NL8800696A - Bemonsteringssysteem, pulsgeneratiesschakeling en bemonsteringsschakeling geschikt voor toepassing in een bemonsteringssysteem, en oscilloscoop voorzien van een bemonsteringssysteem. - Google Patents

Description

♦ * PHN 12.485 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken "Bemonsteringssysteem, pulsgeneratieschakeling en bemonsterings-schakeling geschikt voor toepassing in een bemonsteringssysteem, en oscilloscoop voorzien van een bemonsteringssysteem"

De uitvinding heeft betrekking op een bemonsteringssysteem bevattende een bemonsteringsschakeling met een signaalingang voor toevoer van een te bemonsteren signaal en met een eerste en een tweede pulsingang voor het respectievelijk toevoeren van een eerste 5 bemonsteringspuls en een tweede bemonsteringspuls, die een aan de eerste bemonsteringspuls tegengestelde fase heeft, en verder bevattende een via de pulsingangen met de bemonsteringsschakeling gekoppelde pulsgeneratieschakeling voor het opwekken van de eerste en de tweede bemonsteringspuls.

10 De uitvinding heeft verder betrekking op een pulsgeneratieschakeling en een bemonsteringsschakeling geschikt voor toepassing in een dergelijk bemonsteringssysteem.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een oscilloscoop voorzien van een dergelijk bemonsteringssysteem.

15 Een dergelijk bemonsteringssysteem is bekend uit het

Amerikaanse octrooischrift Nr. 3.241.076. Daarbij wordt zoals in fig. 3 te zien is de pulsgeneratieschakeling met een in elkaar gedraaide tweedraadssignaalleiding ("twisted pair") verbonden met de bemonsteringsschakeling. Verder worden als ladingsopslagelementen 20 condensatoren gebruikt. In de praktijk zullen de condensatoren toleranties hebben en nooit geheel aan elkaar gelijk zijn. Er zullen ten gevolge van deze uitvoeringswijze asymmetriëen in het systeem optreden, nog versterkt door asymmetriëen in de pulsgeneratieschakeling zelf. Ook temperatuurvariaties kunnen de 25 condensatoren beïnvloeden. Wordt een dergelijk bemonsteringssysteem bijvoorbeeld in een oscilloscoop gebruikt waarmee ook signalen van geringe amplitude gemeten moeten kunnen worden, dan kunnen deze asymmetriëen een sterke invloed hebben. Is er bijvoorbeeld 1% asymmetrie en heeft het te meten ingangssignaal een amplitude van 1 mV, 30 dan zal een asymmetrisch pulssignaal, dat zelf een amplitude heeft van bijvoorbeeld 3 V, 30 mV signaalbiudrage geven, een signaal dat groot is ten opzichte van het te meten ingangssignaal.

.8800696 η Μ ΡΗΝ 12.485 2

Het is het doel van de uitvinding een bemonsteringssysteem te verschaffen dat dergelijke bezwaren niet heeft.

Een bemonsteringssysteem volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt, dat het bemonsteringssysteem symmetreringsmiddelen bevat 5 voor het symmetreren van het bemonsteringssysteem. Hierdoor zal praktisch een bemonstering van alleen het ingangssignaal worden verkregen.

Een uitvoeringsvorm van een bemonsteringssysteem volgens de uitvinding waarbij de bemonsteringsschakeling een eerste en een 10 tweede met de signaalingang gekoppelde bemonsteringsdiode bevat en verder met de eerste en de tweede bemonsteringsdiode gekoppelde eerste en tweede ladingsopslagelementen voor opslag van met het te bemonsteren signaal overeenkomende lading heeft het kenmerk, dat de symmetreringsmiddelen de ladingsopslagelementen bevatten die worden 15 gevormd door een eerste gekoppelde planaire transmissielijn en een tegenover de eerste planaire transmissielijn aangebracht massavlak, waarbij de eerste planaire transmissielijn met een eerste uiteinde gekoppeld is met de eerste en de tweede bemonsteringsdiode, en met een tweede uiteinde aan de eerste en de tweede pulsingang. De 20 ladingsopslagelementen zijn als gedistribueerde capaciteiten uitgevoerd. In planaire transmissielijntechniek is eenvoudig zeer grote symmetrie te bereiken. Ook de signaalaankoppeling van de pulsgeneratieschakeling zal via de eerste planaire transmissielijn in hoge mate symmetrisch kunnen geschieden. De transmissielijn heeft een 25 dubbele funktie, en dient zowel voor signaaltransport als voor ladingsopslag.

