JP2004007673A - 誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるｙｔｏを備えた信号解析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、誘導性負荷を駆動する十分に高い電圧を発生させ且つ卓越した立ち上がり時間特性を示すと共に、低雑音、広帯域、高周波、及びその他のシステム要求に応じた特性が得られる誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるＹＴＯを備えた信号解析装置を提供する。
【解決手段】本発明の一態様による装置は、高周波駆動部と低周波駆動部と合成回路（トランス）とを備えて、誘導性負荷を駆動する回路に係る。入力信号に含まれる高周波成分と低周波成分を、それぞれ高周波駆動部と低周波駆動部が駆動する。合成回路（トランス）は、高周波駆動部と低周波駆動部の出力を受領し、高周波成分を増幅する。合成回路（トランス）の出力信号が誘導性負荷を高速に駆動する。本発明に係る誘導性負荷高速駆動装置は、システム要求に応じて、低周波での低雑音性、高電圧抑制のための帯域制限、交流と直流とで異なるオープンループゲインなどの特性を提供する。
【選択図】 図６
【解決手段】本発明の一態様による装置は、高周波駆動部と低周波駆動部と合成回路（トランス）とを備えて、誘導性負荷を駆動する回路に係る。入力信号に含まれる高周波成分と低周波成分を、それぞれ高周波駆動部と低周波駆動部が駆動する。合成回路（トランス）は、高周波駆動部と低周波駆動部の出力を受領し、高周波成分を増幅する。合成回路（トランス）の出力信号が誘導性負荷を高速に駆動する。本発明に係る誘導性負荷高速駆動装置は、システム要求に応じて、低周波での低雑音性、高電圧抑制のための帯域制限、交流と直流とで異なるオープンループゲインなどの特性を提供する。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導性負荷駆動装置に係り、特に、ＹＴＯ／ＹＴＦ等における誘導性負荷を高速で駆動する電流駆動回路を備えてなる誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるＹＴＯを備えた信号解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電流駆動回路および他の駆動回路が一般に知られていると共に、多くの応用分野で使用されている。
【０００３】
図１は、従来技術における基本的な電流駆動回路１００を示している。この電流駆動回路１００は信号入力端１０５を有し、この信号入力端１０５は増幅器１１５の正相入力端および抵抗（Ｒ１）１１０の一端に接続されている。この抵抗１００の他端は接地されている。増幅器１１５の出力端は駆動抵抗１２０の一端に接続されている。該抵抗１２０の他端はトランジスタ１２５のベースに接続されている。
【０００４】
増幅器１１５の逆相入力端はトランジスタ１２５のエミッタおよび電流検出抵抗１４０の一端に接続されている。該抵抗１４０の他端は接地されている。電圧源１３０は誘導性負荷１３５の一端に接続されている。該誘導性負荷１３５の他端はトランジスタ１２５のコレクタに接続されている。
【０００５】
ここで、誘導性負荷１３５とは、例えば、磁場発生用のコイル等を対象としているもので、具体的には、イットリウム、鉄、ガーネット（ＹＩＧ）を応用したＹＩＧ同調発振器（ＹＩＧ Ｔｕｎｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＹＴＯ）やＹＴＦ等を含むものとする。
【０００６】
動作において、電流駆動回路１００のトランジスタ１２５が電流を誘導性負荷１３５を介して流している。信号入力端１０５は入力電圧ｖｉ を増幅器１１５の正相入力端および抵抗（Ｒ１）１１０へ印加している。増幅器１１５の逆相入力端の電圧は、増幅器１１５の正相入力端に印加される電圧とほぼ等しい。トランジスタ１２５のエミッタの電圧は増幅器１１５の逆相入力端に印加され、さらに増幅器がトランジスタ１２５のベースの電圧を設定している。
【０００７】
一つの実施の態様においては、トランジスタ１２５のベースの電圧が、エミッタの電圧よりも約０．７ボルト高い。トランジスタ１２５が活性状態にある動作を想定すると、入力信号ｖｉ が低い電圧であるとき、電位差が抵抗１２０に加えられ、そこにベース電流ｉＢ を生じる。トランジスタ１２５のベースにベース電流ｉＢ が生じたとき、コレクタには電流ｉＣ が生じ、それはトランジスタの定数をαとして、ｉ＝Ｂ （（１−α）／α）＊ｉＣ で表される。このコレクタ電流ｉＣ が誘導性負荷１３５を駆動する。入力信号ｖｉ が高くなるにつれて、抵抗１２０の電位差が増大して、電流ｉＢ が増加する。これにより誘導性負荷１３５を介して流れる電流ｉＣ が増大する。
【０００８】
従来使用されている他のタイプの電流駆動回路として、電流プッシュプル駆動回路がある。図３は基本的電流プッシュプル駆動回路３００を示している。入力信号端は抵抗１３０および駆動増幅器３１５の正相入力端に接続されている。増幅器３１５の出力は抵抗３２０の一端および誘導性負荷３３０に供給されている。駆動増幅器３１５の逆相入力端は、抵抗３２０の他端、誘導性負荷３３０および電流検出抵抗３２５の一端に接続されている。この電流検出抵抗３２５の他端は接地されている。
【０００９】
動作において、信号入力端３０５は入力電圧ｖｉ を抵抗３１０および増幅器３１５の正相入力端へ印加している。増幅器３１５の出力は、抵抗３１０一端および誘導性負荷３３０の一端に印加されている。増幅器３１５の逆相入力端の電圧は、増幅器３１５の正相入力端に印加される電圧とほぼ同じである。増幅器３１５の逆相入力端の電圧は、電流検出抵抗３２５の一端に印加されている。電流検出抵抗３２５の電位差は、抵抗３２５に接地方向への電流を生じ、抵抗３２０を介して抵抗３２５へ向かう方向の電流を生じる。抵抗３２０および３２５の抵抗値は適宜に選ばれて、入力信号が上昇または下降するときに抵抗３２０の電流が抵抗３２５の電流よりそれぞれ大になり又は小になっている。
【００１０】
入力信号ｖｉ が低いときには、抵抗３２０の電位差が抵抗３２０の中に端子３４０の方向に向かう電流を生じる。これにより、抵抗３２０の電流が、電流検出抵抗３２５の電流より小となる。結果として、電流が誘導性負荷３３０を介して端子３４０に向かってプッシュされる。
【００１１】
入力信号ｖｉ が高いときには、抵抗３２０の電位差がさきの場合よりも大となり、端子３４０から遠ざかる方向に向かう抵抗３２５の中の電流よりも大となる。結果として、電流が誘導性負荷３３０を介して端子３４０から遠ざかる方向に向かってプルされる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図２は、図１の電流駆動回路１００の電流特性２００を示すとともに、駆動回路１００の幾つかの欠点を表している。図２に示すように、電流駆動回路１００の立ち上がり時間は遅く、また回復時間遅い。増幅器１３０に供給する電圧を増大することによって、より早い立ちあがり時間が達成されが、供給電圧の増大は駆動回路の効率悪化を招来してしまう。また、図２の電流特性２００は、大きな負のスパイク電圧特性を表している。かかる電流駆動回路１００の大きな負のスパイク電圧は、容量やダイオードを用いてそれを消去しないと駆動トランジスタを損傷しかねない。
【００１３】
図４は、図３の電流プッシュプル駆動回路３００の電流特性（電圧特性）４００を示している。この電流特性（電圧特性）４００は、前述した図１の駆動回路１００の電流特性（図３参照）より改善されている。負のスパイク電圧特性は駆動回路３００のプッシュプル特性により低減されている。誘導性負荷に対するプッシュプル動作が、誘導性負荷の中に蓄積されるエネルギーの幾分かを取り去っている。それでもまだ駆動回路３００は、図４に示したような遅い立ち上がり時間特性を有している。
【００１４】
供給電圧を増大することによって駆動回路３００の立ち上がり時間特性を改善することができるが、それは駆動回路の効率悪化を招来してしまうと共に、効率が悪くなるため、放熱板など冷却のための素子を追加する必要が生じる。
【００１５】
そこで、誘導性負荷を駆動する十分に高い電圧を発生させ且つ卓越した立ち上がり時間特性を示す誘導性負荷の駆動回路が求められている。さらに、また、低雑音、広帯域、高周波、およびその他のシステム要求に応じた特性を提供する駆動回路が求められている。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、誘導性負荷を駆動する十分に高い電圧を発生させ且つ卓越した立ち上がり時間特性を示すと共に、低雑音、広帯域、高周波、およびその他のシステム要求に応じた特性が得られる誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるＹＴＯを備えた信号解析装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る誘導性負荷駆動装置は、高周波駆動部と低周波駆動部と合成回路とを備えている。入力信号に含まれる高周波成分と低周波成分を、それぞれ高周波駆動部と低周波駆動部が駆動する。合成回路は、高周波駆動部と低周波駆動部の出力を合成する。本発明に係る一つの実施の態様において、合成回路は、高周波成分を増幅する。合成回路により高い電圧が発生して誘導性負荷を高速に駆動する。
【００１８】
本発明に係る高速誘導性負荷駆動装置は、システム要求に応じて、低周波での低雑音性、終端負荷における帯域制限、交流と直流とで異なるオープンループゲインなどの特性を提供する。
【００１９】
高い周波数で動作させる増幅器、例えば、４ｋＨｚ以上の増幅器は、一般に、増幅器の回路の中では低い抵抗が用いられる。低い抵抗を用いるためにオープンループゲインが低く電流精度が低下している。通常、高速な増幅器には大きな電流を流す必要や低めの抵抗を使う必要があり、一般的には悪い雑音特性を伴う。このように高速性と増幅器の性能はトレードオフとなってしまう。
【００２０】
本発明は、異なる構成の二つの増幅部を形成することにより上記のトレードオフを解消するものである。すなわち、誘導性負荷の用途では高速性と低雑音性は一度に求められないので、高増幅率、低雑音、低速の増幅部を低周波駆動部に用い、他方で中増幅率、中雑音、高速の増幅部を高周波駆動部に用いる。その結果、本発明は高性能の誘導性負荷駆動装置を実現することができる。
【００２１】
具体的には、本発明の第１の態様によると、上記課題を解決するために、
高い電圧レベルと低い電圧レベルとを含み、それらの一方から他方へ急速に切り換えられる形態でなる入力信号を受領する受信部（５０５）と、
前記受信部からの前記入力信号の高周波成分を受取って、対応する高周波駆動信号を出力する高周波駆動部（５２０）と、
前記受信部からの前記入力信号の低周波成分を受取って、対応する低周波駆動信号を出力する低周波駆動部（５３０）と、
前記高周波駆動部からの前記高周波駆動信号が一端に印加される１次コイルと、該１次コイルより多い巻数とされ、前記低周波駆動部からの前記低周波駆動信号が一端に印加される２次コイルとを有するトランス（５４０）とを具備し、
前記トランスの１次コイルの他端は接地され、前記トランスの２次コイルの他端は誘導性負荷（５５０）に接続されることにより、前記誘導性負荷に前記１次コイルに加えられた電圧の前記２次コイルの巻数倍（Ｎ）の電圧が同相で加算されて供給されることを特徴とする誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２２】
また、本発明の第２の態様によると、上記課題を解決するために、
前記高周波駆動部が、高域通過瀘波器（５２２，５２４）と、該高域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器（５２６）とを備えていることを特徴とする第１の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２３】
また、本発明の第３の態様によると、上記課題を解決するために、
前記高域通過瀘波器が、高域通過ＲＣ瀘波器であることを特徴とする第２の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２４】
また、本発明の第４の態様によると、上記課題を解決するために、
前記低周波駆動部が、低域通過瀘波器（５３２）と、該低域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器（５３４）とを備えていることを特徴とする第１の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２５】
また、本発明の第５の態様によると、上記課題を解決するために、
高い電圧レベルと低い電圧レベルとを含み、それらの一方から他方へ急速に切り換えられる形態でなる入力信号を受領する受信部（５０５）と、
前記受信部からの前記入力信号の高周波成分を受取って、対応する高周波駆動信号を出力する高周波駆動部（５２０）と、
前記受信部からの前記入力信号の低周波成分を受取って、対応する低周波駆動信号を出力する低周波駆動部（５３０）と、
前記高周波駆動部からの前記高周波駆動信号が印加される１次コイルと、該１次コイルより多い巻数とされ、前記低周波駆動部からの前記低周波駆動信号が一端に印加される２次コイルとを有するトランス（５４０）とを具備し、
前記高周波駆動部が、
前記トランスの１次コイルの第１の端子に第１の高周波出力を提供する非反転増幅器（５２６）に結合した第１のＲＣ高域通過瀘波器（５２２，５２４）と、前記トランスの１次コイルの第２の端子に第２の高周波出力を提供する反転増幅器（９３０）に結合した第２のＲＣ高域通過瀘波器（９１０，９２０）とを備え、
