(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号が入力される入力端子と、
この入力端子に接続される直流カップリングの第１のパスと、
この第１のパスに並列に設けられ、前記入力端子に接続される交流カップリングの第２のパスと、
前記第１のパスまたは前記第２のパスを択一的に選択し、選択したパス経由で前記入力信号を出力端から出力する第１のスイッチと、
減衰比１／１の第３のパスと、
前記第１のスイッチの出力端またはグランドを選択して前記第３のパスと接続させる第２のスイッチと、
前記第３のパスに並列に設けられ、減衰器を有する第４のパスと、
前記第１のスイッチの出力端またはグランドを選択して前記第４のパスと接続させる第３のスイッチと、
前記減衰比１／１の第３のパスまたは前記減衰器を有する第４のパスを選択し、選択したパスを低抵抗を介してグランドに接続させて入力インピーダンスを切換える手段と、
前記減衰比１／１の第３のパスに接続される高入力インピーダンスの第１のバッファと、
前記減衰器を有する第４のパスに接続される高入力インピーダンスの第２のバッファとを設け、
メジャー時は、前記第２のスイッチまたは第３のスイッチの一方が、前記第１のスイッチの出力端を選択し、
前記第３のパスと第４のパスの各出力それぞれは、前記高入力インピーダンスの第１のバッファ、第２のバッファを介して出力されることを特徴とする広帯域減衰回路。
【請求項２】
前記減衰器を有する第４のパスは、
減衰比１／１０の第１の減衰器と、
この第１の減衰器に直列に設けられる減衰比１／１の第６のパスと、
この第６のパスに並列に設けられ、減衰比１／１０の第２の減衰器を有する第７のパスと、
前記第６のパスまたは第７のパスを選択し、選択したパスを前記第１の減衰器と接続させて第４のパス全体の減衰比を切り替える減衰比切替回路と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の広帯域減衰回路。
【請求項３】
前記入力インピーダンスを切換える手段は、
前記減衰比１／１の第３のパスとグランド間に設けられる第１の高抵抗と、
前記減衰器を有する第４のパスとグランド間に設けられる第２の高抵抗と、
前記減衰比１／１の第３のパスと減衰器を有する第４のパスを前記低抵抗を介して択一的にグランドに接続する第４のスイッチと、
を備え、第４のスイッチの切換えにより入力インピーダンスを高入力インピーダンスまたは低入力インピーダンスに切換えるように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の広帯域減衰回路。
【請求項４】
前記高抵抗が１ＭΩ、低抵抗が５０Ωであることを特徴とする請求項３記載の広帯域減衰回路。
【請求項５】
前記減衰比切替回路は、
前記第１の減衰器を、前記第６のパスまたは前記第７のパスに接続する第５のスイッチと、
この第５のスイッチと連動し、前記第６のパスまたは第７のパスを、前記第２のバッファに接続する第６のスイッチと
を備えたことを特徴とする請求項２記載の広帯域減衰回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広帯域オシロスコープ等の入力部で使用される減衰回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
広帯域オシロスコープの入力減衰回路には、通常、交流／直流カップリング切換え、入力インピーダンス１ＭΩ／５０Ω切換え、グランド／メジャー切換え、減衰比切換え等の機能がある。
【０００３】
ここでは、減衰比切換えの機能を有する回路を対象にする。従来より、図２あるいは図３のような減衰回路がある。図２と図３は減衰比切換えをそれぞれ直列と並列にレイアウトしたもので、どちらも１／１，１／１０，１／１００の減衰比が得られるものである。
【０００４】
図２において、グランド／メジャー切換えスイッチＳ１１は、入力端子ＩＮに印加された入力信号を受けるか受けないかの切換えを行なう。なお、入力端子はグランドとの間に抵抗（１ＭΩ）が接続されている。
スイッチＳ１１の出力は、コンデンサＣ１１を介した交流カップリングのパスか直流カップリングのパスのいずれかを通して後段に送られる。交流／直流切換えスイッチＳ１２はそのいずれのパスを選択するかを決めるスイッチである。
【０００５】
スイッチＳ１２の出力端は、スイッチＳ１３と抵抗Ｒ１２（５０Ω）を介してグランドに接続されると共に、後段の減衰比切換え回路２０に接続されている。スイッチＳ１１が入力端子側に接続している状態下で、スイッチＳ１３をＯＦＦにすると入力インピーダンスは１００ＭΩとなり、ＯＮにすると入力インピーダンスは５０Ωになる。
【０００６】
減衰比切換え回路２０は、減衰比１／１か１／１０のいずれかに切換えるもので、連動スイッチＳ１４とスイッチＳ１５により、信号をそのまま通す（減衰比１／１）か減衰比１／１０の減衰器２１を介して通すかを切換える。
【０００７】
減衰比切換え回路２０の出力は、同様の構成で作成された減衰比切換え回路３０を介してバッファＢへ出力される。バッファＢとしては、通常高入力インピーダンスを持つＦＥＴが用いられる。
