JPH0295011A - パルスパターン出力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタル信号発生器、特に高速ディジタル
パルスを発生するパルス源から発生したパルス信号に、
任意に可変設定できる直流分を重畳し、その直流分が負
荷等の如何にかかわらず常に一定となるようにしたディ
ジタル信号発生器のパルスパターン出力回路に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に、パルスパターン発生器は、負荷及び負荷の終端
条件に対処できるようにするため、発生するパルス信号
の直流分が任意に可変設定できるような回路構成となっ
ている。

従来のパルスパターン発生器において、パルス信号に直
流分を重ね合せる際、パルス信号が直流側の影響を受け
ないようにするために、第５図に示された如く直流分重
畳回路としてチョークコイル１を使用していた。

なお第５図において、パルス源２から発生したパルス信
号に直流供給電源３からの直流分をチョークコイル１を
介して重畳し、負荷４ヘオフセット電圧付パルス信号を
出力するようにしていた。

Ｖ７７は負荷４の終端電圧を表わしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のチョークコイル１を介して直流分をパルス信号に
重ね合せる回路構成では、負荷４の種類に応じてその終
端条件が異なる場合、例えば第６■の電位で終端される
場合とでは、チョークコイル１に流れる電流値が変って
しまう。従ってチョークコイル１の等価抵抗５に生じる
電圧降下が異なってしまい、第６図及び第７図における
点Ａの電圧はＶＲ／（Ｒ十ＲＸ）、（ＶＲ−２ＲＸ）／
（Ｒ十ＲＸ）となる。つまり負荷４の終端条件が変わる
ことにより、チョークコイル１の電圧降下が変化し点Ａ
における直流電圧が一定でなくなって、パルス源２のパ
ルス信号に重畳される直流分が変化してしまう欠点があ
った。なお上記においてＶは供給直流電圧値、Ｒは負荷
４の抵抗値、Ｒｘはチョークコイル１の等価抵抗５の直
流抵抗値である。そして６はパルスパターン発生器を表
わしている。

また、チョークコイル１の直流抵抗分も温度によって変
化し、温度変化によっても点Ａは定電圧とはならず、パ
ルスパターン発生器６から出力されるパルス信号におけ
る直流分が変化する欠点があった。

本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており
、負荷側の条件にかかわらず、また温度変化にかかわら
ず常に一定のオフセット電圧を伴ったパルス信号を発生
させることが可能なパルスパターン出力回路を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のパルスパターン出
力回路はパルス源と、直流供給電源とを備え、パルス源
から発生したパルス信号に直流供給電源の直流分が重畳
されたオフセット電圧付パルス信号を負荷へ出力するデ
ィジタル信号発生器のパルスパターン出力回路において
、パルス源に並列に接続された直流分重畳回路と、該直
流分重畳回路を介してパルス源からのパルス信号に重畳
されたオフセット電圧付パルス信号の直流平均値を検出
する出力電圧検出回路と、該出力電圧検出回路で検出さ
れた検出電圧と、パルス源からのパルス信号に重畳され
るべき直流分を任意に設定する直流分設定電圧とを比較
増幅し、その比較増幅した電圧を前記直流分重畳回路に
与える比較増幅器とを備えている。

またパルス源からのパルス信号波形をさらによくする構
成としては、パルス源と、直流供給電源とを備え、パル
ス源から発生したパルス信号に直流供給電源の直流分が
重畳されたオフセット電圧付パルス信号を負荷へ出力す
るディジタル信号発生器のパルスパターン出力回路にお
いて、パルス源に並列に接続された直流分重畳回路と、
該直流分重畳回路に直列に接続されるダミー回路と、該
ダミー回路のダミー電圧を検出する電位差検出回路と、
該電位差検出回路によって検出されたダミー電圧と、パ
ルス源からのパルス信号に重畳されるべき直流分を任意
に設定する直流分設定電圧とを加算する加算回路と、該
加算回路の加算電圧と前記ダミー回路の両端のいずれか
一方の電圧とを比較増幅し、その比較増幅した電圧を前
記ダミー回路に与える比較増幅器とを備えていてもよい
。

