JPH11258273A - Attenuator for high-voltage probe - Google Patents
Attenuator for high-voltage probeInfo
- Publication number
- JPH11258273A JPH11258273A JP7495098A JP7495098A JPH11258273A JP H11258273 A JPH11258273 A JP H11258273A JP 7495098 A JP7495098 A JP 7495098A JP 7495098 A JP7495098 A JP 7495098A JP H11258273 A JPH11258273 A JP H11258273A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- series
- capacitance
- impedance
- probe
- attenuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧信号を減衰
せしめて、測定器に接続するための高圧プローブ用減衰
器に関する。さらに具体的には、オシロスコープなどに
より高電圧の波形を観測したり、記憶する場合に、被測
定点から被測定電圧を得る場合に用いるプローブであっ
て、改良された高帯域の減衰器を提供せんとするもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an attenuator for a high-voltage probe for attenuating a high-voltage signal and connecting it to a measuring instrument. More specifically, this probe is used for obtaining a measured voltage from a measured point when observing or storing a high-voltage waveform using an oscilloscope or the like, and provides an improved high-band attenuator. It is something you want to do.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６には従来のプローブ用減衰器の回路
が示されている。ここで１はプローブ出力端子であり、
オシロスコープなどの測定器の入力端子でもある。抵抗
Ｒ0 およびキャパシタンスＣ0 は測定器の入力抵抗およ
び入力容量である。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a circuit of a conventional probe attenuator. Here, 1 is a probe output terminal,
It is also the input terminal for measuring instruments such as oscilloscopes. The resistance R 0 and the capacitance C 0 are the input resistance and the input capacitance of the measuring instrument.
【０００３】被測定信号をピックアップするためのプロ
ーブ入力端子２がプローブ本体８Ａの先端にあり、抵抗
Ｒ1 とキャパシタンスＣ1 が並列接続されたシリーズ素
子がプローブ入力端子２とそのシールドが接地されたケ
ーブル５の一端の間にあり、ケーブル５の他端はプロー
ブ出力端子１に接続され、オシロスコープなどの測定器
の入力を印加している。[0003] Probe input terminal 2 for picking up the signal to be measured is located at the tip of the probe body 8A, the resistance R 1 and the capacitance C 1 is connected in parallel to the series element and the probe input terminal 2 that the shield is grounded The other end of the cable 5 is connected to the probe output terminal 1 to apply an input of a measuring instrument such as an oscilloscope.
【０００４】図７には従来の高圧プローブ用減衰器の回
路が示されている。ここで１はプローブ出力端子であ
り、オシロスコープなどの測定器の入力端子でもある。
抵抗Ｒ0 およびキャパシタンスＣ0 は測定器の入力抵抗
および入力容量である。FIG. 7 shows a circuit of a conventional high-pressure probe attenuator. Here, 1 is a probe output terminal, which is also an input terminal of a measuring instrument such as an oscilloscope.
The resistance R 0 and the capacitance C 0 are the input resistance and the input capacitance of the measuring instrument.
【０００５】被測定信号をピックアップするためのプロ
ーブ入力端子２がプローブ本体８Ｂの先端にあり、抵抗
Ｒd が接地されたプローブ・ケース６の中にあり、プロ
ーブ・ケース６との間に漂遊容量であるキャパシタンス
Ｃd を形成し、抵抗Ｒg でシャントされてケーブル５に
接続されている。A probe input terminal 2 for picking up a signal to be measured is provided at the tip of the probe body 8B, a resistor Rd is provided in the grounded probe case 6, and a stray capacitance is provided between the probe input terminal 2 and the probe case 6. the capacitance C d is formed is, it is shunt connected to the cable 5 by the resistor R g.
【０００６】そのシールドが接地されたケーブル５の他
端は、マッチング・ボックス７を介してプローブ出力端
子１に接続され、オシロスコープなどの測定器の入力を
印加している。The other end of the shielded cable 5 is connected to the probe output terminal 1 via a matching box 7 to apply an input of a measuring instrument such as an oscilloscope.
【０００７】このマッチング・ボックス７には、ケーブ
ル５の出力端子と接地との間に、抵抗Ｒm と、キャパシ
タンスＣm1と可変の抵抗Ｒm1の直列になったものと、可
変のキャパシタンスＣm2と抵抗Ｒm2の直列になったもの
とが接続されている。[0007] The matching box 7, between the ground and the output terminal of the cable 5, a resistor R m, and that in series capacitance C m1 and variable resistor R m1, the variable capacitance C m @ 2 And a resistor R m2 connected in series.
【０００８】プローブ・ケース６は、キャパシタンスＣ
d を形成するために細長い板状または円筒状の抵抗Ｒd
に近接して設けられ、プローブ・ケース６の内部には絶
縁耐圧を保持するために、不活性ガスあるいはシリコン
・ゴムが充填されている。抵抗Ｒg はプローブ入力端子
２に印加された高圧を抵抗Ｒd とで分圧している。The probe case 6 has a capacitance C
elongated to form a d a plate or cylindrical resistor R d
The inside of the probe case 6 is filled with an inert gas or silicon rubber in order to maintain the dielectric strength. Resistor R g is dividing the pressure applied to the probe input terminal 2 by the resistor R d.
【０００９】マッチング・ボックス７内の抵抗Ｒm はプ
ローブ本体８Ｂ内の抵抗Ｒg や、測定器内の抵抗Ｒ0 と
並列になって、分圧している。キャパシタンスＣm1と可
変の抵抗Ｒm1の直列接続されたものや可変のキャパシタ
ンスＣm2と抵抗Ｒm2の直列接続されたものは高周波特性
を補償する調整用のものである。[0009] the resistance R m of the matching box 7 is in parallel with the resistor R g and the resistance R 0 in the instrument within the probe body 8B, and divide. The series connection of the capacitance C m1 and the variable resistor R m1 and the series connection of the variable capacitance C m2 and the resistor R m2 are for adjustment for compensating high frequency characteristics.
