JPH06501345A - スイッチング可能な利得段を備えた減衰器 - 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】 スイ・・チン　ロ　ｔ゛′　−た　６ 本発明は、減衰器に関するものである。本発明は、とりわけ、ステップ式減衰器 に用いられる。

ステップ式減衰器は、信号発生器がある範囲の出力パワーを持つように、信号発 生器に用いられる。ステップ式減衰器は、一連の減衰段から構成され、これらは 信号経路の内外にスイッチングされ、所望の減衰率、従って、信号レベルが与え られる。ステップ式減衰器は、装置の出力範囲にわたってる粗調整を行うために 用いられるのが普通であり、その粗調整の範囲内での微調整を行うために他の回 路が用いられる。

従来、ソレノイド作動式ＲＦリレー・スイッチを用いて、減衰段をスイッチング していた。スイッチの動作は、マイクロプロセッサの制御下で実施されるのが通 常である。この形式のスイッチを利用した減衰器は、信頼できないことが立証さ れている。スイッチは、可動接点を備えており、比較的短い時間に、数回スイッ チングしなければならない可能性のある用途においては、信頼できる機能を果た すことができない。

このため、可動部のないＲＦスイッグチ用いた減衰器が開発された。こうしたス イッチの例は、ＰＩＮダイオード及びＧａＡｓ　ＦＥＴスイッチである。この形 式のスイッチの問題点は、ｒオン」状態の場合に、有限抵抗を有し、「オフ」状 態の場合に、有限容量を有しているという点にある。結果として、特に高い周波 数において（ＧＨｚの範囲）減衰器の信号経路に大幅な損失を導入することにな る可能性がある。

この問題点を最小限に抑える減衰構造体を見つけ出す試みがなされてきた。こう した構造の１つは、ステップ・ラダー減衰器である。これは、ステップ・ラダー に類似するように接続された抵抗器ネ・ントワ−りを用いたものである。単極単 投（ＳＰＳＴ）スイッチであるＲＦスイッグチよって、抵抗器が信号経路の中に またはその外にスイッチングされる。この形式の減衰器は、損失の問題点を緩和 することか分かったが、アセンブルするには、比較的複雑で、高価であり、そし てその損失は、高周波数（＞ＩＧＨｚ）において、やはり顕著である。

本発明によれば、電子スイッチによって、信号経路中にまたはその外にスイッチ することが可能な１つ以上の減衰段を備えたステップ式減衰器が設けられており 、前記減衰器には、信号経路に選択的にスイッチング可能な利得段も含まれてい る。

利得段は、さまざまな段のスイッチングに利用されるスイッチによって導入され るあらゆる損失を補償するために用いられる。信号発生器の場合、利得段は、終 段が普通である。本減衰器のもう１つの用途は、利得段が、通常、初段をなす受 信機である。

スイッチは、ＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ　ＦＥＴスイッチのようなＲＦス イッグチすることが可能である。

利得段の利用には、２つの重要な利点がある。低周波数（＜２ＧＩ−（Ｚ）の用 途の場合、例えば、ステップ・ラダー設計において必要とされるより安価で、単 純なアセンブリ技法を利用して、減衰器を構成することが可能になる。さらに、 既知の減衰器構造で可能な帯域幅よりかなり広い帯域幅にわたって、利用可能な 、ＲＦスイッグチ用いた減衰器が実現できる。

減衰器には、温度変化による変動を補償するための温度補償手段を設けることも 可能である。

図１は本発明による減衰器の概略図である。

ズ２は本発明の減衰器を使用した信号発生器のブロック図である。

図３は本発明の減衰器のより詳細な回路図である。

図４は補償回路を含む利得段の概略図である。

図１を参照すると、減衰器は、直列をなす減衰段１０．１１．１２．１４、及び 利得段１６から構成される。各減衰段は二極双投スイッチ１８〜２５によって、 信号経路の内外にスイッチング可能な抵抗減衰器から構成される。これらのスイ ッチは、ＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ　ＦＥＴスイッチとすることが可能で ある。利得段１８には、スイッチ１８〜２５と同様のスイッチ２８．２９によっ て、やはり、信号経路の内外にスイッチング可能な増幅器２６が含まれている。

入力信号の適切な減衰は、スイッチ１８〜２５を操作して、減衰段１０〜１４の うち選択された減衰段を信号経路内にスイッチングすることによって可能になる 。信号の損失を補償することが必要な場合、増幅器２６は、必要な利得率を得る ため、信号経路内にスイッチングされる。増幅器２６によって得られる利得は、 減衰段において用いられるスイッチから生じる損失と整合するように意図される 。当業者には明らかなように、減衰段による損失の補償に加えて、利得段を用い ることによって、適度な増幅器パワーを達成せいするために高出力パワー・レベ ルを得ることが可能になる。