【０００８】
このような回路では、直列接続した減衰比切換え回路２０と３０の切換えの組み合わせにより、入力信号を１／１，１／１０，１／１００のいずれかに減衰した信号をバッファＢから得ることができる。
【０００９】
図３に示すものは、減衰比切換え回路として、信号をそのまま通す線路（減衰比１／１），減衰比１／１０の減衰器２１を選択する回路，減衰比１／１００の減衰噐２２を選択する回路の３つを並列接続したものである。
【００１０】
このような回路によっても図２と同様に入力信号を１／１，１／１０，１／１００のいずれかに減衰した信号をバッファＢから得ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の回路では次のような理由により広帯域化の実現が困難であるという課題があった。
【００１２】
減衰回路の周波数特性は回路の電気長およびバッファの入力容量による共振によって制限され、また、回路の周波数特性は減衰比１／１のパスの特性が最も厳しい。
図２において入力インピーダンス５０Ωの場合、減衰比１／１のときの周波数特性は、５０Ω終端後からバッファまでのスタブの電気長と、バッファの入力容量による共振周波数によって制限される。このときの電気長はレイアウトを工夫したところで決してスイッチ４個分よりは短くならない。
【００１３】
スタブの電気長を短くするために図３のような回路構成をとればスタブの電気長は確かにスイッチ２個分に減少するけれども、逆にスイッチの総数が４個から６個に増え、コストアップになってしまうという問題がある。
【００１４】
なお、入力インピーダンス１ＭΩのときは、入力端からバッファまでの電気長は、図２ではスイッチが６個、図３ではスイッチが４個あり、いずれもそれより短くはならない。
【００１５】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、スイッチの個数を増やさないで、電気長が短くなる回路構成とし、回路の共振周波数をより高域にすることにより広帯域化を図り得る広帯域減衰回路を実現することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
入力信号が入力される入力端子と、
この入力端子に接続される直流カップリングの第１のパスと、
この第１のパスに並列に設けられ、前記入力端子に接続される交流カップリングの第２のパスと、
前記第１のパスまたは前記第２のパスを択一的に選択し、選択したパス経由で前記入力信号を出力端から出力する第１のスイッチと、
減衰比１／１の第３のパスと、
前記第１のスイッチの出力端またはグランドを選択して前記第３のパスと接続させる第２のスイッチと、
前記第３のパスに並列に設けられ、減衰器を有する第４のパスと、
前記第１のスイッチの出力端またはグランドを選択して前記第４のパスと接続させる第３のスイッチと、
前記減衰比１／１の第３のパスまたは前記減衰器を有する第４のパスを選択し、選択したパスを低抵抗を介してグランドに接続させて入力インピーダンスを切換える手段と、
前記減衰比１／１の第３のパスに接続される高入力インピーダンスの第１のバッファと、
前記減衰器を有する第４のパスに接続される高入力インピーダンスの第２のバッファとを設け、
メジャー時は、前記第２のスイッチまたは第３のスイッチの一方が、前記第１のスイッチの出力端を選択し、
前記第３のパスと第４のパスの各出力それぞれは、前記高入力インピーダンスの第１のバッファ、第２のバッファを介して出力されることを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記減衰器を有する第４のパスは、
減衰比１／１０の第１の減衰器と、
この第１の減衰器に直列に設けられる減衰比１／１の第６のパスと、
この第６のパスに並列に設けられ、減衰比１／１０の第２の減衰器を有する第７のパスと、
前記第６のパスまたは第７のパスを選択し、選択したパスを前記第１の減衰器と接続させて第４のパス全体の減衰比を切り替える減衰比切替回路と
を備えたことを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
前記入力インピーダンスを切換える手段は、
前記減衰比１／１の第３のパスとグランド間に設けられる第１の高抵抗と、
前記減衰器を有する第４のパスとグランド間に設けられる第２の高抵抗と、
前記減衰比１／１の第３のパスと減衰器を有する第４のパスを前記低抵抗を介して択一的にグランドに接続する第４のスイッチと、
を備え、第４のスイッチの切換えにより入力インピーダンスを高入力インピーダンスまたは低入力インピーダンスに切換えるように構成したことを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記高抵抗が１ＭΩ、低抵抗が５０Ωであることを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、
前記減衰比切替回路は、
前記第１の減衰器を、前記第６のパスまたは前記第７のパスに接続する第５のスイッチと、
この第５のスイッチと連動し、前記第６のパスまたは第７のパスを、前記第２のバッファに接続する第６のスイッチと