【００１０】抵抗Ｒd は、たとえば円柱体の表面に形成
された抵抗被膜をスパイラル状に切削して長い抵抗路長
を形成して高抵抗、高耐圧を得ているが、抵抗値の精度
が極めて悪い。キャパシタンスＣd も空間的に形成した
ものであるから、その精度が悪い。[0010] resistor R d is, for example, a surface which is formed in the resistance film of the cylindrical body is cut spirally to form a long resistor path length high-resistance, but to obtain a high breakdown voltage, the accuracy of the resistance value Extremely bad. Since the capacitance Cd is also formed spatially, its accuracy is poor.
【００１１】抵抗Ｒd の形状およびプローブ・ケースの
形状を精度良く制作することが困難であり、キャパシタ
ンスＣd の精度の悪さから良好な周波数特性を得ること
が困難で、それを救済するために、マッチング・ボック
ス７を設けて、高周波特性の補償を行っている。このよ
うにしたものでも周波数帯域は、せいぜいＤＣ〜５０Ｍ
Ｈｚ程度である。[0011] it is difficult to shape and produce accurately the shape of the probe case of the resistance R d, it is difficult to obtain a good frequency characteristic from the poor accuracy of the capacitance C d, in order to remedy it , A matching box 7 is provided to compensate for high-frequency characteristics. Even with this configuration, the frequency band is at most DC-50M
Hz.
【００１２】図８（ａ）には、図６の等価回路が示され
ている。ここで、点Ｐa はプローブ入力端子２に、キャ
パシタンスＣa はキャパシタンスＣ1 に抵抗Ｒa は抵抗
Ｒ1に、抵抗Ｒb は抵抗Ｒ0 に、キャパシタンスＣb は
キャパシタンスＣ0 ＋Ｃg0に対応している。ここで、図
示されてはいないキャパシタンスＣg0はケーブル５の漂
遊容量および必要に応じて追加した容量を表わしてい
る。点Ｐb はキャパシタンスＣa と抵抗Ｒa の平列接続
の右端である。FIG. 8A shows an equivalent circuit of FIG. Here, the point P a is the probe input terminal 2, the capacitance C a resistance R a resistor R 1 to the capacitance C 1, the resistance R b the resistance R 0, the capacitance C b is corresponding to the capacitance C 0 + C g0 doing. Here, the capacitance C g0, which is not shown, represents the stray capacity of the cable 5 and the capacity added as necessary. Point P b is the right end of the flat column connection capacitance C a and the resistance R a.
【００１３】図８（ｂ）は同図（ａ）の等価回路であ
り、インピーダンスＺa とＺb のそれぞれがキャパシタ
ンスＣa と抵抗Ｒa の並列接続したものおよびキャパシ
タンスＣb と抵抗Ｒb の並列接続したものを表してい
る。ここで、シリーズのインピーダンスＺa とシャント
のインピーダンスＺb を複素表示すると、 Ｚa ＝Ｒa ／（１＋ｊωＲa Ｃa ） Ｚb ＝Ｒb ／（１＋ｊωＲb Ｃb ） となる。ここに、ωは角周波数である。[0013] FIG. 8 (b) is an equivalent circuit of FIG. (A), the impedance Z a and each Z b is the capacitance C a and the resistance R as and capacitance in parallel connection a C b and the resistor R b It represents what is connected in parallel. Here, when the impedance Z a and shunt impedance Z b series to complex notation, and Z a = R a / (1 + jωR a C a) Z b = R b / (1 + jωR b C b). Here, ω is an angular frequency.
【００１４】ここで、図８（ａ）および（ｂ）における
点Ｐa とＰb の電圧を、それぞれ、Ｖa およびＶb とす
ると、その伝達関数Ａabは、 Ａab＝Ｖb ／Ｖa ＝Ｚb ／（Ｚa ＋Ｚb ） であるから、複素表示すると、 Ａab＝Ａ（１＋ｊωＢ）／（１＋ｊωＤ） （１） ここに、 Ａ＝Ｒb ／（Ｒa ＋Ｒb ） Ｂ＝Ｒa Ｃa Ｄ＝ＡＲa （Ｃa ＋Ｃb ） である。[0014] Here, the voltage at point P a and P b in FIGS. 8 (a) and 8 (b), respectively, when V a and V b, the transfer function A ab is, A ab = V b / V because it is a = Z b / (Z a + Z b), when complex representation, a ab = a (1 + jωB) / (1 + jωD) (1) here, a = R b / (R a + R b) B = R a Ca D = AR a (C a + C b ).
【００１５】ここで式（１）から、Ｂ＝Ｄであるなら
ば、 Ａab＝Ａ＝Ｒb ／（Ｒa ＋Ｒb ） （２） となり、この式（２）の伝達関数Ａabは複素項を含ま
ず、全周波数領域において一定の値Ａを示す。このＢ＝
Ｄの条件から、 Ｒa Ｃa ＝Ｒb Ｃb （３） が得られる。すなわち、シリーズのインピーダンスＺa
の時定数Ｒa Ｃa がシャントのインピーダンスＺb の時
定数に等しいときに伝達関数Ａabは式（２）の実数とな
って、周波数に無関係となる。From equation (1), if B = D, then A ab = A = R b / (R a + R b ) (2), and the transfer function A ab of equation (2) is a complex It does not include the term and shows a constant value A in all frequency ranges. This B =
From the condition of D, R a C a = R b C b (3) is obtained. That is, the impedance Z a of the series
The transfer function A ab when the time constant R a C a is equal to the time constant of the shunt impedance Z b of a real of formula (2), and independent of frequency.
