JPH03178216A - 信号切換え装置 - 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、信号切換え装置、特に、切換えられる高周波
信号成分のオフ状態における減衰を高めるために縦続接
続されたスイッチ部を使用する装置に関する。

発明の背景 スイッチがターンオフされた時そのスイッチにより与え
られる減衰（“オフ状態”における減衰）は、切換え回
路の性能を表わす重要な数値であり、切換えられる信号
の中に高周波エネルギーが多量に含まれている場合特に
そうである。−例として、テレビジョン装置（例えば、
レコーダ、受信機、モニタ、効果発生器など）に使用さ
れる多数のビデオ入力信号を切換える際に重要なことは
、選択されたビデオ人力信号との干渉を避けるために、
選択されないビデオ入力信号を最小レベル以下に減衰さ
せることである。一般に、選択されないビデオ信号を少
なくとも６０　ｄＢ、できればそれ以上減衰させること
が望ましい。ビデオ周波数におけるこのような減衰レベ
ルは、普通の集積回路スイッチでは、例えば寄生キャパ
シタンスが存在するので容易に達成できない。このため
、集積回路スイッチのオフ状態における減衰を改善する
ために種々の方法が提案されている。このような技術の
■つは、以下の２つの例に述べられているが、いくつか
のスイッチを縦続接続してオフ状態での減衰が加算され
るようにすることである。

オフ状態での減衰を改善するためにスイッチを縦続接続
する第１の例は、１９８５年６月４日発行の“ビデオ源
セレクタ”という名称の米国特許第４５２１、８１０号
においてニグボロウィッ（Ｎｉｇｂｏ＋ｏｗｉｃ２）氏
外により述べられている。この切換え回路の特定の実施
例において、エミッターホロワがＣＭＯ３型の集積回路
スイッチに縦続接続され、クランプ用）・ランジスタが
エミッターホロワ・トランジスタのベースに接続され、
ＣＭＯＳスイッチが開いた状態の時エミッターホロワを
非作動化するように制御される。これによって、切換え
られるビデオ信号は、スイッチがターンオフされる時、
非作動化されたエミッターホロワ回路とＣＭＯＳスイッ
チの両方により減衰される。

縦続接続された切換え回路の第２の例は、１９８７年１
月２０日発行の“信号源セレクタ”という名称の米国特
許第４．６３８．１８１号においてダイス（Ｄｅｉｓ＋
　）氏により述べられている。ダイス氏の特許において
開示されている特定の実施例ではダイオード・スイッチ
が、ＣＭＯ３集積回路スイッチと直列に接続されている
。この回路に含まれているバイアス回路は、ＣＭＯＳス
イッチが閉じた時、ＣＭＯＳスイッチを介してターン・
オン電流をダイオード・スイッチに送る。もう（っのバ
イアス回路は、ＣＭＯＳスイッチが開いた時、逆バイア
スをダイオードスイッチに供給する。オフ状態での減衰
を最大限にするためにダイス氏はｐ−１−ｎ型のダイオ
ードの使用を勧めている。このようなダイオードは非常
に高い接合キャパシタンスを呈するので、ダイオードが
オフの時寄生結合が最小となるからである。

前述の縦続接続されたビデオ・スイッチの２つの例では
優れた減衰性能が得られる。しかしながら、どちらの例
も、過電圧保護に関する問題に対しては特に注意が向け
られていない。成る種の利用例、例えばビデオの切換え
では、ビデオ・ケーブルを入力信号源に接続する時およ
び信号源をオン・オフする時、過渡現象の生じることが
ある。

集積回路によるアナログスイッチの製造者は集積回路上
に直接なんらかの形で入力保護を設けるのが慣例である
が、設けられた保護は必ずしも十分てはない。

発明の概要 本発明は切換え回路の必要性を認めることに一部その意
義がある。この切換え回路は、（１）オフ状態において
高い減衰を与える。（２）いずれの極性の信号の過渡現
象に対しても過電圧保護の手段を備えている。（３）更
に、スイッチが閉じている時、出力電圧の所定の直流成
分を供給する能力を有するものである。

