(57)【要約】【課題】広帯域なサンプラー、あるいはダイナミックレンジの大きいサンプラーを提供する。【解決手段】スイッチダイオード８Ａ，８Ｂの寄生容量を補償するインダクタンス３１，３２を設ける。終端抵抗７の近傍に挿入されたインダクタンス３３は、終端抵抗７の寄生容量を補償する。ハイパスフィルタ３５は、伝送線路における損失等を補償する。また、ステップ信号はテーパー線路３４Ａおよびテーパー線路３４Ｂを介して入力される。ステップ信号を信号源１１よりも高インピーダンスで受けることで、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂに与えるストローブ信号の振幅を拡大している。【選択図】図１
2007120947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、
高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中に存在する寄生容量を補償する補償回路を設けたことを特徴とするサンプラー。
【請求項２】
前記寄生容量は前記スイッチング素子の寄生容量であることを特徴とする請求項１に記載のサンプラー。
【請求項３】
インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、
高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中に存在する損失を補償する補償回路を設けたことを特徴とするサンプラー。
【請求項４】
インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、
高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中に、前記経路のインピーダンス整合のためのインダクタンスを直列に挿入したことを特徴とするサンプラー。
【請求項５】
インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、
高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中にハイパス特性を有する補償回路を設けたことを特徴とするサンプラー。
【請求項６】
元信号と、元信号が反射されて形成された反射信号とが合成されて形成されたインパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、
前記元信号の反射により前記反射信号を作り出す短絡経路の近傍に、短絡経路に基づく容量成分を補償する高インピーダンスの線路を挿入したことを特徴とするサンプラー。
【請求項７】
元信号と、元信号が反射されて形成された反射信号とが合成されて形成されたインパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、
前記元信号の反射により前記反射信号を作り出す短絡経路を、基板上の導体パターン間を短絡する金属ブロックを用いて形成したことを特徴とするサンプラー。
【請求項８】
元信号と、元信号が反射されて形成された反射信号とが合成されて形成されたインパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、
前記元信号の経路のインピーダンスを高くする線路ないし回路を設けたことを特徴とするサンプラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号波形の取り込みのために用いられるサンプラーに関し、とくに広帯域の動作が可能なサンプラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号を高速でサンプリングするためのサンプラーが知られている。サンプラーは、例えばサンプリングオシロスコープ等の波形測定装置における信号波形の取り込みのために用いられる。
【０００３】
図５はサンプラーの構成例を示す回路図である。図５に示すサンプラーは、高周波信号が入力される入力部１と、高周波信号の信号源のグランド側に接続される入力部２Ａおよび入力部２Ｂと、入力部１に接続される伝送パターン３と、入力部２Ａおよび入力部２Ｂにそれぞれ接続され、伝送パターン３と平行に設けられた伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂと、伝送パターン３に直列に接続された伝送パターン５と、伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂに、それぞれ直列に接続された伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂと、入力された高周波信号を終端する終端抵抗７と、スイッチングにより高周波信号をサンプリングするスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂと、充電により高周波信号をホールドするホールドコンデンサ９Ａおよびホールドコンデンサ９Ｂと、ストローブ信号となるステップ信号を発生させる信号源１１と、信号源１１からのストローブ信号が入力されるストローブ入力部１１ａおよびストローブ入力部１１ｂと、ストローブ入力部１１ａおよびストローブ入力部１１ｂにそれぞれ接続された伝送パターン１２Ａおよび伝送パターン１２Ｂと、を備える。
【０００４】