Een verdere uitvoeringsvorm van een bemonsteringssysteem volgens de uitvinding waarbij de bemonsteringsschakeling een eerste en een tweede uitkoppelweerstand bevat die aan een zijde met de respectieve 30 bemonsteringsdioden zijn verbonden heeft het kenmerk, dat de eerste en de tweede uitkoppelweerstand door middel van geleiderbanen met de eerste planaire transmissielijn zijn verbonden, die smal zijn ten opzichte van een spoorbreedte van de eerste planaire transmissielijn. Een smal geleiderspoor heeft voor zeer hoge frequenties een grote impedantie. De 35 parasitaire invloeden van de uitkoppelweerstanden worden derhalve gereduceerd.

Een verdere uitvoeringsvorm van een bemonsteringssysteem .8800696 * >1 PHN 12.485 3 volgens de uitvinding waarbij de pulsgeneratieschakeling een met een stuurschakeling aanstuurbare staphersteldiode voor het vormen'van een eerste en een tweede stapvormig signaal, een met de staphersteldiode gekoppelde eerste en tweede reflectietransmissielijn voor het 5 reflecteren van de stapvormige signalen en een met de staphersteldiode gekoppelde eerste en tweede uitkoppeltransmissielijn bevat is erdoor gekenmerkt, dat de symmetreringsmiddelen de staphersteldiode bevatten die verbonden is met een tweede gekoppelde planaire transmissielijn en geplaatst is tussen een eerste en een tweede uiteinde van de tweede 10 planaire transmissielijn, waarbij het eerste uiteinde van de tweede planaire transmissielijn gekoppeld is met de stuurschakeling, het tweede uiteinde gekoppeld is met een eerste en een tweede pulsuitgang, de reflectietransmissielijnen gevormd worden door het gedeelte van de tweede planaire transmissielijn tussen het eerste uiteinde en de 15 staphersteldiode, en de uitkoppeltransmissielijnen gevormd worden door het gedeelte van de tweede planaire transmissielijn tussen de staphersteldiode en het tweede uiteinde. Asymmetriëen in de pulsgeneratieschakeling geven asymmetrische pulsen waardoor genoemde bezwaren optreden. Bijvoorbeeld in het Amerikaanse octrooischrift Nr.

20 3.760.283 is in fig. 2 aangegeven dat de stuurschakeling via twee geleidende draden vlak bij de staphersteldiode met de transmissielijnen is verbonden. De karakteristieke omgeving van de staphersteldiode wordt hierdoor verstoord waardoor weer onder meer ten gevolge van parasitaire effekten asymmetriëen optreden. Met de uitvinding wordt bereikt dat 25 ook deze asymmetriëen nagenoeg worden opgeheven. Door de aansturing op het eerste uiteinde van de tweede planaire transmissielijn blijft de omgeving van de staphersteldiode karakteristiek. De aansturing vindt in feite plaats op een spanningsknooppunt met potentiaal nul (een kortgesloten transmissielijn). Een bijkomend voordeel is dat alleen door 30 verplaatsen van de staphersteldiode de bandbreedte van het systeem gewijzigd kan worden.

Een verdere uitvoeringsvorm van een bemonsteringssysteem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat gelijkstroominstelmiddelen van de staphersteldiode zijn aangekoppeld aan het eerste uiteinde.

35 Hierdoor heeft ook de gelijkstroominstelling van de staphersteldiode geen storende invloed.

Een verdere uitvoeringsvorm van een bemonsteringssysteem 8800696 ΡΗΝ 12.485 4 * volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat een eerste en een tweede gelijkstroomontkoppelcondensator direkt achter de uitkoppeltransmissielijnen zijn gekoppeld. Als bij uitkoppelen al enige asymmetrie ontstaat ten gevolge van verschil in capaciteitswaarde van de 5 gelijkstroomontkoppelcondensatoren dan zal dit grotendeels door de transmissielijn van de bemonsteringsschakeling gereduceerd worden. Dit berust op het feit dat een transmissielijn op zichzelf symmetrerend werkt.