本発明による切換え装置では第１と第２のスイッチが信
号入力端子と信号出力端子の間に縦続接続される。第１
のスイッチは、インピーダンスを含む直列分路とブレー
クダウン装置を含む並列分路を備えたＬ型減衰器から戊
る。この減衰器に結合されるバイアス回路網は、第２の
スイッチが開いている時、予め定められる電流導通レベ
ルで動作するようブレークダウン装置のバイアスを制御
し、第２のスイッチが閉じている時予め定められるバイ
アス電圧レベルで動作するようブレークダウン装置のバ
イアスを制御する。

本発明の好ましい実施例では、第１のスイッチと第２の
スイッチは、この順序で信号入力端子と出力端子間に接
続される。別の実施例ではスイッチの順序はこれと逆に
なっている。

本発明の上述の特徴およびこれから述べる特徴はここに
添付した図面に示される。図面中、同し要素には同じ参
照番号が付けられている。

実施例 第１図の切換え装置は縦続接続型である。すなわち２つ
のスイッチが信号入力端子１ｏと信号出力端子１２の間
に直列に接続されている。先に説明したように、スイッ
チを縦続接続すると、各スイッチの減衰が加算されるの
でオフ状態での減衰が改善される。

本発明の１つの特徴に従って、縦続接続の第１のスイッ
チ１４は、直列分路と並列分路を有する“Ｌ”型減衰器
から成る。直列分路は、減衰器の信号入力端子１０と出
力ノード２０間に直列に接続される抵抗工６とコンデン
サ↑８から成る。並列分路はここではツェナーダイオー
ド２２として示されるブレークダウン半導体装置から成
る。ツェナーダイオード２２のアノードは基準電位点（
大地）に接続され、カソードは減衰器の出力ノード２０
に接続される。ツェナーダイオード２２のターン・オン
バイアス電流は、減衰器１４の出力ノード２０と供給電
圧入力端子２６の間に結合された抵抗２８と端子２６か
ら戊る電流源　２４により供給される。縦続接続の第２
のスイッチ３０は減衰器の出力ノード２０と切換え装置
の信号出力端子１２の間に結合される。ツェナーダイオ
ード２２のターン・オフバイアスは、基準電位源（大地
）と信号出力端子１２の間に結合された負荷抵抗３２に
より供給される。任意の入力端負荷抵抗８を大地と入力
端子１０の間に結合してもよい。

第１図の切換え装置のいくつかの特徴を概観すると、減
衰器（４は（１）オフ状態での減衰を全体的に高める；
　（２）いずれの極性の入力信号過渡状態に対しても過
電圧保護と過電流保護を与えるという２つの機能を果た
す。以下に詳しく述べるが、過電流保護あるいは電流制
限の特徴は減衰器１４の直列分路にある抵抗１６により
得られる。

この抵抗はいずれの極性の過渡的な入力信号に対しても
入力信号電流を制限する。過電圧保護は並列分路にある
ツェナーダイオード２２により与えられる。このブレー
クダウン装置は、減衰器の正の最大出力電圧をツェナー
ダイオードの破壊値に制限し、そして減衰器の負の最大
出力電圧をツェナーダイオードの順方向バイアス電圧降
下に制限する。ツェナーダイオード２２は、過大な入力
電流を大地に分路し、また、その後の回路にかかる電圧
を制限することにより、これらの回路に流れる電流を効
果的に制限するので、電流制限機能も果たすことがわか
る。

簡単に述べると、減衰器１４の制御は以下のようにスイ
ッチ３０により行われる。スイッチ３０が開（と、電流
源２４の電流はすべてダイオード２２を通って流れるの
で、ダイオードは導通し、入力信号を減衰させる。この
ようにして行われる精確な減衰は以下に詳しく述べる。

スイッチ３０が閉しると、電流源２４からの電流はすべ
てスイッチ３０と負荷抵抗３２を通して大地へそらされ
るので、ダイオード２２は非導通となる。この結果、減
衰は最小値となり、予め定められた挿入損失を与えると
共に、出力端子１２に接続される後続の負荷回路（例え
ば増幅器、図示せず）の零入力直流バイアスを設定する
ために、予め定められた直流出力電圧を端子１２に発生
する。