前記第２の高周波出力が前記第１の高周波出力に対し１８０度の位相差を有しているとともに、
前記トランスの２次コイルの他端が誘導性負荷（５５０）に接続されることにより、
前記誘導性負荷に前記１次コイルに加えられた電圧の前記２次コイルの巻数倍（Ｎ）の電圧が同相で加算されて供給されることをを特徴とする誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２６】
また、本発明の第６の態様によると、上記課題を解決するために、
前記入力信号を受領して前記高周波駆動部及び低周波駆動部に結合する出力信号を出力する増幅器（５１５）と、
前記増幅器の出力端と入力端との間に接続され、前記誘導性負荷に印加される電圧を制限する帯域幅制限部（１０１０，１０２０，１０３０）を備えることを特徴とする第５の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２７】
また、本発明の第７の態様によると、上記課題を解決するために、
負荷を駆動する装置であって、
電圧を有する信号を受領して増幅出力信号を出力する増幅器（５１５）と、
前記増幅出力信号を受領して高域通過信号を出力する高域通過瀘波器（５２２，５２４）および該高域通過信号を受領して高周波出力を出す高周波増幅器（５２６）とを備えた高周波駆動部（５２０）と、
前記増幅出力信号を受領して低域通過信号を出力する低域通過瀘波器（５３２）および該低域通過信号を受領して低周波出力を出す低周波増幅器（５３４）とを備えた低周波駆動部（５３０）と、
前記低周波出力をその２次コイルに結合し、前記高周波出力をその１次コイルに結合し、結合出力信号を負荷（５５０）に出力するトランス（５４０）と、
を備えたことを特徴とする誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２８】
また、本発明の第８の態様によると、上記課題を解決するために、
所定の発振周波数を有する信号を発振するＹＴＯ（５ａ）を有し、入力信号を受信し、その入力信号と前記ＹＴＯからの所定の発振周波数を有する信号とをミキシングして中間周波数信号を取り出して、前記入力信号を所望周波数範囲に渡って解析するためのＹＴＯを備えた信号解析装置（３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１６，１７）において、
第１または第５の態様に記載の誘導性負荷駆動装置で駆動される前記誘導性負荷としてのＹＴＯを備えたことを特徴とする信号解析装置が提供される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明の一実施の態様に係る電流駆動回路５００を示している。図５に示すように、この電流駆動回路５００は、抵抗５１０および増幅器５１５の正相入力端に接続された入力信号端５０５を備える。増幅器５１５の出力端は高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０とに接続されている。高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０の出力端はそれぞれ結合回路５４０に接続されている。
【００３０】
結合回路５４０からの出力が誘導性負荷５５０を駆動する。誘導性負荷５５０は電流検出抵抗５６０および増幅器５１５の逆相入力端に結合されている。電流検出抵抗５６０の他端は接地されている。
【００３１】
動作において、信号入力端が入力信号ｖｉ を抵抗５１０および増幅器５１５の正相入力端に印加される。増幅器５１５で増幅された出力信号が、高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０とに印加される。一つの実施の形態においては、増幅器５１５で増幅された出力信号には、異なる周波数成分のスペクトラムが含まれている。このスペクトラム中の低周波成分は低周波増幅器によって処理され且つスペクトラム中の高周波成分は高周波増幅器によって処理されるように互いに瀘波器によって阻止される。すなわち、入力信号に含まれる高周波成分と低周波成分とは、それぞれ高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０によって処理される。
【００３２】
高周波駆動部５２０は入力信号ｖｉ の高周波成分を駆動する。信号がほとんど高周波成分であるとき、これらの６０〜９０％の信号は高周波駆動部５２０により処理されることになる。一つの実施の形態においては、高周波駆動部５２０は入力信号ｖｉ より所望の高周波成分を分離するため高域通過瀘波器又は帯域通過瀘波器を備える。他の実施の形態においては、高周波駆動部５２０は低域通過瀘波器と負帰還回路を用いる増幅器を備える。さらに高周波駆動部５２０は必要により、高周波成分を増幅する増幅器を備える。このような高周波駆動部５２０は高周波成分を結合回路５４０に出力する。
【００３３】
低周波駆動部５３０は入力信号ｖｉ の低周波成分を駆動する。一つの実施の形態においては、もし入力信号ｖｉ が低い立ち上がり時間を有するときには、ほとんどの信号が低周波駆動部５３０により処理されることになる。この低周波駆動部５３０は低域通過瀘波器又は回路構成によって他の瀘波器を備えることがある。一般には、低周波駆動部５３０は低域通過的な特性を有しており、入力信号から所望の直流又は低周波成分を取り出す。さらに、低周波駆動部５３０は必要により、低周波成分を増幅する増幅器を備える。このような低周波駆動部５３０は低周波成分を結合回路５４０に出力する。この結合回路５４０は、高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０の出力を結合し、誘導性負荷５５０を駆動するための良好な波形の出力電圧を持つ出力信号である駆動信号を提供する。
【００３４】
そして、結合回路５４０の出力電圧と電流検出抵抗５６０の電圧との差によって定まる電流が誘導性負荷５５０に発生する。
【００３５】
本発明の一つの実施の態様に係る、低周波駆動部、高周波駆動部および結合回路を有する電流駆動回路６００を図６に示す。図６において、高周波駆動部５２０は、コンデンサ５２２、抵抗５２４および増幅器５２６を備えている。図示の実施の態様においては、コンデンサ５２２および抵抗５２４は、ＤＣ以上の一定の周波数成分の高域信号を通過させることができる帯域回路として高域又は帯域ＲＣ瀘波器として作動する。別の実施の態様においては、帯域瀘波器は、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの間の周波数成分を通過させて増幅器５３４へ送ることができる。当業者は、特定の回路要求によって帯域幅が変化することを理解するであろう。
本発明の範囲は、上記高周波駆動部の帯域幅によって限定されない。
【００３６】
上記帯域回路は、上記高域信号を増幅器５２６の正相入力端へ供給する。該増幅器５２６は、システム要求によって、上記信号を図示のように増幅する、あるいは、該信号のための緩衝器として作動する非反転増幅器として構成することができる。
【００３７】
低周波駆動部５３０は、抵抗５３２および増幅器５３４を備える。この増幅器５３４は、誘導性負荷５５０、５４２（トランス）と共に、低域通過回路として作動する。
【００３８】
一般に、誘導性負荷を流れる電流の急速な変化は、増幅器５３４への高電圧供給を要する。増幅器５３４への限定された電源供給は、誘導性負荷への電流供給に影響を及ぼす。限定された電源供給によって高周波成分を増幅器に印加しても、該電源供給よりも高い電圧は生じない。すなわち、オームの法則（Ｖ＝ＩＲ）から、帯域幅の限定は、誘導性負荷のインダクタンス値および電源電圧によって決定される。従って、増幅器への入力信号が一定の値を越えると、周波数応答は失われる。この特性は低域通過瀘波器応答である。一般に、増幅器５３４、５２６の帯域幅は、システムのクロスオーバ周波数よりも広い。誘導性負荷が増幅器出力に設けられている場合には、周波数応答は広くならない。
【００３９】
そして、低周波駆動部５３０の低域通過信号は、増幅器５３４の正相入力端に印加される。この増幅器５３４は、図６におけるシステム要求により、図示のように該信号を増幅する、あるいは該信号に対する緩衝器として作動する非反転増幅器として構成することができる。
【００４０】
図６に示す本発明の実施の態様によれば、上記高周波駆動部５２０および低周波駆動部５３０の出力は、トランス５４２を用いて結合される。図６において、低周波駆動部５３０は、信号を上記トランス５４２の２次コイルへ印加する。上記高周波駆動部５２０は、信号を上記トランス５４２の１次コイルへ印加する。
図６に示す実施の態様においては、上記トランス５４２の１次コイルは、２次コイルよりも多い巻数を有する。上記トランス５４２は、上記信号を結合するように作動し、かつ図示の巻数比Ｎ：１に従って高周波成分を増幅する。
【００４１】
誘導性負荷５５０に印加される、結合回路５４０における電圧ＶＬＯＡＤは、次式で示される。
【００４２】
ＶＬＯＡＤ＝ＶＬＤ＋ＶＰＣ＋ＶＩ
ただし、ＶＬＤは、上記低周波駆動部５３０の出力電圧であり、ＶＰＣは、上記２次コイルにおける電圧上昇分（または減少分）であり、ＶＩ は、上記トランス５４０の２次側から誘導された電圧である。
【００４３】
上記２次コイルにおける電圧増加分は、ＶＰＣ＝Ｌ（ｄｉＬＤ／ｄｔ）で表わされ、ここでＬは上記コイルのインダクタンスであり、ｉＬＤは上記低周波駆動部５３０の出力電流を示す。
【００４４】
誘導電圧ＶＩ は、ＶＩ ＝Ｍ（ｄｉＨＤ／ｄｔ）で表わされ、Ｍは、上記トランスの相互インダクタンスを示し、ｉＨＤは、上記トランスの１次コイルに印加される、上記高周波駆動部５２０からの出力電流を示す。相互インダクタンスＭは、上記システムの要求に従って選定される変圧比から得られる。この場合、上記トランス５４０は、５：１、１０：１、２０：１あるいはその他の変圧比を有してもよい。
【００４５】
上記変圧比は、本発明に従って、上記システムの要求により動的に変化させることができる。低変圧比の場合、低電流および低速で作動する。高変圧比のトランスの場合、より迅速に、あるいはより高周波数帯域で作動するが、大電流を要する。上記誘導性負荷駆動装置が実装されているシステムにより、異なる変圧比が用いられる。このようないくつかの実施例は、これによって本発明の範囲内とみなされる。
【００４６】
誘導性負荷５５０を介して誘導される電流は、負荷電圧と電流センサ電圧との差によって決定される。図示のように、電流検出抵抗５６０は、誘導性負荷５５０の一端と接地端との間に接続されている。上記負荷電圧は、上述したようにトランス５４２によって決定することができる。電流駆動回路６００の電流センサ電圧は、電流検出抵抗５６０を介した誘導性負荷電流によって決定される。
【００４７】
図６の回路の利点は、高周波駆動部５２０の増幅器５２６を、高出力電圧増幅器を用いることなく、大電流を駆動するのに使用できるという点である。増幅器５２６は、トランス５４２を駆動することのみに必要であり、また低電源電圧で作動する。
【００４８】
前述したような高周波駆動部５２０の増幅器５２６と比較して、低周波駆動部５３０の増幅器５３４は、中電流および中電圧の増幅器である。この増幅器５３４は、大電流を必要としないため、低雑音特性を有するように選定することができる。この増幅器５３４の性能は、位相ロックループにおいて重要なＤＣおよび低周波性能を決定する。
【００４９】
図７に、図６の電流駆動回路の電流特性７００を示す。この電流特性７００は、従来の電流駆動回路１００、３００の電流特性２００、４００よりも、立ち上がり時間、負のスパイク電圧および回復時間特性の全てが向上している点で、従来のシステムよりも改善されているのが分かる。
【００５０】
本発明の誘導性負荷駆動装置の他の利点は、常時、大電流を必要としない点である。上記トランス５４２の１次側は、電流によって駆動される。上記トランス５４２の２次側に高電圧を生成するために、短時間、大電流が用いられる。大電流は、コイル電流が急速に変化しているときにのみ必要とされる。
【００５１】
本発明の一つの実施の態様においては、入力信号はバースト波形でもよい。すなわち、バーストが信号内に現れる際、短時間のみに、大電流が必要とされる。
一つの実施の態様においては、電力を蓄積するために、および高周波増幅器へ電流を供給するために、コンデンサを用いることができる。従って、電源供給は、平均電流負荷を駆動することのみを要する。本発明のこの実施の態様においては、大電流電源供給は必要とされない。
【００５２】
図６の回路は、異なるシステムの要求に合わせるために、多くの構成に変更することができる。多くの可能な構成のうちのいくつかの実例を図８乃至図１１に示す。
【００５３】
図８に、本発明の一つの実施の態様に係る、低雑音を要するシステムのための電流駆動回路８００を示す。誘導性負荷に伝えられる雑音のほとんどは、高周波駆動部５２０からのものである。この高周波駆動部５２０によって伝えられる雑音を低減するために、スイッチを用いることができる。
【００５４】
図８に示すように、高周波駆動部５２０および結合回路５４０内に、スイッチ８２０、８３０を設けることができる。高域通過駆動部５２０のスイッチ８２０が閉位置にあるときには、増幅器５２６の正相入力端とアースとの間に短絡が生じている。このスイッチ８２０によって生じる短絡により、高周波信号の重要な成分が増幅器５２６に印加されることが防止される。結合回路５４０のスイッチ８３０が閉位置にあるときには、増幅器５３４の出力と誘導性負荷５５０との間に短絡が生じている。このスイッチ８３０によって生じる短絡により、高域通過駆動回路からの出力信号の重要な成分が低域通過駆動回路と結合されることが防止される。
【００５５】
