(57)【要約】【課題】共振器における機械的振動を励起し、破裂イベントに応答して共振器に生成された信号を感知及び解析するための装置を提供する。【解決手段】検体を混合物から分離し、又は検体を検出し、又は結合パートナー間の親和性又は親和性に関連する特性を判断するための装置。装置は、ａ）使用中に検体又は結合パートナーの１つが固定されている表面と、ｂ）表面を振動させるための変換器と、ｃ）解離イベントを引き起こすために振動の振幅及び／又は周波数を変更するための、変換器に接続したコントローラと、ｄ）解離イベントによる変換器の振動を検出するための、変換器に接続した解析器とを含む。コントローラは、共振回路内で変換器に接続した発振器を含み、そのために変換器は、２つの周波数で同時に振動し、その一方は、変換器に表面を振動させ、他方は、出力として解析器に供給される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）使用時に検体又は結合パートナーの１つが固定された表面と、ｂ）該表面を振動させるための変換器と、ｃ）該変換器に接続した、該振動の振幅及び／又は周波数を変更して解離イベントを引き起こすためのコントローラと、ｄ）該変換器に接続した、該解離イベントによる該変換器の振動を検出するための解析器とを含む、検体を混合物から分離し、又は検体を検出し、又は結合パートナー間の親和性又は親和性に関連する特性を判断するための装置であって、
コントローラが、共振回路内で変換器に接続した発振器を含み、そのために該変換器は、２つの周波数で同時に振動し、その一方は、該変換器に表面を振動させ、他方は、出力として解析器に供給される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記出力として解析器に供給される周波数は、前記表面を振動させる周波数の倍数であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記表面を振動させる周波数は、前記変換器の基本共振周波数であり、前記出力として解析器に供給される周波数は、該変換器の倍音周波数の１つであることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記表面を振動させる周波数は、前記出力として解析器に供給される周波数の倍数であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記表面を振動させる周波数は、前記変換器の倍音周波数の１つであり、前記出力として解析器に供給される周波数は、該変換器の基本周波数であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記解離イベントによる前記変換器の振動は、該変換器の共振周波数の少なくとも１つの付近に位置する周波数の範囲に存在することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記固定された検体又は結合パートナーは、金属、ポリマー、デンドリマー、自己組織化単分子層、ペプチド、蛋白質、抗体、抗原、酵素、酵素阻害剤、生物学的活性分子、薬物、ポリヌクレオチド、又はペプチドポリヌクレオチドであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記固定された検体又は結合パートナーは、細胞、バクテリア、ウイルス、プリオン、アミロイド、蛋白性凝集体、又はファージであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
異なる検体又は結合パートナーは、前記表面上の異なる位置に固定されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記解離イベントは、運動を生じる振動として検出されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記変換器は、圧電変換器であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記変換器は、クリスタル振動子微量天秤又は表面音波素子であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記変換器は、酸化亜鉛、圧電ポリマー、又は圧電セラミックを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記発振器は、二重周波数クリスタル発振器であることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記発振器は、２つの帯域通過フィルタを含み、各々は、その入力が前記変換器に接続され、かつその出力がそれぞれの増幅器に接続されており、該増幅器の出力は、電力加算器によって結合されて該変換器に供給され、該帯域通過フィルタの中心周波数は、該変換器の前記２つの発振周波数に対応することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記解析器は、無線周波数検出器及びデジタイザを含むことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
