JPH0454184B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は信号結合回路、特にオシロスコープ等
のトリガ信号を種々の結合モードで結合するプロ
グラマブル結合回路に関する。 従来技術とその問題点 トリガ回路は、例えばオシロスコープ、周波数
カウンタ、及びユニバーサル・カウンタ・タイマ
等の各種電子計測器に広く使用され、回路の始動
や所定の信号の発生を行つている。トリガ回路の
主要機能として表示又は測定される入力信号部分
の選択がある。 本発明をよりよく理解する為、まず第１図を参
照してオシロスコープに使用中の従来のトリガ結
合回路を説明する。表示されるべき入力信号を入
力コネクタ１０に印加する。ここには、陰極線管
CRT１８の垂直偏向板の駆動前に入力信号のコ
ンデイシヨニング（減衰、増幅等）を行なう垂直
チヤンネルが接続されており、この垂直チヤンネ
ルは、典型的には信号結合回路、多段減衰器及び
入力増幅器を含む入力回路１２、遅延線回路１４
及び垂直出力増幅器１６より成る。水平偏向系は
モード選択スイツチ２２、結合回路２０、トリガ
発生器２６、掃引発生器３０及び水平出力増幅器
３２を含んでいる。モード選択スイツチ２２はト
リガ信号を内部（INT）又は外部（EXT）信号
源から選択する。外部トリガ信号は外部入力コネ
クタ２４に印加される。トリガ発生器２６はトリ
ガ結合回路２０の出力トリガ信号をトリガレベル
制御用ポテンシヨメータ２８より得た制御可能な
トリガレベルと比較してトリガパルスを発生す
る。 動作を説明すると、垂直チヤンネルはCRT１
８の垂直偏向板を、入力信号の必要な減衰を行な
つた後所定レベルに増幅して得た所定振幅のプツ
シユプル偏向信号により駆動する。水平偏向系は
異なる速度（傾斜）の線形傾斜（鋸歯状）信号を
発生して時間軸を得る。トリガ発生器２６はこの
傾斜信号をCRT１８のスクリーン上に表示する
入力信号に同期して始動させ、安定（静止）した
表示波形を得る為に使用する。 トリガ結合回路２０の１つの目的は、不所望の
トリガ信号成分がトリガ発生器２６へ到来するの
を防止することである。最も簡単なオシロスコー
プはACとDC結合モードのみを有するが、より高
級の研究開発用オシロスコープにあつては、低周
波除去（LF REJ）及び高周波除去（HF REJ）
モードの如き付加結合モードを有する（第１図参
照）。結合スイツチ３４がＡ位置の場合にはAC結
合モードとなり、トリガ信号が信号路に直列接続
の十分大容量の結合コンデンサ３６を介してトリ
ガ発生器２６に結合され、入力トリガ信号中の
DC成分と極く低周波成分のみを阻止（排除）す
る。換言すると、高周波成分を含め殆んどすべて
のAC成分を選択結合する。この結合モードは大
きなDC信号に重畳された微小AC成分によりトリ
ガする際に特に有用である。スイツチ３４のＤ位
置ではDC結合モードとなり、このモードでは入
力トリガ信号の全周波数成分（DCも含む）がト
リガ発生器２６へ伝達されるので、極めて低周波
又は入力信号の所定DCレベルでトリガするのに
有用である。 スイツチ３４をＢ位置とすると、LF REJモー
ドが選択され、トリガ信号は比較的小容量のコン
デンサ３８を介して結合されるので、予定（低域
遮断）周波数以下の入力信号成分は大幅に減衰さ
れる。この結合モードは信号中に含まれる電源ノ
イズ（リツプル）等の低周波ノイズを除去するの
に好適である。スイツチ３４をＣ位置とすると
HF REJモードが選択され、トリガ信号はコンデ
ンサ３６と抵抗器４０の直列回路を介して結合さ
れる。この場合、図示せずも抵抗器４０の右端と
接地間に更に別のコンデンサが接続される場合も
ある。このモードが実質的にACモードと同じで
あるが、所定高周波（高域遮断周波数）を超す高
周波信号成分は減衰される。この結合モードは大
きな高周波ノイズを含んでいるトリガ入力信号又
は変調波の安定表示に特に好適である。 従来トリガ結合回路の欠点は、信号路に直列に
大きい結合コンデンサ３６を含むこと及び電子的
に結合モードを選択することの困難性等にある。
斯るコンデンサを使用することは、オシロスコー
プを集積回路化して数個のLSI（大規模集積回路）
