
分112は、(p−1)Rsの抵抗値を有し、第2抵抗
成分114は、(p/(p−1))Rsの抵抗値を有す
る。すなわち、第2抵抗成分114が、第1抵抗成分1
12の入力端子102側の一端に接続されるとき、入力
インピーダンス成分124の所定のインピーダンスと、
第1抵抗成分112のインピーダンスと、第2抵抗成分
114のインピーダンスとの比が、1:(p−1):p
/(p−1)(ここで、pは1より大きい定数)となる
ことが望ましい。
することによって、第1抵抗成分112の一端の入力イ
ンピーダンスが、入力インピーダンス成分124の入力
インピーダンスRsに等しくなる。そのため、信号入力
回路108の前段にレベル調整器106を設けても、回
路の入力インピーダンスは変化せず、所定の入力インピ
ーダンスRsを保つ。さらに、各インピーダンスをこの
ような比に設定することによって、第1抵抗成分112
の一端に入力されるアナログ信号のレベルに対して、第
1抵抗成分112の他端から出力されるアナログ信号の
レベルを1/p倍に減衰することが可能となる。
説明する。
れる。接続切替部118は、アナログ信号の種類に応じ
て、第3抵抗成分120と、第1抵抗成分112の入力
端子102側の端子とを、電気的に接続または遮断す
る。接続切替部118は、第3抵抗成分120の端子と
第1抵抗成分112の一端とを電気的に接続することに
よって、アナログ信号処理回路100の回路入力インピ
ーダンスを小さくする。具体的には、回路入力インピー
ダンスが、第3抵抗成分の抵抗値Rtと、入力インピー
ダンス成分124の抵抗値Rsとの合成インピーダンス
に設定される。一方、接続切替部118は、第3抵抗成
分120の端子と第1抵抗成分112の一端とを電気的
に遮断することによって、アナログ信号処理回路100
の回路入力インピーダンスを、信号入力回路108の入
力インピーダンスRsに等しくする。例えば、アナログ
信号を出力するデバイスの駆動能力が強く、出力信号周
波数が高いときには、接続切替部118のリレーを閉じ
て、回路の入力インピーダンスをRsとRtとの合成イ
ンピーダンス(低インピーダンス)に設定することが望
ましい。一方、アナログ信号を出力するデバイスの駆動
能力が弱く、出力信号周波数が低いときには、接続切替
部118のリレーを開いて、回路の入力インピーダンス
をRsのインピーダンス(高インピーダンス)に設定す
ることが望ましい。
が、第1抵抗成分112の一端に入力される。経路切替
部116が、バイパス経路128を導通させるとき、ア
ナログ信号は、主として、低インピーダンスのバイパス
経路128を通り、第1抵抗成分112を含む経路を通
らない。このとき、第1抵抗成分112と第2抵抗成分
114は、電気的に遮断される。
114と、第1抵抗成分112との一端とを接続すると
き、バイパス経路128は遮断され、アナログ信号が、
第1抵抗成分112を含む経路を通過する。このとき、
第1抵抗成分112の一端または他端と、第2抵抗成分
114は、電気的に接続される。アナログ信号は、第1
抵抗成分112の他端から、レベルを調整されて出力さ
れる。この実施形態において、オペアンプ122の反転
入力は仮想接地されており、第1抵抗成分112が抵抗
値(p−1)Rs、入力インピーダンス成分124が抵
抗(インピーダンス)値Rsを有しているので、第1抵
抗成分112の他端(すなわち、入力インピーダンス成
分124の入力端)には、1/p倍に減衰されたアナロ
グ信号が現れる。
1抵抗成分112の一端に入力されたアナログ信号のレ
ベルを調整して、レベルを調整されたアナログ信号を第
1抵抗成分112の他端から出力することができる。上
述したように、第1抵抗成分112の一端(入力端子1
02側の端子)の入力インピーダンスは、信号入力回路
108の所定の入力インピーダンスRsに等しい。
グ信号が、信号入力回路108に入力される。入力イン
ピーダンス成分124に印加されるアナログ信号のレベ
ルは、レベル調整器106における第1抵抗成分112
の一端に入力されたアナログ信号のレベルに対して1/
p倍されている。本発明によるアナログ信号処理回路1
00においては、1/p倍に減衰されたアナログ信号が
アナログ信号増幅器に入力されるので、アナログ信号増
幅器に大振幅入力信号が入力されて、その出力が飽和す
ることを防止することが可能となる。また、可変帰還抵
抗126の抵抗値Rfを変化させることによって、アナ
ログ信号増幅器は、所望の増幅率(減衰率)を実現する
ことも可能となる。
て、アナログ信号増幅器が示されているが、他の例にお
いては、信号入力回路108は、アナログ信号が入力さ
れる他の素子であってもよい。
処理回路100は、入力アナログ信号を減衰し、且つ入
力インピーダンスの調整を可能とすることができる。し