ａ）検体又は結合パートナーの１つを表面上に固定する段階と、ｂ）該表面を振動させる段階と、ｃ）解離イベントを引き起こすために該振動の振幅及び／又は周波数を変更する段階と、ｄ）解析器を使用して該解離イベントによる振動を検出する段階とを含む、検体を混合物から分離し、又は検体を検出し、又は結合パートナー間の親和性又は親和性に関連する特性を判断する方法であって、
２つの周波数で表面を同時に振動させ、その一方が該表面を振動させ、他方が、解離イベントによる振動を検出する際に使用するために出力として解析器に供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記表面は、変換器を使用して振動させられ、前記出力として解析器に供給される周波数は、該表面を振動させる周波数の倍数であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記表面を振動させる周波数は、前記変換器の基本共振周波数であり、前記出力として解析器に供給される周波数は、該変換器の倍音周波数の１つであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記表面を振動させる周波数は、前記出力として解析器に供給される周波数の倍数であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記表面を振動させる周波数は、前記変換器の倍音周波数の１つであり、前記出力として解析器に供給される周波数は、該変換器の基本周波数であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記解離イベントによる変換器の振動は、該変換器の共振周波数の少なくとも１つの付近に位置する周波数の範囲に存在することを特徴とする請求項１７から請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
異なる検体又は結合パートナーを前記表面上の異なる位置で固定する段階を更に含むことを特徴とする請求項２１又は請求項２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記解離イベントを運動を生じる振動として検出する段階を更に含むことを特徴とする請求項１７から請求項２３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体を分離及び検出し、「破裂イベント走査（ＲＥＶＳ（登録商標））を使用して検体又は結合パートナー間の親和性を測定するための装置に関する。特に、本発明は、共振器における機械的振動を励起し、破裂イベントに応答して共振器に生成された信号を感知及び解析するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結合パートナー間の親和性を判断するための厚み剪断モード共振器（ＴＳＭＲ）の使用は公知である。ＷＯ０１／０２８５７は、この目的のために水晶（クォーツクリスタル）膜厚計（ＱＣＭ）で使用されるようなＴＳＭＲを用いた方法及び装置を説明している。この装置は、クリスタルを振動させて、クリスタルの表面に付着した目標分子の加速が目標分子とその結合パートナーの間の引力を克服して結合を破壊させるのに十分になるまで振動の振幅を増大させるものである。この破裂イベントが発生した時に、放出されたエネルギは、クリスタル内の運動を生じる更に別の振動の形態で検出することができる。このような振動は、アコースティックエミッションとして説明されているが、実際には、合成された一組のクリスタルの振動を構成するものである。
【０００３】
ＷＯ０１／０２８５７で説明されているように、クリスタルは、その基本共振周波数で振動させられる。付着した種の運動を生じるエネルギは、振動の振幅が増大する時に消散され、破裂イベント時のかなりのエネルギの放出をもたらすまでになる。クリスタル内の運動を生じる振動から生成された電気信号は、クリスタル駆動周波数の第３高調波の近くで濾過される。この装置は、クリスタルの基本的共振を励起するための発振回路と解析器に接続した第２の周波数シンセサイザとを含み、解析器には、クリスタルからの濾過出力も接続されている。第２の周波数シンセサイザは、駆動周波数の第３高調波よりもΔｆだけ高い周波数で作動し、そのために、それが解析器によってクリスタルからの第３倍音出力と混合された時に差分周波数Δｆでの信号が生成される。代替的に、クリスタルをクリスタルの倍音共振の近くで励振させ、運動を生じる振動を基本周波数で検出することができる。
