JPS59147519A - 減衰器補償装置 - 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 本発明は減衰器補償装置、特に高インピーダンス型ＲＣ
（抵抗コンデンサ）広帯域可変減衰器の周波数特性を減
衰度の切換に関係なく一定に補償する回路に関する。

背景技術とその問題点 多数のステップを有する可変型ＲＣ減衰器にあっては、
各ステップ間の補償回路には相互に干渉がある為に完全
な補償が困難又は不可能である。

その為に可変コンデンサを用いて＃表器の補償を行って
きたが、あらゆる条件下で完全な補償を行うことができ
ず、特に量産には適さないという欠点があった。特に高
電圧用ステップ減衰器にあっては、これらのコンデンサ
も高圧用の特殊なものとなり高価となるのみならず大型
であり、機器の原価低減及び小型化の阻害要因となって
いた。

発明の目的 従って、本発明の目的の１つは、可変コンデンサを使用
する必要のないステップ型の減衰器補償装置を提供する
ことである。

本発明の他の目的は、補償調整が遠隔制御可能なステッ
プ型の減衰器補償装置を提供することである。

発明の概要 本発明に依ると、選択した分圧出力に応じて変化する補
償信号により信号補償を行う減衰分圧回路を有する。各
減衰信号路の基本ＲＣ補償は、分圧出力、即ち選択され
た減衰信号路により変化する補償信号により正確に調整
される。補償の詞整は、選択した各減哀路毎に所望の電
気的特性となるように行うことができる。好適実施例に
おいては、各分圧（減衰）毎に補償信号を取出す為の信
号路が設けられている。

この補償信号は、付加信号補償回路素子を介して分圧器
の共通点へ供給される。この付加信号補償回路素子、例
えばコンデンサと共に特定の抵抗値を選択して組合せる
ことにより、信月減衰路の所望合成ＲＣ値を得、もって
出力信号の高周波信号を実現する。

実施例 先ず第１図を参照して、本発明の好適一実施例を説明す
る。入力信号は線（１０２）に印加される。

この線（１０２）上の信号をスイッチ（１０９）、（１
１３）。

（１１７）又は（１２５）のいずれか１つを介して選択
的に他の線（１２９）へ印加する。スイッチ（１０９）
を駆動する（閉じる）と、線（１０２）及び（１２９）
間に信号減衰は生じない。もし、スイッチ（１，１，３
）、（１１７）又は（１２５）を順次この順序で閉じる
と、線（１０２）上の信号は順次大きな減衰を受けて線
（１２９）に現われる。その理由は、抵抗器（１０６）
　、　（１１０）　、　（１１４）及び（１２０）が分
圧器を構成する為である。この回路にあっては、スイッ
チ（１２５）を閉じたとき最大の減衰が得られる。この
減衰度は勿論抵抗器（１０６）。

（１１０）、　（１１４）及び（１２０）の抵抗値によ
り決まる。

コンデンサ（１０８）、　（１１２）、　（１１６）及
び（１２４）は、抵抗器（１０６）、（１１０）、（１
１４）及び（１２０）と共にＲＣ減衰回路を構成して高
周波補償回路を構成する。

各減衰信号路を最適周波数特性となるよう補償する調整
は、簡単に実現できるかに見えるが、１つの減衰回路の
補償回路の素子が変化すると、回路の相互依存性と回路
素子の干渉により、他の減衰回路の補償にも影響するこ
とが判る。よって、各減衰回路毎に独立して調整可能な
各減衰レベル用の周ｔＢｌ数特性微調整回路が必要とな
る。更に、この補償回路部は低周波１つ低電圧で動作す
るので、半導体回路により実現でき、従来の如くリレー
により行なう必要はなくなる。

好適実施例の補償微調整技法につき以下説明する。先ず
最初に、スイッチ（１５０）を閉じ、抵抗器（１６０）
の抵抗値をＯオームに設定していると仮定する。線（１
２９）における分圧器の出力信号を増幅度１の非反転増
幅器（１３０）により増幅して線（１３５）上に信号出
力を出力する。この出力信号を増幅度にの非反転増幅器
（１４０）により増帖して、コンデンサ（１１８）を介
して接続点（１１９）へ戻す。

