JPH0716232U - サンプリング回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フィードバック回路における動作のゲイン誤差
を少なくしたサンプラ回路を実現すること。 【構成】被測定信号をサンプリングするサンプラと、こ
のサンプラの出力を積分し、この積分結果を出力し、こ
の出力を前記サンプラ内のダイオードブリッジの待機電
圧としてフィードバックし、このフィードバック量の調
整が可能となる積分器と、この積分器の出力を減衰する
レンジング回路と、を設けたことを特徴とするサンプリ
ング回路。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はサンプリング回路に関し、詳しくはフィードバックサンプリング回路 におけるゲイン誤差の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のフィードバックサンプリング回路の構成を図３に示す。図において、１ はサンプラで、相補的に変化する駆動パルスに従ってオン，オフ駆動され、被測 定信号をサンプリングするダイオードブリッジとホールドコンデンサから構成さ れる。このダイオードブリッジは、設定された待機電圧にて入力信号をサンプリ ングする。

【０００３】 ２はアッテネータ２１とアンプ２２よりなる測定信号用レンジング回路で、サ ンプラ１の出力を所定の大きさにレンジングするものである。 ３は積分器で、測定信号用レンジング回路２の出力を積分する。

【０００４】 ４はアンプ４１とアッテネータ４２よりなり、測定信号用レンジング回路２で レンジングされたサンプラ１の出力を元の値に戻すフィードバック用レンジング 回路で、積分器３の出力をサンプラ１の待機電圧にフィードバックする。このフ ィードバックにより、サンプラ１内のダイオードブリッジの待機電圧が定まる。 ５はアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄと呼ぶ）で、積分器３の出力をデジタ ル変換する。

【０００５】 ここで、待機電圧について図４および図５を用いて説明する。図４は図３内の サンプラ１の構成図であり，図５は、入力電圧とサンプラ１の出力および積分器 ３の出力の動作を示したタイムチャートである。 待機電圧とは、ダイオードブリッジがオフの状態での図４内の（ａ）および（ ｂ）の電圧をいう。このとき、（ａ）および（ｂ）に同電圧が与えれていれば、 各々のダイオードには、逆バイアスがかかるためこのサンプラはオフになる。 この待機電圧にパルス信号を重畳することで各々のダイオードに順バイアスが かかり、ダイオードブリッジはオンとなり、入力信号をサンプリングすることが 可能となる。

【０００６】 図５に示す入力信号が、サンプラ１に入力され、丸印にて示したタイミング毎 に、サンプラ１にてサンプリングされると、サンプラ１の出力は、図５に示すも のとなる。 積分器３ではサンプラ１からの出力をレンジングしたものを積分する。

【０００７】 このとき積分器３の出力が、入力信号と同等の値になるためには、待機電圧が 、そのサンプリングの１つ前のサンプリング時の入力信号の値である必要がある 。 このため、図３に示す構成のようにサンプラ１に信号がフィードバックされ、 入力信号に対し適格な待機電圧を得ることになる。 しかし，このような構成においては、測定信号用レンジング回路２，積分器３ およびフィードバック用レンジング回路４の各々がゲインの誤差を有するため、 待機電圧のためのフィードバックループにおいては、ゲイン誤差が多大なものに なる。従って、適格な待機電圧が得られないことなる。

【０００８】 このフィードバックループにおけるゲイン（以下「フィードバックゲイン」に ついて）について説明する。 サンプラ１のゲインをＡ_S、測定信号用レンジング回路２のゲインをＡ1、積分 器３のゲインをＡ_i、フィードバック用レンジング回路４のゲインをＡ2としたと き、この構成における入力信号とＡＤ変換器に入力されるまでのループゲインＡ は、Ａ＝Ａ_S・Ａ1・Ａ_i・Ａ2となる。 このようなフィードバック系のループゲインＡは、Ａ＝１となるとき最適であ る。

【０００９】 このようなフィードバック系を構成しているサンプラ１、測定信号用レンジン グ回路２、積分器３、フィードバック用レンジング回路４の各々のゲインには誤 差が含まれるものである。 フィードバック系のループゲインＡにおいて、Ａ＝１とするためには、全ての レンジにおいて、Ａ1・Ａ2＝１を満足しなければならない。

【００１０】 ループゲインＡの値で管面の表示がどのように異なるかについて、図６，図７ ，図８を用いて説明する。 図６はループゲインがＡ＞１の場合の管面表示を示す。この場合、余分にフィ ードバック量がかかるから、待機電圧が望む値よりも大きくなり、立ち上がり部 分にオーバーシュートが発生する。

【００１１】 図７はループゲインＡがＡ＝１の場合の管面表示（表示器上に表示された波形 ）を示す。この場合、入力電圧に対し適格な待機電圧とするに必要なフィードバ ック量が得られるため、正しい管面表示が得られる。 図８はループゲインがＡ＜１の場合の管面表示を示す。この場合、フィードバ ック量が少ないから、待機電圧が望む値よりも小さくなり、立ち上がり部分にな まりが発生する。