【０００４】
このシステムは、高精度及び非常に低いノイズの外部周波数シンセサイザを必要とし、これが方法及び装置の複雑性を増大し、並びに装置を重量化、大型化、及びより高価にするという欠点を有する。
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ０１／０２８５７
【発明の開示】
【０００６】
本発明によれば、ａ）使用中に検体又は結合パートナーの１つが固定されている表面と、ｂ）表面を振動させるための変換器と、ｃ）変換器に接続した、解離イベントを引き起こすために振動の振幅及び／又は周波数を変更するためのコントローラと、ｄ）変換器に接続した、解離イベントによる変換器の振動を検出するための解析器とを含む、検体を混合物から分離し、又は検体を検出し、又は結合パートナー間の親和性又は親和性に関連する特性を判断するための装置であって、コントローラが、共振回路内で変換器に接続した発振器を含み、そのために変換器は、２つの周波数で同時に振動し、その一方は、変換器に表面を振動させ、他方は、出力として解析器に供給されることを特徴とする装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、ａ）検体又は結合パートナーの１つを表面上に固定する段階と、ｂ）表面を振動させる段階と、ｃ）解離イベントを引き起こすために振動の振幅及び／又は周波数を変更する段階と、ｄ）解析器を使用して解離イベントによる振動を検出する段階とを含む、検体を混合物から分離し、又は検体を検出し、又は結合パートナー間の親和性又は親和性に関連する特性を判断する方法であって、２つの周波数で表面を同時に振動させ、その一方が表面を振動させ、他方が、解離イベントによる振動を検出する際に使用するために出力として解析器に供給されることを特徴とする方法が提供される。
【０００８】
従って、本発明は、検体を混合物から分離し、又は検体を検出し、又は結合パートナー間の親和性又は親和性に関連する特性を判断するための、従来技術よりも簡単で廉価でより携帯が容易な装置を提供する。
【０００９】
変換器は、どのような２つの周波数でも振動することができるが、一実施形態では、出力として解析器に供給される周波数は、表面を振動させる周波数の倍数である。例えば、表面を振動させる周波数は、変換器の基本共振周波数であり、出力として解析器に供給される周波数は、変換器の倍音周波数の１つである。
【００１０】
代替的実施形態では、表面を振動させる周波数は、出力として解析器に供給される周波数の倍数である。例えば、表面を振動させる周波数は、変換器の倍音周波数の１つであり、出力として解析器に供給される周波数は、変換器の基本周波数である。
【００１１】
一般的に、解離イベントによる変換器の振動は、変換器の共振周波数の少なくとも１つの付近に位置する周波数の範囲にある。
【００１２】
装置は、様々な検体及び結合パートナーと共に使用することができるが、典型的には、固定された検体又は結合パートナーは、金属（例えば、金、銀、銅、又はアルミニウム）、ポリマー（例えば、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、又は多糖類）、デンドリマー、自己組織化単分子層、ペプチド、蛋白質、抗体、抗原、酵素、酵素阻害剤、生物学的活性分子、薬物、ポリヌクレオチド（例えば、ＤＮＡ）、又はペプチド−ポリヌクレオチド（例えば、ＰＮＡ）である。代替的に、固定された検体又は結合パートナーは、細胞、バクテリア、ウイルス、プリオン、アミロイド、蛋白性凝集体、又はファージのような生物学的エンティティとすることができる。
【００１３】
装置は、ただ１つの検体と共に又は一方が表面上に固定された結合パートナーの対と共に使用することができる。しかし、装置は、同時にいくつかの検体又は結合パートナーと共に使用することもできる。すなわち、典型的には、異なる検体又は結合パートナーは、表面上の異なる位置に固定される。
【００１４】
通常、解離イベントは、運動を生じる振動として検出される。この運動を生じる振動は、変換器における電気信号を生成することができる。
【００１５】
一般的に、変換器は音波素子であり、この場合は、それは、微量天秤において使用されるクリスタル振動子のような圧電変換器、又は表面音波素子とすることができる。適切な圧電変換器は、酸化亜鉛、圧電ポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン）、圧電半導体（例えば、ガリウム砒素）、又は圧電セラミック（例えば、タンタル酸リチウム）を含むことができる。代替的に、変換器は、電磁素子とすることができる。
【００１６】
変換器が圧電変換器である時には、発振器は、二重モード結晶共振器とすることができる。
