JPH0716416U

JPH0716416U - 信号発生装置

Info

Publication number: JPH0716416U
Application number: JP5077693U
Authority: JP
Inventors: 雅之川端
Original assignee: 株式会社アドバンテスト
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】信号発生器の出力信号波形を複数の径路を有
する径路群のいずれかの径路を通して信号波形を出力す
る装置において、出力信号波形がいずれの径路を通過し
ても、その出力波形が全く同一レベルの信号波形を出力
する信号発生装置を提供する。【構成】波形データメモリからデータを読み取り、Ｄ
／Ａ変換器でアナログ信号波形を発生する信号発生器の
出力信号レベルは、Ｄ／Ａ変換器の基準電圧で決まる。
信号発生器と装置の出力端子間に複数の径路を有した装
置で、いずれの径路を通過してもその出力レベルを同一
にするため、それぞれの径路の出力電圧と標準電圧との
電圧誤差分を差動増幅器で取り出し、Ａ／Ｄ変換し、累
積加算器で補正データを得て、それぞれの径路の補正デ
ータをレジスタに記憶させ、その値をＤ／Ａ変換してア
ナログ加算器で標準電圧と加算して、そのアナログ電圧
をその径路を使用する場合の基準電圧とする構成とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、波形データメモリからデータを１つ１つ読み取り、デジタル・アナログ変換器（以下「Ｄ／Ａ変換器」という）でアナログ波形を発生する装置において、Ｄ／Ａ変換器の出力と装置の出力端子間に複数の径路、例えば低域炉波器、増幅器、遅延回路や減衰器等が存在し、使用に際し、いずれかに切り換えて使用し、必要な信号波形を発生する信号発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

信号発生装置は、サイン波、矩形波、三角波等の任意の波形を発生できるので単体の電子計測器としてはもとより、アナログ・デジタル回路混在のＩＣを計測するＩＣテスタの内部にも、また任意の信号を必要とする多くのシステム製品にも利用されている。この場合、元信号波形は１つであるが、その信号をあるときは遮断周波数が１ＫＨｚ、次は１０ＫＨｚ，次は１００ＫＨｚの低域炉波器を、又は遅延回路等を通して出力端子に出力したい場合がある。この場合、それぞれの部品の挿入損失が異なるため、Ｄ／Ａ変換器の出力レベルが一定であっても出力端子の信号レベルに変動があり、精密計測に耐えられないことが多々あった。またこれらを補正しても、各径路の出力信号レベルを高精度に合致させるのは困難であったり、時間がかかったりしていた。

【０００３】図３に上記信号発生装置の補正方法の従来の一例を示す。信号発生器１０は、波形データメモリ１１とＤ／Ａ変換器１２とクロック発生器１３より構成され、波形データメモリ１１に任意の波形を発生させるデータが記憶されており、クロック発生器１３からのクロック信号によりそのデータが１つ１つ読み出される。読み出されたデータは、Ｄ／Ａ変換器１２に与えられ、その出力端子から任意のアナログ信号を出力する。アナログ信号の信号波形の最大レベルは、Ｄ／Ａ変換器１２の最大出力電圧と基準電圧発生器１４のアナログ電圧で定まる。この信号発生器１０の出力波形を径路群２５の各径路、例えば径路群２５が低域炉波器群の場合、径路ａ２１の遮断周波数１ＫＨｚの低域炉波器２１に、次に径路ｂ２２の遮断周波数１０ＫＨｚの低域炉波器２２に、次に径路ｃ２３の遮断周波数１００ＫＨｚの低域炉波器２３に、次に径路ｄ２４の遮断周波数１０００ＫＨｚの低域炉波器２４にとスイッチ１６及び１７で切り換えて出力端子１９に出力する場合がある。このとき、径路群２５の各径路、低域炉波器２１、２２、２３及び２４の挿入損失の異なりより、各低周波通過帯域での信号レベルに相違が生じ、この出力信号で被測定機器や被測定部品を測定すると、測定データに誤差が発生し測定データに信用性が失われる。