第１図の特定の例において、縦続接続のスイッチ３０は
、開いた状態と閉じた状態を有する単極スイッチとして
示されている。このスイッチは機械式のものでもよく、
その場合、本発明の過電圧保護の特徴は、この切換え装
置の信号出力端子１２に接続される任意の利用装置（図
示せず）の役に立つ。本発明の原理の好ましい応用例と
しては、スイッチ３０は複数の極を有する電子的スイッ
チのものであり、集積回路として形成することもできる
。第５図は、以下に述べるが、スイッチ３０として、４
位置の集積回路スイッチの使用例を示す。この例の場合
、本発明により行われる過電圧保護の利点として、集積
回路の製造者が“チップ上に”備えることが慣例とされ
ている内部的な過電圧保護を増強しあるいは高める。

第１図の切換え装置の詳しい動作をここで述べる。スイ
ッチ３０が（図示されているように）開放状態にある時
、電流源２４はバイアス電流Ｉｔをツェナーダイオード
２２に供給するので、ダイオード２２は低インピーダン
スの導通状態となる。

コンデンサ■８は減衰器１４の直列分路で電流■１を阻
止する働きをする。本発明のこの特徴により、ツェナー
ダイオードのターン・オン電流はすべてツェナーダイオ
ード２２を通って流れ、信号入力端子１０の方へそれる
電流は少しもない。この特徴の有利な点は、入力端子１
０に結合される信号源のインピーダンスに関わりなく、
ツェナーダイオード２２の動作バイアス点を精確に決定
できることである。

この構成の１つの特徴として、ダイオード２２の導通時
に減衰器１４により与えられる減衰は、バイアス電流■
１を選択することにより制御されると共に第２図のツェ
ナーダイオードの特性（コンダクタンス）曲線と絹み合
わせて第３図の交流等価回路を用いることにより、非常
に精確に決定することができる。

もっと詳しく言うと、電圧分割の原理によれば、減衰は
並列分路のインピーダンスを並列分路と直列分路のイン
ピーダンスの和で割ったものに等しい。第３図の交流等
価回路から明らかなように、直列分路の交流インピーダ
ンスは単純に直列抵抗１６の値であり、並列分路のイン
ピーダンスはバイアス抵抗２８とツェナーダイオード２
２のオン抵抗（抵抗４０として示されている）を並列に
組み合わせたものに等しい。従って、一定の望ましい減
衰値と抵抗１６および２８の特定の値に対して、必要と
されるダイオードの抵抗値を容易に計算することができ
る。ダイオードの抵抗値を求めるための正確な式は次の
ようなものである。

Ｒ２Ｏ＝Ｋ（ＲＩ６）　（Ｒ２８）／　（（Ｒ２１１）
−Ｋ（ＲＩ６）−Ｋ（Ｒ２８）　）・・・（１） ここで、Ｒ４０はこれから決めようとするダイオードの
抵抗値である。

Ｋは、分数Ｅ　　／Ｅ、とじて表わされるＩ 減衰率である。

Ｒ１６は直列分路の抵抗値であり、 Ｒ２８は電流源２４の出力抵抗値であり、本例では抵抗
２８の値で与えられる。

実際問題として、電流源２４（抵抗２８）の出力インピ
ーダンスは典型的には、必要とされるダイオード２２の
オン抵抗Ｒ４０に比較して非常に大きい。このような場
合、ダイオードの抵抗値に関する上の式（１）は次のよ
うに簡単化される。

Ｒ４０＝Ｋ（Ｒ１６）／（１−Ｋ）　　　　　　　　　
　・・（２）ひとたび望ましいダイオードの抵抗値が決
定されると、バイアスの電流１１の値は第２図のラニー
ダイオードの特性曲線から決定することができる。この
曲線（一定の尺度になっていない）は、約６２ボルトの
閾値を有する低電力（例えば０．５ワツト）のツェナー
ダイオードの典型的なコンダクタンス特性を表わしてい
る。３つの動作点が示されている。点Ａはカットオフ以
下のダイオードのコンダクタンスを示す。この動作状態
については後で述べる。点ＢとＣは、ダイオードがそれ
ぞれ約１．０ｍ＾と２．５ｍＡの電流で順方向にバイア
スされている時のダイオードの動作点を示す。成る動作
点におけるダイオード曲線の勾配はそのダイオードのコ
ンダクタンスを表わす。図に見られるように、ダイオー
ド電流１１が増加するとダイオードのコンダクタンスが
増加し、ダイオードの抵抗が減少する。