図１に示すように、減衰段は二極双投構造を使用している。当業者には明らかな ように、利得段としてステップ・ラダー構造のような他の形式の減衰器構造を使 用することができる。

図２には、信号発生器において減衰器を用いる方法が示されている。信号発生器 には、レベリング・ループ３１に出力信号を与える周波数合成器３０が含まれて おり、該ループ３１から、さらに、ステップ式減衰器３２に供給される。当業者 には明らかなように、減衰器３２は、必要な出力レベルを得るためマイクロプロ セッサの制御下で調整することができる。

図３には、本発明の減衰器の例がさらに詳細に示されている。この減衰器は、単 −減衰段ＩＯと利得段１６を備えている。減衰段を構成する複数の抵抗器４０は 、４０ｄＢの減衰を可能にする。スイッチ４５はＰＴＮダイオードである。４つ のこうしたダイオードは、通過経路４６に設けられている（減衰がない）。４つ のこうしたスイッチは、必要な分離を行うために必要になる。利得段１６は、Ａ ｖａｎｔｅｋ社のＭＳＡＯ５２０ＲＦ増幅器４８を利用している。利得段もＰＩ Ｎダイオードスイッチ４９を利用しており、必要な時に、増幅器を信号経路内に スイッチングするために用いられる。増幅器４８は、７ｄＢの利得が得られるよ うに設計されている。

図２に示されているような本発明の減衰器を組み込んだ装置は、使用する素子間 の変動を補償するために較正することが可能である。これは、ある周波数範囲に わたって、各減衰器のセツティングに対して、装置の出力パワーを測定すること により行われる。測定されたレベルは、装置内のＲＯＭに記憶されている補正係 数のテーブルを計算するために用いられる。このデータは、減衰値の微調整を行 う回路要素に制御を加えて、使用する素子間の変動を補償するため、制御マイク ロプロセッサによって用いられる。

温度の変化は、利得段の利得、及び、減衰段の制御を行うスイッチによる損失を 変化させるので、減衰器の動作にも影響を及ぼすことになる。温度変化を補償す るため、温度センサは、減衰器のハウジングに取り付けることが可能である。セ ンサは、制御マイクロプロセッサに接続される。損失及び利得補正係数のテーブ ルは、ＲＯＭに記憶され、そして制御マイクロプロセッサによって使用され、検 知した温度に基づいて適切な補正係数を提供する。

利得段における増幅器の利得は、図４に示す検出器を利用することによって安定 化することができる。これには、シヨ・ットキ・ダイオードとすることが可能な 検出器ダイオード５０を備えた、利得段が示されている。ショットキ・ダイオー ド５０はＲＦパワーを検知し、装置の自動レベル制御回路に入力を加え、温度に 依存する利得の変動の補正係数が得られるようにする。回路要素５１は、検出器 ダイオード５０の温度補償を可能にする。

以上の解説は、信号発生器における本発明の減衰器の利用に関するものである。

該減衰器には、他の用途もあり、例えば、スペクトラム分析器の受信機に用いる ことができる。こうした受信機では、ステップ式減衰器を用いて、ダイナミック ・レンジの改良を行う。こうした装置の減衰器の損失は、測定プロセスのノイズ ・レベルを上昇させるので、重要である。本発明の減衰器は、こうした損失の問 題点を軽減することになる。減衰器が、こうした用途に利用される場合には、利 得段は、減衰段に対する入力に設けられる。

閑静謹沓報告 １ｍ＠ＩＲ＠１１６１１１１　Ａ＠ＩＩＩＩＪＩＩＩＩＭ　Ｎ＋１　ＰＣＴ　／ ＧＢ　９１１０　Ｏ５（ｌ。

国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．電子的スイッチ（１８から２５、２８、２９）によって信号通路の内外にス イッチされる１個またはそれ以上の減衰段（１０、１１、１２、１４）を有する 減衰器において、信号通路の内外に選択的にスイッチされる利得段（１６）を有 することを特徴とする減衰器。
2. ２．前記減衰段はＲＦスイッチによってスイッチされる特許請求の範囲第１項に 記載の減衰器。
3. ３．前記スイッチはＰＩＮダイオードまたはＧａＡｓ　ＦＥＴである特許請求の 範囲第２項に記載の減衰器。
4. ４．前記利得段は前記減衰段の後に続く特許請求の範囲第１項、第２項、または 第３項に記載の減衰器。
5. ５．前記減衰段は前記利得段の後に続く特許請求の範囲第１項、第２項、または 第３項に記載の減衰器。