【００１６】すると、インピーダンスＺa とＺb の比
は、 Ｚa ／Ｚb ＝Ｒa ／Ｒb となり、Ｚpa＝Ｚa ＋Ｚb から Ｚpa＝Ｚb （Ｒa ＋Ｒb ）／Ｒb すなわち、 Ｚpa＝Ｚb ／Ａab となって、点Ｐa の等価インピーダンスＺpaはインピー
ダンスＺb の（１／Ａab）倍に増加する。そこでＺb を
複素表示して、 Ｚpa＝（Ｒa ＋Ｒb ）／（１＋ｊωＲb Ｃb ） （４） を得る。[0016] Then, the impedance Z ratio of a and Z b is, Z a / Z b = R a / R b becomes, Z pa = Z a + Z b from Z pa = Z b (R a + R b) / R b that is, a Z pa = Z b / a ab , equivalent impedance Z pa of the point P a is increased to (1 / a ab) times the impedance Z b. Therefore, Z b is represented in a complex form, and Z pa = (R a + R b ) / (1 + jωR b C b ) (4) is obtained.
【００１７】図８（ｂ）の点Ｐa から右側を見た等価イ
ンピーダンスＺpaは、 Ｚpa＝Ｚa ＋Ｚb であり、同図（ｃ）は同図（ｂ）に等価となる。同図
（ｃ）は同図（ｄ）のように点Ｐa から右を見た等価キ
ャパシタンスＣpaと等価抵抗Ｒpaで表わされる。する
と、 Ｚpa＝Ｒpa／（１＋ｊωＲpaＣpa） （５） である。The equivalent impedance Z pa viewed right from P a point in FIG. 8 (b) is a Z pa = Z a + Z b , FIG. (C) is an equivalent in the drawing (b). FIG (c) is represented by an equivalent capacitance C pa and equivalent resistance R pa viewed right from the point P a as shown in FIG. (D). Then, Z pa = R pa / (1 + jωR pa C pa ) (5)
【００１８】式（４）と式（５）は同じものを表してい
るから、それぞれの分子および分母は等しくなければな
らず、分子においては、 Ｒpa＝Ｒa ＋Ｒb （６） であり、分母においては、 ＣpaＲpa＝Ｃb Ｒb であるから、 Ｃpa＝Ｃb Ｒb ／Ｒpa となる。ゆえに、 Ｃpa＝Ｃb Ｒb ／（Ｒa ＋Ｒb ） （７） を得る。Since equations (4) and (5) represent the same thing, the respective numerators and denominators must be equal. In the numerator, R pa = R a + R b (6) in the denominator, since a C pa R pa = C b R b, a C pa = C b R b / R pa. Therefore, C pa = C b R b / (R a + R b ) (7) is obtained.
【００１９】ここで図８の点Ｐa から右を見た回路の時
定数ＣpaＲpaは式（３）を考慮すると、 ＣpaＲpa＝Ｃb Ｒb ＝Ｃa Ｒa （８） となり、伝達関数が実数となる必要条件を表している。
インピーダンスＺa とＺb の時定数が等しいのみなら
ず、点Ｐa から右を見た時定数は点Ｐb から右を見た時
定数に等しくなければならないことを示している。[0019] where the constant C pa R pa when the circuit viewed right from the point P a in FIG. 8 Considering equation (3), C pa R pa = C b R b = C a R a (8) And represents a necessary condition for the transfer function to be a real number.
Not only is equal to the time constant of the impedance Z a and Z b, is constant when viewed right from the point P a indicates that must be equal to the time constant viewed right from the point P b.
【００２０】[0020]
【発明が解決しようとする課題】オシロスコープなど測
定器の高帯域化に伴い、高電圧を測定するためのプロー
ブについても、直流から高周波までの広い周波数帯域を
測定できる必要性が要求されている。With the increase in bandwidth of measuring instruments such as oscilloscopes, there is a need for a probe for measuring high voltage that can measure a wide frequency band from DC to high frequency.
【００２１】従来の高圧プローブの構造において、高い
抵抗値の抵抗体Ｒd は円柱体の表面に形成された抵抗被
膜にスパイラル状の切削加工を行い、所望の抵抗を得て
いるが精度が極めて悪い。また、高周波補償用のキャパ
シタンスＣd も空間的作成物であるため精度が悪い。[0021] In the structure of a conventional high-pressure probe, a high resistor R d of the resistance value performs spiral cutting the resistance film formed on the surface of the cylinder, but to obtain a desired resistance accuracy is extremely bad. Also, poor accuracy because the capacitance C d of the high-frequency compensation is also spatial construct.
【００２２】さらに、抵抗体と接地間の静電容量を考慮
した設計を行うことが困難であるため、周波数帯域幅は
後段のマッチング・ボックスと言われる数種類の異なっ
た時定数の組み合わせを持つ回路により調整している。
それゆえ帯域幅はＤＣ〜５０ＭＨｚほどであり、極めて
不十分であるという解決されなければならない課題があ
った。本発明の目的は、周波数帯域幅を広げ、構成の簡
素化と高精度化を実現するための装置を提供するもので
ある。Furthermore, since it is difficult to design in consideration of the capacitance between the resistor and the ground, the frequency bandwidth is a circuit having a combination of several different time constants called a matching box at the subsequent stage. Has been adjusted by
Therefore, there is a problem to be solved that the bandwidth is about DC to 50 MHz, which is extremely insufficient. An object of the present invention is to provide an apparatus for widening a frequency bandwidth, realizing simplification of the configuration and realizing high accuracy.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】プローブ入力端子とプロ
ーブ出力端子の間に入るｎ個のシリーズ抵抗のそれぞれ
に並列にキャパシタンスを接続したｎ個のシリーズ・イ
ンピーダンスと、ｎ個の各インピーダンスの出力側と接
地との間にシャントに入るキャパシタンスを設け、各シ
リーズ・インピーダンスの時定数を、各シリーズ・イン
ピーダンスの出力側からプローブ出力端子側を見たとき
の等価インピーダンスの時定数に等しくするようにし
た。SUMMARY OF THE INVENTION n series impedances in which a capacitance is connected in parallel to each of n series resistors between a probe input terminal and a probe output terminal, and an output side of each of the n impedances The capacitance that enters the shunt between the ground and the ground is set so that the time constant of each series impedance is equal to the time constant of the equivalent impedance when the probe output terminal side is viewed from the output side of each series impedance. .
