JPS6246094B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、一次側は伝送線に接続され二次側は
一次側から電気的に絶縁されているが誘導結合さ
れており、かつ非接地伝送線から伝送信号を受け
る信号再生装置に関する。伝送線から受信した伝
送信号は一次側の高周波振動を変調し、被変調信
号を復調することによつて二次側に伝送信号に対
応した信号を再生している。 〔従来の技術〕 関連する従来の出願及び刊行物の一例としては
ドイツ連邦共和国特許公開第2504785号、出願日
1975年２月５日、発明者ジヨセフ・フユーエルヴ
エーゲン、出願人ニクスドルフ・コンピユータ・
アーゲーがある。この公開公報は上述のような信
号再生装置を開示している。開示された装置はア
ナログあるいはデジタル信号の伝送に適してい
る。高速かつ微少振幅の信号を伝送できるので特
に計測信号のリニア伝送に有用である。この装置
においては、二次側の高周波発振器の発振が一次
側の共振回路に誘導結合されている。一次側の変
調回路は装置に入力された伝送信号に従つてこの
発振を変調している。変調された高周波信号は二
次側の復調回路に誘導結合される。復調回路は高
周波成分を除去して出力として入力の正確な再生
信号を与えている。変調回路の回路構成および感
度によつて種々の振幅の信号を再生することがで
きるので、アナログあるいはデジタルのいずれの
信号も再生できる。この信号再生装置の出力信号
波形は、入力信号の振幅が二次側に戻される高周
波発振の振幅を決定するので、正確に入力信号の
波形となる。 この公知の装置においては、高周波発振器が常
に高周波発振を与えており、この高周波発振が入
力信号によつて変調されている。従つて、復調後
に不要な直流成分が現れることとなる。出力信号
が入力信号の正確な再生となるためには、この直
流成分を除去しなければならない。この装置にお
いては、所定のしきい値電圧を有した出力増幅器
によつてこの直流成分を除去している。しかし、
この種不要な直流成分は、出力電圧の温度による
変化およびまたは高周波発振器の発振周波数の温
度による変化によつて変動し、この変動は出力増
幅器の一定のしきい値電圧によつては除去するこ
とができない。 〔発明の概要〕 本発明の目的は、上述の温度変化にもかかわら
ず、不要な直流成分を信頼性よく除去することに
ある。 本発明によれば、高周波発振器の出力を整流し
て、これを復調信号に結合することによつて復調
信号の直流成分を排除する手段を備えている。 復調後の不要直流成分は、これと時間的な変動
が正確に一致した別個の直流成分を用いて補償し
ている。従つて、たとえば温度変化による高周波
発振器出力の変動はすみやかに補償される。信号
再生装置（中継器）の出力に現われる信号は、従
つて、伝送線から入力された信号と正確に一致し
ている。本発明の装置によれば従来装置が信頼性
よく処理できる信号のたつた30％の振幅を有した
信号でも処理できる。 好ましい実施例によれば、補償信号と復調信号
とが差働増幅器の二入力に印加され、この増幅器
から装置の出力をとりだしている。従つて、復調
信号から補償信号を減算することが容易に行なわ
れ、かつ、出力信号も増幅される。 さらに好ましい実施例によれば、高周波発振器
の出力信号は別の増幅器の入力に印加される。こ
の増幅器の出力は次に一次側に誘導結合されたコ
イルに印加される。増幅器の内部抵抗は、増幅器
の出力側からみた共振回路の同調時等価抵抗に整
合している。このため、特別な結合用コイルがな
くとも高周波信号を装置に利用できる。さらに、
この増幅器は高周波発振器のフイードバツクを阻
止するので、動作点がその電圧変動に左右される
ことがない。 復調信号とこれとは別の整流回路は、各々、そ
の整流素子としてトランジスタのエミツタ・コレ
クタ回路を利用できる。このことにより本発明の
温度補償をさらに改善できる。トランジスタが導
通時にはコレクタ・エミツタ間電圧は非常に小さ
く実用的には温度に依存しない。各トランジスタ
によつて整流される交流電圧は対応するベース・
エミツタ電圧に比較してかなり大きいのでコレク
タ電圧は実用的にはエミツタ電圧に対応する。 本発明の特徴としての新規な点は特許請求の範
囲に規定されている。しかしながら、本発明の構
成、作用ならびに他の目的および利点は、以下、
添付の図面を参照して説明する実施例から最善に