これらのスイッチ８２０、８３０が閉じている場合には、高周波信号が伝達され、上記誘導性負荷５５０に伝わる雑音のほとんどは、高周波成分からのものである。すなわち、スイッチ８２０、８３０のいずれか又は両方が閉じている場合には、高周波成分の一部および対応する雑音成分のみが誘導性負荷５５０へプッシュされる。これにより、上記回路を低雑音で作動させることができる。一つの実施の態様においては、入力信号が低周波エネルギを有する場合、スイッチ８２０又は８３０のうちの少なくとも一つが閉じられる。
【００５６】
より有効な高周波駆動部のためのいくつかの駆動回路アプリケーションを構成することができる。これは、多重低電圧増幅器を、本発明の高周波駆動部の部品に用いることによって達成できる。
【００５７】
図９に、本発明の一つの実施の態様に係る、より有効な高周波駆動部の部品を用いた電流駆動回路９００を示す。図９の電流駆動回路９００は、コンデンサ９１０、抵抗９２０、増幅器９３０および抵抗９４０を追加したことを除いては、図６の電流駆動回路６００と同等である。コンデンサ９１０および抵抗９２０は、高域通過ＲＣ瀘波器として作動する。高周波信号は、上記ＲＣ高域通過瀘波器から増幅器９３０の反転入力端に供給される。増幅器９３０の非反転入力端は接地されている。上記反転型の増幅器９３０の出力は、該増幅器９３０の反転入力端に接続されている抵抗９４０と、トランス５４２の１次コイルの一端とに接続されている。
【００５８】
図９においては、上記トランス５４２の１次コイルの周りにバランス端子負荷回路を実装することによって、高周波駆動部５２０においてより有効な駆動性が達成される。上記２次コイルの一端は、非反転型の増幅器５２６の出力に結合されている。２次コイルの他端は、反転型の増幅器９３０の出力に接続されている。増幅器９３０、５２６の出力は、２次コイル端子において互いに１８０°位相がずれている。その結果、このような一つの増幅器のみが用いられている場合に、上記２次コイル端子の両端に印加される電圧の大きさの約２倍の電圧差が、上記２つの増幅器を用いて、トランス５４２の２次コイルの両端に設定される。
【００５９】
ある駆動システムは、周波数帯域制限回路を必要とし、すなわち、該制限回路から利益を得るようにしてもよい。帯域制限回路は、高電圧およびサージ電圧を抑制するように作動する。
【００６０】
図１０に、周波数帯域制限回路を実装する、本発明の一つの実施の態様に係る電流駆動回路１０００を示す。抵抗１０３０の一端は、増幅器５１５の出力に接続されている。抵抗１０３０の他端は、増幅器５１５の逆相入力端に接続されている。コンデンサ１０１０および抵抗１０２０は、直列に接続されている。コンデンサ１０１０の他端は、増幅器５１５の出力に結合されている。抵抗１０２０の他端は、増幅器５１５の逆相入力端に結合されている。抵抗１０４０は、上記増幅器５１５の逆相入力端と電流検出抵抗５６０との間に結合されている。電流検出抵抗５６０の電圧は、誘導性負荷電流によって決定され、かつ抵抗１０３０、１０４０を用いてＤＣ信号入力中に限定できる。ＡＣ信号入力中、電流検出抵抗５６０の電圧は、抵抗１０３０および１０４０、さらに抵抗１０２０およびコンデンサ１０１０によって決定される。
【００６１】
動作において、周波数帯域制限回路は、低域通過瀘波器として作動する。上記周波数帯域制限回路は、所望のカットオフ周波数を越える信号を上記駆動回路に入力しない。一つの実施の態様においては、上記所望のカットオフ周波数は、約１０ｋＨｚ又は２０ｋＨｚである。しかし、当業者は、回路１０００のフィルタ特性を特定のシステムの要求に合わせるように調節できることを理解するであろう。
【００６２】
本発明の電流駆動回路は、低周波駆動部および高周波駆動部に対して異なるクローズドループゲインを実施するように構成することができる。異なるクローズドループゲインは、発振を防ぐ利得位相マージンを実施するため、および駆動回路の安定性を確立するために用いることができる。電流駆動回路に対してクローズドループゲインを実施するには多くの方法がある。
【００６３】
異なるクローズドループゲインを有する高周波駆動部５２０および低周波駆動部５３０の回路構成は、図１１の本発明の一つの実施の態様に係る電流駆動回路１１００において示されている。この電流駆動回路１１００の高周波駆動部５２０に対するクローズドループゲインは、ＶＯＨ＝ＶＩＨ（１＋Ｒ８／Ｒ７）で表わされ、ＶＯＨは、高周波駆動増幅器５２６に対する出力電圧を示し、ＶＩＨは、高周波駆動増幅器５２６に対する入力電圧を示す。
【００６４】
電流駆動回路１１００の低周波駆動部５３０に対するクローズドループゲインは、ＶＯＬ＝ＶＩＬ（１＋Ｒ１０／Ｒ９）で表わされ、ＶＯＬは、低周波駆動増幅器５３４に対する出力電圧を示し、ＶＩＬは、低周波駆動増幅器５３４に対する入力電圧を示す。
【００６５】
抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９及びＲ１０の値を調節することにより、クローズドループゲインを、低周波駆動増幅器５３４又は高周波駆動増幅器５２６のいずれに対しても調節することができる。高周波駆動増幅器５２６及び低周波駆動増幅器５３４のオープンループゲインは、特定の増幅回路構成によって決定することができ、またアプリケーション間で異なる。
【００６６】
本発明に係る、誘導性負荷を高速駆動する駆動回路は、高周波駆動部及び低周波駆動部と合成回路とを備える。高周波成分及び低周波成分は、入力信号から得られる。分離された低周波成分及び高周波成分は、それぞれ低周波駆動部及び高周波駆動部によって駆動される。低周波駆動部及び高周波駆動部の出力は、合成回路によって合成される。本発明の一つの実施の態様においては、高周波成分は、上記合成回路によって合成されると共に増幅される。この合成信号は、誘導性負荷を高速で駆動する高電圧信号を生成する。
【００６７】
本発明の駆動回路は、システム要求に応じて、低周波数での低雑音性、終端負荷における帯域制限、交流と直流とで異なるオープンループゲインなどの特性を実現できるように構成することができる。
【００６８】
図８乃至図１１に回路構成の特定の実施例を示したが、基本的な発明の応用範囲はそれらの実施例に限定されない。図５に示す本発明の基本的な概念は、多くの回路のデザイン及び仕様を満たすように応用及び変更することができる。本発明による誘導性負荷駆動装置の範囲は、図８乃至図１１の示されるアプリケーションに限定されない。
【００６９】
本発明の誘導性負荷駆動装置は、いくつかの応用範囲において用いることができる。例えば、該誘導性負荷駆動装置は、周波数スペクトルアナライザ等の電子測定機器に実装することができる。しかし、該誘導性負荷駆動装置は、回路又は機器が低電圧、高速度及び高効率の誘導性負荷駆動回路を用い、誘導性負荷が駆動される該回路又は機器に実装することができる。より大きな回路、機器及びシステムに本発明の誘導性負荷駆動装置を用いることは、本発明の本来の主旨に含まれる。
【００７０】
図１２は、本発明の誘導性負荷駆動装置でＹＴＯを駆動する信号解析装置の全体構成を示すブロック図である。
【００７１】
こういった信号解析装置には、周波数変換部に局部発振器としてのＹＴＯが使用される。このＹＴＯは、ＹＩＧなどの磁気素子を用いて高周波の信号を発振出力する。
【００７２】
この信号解析装置の適用としては、スペクトラムアナライザや送信機テスタがある。図示の例は、スペクトラムアナライザであり、入力信号の所定周波数範囲のスペクトルから高調波検出、変調精度、変調歪、隣接チャンネルの漏洩などを解析し、表示器上などに出力する解析処理を行う。
【００７３】
入力端子１を介して入力された高周波の被試験信号ａは減衰器２で予め定められた規定レベルに調整されて、周波数変換部３へ入力される。周波数変換部３へ入力された高周波の被試験信号ａは信号混合器４で局部発振器５からの局部発振信号ｂと混合されて、中間周波数を有する中間周波数信号に変換される。
【００７４】
この中間周波数信号はＢＰＦ（ハンドパスフィルタ）６で帯域制限された後、再度、別の信号混合器７で局部発振器８からの局部発振信号ｂ１ と混合されて最終の中間周波数信号ｃとしてこの周波数変換部３から出力される。
【００７５】
周波数変換部３の局部発振器５の発振周波数は掃引制御手段９によって、パネル等から設定された所定の周波数範囲に亘って掃引される。その結果、周波数変換部３から出力される中間周波数信号ｃの周波数ｆＩ も掃引動作に同期して変化する。
【００７６】
周波数変換部３から出力された周波数が低減された中間周波数信号ｃは次のＲＢＷフィルタ１０へ入力される。このＲＢＷフィルタ１０は、不要な周波数成分を除き、必要な中間周波数信号のみを選択するバンドパスフィルタ（帯域可変フィルタ）を有している。
【００７７】
このバンドパスフィルタの周波数特性の通過中心周波数ｆＣ におけるピークレベルから３ｄＢ低下した時点におけるバンド幅（ＲＢＷ）は、このスペクトラムアナライザにおける周波数分解能を表すことになる。
【００７８】
周波数変換部３から出力される中間周波数信号ｃの周波数ｆＩ は掃引動作に同期して変化するので、ＲＢＷフィルタ１０から１掃引期間（掃引周期）内において時間経過と共に出力される出力信号は、掃引受信して中間周波数信号ｃに変換された被試験信号の各周波数成分における時系列波形となる。
【００７９】
ＲＢＷフィルタ１０からの出力信号は増幅器１１でゲイン調整された後に、ＬＯＧ変換器１２で対数変換される。信号レベルがｄＢ単位に変換された出力信号は次の検波器１３で検波される。その結果、掃引期間内に検波された信号は、掃引された周波数における時系列波形の大きさを示す。
【００８０】
したがって、横軸を周波数、縦軸を振幅とすれば、周波数スペクトラム波形となる。
【００８１】
この検波器１３から出力された周波数スペクトラム波形を示す信号は次のＶＢＷフィルタ１４へ入力される。このＶＢＷフィルタ１４はスペクトラムアナライザの前面パネルに取付けられた表示器１７に最終的に表示される周波数スペクトラム波形の高周波成分（雑音成分）を除去するＬＰＦ（ローパスフィルタ）で構成されている。
【００８２】
このＶＢＷフィルタ１４から出力されたアナログの周波数スペクトラム波形はピーク検出器にて各時間軸位置におけるピーク値が検出され、包絡線検波された状態の最終的な周波数スペクトラム波形が得られる。この最終的な周波数スペクトラム波形を示す信号は次のＡ／Ｄ変換器１６でデジタルデータに変換される。デジタルデータに変換された周波数スペクトラム波形は前述した表示器１７に表示される。
【００８３】
よって、被測定信号ａの周波数スペクトラム波形が表示器１７に表示出力される。
【００８４】
図１３は、本発明の要部である誘導性負荷駆動装置で駆動されたＹＴＯ５ａを示す回路図である。
【００８５】
ＹＴＯ５ａは、周波数変換部３の局部発振器５の一部を構成し、掃引部９ａと制御部９ｂは掃引制御手段９を構成している。
【００８６】
誘導性負荷駆動装置５ｂは、ＹＴＯ５ａの端子Ａの一端に接続され制御電流を可変制御する。この誘導性負荷駆動装置５ｂには、掃引部９ａからノコギリ状の掃引信号が入力され、ＹＴＯ５ａの発振周波数を所定の周波数範囲で掃引するようＹＴＯ５ａを電流制御する。また、制御部（ＣＰＵ）９ｂから掃引開始周波数ｆｓの入力時には、対応する電流となるよう電流制御する。
【００８７】
これにより、発振周波数がを可変制御される。したがって、前記ノコギリ状の掃引信号が高速で切り替わっても、それに追従してＹＴＯの発信周波数を切り替えられる。この周波数の可変により信号解析装置では信号の解析処理（例えば、所定周波数範囲のスペクトルから高調波検出などを行い、表示器上などに出力する。
【００８８】
本発明を詳細に記載してきたが、これは、単に当業者にどのように本発明を実施して使用するかを述べたに過ぎない。追加的な変更例も、前述した特許請求の範囲及び以下に示す付記１乃至４３によって定義される本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８９】
そして、上述したような実施の形態で示した本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項１乃至請求項８以外にも、以下に付記１乃至付記４３として示すような発明が含まれている。
【００９０】
（付記１） 誘導性負荷を駆動する装置であって、
高周波成分と低周波成分を含む入力信号を受領する受信部と、
入力信号の高周波成分を処理して高周波出力を出す高周波駆動部と、
入力信号の低周波成分を処理して低周波出力を出す低周波駆動部と、
高周波出力と低周波出力とを結合して結合出力信号を出す結合部と、
を備えた装置。
【００９１】
（付記２） 前記結合部が前記結合信号により負荷を駆動することを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９２】
（付記３） 前記負荷が誘導性負荷であることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９３】
（付記４） 前記負荷が電流検出素子に接続されていることを特徴とする（付記２）記載の装置。
【００９４】
（付記５） 前記高周波駆動部が、高域通過瀘波器と、該高域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器とを備えていることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９５】
（付記６） 前記高域通過瀘波器が、高域通過ＲＣ瀘波器であることを特徴とする（付記２）記載の装置。
【００９６】
（付記７） 前記高域通過瀘波器が、約１ｋＨｚから４ｋＨｚの周波数成分を通す動作が可能であることを特徴とする（付記２）記載の装置。
【００９７】
（付記８） 前記低周波駆動部が、低域通過瀘波器と、該低域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器とを備えていることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９８】