【０００４】そこで従来は、補正時にＤ／Ａ変換器１２から最大レベルの電圧を発生させ、その出力を各径路とスイッチ１８を通して振幅測定器２０で測定して径路ａ２１、径路ｂ２２、径路ｃ２３及び径路ｄ２４の挿入損失を求め、基準電圧発生器の発生電圧をそれぞれの径路毎に調整していた。即ち，Ｄ／Ａ変換器１２の出力電圧をスイッチ１６及び１７を通して、径路ａ２１を通した場合の振幅電圧を振幅測定器２０で測定して、径路ａ２１の場合の挿入損失を求める。次に径路ｂ２２の場合の挿入損失を求め、続いて径路ｃ２３の場合、径路ｄ２４の場合の挿入損失を求める。この挿入損失が一番大きい値を基準とし、それからの差を各径路毎に計算して各径路毎の最適な基準電圧を求め、各径路毎に基準電圧発生器１４を調整していた。しかしながら、この方法では、振幅測定器２０の測定精度が出力信号の振幅精度に限界を与えてしまい、振幅測定器２０の精度以上に振幅を一致させることができない。また、高精度に振幅を測定し、各径路毎に基準電圧発生器を調整するには時間がかかりすぎた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の方法では、高価な振幅測定器２０を準備してもその振幅測定器２０以上の精度は得られない。また、各径路毎に基準電圧発生器を精密に調整するのには時間がかかりすぎ、この信号発生装置の利用価値が無くなる。そこで、本考案は別の発想でもって、このような装置の出力端子１９からの出力振幅のレベルを、速やかに、自動的に、無限に近づける信号発生装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、基準電圧発生器１４の最大電圧よりもやや低めの電圧を標準電圧Ｖ_REFと定め、そのＶ_REFと径路群２５の各径路毎の出力電圧とを比較し、その差を各径路毎の補正電圧としてそれぞれのレジスタにその補正データを記憶させ、各径路毎に該当補正データをＤ／Ａ変換して標準電圧Ｖ_REFとアナログ加算し、その電圧を該当径路の基準電圧とするような構成とする。この補正、即ち標準電圧Ｖ_REFと該当径路の出力電圧の振幅誤差を帰還してＶ_REFと加算し該当径路の基準電圧とすることにより、各径路の出力波形は通過帯域での信号レベルが同一化され、正しい測定データが得られる信号発生装置となる。

【０００７】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例である。信号発生装置の使用初期時あるいは一定温度に安定した時、補正を行うため、補正信号でスイッチ１８を図１では下方に即ち差動増幅器１側に接続する。差動増幅器の他方の入力端子には、基準電圧発生器の標準電圧Ｖ_REFが接続されている。この差動増幅器１で、信号発生器１０の出力電圧が径路群２５の特定の径路、例えば径路ａ２１の遮断周波数１ＫＨｚの低域炉波器２１の出力電圧と基準電圧発生器の標準電圧Ｖ_REFとの振幅誤差分をＡ倍に増幅する。差動増幅器１の出力電圧は、アナログ・デジタル変換器（以下「Ａ／Ｄ変換器」という）２でデジタル化され、デジタル加算器３の一方の入力端子に加えられる。デジタル加算器３の他方の入力端子にはデジタル加算器３の出力信号が加えられて累積加算器を構成する。デジタル加算器３の出力信号は補正データとしてレジスタａ３１に記憶される。

【０００８】ここで、切換スイッチ１６、１７、６及び７は、径路ａ２１とレジスタａ３１、径路ｂ２２とレジスタｂ３２、径路ｃ２３とレジスタｃ３３及び径路ｄ２４とレジスタｄ３４との対に対応して、径路切換信号発生器１５からの切換信号で必要な位置に切換わる。例えば、図１の状態の切換スイッチの位置は、径路ａ２１を使用している状態であり、径路ｂ２２の使用の場合は図１では１段下のスイッチ位置となる。

