JPS63184409A

JPS63184409A - 可変減衰器

Info

Publication number: JPS63184409A
Application number: JP62229443A
Authority: JP
Inventors: キャルビン・ディー・ディラー; マイケル・ジェイ・バーク
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1988-07-29
Also published as: EP0260782A1; EP0260782B1; CA1270912A; US4684881A; DE3774980D1

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〕本発明は、減衰器、特に複数の選択可能な分圧比を有す
る可変減衰器に関するものである。

〔従来技術〕

信号減衰器は、例えばオシロスコープにおいて、異なる
ピーク・ピーク振幅の入力信号を適当な振幅に変えて陰
極線管のスクリーン上に表示される波形の高さを調節す
るのに使用する。従来の可変減衰器は、回路に挿入又は
切離される抵抗回路網を有し、分圧比を変えて回路の出
力端子の負荷を切換えている。かかる従来の減衰器の一
例を第４図に示す。同図に示す減衰器ＱＯ）は、入力端
子（２）に第１抵抗器αωと第１単極単投スイツチα０
の直列回路を介して出力端子α匂が接続されている。ま
た、入力端子（２）は、３個の直列抵抗器（２０）　、
　（２１）及び（２２）を介して接地されている。抵抗
器（２０）及び（２１）の接続点（２６）と出力端子（
１８）間には第２単極単投スイツチ（２４）が接続され
、これが閉じると接続点（２６）を出力端子（１Ｂ）に
結合する。抵抗器（２１）及び（２２）の接続点（２８
）と出力端子（１８）間には抵抗器（３０）と第３単極
単投スイツチ（３２）との直列回路が接続され、スイッ
チ（３２）を閉じると接続点（２８）を抵抗器（３０）
を介して出力端子（１８）に結合する。

スイッチ（１６）　、　（２４）及び（３２）は、手動
スイッチ又は電動リレーのいずれでもよいが、一般に第
４図中破線で示す如く浮遊容量（３４）　、　（３５）
及び（３６）が存在する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図の回路の出力容量をできる限り小さくする必要が
あることは、当業者に周知である。出力容量を例えば１
０ｐＦのオーダーに減らすと、回路動作を改善すること
ができる。出力容量が低いと、信号立上がり時間が早く
なり、遮断周波数も高くなる。第４図の回路の総合出力
容量は図中破線（３８）で示す如く出力端子α０と接地
間に存在するが、これには各スイッチα６１．　（２４
）　、　（３２）に付随する浮遊容量が含まれる。各ス
イッチの両側に約１ｐＦの浮遊容量があり、スイッチを
閉じると約２ｐＦとなる。

すなわち、スイッチを閉じると総合出力容量が増加する
こととなる。それゆえ、スイッチの存在により浮遊容量
が増加するため、出力容量を低く抑えることが困難であ
った。

したがって、本発明の目的は、回路のスイッチ素子の浮
遊容量の影響が殆どない可変減衰器を得ることである。

本発明の他の目的は、複数の減衰比を選択しても入力抵
抗及び出力容量をほぼ一定にしうる可変減衰器を得るこ
とである。

〔発明の概略〕

本発明の可変減衰器は、減衰回路の入出力端子間に接続
され入力端子に印加した入力信号を第１減衰比で減衰す
る手段と、入力端子及び減衰手段間に接続され減衰手段
の減衰比を可変とする手段とを具える。更に、入力抵抗
補償手段を設けることにより、各減衰比における減衰回
路の入力抵抗の一定化を図ることができる。この補償手
段は、減衰比を切換える毎に回路内に挿入されるよう構
成する。