【００１２】 このようにループゲインＡの値がＡ＝１でないと、管面上の誤差が発生するこ とになる。 しかし、Ａ＝１となるように調整しても、両レンジング回路２，４で、レンジ を変更すると、そのレンジ毎に誤差は異なるため、ループゲインＡは変動し誤差 の原因が発生する。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

このため、ループゲインＡ＝１の状態を維持することが困難となり、適格な待 機電圧を得ることが出来ず、入力信号を測定した結果に誤差が生じることになり 、ひいては、被測定波形の管面波形（観測結果を表示したもの）が不正確となる 。 本考案はこの課題を解決し、常に適切なループゲインを有するフィードバック ループを有するサンプリング回路を実現することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、被測定信号をサンプリングするダイオードブリッジと、このダイオ ードブリッジの出力をホールドするためのコンデンサからなるサンプラと、 このサンプラの出力を積分し、その積分出力を前記サンプラに待機電圧として フィードバックする積分器と、 この積分器の出力をレンジングするレンジング回路と、 を設けたことを特徴とするサンプリング回路である。

【００１５】

【作用】

待機電圧を定めるためのフィードバックループを簡単化したため、各々の回路 におけるゲインの誤差を解消し、適格な待機電圧にて入力信号をサンプリングす るサンプリング回路を実施できる。

【００１６】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例の構成図である。図において図３と同様のものは、 同一の符号を付しそれらの説明は省略する。ここにおける積分器３は、そのフィ ードバック量を調節できるものである。サンプラ１は積分器３に接続し、その出 力はサンプラ１にフィードバックされる。また積分器３の出力は、測定信号用レ ンジングに接続する。

【００１７】 入力信号は、サンプラ１にてサンプリングされる。このサンプリング結果は、 積分器３によって積分される。積分器３の出力は、その後サンプラ１の待機電圧 値としてサンプラ１にフィードバックされ、また測定信号用レンジング回路２に 出力される。 本実施例にあっては、どのレンジを選択しても、ループゲインＡ＝１とするた め、レンジの切替えによりゲインの変化の生じる両レンジング回路を含ませずに 、フィードバックループを構成することとした。

【００１８】 このため、図１に示すように、積分器３の出力を直接サンプラ１にフィードバ ックすることとした。 測定信号用レンジング回路２では、入力信号をレンジングする。この測定信号 用レンジング回路２からの出力はＡＤ変換器５にてデジタル変換される。 具体的には、アッテネータ回路等が該当する。この測定信号用レンジング回路 ２での入力信号を減衰し、増幅する割合の設定はＣＰＵ等からの制御により行わ れる。

【００１９】 図２は，図１における積分器３の具体的構成図である。図２において、３１は 容量可変のコンデンサ、３２は抵抗、３３はアンプである。アンプ３３の入力端 子にはサンプラ１の出力が入力され、アンプ３３の出力端子は、サンプラ１の待 機電圧を調整させるための可変コンデンサ３２を介して、アンプ３３の負の入力 端子に接続する。

【００２０】 ここで、両レンジング回路２，４等を介さずにフィードバックループを構成し ようとすると、両レンジング回路によって、積分器３の信号の帰還量が調整され なくなり、目的とするサンプラ１へ待機電圧のフィードバックループの動作が正 しく行われないという問題がある。 本考案の構成では、図２に示すように、積分回路３において、フィードバック 量を調整できる手段を設けたため、積分回路３の出力を直接サンプラ１にフィー ドバックできることとなった。 この可変コンデンサ３１の容量を変更することにより、フィードバック量を調 整可能となり、積分器３の出力を直接待機電圧としてフィードバックすることが 可能となる。

【００２１】

【考案の効果】 以上詳細に説明したように、本考案によれば、レンジが変化しても、適切なル ープゲインを有するフィードバック系を持つサンプリング回路を実現することが 可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成図である。

【図２】本考案の構成の一部の構成図である。

【図３】従来例の構成図である。

【図４】従来例の動作の説明図である。

【図５】従来例の動作の説明図である。

【図６】従来例の動作の説明図である。

【図７】従来例の動作の説明図である。

【図８】従来例の動作の説明図である。

【符号の説明】

１ サンプラ ２ 測定信号用レンジング回路 ３ 積分器 ４ フィードバック用レンジング回路 ５ アナログ／デジタル変換器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定信号をサンプリングするダイオード
   ブリッジと、このダイオードブリッジの出力をホールド
   するためのコンデンサからなるサンプラと、 このサンプラの出力を積分し、その積分出力を前記サン
   プラに待機電圧としてフィードバックする積分器と、 この積分器の出力をレンジングするレンジング回路と、 を設けたことを特徴とするサンプリング回路。