JPH0313002A - 広帯域信号取込回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えばスペクトラムアナライザのような測定
器の入力回路に用いることがでる広帯域信号取込回路に
関する。

スペ、クトラムアナライザでは直流分を含む低周波領域
から、磁気共鳴素子が共鳴することができる高周波領域
までを周波掃引して信号を取込み、取込まれた信号の周
波数成分を表示する動作を行なう。

第４図に従来の広帯域信号取込回路を示す。図中１０は
スペクトラムアナライザを示す。スペクトラムアナライ
ザＩＯは周知のように入力段に周波数混合器１１と局部
発振器１２及び中間周波増幅器１３とを有し、この３者
によって周波数選択回路が構成される。つまり周波数混
合器ｌｌに局部発振器１２から周波数掃引信号を与え、
この周波数掃引信号によって周波数混合器１１の混合周
波数を周波数掃引させ、中間周波増幅器１３で中間周波
数を持つ信号だけ選択して取込むことにより入力端子１
０Ａに入力された信号を周波数掃引して取込むことがで
きる。

このようにして周波数掃引されて取込まれた信号は検波
されて表示器１４に表示され、信号に含まれる周波数成
分の分布が描かれる。１５は鋸歯状波発生器を示す。こ
の鋸状波発生器１５から出力される鋸歯状波を局部発振
器１２に与え、局部発振器１２の発振周波数を周波数掃
引させる。

このようにスペクトラムアナライザ１０は単独でも動作
するが、例えばスプリアス特性を測定する場合等におい
ては周波数選択特性が不足するためスペクトラムアナラ
イザ１０の前段に信号取込回路２０を接続し、この信号
取込回路２０で２．峻な選択特性で選択して取込むこと
が行なわれている。

信号取込回路２０には急峻な選択特性を持つ’／ＩＧ同
調フィルタが設けられる。ＹＩＣ，同調フィルタは単結
晶磁性体からなる小球を磁気共振素子２２として利用し
、この磁気共振素子２２と、この磁気共振素子２２に磁
気結合した二つのコイル２３２４と、磁気共振素子２２
に直流磁界を与える磁界発生装置２５とによって構成さ
れる。

磁気共振素子２２は直流磁界が与えられることによって
わずかなエネルギで共振する特性を有し、直流磁界を変
えることによって共振する周波数が変化する。従って磁
界発生装置２５に鋸歯状波を与え、直流磁界を増加方向
に直線的に変化させるこによって共振する周波数を周波
数軸方向に掃引させることができる。

二つのコイル爪２３と２４の中の何れか一方に例えば２
３に人力信号を与えることによって入力信号に含まれる
周波数成分が磁気共振素子の共振周波数と一致するとき
磁気共振素子が共振し、出力コイル２４にその共振した
周波数の信号を取出すことができる。

ＹＩＧ同調フィルタ２１は５００ＭＨｚ以上の周波数に
対して動作するが、５００ＭＩＩＺ以下の信号に対して
磁気共振素子２２が共振しなくなる。このために切替ス
イッチ２６と２７を設け、スペクトラムアナライザ１０
が５００ＭＨｚ以下の帯域を周波数掃引するときは切替
スイッチ２６と２７を接点Ｂに切替え、入力端子２０Ａ
に与えられる信号をローパスフィルタ２８を通じてスペ
クトラムアナライザ１０に入力する構造としている。

切替スイッチ２６と２７はスペクトラムアナライザ１０
の掃引周波数が５００　ＭＨｚ以下では接点Ｂを選択し
、掃引周波数が５００ＭＩＩｚ以上の帯域に入ると接点
Ａに切替られる。このようにして広い帯域の信号を取込
むと共に、取込む信号の中の５００Ｍｆｌｚ以上の周波
数の信号に対してはＹＩＧ同調フィルタ２１によって急
峻な選択特性で信号を選択し、純度の高い信号を取込む
ことができるように構成している。

ｒ発明が解決しようとする課題」 上達したように従来は信号取込回路２０に切替スイッチ
２６と２７を設け、この切替スイッチ２６と２７によっ
て取込信号の帯域を切替えている。

切替スイッチ２６と２７は高周波信号に対してその伝送
線路とインピーダンス整合がとれた同軸型のスイッチが
用いられる。この同軸型スイッチはスイッチ素子として
リードリレー等の機械式接点のスイッチが用いられるた
めスペクトラムアナライザ１０の周波数掃引に同期して
切替動作を行なわせるとその寿命に限界があり、比較的
短かい期間でスイッチの交換を行なわなくてはならない
不都合が生じる。