Een oscilloscoop voorzien van een bemonsteringsysteem 10 volgens de uitvinding zal ook signalen met een geringe amplitude goed kunnen verwerken.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van een tekening, waarin fig. 1 een bemonsteringssysteem toont, 15 fig. 2A een staphersteldiode toont en in fig. 2B t/m fig. 2F het opwekken van pulsen met de staphersteldiode in het bemonsteringsysteem volgens fig. 1 is weergegeven, fig. 3 een bemonsteringssysteem volgens de uitvinding laat zien, 20 fig. 4A en fig. 4B ter verduidelijking van de uitvinding symmetrisch gekoppelde microstriplijnen laten zien in respectievelijk “even mode" en "odd mode", fig. 5 een blokschema van een oscilloscoop toont, voorzien van een bemonsteringssysteem volgens de uitvinding.

25 In fig. 1 wordt een bemonsteringssysteem 1 getoond zoals bijvoorbeeld beschreven is in genoemd Amerikaans octrooischrift Nr. 3.241.076. Het bemonsteringssysteem 1 bevat een bemonsteringsschakeling 2 en meer gedetailleerd dan in het Amerikaans octrooischrift Nr.

3.241.076 een pulsgeneratieschakeling 3. De bemonsteringsschakeling 2 30 heeft een signaalingang 4 voor toevoer van een te bemonsteren signaal, een eerste pulsingang 5 voor toevoer van een eerste bemonsteringspuls, een tweede pulsingang 6 voor toevoer van een tweede bemonsteringspuls met een aan de eerste bemonsteringspuls tegengestelde fase, en een uitgangsklem 7 voor afname van een bemonsteringswaarde. De 35 bemonsteringsschakeling 2 bevat een eerste bemonsteringsdiode D1 die met de kathode k1 via een weerstand R1 met de signaalingang 4 is verbonden, en een tweede bemonsteringsdiode D2 die met de anode a2 via de weerstand .8800696 *· PHN 12.485 5 R1 met de signaalingang 4 is verbonden. De anode a1 van de diode D1 is met een aansluitklem k!1 van een condensator C1 als ladingsopslagelement verbonden en de kathode k2 van de diode D2 is met een aansluitklem kl2 van een condensator C2 als ladingsopslagelement verbonden. De 5 condensatoren C1 en C2 zijn met aansluitklemmen kl3 en kl4 met respectievelijk de eerste en de tweede pulsingang 5 en 6 verbonden. Via weerstanden R2 en R3 zijn de dioden D1 en D2 met voedingsklemmen verbonden (+,-) en via een eerste en een tweede uitkoppelweerstand R4 en R5 met de uitgangsklem 7. Worden aan de pulsingangen 5 en 6 met 10 tegengestelde fase pulsen (niet getoond} aangeboden dan zullen de dioden D1 en D2, die bij afwezigheid van de pulsen gesperd zijn, gedurende korte door de pulsen bepaalde tijd geleiden. De geleidingstijd is afhankelijk van de instelling van de dioden via de weerstanden R2 t/m R5 en van de pulsvorm. De pulsen dienen voor bemonstering van een 15 ingangssignaal, waarbij de ladingsopslagelementen C1 en C2 na bemonstering een lading bevatten die evenredig is met het ingangssignaal ten tijde van de bemonstering. De dioden D1 en D2 zijn zogenaamde Schottkydioden, die hoegenaamd geen interne ladingsopslag vertonen. De pulsen worden opgewekt met de pulsgeneratieschakeling 3, die een 20 staphersteldiode D3, een zogenaamde "step recovery diode", bevat voor het vormen van een eerste en een tweede stapvormig signaal (niet getoond) op klemmen kl5 en kl6. De staphersteldiode D3 is met de anode a3 met de klem kl5 en met de kathode k3 met de klem k!6 verbonden. Gelijkstroominstelmiddelen voor de staphersteldiode D3 worden gevormd 25 door een stroombron STR en een weerstand R6. De klemmen kl5 en klfi zijn verder met respectieve aansluitklemmen 9 en 10 van een stuurschakeling 8 verbonden, die teneinde een bemonstering in te leiden twee pulsen levert die met elkaar in tegenfase zijn. De stuurschakeling 8 kan zoals verder uiteengezet zal worden relatief langzaam zijn. De klem kl5 is met een 30 eerste reflectietransmissielijn rtl1 gekoppeld (via een eerste gelijkstroomontkoppelcondensator C3) en de klem kl6 met een tweede reflectietransmissielijn rtl2 (via een tweede gelijkstroomontkoppelcondensator C4). Verder zijn de klemmen kl5 en kl6 met respectieve uitkoppeltransmissielijnen ut!1 en utl2 gekoppeld (via 35 de condensatoren C3 en C4). De uitkoppeltransmissielijnen utl1 en utl2 zijn via pulsuitgangen 11 en 12 met de pulsingangen 5 en 6 verbonden. De stuurschakeling 8 bevat een spanningsbron B voor het leveren van een .8800696 t PHN 12.485 6 stapvormig signaal via een transformator TR1 aan een transistor T1. Een primaire wikkeling w1 van de transformator w1 is met de bron B verbonden en een secundaire wikkeling w2 met de basis en de emitter van de transistor T1. De transistor T1 is met de collector en de emitter via 5 ontkoppelcondensatoren C5 en C6 met een stuurtransformator TR2 verbonden en de stuurtransformator TR2 is met de aansluitklemmen 9 en 10 verbonden. De bron B genereert een stapvormig signaal teneinde het genereren van pulsen in te leiden. Op de emitter en de collector van de transistor T1 verschijnen twee pulsen (in tegenfase), die met de 10 transformator TR2 gebalanceerd worden. De gebalanceerde pulsen worden aan de staphersteldiode D3 aangeboden, die de eigenschap heeft om bij aansturing ervan een signaal met een zeer steile flank te genereren.