特定の動作点（ＢまたはＣ）を選ぶ場合、２つの要因に
依存する。すなわち、望まれる減衰量と人力信号の予期
される負方向の最大偏位である。

もっと具体的に言うと、ダイオードの動作点（ターン・
オン電流に関して）は、ダイオードのオン抵抗が望まれ
る減衰（上記の式（１）または（２））を満足し、かつ
入力信号の負方向の最大偏位がダイオードをターンオン
しないよう十分に高くすべきである。このため。比較的
大きな信号（例えばベースバンドのビデオ信号）を切換
える場合、ダイオード曲線の湾曲部に比較的近い点“Ｂ
”よりも、曲線の湾曲部から比較的離れている点“Ｃ”
でダイオード２２をバイアスするのが好ましい。

切換えようとする入力信号が小さい信号（例えば、数百
ミリボルトのＲＦ倍信号の場合には、人力信号がダイオ
ードを非導通にすることを心配せずに、動作点を特性曲
線の湾曲部にずっと近づけることができる。

ダイオードの特定の動作点を選ぶ際のもう１つの考慮点
は総合電力消費である。スイッチ３０が開いている時電
力は抵抗２８とダイオード２２で消費され、スイッチ３
０が閉じている時には抵抗２８と抵抗３２で消費される
。電力ｌ内貸を最少限にするために、ツェナーダイオー
ド２２の最低動作意を選ぶと、次の２つの目的を果たす
ことになる：　（１）十分な減衰を与える。（２）切換
え装置の正常な動作中に、入力信号の予期される負の最
大値でツェナーダイオードがターンオフしないようにす
るための安全度を与える。更にもうｔつの考慮点は切換
え速度に関する。電流値が低い時には、一般により早く
、電流はツェナーダイオードとその寄生キャパシタンス
からそれてターン・オフが達成される。要するに、ツェ
ナーダイオード２２がターンオンされる時の動作点は、
いくつかの要因、例えば、必要とされる減衰量、切換え
られる入力信号の負の最大値、総電力消費、切換え速度
などに依り異なる。公称ＩＶＰ−Ｐ　（１ボルトのピー
ク・ピーク値）のベースバンドビデオ信号を切換えるた
めには、典−型内な４００ミリワット５．６ボルトのツ
ェナーダイオードの場合、動作点は約２．７ミリアンペ
ア（第２図のＣ点）が満足できるものであることが判明
している。

第１図に戻って、スイッチ３０が閉じている時、負荷抵
抗３２は電流■１をツェナーダイオード２２からそらし
ダイオード２２を非導通にし、端子１０に供給される入
力信号Ｓ１は出力端子１２に導かれる。ダイオード２２
が十分に非導通になることを確実にするために、電流■
１と負荷抵抗３２の値の積がダイオード２２の破壊電圧
よりも小さくなるように電流１１と負荷抵抗３２の値が
選ばれる。これを数学的に表わすと次のようになる。

（Ｉ　１）（Ｒ３２）＜Ｖ２　　　　　　　・・・（３
）ここで、■１は電流源２４から供給される電流。

Ｒ３２は負荷抵抗３２の値、モしてＶ　はツェナ−ダイ
オード２２の閾値電圧である。

有利なことに、式（３）が第１図のスイッチに関して満
足されると、電流■１はすべて負荷抵抗３２へ向けられ
る。なぜならば、コンデンサー８は直列分路の直流電流
の流れを阻止し、ダイオード２２はオフのとき本質的に
開路になっているからである。従って、この状態で出力
端子１２に発生される電圧の零入力直流成分は、直列分
路のインピーダンスとは全く無関係であり、また入力端
子１０に供給される入力信号中に存在するいかなる直流
成分とも無関係である。