たがって、アナログ信号処理回路100は、高周波信号
の処理にも適し、また、複数のレベル調整器106を組
み合わせることによって、所望の減衰率を実現すること
もできる。
調整器106と、信号入力回路108との接続関係を示
す回路図である。信号入力回路108は、図5に示され
たアナログ信号増幅器であり、オペアンプ122、入力
インピーダンス成分124および可変帰還抵抗126を
有している。レベル調整器106は、第1抵抗成分11
2、第2抵抗成分114、経路切替部116、およびバ
イパス経路128を有する。
分112の他端が、信号入力回路108の入力インピー
ダンス成分124の一端に電気的に接続される。また、
バイパス経路128が、アナログ信号が通る経路の一つ
として、経路切替部116を介して第1抵抗成分112
の一端および他端を接続するように、第1抵抗成分11
2に並列に設けられる。バイパス経路128は、第1抵
抗成分112を通る経路よりも低インピーダンスである
ことが望ましく、低インピーダンスの金属配線であって
もよい。
分114が、第1抵抗成分112の他端(信号入力回路
108側の端子)に接続されている。経路切替部116
は、アナログ信号が通る経路を、第1抵抗成分112を
含む経路またはバイパス経路128のいずれか一方に切
り替える機能を有する。
入力インピーダンスRsを有しているとき、第1抵抗成
分112は、((p−1)/p)Rsの抵抗値を有し、
第2抵抗成分114は、(1/(p−1))Rsの抵抗
値を有する。すなわち、第2抵抗成分114が、第1抵
抗成分112の他端(信号入力回路108側の端子)に
接続されるとき、入力インピーダンス成分124の所定
のインピーダンスと、第1抵抗成分112のインピーダ
ンスと、第2抵抗成分114のインピーダンスとの比
が、1:(p−1)/p:1/(p−1)(ここで、p
は1より大きい定数)となることが望ましい。
することによって、第1抵抗成分112の一端の入力イ
ンピーダンスが、入力インピーダンス成分124の入力
インピーダンスRsに等しくなる。そのため、信号入力
回路108の前段にレベル調整器106を設けても、入
力インピーダンスは変化せず、所定の入力インピーダン
スRsを保つ。さらに、各インピーダンスをこのような
比に設定することによって、第1抵抗成分112の一端
に入力されるアナログ信号のレベルに対して、第1抵抗
成分112の他端から出力されるアナログ信号のレベル
を1/p倍に減衰することが可能となる。
ログ信号処理回路100の実施例を示す。アナログ信号
処理回路100は、入力端子102、入力インピーダン
ス調整部104、レベル調整器106a、106b、信
号入力回路108および出力端子110を備える。レベ
ル調整器106aは、第1抵抗成分112a、第2抵抗
成分114a、バイパス経路128a、および経路切替
部116aを有し、レベル調整器106bは、第1抵抗
成分112b、第2抵抗成分114b、バイパス経路1
28b、および経路切替部116bを有する。入力イン
ピーダンス調整部104は、第3抵抗成分120および
接続切替部118を有する。第3抵抗成分120は、抵
抗値Rtを有している。信号入力回路108は、アナロ
グ信号増幅器であって、オペアンプ122、入力インピ
ーダンス成分124、および可変帰還抵抗成分126を
有する。入力インピーダンス成分124は、所定の入力
インピーダンスRsを有している。図7において、図5
に付された符号と同一または同様の符号を付された構成
は、図5において対応する構成と同一または同様の動作
および機能を有する。
106a、106bが、入力端子102と信号入力回路
108の間で、直列に接続されている。具体的には、レ
ベル調整器106aとレベル調整器106bとが、入力
端子102と信号入力回路108の間で直列に接続され
ている。入力インピーダンス成分124の所定のインピ
ーダンスと、第1抵抗成分112aまたは112bのイ
ンピーダンスと、第2抵抗成分114aまたは114b
のインピーダンスとの比は、1:(p−1):p/(p
−1)(pは1より大きい定数)となるように設定され
る。
設定され、抵抗値3Rsの第1抵抗成分112aと、抵
抗値4Rs/3の第2抵抗成分114aとが設けられ
る。経路切替部116aが第1抵抗成分112aと第2
抵抗成分114aとを電気的に接続するとき、レベル調
整器106aは、入力アナログ信号を1/4倍に減衰す
るアッテネータとして機能する。すなわち、レベル調整
器106aは、12dBアッテネータとして利用される
ことができる。
=2に設定され、抵抗値Rsの第1抵抗成分112b
と、抵抗値2Rsの第2抵抗成分114bとが設けられ
る。経路切替部116bが第1抵抗成分112bと第2