伝送パターン３、伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂは１組のコプレーナー線路を、伝送パターン５、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂは１組のコプレーナー線路を、それぞれ構成する。また、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂは１組のスロット線路を、伝送パターン１２Ａおよび伝送パターン１２Ｂは１組のスロット線路を、それぞれ構成する。なお、信号源１１から見た場合、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂはスロット線路とみなされ、伝送パターン５は無視される。
【０００５】
次に、この回路の動作について説明する。高周波信号の信号源のグランド側を入力部２Ａおよび入力部２Ｂに接続した状態で、高周波信号を入力部１に入力する。通常時には、端子１０Ａおよび端子１０Ｂを介して逆バイアスを与えることで、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂをオフさせておく。高周波信号の電圧は、伝送パターン３、４Ａ、４Ｂによるコプレーナー線路、伝送パターン５、６Ａ、６Ｂによるコプレーナー線路、ホールドコンデンサ９Ａおよびホールドコンデンサ９Ｂを介して、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂに印加された状態となる。
【０００６】
サンプリング動作時には、ストローブ入力部１１ａおよびストローブ入力部１１ｂを介して、信号源１１からストローブ信号が与えられる。このストローブ信号は、スロット線路を構成する伝送パターン１２Ａおよび伝送パターン１２Ｂを伝播する。このとき、伝送パターン１２Ａおよび伝送パターン１２Ｂに誘起される電圧は、互いに逆の極性を持ったステップパルスを生み出す。このステップパルスは、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂの位置を通過してスロット線路を構成する伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂを伝播し、短絡経路１４で短絡される。
【０００７】
短絡経路１４における短絡時の反射により、次に、伝送パターン１２Ａおよび伝送パターン１２Ｂの短絡経路１４側（図５において右側）の端部を起点とする、逆極性のステップパルスが、逆方向（図５において左方向）に伝播する。このステップパルスは再びスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂの位置を逆方向（図５において左方向）に通過する。
【０００８】
このように、短時間の間に往復する２つのステップパルスが重ね合わされ、図５のＰ点およびＱ点で観測される波形は、幅の細いパルスとなる。パルスの幅はステップパルスの立ち上がり時間と、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂで形成される伝送路の長さに制限される。ステップパルスの立ち上がりが充分速く、伝送路の長さが適切に設計されていれば、Ｐ点およびＱ点の波形はインパルス信号となる。このインパルス信号はＰ点とＱ点で逆の極性を持ち、それぞれホールドコンデンサ９Ａおよびホールドコンデンサ９Ｂを介してスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂをインパルス信号の時間幅だけオンさせる。スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂがオンしている間、高周波信号はホールドコンデンサ９Ａおよびホールドコンデンサ９Ｂを充電する。スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂがオフした後に、端子１０Ａおよび端子１０Ｂを介して充電電圧を取り出し、これをサンプリング電圧として使用する。
【特許文献１】特開平２−２１２７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、現実の回路では使用する部品や回路の実装状況に応じて、寄生容量、寄生インダクタンス、接点に起因する損失等が発生する。
【００１０】
図６は現実の実装回路における等価回路を示す回路図である。図６に示す伝送パターン２１〜２３は１組のコプレーナー線路を構成する。理想的には高周波信号はスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂの直近で終端されることが望ましい。しかし、各部品の大きさの制約により、実際には伝送パターン２１〜２３に相当する不要な線路が形成されてしまう。
【００１１】
また、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂには、それぞれコンデンサ２４Ａおよびコンデンサ２４Ｂとして示す寄生容量が存在する。さらに、終端抵抗７には、コンデンサ２５として示す寄生容量が存在する。
【００１２】
図６のインダクタンス２６はステップパルスを短絡させる経路の寄生インダクタンスを代表している。コンデンサ２７Ａおよびコンデンサ２７Ｂは、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂ、あるいは短絡経路１４相互間の容量結合に基づく寄生容量を代表している。また、抵抗２８は、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂや、入力部１、入力部２Ａあるいは入力部２Ｂへの接続のためのコネクタなどに存在する損失を代表している。
【００１３】
これらの寄生容量、寄生インダクタンス、損失等は、実際には伝送線路やその接続部分などに分布定数的に存在するものであるが、図６では回路中に挿入された各素子に代表して表現している。
【００１４】
図６に示すような寄生容量、寄生インダクタンス、損失等は、サンプラーの性能を制限する要因となる。
【００１５】