De verdere werking van de pulsgeneratorschakeling 3 zal worden toegelicht aan de hand van fig. 2A waarin een staphersteldiode 15 wordt getoond en fig. 2B t/m fig. 2F waarin het opwekken van pulsen met de staphersteldiode in het bemonsteringssysteem volgens fig. 1 is weergegeven. In fig. 2A wordt de staphersteldiode D3 getoond. In fig. 2B t/m 2F is het opwekken van een puls met de staphersteldiode D3 in het bemonsteringssysteem volgens fig. 1 weergegeven. Fig. 2B toont een 20 stapvormige stroomverandering van een stroom I door de staphersteldiode D3 tengevolge van het schakelen door de bron B van de transistor TR1 als funktie van de tijd t, fig. 2C een stapvormige verandering van een spanning U over de staphersteldiode, fig. 2D een door de reflectietransmissielijn rtl1 gereflecteerde stapvormige verandering UC 25 van de. spanning ü over de staphersteldiode, fig. 2E een op de pulsuitgang 11 verschijnende puls p1, en fig. 2F een op een gelijkspanningsinstelling ("bias") van de diode D1 gesuperponeerde puls p1r. Als in fig. 1 de staphersteldiode D3 niet wordt aangestuurd dan staat de diode D3 in doorlaatrichting, de stroom I bedraagt bijvoorbeeld 30 10 mA. Wordt de staphersteldiode D3 via de stuurtransformator TR2 met twee gebalanceerde (tegenfasige) pulsen aangestuurd, die worden opgewekt door schakelen van de transistor T1, waarbij ervoor gezorgd wordt dat de stroom door de transistor T1 groter is dan 10 mA (bijvoorbeeld 20 mA) dan zal de stroom door de diode D3 van richting veranderen, in fig. 2B 35 op t=t1 van 10 mA naar -10 mA. In de staphersteldiode D3 is vóór het schakelen een geruime hoeveelheid lading opgeslagen. De staphersteldiode D3 heeft de eigenschap dat pas de spanning ü erover van polariteit .3800696 > PHN 12.485 7 verandert als alle lading uit de staphersteldiode weggevloeid is. Dit zal in het getoonde voorbeeld op t=t2 zijn. Op t=t2 zal een zeer steil stapvormig signaal over de diode optreden ten gevolge van polariteitsverandering, waarbij de flanksteilheid van het stapvormig 5 signaal st niet afhangt van de flanksteilheid van de aansturende pulsen. Op de klemmen kl5 en kl6 ontstaan daardoor twee tegenfasige stapvormige signalen st1 en st2 (niet getoond) met een zeer steile flank. De stapvormige signalen st1 en st2 planten zich voort over de uitkoppeltransmissielijnen utlt en utl2 en tevens over de 10 reflectietransmissielijnen rtl1 en rtl2. Op de pulsuitgangen 11 en 12 verschijnen na reflectie de tegenfasige pulsen p1 en p2 (niet getoond).