（付記９） 前記結合部が、前記高周波出力に結合した第１のコイルと、前記低周波出力に結合した第２のコイルとを備えていることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９９】
（付記１０） 前記高周波駆動部が、前記高周波成分の振幅を低減させ且つ該高周波成分の中に存在する雑音を低減させる動作が可能である雑音低減器を備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１００】
（付記１１） 前記雑音低減器が前記高周波成分を接地に短絡させる動作が可能であるスイッチを備えることを特徴とする（付記１０）記載の装置。
【０１０１】
（付記１２） 前記結合部が、前記高周波成分の振幅を低減させ且つ前記結合出力信号の中の高周波成分の中に存在する雑音を低減させる動作が可能である雑音低減器を備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１０２】
（付記１３） 前記雑音低減器が前記低周波駆動部の出力を接地に短絡させる動作が可能であるスイッチを備えることを特徴とする（付記１３）記載の装置。
【０１０３】
（付記１４） 前記高周波駆動部が、
主コイルの第１の端子に第１の高周波出力を提供する非反転増幅器に結合した第１のＲＣ高域通過瀘波器と、
前記主コイルの第２の端子に第２の高周波出力を提供する反転増幅器に結合した第２のＲＣ高域通過瀘波器とを備え、
前記第２の高周波出力が前記第１の高周波出力に対し１８０度の位相差を有していることを特徴とする（付記８）記載の装置。
【０１０４】
（付記１５） 前記入力信号を受領して前記高周波駆動部及び低周波駆動部に結合する出力信号を出力する増幅器と、
前記増幅器の出力端と入力端に接続され、前記誘導性負荷に印加される電圧を制限する帯域幅制限部を備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１０５】
（付記１６） 前記高周波駆動部が前記高周波成分にオープンゲインを提供する第１の利得回路と、
前記低周波駆動部が前記低周波成分にオープンゲインを提供する第２の利得回路とを備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１０６】
（付記１７） 負荷を駆動する装置であって、
電圧を有する信号を受領して増幅出力信号を出力する増幅器と、
前記増幅出力信号を受領して高域通過信号を出力する高域通過瀘波器および該高域通過信号を受領して高周波出力を出す高周波増幅器とを備えた高周波駆動部と、
前記増幅出力信号を受領して低域通過信号を出力する低域通過瀘波器および該低域通過信号を受領して低周波出力を出す低周波増幅器とを備えた低周波駆動部と、
前記低周波出力をその２次コイルに結合し、前記高周波出力をその１次コイルに結合し、結合出力信号を出力するトランスと、
を備えたことを特徴とする装置。
【０１０７】
（付記１８） 前記結合出力が誘導性負荷を駆動することを特徴とする（付記１７）記載の装置。
【０１０８】
（付記１９） 負荷を駆動する方法であって、
高周波成分と低周波成分を含む入力信号を受領し、
前記高周波成分から得られた高周波駆動信号を出力し、
前記低周波成分から得られた低周波駆動信号を出力し、、
前記高周波駆動信号および前記低周波駆動信号により負荷を駆動することを特徴とする方法。
【０１０９】
（付記２０） 負荷を駆動することが誘導性負荷を駆動することを含むことを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１１０】
（付記２１） 高周波駆動信号を出力することが、
前記入力信号を受領し、
前記入力信号から高周波成分を得、
前記高周波成分を増幅器によって処理し、
前記増幅器から高周波駆動信号を出力することを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１１１】
（付記２２） 前記入力信号から高周波成分を得ることが、高域通過瀘波器によって前記入力信号を処理することを含むことを特徴とする（付記２１）記載の方法。
【０１１２】
（付記２３） 前記増幅器が、緩衝器として作動するように構成されていることを特徴とする（付記２１）記載の方法。
【０１１３】
（付記２４） 低周波駆動信号を出力することが、
前記入力信号を受領し、
前記入力信号から低周波成分を得、
前記低周波成分を増幅器によって処理し、
前記増幅器から低周波駆動信号を出力することを特徴とする（付記２０）記載の方法。
【０１１４】
（付記２５） 前記入力信号から低周波成分を得ることが、低域通過瀘波器によって前記入力信号を処理することを含むことを特徴とする（付記２４）記載の方法。
【０１１５】
（付記２６） 前記増幅器が、緩衝器として作動するように構成されていることを特徴とする（付記２４）記載の方法。
【０１１６】
（付記２７） 誘導性負荷を前記高周波駆動信号および前記低周波駆動信号により駆動することが、
相互インダクタンス比を有するトランスを設け、
前記トランスの２次コイルの一端上の低周波駆動信号を受領し、
前記トランスの１次コイル上の高周波駆動信号を受領し、
結合出力信号を、前記２次コイルの２次端子に結合された負荷に供給することとを含み、前記結合出力信号が、前記相互インダクタンス比および前記低周波駆動信号によって乗算された前記高周波駆動信号の合計からなることを特徴とする（付記１９）記載の方
法。
【０１１７】
（付記２８） 前記負荷が誘導性負荷であることを特徴とする（付記２７）記載の方法。
【０１１８】
（付記２９） 前記誘導性負荷に結合された電流検出素子を設けることをさらに備えることを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１１９】
（付記３０） 高周波駆動信号を出力することが、雑音信号を低減することを含み、該雑音信号が、前記増幅器により処理された前記高周波信号内に存在することを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１２０】
（付記３１） 前記雑音信号を低減することが、前記高周波成分を接地する短絡を生じることを含むことを特徴とする（付記３０）記載の方法。
【０１２１】
（付記３２） 前記結合信号を供給することが、前記高周波駆動信号内の雑音信号を低減することを含むことを特徴とする（付記２７）記載の方法。
【０１２２】
（付記３３） 前記雑音信号を低減することが、前記低周波駆動信号を前記負荷に接続する短絡を生成することを含むことを特徴とする（付記３２）記載の方法。
【０１２３】
（付記３４） 前記トランスの２次コイル上の高周波駆動信号を受領することが、
第１の高周波駆動信号を前記１次コイルの第１の端部に供給し、
第２の高周波駆動信号を前記１次コイルの第２の端部に供給することとを含み、
前記第１の高周波駆動信号が、前記第２の高周波駆動信号に対し１８０度の位相差を有していることを特徴とする（付記２７）記載の方法。
【０１２４】
（付記３５） 前記誘導性負荷に印加する電圧を制限することをさらに含むことを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１２５】
（付記３６） 前記誘導性負荷に印加する電圧を制限することが、前記誘導性負荷に印加する帯域幅を制限する低域通過瀘波器を設けることを含むことを特徴とする（付記３５）記載の方法。
【０１２６】
（付記３７） 増幅器で前記高周波成分を処理することが、第１のオープンループゲインを前記高周波成分に付加することを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１２７】
（付記３８） 増幅器で前記高周波成分を処理することが、第１のオープンループゲインを有する利得回路を設けることを含むことを特徴とする（付記２１）記載の方法。
【０１２８】
（付記３９） 増幅器で前記低周波成分を処理することが、第２のオープンループゲインを有する利得回路を設けることを含むことを特徴とする（付記２４）記載の方法。
【０１２９】
（付記４０） 誘導性負荷を駆動する方法であって、
入力信号を受領し、
前記入力信号を増幅し、
前記入力信号から低周波成分を分離し、
前記低周波成分をトランスの２次コイルに加え、
前記入力信号から高周波成分を分離し、
前記高周波成分を前記トランスの１次コイルに加え、
前記トランスにおいて前記高周波成分と前記低周波成分とを結合し駆動信号を生成し、
前記駆動信号で負荷を駆動する、
ことを具備する方法。
【０１３０】
（付記４１） 信号を測定する装置であって、
電圧を有する信号を受領して増幅出力信号を出力する増幅器と、
高域通過応答特性を有し前記増幅出力信号を受領して高周波駆動信号を出力する高周波駆動部と、
低域通過応答特性を有し前記増幅出力信号を受領して低周波駆動信号を出力する低周波駆動部と、
前記低周波駆動信号をその２次コイルに結合し、前記高周波駆動信号をその１次コイルに結合し、結合出力信号を出力するトランスと、
を具備する装置。
【０１３１】
（付記４２） 前記高周波駆動部が、
増幅出力信号を受領して瀘波出力信号を出力する高域通過瀘波器と、
前記瀘波出力信号を受領して高周波駆動信号を出力する高周波増幅器とを含むことを特徴とする（付記４１）記載の装置。
【０１３２】
（付記４３） 前記低周波駆動部が、
増幅出力信号を受領して瀘波出力信号を出力する低域通過瀘波器と、
前記瀘波出力信号を受領して低周波駆動信号を出力する低周波増幅器とを含むことを特徴とする（付記４１）記載の装置。
【０１３３】
【発明の効果】
従って、以上説明したように、本発明によれば、誘導性負荷を駆動する十分に高い電圧を発生させ且つ卓越した立ち上がり時間特性を示すと共に、低雑音、広帯域、高周波、およびその他のシステム要求に応じた特性が得られる誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるＹＴＯを備えた信号解析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術による典型的な誘導性負荷に対する電流駆動回路を示す図である。
【図２】図２は、図１の電流駆動回路の電流特性を示す図である。
【図３】図３は、従来技術による典型的な誘導性負荷に対する電流プッシュプル駆動回路を示す図である。
【図４】図４は、図３の電流プッシュプル駆動回路の電流特性を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一つの実施の態様に係る電流駆動回路を示す図である。
【図６】図６は、本発明の一つの実施の態様に係る高周波成分駆動部と低周波成分駆動部を備えた電流駆動回路を示す図である。
【図７】図７は、図６の電流駆動回路の電流特性を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一つの実施の態様に係る低雑音の電流駆動回路を示す図である。
【図９】図９は、本発明の一つの実施の態様に係る電圧利用率を高めた電流駆動回路を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の一つの実施の態様に係る周波数帯域制限を備えた電流駆動回路を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の一つの実施の態様に係る駆動回路１１００において異なるクローズドループゲインを有する高周波駆動部５２０および低周波駆動部５３０の回路構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の誘導性負荷駆動装置で駆動されたＹＴＯを備えた信号解析装置の全体構成を示す示す図である。
【図１３】図１３は、誘導性負荷回路で駆動されるＹＴＯを示す回路図である。
【符号の説明】
３…周波数変換部、
５…局部発信器、
５ａ…ＹＴＯ、
５ｂ…誘導性負荷駆動装置、
９…掃引制御手段、
９ａ…掃引部、
９ｂ…制御部、
５００…電流駆動回路、
５１０…抵抗、
５１５…増幅器、
５０５…入力信号端、
５２０…高周波駆動部、
５３０…低周波駆動部、
５４０…結合回路、
５５０…誘導性負荷、
５６０…電流検出抵抗、
６００…電流駆動回路、
５２２…コンデンサ、
５２４…抵抗、
５２６…増幅器、
５３４…増幅器、
５３２…抵抗、
５４２…トランス（誘導性負荷）、
８００…駆動回路、
８２０、８３０…スイッチ、
９００…電流駆動回路、
９１０…コンデンサ、
９２０…抵抗、
９３０…増幅器、
９４０…抵抗、
１０００…駆動回路、
１０３０…抵抗、
１０１０…コンデンサ、
１０２０…抵抗、
１０４０…抵抗、
１１００…駆動回路、
Ｒ８、Ｒ７…抵抗、
Ｒ１０、Ｒ９…抵抗。
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導性負荷駆動装置に係り、特に、ＹＴＯ／ＹＴＦ等における誘導性負荷を高速で駆動する電流駆動回路を備えてなる誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるＹＴＯを備えた信号解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電流駆動回路および他の駆動回路が一般に知られていると共に、多くの応用分野で使用されている。
【０００３】
図１は、従来技術における基本的な電流駆動回路１００を示している。この電流駆動回路１００は信号入力端１０５を有し、この信号入力端１０５は増幅器１１５の正相入力端および抵抗（Ｒ１）１１０の一端に接続されている。この抵抗１００の他端は接地されている。増幅器１１５の出力端は駆動抵抗１２０の一端に接続されている。該抵抗１２０の他端はトランジスタ１２５のベースに接続されている。