で実現する際の阻害要因となる。更に、それによ
る浮遊容量の増大と帯域幅低下の問題を生じる。 発明の目的 従つて、本発明の目的の１つは、高周波信号路
に直列の大容量結合コンデンサを排除する改良し
た信号結合選択回路を提供することである。 本発明の他の目的は、プログラム可能な信号結
合選択回路を提供することである。 本発明の更に他の目的は、各種結合モードが選
択できる簡単な信号結合選択回路を提供すること
である。 本発明の別の目的は、高周波（広帯域）オシロ
スコープ等に好適なトリガ結合選択回路を提供す
ることである。 本発明のその他の目的は、第２図乃至第５図を
参照して行なう後述の説明を読めば明らかとなろ
う。 問題点を解決するための手段 本発明の信号結合選択回路は、入力信号を受け
る高周波信号路(L)と、入力信号を受け、直流近傍
の低周波数の第１遮断周波数を有する第１低域通
過フイルタ４８及び５０と、入力信号を受け、第
１遮断周波数より高い第２遮断周波数を有する第
２低域通過フイルタ５４及び５６と、高周波信号
路及び第２低域通過フイルタの各出力信号から何
れか１つを選択する第１スイツチ手段５２ａと、
第１及び第２低域通過フイルタの各出力信号及び
基準電位から何れか１つを選択する第２スイツチ
手段５２ｂと、第１及び第２スイツチ手段の出力
信号の一方から他方を減算する広帯域の信号減算
手段４６とを具え、第１及び第２スイツチ手段の
設定に応じて信号減算手段の出力端から複数の異
なる周波数特性の出力信号の何れか１つが選択的
に出力されるように構成したものである。 実施例の説明 先ず第２図は本発明の信号結合選択回路の原理
図を示し、入力端子４２に印加した広帯域入力信
号（例えばトリガ信号）を減算回路又は差動増幅
器４６の第１入力端子に直結信号路Ｌを介して直
接印加すると共に、直列抵抗器４８と分路コンデ
ンサ５０を含む単ポール低域通過フイルタ
（LPF）に印加する。このLPFの出力と差動増幅
器４６の第２の入力端間には結合モード選択スイ
ツチ５２を挿入して、AC又はDC結合モードのい
ずれか一方を選択する。DC結合モードでは、第
２入力端は接地して、広帯域入力トリガ信号を差
動増幅器４６の全帯域幅にわたり増幅する。 一方、AC結合モードでは、スイツチ５２がコ
ンデンサ５０両端のフイルタされた出力を差動増
幅器４６の第２入力端へ接続する。差動増幅器４
６への両入力信号はDC乃至このLPFの遮断周波
数cまでは実質的に同じであるので、相互に相殺
して、その出力端４４には実質的に出力信号が現
れない。しかし、入力信号のうちcを超す周波数
成分については、実質的に差動増幅器４６の第２
入力端には伝達されないので、第１入力端の信号
のみがそのまま増幅されて総合周波数特性は第２
Ｂ図に示すようになる。LPF回路網の遮断周波
数cは所望値に選定でき、例えば30Hzであつても
よい。LPF回路網の信号路には低周波信号成分
のみが通過するので、その信号路長は直結信号路
Ｌの如く短い必要はないことは注目すべきであ
る。 第３図には高級オスロスコープに特に好適なプ
ログラム可能なトリガ結合回路例を示す。便宜上
第２図の回路に対応する素子には同様参照符号を
附している。この実施例では、短かい高周波信号
路Ｌが入力端子４２と差動増幅器４６の非反転入
力端間に第１結合モード選択スイツチ５２ａを介
して設けられる。異なる遮断周波数（c₁とc₂）
の２個のフイルタ回路網が入力端４２と接地間に
接続される。第１フイルタは抵抗器４８とコンデ
ンサ５０とより成る遮断周波数c₁のものであり、
第２フイルタは抵抗器５０とコンデンサ５６とよ
り成る遮断周波数c₂のものである。これらフイ
ルタ回路網と差動増幅器４６の反転入力端間には
第２結合モード選択スイツチ５２ｂが接続されて
いる。第１スイツチ５２ａは２個の固定接点Ａ及
びＢを有し、夫々入力端子４２と第２フイルタ回
路網の出力に接続されている。一方、第２スイツ
チ５２ｂは３個の固定接点Ｃ，Ｄ及びＥを有し、
夫々第２フイルタの出力、第１フイルタの出力及
び接地に接続している。この特定の実施では、一
対の入力信号源５８ａ，５８ｂが夫々スイツチ６
０ａ，６０ｂを介して入力端子４２に接続されて