【００２４】これによって、各シリーズ・インピーダン
スを構成するシリーズ抵抗の値は低いものを使用するこ
とができるから、その抵抗値の精度は極めて高く、各シ
リーズ・インピーダンスと等価インピーダンスの時定数
を各シリーズ・インピーダンスの接続点において等しく
なるように接続したために、極めて高帯域の高圧プロー
ブ用減衰器を実現することができた。[0024] With this, the series resistance constituting each series impedance can be used with a low value. Therefore, the accuracy of the resistance value is extremely high, and the time constant of each series impedance and the equivalent impedance is set to each series impedance. -Since the connection was made equal at the connection points of the impedances, an attenuator for a high-voltage probe in a very high band could be realized.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】図１には本発明の実施の形態を示
す回路図が示されている。ここにおいて、図６および７
に示した従来例の構成要素に対応するものについては同
じ記号を付した。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. Here, FIGS. 6 and 7
The same symbols are given to those corresponding to the components of the conventional example shown in FIG.
【００２６】図１において、１はプローブ出力端子であ
り、オシロスコープなどの測定器の入力端子でもある。
抵抗Ｒ0 およびキャパシタンスＣ0 は測定器の入力抵抗
および入力容量である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a probe output terminal, which is also an input terminal of a measuring instrument such as an oscilloscope.
The resistance R 0 and the capacitance C 0 are the input resistance and the input capacitance of the measuring instrument.
【００２７】被測定信号をピックアップするための入力
端子２がプローブ本体８の先端にあり、ｎ個のシリーズ
抵抗Ｒk （ここに、ｋ＝１〜ｎ）が並列接続されて、ｎ
個のシリーズ・インピーダンスを構成している。ｎ個の
シリーズ・インピーダンスの出力側と接地間にはｎ個の
シャント・キャパシタンスＣgk-1（ここに、ｋ＝１〜
ｎ）が接続されている。An input terminal 2 for picking up a signal to be measured is provided at the tip of the probe main body 8, and n series resistors R k (here, k = 1 to n) are connected in parallel.
Constitutes a series impedance. There are n shunt capacitances C gk-1 (where k = 1 to k) between the output side of the n series impedances and the ground.
n) are connected.
【００２８】点Ｐn はプローブ入力端子２を指し、点Ｐ
k-1 （ここに、ｋ＝１〜ｎ）は、それぞれシリーズ・イ
ンピーダンスの出力側を指している。キャパシタンスＣ
g0は図示を省略した図６および図７のケーブル５の漂遊
容量および必要に応じて追加した容量を表わしている。The point P n indicates the probe input terminal 2 and the point P n
k-1 (where k = 1 to n) indicates the output side of the series impedance. Capacitance C
g0 represents the stray capacity of the cable 5 of FIGS. 6 and 7 and the capacity added as necessary.
【００２９】図２（ａ）には点Ｐ0 から右を見た回路図
が、同図（ｂ），（ｃ）および（ｄ）にはその等価回路
が示されている。ここで等価インピーダンスＺp0は図８
（ｂ）のインピーダンスＺb に対応しているから、 Ｚg0＝１／ｊωＣg0 Ｚ0 ＝Ｒ0 ／（１＋ｊωＲ0 Ｃ0 ） であり、等価抵抗Ｒp0および等価キャパシタンスＣ
p0は、 Ｒp0＝Ｒ0 Ｃp0＝Ｃ0 ＋Ｃg0 であり、 Ｚp0＝Ｒp0／（１＋ｊωＲp0Ｃp0） である。The circuit diagram viewed right from the point P 0 is in FIG. 2 (a), FIG. (B), which is shown an equivalent circuit in (c) and (d). Here, the equivalent impedance Z p0 is shown in FIG.
Since it corresponds to the impedance Z b of (b), Z g0 = 1 / jωC g0 Z 0 = R 0 / (1 + jωR 0 C 0 ), and the equivalent resistance R p0 and the equivalent capacitance C
p0 is, R p0 = R 0 C p0 = a C 0 + C g0, a Z p0 = R p0 / (1 + jωR p0 C p0).
【００３０】図３（ａ）には、図１の点Ｐ1 から右を見
た回路図が、同図（ｂ），（ｃ）および（ｄ）にはその
等価回路が示されている。同図（ｂ）のインピーダンス
Ｚ1およびＺp0は、それぞれ図８（ｂ）のＺa およびＺ
b に対応し、インピーダンスＺg1 は図２（ｂ）のＺg0
に対応している。[0030] FIG. 3 (a) is a circuit diagram viewed right from point P 1 in FIG. 1, FIG. (B), which is shown an equivalent circuit in (c) and (d). The impedances Z 1 and Z p0 in FIG. 8B are Z a and Z p in FIG.
b , and the impedance Z g1 is Z g0 of FIG.
It corresponds to.