このため切替スイッチ２６と２７を半導体スイッチに置
換ることが考えられるが、半導体スイッチのインピーダ
ンスを線路インピーダンスと一致させることはむずかし
い。また半導体スイッチを通過する際に低域信号の波形
に歪みを与えてしまう欠点もあるため半導体スイッチに
よって切替スイッチ２６と２７を構成することはむずか
しい。

この発明の目的はＹＩＧ同調フィルタを用いた広帯域信
号取込回路において、切替スイッチの寿命が長く、また
波形に歪みを与えることのない信頼性の高い広帯域信号
取込回路を提供しようとするものである。

「課題を解決するための手段」 この発明ではＹＩＧ同調フィルタを動作状態と不動作状
態に切替る半導体スイッチを設け、ＹＩＧフィルタが不
動作時はＹＩＧ同調フィルタを構成するコイルを低域信
号を取込む信号取込用伝送線として利用し、ＹＩＧ同調
フィルタが動作する状態では同調フィルタを通じて高周
波領域の信号を取込むように構成したものである。

この発明の構成によれば半導体スイッチはＹＩＧ同調フ
ィルタを動作、不動作に切替るために設けられており、
このために信号が直接半導体スイッチを通過する構造で
はない。

従ってこの発明によれば半導体スイッチによって信号に
歪みが与えられることはない。然も半導体スイッチであ
るため寿命は半永久的となり、信頼性の高い広帯域信号
取込回路を提供することができる。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。第１図において、
第４図と対応する部分には同一符号を付し、その重複説
明は省略するが、この発明においてはＹＩＧ同調フィル
タ２１を動作状態と不動作状態に切替る半導体スイッチ
３０．３１を設ける。

この例では半導体スイッチ３０．３１としてダイオード
スイッチを用いた場合を示す。つまりＹ■Ｇ同調フィル
タ２１を構成するコイル２３と２４の各一端と共通電位
との間にダイオードから成る半導体スイッチ３０及び３
１とコンデンサとで構成される直列回路を接続し、半導
体スイッチ３０及び３１とコンデンサとの接続点にスイ
ッチ制御回路３２の出力端子を接続する。

半導体スイッチ３０と３１はアノードをコイル２３と２
４の各一端側に接続し、カソードをコンデンサを通じて
共通電位点に接続する。

スイッチ制御回路３２は例えば電圧比較器によって構成
することができる。つまり電圧比較器を構成する演算増
幅器の一方の入力端子に基準電圧源３３を接続し、他方
の入力端子に鋸歯状波発生回路１５から出力される鋸歯
状波を与える。この鋸歯状波を与える入力端子を極性反
転入力端子を選ぶことにより、第２図に示すように鋸歯
状波の電圧が基準電圧源３３の電圧■、より大きくなる
とスイッチ制御回路３２は負電圧を出力する。この負電
圧によって半導体スイッチ３０と３１はオンの状態に制
御される。半導体スイッチ３０と３１がオンの状態に制
御されることによってＹＩＧ同調フィルタ２１を構成す
るコイル２３と２４の各一端は高周波的に共通電位に接
続され、ＹＩＧ同調フィルタ２１は動作状態に制御され
る。

ＹＩＧ同調フィルタ２１を構成するコイル２３及び２４
と半導体スイッチ３０と３１を接続した接続点ＡとＢの
間にローパスフィルタ２８を接続する。

このようにして構成することによってスイッチ制御回路
３２に入力される鋸歯状波の電圧が第２図に示す基準電
圧Ｖ、以下の状態では、半導体スイッチ３０と３１はオ
フの状態に制御される。半導体スイッチ３０と３１がオ
フの状態に制御されることによってＹＩＧ同調フィルタ
２１は不動作状態に制御される。このｄ態ではコイル２
３と２４は単に信号伝送源として動作し、入力端子２Ｏ
Ａコイル２　ａ　−接Ｌａ　Ｂ−ローパスフィルタ２８
−接続点Ａ−コイル２４の糸路が形成され、入力端子２
ＯＡに入力された信号はこの糸路を通じてスペクトラム
アナライザ１０の入力端子１０Ａに人力される。

鋸歯状波の電圧が第２図に示す基準電圧■。を越えると
、スイッチ制御回路３２は第２図Ｂに示すように負電圧
を出力する。この負電圧によって半導体スイッチ３０と
３１はオンに制御され、接続点ＡとＢを高周波に対して
共通電位に接続する。