いる。例えば信号源５８ａ，５８ｂは夫々第１図
の内部トリガ信号及び外部トリガ信号である。更
に、電源周波数に同期してトリガするには、電源
（ライン）信号源を付加してもよい。 ここで、c₁＝30Hz、c₂＝50kHzであると仮定
する。第１スイツチ５２ａをＡ位置のままで第２
スイツチ５２ｂをＤ及びＥ位置間で切換えると、
上述したAC及びDC結合モードと実質的に同様動
作となることが理解できよう。上述した２つの基
本結合モードに加えて、本実施例では後述する
LF REJ、HF REJ／DC及びHF REJ／ACの３
つの有用な結合モードが得られる。 LF REJモードはスイツチ５２ａをＡ位置、ス
イツチ５２ｂをＣ位置としたとき得られる。この
モードでは、入力信号の50kHz以下の周波数成分
が除去され、出力端子４４からは50kHz以下の高
周波信号成分のみが得られる。第１スイツチ５２
ａをＢ位置、第２スイツチ５２ｂをＥ位置とする
と、この回路は実質的にDC結合となるが、入力
端子４２と増幅器４６との間に遮断周波数c₂（例
えば50Hz）の第２フイルタが挿入されるので、
50kHz以上の高周波成分は除去される。但し、
DC成分は通過（伝達）できるので、この結合モ
ードはHF REJ／DCモードと呼べる。最後の結
合モードHF REJ／ACは第１スイツチ５２ａを
Ｂ位置に第２スイツチ５２ｂをＤ位置に接続した
とき得られる。この状態では、差動増幅器４６の
非反転及び反転入力への上限遮断周波数はc₂及
びc₁であるので、c₁とc₂との間の周波数成分
のみが出力端子４４に現れる。DC成分は相殺さ
れて実質的に除去されるので、この結合モードは
AC結合であつてHF REJであるので、正しくは
バンドパス機能となり、HF REJ／ACモードと
呼ばれる。 上述した結合選択スイツチ５２ａ，５２ｂの異
なる組合わせで得られる回路動作を要約すると下
記表−１のとおりである。

【表】 スイツチ位置ＢとＣの組合わせは、同じ信号が
差動増幅器４６の両入力に印加され全周波数帯域
にわたり入力信号が出力端子４４に現れないので
無効である。但し、入力信号を接続したままで、
実質的に入力信号を切り離したと同一効果を得る
ために特定条件下でこの組合わせを使用してもよ
いことは勿論である。第３図には図示せずも、ス
イツチ５２ｂと増幅器４６との間にトリガレベル
制御回路を挿入して第１図のポテンシヨメータ２
８とすることも可である。これにより差動増幅器
４６をトリガ結合回路の一部としてのみならずト
リガ発生器として使用することもできる。斯る回
路例は第５図の実施例を参照して後述する。 第４図は本発明による実用プログラマブル信号
結合選択回路の回路図である。複数の入力信号が
入力端子６２ａ，６２ｂ，……６２ｎに印加さ
れ、選択スイツチング回路６４を介して選択され
た１つがエミツタフオロワ・トランジスタ６６の
ベースに印加される。トランジスタ６６のエミツ
タにおける選択された入力信号は第１結合選択ス
イツチ５２ａの固定接点Ａに直接、または抵抗器
５４とコンデンサ５６の第２フイルタ回路網を介
して他の固定接点Ｂに印加される。スイツチ５２
ａは、アナログスイツチであるのが好ましく、例
えば昭和58年９月７日出願の特願昭58−164907号
明細書に開示するアナログスイツチ回路である。
また、トランジスタ６６のエミツタ出力は、上述
した第２フイルタ回路網を介して第２スイツチ５
２ｂの第１固定接点Ｃ、更に抵抗器４８とコンデ
ンサ５０より成る第１フイルタ回路網を介して第
２固定接点Ｄに印加される。第３固定接点Ｅは接
地する。第２スイツチ５２ｂもまたアナログスイ
ツチであるを可とする。第１及び第２スイツチ５
２ａ−５２ｂの出力は、差動的に接続されたトラ
ンジスタ対Q₂₁−Q₂₂と抵抗器R₁₀乃至R₁₄より成
る差動増幅器４６の両入力端（Q₂₁，Q₂₂のベー
ス）に結合される。 スイツチング回路６４は従来のアナログスイツ
チであるを可とするが、上述したスイツチ５２ａ
−５２ｂと同じ電子スイツチであるのが好まし
い。 第４図の回路動作は第３図の回路につき上述し
たものと実質的に同じである。よつて、表−１に
より要約した全体の回路動作は、この回路にも適
用でき、第３図のスイツチ位置Ａ乃至Ｅは第４図