【００３１】ここで図３（ｂ）のインピーダンスＺ1 お
よびＺp0は図８（ｂ）のインピーダンスＺa およびＺb
に対応しているから、点Ｐ1 からＰ0 への伝達関数Ａ10
は、 Ａ10＝Ｚg0／（Ｚ1 ＋Ｚp0） となる。そこで、式（１），（２）および（３）と同様
にして、 Ｒ1 Ｃ1 ＝Ｒp0Ｃp0 のとき、すなわち、シリーズ・インピーダンスＺ1 の時
定数Ｒ1 Ｃ1 が点Ｐ0 から右を見た時定数Ｐp0 Ｃp0に
等しいときに、伝達関数Ａ10は、 Ａ10＝Ｒp0／（Ｒ1 ＋Ｒp0） となる。複素項を含まず、全周波数領域において一定の
伝達関数Ａ10を示す。The impedance Z a and Z b herein impedance of FIG 3 (b) Z 1 and Z p0 FIG 8 (b)
, The transfer function A 10 from point P 1 to P 0
Becomes A 10 = Z g0 / (Z 1 + Z p0). Then, similarly to the equations (1), (2) and (3), when R 1 C 1 = R p0 C p0 , that is, when the time constant R 1 C 1 of the series impedance Z 1 is shifted from the point P 0 When it is equal to the time constant P p0 C p0 seen from the right, the transfer function A 10 becomes A 10 = R p0 / (R 1 + R p0 ). Free of complex terms, shows a constant transfer function A 10 in the entire frequency range.
【００３２】図３（ｃ）の回路は同図（ｄ）の等価イン
ピーダンスＺp1を用いて表わすことができ、同図（ｅ）
の等価抵抗Ｒp1と等価キャパシタンスＣp1を用いて表わ
すことができる。式（５），（６）および（７）から、 Ｚp1＝Ｒp1／（１＋ｊωＲp1Ｃp1） ここで、 Ｒp1＝Ｒ1 ＋Ｒ0 Ｃp1＝（Ｃp0＋Ｃg1）Ｒp0／Ｒp1 Ｒp0＝Ｒ0 となる。The circuit shown in FIG. 3C can be represented by using the equivalent impedance Z p1 shown in FIG.
Using the equivalent resistance R p1 and the equivalent capacitance C p1 . From equations (5), (6) and (7), Z p1 = R p1 / (1 + jωR p1 C p1 ) where: R p1 = R 1 + R 0 C p1 = (C p0 + C g1 ) R p0 / R p1 R p0 = R 0 .
【００３３】図４（ａ）には、図１の点Ｐ2 から右を見
た回路図が、同図（ｂ），（ｃ）および（ｄ）にはその
等価回路が示されている。同図（ｂ）のインピーダンス
Ｚ2およびＺp1は、それぞれ図３（ｂ）のＺ1 およびＺ
p0に対応し、インピーダンスＺg2は図３（ｂ）のＺg1に
対応している。[0033] FIG. 4 (a) is a circuit diagram viewed right from point P 2 in FIG. 1, FIG. (B), which is shown an equivalent circuit in (c) and (d). Impedance Z 2 and Z p1 of the (b) shows, Z 1 and Z, respectively, in FIG 3 (b)
The impedance Z g2 corresponds to p g and the impedance Z g2 corresponds to Z g1 in FIG.
【００３４】ここで図４（ｂ）のインピーダンスＺ2 お
よびＺp1は図３（ｂ）のインピーダンスＺ1 およびＺp0
に対応しているから、点Ｐ2 からＰ1 への伝達関数Ａ21
は、 Ａ21＝Ｚp1／（Ｚ2 ＋Ｚp1） となる。そこで、式（１），（２）および（３）と同様
にして、 Ｒ2 Ｃ2 ＝Ｒp1Ｃp1 のとき、すなわち、シリーズ・インピーダンスＺ2 の時
定数Ｒ2 Ｃ2 が点Ｐ1 から右を見た時定数Ｐp1Ｃp1に等
しいときに、伝達関数Ａ21は、 Ａ21＝Ｒp1／（Ｒ2 ＋Ｒp1） となる。複素項を含まず、全周波数領域において一定の
伝達関数Ａ21を示す。Here, the impedances Z 2 and Z p1 of FIG. 4B are replaced with the impedances Z 1 and Z p0 of FIG. 3B.
, The transfer function A 21 from point P 2 to P 1
Is A 21 = Z p1 / (Z 2 + Z p1 ). Therefore, equation (1), in the same manner as in (2) and (3), when the R 2 C 2 = R p1 C p1, i.e., the constant R 2 C 2 if the series impedance Z 2 is from the point P 1 When it is equal to the time constant P p1 C p1 when viewed from the right, the transfer function A 21 is as follows: A 21 = R p1 / (R 2 + R p1 ). It shows a constant transfer function A 21 in all frequency domains without including a complex term.
【００３５】図４（ｃ）の回路は同図（ｄ）の等価イン
ピーダンスＺp2を用いて表わすことができ、同図（ｅ）
の等価抵抗Ｒp2と等価キャパシタンスＣp2を用いて表わ
すことができる。式（５），（６）および（７）から、 Ｚp2＝Ｒp2 ／（１＋ｊωＲp2Ｃp2） ここで、 Ｒp2＝Ｒ2 ＋Ｒp1 Ｃp2＝（Ｃp1＋Ｃg2）Ｒp1／Ｒp2 となる。The circuit shown in FIG. 4C can be represented by using the equivalent impedance Z p2 shown in FIG.
Can be expressed using the equivalent resistance R p2 and the equivalent capacitance C p2 . From equations (5), (6) and (7), Z p2 = R p2 / (1 + jωR p2 C p2 ) where: R p2 = R 2 + R p1 C p2 = (C p1 + C g2 ) R p1 / R p2 Becomes
【００３６】図５（ａ）には、図１の点Ｐk （ただし、
ｎ≧ｋ＞２）から右を見た回路図が、同図（ｂ），
（ｃ）および（ｄ）にはその等価回路が示されている。
同図（ｂ）のインピーダンスＺk およびＺpk-1は、それ
ぞれ図３（ｂ）のＺ1 およびＺp0に対応し、インピーダ
ンスＺgk は図３（ｂ）のＺg1に対応している。FIG. 5A shows the point P k (FIG. 1)
The circuit diagram looking right from n ≧ k> 2) is shown in FIG.