【００１７】
好ましい実施形態では、発振器は、２つの帯域通過フィルタを含み、各々は、その入力が変換器に接続され、その出力がそれぞれの増幅器に接続され、その出力は、電力加算器によって組み合わされて変換器に供給され、帯域通過フィルタの中心周波数は、変換器の２つの発振周波数に対応する。
一般的に、解析器は、無線周波数検出器及びデジタイザを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ここで、添付図面を参照して本発明の例を以下に説明する。
より具体的には、図１は、共振回路において発振器２に接続したクリスタル振動子１のような厚み剪断モード共振器センサを示すものである。発振器２は、二重周波数クリスタル発振器であり、クリスタル振動子１の２つの共振振動、すなわち、基本及びその第３倍音を励起する。
【００１９】
発振器２からの出力は、信号プロセッサ３に接続される。信号プロセッサ３からの出力は、結果を解析して表示するコンピュータ４に接続される。また、コンピュータ４は、振動の振幅を変更するために発振器２に接続した制御出力を有する。
【００２０】
使用時に、一対の結合パートナーのうちの親和性を判断することが望まれる一方が、発振器２によってその基本及び第３倍音周波数で振動させられるクリスタル振動子１の表面上に固定される。クリスタル振動子１の第３倍音振動のマグニチュードは、破裂イベントが発生した時に生成される信号と振幅が同等であるように、基本振動のものよりも遥かに低いマグニチュードである。
【００２１】
破裂イベントによって放出されたエネルギは、多くの周波数成分を含むことが既に判明している点に注意することが重要である。特に、これらは、駆動周波数の高調波及び／又はクリスタルの共振倍音周波数を含む帯域幅として見出すことができる。第３高調波及び倍音については、この帯域幅は、２００ｋＨｚの領域内とすることができるが、使用される高調波及びクリスタルの特性によって変わることになる。駆動信号の第３高調波で正確に変換器からの信号を測定することによりエネルギ放出を検出することは、変換器に印加された駆動信号が変換器の非線形応答によりその高調波で変換器の振動も引き起こすために容易ではない。これら高調波振動は、非常に狭い帯域幅を有するが、強度的には破裂イベントによって近い周波数で生じた振動を隠すものである。従って、検出周波数は、基本共振周波数の第３高調波から最も良くオフセットされ（すなわち、第３高調波のΔｆだけ上方又は下方の周波数であるように選択され）、検出システムの帯域幅は、ＳＮ比を最大にするために実験的評価に従って選択される。例えば、２０ｋＨｚまでの帯域幅によるクリスタルの第３倍音共振からの７０〜８０ｋＨｚのオフセットは、良好なＳＮ比をもたらすことが見出されている。当業者は、多くの変形が可能であることを認識するであろう。
【００２２】
コンピュータ４は、クリスタル振動子１の振動の振幅を変更するための制御信号を発振器２に供給する。振動の振幅が増大され、それによってクリスタル振動子１の表面上に固定された結合パートナーの加速度は、固定された結合パートナーとそれに付着した別の結合パートナーとの間の引力が克服されるまで増大される。これが起きると、結合パートナーは互いから分離し、この破裂イベントは、運動を生じる関連の振動に応答して電気信号を生成するクリスタル振動子１によって検出される。
【００２３】
代替的に、検体は、クリスタル振動子１の表面上に固定することができる。ここでもまた、振動の振幅は、検体と表面の間の引力が克服されるまで増大される。破裂イベントは、既に説明した要領で検出される。
【００２４】
代替的実施形態では、コンピュータ４は、発振器２の駆動振動の周波数を変更するが、その理由は、発振周波数の変動を用いてクリスタル振動子１の加速度を制御することもできるからである。
【００２５】
破裂イベントによって放出されたエネルギは、クリスタル振動子１を特にその共振周波数の近くで振動させる。これによって、一般的に第３共振倍音付近に中心を有する信号が得られる。他の周波数での信号も生成される。第３倍音付近を中心とした信号は、信号プロセッサ３によって隔離され、適切な解析後にコンピュータ４上に表示される。
【００２６】
図１を参照して説明した実施形態の第１の実施例を図２に示している。ここでは、発振器２は、帯域通過フィルタ１０ａ及び１０ｂ、可変利得増幅器１１ａ及び１１ｂ、及び電力加算器１３を含む。従って、帯域通過フィルタ１０ａ及び１０ｂ、可変利得増幅器１１ａ及び１１ｂ、電力加算器１３、及びクリスタル振動子１は、共振ループを形成する。帯域通過フィルタ１０ａは、クリスタル振動子１の基本周波数に中心周波数を有し、一方、帯域通過フィルタ１０ｂは、基本周波数の第３高調波をΔｆ超えた点に中心周波数を有する。可変利得増幅器１１ａは、帯域通過フィルタ１０ａからの信号を増幅し、一方、可変利得増幅器１１ｂは、帯域通過フィルタ１０ｂからの信号を増幅する。可変利得増幅器１１ａ及び１１ｂからの出力は、クリスタル振動子１に出力が接続された電力加算器１３によって互いに加算される。
