JPS5929005B2 - 多点入力切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は多数のアナログ入力信号を高速に切換え走査
することのできる多点入力切換装置の改良に関するもの
である。

従来のアナログ入力信号を選択走査して信号処理を行う
多点入力切換装置は一般的に第１図の構成となっている
。

なお第２図は入力Ｅ。および出力Ｅの波形図である。

図中、Ａ１〜Ａｎ はアナログ入力、１はアナログ切
換回路、２は増幅器、Ｅ。

は増幅器２への入力、Ｅは出力である。

ここでアナログ切換回路１は切換スイッチＳＷ、〜ＳＷ
ｎを用いているが、高いコモンモード耐圧を得るために
絶縁トランスを使用してトランスの１次、２次ともにア
ナログスイッチを用いてもかまわない。

今、この多点入力切換装置を極めて高速に走査切換えす
るためには選択スイッチ以後に設けられた増幅器２は１
人力点あたりの割当時間以内に入力信号振幅に比例した
出力応答を得るため、高速すなわち広帯域特性をもって
いなければならない。

例えば選択時間幅が５０μ５（２００００Ａ／秒）であ
れば多くとも５０μＳ後に９９．９％以上（精度０．１
％以上）の振巾応答が必要である。

このとき入力信号が例えばフルスケール１０ ｍＶ以下
の低レベルである場合には、増幅器の入力換算雑音は０
．０１ｍＶ以下（精度０．１％以上の場合）であること
が必要である。

このことは増幅器として低雑音特性にすぐれたものが必
要であるが、一方低雑音特性にすぐれたものは帯域幅を
広くとれない欠点があり、低雑音と広帯域性を両立させ
ることは困難である。

その結果、低レベル入力信号用の多点入力切換装置では
一般的に切換速度が遅く、切換速度の速いものは低レベ
ルの雑音特性に問題があるのが普通であった。

そこで１時定数が小さいと雑音特性が悪く出力にノイズ
が表れ１時定数が太きいと雑音特性は良く、出力にノイ
ズが表われなくなることを利用して時定数を連続的に大
きくするようなことも考えられた。

しかし、小さい時定数の時に出力されるノイズを含く出
力がノイズを含まない実際の出力よりノイズの分だけ大
きい時や小さい時に時定数が連続的に大きく変化すると
、そのノイズ分だけ出力が変化してくる。

つまり、誤差が表われている出力に応答して次のノイズ
のより少ない出力が表われることになり、時定数の変化
した後の出力はノイズによる誤差分だけ実際の出力より
全体的に低くなったり又は高くなったりしてしまう。

このような時定数を連続変化させるものにおいて、上記
のような誤差を含まないようにするためには、ノイズが
全くない時か、ノイズを含む出力波形がノイズを取り除
いた出力波形と一致した時に時定数を変化させるように
しなければならない。

しかし、全くノイズをなくすことも、ノイズを含む出力
波形とノイズを取り除いた出力波形を一致した時を発見
することも大変困難である。

この発明はこれらの欠点を除去するため、増幅器の出力
段あるいは増幅器自身に時定数すなわち帯域幅の切換装
置を設け、小さい時定数から大きい時定数に非連続的に
切り換えるようにしたものである。

以下この発明の一実施例を示す第３図について詳細に説
明する。

第３図において、３は増幅器２の出力段に設けた積分回
路であり、抵抗はＲａおよびアナログスイッチＳＷａに
より接続及び開放できるＲｂ（一般にＲｂ＜Ｒａ）をそ
なえることにより、この積分回路の時定数はτ１＝（Ｒ
ａ＋Ｒｓ）・ＣａおＲａ Ｒｂ よびｒ２ ＝ （−＋ Ｒｓ ） ・Ｃａの２段階Ｒａ
＋ Ｒｂ に変化できる。

なお上式のＲｓは増幅器２の出力インピーダンスである
。

また、第３図の実施例の入力Ｅ。

、出力Ｅの波形図を第４図に示す。

ここで今、τ２を例えば２μＳに選べば、１０μｓ即ち
５τ２後にはＥ ＝ （１−ε−’ ）中９９．３Ｅ。

に達し、その時点で例えばτ、＝１５μｓ に切換えて
３０μｓ即ち２τ１後にはＥ＝（１−、−（５＋２））
中９９．９Ｅｏ即ち最初から４０μＳ後には誤差０．１
％以内に達する。

又その時の積分時定数は１５μｓであるから高周波成分
に対する減衰は比較的多くとれる。

単一時定数で最初からこの誤差範囲以内に収めるために
は７τ＝７Ｘ１５μ５＝１０５μｓを要するが、この実
施例では４０μＳで十分であり、且つ同等の高周波成分
減衰が得られる。

なお以上は増幅器の出力段にＣＲの積分回路を設け、Ｒ
を切換えて時定数を変化した場合について説明したが、
増幅器自体に、例えば容量性フィードバックを行う積分
回路を設けることによってその時定数を切換えるように
してもよい。

以上のように、この発明は、スイッチを用いて１つの小
さい時定数からより大きい１つの時定数に非連続的に切
換えるようにしたので、簡単な構成で低価格化がはかれ
、前述の例の如く同じ高周波減衰と同じ精度を得るのに
応答速度が単一時定数の場合に比較して格段に高速化で
き、したがって高速の走査切換えができ、かつ、ノイズ
により出力に誤差が加わることのないという効果を有す
る。

なお、上記実施例では具体的な時定数を例示したが、こ
れは理解しやすくしたためであり、この値に限らずその
目的に応じて適当に値を選べることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多点入力切換装置の構成図、第２図は第
１図の場合の入力および出巾波形図、第３図は本発明装
置の一実施例を示す構成図、第４図は第３図の場合の入
力および出力波形図である。 図中１は多点切換回路、２は増幅器、３は時定数切換可
能の積分回路である。 なお図中、同一あるいは相当部分には同一の符号を付し
て示しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各入力点毎に設けられたアナログスイッチと、その
   アナログスイッチにより選択された入力信号を増巾器に
   よって増巾した後に所要の信号処理を行なう多点入力切
   換装置において、増巾器の出力あるいは増巾器自身にス
   イッチにより時定数の大小の切換ができる積分回路を設
   けて、アナログ信号の選択直後はスイッチにより一つの
   小さい時定数を選択して高速の応答を可能とし、その後
   スイッチを切換えて上記時定数より大きい一つの時定数
   を選択して増巾器の広帯域幅に起因する高周波雑音成分
   を除去することにより高速低雑音特性を得るようにした
   ことを特徴とする多点入力切換装置。