例えば、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂの寄生容量はサンプラーの動作周波数を制限する。また、抵抗２８により代表される損失は実際には周波数特性を持ち、周波数が高いほど損失が大きくなるため、これも動作周波数の制限となる。
【００１６】
また、インダクタンス２６に代表されるステップパルスを短絡させる経路の寄生インダクタンスもまた、サンプラーの動作周波数を制限する。さらに、コンデンサ２７Ａおよびコンデンサ２７Ｂが代表する寄生容量は、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂによる伝送線路のインピーダンスを乱す。その結果、インピーダンスの不整合による反射を生じ、高周波信号が正常に伝送されなくなり、動作周波数が制限される。
【００１７】
さらに、従来のサンプラーにおいては、ストローブ信号の振幅不足によるダイナミックレンジの制限が発生しやすいという問題がある。ストローブ信号には、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂをオンさせるのに必要なだけの振幅が要求される。スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂは逆バイアスされており、さらに高周波信号が印加されて逆バイアスが深くなった状態からスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂをオンさせなければならない。このため、ストローブ信号には大きな振幅が必要となり、その振幅の大きさがサンプラーのダイナミックレンジに影響する。
【００１８】
一方、ストローブ信号の立ち上がり時間は動作速度に影響するため、動作周波数の広いサンプラーを得るためには、その立ち上がりが速いほどよい。
【００１９】
このように、立ち上がりが速く振幅が大きいストローブ信号が必要であるが、立ち上がりの速い信号は伝送が困難であり損失も大きくなるため、その両立は困難である。
【００２０】
本発明の目的は、広帯域なサンプラー、あるいはダイナミックレンジの大きいサンプラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のサンプラーは、インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中に存在する寄生容量を補償する補償回路を設けたことを特徴とする。
このサンプラーによれば、補償回路が寄生容量を補償するので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００２２】
前記寄生容量は前記スイッチング素子の寄生容量であってもよい。
【００２３】
本発明のサンプラーは、インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中に存在する損失を補償する補償回路を設けたことを特徴とする。
このサンプラーによれば、補償回路が損失を補償するので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００２４】
本発明のサンプラーは、インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中に、前記経路のインピーダンス整合のためのインダクタンスを直列に挿入したことを特徴とする。
このサンプラーによれば、インダクタンスにより経路のインピーダンス整合が行われるので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００２５】
本発明のサンプラーは、インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、高周波信号が前記スイッチング素子に流れ込む経路中にハイパス特性を有する補償回路を設けたことを特徴とする。
このサンプラーによれば、ハイパス特性を有する補償回路により経路の周波数特性が補償されるので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００２６】
本発明のサンプラーは、元信号と、元信号が反射されて形成された反射信号とが合成されて形成されたインパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、前記元信号の反射により前記反射信号を作り出す短絡経路の近傍に、短絡経路に基づく容量成分を補償する高インピーダンスの線路を挿入したことを特徴とする。
このサンプラーによれば、高インピーダンスの線路により短絡経路に基づく容量成分を補償するので、高周波信号がスイッチング素子に流れ込む経路の周波数特性が向上してサンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００２７】
本発明のサンプラーは、元信号と、元信号が反射されて形成された反射信号とが合成されて形成されたインパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、前記元信号の反射により前記反射信号を作り出す短絡経路を、基板上の導体パターン間を短絡する金属ブロックを用いて形成したことを特徴とする。
このサンプラーによれば、短絡経路を、金属ブロックを用いて形成したので、低インピーダンスの短絡経路を得ることができ、短絡経路の周波数特性が向上してサンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００２８】
本発明のサンプラーは、元信号と、元信号が反射されて形成された反射信号とが合成されて形成されたインパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーにおいて、前記元信号の経路のインピーダンスを高くする線路ないし回路を設けたことを特徴とする。