抵抗成分114bとを電気的に接続するとき、レベル調
整器106bは、入力アナログ信号を1/2倍に減衰す
るアッテネータとして機能する。すなわち、レベル調整
器106bは、6dBアッテネータとして利用されるこ
とができる。
器106a、106bを直列に接続することによって、
入力インピーダンスを保ちながら、複数レンジの減衰率
を実現することが可能となる。N個のレベル調整器を直
列に接続することによって、2N通りの組合わせの減衰
率を実現することが可能となる。また、この実施例にお
いては、接続切替部118を開閉することによって、回
路の入力インピーダンスの調整を実現することもでき
る。
路100の別の実施形態を示す回路図である。アナログ
信号処理回路100は、入力端子102、入力インピー
ダンス調整部104、レベル調整器106、信号入力回
路108、レベルシフト部140、および出力端子11
0を備える。レベル調整器106は、第1抵抗成分11
2、第2抵抗成分114、経路切替部116、およびバ
イパス経路128を有し、経路切替部116は、2つの
切替リレー116a、116bを含んでいる。入力イン
ピーダンス調整部104は、高インピーダンス入力経路
130、低インピーダンス入力経路132、入力切替部
134、出力切替部136、バッファ回路138および
第3抵抗成分120を有する。信号入力回路108は、
オペアンプ122、入力インピーダンス成分124、お
よび可変帰還抵抗126を有するアナログ信号増幅器で
ある。
て、高インピーダンス入力経路130は、バッファ回路
138を含み、このバッファ回路138は、約1MΩの
入力抵抗を有している。入力切替部134および出力切
替部136は、切替リレーであり、信号伝送経路を切り
替える機能を有する。入力切替部134および出力切替
部136が高インピーダンス入力経路130と接続する
とき、入力端子102における入力インピーダンスは、
高インピーダンスとなる。
は、図示される構成においては、直列接続されるインピ
ーダンス成分(抵抗成分)を有しない。この実施形態に
おいて、低インピーダンス入力経路132に、抵抗値R
tの第3抵抗成分120の一端が接続される。第3抵抗
成分120の他端は、接地されている。
が、アナログ信号の伝送経路を低インピーダンス経路1
32に切り替えるとき、第3抵抗成分120、第1抵抗
成分112、第2抵抗成分114、および入力インピー
ダンス成分124の所定の入力インピーダンスとが、高
インピーダンス入力経路130が有する高入力インピー
ダンス(1MΩ)よりも低いインピーダンスを構成す
る。第1抵抗成分112および第2抵抗成分114は、
回路の入力インピーダンスをRsに保つように設けられ
ている。したがって、実質的には、低インピーダンス経
路132を通る回路の入力インピーダンスは、第3抵抗
成分120の抵抗値Rtと入力インピーダンス成分12
4のインピーダンス値Rsの合成インピーダンスとな
る。例えば、抵抗値Rtを50Ωに設定すると、入力イ
ンピーダンス調整部104は、約50Ωと1MΩの入力
インピーダンスの切替えを実現することができる。
リレー116aおよび116bが設けられている。切替
リレー116aは、バイパス経路128を導通させるた
めに用いられ、切替リレー116bは、第1抵抗成分1
12と第2抵抗成分114とを電気的に接続するために
用いられる。回路の動作中、切替リレー116aおよび
116bのいずれか一方が閉じ、他方が開いていること
が望ましい。
12の他端から出力されるアナログ信号から、所定の電
圧分を除去する機能を有する。除去される電圧は、差動
信号のコモン電圧や、シングルエンド信号における観測
波形中心電圧などがある。以下に、これらの電圧を総称
して、オフセット電圧Voffsetと呼ぶ。
号であるとき、信号入力回路108は、アナログ信号か
ら、観測波形が0Vを中心に動作するように、観測波形
中心電圧を除去することができる。このとき、レベルシ
フト部140において、Voffsetが観測波形中心電圧に
設定される。
ンド信号であるときの、アナログ信号の信号波形を示
す。アナログ信号に、所定のオフセット電圧Voffsetが
加えられている。
ログ信号から、所定の電圧Voffset(観測波形中心電
圧)が除去され、出力端子110から出力される出力信
号の信号波形を示す。オフセット電圧Voffsetを取り除
いた結果、出力信号が、0Vを中心とした信号波形を有
するようになった。
回路100を含んだAD(アナログ/ディジタル)変換
装置150と、その周辺回路のブロック図を示す。AD
変換装置150は、アナログ信号処理回路100、アン
チエイリアジングローパスフィルタ152およびADコ
ンバータ154を有する。アンチエイリアジングローパ
スフィルタ152は、解析アナログ信号の帯域をナイキ