(C) and (d) show the equivalent circuits.
Impedance Z k and Z pk-1 in FIG. (B) corresponds to Z 1 and Z p0, respectively, of FIG 3 (b), the impedance Z gk corresponds to Z g1 in FIG. 3 (b).
【００３７】ここで図５（ｂ）のインピーダンスＺk お
よびＺpk-1は図３（ｂ）のインピーダンスＺ1 およびＺ
p0に対応しているから、点Ｐk からＰk-1 への伝達関数
Ａkk -1は、 Ａkk-1＝Ｚpk-1 ／（Ｚk ＋Ｚpk-1 ） となる。そこで、式（１），（２）および（３）と同様
にして、 Ｒk Ｃk ＝Ｒpk-1 Ｃpk-1 のとき、すなわち、シリーズ・インピーダンスＺk の時
定数Ｒk Ｃk が点Ｐk-1から右を見た時定数Ｐpk-1 Ｃ
pk-1 に等しいときに、伝達関数Ａkk-1は、 Ａkk-1＝Ｒpk-1 ／（Ｒk ＋Ｒpk-1 ） となる。複素項を含まず、全周波数領域において一定の
伝達関数Ａkk-1を示す。The impedance Z 1 and Z herein FIG impedance Z k and Z pk-1 of (b) FIG. 3 (b)
Since then corresponds to p0, the transfer function A kk -1 from the point P k to P k-1 becomes A kk-1 = Z pk- 1 / (Z k + Z pk-1). Therefore, equation (1), in the same manner as in (2) and (3), when R k C k = R pk- 1 C pk-1, i.e., the constant R k C k when series impedance Z k Time constant P pk-1 C looking right from point P k -1 C
When equal to pk-1, the transfer function A kk-1 becomes A kk-1 = R pk- 1 / (R k + R pk-1). It shows a constant transfer function A kk-1 in all frequency domains without including a complex term.
【００３８】図５（ｃ）の回路は同図（ｄ）の等価イン
ピーダンスＺpk を用いて表わすことができる。同図
（ｅ）の等価抵抗Ｒpkと等価キャパシタンスＣpkを用い
て表わすことができる。式（５），（６）および（７）
から、 Ｚpk＝Ｒpk／（１＋ｊωＲpkＣpk） ここで、 Ｒpk＝Ｒk ＋Ｒpk-1 （９） Ｃpk＝（Ｃpk-1＋Ｃgk）Ｒpk-1／Ｒpk （１０） となる。The circuit shown in FIG. 5C can be represented by using the equivalent impedance Zpk shown in FIG. It can be expressed using the equivalent resistance R pk and the equivalent capacitance C pk of FIG. Equations (5), (6) and (7)
From the following, Z pk = R pk / (1 + jωR pk C pk ) where R pk = R k + R pk-1 (9) C pk = (C pk-1 + C gk ) R pk -1 / R pk (10) Becomes
【００３９】式（９）および（１０）から、等価抵抗Ｒ
pkは、 Ｒpk＝Ｒk ＋Ｒk-1＋…＋Ｒ1 ＋Ｒ0 であり、等価キャパシタンスＣpkは等価キャパシタンス
Ｃpk-1にシャント・キャパシタンスＣgkを加えたものに
等価抵抗Ｒpk-1とＲpkの比を乗じたものとなることがわ
かる。From equations (9) and (10), the equivalent resistance R
pk is R pk = R k + R k -1 +... + R 1 + R 0 , and the equivalent capacitance C pk is equivalent to the sum of the equivalent capacitance C pk-1 and the shunt capacitance C gk and the equivalent resistance R pk-1 . It can be seen that the ratio is multiplied by the ratio of Rpk .
【００４０】点Ｐk の電圧Ｖk と点Ｐ0 の電圧Ｖ0 の比
である伝達関数Ａk0は、 Ａk0＝Ｖ0 ／Ｖk すなわち、 Ａk0＝Ｒp0／Ｒpk＝Ｒ0 ／Ｒpk となる。点Ｐk から右を見たインピーダンスＺpkは、 Ｚpk＝Ｒpk／（１＋ｊωＲpkＣpk） である。The point P k voltage V k and the point P transfer functions A k0 is the ratio of the voltage V 0 which 0 is, A k0 = V 0 / V k i.e., A k0 = R p0 / R pk = R 0 / Rpk . The impedance Z pk looking right from the point P k is Z pk = R pk / (1 + jωR pk C pk ).
【００４１】図１においてキャパシタンスＣg0は、ケー
ブル５の漂遊容量を含んでいるので、ゼロにすることは
できない。そこでシャント・キャパシタンスＣg1ないし
Ｃgn -1のそれぞれをゼロとした場合について考察する。In FIG. 1, since the capacitance C g0 includes the stray capacitance of the cable 5, it cannot be made zero. Therefore, a case where each of the shunt capacitances C g1 to C gn -1 is set to zero will be considered.
【００４２】すると式（１０）より、 Ｃp0＝Ｃ0 ＋Ｃg0 Ｃp1＝Ｃp0Ｒp0／Ｒp1 Ｃp2＝Ｃp1Ｒp1／Ｒp2 …… Ｃpk＝Ｃpk-1Ｒpk-1／Ｒpk すなわち、 Ｃpk＝Ｃpk-2Ｒpk-2／Ｒpk＝Ｃp0Ｒ0 ／Ｒpk となるから、 Ｃpk＝（Ｃ0 ＋Ｃg ）Ｒ0 ／Ｒpk となる。ここにＲpkはＲ0 からＲk までの累和である。Then, from equation (10), C p0 = C 0 + C g0 C p1 = C p0 R p0 / R p1 C p2 = C p1 R p1 / R p2 ... C pk = C pk-1 R pk-1 / R pk, that is, C pk = C pk -2 R pk -2 / R pk = C p0 R 0 / R pk , so that C pk = (C 0 + C g ) R 0 / R pk . Here, R pk is a cumulative sum from R 0 to R k .