このサンプラーによれば、元信号の経路のインピーダンスを高くする線路ないし回路を設けたので、元信号および反射信号の振幅を拡大でき、インパルス信号の振幅も増大するため、サンプラーのダイナミックレンジを拡大できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のサンプラーによれば、補償回路が寄生容量を補償するので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００３０】
本発明のサンプラーによれば、補償回路が損失を補償するので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００３１】
本発明のサンプラーによれば、インダクタンスにより経路のインピーダンス整合が行われるので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００３２】
本発明のサンプラーによれば、ハイパス特性を有する補償回路により経路の周波数特性が補償されるので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００３３】
本発明のサンプラーによれば、高インピーダンスの線路により短絡経路に基づく容量成分を補償するので、高周波信号がスイッチング素子に流れ込む経路の周波数特性が向上してサンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００３４】
本発明のサンプラーによれば、短絡経路を、金属ブロックを用いて形成したので、低インピーダンスの短絡経路を得ることができ、短絡経路の周波数特性が向上してサンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００３５】
本発明のサンプラーによれば、元信号の経路のインピーダンスを高くする線路ないし回路を設けたので、元信号および反射信号の振幅を拡大でき、インパルス信号の振幅も増大するため、サンプラーのダイナミックレンジを拡大できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図１〜図４を参照して、本発明によるサンプラーの実施形態について説明する。
【００３７】
図１は本実施形態のサンプラーの構成を示す等価回路図である。
【００３８】
本実施形態のサンプラーは、高周波信号が入力される入力部１と、高周波信号の信号源のグランド側に接続される入力部２Ａおよび入力部２Ｂと、入力部１に接続される伝送パターン３と、入力部２Ａおよび入力部２Ｂにそれぞれ接続され、伝送パターン３と平行に設けられた伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂと、伝送パターン３に直列に接続された伝送パターン５と、伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂに、それぞれ直列に接続された伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂと、入力された高周波信号を終端する終端抵抗７と、スイッチングにより高周波信号をサンプリングするスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂと、充電により高周波信号をホールドするホールドコンデンサ９Ａおよびホールドコンデンサ９Ｂと、ストローブ信号となるステップ信号を発生させる信号源１１と、信号源１１からのストローブ信号が入力されるストローブ入力部１１ａおよびストローブ入力部１１ｂと、ストローブ入力部１１ａおよびストローブ入力部１１ｂにそれぞれ接続されたテーパ線路３４Ａおよびテーバ線路３４Ｂと、を備える。
【００３９】
伝送パターン３、伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂは１組のコプレーナー線路を、伝送パターン５、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂは１組のコプレーナー線路を、それぞれ構成する。また、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂは１組のスロット線路を、テーパ線路３４Ａおよびテーパ線路３４Ｂは１組のスロット線路を、それぞれ構成する。なお、信号源１１から見た場合、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂはスロット線路とみなされ、伝送パターン５は無視される。
【００４０】
図１に示す伝送パターン２１〜２３は１組のコプレーナー線路を構成する。伝送パターン２１〜２３は、各部品の大きさの制約等により形成される線路の電気特性を等価的に示している。
【００４１】
また、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂには、それぞれコンデンサ２４Ａおよびコンデンサ２４Ｂとして示す寄生容量が存在する。さらに、終端抵抗７には、コンデンサ２５として示す寄生容量が存在する。
【００４２】
図１のインダクタンス２６はステップパルスを短絡させる経路の寄生インダクタンスを代表している。コンデンサ２７Ａおよびコンデンサ２７Ｂは、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂ、あるいは短絡経路１４相互間の容量結合に基づく寄生容量を代表している。また、抵抗２８は、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂや、入力部１、入力部２Ａあるいは入力部２Ｂへの接続のためのコネクタなどに存在する損失を代表している。
【００４３】
