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公開番号2025005146
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-16
出願番号2023105196
出願日2023-06-27
発明の名称差動プローブ
出願人横河電機株式会社,横河計測株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H03G 3/10 20060101AFI20250108BHJP(基本電子回路)
要約【課題】増幅器のゲインを切り替えたときの周波数特性の差を低減する。
【解決手段】本開示に係る差動プローブ1は、第1のアッテネータ11と、第2のアッテネータ12と、差動増幅器13と、増幅器14と、を備える。増幅器14は、第1の増幅回路110と、第1の増幅回路110よりゲインが大きい第2の増幅回路120と、第1の増幅回路110と第2の増幅回路120のいずれで差動増幅器13の出力信号を増幅するかを切り替えるリレー130と、を備える。第1の増幅回路110の周波数特性と第2の増幅回路120の周波数特性とは、同等の周波数特性になるように調整されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２つの信号の差分を検出する差動プローブであって、
前記２つの信号の一方の信号が入力される第１のアッテネータと、
前記２つの信号の他方の信号が入力される第２のアッテネータと、
前記第１のアッテネータの出力信号と前記第２のアッテネータの出力信号との差分を増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力信号を増幅する増幅器と、
を備え、
前記増幅器は、
第１の増幅回路と、
前記第１の増幅回路よりゲインが大きい第２の増幅回路と、
前記第１の増幅回路と前記第２の増幅回路のいずれで前記差動増幅器の出力信号を増幅するかを切り替えるリレーと、
を備え、
前記第１の増幅回路の周波数特性と前記第２の増幅回路の周波数特性とは、同等の周波数特性になるように調整されている、差動プローブ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の差動プローブにおいて、
前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路は、それぞれ、反転増幅回路であり、
前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路は、それぞれ、入力抵抗と、帰還抵抗と、オペアンプとを備える、差動プローブ。
【請求項３】
請求項２に記載の差動プローブにおいて、
前記第１の増幅回路の周波数特性と前記第２の増幅回路の周波数特性とは、前記第１の増幅回路の前記入力抵抗及び前記帰還抵抗の抵抗値と、前記第２の増幅回路の前記入力抵抗及び前記帰還抵抗の抵抗値とを調整することによって、同等の周波数特性になるように調整されている、差動プローブ。
【請求項４】
請求項１に記載の差動プローブにおいて、
前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路は、それぞれ、反転増幅回路であり、
前記第１の増幅回路及び前記第２の増幅回路は、それぞれ、入力抵抗と、帰還抵抗と、オペアンプとを備え、
前記第１の増幅回路は、前記第１の増幅回路の前記帰還抵抗と並列に接続された帰還コンデンサをさらに備え、
前記第２の増幅回路は、前記第２の増幅回路の前記入力抵抗と並列に接続された入力コンデンサをさらに備える、差動プローブ。
【請求項５】
請求項４に記載の差動プローブにおいて、
前記第１の増幅回路の周波数特性と前記第２の増幅回路の周波数特性とは、前記第１の増幅回路の前記帰還コンデンサの容量値と、前記第２の増幅回路の前記入力コンデンサの容量値とを調整することによって、同等の周波数特性になるように調整されている、差動プローブ。
【請求項６】
請求項１に記載の差動プローブにおいて、
前記増幅器は、前記リレーの入力部に抑制抵抗をさらに備える、差動プローブ。
【請求項７】
請求項１に記載の差動プローブにおいて、
前記増幅器は、前記第１の増幅回路の出力部と前記リレーとの間、及び、前記第２の増幅回路の出力部と前記リレーとの間に、それぞれ、抑制抵抗をさらに備える、差動プローブ。
【請求項８】
請求項１に記載の差動プローブにおいて、
前記第１の増幅回路は、ローパスフィルタを備え、
前記第１の増幅回路の周波数特性と前記第２の増幅回路の周波数特性とは、前記ローパスフィルタの周波数特性を調整することによって、同等の周波数特性になるように調整されている、差動プローブ。
【請求項９】
請求項８に記載の差動プローブにおいて、
前記第１の増幅回路のゲインは、１倍である、差動プローブ。
【請求項１０】
請求項１に記載の差動プローブにおいて、
前記増幅器は、
第３の増幅回路と、
前記第３の増幅回路よりゲインが大きい第４の増幅回路と、
前記第３の増幅回路と前記第４の増幅回路のいずれで前記差動増幅器の出力信号を増幅するかを切り替える他のリレーと、
をさらに備え、
前記第１の増幅回路の出力部又は前記第２の増幅回路の出力部と、前記第３の増幅回路の入力部又は前記第４の増幅回路の入力部とは、前記リレー及び前記他のリレーを介して接続され、
前記第３の増幅回路の周波数特性と前記第４の増幅回路の周波数特性とは、同等の周波数特性になるように調整されている、差動プローブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、差動プローブに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、２つの信号の差分を検出する差動プローブが知られている。差動プローブは、例えば、オシロスコープと組み合わせて用いられる場合がある。
【０００３】
差動プローブは、通常、差動増幅器を含むものが多い。例えば特許文献１は、高い同相信号除去比、高い入力インピーダンス及び広い周波数帯域を有する差動増幅器を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－５５２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
差動プローブは、通常、アッテネータと、差動増幅器と、増幅器とを備えている。また、差動プローブは、通常、入力レンジを切り替えることが可能であり、入力レンジに応じて増幅器のゲインを切り替える。
【０００６】
図１０に、従来の差動プローブにおける増幅器２００の概略構成の一例を示す。増幅器２００は、反転増幅回路であり、入力抵抗Ｒ２１と、入力抵抗Ｒ２２と、帰還抵抗Ｒ２３と、スイッチＳＷと、オペアンプ２０１とを備える。
【０００７】
増幅器２００は、スイッチＳＷのオン／オフを切り替えることによって、入力抵抗の大きさを切り替え、ゲインを切り替えることができる。
【０００８】
しかしながら、図１０に示すような従来の増幅器２００の場合、スイッチＳＷのオン／オフによってゲインを切り替えると、ゲインが大きい場合と小さい場合とで、高周波でのゲイン特性に差がでてしまう。すなわち、ゲインが大きい場合と小さい場合とで、異なる周波数特性となってしまう。このように、ゲインを切り替えたときに異なる周波数特性となってしまうと、同じ信号を測定する場合であっても、どの入力レンジで測定するかで出力波形が異なる波形となってしまう場合がある。
【０００９】
図１０に示すような従来の増幅器２００においてゲインを切り替えた場合に異なる周波数特性となってしまう原因は、いくつかある。例えば、スイッチＳＷをオン／オフすることによってゲインを切り替えると、切り替えられた信号経路で寄生容量の付き方が異なるため、高周波でのゲイン特性に差がでてしまうことがある。また、一般的に、ゲインが小さいほど周波数帯域が広くなる傾向があるが、従来の増幅器２００の構成では、ゲインが大きい場合と小さい場合とで周波数特性をそれぞれ調整し、周波数特性の差を低減することが困難である。
【００１０】
そこで、本開示は、増幅器のゲインを切り替えたときの周波数特性の差を低減することが可能な差動プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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