【００４３】時定数は、 Ｃk Ｒk ＝Ｃpk-1Ｒpk-1 Ｃpk-1Ｒpk-1＝Ｃpk-2Ｒpk-2 同様にして、 Ｃp2Ｒp2＝Ｃp1Ｒp1 Ｃp1Ｒp1＝Ｃp0Ｒp0 ゆえに、 ＣpkＲpk＝（Ｃ0 ＋Ｃg ）Ｒ0 となり、シリーズ・インピーダンスＺk の時定数は、点
Ｐ0 の等価インピーダンスＺp0の時定数に等しいものと
なる。The time constants are as follows: C k R k = C pk-1 R pk-1 C pk-1 R pk-1 = C pk-2 R pk-2 and C p2 R p2 = C p1 R p1 Since C p1 R p1 = C p0 R p0 , C pk R pk = (C 0 + C g ) R 0 , and the time constant of the series impedance Z k is equal to the time constant of the equivalent impedance Z p0 at the point P 0. Becomes
【００４４】さらに、 Ｚpk＝Ｒpk／（１＋ｊωＲpkＣpk） Ｚp0＝Ｒ0 ／｛１＋ｊωＲ0 （Ｃ0 ＋Ｃg0）｝ であり、ＣpkＲpk＝Ｒ0 （Ｃ0 ＋Ｃg0）から、 Ｚpk／Ｚp0＝Ｒpk／Ｒ0 ＝１／Ａk0 となって、点Ｐk の等価インピーダンスＺpkは、測定器
の入力となるプローブ出力端子１の等価インピーダンス
Ｚp0の伝達関数Ａk0の逆数倍になることを表わしてい
る。Further, Z pk = R pk / (1 + jωR pk C pk ) Z p0 = R 0 / {1 + jωR 0 (C 0 + C g0 )}, and from C pk R pk = R 0 (C 0 + C g0 ) , Z pk / Z p0 = R pk / R 0 = 1 / A k0, and the equivalent impedance Z pk at the point P k is the transfer function A of the equivalent impedance Z p0 of the probe output terminal 1 which is the input of the measuring instrument. It means that it becomes the reciprocal multiple of k0 .
【００４５】シャント・キャパシタンスＣg1〜Ｃgn-1を
すべてゼロにして、抵抗Ｒ2 〜ＲnのそれぞれをＲ1 に
等しくしたときには、キャパシタンスＣ2 〜Ｃn のそれ
ぞれもＣ1 に等しくなり、 Ｒpk＝ｎＲ1 ＋Ｒ0 Ｃpk＝（Ｃ0 ＋Ｃg0）Ｒ0 ／Ｒpk Ｃ1 Ｒ1 ＝（Ｃ0 ＋Ｃg0）Ｒ0 の関係が得られる。When the shunt capacitances C g1 to C gn-1 are all zero and each of the resistors R 2 to R n is equal to R 1 , each of the capacitances C 2 to C n is also equal to C 1 , R pk = nR 1 + R 0 C pk = (C 0 + C g0 ) R 0 / R pk C 1 R 1 = (C 0 + C g0 ) R 0 is obtained.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるならば、高圧プローブ用減衰器を構成するｎ個の
シリーズ・インピーダンスの各接続点からプローブの出
力端子側を見たときの時定数を等しくなるようにしたか
ら、ｎ個のシリーズ・インピーダンスには精度の良いｎ
個の抵抗とｎ個の並列用キャパシタンスを用いることが
できることになった。そのために、極めて高精度で広帯
域の高圧プローブを得ることができた。したがって、本
発明の効果は極めて大きい。As is apparent from the above description, according to the present invention, when the output terminal side of the probe is viewed from each connection point of n series impedances constituting the high voltage probe attenuator. Since the constants are made equal, n series impedances have high precision n
It is now possible to use n resistors and n parallel capacitances. Therefore, a very high-precision and high-bandwidth high-pressure probe could be obtained. Therefore, the effect of the present invention is extremely large.
【図１】本発明の実施の形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の点Ｐ0 から右を見た回路図およびその等
価回路図である。2 is a circuit diagram and an equivalent circuit view of the right point P 0 in Fig.
【図３】図１の点Ｐ1 から右を見た回路図およびその等
価回路図である。3 is a circuit diagram and an equivalent circuit view of the right terms P 1 in FIG. 1.
【図４】図１の点Ｐ2 から右を見た回路図およびその等
価回路図である。4 is a circuit diagram and an equivalent circuit diagram viewed from the right point P 2 in FIG. 1.
【図５】図１の点Ｐk から右を見た回路図およびその等
価回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of the right side from a point P k in FIG. 1 and an equivalent circuit diagram thereof.
【図６】従来のプローブ用減衰器の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional probe attenuator.
【図７】従来の高圧プローブ用減衰器の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional high-voltage probe attenuator.