【０００４】
増幅器１１５の逆相入力端はトランジスタ１２５のエミッタおよび電流検出抵抗１４０の一端に接続されている。該抵抗１４０の他端は接地されている。電圧源１３０は誘導性負荷１３５の一端に接続されている。該誘導性負荷１３５の他端はトランジスタ１２５のコレクタに接続されている。
【０００５】
ここで、誘導性負荷１３５とは、例えば、磁場発生用のコイル等を対象としているもので、具体的には、イットリウム、鉄、ガーネット（ＹＩＧ）を応用したＹＩＧ同調発振器（ＹＩＧ Ｔｕｎｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＹＴＯ）やＹＴＦ等を含むものとする。
【０００６】
動作において、電流駆動回路１００のトランジスタ１２５が電流を誘導性負荷１３５を介して流している。信号入力端１０５は入力電圧ｖｉ を増幅器１１５の正相入力端および抵抗（Ｒ１）１１０へ印加している。増幅器１１５の逆相入力端の電圧は、増幅器１１５の正相入力端に印加される電圧とほぼ等しい。トランジスタ１２５のエミッタの電圧は増幅器１１５の逆相入力端に印加され、さらに増幅器がトランジスタ１２５のベースの電圧を設定している。
【０００７】
一つの実施の態様においては、トランジスタ１２５のベースの電圧が、エミッタの電圧よりも約０．７ボルト高い。トランジスタ１２５が活性状態にある動作を想定すると、入力信号ｖｉ が低い電圧であるとき、電位差が抵抗１２０に加えられ、そこにベース電流ｉＢ を生じる。トランジスタ１２５のベースにベース電流ｉＢ が生じたとき、コレクタには電流ｉＣ が生じ、それはトランジスタの定数をαとして、ｉ＝Ｂ （（１−α）／α）＊ｉＣ で表される。このコレクタ電流ｉＣ が誘導性負荷１３５を駆動する。入力信号ｖｉ が高くなるにつれて、抵抗１２０の電位差が増大して、電流ｉＢ が増加する。これにより誘導性負荷１３５を介して流れる電流ｉＣ が増大する。
【０００８】
従来使用されている他のタイプの電流駆動回路として、電流プッシュプル駆動回路がある。図３は基本的電流プッシュプル駆動回路３００を示している。入力信号端は抵抗１３０および駆動増幅器３１５の正相入力端に接続されている。増幅器３１５の出力は抵抗３２０の一端および誘導性負荷３３０に供給されている。駆動増幅器３１５の逆相入力端は、抵抗３２０の他端、誘導性負荷３３０および電流検出抵抗３２５の一端に接続されている。この電流検出抵抗３２５の他端は接地されている。
【０００９】
動作において、信号入力端３０５は入力電圧ｖｉ を抵抗３１０および増幅器３１５の正相入力端へ印加している。増幅器３１５の出力は、抵抗３１０一端および誘導性負荷３３０の一端に印加されている。増幅器３１５の逆相入力端の電圧は、増幅器３１５の正相入力端に印加される電圧とほぼ同じである。増幅器３１５の逆相入力端の電圧は、電流検出抵抗３２５の一端に印加されている。電流検出抵抗３２５の電位差は、抵抗３２５に接地方向への電流を生じ、抵抗３２０を介して抵抗３２５へ向かう方向の電流を生じる。抵抗３２０および３２５の抵抗値は適宜に選ばれて、入力信号が上昇または下降するときに抵抗３２０の電流が抵抗３２５の電流よりそれぞれ大になり又は小になっている。
【００１０】
入力信号ｖｉ が低いときには、抵抗３２０の電位差が抵抗３２０の中に端子３４０の方向に向かう電流を生じる。これにより、抵抗３２０の電流が、電流検出抵抗３２５の電流より小となる。結果として、電流が誘導性負荷３３０を介して端子３４０に向かってプッシュされる。
【００１１】
入力信号ｖｉ が高いときには、抵抗３２０の電位差がさきの場合よりも大となり、端子３４０から遠ざかる方向に向かう抵抗３２５の中の電流よりも大となる。結果として、電流が誘導性負荷３３０を介して端子３４０から遠ざかる方向に向かってプルされる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図２は、図１の電流駆動回路１００の電流特性２００を示すとともに、駆動回路１００の幾つかの欠点を表している。図２に示すように、電流駆動回路１００の立ち上がり時間は遅く、また回復時間遅い。増幅器１３０に供給する電圧を増大することによって、より早い立ちあがり時間が達成されが、供給電圧の増大は駆動回路の効率悪化を招来してしまう。また、図２の電流特性２００は、大きな負のスパイク電圧特性を表している。かかる電流駆動回路１００の大きな負のスパイク電圧は、容量やダイオードを用いてそれを消去しないと駆動トランジスタを損傷しかねない。
【００１３】
図４は、図３の電流プッシュプル駆動回路３００の電流特性（電圧特性）４００を示している。この電流特性（電圧特性）４００は、前述した図１の駆動回路１００の電流特性（図３参照）より改善されている。負のスパイク電圧特性は駆動回路３００のプッシュプル特性により低減されている。誘導性負荷に対するプッシュプル動作が、誘導性負荷の中に蓄積されるエネルギーの幾分かを取り去っている。それでもまだ駆動回路３００は、図４に示したような遅い立ち上がり時間特性を有している。
【００１４】
供給電圧を増大することによって駆動回路３００の立ち上がり時間特性を改善することができるが、それは駆動回路の効率悪化を招来してしまうと共に、効率が悪くなるため、放熱板など冷却のための素子を追加する必要が生じる。
【００１５】
そこで、誘導性負荷を駆動する十分に高い電圧を発生させ且つ卓越した立ち上がり時間特性を示す誘導性負荷の駆動回路が求められている。さらに、また、低雑音、広帯域、高周波、およびその他のシステム要求に応じた特性を提供する駆動回路が求められている。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、誘導性負荷を駆動する十分に高い電圧を発生させ且つ卓越した立ち上がり時間特性を示すと共に、低雑音、広帯域、高周波、およびその他のシステム要求に応じた特性が得られる誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるＹＴＯを備えた信号解析装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る誘導性負荷駆動装置は、高周波駆動部と低周波駆動部と合成回路とを備えている。入力信号に含まれる高周波成分と低周波成分を、それぞれ高周波駆動部と低周波駆動部が駆動する。合成回路は、高周波駆動部と低周波駆動部の出力を合成する。本発明に係る一つの実施の態様において、合成回路は、高周波成分を増幅する。合成回路により高い電圧が発生して誘導性負荷を高速に駆動する。
【００１８】
本発明に係る高速誘導性負荷駆動装置は、システム要求に応じて、低周波での低雑音性、終端負荷における帯域制限、交流と直流とで異なるオープンループゲインなどの特性を提供する。
【００１９】
高い周波数で動作させる増幅器、例えば、４ｋＨｚ以上の増幅器は、一般に、増幅器の回路の中では低い抵抗が用いられる。低い抵抗を用いるためにオープンループゲインが低く電流精度が低下している。通常、高速な増幅器には大きな電流を流す必要や低めの抵抗を使う必要があり、一般的には悪い雑音特性を伴う。このように高速性と増幅器の性能はトレードオフとなってしまう。
【００２０】
本発明は、異なる構成の二つの増幅部を形成することにより上記のトレードオフを解消するものである。すなわち、誘導性負荷の用途では高速性と低雑音性は一度に求められないので、高増幅率、低雑音、低速の増幅部を低周波駆動部に用い、他方で中増幅率、中雑音、高速の増幅部を高周波駆動部に用いる。その結果、本発明は高性能の誘導性負荷駆動装置を実現することができる。
【００２１】
具体的には、本発明の第１の態様によると、上記課題を解決するために、
高い電圧レベルと低い電圧レベルとを含み、それらの一方から他方へ急速に切り換えられる形態でなる入力信号を受領する受信部（５０５）と、
前記受信部からの前記入力信号の高周波成分を受取って、対応する高周波駆動信号を出力する高周波駆動部（５２０）と、
前記受信部からの前記入力信号の低周波成分を受取って、対応する低周波駆動信号を出力する低周波駆動部（５３０）と、
前記高周波駆動部からの前記高周波駆動信号が一端に印加される１次コイルと、該１次コイルより多い巻数とされ、前記低周波駆動部からの前記低周波駆動信号が一端に印加される２次コイルとを有するトランス（５４０）とを具備し、
前記トランスの１次コイルの他端は接地され、前記トランスの２次コイルの他端は誘導性負荷（５５０）に接続されることにより、前記誘導性負荷に前記１次コイルに加えられた電圧の前記２次コイルの巻数倍（Ｎ）の電圧が同相で加算されて供給されることを特徴とする誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２２】
また、本発明の第２の態様によると、上記課題を解決するために、
前記高周波駆動部が、高域通過瀘波器（５２２，５２４）と、該高域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器（５２６）とを備えていることを特徴とする第１の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２３】
また、本発明の第３の態様によると、上記課題を解決するために、
前記高域通過瀘波器が、高域通過ＲＣ瀘波器であることを特徴とする第２の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２４】
また、本発明の第４の態様によると、上記課題を解決するために、
前記低周波駆動部が、低域通過瀘波器（５３２）と、該低域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器（５３４）とを備えていることを特徴とする第１の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２５】
また、本発明の第５の態様によると、上記課題を解決するために、
高い電圧レベルと低い電圧レベルとを含み、それらの一方から他方へ急速に切り換えられる形態でなる入力信号を受領する受信部（５０５）と、
前記受信部からの前記入力信号の高周波成分を受取って、対応する高周波駆動信号を出力する高周波駆動部（５２０）と、
前記受信部からの前記入力信号の低周波成分を受取って、対応する低周波駆動信号を出力する低周波駆動部（５３０）と、
前記高周波駆動部からの前記高周波駆動信号が印加される１次コイルと、該１次コイルより多い巻数とされ、前記低周波駆動部からの前記低周波駆動信号が一端に印加される２次コイルとを有するトランス（５４０）とを具備し、
前記高周波駆動部が、
前記トランスの１次コイルの第１の端子に第１の高周波出力を提供する非反転増幅器（５２６）に結合した第１のＲＣ高域通過瀘波器（５２２，５２４）と、前記トランスの１次コイルの第２の端子に第２の高周波出力を提供する反転増幅器（９３０）に結合した第２のＲＣ高域通過瀘波器（９１０，９２０）とを備え、
前記第２の高周波出力が前記第１の高周波出力に対し１８０度の位相差を有しているとともに、
前記トランスの２次コイルの他端が誘導性負荷（５５０）に接続されることにより、
前記誘導性負荷に前記１次コイルに加えられた電圧の前記２次コイルの巻数倍（Ｎ）の電圧が同相で加算されて供給されることをを特徴とする誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２６】
また、本発明の第６の態様によると、上記課題を解決するために、
前記入力信号を受領して前記高周波駆動部及び低周波駆動部に結合する出力信号を出力する増幅器（５１５）と、
前記増幅器の出力端と入力端との間に接続され、前記誘導性負荷に印加される電圧を制限する帯域幅制限部（１０１０，１０２０，１０３０）を備えることを特徴とする第５の態様に記載の誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２７】
また、本発明の第７の態様によると、上記課題を解決するために、
負荷を駆動する装置であって、
電圧を有する信号を受領して増幅出力信号を出力する増幅器（５１５）と、
前記増幅出力信号を受領して高域通過信号を出力する高域通過瀘波器（５２２，５２４）および該高域通過信号を受領して高周波出力を出す高周波増幅器（５２６）とを備えた高周波駆動部（５２０）と、
前記増幅出力信号を受領して低域通過信号を出力する低域通過瀘波器（５３２）および該低域通過信号を受領して低周波出力を出す低周波増幅器（５３４）とを備えた低周波駆動部（５３０）と、
前記低周波出力をその２次コイルに結合し、前記高周波出力をその１次コイルに結合し、結合出力信号を負荷（５５０）に出力するトランス（５４０）と、
を備えたことを特徴とする誘導性負荷駆動装置が提供される。
【００２８】
また、本発明の第８の態様によると、上記課題を解決するために、
所定の発振周波数を有する信号を発振するＹＴＯ（５ａ）を有し、入力信号を受信し、その入力信号と前記ＹＴＯからの所定の発振周波数を有する信号とをミキシングして中間周波数信号を取り出して、前記入力信号を所望周波数範囲に渡って解析するためのＹＴＯを備えた信号解析装置（３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１６，１７）において、
第１または第５の態様に記載の誘導性負荷駆動装置で駆動される前記誘導性負荷としてのＹＴＯを備えたことを特徴とする信号解析装置が提供される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明の一実施の態様に係る電流駆動回路５００を示している。図５に示すように、この電流駆動回路５００は、抵抗５１０および増幅器５１５の正相入力端に接続された入力信号端５０５を備える。増幅器５１５の出力端は高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０とに接続されている。高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０の出力端はそれぞれ結合回路５４０に接続されている。