もつと詳しく言うと、本発明の好ましい応用例では、供
給電圧Ｖ　および抵抗２８と３２の値は、スイッチ３０
が閉じている時ツェナーダイオードが約４ボルトの電位
でバイアスされるように選ばれる（第２図のＡ点）。こ
の電圧でツェナーダイオード２２は完全に非導通となる
が、出力電圧は大地に対して正であり、出力端子１２に
結合される直流結合増幅器の入力段をバイアスするのに
適する零入力直流レベルを供給する。このことは、第５
図に関連して後で詳しく述べるが、その利点は、後に続
く直流結合増幅器用の直流バイアス回路の必要を全く無
くすことができることである。

換言すれば、ダイオード・スイッチ用のバイアス回路は
２つの機能を果たし、後に続く増幅器用の適正な直流バ
イアスを供給し、それによって部品を節約し、従って、
切換え回路と増幅回路の信頼性を全体的に改善する。

ここで第１図の切換え装置の挿入損失について考えてみ
る。第４図はスイッチ３０が閉じている場合の切換え装
置の交流等価回路である。等偏口路の分析を簡単化する
ために、スイッチ３０のオン抵抗は、負荷抵抗３２の値
に比較して無視できるものとする。この仮定の場合、切
換え回路全体の減衰量は、並列分路の抵抗（並列の抵抗
２８と３２）を直列分路の抵抗（抵抗１６）と並列分路
の抵抗の和で割ったものに等しい。これは次の式％式％ （３２） ）］ （３） ここでＡは減衰Ｅ　　／Ｅ Ｒ１６は直列分路抵抗の値、 Ｒ２８は電流源２４の出力インピーダンス（すなわち抵
抗Ｒ２８）の値、 Ｒ３２は負荷抵抗３２の値である。

負荷抵抗３２と電流源２４のインピーダンスの値を直列
分路のインピーダンス（抵抗１６）に対して大きく選ぶ
ことにより、切換え装置の全体的な挿入損失を非常に小
さくすることができる。第１の例として、以下の抵抗値
を用いることにより挿入損失はわずかに１．２ｄＢ程度
になる。Ｒ１６＝２７０オーム、Ｒ２８＝５６００オー
ム、Ｒ３２＝２７００オーム。もう１つの例として、以
下の抵抗値を用いることにより、挿入損失は３ｄＢ以下
になる。

Ｒ１６＝２７０オーム、Ｒ２８＝２２００オーム、Ｒ３
２＝　１０００オーム。この後者の一組の抵抗値は、第
５図に示す本発明の好ましい実施例を実現するのに用い
られている。

第５図は、多数の信号源間の切換えを行うと共に切換え
られた信号を増幅する本発明の更に別の特徴を示す。本
発明のこの実施例では、すべての信号源について必要と
される負荷抵抗が１つだけであるという点において回路
は簡単化されており、予め定められる出力電圧を供給す
るという特徴を有利に用いて、出力直接結合増幅器用の
直流バイアスを供給する。この増幅器はスイッチの挿入
損失を完全に克服し、追加の利得も得られる。従って、
第１図の基本的構成から生じる利点は、必要とされる負
荷抵抗の数の減少と、増幅器の直流バイアスを設定する
のに必要とされる部品の数の減少により、多数の入力信
号を切換える際の信頼性の向上により高められる。

詳しく述べると、第５図の例は、レコーダ、受信機、モ
ニタ、特殊効果装置などのテレビジョン装置で処理する
ために、４つの入力信号のうち１つを選択するものであ
る。４つの入力端子５００〜５０６はそれぞれ終端抵抗
５０８〜５１４により終端されている。ビデオ信号の切
換えという、この特定の用途では、終端抵抗は信号源の
特性インピーダンスよりも少し高くなるように選定され
る。例えば、信号源のインピーダンス７５オームに対し
て終端抵抗値は８２オームである。信号源インピーダン
スよりも終端抵抗値を少し高く選ぶ理由は、スイッチが
ターン・オンされた時、追加の負荷が入力信号端子に供
給されるからである。