スト周波数以内に制限するために設けられるADコンバ
ータ前置フィルタである。この実施例においては、アナ
ログ信号処理回路100に1つのアナログ信号が入力さ
れているが、別の実施例においては、アナログ信号が差
動で入力されてもよい。
9に関連して説明したアナログ信号処理回路100に相
当し、アナログ信号処理回路100に関する詳細な説明
については省略する。アナログ信号処理回路100は、
入力されるアナログ信号のレベルを調整した電圧信号を
出力する。電圧信号は、アンチエイリアジングローパス
フィルタ152に入力される。アンチエイリアジングロ
ーパスフィルタ152は、電圧信号の帯域をナイキスト
周波数以内に制限する。帯域を制限された電圧信号は、
ADコンバータ154に供給される。ADコンバータ1
54は、電圧信号をディジタル信号に変換する。このよ
うにして、AD変換装置150は、アナログ信号をディ
ジタル信号に変換することができる。
154およびメモリ158の動作を制御する。ADコン
バータ154は、クロック発生器156から供給される
クロックに同期して、アナログ信号のサンプリングを行
い、また、メモリ158は、クロックに同期して、変換
されたディジタル信号(データ)を格納する。
れば、所望の減衰率を実現することができ、更に入力イ
ンピーダンスを調整することができるアナログ信号処理
回路および該アナログ信号処理回路を組み込んだAD変
換装置を提供することができる。以上、本発明を実施の
形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実
施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態
に、多様な変更又は改良を加えることができることが当
業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形
態も本発明の技術的範囲に含まれることが、特許請求の
範囲の記載から明らかである。
と、入力インピーダンスを切り替えることができ、また
入力アナログ信号のレベルを調整することができる、と
いう効果を奏する。
可能とする従来のアナログ信号処理回路10を示す。
衰率を得ることができる従来のアナログ信号処理回路4
0を示す。
を得ることができる従来のアナログ信号処理回路70を
示す。
グ信号処理回路100のブロック図である。
つの実施形態を示す回路図である。
と、信号入力回路108との接続関係を示す回路図であ
る。
回路100の実施例を示す。
の実施形態を示す回路図である。
であるときの、アナログ信号の信号波形を示し、(b)
は、(a)に示されるアナログ信号から、所定の電圧V
offset(観測波形中心電圧)が除去され、出力端子11
0から出力される出力信号の信号波形を示す。
含んだAD(アナログ/ディジタル)変換装置150
と、その周辺回路のブロック図を示す。
子、14、16・・・レベル調整器、18・・・信号入
力回路、20・・・出力端子、22、28・・・T型ア
ッテネータ、24、26、30、32・・・経路切替
部、34・・・終端抵抗、36・・・バッファ回路、4
0・・・アナログ信号処理回路、42・・・入力端子、
44・・・切替リレー、46・・・終端抵抗、48、5
0、52、54・・・分圧用抵抗、56・・・バッファ
回路、58・・・出力端子、60・・・減衰率選択部、
70・・・アナログ信号処理回路、72・・・入力端
子、74・・・切替リレー、76・・・終端抵抗、78
・・・入力インピーダンス、80・・・オペアンプ、8
2・・・可変帰還抵抗、84・・・帰還抵抗、86・・
・切替リレー、88・・・出力端子、100・・・アナ
ログ信号処理回路、102・・・入力端子、104・・
・入力インピーダンス調整部、106、106a、10
6b・・・レベル調整器、108・・・信号入力回路、
110・・・出力端子、112、112a、112b・
・・第1抵抗成分、114、114a、114b・・・
第2抵抗成分、116、・・・経路切替部、116a、
116b・・・切替リレー、118・・・接続切替部、
120・・・第3抵抗成分、122・・・オペアンプ、
124・・・入力インピーダンス成分、126・・・お
よび可変帰還抵抗成分、128、128a、128b・
・・バイパス経路、130・・・高インピーダンス入力
経路、132・・・低インピーダンス入力経路、134
・・・入力切替部、136・・・出力切替部、138・
・・バッファ回路、140・・・レベルシフト部、15
0・・・AD変換装置、152・・・アンチエイリアジ
ングローパスフィルタ、154・・・ADコンバータ、
156・・・クロック発生器、158・・・メモリ
Claims (12)
- 【請求項1】 アナログ信号を処理するアナログ信号処