以下図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るパルスパターン出力回路の一実施
例基本構成図、第２図はその具体的一実施例構成、第３
図は本発明に係るパルスパターン出力回路の他の実施例
基本構成図、第４図はその具体的一実施例構成である。

第１図において２，４は第５図のものに対応し、７は直
流分重畳回路、８は出力電圧検出回路、９は比較増幅器
、１０は出力端である。

直流分重畳回路７及び出力ｉ〒→電圧検出回路８は、パ
ルス源２のラインに接続されているため、該パルス源２
から発生する超高速又は高速パルス信号の波形に大きな
影響を及ぼしやすく、そのためその影響を及ぼす度合の
少ない高インピーダンス素子、例えばチョークコイル、
高周波用抵抗等が用いられる。

パルス源２から発生したパルス信号は、直流分重畳回路
７から供給される直流分、すなわちオフセット電圧が重
畳され、そのオフセット電圧付パルス信号が出力端１０
を介して負荷４へ印加される。

出力電圧検出回路８は点Ａで上記オフセット電圧付パル
ス信号の直流平均値を検出し、その検出電圧を比較増幅
器９ヘフイードバツクさせている。

該検出電圧と、出力端１０から出力されるオフセット電
圧付パルス信号の直流分を定める直流分設定電圧とが比
較増幅器９で比較され、両者間の電圧が零となるように
該比較増幅器９から直流電圧が直流分重畳回路７へ供給
され、該直流分重畳回路７を介してパルス源２からのパ
ルス信号に直流分が点Ａで重畳される。従って比較増幅
器９の利得を充分にとることにより、出力電圧検出回路
８からの帰還量が増え、点Ａから直流分重畳回路７及び
出力電圧検出回路８側を見たとき、定電圧源と見なされ
、かつ点Ａの電圧はは〜直流供給電圧となる。

従って負荷４及びその終端条件が変化しても、出力端１
０から出力されるオフセット電圧付パルス信号の直流分
は一定電圧に保たれる。

また上記説明から明らかな様に、比較増幅器９に入力さ
れる直流分設定電圧を可変設定することにより、設定さ
れた電圧に応じ出力端１０から出力されるオフセット電
圧付パルス信号の直流分が変化することは言うまでもな
い。

第２図は本発明に係るパルスパターン出力回路の具体的
一実施例構成を示しており、第１図の直流分重畳回路７
及び出力電圧検出回路８を同一のチョークコイル１１．
１２で構成したものである。

該チョークコイル１１．１２は高周波に対して高インピ
ーダンスとなり、またそのような高インピーダンスとな
る巻数のチョークコイル１１．１２を使用している。従
ってパルス源２からのパルス信号を該チョークコイル１
１．１２は高周波的に阻止し、該パルス信号のエネルギ
ーの全てが点Ａを介して負荷４へ印加されることになる
。これらのチョークコイル１１．１２に換え、高周波的
にパルス信号を阻止できる、例えば高周波用抵抗を用い
ることも可能である。

またチョークコイル１２のインピーダンスは負荷４のイ
ンピーダンスに比べ充分に高く、比較増幅器９のインピ
ーダンスに比べ低いものが選ばれていることは言うまで
もない。

なお、直流分重畳回路７の直流抵抗骨が変化しても、負
帰還が掛けられているので、点Ａでの直流分は定電圧に
保持される。

第２図の動作は第１図のものと同様であるので、その説
明は省略する。

第３図は本発明に係るパルスパターン出力回路の他の実
施例基本構成図を示しており、２．４は第１図のものに
対応し、７．１０は第２図のものに対応している。１４
はダミー回路、１５は電位差検出回路、１６は比較増幅
器、１７は加算回路である。