De pulsen p1 en p2 worden gesuperponeerd op de gelijkstroominstelling van de dioden D1 en D2 in fig. 1, ten gevolge waarvan de dioden D1 en D2 gedurende een bepaalde tijd Tg gaan geleiden. In fig. 2F wordt de puls 15 p1 getoond als gesuperponeerde puls p1r op de gelijkspanningsinstelling van de diode D1. Als de puls p1r boven de doorlaatspanning tltr van de diode D1 komt (ca. 0,6 V) in het tijdvak Tg tussen de tijdstippen t3 en t4 dan gaat de diode D1 geleiden en kan er bij aanwezigheid van een ingangssignaal op de signaalingang 4 een signaalstroom vloeien om de 20 condensator C1 op te laden. Op analoge wijze wordt de condensator C2 opgeladen ten gevolge van de tegenfasige puls p2. Is er een onbalans in de pulsen p1 en p2 dan zal de lading op de condensatoren niet alleen een maat voor het ingangssignaal op de signaalingang 4 zijn, maar zal ook de onbalans vertolken. Bij een bandbreedte van het systeem van bijvoorbeeld 25 2 GHz zal een pulsbreedte van ca. 175 psec vereist zijn. De stijg- en daaltijden zijn daarbij in het algemeen kleiner dan 100 psec. De pulsen p1 en p2 bevatten dan ook relatief veel hoogfreguentcomponenten. In het systeem aanwezige parasitaire elementen zullen de symmetrie verstoren en de onbalans versterken. Zo zal bij een ingangssignaal van 1 mV en een 30 pulsamplitude van 3V een onbalans van 1 % een signaalbijdrage afkomstig van de pulsen p1 en p2 van 30 mV geven, een bijdrage die groot is ten opzichte van het te meten ingangssignaal. Ten aanzien van symmetrie zijn kritische gedeelten van het bemonsteringssysteem 1 onder meer de condensatoren C1 en C2, en de omgeving van de staphersteldiode D3. Als 35 de pulsen p1 en p2 volkomen symmetrisch aan de bemonsteringsschakeling 2 zouden worden aangeboden dan zou ongelijkheid van impedanties rond de dioden D1 en D2 de onbalans veroorzaken waardoor tijdens bemonstering de .8800696 PHN 12.485 8 * pulsen p1 en p2 gedeeltelijk zouden doorspreken als signaal. De ongelijkheid van impedanties rond de dioden D1 en D2 wordt in belangrijke mate bepaald door asymmetrie in de condensatoren C1 en C2.