この追加の負荷は入力抵抗と並列になっているので、実
効終端インピーダンスを端子５００〜５０６に結合され
る信号源の特性インピーダンスに減少させる。

減衰器５１６〜５２２は入力５００〜５０６に結合され
ており、第１図の減衰器１４と同じ構造のものである。

減衰器の要素の典型的な値は以下の通りである： 直列抵抗：２７０オーム 直列コンデンサ：４７マイクロフアラド分路ツェナー：
５６ボルト、１／２ワツト各減衰器のターン・オンバイ
アスは供給電圧端子５３０により供給され、端子５３０
は抵抗５４０〜５４６によりそれぞれ減衰器５１６〜５
２２の出力ノード５３２〜５３８に結合されている。

これらの各抵抗の例示的な値は２２００オームである。

減衰器５１６〜５２２の出力５３２〜５３８は、４人力
単投スイッチ５５０のそれぞれの入力５５２〜５５８に
接続される。このスイッチ（破線で囲まれている）は４
個の独立したスイッチ（Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ）を含んでいる。これらのスイッチは４個の
うち１個が、スイッチのデコーダ入力５６２と５６４に
供給される２ビツトの２進制御信号に応答して閉じるよ
うにデコーダ５６６により制御される。４個のスイッチ
Ａ−Ｄの出力は共通接続され、出力端子５５６に接続さ
れる。これらの特徴を有する集積回路アナログ多重スイ
ッチは、ＣＤ　−４０５２型のもので、種々の製造者か
ら入手できる。例えば、１９８０年にアールシーニーコ
ーポレーション（ＲＣＡ　Ｃｏ＋ｐｏｒｇｆｉｏｎｌ　
により出版されこの出願の中でも参考とされている、”
ＲＣＡ　ＣＯ３／ＭＯ８集積回路”という題名のデータ
・ブックを参照されたい。このデータブックには、本発
明を実現するのに適する他のスイッチ構成（例えば、５
ｐｓｐ。

ＤＰＤＴ、　ＴＰＴＤ）も含まれている。他の適当なス
イッチは、ＣＩＡＯＳ技術および他の集積回路技術（例
えば、ＮＭＯ３ＳＰＭＯ９，バイポーラ）に関わる他の
製造者から入手できる。

利点として、負荷抵抗５６０を１つだけ、スイッチ５５
０の出力端子５５６に接続すればよい。

終端、減衰および電流源の構成要素の値はすべて同じで
あるので、端子５５６における直流出力電圧は、選択さ
れる４つの入力信号のいずれの１つについても同じであ
る。すなわち、上述の特定の値の場合４ボルトである。

スイッチ５５０の出力５５６は直流増幅器５７０の入力
５７２に直接接続される。直流増幅器５７０は、供給端
子５３０に接続される供給電圧入力端子５７４と増幅さ
れた出力信号を供給するための出力端子５７６を備えて
いる。増幅器５７０は分圧器によりバイアスされるＮＰ
Ｎ入カトランジスタ、５７８を含んでいる。この分圧器
は供給端子５７４と大地の間に直列に接続される抵抗５
８０と５８２から成る。トランジスタ５７８のコレクタ
は出力トランジスタ５８６のベースに結合され、また負
荷抵抗５８４を介して供給端子５７４に結合される。出
力トランジスタ５８６は、エミッタがエミッタ負荷抵抗
５９０を介して供給端子５７４に接続され、コレクタが
出力端子５７６に接続されると共に負荷抵抗５９２を介
して接地される。

約６ｄＢの利得を供給する場合、増幅器５７０の要素の
例示的な値は下記の如くである。

抵抗５８０．↓０キロオーム 抵抗５８２　：　１キロオーム 抵抗５８４：１．５キロオーム 抵抗５９０・１キロオーム 抵抗５９２　：　２キロオーム 供給電圧＝１２ボルト 利点として注目すべきは、増幅器５７０には直流バイア
スを与えるための内部的装置を必要としないことである
。本発明のこの特徴は、電流源抵抗５４０〜５４６と切
換え回路の負荷抵抗５６０によりこの増幅器のための適
正な直流バイアスが供給されることにより得られる。先
に説明したように、これらの要素は与えられた飼示的要
素の値に対して約４ボルトの直流出力電圧を供給する。