これらの寄生容量、寄生インダクタンス、損失等は、実際には伝送線路やその接続部分などに分布定数的に存在するものであるが、図１では回路中に挿入された各素子に代表して表現している。
【００４４】
図１に示すように、本実施形態のサンプラーでは、インダクタンス３１およびインダクタンス３２をスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂの近傍に挿入している。このインダクタンス３１およびインダクタンス３２は、コンデンサ２４Ａおよびコンデンサ２４Ｂとして示すスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂの寄生容量を補償し、回路のインピーダンスを伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂによる伝送線路と整合させる機能を持つ。実際にはインダクタンス３１およびインダクタンス３２の値は小さくてよいため、インピーダンスが高めの伝送線路を該当する位置に挿入している。
【００４５】
同様に、終端抵抗７の近傍に挿入されたインダクタンス３３は、コンデンサ２５として示す終端抵抗７の寄生容量の影響を打ち消している。
【００４６】
図１に示すように、コンデンサ３５ａおよび抵抗３５ｂからなるハイパスフィルタ３５が、伝送パターン５と直列に挿入されている。このハイパスフィルタ３５は、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂ、伝送パターン２１〜２３からなる伝送線路における損失、および、入力部１、入力部２Ａ、入力部２Ｂに接続されるコネクタおよびその接点における損失を補償する。これらの損失の周波数特性の逆に近い特性を持つハイパスフィルタ３５等を高周波信号の入力経路に挿入することにより、サンプラーの周波数特性を平坦にすることができる。
【００４７】
本実施形態のサンプラーでは、ストローブ信号の振幅を稼ぐために、信号源１１から出力されるステップ信号を高インピーダンスで受けるようにしている。図１に示すように、ステップ信号はテーパー線路３４Ａおよびテーパー線路３４Ｂを介して入力される。テーパー線路３４Ａおよびテーパー線路３４Ｂによりステップ信号の反射が抑制されるように、インピーダンス変換している。また、伝送パターン２２および伝送パターン２３で構成されるスロット線路と、伝送パターン６Ａおよび伝送パターン６Ｂで構成されるスロット線路のインピーダンスを、テーパー線路３４Ａおよびテーパー線路３４Ｂによる変換後のインピーダンスに整合させている。このように、ステップ信号を信号源１１よりも高インピーダンスで受けることで、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂに与えるストローブ信号の振幅を拡大している。
【００４８】
このため、本実施形態のサンプラーでは、立ち上がりが速く、しかも振幅の大きなストローブ信号を得ることができるため、サンプラーのダイナミックレンジを効果的に拡大できる。
【００４９】
コンデンサ２７Ａおよびコンデンサ２７Ｂにより代表される、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂ、あるいは短絡経路１４相互間の容量結合に基づく寄生容量により、伝送パターン３、伝送パターン４Ａ、伝送パターン４Ｂ、伝送パターン５、伝送パターン６Ａ、伝送パターン６Ｂからなる伝送線路のインピーダンスが乱れ、低めのインピーダンスとなる。本実施形態のサンプラーでは、その寄生容量を打ち消すために短絡経路１４の近傍にインピーダンスの高い伝送線路３６、伝送線路３７Ａ、伝送線路３７Ｂ、伝送線路３８、伝送線路３９Ａ、伝送線路３９Ｂを挿入する。これにより、寄生容量の容量成分が打ち消され、インピーダンスの乱れを最小限に抑えることができる。
【００５０】
図２は本実施形態のサンプラーの実装状態を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。
【００５１】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、本実施形態のサンプラーは、基板５１上にスイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂ、その他の部品が内蔵されてサンプラーの回路を構成するモジュール５２が実装され、構成される。
【００５２】
基板５１には、伝送パターン３に相当する導体パターン５３と、伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂに相当する導体パターン５４および導体パターン５５とが形成されている。導体パターン５３、導体パターン５４および導体パターン５５には同軸ケーブル５６により伝送される高周波信号が与えられる。導体パターン５４および導体パターン５５は、高周波信号の信号源のグランド側に接続される。
【００５３】
短絡ブロック６０は導体パターン５４および導体パターン５５を接続するトンネル状の金属製ブロックであり、図１における短絡経路１４を構成する。短絡ブロック６０は広い面積で導体パターン５４および導体パターン５５に対し接続されるとともに、短絡経路１４としての断面積を大きくできる。また、短絡ブロック６０に形成された切り欠き６１により、導体パターン５３との間の距離を充分に確保できる。このため、インダクタンス２６、コンデンサ２７Ａおよびコンデンサ２７Ｂ（図１）で示されるインダクタンス成分や寄生容量成分を抑制でき、理想に近い短絡経路１４が構成される。このため、基板上での配線やワイヤボンディングにより短絡経路１４を構成する場合に比較して、サンプラーの動作周波数を効果的に拡大できる。なお、短絡ブロック６０の形状を選択して、最適なインピーダンス特性を持たせることもできる。
【００５４】