Fig. 3 laat een bemonsteringssysteem volgens de uitvinding 5 zien, waarin met fig. 1 overeenkomende elementen op dezelfde wijze zijn aangegeven. Er wordt een onderdelenopstelling cly getoond op een substraat sb, waarop tegenover een massavlak m onderdelen zijn aangebracht op een onderdelenzijde cs. De transmissielijnen voor vorming en transport van de pulsen p1 en p2 zijn in symmetrisch gekoppelde 10 microstriplijn techniek uitgevoerd. Volgens de uitvinding worden de condensatoren C1 en C2 weggelaten en vervangen door een symmetrisch gekoppelde transmissielijn voor ladingsopslag. In fig. 3 wordt te dien einde een eerste gekoppelde planaire transmissielijn ptl1 getoond, die met een eerste uiteinde e1 gekoppeld is met de eerste en tweede 15 bemonsteringsdiode D1 en D2, en die met een tweede uiteinde e2 met de eerste en tweede pulsingang 5 en 6 is gekoppeld. De transmissielijn ptl1 wordt tweeledig gebruikt, voor het overdragen van pulsen en als ladingsopslagelement. Aan het eerste uiteinde e1 van de transmissielijn ptl1 zijn de uitkoppelweerstanden R4 en R5 door middel van geleiderbanen 20 gb1 en gb2 verbonden die smal zijn ten opzichte van een spoorbreedte spb van de transmissielijn. Bij hoge frequenties zal de impedantie van de geleiderbanen gb1 en gb2 hoog zijn waardoor parasitaire beïnvloeding ervan minimaal zal zijn. De onderlinge afstand a van een paar lijnen in de gekoppelde planaire transmissielijn is veel geringer dan de 25 spoorbreedte spb en dan de substraatdikte sd. De uitkoppelweerstanden R4 en R5 zijn respectievelijk met een eerste en een tweede uitgangsklem 7A en 7B verbonden. Volgens de uitvinding wordt de staphersteldiode D3 op een tweede gekoppelde planaire transmissielijn ptl2 geplaatst, tussen een eerste uiteinde e3 en een tweede uiteinde e4, en vinden aansturing 30 en gelijkstroominstelling aan het eerste uiteinde e3 van de tweede gekoppelde planaire transmissielijn ptl2 plaats. Daarbij wordt het gedeelte van de tweede gekoppelde transmissielijn ptl2 tussen de staphersteldiode D3 en het eerste uiteinde e3 als de reflectietransmissielijnen rtl1 en rtl2 gebruikt. Tegenfasige 35 stapvormige signalen opgewekt met de staphersteldiode D3 zullen zich vanaf de staphersteldiode D3 in de richting van de pulsuitgangen 11 en 12 voortplanten en in de richting van het eerste uiteinde e3 waar V. 8800696 * PHN 12.485 9 reflectie plaatsvindt. Op de pulsingangen 5 en 6 zullen tegenfasige pulsvormige signalen verschijnen die door de eerste gekoppelde transmissielijn ptl1 worden getransporteerd naar de bemonsteringsschakeling 2. Het uiteinde e3 van de tweede gekoppelde 5 planaire transmissielijn ptl2 is voor hoge frequenties met een kortsluitcondensator C7 kortgesloten. De aansturing en de gelijkstroominstelling worden derhalve aan het kortgesloten uiteinde van een transmissielijn aangekoppeld, op een spanningsknoop. De staphersteldiode D3 is in een karakteristieke omgeving geplaatst die 10 niet verstoord wordt door de aansturing en de gelijkstroominstelling.

Door de staphersteldiode D3 te verplaatsen op de tweede transmissielijn ptl2 wordt de lengte van de reflectietransmissielijn veranderd. Het is dan ook zeer eenvoudig om de bandbreedte van het systeem te veranderen.

De eerste planaire transmissielijn ptl1 wordt met een eerste 15 gelijkstroomontkoppelcondensator C3 en een tweede gelijkstroomontkoppelcondensator C4 direkt achter de uitkoppeltransmissielijnen utl1 en utl2 ontkoppeld voor gelijkstroom. De transmissielijn ptl1 werkt op zichzelf ook nog enigszins symmetrerend.

Zoals uit de theorie van lange leidingen bekend is zal asymmetrische 20 aansturing van twee lange leidingen aan het eind ervan gesymmetreerd zijn, bij zwevende opstelling van de uiteinden.

Fig. 4A en fig. 4B laten ter verduidelijking van de uitvinding symmetrisch gekoppelde microstriplijnen als transmissielijnen zien in respectievelijk “even mode" en "odd mode". In fig. 4A en fig. 4B 25 wordt een doorsnede van twee symmetrisch gekoppelde transmissielijnen tl1 en tl2 getoond op onderlinge afstand a1, met spoorbreedte spb1, met stripdikte std1 en met substraatdikte sd1. Met m is een massavlak aangegeven. Met getrokken lijnen worden enige elektrische veldlijnen E en met onderbroken lijnen enige magnetische veldlijnen H getoond bij 30 gebruik als transmissielijn in respectieve "even mode" en "odd mode". In de "even mode" zullen de gekoppelde transmissielijnen tl1 en tl2 een karakteristieke impedantie Z1 ten opzichte van het massavlak m vertonen. In de "even mode" is er geen spanningsverschil tussen de transmissielijnen tl1 en tl2 en zal het massavlak m als retourweg voor 35 stroom dienen. In de "odd mode" zullen de transmissielijnen tl1 en tl2 een karakteristieke impedantie Z1 ten opzichte van het massavlak m vertonen en een karakteristieke impedantie Z2 ten opzichte van elkaar.