【００３０】
結合回路５４０からの出力が誘導性負荷５５０を駆動する。誘導性負荷５５０は電流検出抵抗５６０および増幅器５１５の逆相入力端に結合されている。電流検出抵抗５６０の他端は接地されている。
【００３１】
動作において、信号入力端が入力信号ｖｉ を抵抗５１０および増幅器５１５の正相入力端に印加される。増幅器５１５で増幅された出力信号が、高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０とに印加される。一つの実施の形態においては、増幅器５１５で増幅された出力信号には、異なる周波数成分のスペクトラムが含まれている。このスペクトラム中の低周波成分は低周波増幅器によって処理され且つスペクトラム中の高周波成分は高周波増幅器によって処理されるように互いに瀘波器によって阻止される。すなわち、入力信号に含まれる高周波成分と低周波成分とは、それぞれ高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０によって処理される。
【００３２】
高周波駆動部５２０は入力信号ｖｉ の高周波成分を駆動する。信号がほとんど高周波成分であるとき、これらの６０〜９０％の信号は高周波駆動部５２０により処理されることになる。一つの実施の形態においては、高周波駆動部５２０は入力信号ｖｉ より所望の高周波成分を分離するため高域通過瀘波器又は帯域通過瀘波器を備える。他の実施の形態においては、高周波駆動部５２０は低域通過瀘波器と負帰還回路を用いる増幅器を備える。さらに高周波駆動部５２０は必要により、高周波成分を増幅する増幅器を備える。このような高周波駆動部５２０は高周波成分を結合回路５４０に出力する。
【００３３】
低周波駆動部５３０は入力信号ｖｉ の低周波成分を駆動する。一つの実施の形態においては、もし入力信号ｖｉ が低い立ち上がり時間を有するときには、ほとんどの信号が低周波駆動部５３０により処理されることになる。この低周波駆動部５３０は低域通過瀘波器又は回路構成によって他の瀘波器を備えることがある。一般には、低周波駆動部５３０は低域通過的な特性を有しており、入力信号から所望の直流又は低周波成分を取り出す。さらに、低周波駆動部５３０は必要により、低周波成分を増幅する増幅器を備える。このような低周波駆動部５３０は低周波成分を結合回路５４０に出力する。この結合回路５４０は、高周波駆動部５２０と低周波駆動部５３０の出力を結合し、誘導性負荷５５０を駆動するための良好な波形の出力電圧を持つ出力信号である駆動信号を提供する。
【００３４】
そして、結合回路５４０の出力電圧と電流検出抵抗５６０の電圧との差によって定まる電流が誘導性負荷５５０に発生する。
【００３５】
本発明の一つの実施の態様に係る、低周波駆動部、高周波駆動部および結合回路を有する電流駆動回路６００を図６に示す。図６において、高周波駆動部５２０は、コンデンサ５２２、抵抗５２４および増幅器５２６を備えている。図示の実施の態様においては、コンデンサ５２２および抵抗５２４は、ＤＣ以上の一定の周波数成分の高域信号を通過させることができる帯域回路として高域又は帯域ＲＣ瀘波器として作動する。別の実施の態様においては、帯域瀘波器は、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの間の周波数成分を通過させて増幅器５３４へ送ることができる。当業者は、特定の回路要求によって帯域幅が変化することを理解するであろう。
本発明の範囲は、上記高周波駆動部の帯域幅によって限定されない。
【００３６】
上記帯域回路は、上記高域信号を増幅器５２６の正相入力端へ供給する。該増幅器５２６は、システム要求によって、上記信号を図示のように増幅する、あるいは、該信号のための緩衝器として作動する非反転増幅器として構成することができる。
【００３７】
低周波駆動部５３０は、抵抗５３２および増幅器５３４を備える。この増幅器５３４は、誘導性負荷５５０、５４２（トランス）と共に、低域通過回路として作動する。
【００３８】
一般に、誘導性負荷を流れる電流の急速な変化は、増幅器５３４への高電圧供給を要する。増幅器５３４への限定された電源供給は、誘導性負荷への電流供給に影響を及ぼす。限定された電源供給によって高周波成分を増幅器に印加しても、該電源供給よりも高い電圧は生じない。すなわち、オームの法則（Ｖ＝ＩＲ）から、帯域幅の限定は、誘導性負荷のインダクタンス値および電源電圧によって決定される。従って、増幅器への入力信号が一定の値を越えると、周波数応答は失われる。この特性は低域通過瀘波器応答である。一般に、増幅器５３４、５２６の帯域幅は、システムのクロスオーバ周波数よりも広い。誘導性負荷が増幅器出力に設けられている場合には、周波数応答は広くならない。
【００３９】
そして、低周波駆動部５３０の低域通過信号は、増幅器５３４の正相入力端に印加される。この増幅器５３４は、図６におけるシステム要求により、図示のように該信号を増幅する、あるいは該信号に対する緩衝器として作動する非反転増幅器として構成することができる。
【００４０】
図６に示す本発明の実施の態様によれば、上記高周波駆動部５２０および低周波駆動部５３０の出力は、トランス５４２を用いて結合される。図６において、低周波駆動部５３０は、信号を上記トランス５４２の２次コイルへ印加する。上記高周波駆動部５２０は、信号を上記トランス５４２の１次コイルへ印加する。
図６に示す実施の態様においては、上記トランス５４２の１次コイルは、２次コイルよりも多い巻数を有する。上記トランス５４２は、上記信号を結合するように作動し、かつ図示の巻数比Ｎ：１に従って高周波成分を増幅する。
【００４１】
誘導性負荷５５０に印加される、結合回路５４０における電圧ＶＬＯＡＤは、次式で示される。
【００４２】
ＶＬＯＡＤ＝ＶＬＤ＋ＶＰＣ＋ＶＩ
ただし、ＶＬＤは、上記低周波駆動部５３０の出力電圧であり、ＶＰＣは、上記２次コイルにおける電圧上昇分（または減少分）であり、ＶＩ は、上記トランス５４０の２次側から誘導された電圧である。
【００４３】
上記２次コイルにおける電圧増加分は、ＶＰＣ＝Ｌ（ｄｉＬＤ／ｄｔ）で表わされ、ここでＬは上記コイルのインダクタンスであり、ｉＬＤは上記低周波駆動部５３０の出力電流を示す。
【００４４】
誘導電圧ＶＩ は、ＶＩ ＝Ｍ（ｄｉＨＤ／ｄｔ）で表わされ、Ｍは、上記トランスの相互インダクタンスを示し、ｉＨＤは、上記トランスの１次コイルに印加される、上記高周波駆動部５２０からの出力電流を示す。相互インダクタンスＭは、上記システムの要求に従って選定される変圧比から得られる。この場合、上記トランス５４０は、５：１、１０：１、２０：１あるいはその他の変圧比を有してもよい。
【００４５】
上記変圧比は、本発明に従って、上記システムの要求により動的に変化させることができる。低変圧比の場合、低電流および低速で作動する。高変圧比のトランスの場合、より迅速に、あるいはより高周波数帯域で作動するが、大電流を要する。上記誘導性負荷駆動装置が実装されているシステムにより、異なる変圧比が用いられる。このようないくつかの実施例は、これによって本発明の範囲内とみなされる。
【００４６】
誘導性負荷５５０を介して誘導される電流は、負荷電圧と電流センサ電圧との差によって決定される。図示のように、電流検出抵抗５６０は、誘導性負荷５５０の一端と接地端との間に接続されている。上記負荷電圧は、上述したようにトランス５４２によって決定することができる。電流駆動回路６００の電流センサ電圧は、電流検出抵抗５６０を介した誘導性負荷電流によって決定される。
【００４７】
図６の回路の利点は、高周波駆動部５２０の増幅器５２６を、高出力電圧増幅器を用いることなく、大電流を駆動するのに使用できるという点である。増幅器５２６は、トランス５４２を駆動することのみに必要であり、また低電源電圧で作動する。
【００４８】
前述したような高周波駆動部５２０の増幅器５２６と比較して、低周波駆動部５３０の増幅器５３４は、中電流および中電圧の増幅器である。この増幅器５３４は、大電流を必要としないため、低雑音特性を有するように選定することができる。この増幅器５３４の性能は、位相ロックループにおいて重要なＤＣおよび低周波性能を決定する。
【００４９】
図７に、図６の電流駆動回路の電流特性７００を示す。この電流特性７００は、従来の電流駆動回路１００、３００の電流特性２００、４００よりも、立ち上がり時間、負のスパイク電圧および回復時間特性の全てが向上している点で、従来のシステムよりも改善されているのが分かる。
【００５０】
本発明の誘導性負荷駆動装置の他の利点は、常時、大電流を必要としない点である。上記トランス５４２の１次側は、電流によって駆動される。上記トランス５４２の２次側に高電圧を生成するために、短時間、大電流が用いられる。大電流は、コイル電流が急速に変化しているときにのみ必要とされる。
【００５１】
本発明の一つの実施の態様においては、入力信号はバースト波形でもよい。すなわち、バーストが信号内に現れる際、短時間のみに、大電流が必要とされる。
一つの実施の態様においては、電力を蓄積するために、および高周波増幅器へ電流を供給するために、コンデンサを用いることができる。従って、電源供給は、平均電流負荷を駆動することのみを要する。本発明のこの実施の態様においては、大電流電源供給は必要とされない。
【００５２】
図６の回路は、異なるシステムの要求に合わせるために、多くの構成に変更することができる。多くの可能な構成のうちのいくつかの実例を図８乃至図１１に示す。
【００５３】
図８に、本発明の一つの実施の態様に係る、低雑音を要するシステムのための電流駆動回路８００を示す。誘導性負荷に伝えられる雑音のほとんどは、高周波駆動部５２０からのものである。この高周波駆動部５２０によって伝えられる雑音を低減するために、スイッチを用いることができる。
【００５４】
図８に示すように、高周波駆動部５２０および結合回路５４０内に、スイッチ８２０、８３０を設けることができる。高域通過駆動部５２０のスイッチ８２０が閉位置にあるときには、増幅器５２６の正相入力端とアースとの間に短絡が生じている。このスイッチ８２０によって生じる短絡により、高周波信号の重要な成分が増幅器５２６に印加されることが防止される。結合回路５４０のスイッチ８３０が閉位置にあるときには、増幅器５３４の出力と誘導性負荷５５０との間に短絡が生じている。このスイッチ８３０によって生じる短絡により、高域通過駆動回路からの出力信号の重要な成分が低域通過駆動回路と結合されることが防止される。
【００５５】
これらのスイッチ８２０、８３０が閉じている場合には、高周波信号が伝達され、上記誘導性負荷５５０に伝わる雑音のほとんどは、高周波成分からのものである。すなわち、スイッチ８２０、８３０のいずれか又は両方が閉じている場合には、高周波成分の一部および対応する雑音成分のみが誘導性負荷５５０へプッシュされる。これにより、上記回路を低雑音で作動させることができる。一つの実施の態様においては、入力信号が低周波エネルギを有する場合、スイッチ８２０又は８３０のうちの少なくとも一つが閉じられる。
【００５６】
より有効な高周波駆動部のためのいくつかの駆動回路アプリケーションを構成することができる。これは、多重低電圧増幅器を、本発明の高周波駆動部の部品に用いることによって達成できる。
【００５７】
図９に、本発明の一つの実施の態様に係る、より有効な高周波駆動部の部品を用いた電流駆動回路９００を示す。図９の電流駆動回路９００は、コンデンサ９１０、抵抗９２０、増幅器９３０および抵抗９４０を追加したことを除いては、図６の電流駆動回路６００と同等である。コンデンサ９１０および抵抗９２０は、高域通過ＲＣ瀘波器として作動する。高周波信号は、上記ＲＣ高域通過瀘波器から増幅器９３０の反転入力端に供給される。増幅器９３０の非反転入力端は接地されている。上記反転型の増幅器９３０の出力は、該増幅器９３０の反転入力端に接続されている抵抗９４０と、トランス５４２の１次コイルの一端とに接続されている。
【００５８】
図９においては、上記トランス５４２の１次コイルの周りにバランス端子負荷回路を実装することによって、高周波駆動部５２０においてより有効な駆動性が達成される。上記２次コイルの一端は、非反転型の増幅器５２６の出力に結合されている。２次コイルの他端は、反転型の増幅器９３０の出力に接続されている。増幅器９３０、５２６の出力は、２次コイル端子において互いに１８０°位相がずれている。その結果、このような一つの増幅器のみが用いられている場合に、上記２次コイル端子の両端に印加される電圧の大きさの約２倍の電圧差が、上記２つの増幅器を用いて、トランス５４２の２次コイルの両端に設定される。
【００５９】
ある駆動システムは、周波数帯域制限回路を必要とし、すなわち、該制限回路から利益を得るようにしてもよい。帯域制限回路は、高電圧およびサージ電圧を抑制するように作動する。
【００６０】
図１０に、周波数帯域制限回路を実装する、本発明の一つの実施の態様に係る電流駆動回路１０００を示す。抵抗１０３０の一端は、増幅器５１５の出力に接続されている。抵抗１０３０の他端は、増幅器５１５の逆相入力端に接続されている。コンデンサ１０１０および抵抗１０２０は、直列に接続されている。コンデンサ１０１０の他端は、増幅器５１５の出力に結合されている。抵抗１０２０の他端は、増幅器５１５の逆相入力端に結合されている。抵抗１０４０は、上記増幅器５１５の逆相入力端と電流検出抵抗５６０との間に結合されている。電流検出抵抗５６０の電圧は、誘導性負荷電流によって決定され、かつ抵抗１０３０、１０４０を用いてＤＣ信号入力中に限定できる。ＡＣ信号入力中、電流検出抵抗５６０の電圧は、抵抗１０３０および１０４０、さらに抵抗１０２０およびコンデンサ１０１０によって決定される。
【００６１】