本発明は、少なくとも２つの異なる減衰比が選択できる
減衰器であって、減衰回路の入出力端子間に接続された
第１抵抗と、それぞれ一端が出力端子に接続された第２
及び第３抵抗と、第２及び第３抵抗の他端をそれぞれ選
択的に入力端子又は共通（接地）端子に接続するスイッ
チ手段とを含む。第４及び第５抵抗を選択的に回路に挿
入することにより、選択された各減衰比で入力抵抗を一
定に維持することができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明による低インピーダンス減衰器（５０
）の一実施例を示す回路図である。第１抵抗器（５２）
が入力端子（５４）と出力端子（５６）間に接続され、
第２抵抗器（５８）が出力端子（５６）と第１及び第２
連動スイツチ素子（６４）　、　（６６）を有する３点
（位置）スイッチ（６２）の第１ワイパ（切換え）端子
（６０）との間に接続され、第３抵抗器（６８）が出力
端子（５６）と３点スイッチ（６２）の第２ワイパ端子
（７０）との間に接続される。スイッチ（６２）の各ス
イッチ素子（６４）　、　（６６）の第１．第２及び第
３の接触位置を、それぞれ減衰器（５０）の低、中及び
高減衰比を示すり、　Ｍ及びＨとする。ここで、低、中
及び高の語は、スイッチ（６２）の３つの位置の減衰比
の相対的関係のみを意味し、必ずしも実際の減衰比又は
分圧比の値の程度をいうものではない。

スイッチ（６２）は、手動操作される２素子連動ウエハ
型スイツチであるのが好ましい。スイッチ（６２）の両
スイッチ素子（６４）　、　（６６）が第１位置しにあ
ると、ワイパ（６０）及び（７０）は入力端子（５４）
に接続され、一方ワイパ（６０）及び（７０）が第３装
置Ｈにあると、両ワイパは接地される。しかし、スイッ
チ素子（６４）　、　（６６）の第２位置Ｍでは、ワイ
パ（６０）　。

（７０）はそれぞれ入力端子（５４）と接地に接続され
る。

第４抵抗器（７６）が入力端子（５４）とスイッチ（６
２）のワイパ端子（６０）及び抵抗器（５８）の中点（
７８）との間に接続され、第５抵抗器（８０）が接地と
スイッチ（６２）のワイパ端子（７０）及び抵抗器（６
８）の中点（８２）との間に接続される。

以下、第１ないし第５抵抗器（５２）　、　（５８）　
、　（６Ｂ）　。

（７６）及び（８０）をそれぞれＲ＋、Ｒｚ、Ｒ３，Ｒ
ｓ及びＲ５とする。これらの抵抗器Ｒ３〜Ｒ５の抵抗値
は、例えば次のとおりである。

Ｒ１・・・３７５Ω＋　　Ｒ２・・・２５０Ω、　　Ｒ
３・・・１５０Ω。

Ｒ４・・・８３３Ω＋　　Ｒ５・・・３００ΩＲ１１Ｒ
２及びＲ３の値はスイッチ（６２）のＭ及びＨ減衰位置
で所望の減衰比を得るよう選定され、Ｒ５の値はＬ減衰
位置における回路（５０）の入力抵抗を与えるように選
定される。第１図では、スイッチ（６２）はＬ位置にあ
り、スイッチ素子（６４）　、　（６６）のワイパ（６
０）及び（７０）はＬ端子に接触しており、Ｒ＋。

Ｒ２及びＲ８を入出力端子（５４）　、　（５６）間に
並列接続し、Ｒ５を入力端子（５４）と接地間に接続し
て入力抵抗をＲ５の値約３００Ωとし出力抵抗を約３７
５Ωとする。

このＬ（低損失）位置では、入力信号のほぼ１００％が
出力端子（５６）に現われる。Ｌ位置での回路の入力イ
ンピーダンスは、補償抵抗Ｒ６の代わりに抵抗とコンデ
ンサの回路網を用いてもよい。

スイッチ（６２）をＭ位置にすると、Ｒ２が入出力端子
（５４）　、　（５６）間に並列接続され、その間の抵
抗を１５０Ωとし、Ｒ３が出力端子（５６）と接地間に
接続される。これにより出力端子（５６）から得られる
Ｒ３（１５０Ω）両端電圧は人力信号の１／２となり、
入力抵抗が３００Ωの減衰器又は分圧器が得られる。よ
って、減衰器（５０）は、スイッチ（６２）がＭ位置の
とき、信号減衰比が２：１となる。Ｒ４とＲ６は、Ｍ位
置ではスイッチ（６２）の素子（６４）　、　（６６）
で短絡されるので回動動作には影響しない。