理解できる。 〔実施例〕 第１図に示す装置は信号入力と信号出力と
を有し、これらの間には電気的接続はない。ま
た、共通の接地接続も存在しない。 再生装置すなわち中継器の２本の入力線には、
各々抵抗１１，１２が接続されている。抵抗１
１，１２の値を正しく決定することによつて、後
で詳細に説明するが２本の入力端子に現われるい
かなる対称なノイズも打消される。入力抵抗１０
は高抵抗であつてMOS FET（MOS電界効果ト
ランジスタ）１３のゲートに接続されている。
MOS FET１３はダイオード１４とともに変調回
路を構成し、この変調回路はコンデンサ１６とイ
ンダクタ１９より成る共振回路に並列接続されて
いる。MOS FETは中継器内でつくられる高周波
信号から伝送線を効率的に絶縁している。詳しく
は、MOS FETはその出力回路と制御回路との間
に整流作用を有していないので、直流オフセツト
のフイードバツクは発生しない。FETはダイオ
ード１４を介して共振回路と接続されているの
で、FETは直流電圧成分によつて駆動される。
これはその動作にとつて有利である。最後に、
MOS FETを使用することによつて、制御電極に
バイアスがない時でも最適な増幅がなされる点で
有利である。制御電極の電位に対して両方向に変
化する信号、すなわち、極性の変化する信号を中
継器の入力に印加することができ、これらの両信
号は共振回路に誘起された高周波発振を変調す
る。 高周波発振は高周波発振器２１によつて発生
し、この高周波発振器２１の出力はドライバ増幅
器２２によつて増幅される。増幅器２２の出力は
二次側の点３２においてインダクタ２０に印加さ
れる。インダクタ２０は一次側のインダクタ１９
とともに変成器１８を構成する。増幅器２２を使
用しているのでインダクタ２０は比較的小さなイ
ンダクタンスでよく、変成器の浮遊容量５３，５
５が比較的小さなものとなる。装置の信号入力
が伝送線に接続されると、非常に立上りの早い接
地に対して対称なノイズ電圧にさらされるので、
このような小さな浮遊容量は特に利点がある。な
ぜならば、たとえば高周波発振器２１の10V／μ
ｓの信号出力に対応するノイズ電圧は二次側にご
くわずかの振幅としてしか伝達されないからであ
る。 コンデンサ１６とインダクタ１９を有し、高周
波発振器２１の周波数に同調される共振回路は、
高周波発振が誘起される。この高周波発振はダイ
オード１４によつて整流されてコンデンサ１５に
よつてMOS FET１３に印加される。装置が静的
状態のときには、すなわち、入力に信号が印加
されないときには、FET１３の出力回路に静的
直流電圧が現われる。この静的電圧はFETのゲ
ートに印加される入力信号によつて変えることが
できる。なぜならば、その大部分が抵抗成分であ
るインピーダンスは入力信号の振幅の関数として
変化するからである。したがつて、共振回路１
６／１９に誘起された高周波発振を変調すること
となる。 インダクタ１９は変調回路に基準電位を与える
センタタツプを有し、このセンタタツプは点１７
に接続されている。このため、高周波発振の基準
点が形成され、伝送線を入力に接続しても共振
回路の同調がずれることはない。 被変調高周波信号、すなわち入力信号によつて
変調されて共振回路１６／１９間に現われる信号
は、対応する交流電圧をインダクタ２０に誘起す
る。この誘起電圧はベース抵抗２４を有するトラ
ンジスタ２３によつて整流される。従つて復調さ
れた直流電圧がRC回路２７／２８に現われる。
この復調電圧は、高周波発振器２１の出力が増幅
器２２を介してつねに装置に与えられているの
で、不要な直流成分を有している。つねに存在す
るこの不要な直流電圧成分の振幅は、伝送信号が
存在しない静的状態においてインダクタ２０に誘
起された高周波発振に対応している。この成分を
除去するために、発振器２１によつて発生し端子
３３に供給される高周波信号はベース抵抗２６を
有するトランジスタ２５によつて整流される。そ
れ故、対応する直流電圧がRC回路２９／３０に
現われる。 もしRC回路２９／３０に現われる直流電圧
が、RC回路２７／２８に現われる上述の不要な
直流成分と等しい値をもつならば、この不要直流
成分は非常に簡単な方法で除去できる。詳しく
は、二つの電圧を差働増幅器３１の２入力に印加
できる。再生装置の出力をも構成しているこの
差働増幅器の出力には、入力に印加された伝送
信号と正確に一致した波形の出力信号が与えられ