ではスイツチ制御端子ａ乃至ｅへの制御信号と解
する。その結果、電気又は論理制御手段により所
望の信号結合モードが容易に選択できることが理
解できよう。即ち、この信号結合選択回路による
と、リモートコントロールが可能となる。 第５図は本発明によるオシロスコープ用トリガ
回路の簡略回路図を示す。この回路は第３図回路
と類似するが、主な差異はレベルシフト増幅器６
８の付加であり、トリガレベル制御用ポテンシヨ
メータ７０からの制御可能なDC電圧によつて出
力DCレベルを制御する。更に、差動増幅器４６
は極性切換型であるのが好ましく、その出力信号
の極性を極性切換器７２により切換える。 第５図の回路の動作もまた増幅器６８と極性切
換器７２を除き、第３図の回路動作と類似し、
AC，DC，LF REJ，HF REJ／DC及びHF
REJ／AC結合モードが２個のスイツチ５２ａ，
５２ｂの適当な組合わせにより選択できる。この
信号結合モード選択機能に加えて、このトリガ回
路では入力トリガ信号の異なるレベル及び異なる
スロープ（即ち右上り部又は右下がり部）部分で
トリガする為のトリガレベル及びスロープ選択手
段が具つている。これにより、トリガ信号波形中
の任意の部分でトリガするよう選択できる。１個
の差動増幅器４６を用いてトリガ結合モードの選
択のみならずトリガレベル及びスロープ選択に兼
用できるので、オシロスコープ等のトリガ回路を
極めて簡単にすることができる。 尚、上述の説明は本発明を原理及び実施例につ
いて行つたものであり、本発明の要旨を逸脱する
ことなく種々の変更変形が可能であること当業者
には容易に理解できよう。 考案の効果 本発明によれば、直流近傍の低周波数の第１遮
断周波数を有する第１低域通過フイルタと、第１
遮断周波数より高い第２遮断周波数を有する第２
低域通過フイルタと、高周波信号路とを入力信号
に並列に接続し、これらの３つの出力信号及び基
準電位から２つのスイツチで夫々選択した２つの
信号を減算手段により減算することにより、２つ
のスイツチの設定を制御するだけで種々の周波数
特性の信号を極めて容易に得ることが出来る。更
に、直流近傍の第１遮断周波数以下の成分のみを
除去した信号を出力する場合（AC結合の場合）
でも従来のように信号路に直列な大容量のコンデ
ンサを必要としないので、集積回路化を容易に出
来ると共に、回路構成の簡単化及びコストの低減
等顕著な効果を有する。従つて、本発明は広周波
数帯域のオシロスコープのトリガ回路に好適な信
号結合選択回路を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の信号結合選択回路をトリガ回路
に有するオシロスコープの簡略ブロツク図、第２
図は本発明の信号結合選択回路の原理図、第３図
は本発明による高級信号結合選択回路図、第４図
は本発明による実用信号結合選択回路図、第５図
は本発明による信号結合選択回路を含むオシロス
コープ用トリガ回路図を示す。 Ｌは高周波信号路、４８及び５０は第１低域通
過フイルタ、５４及び５６は第２低域通過フイル
タ、５２ａは第１スイツチ手段、５２ｂは第２ス
イツチ手段、４６は信号減算手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力信号を受ける高周波信号路と、 上記入力信号を入力端子に受け、直流近傍の低
   周波数である第１遮断周波数を有する第１低域通
   過フイルタと、 上記入力信号を入力端子に受け、上記第１遮断
   周波数より高い第２遮断周波数を有する第２低域
   通過フイルタと、 上記高周波信号路及び上記第２低域通過フイル
   タの各出力信号から何れか１つを選択する第１ス
   イツチ手段と、 上記第１及び第２低域通過フイルタの各出力信
   号及び基準電位から何れか１つを選択する第２ス
   イツチ手段と、 上記第１及び第２スイツチ手段の出力信号の一
   方から他方を減算する広帯域の信号減算手段とを
   具え、 上記第１及び第２スイツチ手段の設定に応じ
   て、上記信号減算手段の出力端から複数の異なる
   周波数特性の出力信号の何れか１つが選択的に出
   力されることを特徴とする信号結合選択回路。