【０００９】レジスタａ３１に記憶された径路ａ２１に関する補正データは、Ｄ／Ａ変換器４に加えられアナログ電圧に変換される。この補正アナログ電圧Ｖ_compがアナログ加算器５の一方の入力端子に他方の入力端子には標準電圧Ｖ_REFが加えられ、両者が加算されて径路ａ２１使用時の基準電圧となる。補正データ値が丁度径路ａ２１を通過した信号電圧と標準電圧Ｖ_REFの電圧誤差を補正するように帰還系のゲインを決めておけば１回の補正で２つの出力振幅がほぼ一致する。一度の補正で十分な精度が取れないときは、この補正操作を繰り返すことにより加算器３は累積加算器となりその補正データは更に精度良く一致させることができる。

【０００１０】上記の動作を数式を用いて検討する。まず初めに、レジスタ内の補正データをクリア信号によってゼロにする。この状態では、Ｄ／Ａ変換器４の出力は０Ｖであり、信号発生器１０の基準電圧は標準電圧Ｖ_REFとなっている。このとき、信号発生器１０の出力電圧が径路ａ２１を通過したときの振幅電圧が誤差を含んだ（１＋ε）Ｖ_REF とすると、差動増幅器１の出力は −εＡＶ_REF となる。ここでＡは差動増幅器１の増幅度である。この出力電圧をＡ／Ｄ変換器２でＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換器２の量子数をｑ_AD［Ｖ／ＬＳＢ］とすると、レジスタａ３１の内容は −εＡＶ_REF／ｑ_AD となる。次にＤ／Ａ変換器４でＤ／Ａ変換する。Ｄ／Ａ変換器４の量子数をｑ_DA［Ｖ／ＬＳＢ］＝ｑ_AD／ＡとするとＤ／Ａ変換器４の出力は、 −εＶ_REF となる。ここで量子数ｑ_DA、ｑ_ADとは、アナログ電圧の最小単位のことをいい、次式で表せる。ｑ_DA＝（Ｄ／Ａの出力電圧範囲）／（Ｄ／Ａ分解能（２^Nヒット））ｑ_AD＝（Ａ／Ｄの入力電圧範囲）／（Ａ／Ｄ分解能（２^Nヒット））よって、アナログ加算器３５の出力、即ち信号発生器１０の基準電圧は、（１−ε）Ｖ_REF となるので、その出力振幅は、（１＋ε）（１−ε）Ｖ_REF＝（１−ε²）Ｖ_REF となり、（ε《１）であるので、この径路での誤差が小さくなっていることがわかる。

【０００９】この操作をもう１度行うと、Ａ／Ｄ変換器２の入力電圧は ε²ＡＶ_REF となり、Ｄ／Ａ変換器４の出力電圧は（−ε＋ε²）Ｖ_REF となり、その出力振幅は、（１＋ε）（１−ε＋ε²）Ｖ_REF＝（１＋ε³）Ｖ_REF となり、更に補正されていることがわかる。この操作を数回繰り返すことにより、誤差はますます小さくなり、差動増幅器１の出力振幅が０ＶになったところでＡ／Ｄ変換器２の出力が零になる。従って、累積加算器３の出力は変化しなくなり、Ｄ／Ａ変換器４の出力電圧が固定される。本装置では、各径路の挿入損失を、標準電圧Ｖ_REFと比較して補正しているのでＡ／Ｄ変換器の測定精度は、従来の振幅測定器に要求される精度に比べて低くて良いので、安価に構成できる。