を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
このような構成によれば、減衰比１／１のパスはスイッチが含まれず電気長のみであり、また第１のスイッチと第２のスイッチの間も電気長を短かくできるため、回路の共振周波数を高くすることが可能となり、広帯域化を容易に実現することができる。
また、回路の共振周波数を容易に高くできるため、低入力インピーダンス時の電圧定在波比も容易に改善される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る広帯域減衰回路の一実施例を示す構成図である。図１において、第１のスイッチＳ１は、入力端子ＩＮに印加された入力信号をパス１またはパス２経由で択一的に選択する。パス１は入力信号をそのまま取込む直流カップリングのパスであり、パス２はコンデンサＣ１を介して入力信号を取込む交流カップリングのパスである。
【００２３】
第２のスイッチＳ２と第３のスイッチＳ３は、スイッチＳ１の出力かまたはグランドを択一的に選択するスイッチである。そしてスイッチＳ２の出力は減衰比１／１のパス３に接続され、スイッチＳ３の出力は減衰器を持つパス４に接続されている。
【００２４】
スイッチＳ４は、スイッチＳ２とスイッチＳ３の出力端のいずれかを抵抗Ｒ１（５０Ω）を介してグランドに接続する。パス３には他端が接地された抵抗Ｒ２（１ＭΩ）が接続されており、これは前記スイッチＳ４との関連で入力インピーダンスが１ＭΩまたは５０Ωになるように作用する。
また、スイッチＳ４の出力端はパス３を介して高入力インピーダンスの第１のバッファＢ１に接続されている。このバッファＢ１としては通常ＦＥＴが使用される。
【００２５】
バス４には、減衰比１／１０の減衰器５と、減衰比１／１のパス６と減衰比１／１０の減衰器７を持つパスのいずれかに連動スイッチＳ５，Ｓ６により切換える減衰比切換え回路８が直列に挿入されている。この減衰比切換え回路８の出力は第２のバッファＢ２の入力端に接続されている。なお、第２のバッファＢ２もバッファＢ１と同様に高入力インピーダンスのＦＥＴが使用される。
【００２６】
第2のバッファＢ２の入力端には、パス3に接続したのと同様に、他端が接地された抵抗Ｒ３（１ＭΩ）が接続されており、前記スイッチＳ４との関連で入力インピーダンスが１ＭΩまたは５０Ωになるように作用する。
【００２７】
このような構成において、グランド／メジャーの切換えはスイッチＳ２とＳ３で行なう。すなわち、スイッチＳ２とＳ３を共にグランド側に接続すればグランドであり、スイッチＳ２あるいはＳ３でパス３またはパス４をスイッチＳ１側に接続すればメジャーとなる。
【００２８】
回路の周波数特性については、減衰比１／１のパスの特性が最も厳しい。減衰比１／１のときのパスを考察すると、インピーダンス５０Ωのときの減衰比１／１のスタブはスイッチを全く含まずそのパスの電気長のみであり、またスイッチＳ１からスイッチＳ２までのパスではスイッチを２個しか含んでおらず電気長も短いため、共振周波数を高くすることができ、広帯域化を容易に実現できる。
なお、回路の共振周波数を高域にすることができるため、入力インピーダンス５０Ω時の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）も改善される。
【００２９】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００３０】
例えば、スイッチＳ１，Ｓ２，．．．は、リレーであっても構わない。
また、バッファＢ１，Ｂ２の出力の選択は、メカニカルリレーあるいはアナログスイッチ等で行なうのが望ましい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば次のような効果がある。
（１）スイッチの個数が増えることなくしかも電気長が短くなる回路構成としたため、回路の共振周波数をより高域にすることができ、回路の広帯域化を容易に実現することができる。
（２）また、回路の共振周波数を高域にできるため入力インピーダンス５０Ω時の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を容易に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る広帯域減衰回路の一実施例を示す構成図である。
【図２】従来の減衰回路の一例を示す構成図である。
【図３】従来の減衰回路の他の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，６  パス
５，７  減衰器
ＩＮ  入力端子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６  スイッチ
Ｃ１  コンデンサ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗
Ｂ１，Ｂ２  バッファ
【図１】
0004081807.tif 000002
【図２】
0004081807.tif 000003
【図３】
0004081807.tif 000004