デコーダ５６６は１度に１つだけスイッチをターンオン
するので、スイッチ５５０の直流出力は入力信号のうち
どれが選ばれてもそれに関係なく同じである。増幅器５
７０用の独立したバイアス回路を無くすことにより、増
幅器を実現するのに要する部品数が少なくなり、従って
故障する部品も少なくなるので、増幅器のコストが節減
されると共に増幅器の信頼性も向上する。

第５図の実施例で更に注目されるのは、減衰器５１６〜
５２２用の電流源（５４０〜５４６）および増幅器用供
給端子５７４が共通の供給電圧端子５３０に接続されて
いることである。本発明のこの特徴により、これらの減
衰器と負荷抵抗により供給される増幅器５７０用の直流
バイアスは、端子５３０に供給される供給電圧の変動を
、言わば、“追従する”ようになる。別の言い方をすれ
ば、供給電圧が減少すると、負荷抵抗５６０の両端の直
流出力電圧と増幅器５７０用の直流動作電圧が減少する
（供給電圧が増加するとこの逆になる）ので、全体的供
給電圧の変動は補償される。

このため、供給電圧■　の変動にもかかわらず、増幅器
５７０は線形動作範囲内に保持される。

第６図においてはスイッチの位置が逆になっている。す
なわち、減衰器１４がスイッチ３０の前ではなくて、縦
続接続におけるスイッチ３０の後に置かれている。この
実施例では抵抗１６が省略されている。あとで説明する
が、減衰器１４の直列分路の直列インピーダンスを与え
るという機能は先の場合抵抗１６により果たされていた
が、これに代ってスイッチ３０がこの機能を果たす。ス
イッチ３０は開放状態では非常に高いインピーダンスを
呈し、これは主として容量性リアクタンスから成り、ス
イッチ要素に関連する寄生結合容量により生じるもので
ある。スイッチ３０のインピーダンスは、開放時、ダイ
オード２２の“オン”抵抗と比較して非常に高いので、
減衰度も非常に高い。

更に詳しく言うと、第６図において信号入力端子１０は
、入力終端抵抗（これは先に説明したように、必要に応
じて設けられる）を介して接地され、かつ直流阻止コン
デンサー８を介してスイッチ３０の入力部に結合される
。負荷抵抗３２は、先の場合スイッチ３０の出力部に接
続されていたが、この例ではスイッチ３０の入力部と大
地の間に接続されている。減衰器１４の出力ノード２０
は、供給電圧Ｖ　を受けるために、抵抗２８を介して供
給端子２６に結合されると共にツェナーダイオード２２
のカソードに結合され、ダイオード２２のアノードは接
地される。第５図の増幅器５７０のような直流結合増幅
器は、入力部が減衰器の出力ノード２０に接続され、出
力部は出力端子５７６に接続される。

この例の全体的な動作は先に示した第１図の例と大体同
じなので、ここでは簡単に述べる。スイッチ３０が開い
ている時、電流１１は抵抗２８を流れてツェナーダイオ
ードを導通状態にするので、減衰器１４の出力と大地と
の間には低インピーダンスが生しる。これは第２図にお
ける点“Ａ″または“Ｂ”として示すバイアス状態に相
当する。

スイッチ３０が開いており、増幅器５７０の入力インピ
ーダンスがダイオード２２のインピーダンスと比較して
非常に大きいので、電流１１はほとんどすべてダイオー
ド２２を通って大地に流れる。