ここで、Ｒ（増幅器（１４０）の出力端とコンデンサ（
１１８）間の抵抗値）をＯに選定しているので、増幅器
（１４０）の効果はその増幅度Ｋに依存する。

もし増幅度ＫがＯであれば、線（１４２）における増幅
器（１４０）の出力もＯであって、コンデンサ（１１８
）は単にコンデンサ（１２４）に並列接続されたと同じ
である。もし増幅［Ｋを１とすると、線（１４２）及び
（１５２）の出力信号は増幅器（１４０）の入力信号と
等しくなる。コンデンサ（１１８）の両端には電圧降下
が生じないので、それは回路に対して実質的に何らの影
響をも生じない。同様に、増幅器（１４０）の増幅度を
２とすると、コンデンサ（１２４）の効果は、コンデン
サ（１１８）のそれの分だけ減少される。

従って、一般に次のことがいえる。

コンデンサ（１１８）の効果＝　Ｃ１１ｓ　十Ｃｃ＋ｓ
（１−Ｋ）で表わされる。ここで、Ｃ１１８はコンデン
サ（１１８）の静電容量である。

以上説明したとおり、この回路網の補償はコンデンサ（
１１８）と（１２４）の実効静電容量を変化することに
より実現できる。これを実現する１つの手法は増幅器（
１４０）自体の増幅度Ｋを変化することであるが、ポテ
ンショメータ（１６０）　、　（１６２）及び（１６４
）を用い、これらをスイッチ（１５０）、（１５４）又
は（１５８）の切換えに応じて回路中に挿入することに
より、増幅器（１４０）の増幅度は一定値に維持するこ
とも可能である。スイッチ（１５０）、（１５４）又は
（１５８）を閉じると同時に夫々減衰切換スイッチ（１
０９）、（１１３）又は（１１７）もまた閉じる。

例えば、スイッチ（１１７）を閉じて信号減衰路を選択
する場合には、スイッチ（１５４）を閉じて抵抗器（１
６２）を介して補償の調整を行うようにする。

この場合には、増幅器（１４０）の増幅度は可変抵抗器
（１６０）　、　（１６２）及び（１６４）の抵抗＃ｉ
範囲全体にわたり適切な調整が可能である十分な一定値
に固定する。回路中に挿入される可変抵抗器（１６０）
　、　（１６２）又は（１６４）を調整すると、増幅器
（１４０）の増幅度を可変するのと実質的には同じ効果
が得られる。

抵抗器（１６０）、　（１６２）及び（１６４）の抵抗
値は十分小さく選定してコンデンサ（１１Ｂ）の負荷効
果が希望する動作周波数範囲より十分高いところで起る
ようにする。

スイッチ（１２５）、（１１，７）、（１１３）及び（
１０９）により異なる回路点を選択すると、コンデンサ
（１１８）を通る補償信号は分圧器中を上方へ昇って行
くが、スイッチ（１，０９）により無減衰信号路を選択
している場合には全く影響を生じない。

このことを更に明らかにすると、この分圧器が１０進ス
テツプであり入力を接地（無信号入力）である場合を考
える。線（１５２）の補償信号はコンデンサ（１１８）
を介して最も下側の分圧点（１１９）へ入力される。こ
の信号が１ボルトであると侃定する。各減哀都のＲＣ時
定数は、それを正しい一定値にするのが減衰器設計の主
眼であるので、予め略一定に設定されているものとする
。

以上の事項を前提として頭に入れておくと、コンデンサ
（１０８）及び（１１２）の接続点信号レベルは０．９
ボルト、コンデンサ（１１２）及び（１１６）の接続点
信号レベルは０．９９ボルトである。このことは、各接
続点において約９０％以上の補償信号が得もれることと
なる。

一般には、各分圧タップにおける補償は増幅器（１４０
）の増幅度、コンデンサ（１１８）、　（１２４）の静
電容量及び分圧回路網の各タップにおける分圧比が判れ
ば概略計算により求めることができることを意味する。

それは次式で与えられる。

寄生（浮遊）静電容Ｉ゛も実際の回路網応答に影響を及
ぼすことになる。

全体の回路は半導体素子レベルの電圧で動作するので、
回路図中に示すスイッチはすべて半導体技術、即ち機械
的スイッチやリレーに代って例え　　　□′ば０ＭＯ８
（相補絶縁ゲート電界効果トランジスタ）スイッチによ
り構成し得ることに注目されたい。