直流分重畳回路７は、第１図図示のものと同様にパルス
源２から発生する超高速又は高速パルス信号に対しイン
ピーダンスの高い素子が用いられる。第３図の構成では
パルス信号ラインに直流分を重畳するだめの直流分重畳
回路７だけが接続されており、該パルス信号ラインに更
に出力電圧検出回路８が接続されている第１図の構成に
比べ、パルス信号への影響が少ない構成となっている。

ダミー回路１４は直流分重畳回路７と直列接続されて比
較増幅器１６に接続される構成となっており、該ダミー
回路１４に流れる直流電流が直流分重畳回路７に流れ込
む。従って負荷４の種類に応じて終端条件が変ってもダ
ミー回路１４と直流分重畳回路７に流れる直流電流は同
じである。

今直流的に見て、直流分重畳回路７の直流抵抗Ｚ１とダ
ミー回路１４の直流抵抗値Ｚ２とを同じに選んでおくと
、すなわち同じ素子を用いると、点Ａ−Ｂ間と点Ｂ−Ｃ
間との電圧降下は同じとなり、また温度、電流による変
化も同じとなる。つまり直流分重畳回路７の電圧降下が
ダミー回路１４に投影される。電位差検出回路１５で該
ダミー回路１４の電圧降下を検出し、その検出電圧を加
算回路１７で直流設定電圧と加算し、該加算電圧とダミ
ー回路１４の出力電圧、すなわち点Ｂの電圧との差が零
となるように比較増幅器ＩＧで比較増幅され、その比較
増幅された電圧がダミー回路１４に印加されている。従
って点Ｂの電圧は、直流分重畳回路７による電圧降下分
だけ直流分設定電圧より常に高くなっており、負荷４の
種類に応じてその終端抵抗が変っても、また温度変化が
生じても、パルス源２から発生したパルス信号に重合さ
れる直流分（直流平均値）は常に直流分設定電圧と同じ
電圧が保持される。

一方、直流分重畳回路７の直流抵抗値Ｚ、とダミー回路
１４の直流抵抗値Ｚ２とが異ったものが用いられる場合
、点Ａ−Ｂ間と点Ｂ−Ｃ間との電圧降下が電流や温度の
環境が変化しても常に同じになるように、電位差検出回
路１５の検出電圧を保証して点Ｅに正帰還を掛けるよう
にして、点Ｂの電圧が直流分重畳回路７による電圧降下
分だけ直流分設定電圧より常に高くなるようにしている
。

第３図において、比較増幅器軸は点Ｂがら帰還を掛ける
ようにしているが、点線で表わされている様に点Ｃから
帰還を掛ける構成とすることもできる。

この場合点Ｃが定電圧源となり、点Ｂが定電圧源となる
上記の場合と比べ、直流分重畳回路７とダミー回路１４
との２倍の電圧降下が生じ、従って電位差検出回路１５
の検出電圧を２倍にして正帰還を掛ける必要がある。こ
の帰還量を２倍にすることの他は上記説明と同じであり
、点Ｃの電圧は直流分重畳回路７による電圧降下分とダ
ミー回路１４による電圧降下分との和の電圧骨だけ直流
分設定電圧より常に高くなっている。

第４図は第３図の具体的一実施例構成を示しており、直
流分重畳回路７及びダミー回路１４にチョークコイルを
用いた例が描かれている。

直流分重畳回路７のチョークコイルの直流抵抗値ＺＩと
ダミー回路１４のチョークコイルの直流抵抗値Ｚ２とが
等しく、電流、温度などの環境の変化に対しても抵抗値
がＺ＋−Ｚｚである場合、つまり同じチョークコイルを
用いる場合は電位差検出回路１５で検出される検出電圧
を利得が１で加算回路１７の点Ｅへ正帰還するようにし
ている。

その他の実施態様として、次のものがある。すなわち、 直流分重畳回路７のチョークコイルとダミー回路１４の
チョークコイルとの直流抵抗値２．．２２が同じ２．−
２．で、その温度変化が異なるときには、電位差検出回
路１５の利得が１で温度変化が等しくなる素子で該電位
差検出回路１５を構成するようにする。