【図８】図６の等価回路図である。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of FIG. 6;
１ プローブ出力端子 ２ プローブ入力端子 ５ ケーブル ６ プローブ・ケース ７ マッチング・ボックス ８ プローブ本体 Ｃ キャパシタンス Ｒ 抵抗 Ｚ インピーダンス Ｐ 点 1 Probe output terminal 2 Probe input terminal 5 Cable 6 Probe case 7 Matching box 8 Probe body C Capacitance R Resistance Z Impedance P point
Claims (4)
号を供給する出力端子（１）との間にシリーズ・キャパ
シタンス（Ｃk ）とシリーズ抵抗（Ｒk ）とを並列接続
したシリーズ・インピーダンス（Ｚk ）が２以上の数で
あるｎ個直列接続され、 前記ｎ個のシリーズ・インピーダンス（Ｚk ）の各出力
側と接地間にｎ個のシャント・キャパシタンス
（Ｃgk-1）を設け、 前記ｎ個直列接続された各シリーズ・インピーダンス
（Ｚk ）の時定数（ＣkＲk ）が、前記各シリーズ・イ
ンピーダンス（Ｚk ）の出力側から前記出力端子（１）
側を見た等価インピーダンス（Ｚpk-1）の時定数（Ｃ
pk-1Ｒpk-1）に等しくなるように設定された高圧プロー
ブ用減衰器。A series capacitor having a series capacitance (C k ) and a series resistance (R k ) connected in parallel between an input terminal (2) and an output terminal (1) for supplying an attenuated signal to a measuring device. N series impedances (Z k ) of 2 or more are connected in series, and n shunt capacitances (C gk-1 ) are connected between each output side of the n series impedances (Z k ) and ground. provided, the n series connected each series impedance (Z k) of the time constant (C k R k) is the said output terminal (1) from the output side of the series impedance (Z k)
The time constant of the equivalent impedance (Z pk-1 ) (C
pk-1 R pk-1 ) attenuator for high-voltage probe set equal to:
（Ｃgk-1）のうち、前記出力端子（１）に接続されたシ
ャント・キャパシタンス（Ｃg0）を除いた他のｎ−１個
のシャント・キャパシタンス（Ｃg1〜Ｃgn-1）の値をゼ
ロにした請求項１の高圧プローブ用減衰器。2. The other n -1 shunt capacitances of the n shunt capacitances ( Cgk-1 ) except for the shunt capacitance ( Cg0 ) connected to the output terminal (1). 2. The attenuator for a high-voltage probe according to claim 1, wherein the value of the capacitance (C g1 to C gn-1 ) is zero.
（Ｚk ）に含まれたシリーズ抵抗（Ｒk ）の値をすべて
同一にした（Ｒk ＝Ｒ1 ） 請求項１の高圧プローブ用減衰器。3. The high-voltage probe attenuator according to claim 1, wherein the series resistances (R k ) included in the n series impedances (Z k ) all have the same value (R k = R 1 ).
含まれたシリーズ抵抗（Ｒk ）の値をすべて同一にし
（Ｒk ＝Ｒ1 ）、前記ｎ個のシリーズ・インピーダンス
に含まれた前記シリーズ・キャパシタンス（Ｃk ）の値
をすべて同一にした（Ｃk ＝Ｃ1 ） 請求項２の高圧プローブ用減衰器。4. The series resistances (R k ) included in the n series impedances are all equal (R k = R 1 ), and the series resistances included in the n series impedances are equal. all the value of the capacitance (C k) and the same (C k = C 1) attenuator for high pressure probe of claim 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7495098A JPH11258273A (en) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Attenuator for high-voltage probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7495098A JPH11258273A (en) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Attenuator for high-voltage probe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258273A true JPH11258273A (en) | 1999-09-24 |
Family
ID=13562126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7495098A Pending JPH11258273A (en) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Attenuator for high-voltage probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11258273A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345469A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Tektronix Inc | Wide bandwidth input attenuation circuit for measuring probe |
| JP2009031223A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | Compensating circuit, probe system, probe system kit |
| EP2068156A3 (en) * | 2007-12-04 | 2014-01-08 | Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG | Probe head with waveguide with concentrated damping |
-
1998
- 1998-03-09 JP JP7495098A patent/JPH11258273A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345469A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Tektronix Inc | Wide bandwidth input attenuation circuit for measuring probe |
| JP2009031223A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | Compensating circuit, probe system, probe system kit |
| EP2068156A3 (en) * | 2007-12-04 | 2014-01-08 | Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG | Probe head with waveguide with concentrated damping |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3110827B2 (en) | Impedance meter | |
| Cole et al. | A Wide Range Capacitance‐Conductance Bridge | |
| US4962359A (en) | Dual directional bridge and balun used as reflectometer test set | |
| US4977366A (en) | High frequency power sensing device | |
| US6094045A (en) | Input ranging circuit for an electronic instrument | |
| US4833400A (en) | High frequency multi-range attenuator having a high input impedance | |
| US5463323A (en) | Impedance meter | |
| JPH11258273A (en) | Attenuator for high-voltage probe | |
| JPH06331657A (en) | Probe | |
| KR20040078877A (en) | Method of correcting measurement error and electronic component characteristic measurement apparatus | |
| Homan et al. | Two stage guarded inductive voltage divider | |
| US6864761B2 (en) | Distributed capacitive/resistive electronic device | |
| US4419623A (en) | Reactance meter | |
| US5485115A (en) | Impedance synthesizer | |
| Woods | A precision dual bridge for the standardization of admittance at very high frequencies | |
| JPH11258274A (en) | Probe tip and compensation method for cable loss | |
| US10177743B2 (en) | Synthesized inductance circuit | |
| Edelson et al. | Laboratory bridges. I: A portable audio-frequency conductance bridge | |
| US2448581A (en) | Testing circuits for piezoelectric crystals | |
| US2565900A (en) | High-frequency dummy antenna and power indicator | |
| CN105242109B (en) | Radio frequency measuring device with microstrip line coarse tuning inductor and microstrip line coarse tuning inductor | |
| KR20170099462A (en) | Capacitor-registor bank apparatus for evaluating capacitance bridge | |
| US7042232B1 (en) | Cable and substrate compensating custom resistor | |
| JP2957596B2 (en) | Circuit element measuring device | |
| JPS5910506B2 (en) | electronic measuring instruments |