この状態における減衰はほぼ次の式で示される。

Ａ＝Ｚ　　／　（Ｚｄ＋Ｚ、）　　　　　　　　・・・
（４）ここでＡは減衰、Ｅ／Ｅ、。

Ｚ　はスイッチ３０が開いた状態における直列分路のイ
ンピーダンス； Ｚｄは、選択されたバイアス電流１１の値に対するツェ
ナーダイオードのインピーダンスである。

スイッチ３０が閉じている時、電流■１はスイッチ３０
と負荷抵抗３２を通って大地に流れるので、ツェナーダ
イオード２２は非導通状態になる。

コンデンサー８は電流１１が入力端子１０あるいは入力
終端抵抗８の方に流れるのを防ぐ。先に述べたように、
供給電圧Ｖ　および抵抗２８と３２の値は、スイッチ３
０が閉じている時、ツェナーダイオード２２を予め定め
られる電圧でバイアスするように選択され、それによっ
て増幅器５７０の入力に対する直流バイアスが供給され
る。スイッチ３０が開いている時、そのインピーダンス
は非常に高いので、この例では抵抗１６は必要でない。

過電圧保護の利点は本発明の本例で維持されており、こ
の利点はツェナーダイオード２２がスイッチ３０の出力
部に現われる正の過渡状態と負の過渡状態を制限し、後
に続く回路（例えば増幅器５７０）をこのような過渡状
態から保護するという程度において維持される。

第６図の例は多極切換えを必要とする利用例には容易に
は役に立たない。このような利用例には第１図の例が好
ましい。その理由は、第５図に示すように、出力部を一
緒に接続することにより、いくつかのスイッチを合成す
ることができるからである。

オフ状態での減衰を改善するために幾つかのスイッチが
縦続接続されている切換え装置の例をここにいくつか示
し説明してきた。ここに示されている実施例において、
縦続接続の１つのスイッチはインピーダンスを含む直列
分路とツェナーダイオードを含む並列分路を備えたＬ型
の減衰器から戊る。第ｉ図と第５図の例では、直列分路
のインピーダンスは抵抗により与えられるのに対し、第
６図の例では直列分路のインピーダンスは縦続接続の残
りのスイッチにより与えられる。バイアス回路網は、減
衰器と縦続接続の残りのスイッチに結合され、ダイオー
ドのバイアスを制御して、縦続接続の残りのスイッチが
開いているとき一定の電流導通レベルで動作するように
し、この第２のスイッチが閉じている時には一定の逆バ
イアス電圧状態で動作するようにする。これによって切
換え装置は次のような複数の機能を果たす。（１）スイ
ッチがオフの状態における減衰を高める。

（２）いずれの極性の入力の過渡状態に対しても過電圧
および過電流保護を行う。（３）第２のスイッチが閉じ
ている時、予め定められる出力直流レベルを供給し、そ
の後の回路（例えば増幅器）の直流バイアスを設定し、
このようにして供給される直流バイアスはその後の回路
に供給される直流電力と追従関係にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化する切換え装置の回路図であり
、一部をブロック形式で示す。 第２図は第１図の装置の動作中に生じる成るバイアス状
態を示す電流と電圧の関係図である。 第３図と第４図は第■図の装置の動作の成る特徴を示す
交流等価回路である。 第５図は第を図の装置の成る変形例を示す詳細な回路図
であり、一部をブロック形式で示す。 第６図は第１図の実施例の変形例を示し、縦続接続のス
イッチの位置が逆になっている。 １０・・・信号入力端子、１２・・・信号出力端子、１
４・・・第１のスイッチ、１６・・・抵抗、２２・・・
ツェナーダイオード、２４・・・電流源、３０・・・第
２のスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号入力端子と信号出力端子の間に継続接続され
   る第１および第２のスイッチと、 インピーダンスを含む直列分路および電圧ブレークダウ
   ン装置を含む並列分路を備えたＬ型減衰器から成る前記
   第１のスイッチと、 前記減衰器に結合され、前記ブレークダウン装置のコン
   ダクタンスを制御するバイアス回路網とから成り、 前記バイアス回路網は前記第２のスイッチの開いた状態
   に応答し、予め定められる動作電流が流れるように前記
   ブレークダウン装置をバイアスし、且つ前記バイアス回
   路網は前記第２のスイッチの閉じた状態に応答し、予め
   定められる零入力のバイアス電圧レベルに前記ブレーク
   ダウン装置をバイアスする、信号切換え装置。