.6 è 0 06 9 6 PHN 12.485 10 Z2 zal in het algemeen groter zijn dan Z1. Een uitvoeriger beschrijving van gekoppelde microstriplijnen is bijvoorbeeld te vinden in "An Analytical Method for Calculating Microstrip Transmission Line Parameters", S.V. Judd et al, IEEE Transactions on Microwave Theory and 5 Techniques, Vol. MTT-18, No. 2, February 1970, biz. 78-87. Is bij de "odd mode" de afstand a1 tussen de transmissielijnen tl1 en tl2 klein ten opzichte van de substraatdikte sd1 (het substraat zal een diëlektrische konstante groter dan 1 hebben) dan kan in de “odd mode" het massavlak m weggedacht worden. Tussen de transmissielijnen tl1 en 10 tl2 zal een spanningsverschil staan en de ene transmissielijn dient als retourweg voor de stroom in de andere transmissielijn. Volgens de uitvinding geschiedt het transport van de pulsen p1 en p2 in de "odd mode". Bij het optreden van een spanningsstap over de staphersteldiode D3 zal de impedantie van de (gesperde) staphersteldiode hoog zijn en de 15 spanningsstap zal in hoofdzaak tussen de transmissielijnen optreden. De ene transmissielijn zal een andere potentiaal hebben dan de andere transmissielijn. Als de bemonsteringsdioden D1 en D2 geleiden dan plant het te bemonsteren signaal dat op de signaalingang 4 staat zich voort over de eerste planaire transmissielijn ptl1 tussen de microstriplijnen 20 ervan en het massavlak m, in de "even mode" derhalve. De ladingsopslagelementen worden gevormd door de eerste planaire transmissielijn. De capaciteitswaarde van de ladingsopslagelementen wordt bepaald door de totale stripoppervlakte van de transmissielijnen tl1 en tl2, de diëlektricumdikte sd1 en de diëlektricumkonstante.

25 Ladingsopslag kan ook nog plaatsvinden in de gelijkstroomontkoppelcondensatoren C3 en C4, waardoor de totale capaciteitswaarde enigszins hoger zal zijn. Is bijvoorbeeld de gedistribueerde capaciteit 20 pF en de capaciteit van de ontkoppelcondensatoren C3 en C4 2 pF dan bedraagt de totale capaciteit 30 24 pF. Het bemonsteringsproces is relatief snel, de bemonsteringsdioden D1 en D2 staan slechts zeer korte tijd open. Het transporteren van de in de transmissielijn ptl1 opgeslagen lading naar verdere verwerkingsschakelingen (niet getoond) kan veel langzamer gebeuren.

In fig. 5 wordt een blokschema van een oscilloscoop 13 35 getoond, voorzien van een bemonsteringssysteem 1 volgens de uitvinding, waarin met fig. 1 en fig. 3 overeenkomende elementen op dezelfde wijze zijn aangegeven. De oscilloscoop 13 bevat een eerste ingangskanaal 14, .8800696 PHN 12.485 11 een tweede ingangskanaal 15, en een exteren trekkeringang 16. Het eerste ingangskanaal 14 is via een trekkersignaalaftakschakeling 17 en een vertragingslijn 18 met het bemonsteringssysteem 1 gekoppeld. Met het bemonsteringssysteem 1 is een signaalbewerkingsschakeling 19 gekoppeld 5 die met een kanaalkeuzeschakelaar 20 is gekoppeld, die via een verdere signaalbewerkingsschakeling 21 met een eerste ingang van een signaalweergaveinrichting is gekoppeld. De trekkersignaalaftakschakeling 17 is via een voorversterker 23 met een trekkerselectieschakeling 24 verbonden, die via een tijdbasisschakeling 25 met de 10 signaalweergaveinrichting 22 is verbonden. Het tweede ingangskanaal 15 is op analoge wijze met de signaalweergaveinrichting 22 gekoppeld (trekkersignaalaftakschakeling 26, voorversterker 27, vertragingslijn 28, bemonsteringssysteem 1' (met bemonsteringschakeling 2', 5', 6', 11', 12'), en signaalbewerkingsschakeling 29). De externe trekkeringang 16 is 15 met de trekkerselectieschakeling 24 verbonden. De oscilloscoop 13 bevat verder nog een microprocessor 30 en een geheugen 31, onder meer voor signaalbewerking en voor het besturen van verschillende funkties van de oscilloscoop.