動作において、周波数帯域制限回路は、低域通過瀘波器として作動する。上記周波数帯域制限回路は、所望のカットオフ周波数を越える信号を上記駆動回路に入力しない。一つの実施の態様においては、上記所望のカットオフ周波数は、約１０ｋＨｚ又は２０ｋＨｚである。しかし、当業者は、回路１０００のフィルタ特性を特定のシステムの要求に合わせるように調節できることを理解するであろう。
【００６２】
本発明の電流駆動回路は、低周波駆動部および高周波駆動部に対して異なるクローズドループゲインを実施するように構成することができる。異なるクローズドループゲインは、発振を防ぐ利得位相マージンを実施するため、および駆動回路の安定性を確立するために用いることができる。電流駆動回路に対してクローズドループゲインを実施するには多くの方法がある。
【００６３】
異なるクローズドループゲインを有する高周波駆動部５２０および低周波駆動部５３０の回路構成は、図１１の本発明の一つの実施の態様に係る電流駆動回路１１００において示されている。この電流駆動回路１１００の高周波駆動部５２０に対するクローズドループゲインは、ＶＯＨ＝ＶＩＨ（１＋Ｒ８／Ｒ７）で表わされ、ＶＯＨは、高周波駆動増幅器５２６に対する出力電圧を示し、ＶＩＨは、高周波駆動増幅器５２６に対する入力電圧を示す。
【００６４】
電流駆動回路１１００の低周波駆動部５３０に対するクローズドループゲインは、ＶＯＬ＝ＶＩＬ（１＋Ｒ１０／Ｒ９）で表わされ、ＶＯＬは、低周波駆動増幅器５３４に対する出力電圧を示し、ＶＩＬは、低周波駆動増幅器５３４に対する入力電圧を示す。
【００６５】
抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９及びＲ１０の値を調節することにより、クローズドループゲインを、低周波駆動増幅器５３４又は高周波駆動増幅器５２６のいずれに対しても調節することができる。高周波駆動増幅器５２６及び低周波駆動増幅器５３４のオープンループゲインは、特定の増幅回路構成によって決定することができ、またアプリケーション間で異なる。
【００６６】
本発明に係る、誘導性負荷を高速駆動する駆動回路は、高周波駆動部及び低周波駆動部と合成回路とを備える。高周波成分及び低周波成分は、入力信号から得られる。分離された低周波成分及び高周波成分は、それぞれ低周波駆動部及び高周波駆動部によって駆動される。低周波駆動部及び高周波駆動部の出力は、合成回路によって合成される。本発明の一つの実施の態様においては、高周波成分は、上記合成回路によって合成されると共に増幅される。この合成信号は、誘導性負荷を高速で駆動する高電圧信号を生成する。
【００６７】
本発明の駆動回路は、システム要求に応じて、低周波数での低雑音性、終端負荷における帯域制限、交流と直流とで異なるオープンループゲインなどの特性を実現できるように構成することができる。
【００６８】
図８乃至図１１に回路構成の特定の実施例を示したが、基本的な発明の応用範囲はそれらの実施例に限定されない。図５に示す本発明の基本的な概念は、多くの回路のデザイン及び仕様を満たすように応用及び変更することができる。本発明による誘導性負荷駆動装置の範囲は、図８乃至図１１の示されるアプリケーションに限定されない。
【００６９】
本発明の誘導性負荷駆動装置は、いくつかの応用範囲において用いることができる。例えば、該誘導性負荷駆動装置は、周波数スペクトルアナライザ等の電子測定機器に実装することができる。しかし、該誘導性負荷駆動装置は、回路又は機器が低電圧、高速度及び高効率の誘導性負荷駆動回路を用い、誘導性負荷が駆動される該回路又は機器に実装することができる。より大きな回路、機器及びシステムに本発明の誘導性負荷駆動装置を用いることは、本発明の本来の主旨に含まれる。
【００７０】
図１２は、本発明の誘導性負荷駆動装置でＹＴＯを駆動する信号解析装置の全体構成を示すブロック図である。
【００７１】
こういった信号解析装置には、周波数変換部に局部発振器としてのＹＴＯが使用される。このＹＴＯは、ＹＩＧなどの磁気素子を用いて高周波の信号を発振出力する。
【００７２】
この信号解析装置の適用としては、スペクトラムアナライザや送信機テスタがある。図示の例は、スペクトラムアナライザであり、入力信号の所定周波数範囲のスペクトルから高調波検出、変調精度、変調歪、隣接チャンネルの漏洩などを解析し、表示器上などに出力する解析処理を行う。
【００７３】
入力端子１を介して入力された高周波の被試験信号ａは減衰器２で予め定められた規定レベルに調整されて、周波数変換部３へ入力される。周波数変換部３へ入力された高周波の被試験信号ａは信号混合器４で局部発振器５からの局部発振信号ｂと混合されて、中間周波数を有する中間周波数信号に変換される。
【００７４】
この中間周波数信号はＢＰＦ（ハンドパスフィルタ）６で帯域制限された後、再度、別の信号混合器７で局部発振器８からの局部発振信号ｂ１ と混合されて最終の中間周波数信号ｃとしてこの周波数変換部３から出力される。
【００７５】
周波数変換部３の局部発振器５の発振周波数は掃引制御手段９によって、パネル等から設定された所定の周波数範囲に亘って掃引される。その結果、周波数変換部３から出力される中間周波数信号ｃの周波数ｆＩ も掃引動作に同期して変化する。
【００７６】
周波数変換部３から出力された周波数が低減された中間周波数信号ｃは次のＲＢＷフィルタ１０へ入力される。このＲＢＷフィルタ１０は、不要な周波数成分を除き、必要な中間周波数信号のみを選択するバンドパスフィルタ（帯域可変フィルタ）を有している。
【００７７】
このバンドパスフィルタの周波数特性の通過中心周波数ｆＣ におけるピークレベルから３ｄＢ低下した時点におけるバンド幅（ＲＢＷ）は、このスペクトラムアナライザにおける周波数分解能を表すことになる。
【００７８】
周波数変換部３から出力される中間周波数信号ｃの周波数ｆＩ は掃引動作に同期して変化するので、ＲＢＷフィルタ１０から１掃引期間（掃引周期）内において時間経過と共に出力される出力信号は、掃引受信して中間周波数信号ｃに変換された被試験信号の各周波数成分における時系列波形となる。
【００７９】
ＲＢＷフィルタ１０からの出力信号は増幅器１１でゲイン調整された後に、ＬＯＧ変換器１２で対数変換される。信号レベルがｄＢ単位に変換された出力信号は次の検波器１３で検波される。その結果、掃引期間内に検波された信号は、掃引された周波数における時系列波形の大きさを示す。
【００８０】
したがって、横軸を周波数、縦軸を振幅とすれば、周波数スペクトラム波形となる。
【００８１】
この検波器１３から出力された周波数スペクトラム波形を示す信号は次のＶＢＷフィルタ１４へ入力される。このＶＢＷフィルタ１４はスペクトラムアナライザの前面パネルに取付けられた表示器１７に最終的に表示される周波数スペクトラム波形の高周波成分（雑音成分）を除去するＬＰＦ（ローパスフィルタ）で構成されている。
【００８２】
このＶＢＷフィルタ１４から出力されたアナログの周波数スペクトラム波形はピーク検出器にて各時間軸位置におけるピーク値が検出され、包絡線検波された状態の最終的な周波数スペクトラム波形が得られる。この最終的な周波数スペクトラム波形を示す信号は次のＡ／Ｄ変換器１６でデジタルデータに変換される。デジタルデータに変換された周波数スペクトラム波形は前述した表示器１７に表示される。
【００８３】
よって、被測定信号ａの周波数スペクトラム波形が表示器１７に表示出力される。
【００８４】
図１３は、本発明の要部である誘導性負荷駆動装置で駆動されたＹＴＯ５ａを示す回路図である。
【００８５】
ＹＴＯ５ａは、周波数変換部３の局部発振器５の一部を構成し、掃引部９ａと制御部９ｂは掃引制御手段９を構成している。
【００８６】
誘導性負荷駆動装置５ｂは、ＹＴＯ５ａの端子Ａの一端に接続され制御電流を可変制御する。この誘導性負荷駆動装置５ｂには、掃引部９ａからノコギリ状の掃引信号が入力され、ＹＴＯ５ａの発振周波数を所定の周波数範囲で掃引するようＹＴＯ５ａを電流制御する。また、制御部（ＣＰＵ）９ｂから掃引開始周波数ｆｓの入力時には、対応する電流となるよう電流制御する。
【００８７】
これにより、発振周波数がを可変制御される。したがって、前記ノコギリ状の掃引信号が高速で切り替わっても、それに追従してＹＴＯの発信周波数を切り替えられる。この周波数の可変により信号解析装置では信号の解析処理（例えば、所定周波数範囲のスペクトルから高調波検出などを行い、表示器上などに出力する。
【００８８】
本発明を詳細に記載してきたが、これは、単に当業者にどのように本発明を実施して使用するかを述べたに過ぎない。追加的な変更例も、前述した特許請求の範囲及び以下に示す付記１乃至４３によって定義される本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８９】
そして、上述したような実施の形態で示した本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項１乃至請求項８以外にも、以下に付記１乃至付記４３として示すような発明が含まれている。
【００９０】
（付記１） 誘導性負荷を駆動する装置であって、
高周波成分と低周波成分を含む入力信号を受領する受信部と、
入力信号の高周波成分を処理して高周波出力を出す高周波駆動部と、
入力信号の低周波成分を処理して低周波出力を出す低周波駆動部と、
高周波出力と低周波出力とを結合して結合出力信号を出す結合部と、
を備えた装置。
【００９１】
（付記２） 前記結合部が前記結合信号により負荷を駆動することを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９２】
（付記３） 前記負荷が誘導性負荷であることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９３】
（付記４） 前記負荷が電流検出素子に接続されていることを特徴とする（付記２）記載の装置。
【００９４】
（付記５） 前記高周波駆動部が、高域通過瀘波器と、該高域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器とを備えていることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９５】
（付記６） 前記高域通過瀘波器が、高域通過ＲＣ瀘波器であることを特徴とする（付記２）記載の装置。
【００９６】
（付記７） 前記高域通過瀘波器が、約１ｋＨｚから４ｋＨｚの周波数成分を通す動作が可能であることを特徴とする（付記２）記載の装置。
【００９７】
（付記８） 前記低周波駆動部が、低域通過瀘波器と、該低域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器とを備えていることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９８】
（付記９） 前記結合部が、前記高周波出力に結合した第１のコイルと、前記低周波出力に結合した第２のコイルとを備えていることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【００９９】
（付記１０） 前記高周波駆動部が、前記高周波成分の振幅を低減させ且つ該高周波成分の中に存在する雑音を低減させる動作が可能である雑音低減器を備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１００】
（付記１１） 前記雑音低減器が前記高周波成分を接地に短絡させる動作が可能であるスイッチを備えることを特徴とする（付記１０）記載の装置。
【０１０１】
（付記１２） 前記結合部が、前記高周波成分の振幅を低減させ且つ前記結合出力信号の中の高周波成分の中に存在する雑音を低減させる動作が可能である雑音低減器を備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１０２】
（付記１３） 前記雑音低減器が前記低周波駆動部の出力を接地に短絡させる動作が可能であるスイッチを備えることを特徴とする（付記１３）記載の装置。
【０１０３】
（付記１４） 前記高周波駆動部が、
主コイルの第１の端子に第１の高周波出力を提供する非反転増幅器に結合した第１のＲＣ高域通過瀘波器と、
前記主コイルの第２の端子に第２の高周波出力を提供する反転増幅器に結合した第２のＲＣ高域通過瀘波器とを備え、
前記第２の高周波出力が前記第１の高周波出力に対し１８０度の位相差を有していることを特徴とする（付記８）記載の装置。
【０１０４】
（付記１５） 前記入力信号を受領して前記高周波駆動部及び低周波駆動部に結合する出力信号を出力する増幅器と、
前記増幅器の出力端と入力端に接続され、前記誘導性負荷に印加される電圧を制限する帯域幅制限部を備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１０５】
（付記１６） 前記高周波駆動部が前記高周波成分にオープンゲインを提供する第１の利得回路と、
前記低周波駆動部が前記低周波成分にオープンゲインを提供する第２の利得回路とを備えることを特徴とする（付記１）記載の装置。
【０１０６】
（付記１７） 負荷を駆動する装置であって、
電圧を有する信号を受領して増幅出力信号を出力する増幅器と、
前記増幅出力信号を受領して高域通過信号を出力する高域通過瀘波器および該高域通過信号を受領して高周波出力を出す高周波増幅器とを備えた高周波駆動部と、
前記増幅出力信号を受領して低域通過信号を出力する低域通過瀘波器および該低域通過信号を受領して低周波出力を出す低周波増幅器とを備えた低周波駆動部と、
前記低周波出力をその２次コイルに結合し、前記高周波出力をその１次コイルに結合し、結合出力信号を出力するトランスと、
を備えたことを特徴とする装置。
【０１０７】
（付記１８） 前記結合出力が誘導性負荷を駆動することを特徴とする（付記１７）記載の装置。
【０１０８】