【００２７】
電力加算器１３は、クリスタル振動子１の基本周波数での可変利得増幅器１１ａからの信号が電力加算器１３の出力の大部分（典型的に９９．９％）を形成し、電力加算器１３からの出力信号の少ない部分（典型的に０．１％）が可変利得増幅器１１ｂの出力から形成されるように、可変利得増幅器１１ａ及び１１ｂからの信号を結合する。適切な電力加算器を図６に示している。これは、２つの抵抗器１００及び１０１を含む。抵抗器１０１の値は、一般的に抵抗器１００よりもかなりに高い。この例においては、抵抗器１０１は、これらの抵抗器の接合部での信号が信号供給抵抗器１００の９９．９％及び信号供給抵抗器１０１の０．１％を含むように、抵抗器１００の値よりも１０００倍大きな値を有する。このようにして、クリスタル振動子１は、その基本周波数と第３高調波をΔｆ超えた周波数の両方で振動する。可変利得増幅器１１ａ及び１１ｂの利得は、基準入力１６ａ及び１６ｂに応答して無線周波数（ＲＦ）検出器及び自動利得制御（ＡＧＣ）調整器１２ａ及び１２ｂによって制御される。このようにして、可変利得増幅器１１ａ及び１１ｂの利得、及び、従って振動の各周波数でのクリスタル振動子１の振動のマグニチュードは、独立に制御することができる。増幅器１１ａの利得は、次に、破裂イベントが発生するような時まで増大される。
【００２８】
破裂イベントが発生した時に、放出されたエネルギによりクリスタル振動子１の付加的な振動が引き起こされ、生成される破裂イベント信号は、帯域通過フィルタ１０ａ及び１０ｂによって濾過される。可変利得増幅器１１ｂの出力は、ＲＦ検出器及びＡＧＣ調整器１６ｂに接続されており、これは、破裂イベント信号のうちの帯域通過フィルタ１０ｂの通過帯域内にあった部分を検出するために使用される。この帯域通過は、破裂イベントによって生成される周波数の範囲を選択し、検出器１２ｂによって検出されるように選択することができる。
【００２９】
ＲＦ検出器及びＡＧＣ調整器１２ａ及び１２ｂで使用される適切な回路の例を図７に示している。これは、ＲＦ検出器が、最初に乗算器１０３を使用して入力信号１０２を自乗し、その後、抵抗器１０４及びコンデンサ１０５を使用して、得られる信号をローパスフィルタで濾過して入力の電力に比例する出力信号１０６を生成することを示している。比例積分調整器は、増幅器１１ａ及び１１ｂの利得を調整する時間変動出力を生成する。
【００３０】
ＲＦ検出器及びＡＧＣ調整器１６ｂからの自乗出力信号は、フィルタ１０ｂの帯域通過内の全ての周波数成分の積を含み、多くの周波数で成分と共に時間変動するものである。それは、ＡＣ増幅器及びアナログ／デジタル変換器１４に供給され、これは、その信号を高い周波数でサンプリングし、その入力信号のデジタルバージョンを信号処理及び記憶装置１５に供給する。これによって、バッファに入れる処理が行われ、高速データ入力は、ＰＣ上で解析することができるデータポイントの組にされる。ＲＦ検出器及びＡＧＣ調整器１２ａ及び１２ｂ、ＡＣ増幅器及びアナログ／デジタル変換器１４、及び信号処理及び記憶装置１５は、協働して信号プロセッサ３及びコンピュータ４の役割を実行する。
【００３１】
帯域通過フィルタ１０ａ及び１０ｂの位置が入れ替わった図２の実施例の変形を図３に示している。クリスタル振動子１に対する駆動信号は、周波数差分Δｆによって駆動周波数の第３高調波から分離されたクリスタル振動子の第３倍音共振にある。破裂イベント信号は、クリスタル振動子１の基本周波数の近くで検出される。
【００３２】
図３に示す実施例は、倍音共振でのクリスタル振動子１の励振が基本周波数で低調波を含まないという利点を有する。対照的に、基本周波数での励振は、変換器応答における非線形性を通じて倍音周波数での振動を含んでいる。従って、倍音周波数でクリスタル振動子１を励振しながら基本周波数の近くで運動を生じる振動を分解する方が、基本周波数でクリスタル振動子１を励振しながら倍音周波数でそれらを分解するよりも容易である。
【００３３】
図４は、ＲＦ検出器及びＡＧＣ調整器１２ａ及び１２ｂが可変利得増幅器１１ａ及び１１ｂ及びＡＣ増幅器の利得を制御するためにのみ使用され、アナログ／デジタル変換器１４の代わりに直交受信器１７及びアナログ／デジタル変換器１８が使用される点で第１の実施例と異なる本発明の第２の実施例を示している。
【００３４】
直交受信器１７には、帯域通過フィルタ１０ｂの破裂イベント信号と周波数三倍器３０からの信号とが供給され、これは、可変利得増幅器１１ａの出力に接続され、従って、駆動周波数の第３高調波で信号を供給するものである。直交受信器１７は、２つの入力間の周波数差分である周波数を有する同位相及び直交成分である２つの逓降変換出力信号を生成する。破裂イベントが発生した場合、それは、帯域通過フィルタ１０ｂによって通された周波数の振幅及び位相の迅速な変調を生成することになり、これは、次に、直交受信器１７により逓降変換信号出力の同位相及び直交振幅の時間変動性変化に変換されることになる。