図３は別の実装状態を示す図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線方向から見た側面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のIIIｃ−IIIｃ線断面図である。
【００５５】
図３に示す例では、短絡ブロック６０（図２）に代えて、基板を覆う金属製のパッケージを用いて、短絡経路を構成している。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板５１Ａ上には、スイッチダイオード８Ａおよびスイッチダイオード８Ｂ、その他の部品が内蔵されてサンプラーの回路を構成するモジュール５２が実装される。
【００５７】
基板５１Ａには、伝送パターン３に相当する導体パターン５３Ａと、伝送パターン４Ａおよび伝送パターン４Ｂに相当する導体パターン５４Ａおよび導体パターン５５Ａとが形成されている。導体パターン５３Ａ、導体パターン５４Ａおよび導体パターン５５Ａには同軸ケーブル５６Ａにより伝送される高周波信号が与えられる。導体パターン５４Ａおよび導体パターン５５Ａは、高周波信号の信号源のグランド側に接続される。
【００５８】
基板５１Ａ上のモジュール５２をその内部空間７２に収容するパッケージ７０は、同軸ケーブル５６Ａが挿入される切り欠き７１が形成された金属製のブロックとして構成されるとともに、図１における短絡経路１４を構成する。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、パッケージ７０はその端面において広い面積で導体パターン５４Ａおよび導体パターン５５Ａに対し接続されるとともに、短絡経路１４としての断面積を大きくできる。また、パッケージ７０に形成された切り欠き７１により、導体パターン５３Ａとの間の距離を充分に確保できる。このため、インダクタンス２６、コンデンサ２７Ａおよびコンデンサ２７Ｂ（図１）で示されるインダクタンス成分や寄生容量成分を抑制でき、理想に近い短絡経路１４が構成される。このため、基板上での配線やワイヤボンディングにより短絡経路１４を構成する場合に比較して、サンプラーの動作周波数を効果的に拡大できる。なお、パッケージ７０の形状を選択して、最適なインピーダンス特性を持たせることもできる。
【００５９】
このように、パッケージ７０に近接してモジュール５２を実装できる場合には、パッケージ７０を利用して短絡経路１４を構成することができる。
【００６０】
図４の構成は、図１の構成におけるハイパスフィルタ３５に代えて、同様のハイパス特性を持つテーパー線路４１を挿入することで、抵抗２８として示す損失を補償する例を示している。図４において伝送パターン４２および伝送パターン４３は、テーパー線路４１との組み合わせでインピーダンス整合を図るためのものである。
【００６１】
以上説明したように、本発明のサンプラーによれば、補償回路が寄生容量を補償するので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。また、補償回路が損失を補償するので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。また、インダクタンスにより経路のインピーダンス整合が行われるので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。また、ハイパス特性を有する補償回路により経路の周波数特性が補償されるので、サンプラーの動作帯域を拡大できる。また、高インピーダンスの線路により短絡経路に基づく容量成分を補償するので、短絡経路の周波数特性が向上してサンプラーの動作帯域を拡大できる。また、短絡経路を、金属ブロックを用いて形成したので、低インピーダンスの短絡経路を得ることができ、短絡経路の周波数特性が向上してサンプラーの動作帯域を拡大できる。
【００６２】
さらに、本発明のサンプラーによれば、元信号の経路のインピーダンスを高くする線路ないし回路を設けたので、元信号および反射信号の振幅を拡大でき、インパルス信号の振幅も増大するため、サンプラーのダイナミックレンジを拡大できる。
【００６３】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は測定装置に限定されず、例えば、ミキサーにも適用される。本発明は、インパルス信号によりスイッチング素子をスイッチさせて高周波信号をサンプリングするサンプラーに対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施形態のサンプラーの構成を示す等価回路図。
【図２】本実施形態のサンプラーの実装状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図。
【図３】別の実装状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のIIIｃ−IIIｃ線断面図。
【図４】ハイパスフィルタに代えて、同様のハイパス特性を持つテーパー線路を挿入した例を示す等価回路図。
【図５】従来のサンプラーの構成例を示す回路図。
【図６】従来のサンプラーの等価回路図。
【符号の説明】
【００６５】
３１    インダクタンス
３２    インダクタンス
３３    インダクタンス
３４Ａ，３４Ｂ  テーパー線路
３５    ハイパスフィルタ
３６，３７Ａ，３７Ｂ，３８，３９Ａ，３９Ｂ  伝送線路
【図１】
2007120947.tif 000003
【図２】
2007120947.tif 000004
【図３】
2007120947.tif 000005
【図４】
2007120947.tif 000006
【図５】
2007120947.tif 000007
【図６】
2007120947.tif 000008