よってＹＩＧ同調フィルタ２１は動作状態となり、入力
端子２ＯＡに入力される信号の各周波数成分をスペクト
ラムアナライザ１０の周波数掃弓に同調して選択的に取
込むことができる。半導体スイッチ３０と３１がオフの
状態からオンの状態に切替る周波数位置は基準電圧源３
３の電圧■。

を調整することによって任意に選択することができる。

よってこの発明によれば周波数掃引の任意の周波数位置
においてＹＩＧ同調フィルタ２１を不動作状態から動作
状態に切替ることができ、低域領域の信号を取込む状態
と、高域領域の信号を取込む状態に切替るとができる。

この場合特に半導体スイッチ３０と３１はコイル２３と
２４の各一端を共通電位点に接続するか否かを切替る動
作を行なうものであり、スペクトラムアナライザ１０に
取込む信号を通過させる構造ではない。

この結果スペクトラムアナライザに与える信号に歪みを
与えることがなく、精度を悪くすることはない。

また半導体スイッチ３０と３１を用いたから切換回数が
多くなっても半永久的に初期の状態を維持し、耐久性に
富む信号取込回路を提供することができる。

第３図はこの発明の変形実施例である。

この実施例ではスペクトラムアナライザ１０に低域用周
波数混合器１１Ａと、高域用周波数混合器１１Ｂとを設
け、低域用周波数混合器１１Ａに入力端子２０Ａに一端
が接続されたコイル２３の他端と共通電位点との間に半
導体スイッチ３０とコンデンサから成る直列回路を接続
した場合を示す。

半導体スイッチ３０がオフの状態ではＹＩＧ同調フィル
タ２１は不動作状態となり、入力端子２０Ａに入力され
る信号はローパスフィルタ２８を通じてスペクトラムア
ナライザ１０に設けた低域用周波数混合器１１Ａに入力
される。

半導体スイッチ３０がオンの場合はＹＩＧ同調フィルタ
２１は動作状態となりコイル２４に誘起された入力信号
の各周波数成分に対応する信号は高域用周波数混合器Ｊ
ＩＢに入力される。

二つの周波数混合器１１ＡとＩＩＢの出力側には切替回
路４０が設けられ、二つの周波数混合器１１Ａと１１Ｂ
から出力される中間周波数を選択して中間周波数増幅器
１３に入力する。

この場合低域用周波数混合器ｌｌＡにおける周波数変換
は入力信号の周波数が低いことから局部発振器１２から
与えられる局部発振信号の周波数と入力信号の周波数を
加えた和の周波数に変換する。

従って切替回路４０を通る信号の周波数は入力端子２０
Ａに入力される低域信号の周波数より高くなるので切替
回路４０に半導体スイッチを用いても信号に歪みを与え
ることはない。

「発明の効果」 上述したようにこの発明によればＹＩＧ同謂フィルタ２
１を動作と不動作状態に切替ることによって不動作状態
ではＹＩＧ同調フィルタ２１を構成するコイルを単に低
域信号の信号伝送線として利用し、動作時ばＹＩＧ同調
フィルタ２１を通じて高域信号を取出す構造としたから
、半導体スイッチ３０又は３１が信号伝送路に直列に挿
入されることがない。よって低域信号に歪みを与えるこ
となくスペクトラムアナライザ１０に入力することがで
きる。

また切替を半導体スイッチ３０と３１で行なう構造のた
め寿命は半永久的となり、偉績性の高い広帯域信号取込
回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す接続図、第２図はこ
の発明の詳細な説明するための波形図、第３図はこの発
明の変形実施例を示す接続図、第４図は従来の技術を説
明するための接続図である。 ｌＯ；スペクトラムアナライザ、１１．ＩＩＡ。 １１Ｂ二周波数混合器、１２：局部発振器、１３：中間
周波増幅器、１５：鋸歯状波発生器、２０：信号取込回
路、２１：ＹＩＧ同調フィルタ、２゛２：磁気共振素子
、２３，２４：コイル、３０：３１：半導体スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ．低周波領域から磁気共振素子が共振すること
   ができる高周波領域までを周波数掃引して信号を取込む
   広帯域信号取込回路において、Ｂ．磁気共振素子を用い
   た同調フィルタに半導体スイッチを設け、この半導体ス
   イッチのオン、オフによって上記同調フィルタを動作、
   不動作状態に切替ることができるように構成し、不動作
   時は上記同調フィルタを構成するコイルを低周波領域の
   信号取込用伝送線として利用し、上記同調フィルタが動
   作する状態では上記同調フィルタによって高周波領域の
   信号を取込ように構成した広帯域信号取込回路。