【００３５】
同位相及び直交搬送波は、アナログ／デジタル変換器１８によってデジタル化され、その後、これらのデジタル信号は、前と同様に、信号処理及び記憶装置１５に供給される。この実施例においては、ＲＦ検出器及びＡＧＣ調整器１２ａ及び１２ｂ、直交受信器１７、アナログ／デジタル変換器１８、周波数三倍器３０、及び、信号処理及び記憶装置１５は、信号プロセッサ３及びコンピュータ４の役割を実行する。
【００３６】
図５に示す第３の実施例においては、可変利得増幅器１１ｂの代わりに、帯域通過フィルタ２０ｂに接続された制限増幅器１９ｂが使用されている。同様に、帯域通過フィルタ１０ａの出力と可変利得増幅器１１ａとの間に制限増幅器１９ｂ及び帯域通過フィルタ２０ａが接続されている。制限増幅器１９ａ及び１９ｂは、線形範囲において非常に高い利得を有し、入力電圧の固定された正及び負の値で飽和する。これによって、実際には固定された振幅の方形波である出力が生成される。すなわち、制限増幅器１９ａ及び１９ｂは、ＲＦ検出器及びＡＧＣ調整器１２ａ及び１２ｂを通じたフィードバックループではなく、信号の振幅を制御する。従って、図２、図３、及び図４に示すような可変利得増幅器１１ｂは不要である。制限増幅器は、集積回路におけるパッケージとして入手可能であり、コスト面で利点をもたらすものである。
【００３７】
帯域通過フィルタ２０ａ及び２０ｂは、それぞれ、基本及び第３倍音周波数以外の全てを拒絶し、信号は、固定された振幅の高品質の正弦波である。これらのフィルタは、それらが第３高調波をＲＥＶＳ信号のレベルよりも大幅に低いレベルに減衰させる必要があるので、非常に高品質のものであるべきである。すなわち、電力加算器の２つの分岐における信号レベルの比率が１０００である場合、減衰は、第３高調波において少なくとも１００，０００でなければならない。代替構成においては、フィルタ２０ａを電力増幅器２１の後に配置して電力増幅器２１に生じるあらゆる高調波を排除することができる。
【００３８】
この種の更に別の例においては、周波数三倍器３０を処分し、第３倍音信号をこれが主要な発振周波数であるから直交受信器の基準周波数として直接に使用することも可能である。
【００３９】
同時に２つの周波数で自励発振を達成する別の方法は、図８に示すようにダイプレクサ８０ａ及び８０ｂを使用することである。これらのダイプレクサ８０ａ及び８０ｂは、先の図で示した帯域通過フィルタ及び電力加算器の機能を結合するものである。ダイプレクサ８０ａ及び８０ｂの使用には、基本及び第３倍音周波数でクリスタルに供給される電力レベルの独立した連続的な制御を達成することができるという利点がある。すなわち、検出周波数での振動の振幅を適切なレベルに調整してＳＮ比を最適化することができる。基本周波数信号又は第３倍音＋Δｆ信号のいずれかを駆動信号として互換的に使用することができ、他方の周波数は、検出用に使用される。高分離増幅器（又は可変減衰器）を使用すれば、どのループも不活性化され、他方に対して透明に見えるようにすることができる。すなわち、この装置においては、あらゆる数の周波数を提供することができ、必要なものだけが活性化される。振動安定性を増大し、かつ可能なあらゆる疑似モードを除去するために、狭帯域通過フィルタを各増幅器の出力の直後に挿入することができると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態を概略的に示す図である。
【図２】図１の実施形態の第１の実施例を概略的に示す図である。
【図３】図１の実施形態の第１の実施例を概略的に示す図である。
【図４】図１の実施形態の第２の実施例を概略的に示す図である。
【図５】図１の実施形態の第３の実施例を概略的に示す図である。
【図６】第１から第３の実施例で使用される電力加算器の例を示す図である。
【図７】無線周波数検出器及びＡＧＣ調整器の例を示す図である。
【図８】図１の実施形態の第４の実施例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  クリスタル振動子
２  発振器
３  信号プロセッサ
４  コンピュータ
【図１】
2006523835.tif 000003
【図２】
2006523835.tif 000004
【図３】
2006523835.tif 000005
【図４】
2006523835.tif 000006
【図５】
2006523835.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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