理回路であって、 前記アナログ信号が入力される入力端子と、 前記入力端子に入力された前記アナログ信号が一端に入
力される第1抵抗成分と、前記第1抵抗成分の前記一端
または他端とアースとを電気的に接続する第2抵抗成分
とを有して、前記第1抵抗成分の前記一端に入力された
前記アナログ信号のレベルを調整して、レベルを調整さ
れた前記アナログ信号を前記第1抵抗成分の前記他端か
ら出力するレベル調整器と、 所定の入力インピーダンスを有し、前記レベル調整器か
ら出力される前記アナログ信号が入力される信号入力回
路とを備え、 前記第1抵抗成分の前記一端の入力インピーダンスが、
前記信号入力回路の前記所定の入力インピーダンスに等
しいことを特徴とするアナログ信号処理回路。 - 【請求項2】 前記レベル調整器が、 前記第1抵抗成分の前記一端および前記他端を接続する
低インピーダンスのバイパス経路と、 前記アナログ信号が通る経路を、前記第1抵抗成分を含
む経路または前記バイパス経路のいずれか一方に切り替
える経路切替部とを有することを特徴とする請求項1に
記載のアナログ信号処理回路。 - 【請求項3】 前記経路切替部が、前記アナログ信号が
通る経路を前記第1抵抗成分を含む経路に切り替えると
き、前記第1抵抗成分の前記一端または前記他端と前記
第2抵抗成分とを電気的に接続し、 前記経路切替部が、前記アナログ信号が通る経路を前記
バイパス経路に切り替えるとき、前記第1抵抗成分の前
記一端または前記他端と前記第2抵抗成分とを電気的に
遮断することを特徴とする請求項2に記載のアナログ信
号処理回路。 - 【請求項4】 アースに接続されて設けられた第3抵抗
成分と、 前記第3抵抗成分と、前記レベル調整器の前記第1抵抗
成分の前記一端とを電気的に接続又は遮断する接続切替
部とを有する入力インピーダンス調整部とを備えること
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアナロ
グ信号処理回路。 - 【請求項5】 前記信号入力回路が、アナログ信号増幅
器であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに
記載のアナログ信号処理回路。 - 【請求項6】 前記第2抵抗成分は、前記第1抵抗成分
の前記一端に接続され、 前記所定のインピーダンスと、前記第1抵抗成分のイン
ピーダンスと、前記第2抵抗成分のインピーダンスとの
比が、 1:(p−1):p/(p−1) (pは1より大きい定数)であることを特徴とする請求
項1から5のいずれかに記載のアナログ信号処理回路。 - 【請求項7】 前記第2抵抗成分は、前記第1抵抗成分
の前記他端に接続され、 前記所定のインピーダンスと、前記第1抵抗成分のイン
ピーダンスと、前記第2抵抗成分のインピーダンスとの
比が、 1:(p−1)/p:1/(p−1) (pは1より大きい定数)であることを特徴とする請求
項1から5のいずれかに記載のアナログ信号処理回路。 - 【請求項8】 複数の前記レベル調整器が、前記入力端
子と前記信号入力回路の間で直列に接続されていること
を特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のアナロ
グ信号処理回路。 - 【請求項9】 前記レベル調整器でレベルを調整された
アナログ信号から、所定の電圧分を除去するレベルシフ
ト部を更に備えることを特徴とする請求項1から8のい
ずれかに記載のアナログ信号処理回路。 - 【請求項10】 アナログ信号を処理するアナログ信号
処理回路であって、 前記アナログ信号が入力される入力端子と、 前記入力端子に対して設けられる、所定の高入力インピ
ーダンスを有する高インピーダンス入力経路と、 前記入力端子に対して設けられる、前記高インピーダン
ス入力経路よりも低い低入力インピーダンスを有する低
インピーダンス入力経路と、 前記高インピーダンス入力経路または前記低インピーダ
ンス入力経路のいずれか一方を通った、前記アナログ信
号を出力する出力切替部と、 前記出力切替部から出力された前記アナログ信号が一端
に入力される第1抵抗成分と、前記第1抵抗成分の前記
一端または他端とアースとを電気的に接続する第2抵抗
成分とを有して、前記第1抵抗成分の前記一端に入力さ
れた前記アナログ信号のレベルを調整して、レベルを調
整された前記アナログ信号を前記第1抵抗成分の前記他
端から出力するレベル調整器と、 所定の入力インピーダンスを有し、前記レベル調整器か
ら出力される前記アナログ信号が入力される信号入力回
路とを備え、 前記第1抵抗成分の前記一端の入力インピーダンスが、
前記信号入力回路の前記所定の入力インピーダンスに等
しいことを特徴とするアナログ信号処理回路。 - 【請求項11】 前記低インピーダンス入力経路とアー