直流分重畳回路７とダミー回路１４の各チョークコイル
の直流抵抗値Ｚ、、ＺＺが異なり（Ｌ　≠２２）、その
温度変化が等しい場合は、電位差検出回路１５の利得を
変え、直流分重畳回路７の電圧降下と同じ電圧を正帰還
させるようにする。

直流分重畳回路７とダミー回路１４の各チョークコイル
の直流抵抗値Ｚｌ、Ｚ２が異なり（２＋　≠２２）、温
度変化も異なる場合は、温度変化が等しくなる素子で電
位差検出回路１５を構成し、直流分重畳回路７の電圧降
下と同じ電圧が帰還されるように、電位差検出回路１５
の利得を決める。

なお第３図の点線で表わされている様に、比較増幅器１
６の帰還位置を点Ｃからとるときには、上述したように
上記の実施態様において、電位差検出回路１５で検出さ
れる検出電圧を２倍して帰還させることを要することは
言うまでもない。

そして、直流分重畳回路７及び及びダミー回路１４の例
として、チョークコイルとしているが、それぞれ高周波
用抵抗に置き換えることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、負荷の終端条件が
変化しても、設定された直流分がパルス信号に重畳され
、負荷には常に一定の直流分、すなわちオフセット電圧
が印加される。また温度変化によって直流分重畳回路の
直流抵抗値が変化しても直流分は常に一定の電圧が保持
される。

さらに第３図の構成ではパルス信号ラインには最少比の
直流分重畳回路だけが接続された形態となり、パルス信
号波形への影響が少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパルスパターン出力回路の一実施
例基本構成図、第２図はその具体的一実施例構成、第３
図は本発明に係るパルスパターン出力回路の他の実施例
基本構成図、第４図はその具体的一実施例構成、第４図
は従来の直流分重畳回路、第６図、第７図はパルスパタ
ーン発生器に接続される負荷の終端説明図である。 図中、１はチョークコイル、２はパルス源、３は直流供
給電源、４は負荷、７は直流分重畳回路、８は出力電圧
検出回路、９は比較増幅器、１１．１２はチョークコイ
ル、１３は直流供給電源、１４はダミー回路、１５は電
位差検出回路、１６は比較増幅器→、１７は加算回路で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パルス源と、直流供給電源とを備え、パルス源から
   発生したパルス信号に直流供給電源の直流分が重畳され
   たオフセット電圧付パルス信号を負荷へ出力するディジ
   タル信号発生器のパルスパターン出力回路において、 パルス源に並列に接続された直流分重畳回路と、該直流
   分重畳回路を介してパルス源からのパルス信号に重畳さ
   れたオフセット電圧付パルス信号の直流平均値を検出す
   る出力電圧検出回路と、該出力電圧検出回路で検出され
   た検出電圧と、パルス源からのパルス信号に重畳される
   べき直流分を任意に設定する直流分設定電圧とを比較増
   幅し、その比較増幅した電圧を前記直流分重畳回路に与
   える比較増幅器とを備えたことを特徴とするパルスパタ
   ーン出力回路。 ２、パルス源と、直流供給電源とを備え、パルス源から
   発生したパルス信号に直流供給電源の直流分が重畳され
   たオフセット電圧付パルス信号を負荷へ出力するディジ
   タル信号発生器のパルスパターン出力回路において、 パルス源に並列に接続された直流分重畳回路と、該直流
   分重畳回路に直列接続されたダミー回路と、 該ダミー回路のダミー電圧を検出する電位差検出回路と
   、 該電位差検出回路によって検出されたダミー電圧と、パ
   ルス源からのパルス信号に重畳されるべき直流分を任意
   に設定する直流分設定電圧とを加算する加算回路と、 該加算回路の加算電圧と前記ダミー回路の両端のいずれ
   か一方の電圧とを比較増幅し、その比較増幅した電圧を
   前記ダミー回路に与える比較増幅器 とを備えたことを特徴とするパルスパターン出力回路。