（付記１９） 負荷を駆動する方法であって、
高周波成分と低周波成分を含む入力信号を受領し、
前記高周波成分から得られた高周波駆動信号を出力し、
前記低周波成分から得られた低周波駆動信号を出力し、、
前記高周波駆動信号および前記低周波駆動信号により負荷を駆動することを特徴とする方法。
【０１０９】
（付記２０） 負荷を駆動することが誘導性負荷を駆動することを含むことを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１１０】
（付記２１） 高周波駆動信号を出力することが、
前記入力信号を受領し、
前記入力信号から高周波成分を得、
前記高周波成分を増幅器によって処理し、
前記増幅器から高周波駆動信号を出力することを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１１１】
（付記２２） 前記入力信号から高周波成分を得ることが、高域通過瀘波器によって前記入力信号を処理することを含むことを特徴とする（付記２１）記載の方法。
【０１１２】
（付記２３） 前記増幅器が、緩衝器として作動するように構成されていることを特徴とする（付記２１）記載の方法。
【０１１３】
（付記２４） 低周波駆動信号を出力することが、
前記入力信号を受領し、
前記入力信号から低周波成分を得、
前記低周波成分を増幅器によって処理し、
前記増幅器から低周波駆動信号を出力することを特徴とする（付記２０）記載の方法。
【０１１４】
（付記２５） 前記入力信号から低周波成分を得ることが、低域通過瀘波器によって前記入力信号を処理することを含むことを特徴とする（付記２４）記載の方法。
【０１１５】
（付記２６） 前記増幅器が、緩衝器として作動するように構成されていることを特徴とする（付記２４）記載の方法。
【０１１６】
（付記２７） 誘導性負荷を前記高周波駆動信号および前記低周波駆動信号により駆動することが、
相互インダクタンス比を有するトランスを設け、
前記トランスの２次コイルの一端上の低周波駆動信号を受領し、
前記トランスの１次コイル上の高周波駆動信号を受領し、
結合出力信号を、前記２次コイルの２次端子に結合された負荷に供給することとを含み、前記結合出力信号が、前記相互インダクタンス比および前記低周波駆動信号によって乗算された前記高周波駆動信号の合計からなることを特徴とする（付記１９）記載の方
法。
【０１１７】
（付記２８） 前記負荷が誘導性負荷であることを特徴とする（付記２７）記載の方法。
【０１１８】
（付記２９） 前記誘導性負荷に結合された電流検出素子を設けることをさらに備えることを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１１９】
（付記３０） 高周波駆動信号を出力することが、雑音信号を低減することを含み、該雑音信号が、前記増幅器により処理された前記高周波信号内に存在することを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１２０】
（付記３１） 前記雑音信号を低減することが、前記高周波成分を接地する短絡を生じることを含むことを特徴とする（付記３０）記載の方法。
【０１２１】
（付記３２） 前記結合信号を供給することが、前記高周波駆動信号内の雑音信号を低減することを含むことを特徴とする（付記２７）記載の方法。
【０１２２】
（付記３３） 前記雑音信号を低減することが、前記低周波駆動信号を前記負荷に接続する短絡を生成することを含むことを特徴とする（付記３２）記載の方法。
【０１２３】
（付記３４） 前記トランスの２次コイル上の高周波駆動信号を受領することが、
第１の高周波駆動信号を前記１次コイルの第１の端部に供給し、
第２の高周波駆動信号を前記１次コイルの第２の端部に供給することとを含み、
前記第１の高周波駆動信号が、前記第２の高周波駆動信号に対し１８０度の位相差を有していることを特徴とする（付記２７）記載の方法。
【０１２４】
（付記３５） 前記誘導性負荷に印加する電圧を制限することをさらに含むことを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１２５】
（付記３６） 前記誘導性負荷に印加する電圧を制限することが、前記誘導性負荷に印加する帯域幅を制限する低域通過瀘波器を設けることを含むことを特徴とする（付記３５）記載の方法。
【０１２６】
（付記３７） 増幅器で前記高周波成分を処理することが、第１のオープンループゲインを前記高周波成分に付加することを特徴とする（付記１９）記載の方法。
【０１２７】
（付記３８） 増幅器で前記高周波成分を処理することが、第１のオープンループゲインを有する利得回路を設けることを含むことを特徴とする（付記２１）記載の方法。
【０１２８】
（付記３９） 増幅器で前記低周波成分を処理することが、第２のオープンループゲインを有する利得回路を設けることを含むことを特徴とする（付記２４）記載の方法。
【０１２９】
（付記４０） 誘導性負荷を駆動する方法であって、
入力信号を受領し、
前記入力信号を増幅し、
前記入力信号から低周波成分を分離し、
前記低周波成分をトランスの２次コイルに加え、
前記入力信号から高周波成分を分離し、
前記高周波成分を前記トランスの１次コイルに加え、
前記トランスにおいて前記高周波成分と前記低周波成分とを結合し駆動信号を生成し、
前記駆動信号で負荷を駆動する、
ことを具備する方法。
【０１３０】
（付記４１） 信号を測定する装置であって、
電圧を有する信号を受領して増幅出力信号を出力する増幅器と、
高域通過応答特性を有し前記増幅出力信号を受領して高周波駆動信号を出力する高周波駆動部と、
低域通過応答特性を有し前記増幅出力信号を受領して低周波駆動信号を出力する低周波駆動部と、
前記低周波駆動信号をその２次コイルに結合し、前記高周波駆動信号をその１次コイルに結合し、結合出力信号を出力するトランスと、
を具備する装置。
【０１３１】
（付記４２） 前記高周波駆動部が、
増幅出力信号を受領して瀘波出力信号を出力する高域通過瀘波器と、
前記瀘波出力信号を受領して高周波駆動信号を出力する高周波増幅器とを含むことを特徴とする（付記４１）記載の装置。
【０１３２】
（付記４３） 前記低周波駆動部が、
増幅出力信号を受領して瀘波出力信号を出力する低域通過瀘波器と、
前記瀘波出力信号を受領して低周波駆動信号を出力する低周波増幅器とを含むことを特徴とする（付記４１）記載の装置。
【０１３３】
【発明の効果】
従って、以上説明したように、本発明によれば、誘導性負荷を駆動する十分に高い電圧を発生させ且つ卓越した立ち上がり時間特性を示すと共に、低雑音、広帯域、高周波、およびその他のシステム要求に応じた特性が得られる誘導性負荷駆動装置及び該誘導性負荷駆動装置で駆動されるＹＴＯを備えた信号解析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術による典型的な誘導性負荷に対する電流駆動回路を示す図である。
【図２】図２は、図１の電流駆動回路の電流特性を示す図である。
【図３】図３は、従来技術による典型的な誘導性負荷に対する電流プッシュプル駆動回路を示す図である。
【図４】図４は、図３の電流プッシュプル駆動回路の電流特性を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一つの実施の態様に係る電流駆動回路を示す図である。
【図６】図６は、本発明の一つの実施の態様に係る高周波成分駆動部と低周波成分駆動部を備えた電流駆動回路を示す図である。
【図７】図７は、図６の電流駆動回路の電流特性を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一つの実施の態様に係る低雑音の電流駆動回路を示す図である。
【図９】図９は、本発明の一つの実施の態様に係る電圧利用率を高めた電流駆動回路を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の一つの実施の態様に係る周波数帯域制限を備えた電流駆動回路を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の一つの実施の態様に係る駆動回路１１００において異なるクローズドループゲインを有する高周波駆動部５２０および低周波駆動部５３０の回路構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の誘導性負荷駆動装置で駆動されたＹＴＯを備えた信号解析装置の全体構成を示す示す図である。
【図１３】図１３は、誘導性負荷回路で駆動されるＹＴＯを示す回路図である。
【符号の説明】
３…周波数変換部、
５…局部発信器、
５ａ…ＹＴＯ、
５ｂ…誘導性負荷駆動装置、
９…掃引制御手段、
９ａ…掃引部、
９ｂ…制御部、
５００…電流駆動回路、
５１０…抵抗、
５１５…増幅器、
５０５…入力信号端、
５２０…高周波駆動部、
５３０…低周波駆動部、
５４０…結合回路、
５５０…誘導性負荷、
５６０…電流検出抵抗、
６００…電流駆動回路、
５２２…コンデンサ、
５２４…抵抗、
５２６…増幅器、
５３４…増幅器、
５３２…抵抗、
５４２…トランス（誘導性負荷）、
８００…駆動回路、
８２０、８３０…スイッチ、
９００…電流駆動回路、
９１０…コンデンサ、
９２０…抵抗、
９３０…増幅器、
９４０…抵抗、
１０００…駆動回路、
１０３０…抵抗、
１０１０…コンデンサ、
１０２０…抵抗、
１０４０…抵抗、
１１００…駆動回路、
Ｒ８、Ｒ７…抵抗、
Ｒ１０、Ｒ９…抵抗。
Claims (8)
- 高い電圧レベルと低い電圧レベルとを含み、それらの一方から他方へ急速に切り換えられる形態でなる入力信号を受領する受信部と、
前記受信部からの前記入力信号の高周波成分を受取って、対応する高周波駆動信号を出力する高周波駆動部と、
前記受信部からの前記入力信号の低周波成分を受取って、対応する低周波駆動信号を出力する低周波駆動部と、
前記高周波駆動部からの前記高周波駆動信号が一端に印加される１次コイルと、該１次コイルより多い巻数とされ、前記低周波駆動部からの前記低周波駆動信号が一端に印加される２次コイルとを有するトランスとを具備し、
前記トランスの前記１次コイルの他端は接地され、前記トランスの前記２次コイルの他端は誘導性負荷に接続されることにより、前記誘導性負荷に前記１次コイルに加えられた電圧の前記２次コイルの巻数倍の電圧が同相で加算されて供給されることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。 - 前記高周波駆動部が、高域通過瀘波器と、該高域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器とを備えていることを特徴とする請求項１記載の誘導性負荷駆動装置。
- 前記高域通過瀘波器が、高域通過ＲＣ瀘波器であることを特徴とする請求項２記載の誘導性負荷駆動装置。
- 前記低周波駆動部が、低域通過瀘波器と、該低域通過瀘波器からの出力を受領する増幅器とを備えていることを特徴とする請求項１記載の誘導性負荷駆動装置。
- 高い電圧レベルと低い電圧レベルとを含み、それらの一方から他方へ急速に切り換えられる形態でなる入力信号を受領する受信部と、
前記受信部からの前記入力信号の高周波成分を受取って、対応する高周波駆動信号を出力する高周波駆動部と、
前記受信部からの前記入力信号の低周波成分を受取って、対応する低周波駆動信号を出力する低周波駆動部と、
前記高周波駆動部からの前記高周波駆動信号が印加される１次コイルと、該１次コイルより多い巻数とされ、前記低周波駆動部からの前記低周波駆動信号が一端に印加される２次コイルとを有するトランスとを具備し、
前記高周波駆動部が、
前記１次コイルの第１の端子に第１の高周波出力を提供する非反転増幅器に結合した第１のＲＣ高域通過瀘波器と、
前記１次コイルの第２の端子に第２の高周波出力を提供する反転増幅器に結合した第２のＲＣ高域通過瀘波器とを備え、
前記第２の高周波出力が前記第１の高周波出力に対し１８０度の位相差を有しているとともに、
前記トランスの前記２次コイルの他端が誘導性負荷に接続されることにより、前記誘導性負荷に前記１次コイルに加えられた電圧の前記２次コイルの巻数倍の電圧が同相で加算されて供給されることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。 - 前記入力信号を受領して前記高周波駆動部及び低周波駆動部に結合する出力信号を出力する増幅器と、
前記増幅器の出力端と入力端との間に接続され、前記誘導性負荷に印加される電圧を制限する帯域幅制限部を備えることを特徴とする請求項５記載の誘導性負荷駆動装置。 - 負荷を駆動する装置であって、
電圧を有する信号を受領して増幅出力信号を出力する増幅器と、
前記増幅出力信号を受領して高域通過信号を出力する高域通過瀘波器および該高域通過信号を受領して高周波出力を出す高周波増幅器とを備えた高周波駆動部と、
前記増幅出力信号を受領して低域通過信号を出力する低域通過瀘波器および該低域通過信号を受領して低周波出力を出す低周波増幅器とを備えた低周波駆動部と、
前記低周波出力をその２次コイルに結合し、前記高周波出力をその１次コイルに結合し、結合出力信号を負荷に出力するトランスと、
を備えたことを特徴とする誘導性負荷駆動装置。 - 所定の発振周波数を有する信号を発振するＹＴＯを有し、入力信号を受信し、その入力信号と前記ＹＴＯからの所定の発振周波数を有する信号とをミキシングして中間周波数信号を取り出して、前記入力信号を所望周波数範囲に渡って解析するためのＹＴＯを備えた信号解析装置において、
請求項１または請求項５記載の誘導性負荷駆動装置で駆動される前記誘導性負荷としてのＹＴＯを備えたことを特徴とする信号解析装置。
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