上述したスイッチ（１５０）、（１５４）及び（１５８
）に代って使用し得る他の例を第２図に示す。この回路
にあっては、増幅器（１，４０）の出力はデジタル・ア
ナログ変換器（ＤＡＣ）　（３６０）により減哀し、こ
のＤＡＣ（３６０）によりバス（３６２）上に受けるデ
ジタル制御ワードにより線（１５２）上に補償信号を発
生する。バス（３６２）のデジタル制御ワードはマイク
ロプロセッサ又はデジタル・コントローラにより発生さ
れ、ＤＡＣ（３６０）をＯと１の間の任意増幅度を得る
ようにプログラムすることができる。よって、増幅器ｒ
１４０）からの信号は、バス（３６２）上のデジタル制
御ワードにより決まる値で掛算したのと実効的には同じ
である。実用例にあっては、同シ制御コンピュータを用
いて閉じるべきスイッチ（１０９）、（１１３）、（１
１７）又は（１２５）をも制御してよ（、その結果各レ
ンジ変更毎に、対応する補償デジタル制御ワードをＤＡ
Ｃ（３６０）へ送ることができる。

本発明の補償技法を実用するに際しては次のようにして
回路素子のノくラメータを選択決定することができる。

調整範囲は上述の式による。Ｋの値は実用可能なできる
限り大きい値が好ましい。そして、コンデンサ（１１８
）の静電容量としては、必要とする調整範囲が得られる
最小値とするのが好ましい。

各減衰（分圧）器部分の時定数は、浮遊静電容量が抵抗
器の動作性能に影響を及ぼさない十分低い値とする。コ
ンデンサ（１２４）の静電容量は、コンデンサ（１１８
）のそれの値だけ予定の値より減少することができる。

これにより両コンデンサが協働して分圧器の最下端接続
点の合計時定数を適当な値に定める。負荷やリレーの静
電容量を含む浮遊静電容量により、補償素子のパラメー
タを僅かに調整する。１つの素子を変更すると中間頭載
の周波数応答を各接続点で影響するので、最初にコンビ
ュータモプリング或は回路解析技術により提案する回路
の解析を行うのがよい。これにより、最適化が迅速に行
われることとなる。

尚、上述の実施例では増幅器（１３０）及び（１４０）
に非反転型のものを用いたが、共に反転型増幅器を用い
ても同一結果が得られることが理解できよう。従って、
本発明の技術的範囲にはこれら変更・変形を含むこと勿
論である。

発明の効果 本発明によると、予め設計した固定ＲＣ分圧回路網を使
用することにより、即ち高周ｉｇｔ（広帯域）信号路に
可変コンデンサを使用することなく周波数特性の補償さ
れた広帯域ステップ減衰器が得られる。

補償信号は１０進ステツプ減衰器の如く大きな減衰度の
減衰器であっても各接続点につき十分大きい補償信号が
得られるので、増幅器（１４０）の増幅度は、選択した
減衰度に関係なく一定１直となし得る。その場合には、
各接続点における補償信号レベルは容易に計算で求めら
れるので、減衰度の切換に応じて手動又は自動的に補償
信号量を制御すればよい。また、回路は半導体と受動素
子とにより十分小型に構成し得るので、ステップ減衰器
を使用するオシロスコープ等の機器の小型化、高信頼性
、自動プログラミング等に極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による減衰器補償装置の好適一実施例を
示す回路図、第２図は本発明の他の実施例を示す回路図
である。 （１０６）、　（１１０）、　（１１４）、　（１２０
）は分圧器を構成する抵抗器、（１０９）、　（１１３
）、　（１１７）、　（１２５）、　（１５０）、　（
１５４）。 （１５８）はスイッチ、（１３０）　、　（１４０）は
非反転増幅器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 信号入力端と基準電位源間に接続され複数の信号分圧点
   を有する分圧器と、該分圧器の各分圧点及び出力端間に
   接続され減衰度を選択する機器のスイッチと、該スイッ
   チで選択された分圧出力の少くとも一部を−Ｅ記分圧器
   の上記基準電位源側の分圧点へ印加する補償手段とを具
   える減衰器補償装置。