スとを接続する第3抵抗成分を更に有し、 前記第3抵抗成分、前記第1抵抗成分、前記第2抵抗成
分、および信号入力回路の前記所定の入力インピーダン
スとが、前記高インピーダンス入力経路が有する前記高
入力インピーダンスよりも低いインピーダンスを構成す
ることを特徴とする請求項10に記載のアナログ信号処
理回路。 - 【請求項12】 アナログ信号をディジタル信号に変換
するAD変換装置であって、 前記アナログ信号が入力される入力端子と、 前記入力端子に対して設けられる、高入力インピーダン
スを有する高インピーダンス入力経路と、 前記入力端子に対して設けられる、前記高インピーダン
ス入力経路よりも低い低入力インピーダンスを有する低
インピーダンス入力経路と、 前記入力端子に対して設けられる、前記高インピーダン
ス入力経路または前記低インピーダンス入力経路のいず
れか一方を通った、前記アナログ信号を出力する出力切
替部と、 前記出力切替部から出力された前記アナログ信号が一端
に入力される第1抵抗成分と、前記第1抵抗成分の前記
一端または他端とアースとを電気的に接続する第2抵抗
成分とを有して、前記第1抵抗成分の前記一端に入力さ
れた前記アナログ信号のレベルを調整して、レベルを調
整された前記アナログ信号を前記第1抵抗成分の前記他
端から出力するレベル調整器と、 所定の入力インピーダンスを有し、前記レベル調整器か
ら出力される前記アナログ信号が入力されて、電圧信号
を出力する信号入力回路と、 前記電圧信号をディジタル信号に変換するADコンバー
タとを備え、 前記第1抵抗成分の前記一端の入力インピーダンスが、
前記信号入力回路の前記所定の入力インピーダンスに等
しいことを特徴とするAD変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11207619A JP2001036359A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | アナログ信号処理回路およびad変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11207619A JP2001036359A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | アナログ信号処理回路およびad変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001036359A true JP2001036359A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16542803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11207619A Pending JP2001036359A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | アナログ信号処理回路およびad変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001036359A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7138819B2 (en) | 2002-06-13 | 2006-11-21 | Advantest Corp. | Differential voltage measuring apparatus and semiconductor testing apparatus |
WO2008114511A1 (ja) * | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Panasonic Corporation | Agc回路 |
JP2010199775A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Renesas Electronics Corp | Ad変換装置及びad変換方法 |
JP2011082879A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Renesas Electronics Corp | 半導体集積回路装置 |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP11207619A patent/JP2001036359A/ja active Pending
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