スイッチ（６２）のＨ位置では、Ｒ２およびＲ３を出力
端子（５６）と接地間に接続し、Ｒ４を入力端子（５４
）と接地間に接続する。Ｒ８は勿論、入出力端子（５４
）。

（５６）間に接続されたままである。補償抵抗Ｒ４の値
は、Ｈ位置での回路（５０）の入力抵抗がＭ位置の入力
抵抗と同じ、すなわち上述の例では３００Ωになるよう
選定する。Ｈ位置における減衰器（５０）の入力インピ
ーダンスを補償するのに、Ｒ４の代わりにコンデンサ又
はコンデンサ抵抗回路網を用いてもよい。Ｈ位置での減
衰器（５０）の入力抵抗は、Ｒ１と直列にＲ２及びＲ３
が並列接続された直列回路とＲ４との並列合成抵抗とな
る。減衰器（５０）のＨ位置での出力電圧は、Ｒ２とＲ
３の並列合成抵抗である９３．７５Ωの両端から得られ
る。この例では、分圧回路の全抵抗値は４６Ｂ、７５Ω
であるので、減衰器（５０）のＨ位置では５：１の減衰
比が得られる。

第１図の減衰器（５０）によれば、ｈｌ　、２：１及び
５：１の３つの異なる減衰比を選択することができる。

また、この減衰器（５０）は、抵抗０Ωの信号源で駆動
すると出力抵抗が一定となり、出力端子に接続される負
荷抵抗がＩＭΩ以上の高抵抗の場合には、信号源に対し
て常に負荷抵抗が一定となる。

減衰比はＪｌ〜Ｒ５の値により決まる。その計算は、希
望する減衰比を選び５つの未知数がある線形方程式を解
くことにより簡単に行うことができる。

第１図のスイッチ（６２）は、前述の如く連動素子を有
する手動ウェハ型スイッチが適当であるが、本発明の最
適実施例では、２個の従来公知の電気作動型単極双投リ
レー、例えはＡｒｏｍａ　を社製ＤＳシリーズのリレー
を使用する。上述の減衰器では、スイッチ素子に付随す
るすべての浮遊容量を減衰器の入力側に位置させている
点に注目されたい。

第２図は、スイッチ素子に付随する浮遊容量を示す説明
図である。一般的な単極双投スイッチ（９０）は、スイ
ッチ接点間に浮遊容量Ｃｐ＋〜Ｃ１）ｉを有し、各接点
と接地間に浮遊容量Ｃｐａ〜Ｃｐｂを有する。第３図の
回路（９２）は、はぼ第１図の減衰器（５０）内の連動
スイッチを第２図のスイッチ回路（９０）と置換したも
のである。

第３図は本発明の別の実施例を示し、図の（９２）は、
第１図を参照して説明した第１実施例と同様の減衰器で
あるが、本例では、単極双投スイッチを使用しており、
信号入力端子（９４）、信号出力端子（９６）を有する
。更に、減衰抵抗Ｒ１〜Ｒ３及び入力抵抗補償抵抗Ｒ４
及びＲ６を有する。本例では、２個の単極双投リレー（
１０１）及び（１０２）をスイッチ素子として使用して
いるが、この電動リレーは、手動スイッチよりもコンピ
ュータの制御により迅速且つ自動的に選択可能であると
いう点で好ましい。

第３図において、スイッチ（１０１）　、　（１０２）
は、各スイッチのワイパが下側端子りに接続されている
（Ｄ位置）。また、上側端子をＵとする。スイッチ（１
０１）、　（１０２）のワイパは、各々別個にＵ位置又
はＤ位置に作動する。第３図の減衰器（９２）では、図
示のＤ位置で高減衰比となる。各スイッチ（１０１）　
。

（１０２）の動作位置に対応する減衰器（９２）の減衰
比は、本実施例では下記のようになる。

スイッチ位置ｔ−（１０１）　　（１０２）　　　ゝ衰低　　　　　
Ｕ　　　　　　Ｕ　　　　　　　１：１中　　　　　　
Ｕ　　　　　　　Ｄ　　　　　　　２：１高　　　　　
Ｄ　　　　　　Ｄ　　　　　　　５：１不使用　　　Ｄ
　　　　　Ｕこの減衰器（９２）は、スイッチ（１０１）及び（１０
２）の第４の位置（不使用位置）で第４の減衰比を与え
ることができるが、本実施例では使用していない。