8800696

Claims (9)

1. Bemonsteringssysteem bevattende een bemonsteringsschakeling met een signaalingang voor toevoer van een te bemonsteren signaal en met een eerste en een tweede pulsingang voor het respectievelijk toevoeren van een eerste bemonsteringspuls en een tweede 5 bemonsteringspuls, die een aan de eerste bemonsteringspuls tegengestelde fase heeft, en verder bevattende een via de pulsingangen met de bemonsteringsschakeling gekoppelde pulsgeneratieschakeling voor het opwekken van de eerste en de tweede bemonsteringspuls, met het kenmerk, dat het bemonsteringssysteem symmetreringsmiddelen bevat voor het 10 symmetreren van het bemonsteringssysteem.

2. Bemonsteringssysteem volgens conclusie 1, waarbij de bemonsteringsschakeling een eerste en een tweede met de signaalingang gekoppelde bemonsteringsdiode bevat en verder met de eerste en de tweede bemonsteringsdiode gekoppelde eerste en tweede ladingsopslagelementen 15 voor opslag van met het te bemonsteren signaal overeenkomende lading, met het kenmerk, dat de symmetreringsmiddelen de ladingsopslagelementen bevatten die worden gevormd door een eerste gekoppelde planaire transmissielijn en een tegenover de eerste planaire transmissielijn aangebracht massavlak, waarbij de eerste planaire transmissielijn met 20 een eerste uiteinde gekoppeld is met de eerste en de tweede bemonsteringsdiode, en met een tweede uiteinde aan de eerste en de tweede pulsingang.

3. Bemonsteringssysteem volgens conclusie 2, waarbij de bemonsteringsschakeling een eerste en een tweede uitkoppelweerstand 25 bevat die aan een zijde met de respectieve bemonsteringsdioden zijn verbonden, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede uitkoppelweerstand door middel van geleiderbanen met de eerste planaire transmissielijn zijn verbonden, die smal zijn ten opzichte van een spoorbreedte van de eerste planaire transmissielijn.

4. Bemonsteringssysteem volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de pulsgeneratieschakeling een met een stuurschakeling aanstuurbare staphersteldiode voor het vormen van een eerste en een tweede stapvormig signaal, een met de staphersteldiode gekoppelde eerste en tweede reflectietransmissielijn voor het reflecteren van de stapvormige 35 signalen en een met de staphersteldiode gekoppelde eerste en tweede uitkoppeltransmissielijn bevat, met het kenmerk, dat de symmetreringsmiddelen de staphersteldiode bevatten die verbonden is met ,880 0696 PHN 12.485 13 een tweede gekoppelde planaire transmissielijn en geplaatst is tussen een eerste en een tweede uiteinde van de tweede planaire transmissielijn, waarbij het eerste uiteinde van de tweede planaire transmissielijn gekoppeld is met de stuurschakeling, het tweede uiteinde 5 gekoppeld is met een eerste en een tweede pulsuitgang, de reflectietransmissielijnen gevormd worden door het gedeelte van de tweede planaire transmissielijn tussen het eerste uiteinde en de staphersteldiode, en de uitkoppeltransmissielijnen gevormd worden door het gedeelte van de tweede planaire transmissielijn tussen de 10 staphersteldiode en het tweede uiteinde.

5. Bemonsteringssysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat gelijkstroominstelmiddelen van de staphersteldiode zijn aangekoppeld aan het eerste uiteinde.

6. Bemonsteringssysteem volgens één der conclusies 2 t/m 15 5, met het kenmerk, dat een eerste en een tweede gelijkstroomontkoppel- condensator direkt achter de uitkoppeltransmissielijnen zijn gekoppeld.

7. Pulsgeneratieschakeling geschikt voor toepassing in een bemonsteringssysteem volgens één der conclusies 2, 3 of 6.

8. Bemonsteringsschakeling geschikt voor toepassing in een 20 bemonsteringssysteem volgens één der conclusies 4, 5 of 6.

9. Oscilloscoop voorzien van een bemonsteringssysteem volgens één der conclusies 1 t/m 6. .8800696