【００１０】図２に、各径路に異なった減衰器を配置した他の実施例を示す。基本的な動作は、図１の一実施例と同じである。要点について説明する。径路ａ２１は直結回路であり、径路ｂ２２は１／２減衰器、径路ｃ２３は１／４減衰器、径路ｄ２４は１／８減衰器がそれぞれ接続された回路である。一方標準電圧Ｖ_REF側には基準減衰器８を設けて、Ｖ_REF／２、Ｖ_REF／４及びＶ_REF ／８の電圧が取り出せるようにし、スイッチ９を通して任意の標準電圧を取り出す。初めに径路ａ２１の直結回路の出力と標準電圧Ｖ_REFとの電圧誤差分を差動増幅器１で取り出し、Ａ／Ｄ変換器２でデジタル信号化し、デジタル加算器３で補正データを得て、レジスタａ３１に記憶させる。レジスタａ３１の補正データはＤ／Ａ変換器４でアナログ電圧化され、アナログ加算器３５で標準電圧Ｖ_REFと加算され径路ａ２１使用時の信号発生器１０の基準電圧となる。次にスイッチ１６、１７及び９の接続位置を１段下げ、径路ｂ２２の１／２減衰器の出力電圧とＶ_REF／２との電圧誤差分を差動増幅器１で取り出し、この出力電圧をＡ／Ｄ変換器２でデジタル化し、デジタル加算器３で累積加算し、その補正データをレジスタｂ３２に記憶する。レジスタｂ３２の補正データは、Ｄ／Ａ変換器４でアナログ電圧化され、アナログ加算器５で標準電圧Ｖ_REFと加算され、径路ｂ２２使用時の信号発生器１０の基準電圧となる。次にスイッチ１６、１７及び９の接続位置をもう１段下げ経路ｃ２３の１／４減衰器の出力電圧とＶ_REF／４との補正を上記と同じ要領で行う。続いて、径路ｄ２４の１／８減衰器の場合の補正を行って、補正を終了する。ここで、径路群２５の各径路の減衰器は単体で構成してもよいが、スイッチ切換で数段縦続に接続することにより、少ない減衰器で多種の減衰量を得ることができる。例えば、径路ｄ２４の１／８減衰器は、径路ｂ２２の１／２減衰器と径路ｃ２３の１／４減衰器を縦続接続して１／８減衰器としてもよい。すると、単体の１／８減衰器は不要になる。補正の終了後、スイッチ１８を図２では上方に、即ち出力端子１９側に接続して、信号発生器１０より種々の信号を発生させ、被測定物の試験をおこなう。この時は、径路群２５のどの径路を通っても信号レベルは、同一なので正確なデータを得ることができる。

【００１１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案は信号発生器と装置の出力端子の間に複数の径路を有し、そのいずれかの径路を通して信号波形を出力する信号発生装置において、それぞれの径路の信号振幅レベルを自動的に高精度に一致させることができ、しかも安価に構成でき、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のブロック図である。

【図２】本考案の他の実施例のブロック図である。

【図３】従来の信号発生装置のブロック図である。

【符号の説明】

１差動増幅器２Ａ／Ｄ変換器３デジタル加算器４Ｄ／Ａ変換器５アナログ加算器６、７、９スイッチ８基準減衰器１０信号発生器１１波形データメモリ１２Ｄ／Ａ変換器１３クロック発生器１４基準電圧発生器１５径路切換信号発生器１６、１７、１８、スイッチ１９出力端子２０振幅測定器２１、２２、２３、２４径路２５径路群３１、３２、３３、３４レジスタ３５レジスタ群

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】信号発生器（１０）の出力信号波形を複
数の径路を有する径路群（２５）のいずれかの径路を通
して信号波形を出力する装置において、いずれかの径路を通した出力電圧と基準電圧発生器（１
４）からの標準電圧との差を取り出す差動増幅器（１）
と、該差動増幅器（１）の出力電圧をデジタル化するアナロ
グ・デジタル変換器（２）と、該アナログ・デジタル変換器（２）の出力信号を一方の
入力端子に、他方の入力端子には自己の出力信号を帰還
しているデジタル加算器（３）と、該デジタル加算器（３）の出力信号を一時記憶するレジ
スタを複数個有するレジスタ群（３５）と該レジスタ群
（３５）のいずれかのレジスタの補正データを読みだし
アナログ電圧化するデジタル・アナログ変換器（４）
と、該デジタル・アナログ変換器（４）の出力電圧が一方の
入力端子に、他方の入力端子には基準電圧発生器（１
４）からの標準電圧が与えられて加算するアナログ加算
器（５）と、該アナログ加算器（５）の出力電圧を基準電圧とする信
号発生器（１０）と、を具備することを特徴とする信号
発生装置。
【請求項２】径路群（２５）には値の異なる減衰器が
複数配列され、基準電圧発生器（１４）からの標準電圧
は径路群（２５）のそれぞれの減衰器の減衰量と等しく
減衰された標準電圧が複数有り、特定減衰器に対応して
特定標準電圧が選ばれて補正することを特徴とする請求
項１記載の信号発生装置。