スイッチ（１０１）　、　（１０２）に付随する浮遊容
量は、第３図に破線で示すスイッチ（１０１）　、　（
１０２）がＤ位置の場合には、接点容量（１０４）　、
　（１０５）は短絡され力端子（９４）と接地間に接続
される。接点容！（１０８）。

（１０９）と接点（電極）間容量（１１０）　、　（Ｉ
’ｌｌ）は、入力端子（９４）と接地間に接続される。

残りの電極間容量（１１２）〜（１１５）は、スイッチ
（１０１）　、　（１０２）の位置により入力端子（９
４）と接地間に接続されるが又は短絡される。

すなわち、総ての浮遊容量は、両端が接地されるか又は
一端が入力端子（９４）に、他端が接地に接続されるか
である。したがって、どの容量も出力端子（９６）に負
荷されないことに注目されたい。この点は、第１図及び
第３図いずれの実施例についても同様である。容量は出
力端子（９６）よりも入力端子（９４）に負荷される方
が好ましい。その理由は、容量性負荷を最小の影響で駆
動するよう前段を設計することは比較的容易であるから
である。他方、出力端子（９６）・への容量性負荷は、
回路の負荷抵抗と共に低域通過フィルタを構成し、第４
図の従来技術の場合と同様に、回路動作、特に高周波動
作に悪影響を生しる。第１図の減衰器（５ｏ）は一般に
出力容量と入力信号源の速度のみで制限される高速動作
を行い、例えば、出力信号の立上がり時間は、入力信号
源の立上がり時間が１．２ｎｓ（ナノ秒）の場合１．３
ｎｓのオーダーである。本発明では、スイッチ素子から
容量が付加されることがないので、出力容量は一般に８
〜１０ｐＦである。

なお、上述の説明は本発明の好適実施側番ごつき行った
ものであるが、本発明は、何らがかる実施例のみに限定
すべきではなく種々の変形、変更が可能であることは、
当業者に容易に理解できるであろう。したがって、これ
らの変形、変更が本発明に包含されることは、勿論であ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明の可変減衰器によ
れば、入出力端子間に接続した第１抵抗Ｒ１と、それぞ
れ一端を出力端子に接続した第２抵抗Ｒ２及び第３抵抗
Ｒ３と、Ｒ２，Ｒｓの他端をそれぞれ選択的に入力端子
又は共通端子（接地）に接続するスイッチ手段とを有す
る極めて簡単な構成で、予め定めた４種の異なる減衰比
が得られる。また、スイッチ手段の各接点（電極）間又
は接点と接地間の浮遊容量が可変減衰器の出力端子に直
接負荷されて低域通過フィルタを構成することはないの
で、広帯域且つ高速応答特性の減衰器が得られる。

更にまた、Ｒ２の他端と入力端子間及び（又は）Ｒ３の
他端と共通端子間に補償抵抗を接続することにより、可
変減衰器の入力抵抗を選択した減衰比に関係なく、はぼ
一定又は完全に一定にすることができるので、広帯域オ
シロスープの垂直回路等の信号減衰器として好適である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明に使用する単極双投スイッチの各接点間及び接点・接
地間に付随する浮遊容量を示す説明図、第３図は本発明
の他の実施例を示す回路図、第４図は従来の例を示す回
路図である。（５４）　、　（９４）・・・入力端子、（５６）　、
　（９６）・・・出力端子、Ｒ４・・・第１抵抗、Ｒ２
・・・第２抵抗、Ｒ３・・・第３抵抗、（６４，６６）
　、　（１０１、１０２）・・・スイッチ手段。

Claims

【特許請求の範囲】１、入出力端子間に接続された第１抵抗と、それぞれ一
端が上記出力端子に接続された第２及び第３抵抗と、該
第２及び第３抵抗の他端をそれぞれ上記入力端子又は共
通端子に選択的に接続するスイッチ手段とを具えること
を特徴とする可変減衰器。２、少なくとも上記第２抵抗の他端及び上記入力端子間
又は上記第３抵抗の他端及び上記共通端子間に接続され
た補償抵抗を有する特許請求の範囲第１項記載の可変減
衰器。