る。 被変調信号の不要直流成分と同一振幅を有する
補償直流電圧をつくることは非常に簡単である。
たとえば、高周波発振器２１の端子３３の信号を
巻線比が適当に調整された変成器を介してトラン
ジスタ２５に結合してもよい。あるいは、直流電
圧すなわちRC回路２９／３０の直流電圧の値そ
のものを適当な素子を選択して調整してもよい。
差働増幅器３１の零点の微調整は共振回路１６／
１９の同調を少しずらすことによつて行なえる。 電力の最適整合をとるには、増幅器２２の出力
抵抗を二次側からみた共振回路の等価抵抗に整合
させる。この条件では、点３２での信号の振幅は
高周波発振器２１によつて与えられる信号の振幅
の半分である。端子３３に現われる高周波発振器
２２の信号振幅は、当然、それに従つて小さくし
なければならない。

【表】 第２図は高周波発振器２１と増幅器２２とをさ
らに詳細に示している。高周波発振器２１の能動
素子はFET３４である。コンデンサ４０とイン
ダクタ４１を有する共振回路は結合コンデンサ３
９を介してFET３４のゲートに接続されてい
る。コンデンサ３６，３７を有する分圧器は
FET３４のゲートと負電源ラインとの間に接続
されている。分圧器はFET３４のドレイン電極
に接続されたタツプを有している。ドレイン電極
は負荷抵抗３５を介して負電源ラインに接続さ
れ、さらに、結合コンデンサ４３を介して増幅器
２２の入力に接続されている。抵抗３８は分圧器
３６／３７に並列接続されている。分圧器３６／
３７はFETのゲートに必要なバイアス電圧を与
える。 高周波発振器２１によつて発生する高周波信号
は、上述のインダクタ４１に誘導結合されたコイ
ル４２によつて端子３３に印加される。端子３３
における信号の振幅は、従つて、インダクタ４１
とコイル４２の巻線比に依存する。 結合コンデンサ４３は高周波発振器２１の出力
を増幅器２２の入力に印加する。コンデンサ４３
の一端は、共通ベース抵抗４６を有する２個のト
ランジスタ４４，４５の各々のベースに接続され
ている。トランジスタ４４はｐ−ｎ−ｐトランジ
スタであり、トランジスタ４５はｎ−ｐ−ｎトラ
ンジスタである。トランジスタ４４のエミツタは
抵抗４７を介して正電源ラインに接続され、トラ
ンジスタ４５のエミツタは抵抗４８を介して負電
源ラインに接続されている。トランジスタ４４の
エミツタはトランジスタ４９のベースに直接接続
され、トランジスタ４５のエミツタはトランジス
タ５０のベースに直接接続されている。トランジ
スタ４９のコレクタは正電源ラインに直接接続さ
れ、トランジスタ５０のコレクタは負電源ライン
に直接接続されている。トランジスタ４９のエミ
ツタは抵抗５１を介して端子３２に接続され、ト
ランジスタ５０のエミツタは抵抗５２を介して端
子３２に接続されている。トランジスタ４４，４
５はコレクタ接地型で動作し、トランジスタ４
９，５０の各々のベースに制御信号を与える。ト
ランジスタ４９，５０のエミツタ抵抗の共通端子
はもちろん第１図の端子３２と同一である。 トランジスタ２３と差働増幅器３１（第１図）
は非常に小さな振幅に反応し非常に高い分解能を
有している。従つて、入力に現われる対称ノイ
ズ電圧に起因する二次側のノイズ電圧を除去し装
置をさらに改善する。 詳しくは、抵抗１１に接続された端子に現われ
るノイズ電圧はFET１３によつて反転増幅さ
れ、さらに浮遊容量５５を介して二次側に伝達さ
れる。しかしながら、装置の下側の端子、すなわ
ち抵抗１２に接続された端子に入る対応したノイ
ズ電圧は浮遊容量５３を介して直接二次側に伝達
される。このため、二次側のノイズ電圧の除去は
抵抗１１の値を大きくし、FET１３で反転増幅
されて二次側に現われる信号を浮遊容量５３を介
して伝達される信号と同じにすることによつて達
成できる。その結果、二次側のノイズ信号は互い
に排除し合い、もつて誤差の原因を除いている。 本発明を好ましい実施例にもとづき説明した
が、本発明はこれら回路ならびに構成に限定され
るものでない。本発明の種々の変形は当業者にと
つて明白であり、これら変形は特許請求の範囲に
記載した本発明に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全回路図、そして第２図
は第１図の回路の高周波発振器ならびにもうひと
つの増幅器のより詳細な回路図である。 １０，１１，１２，２４，２６，２７，２９…
…抵抗、１３……FET、１５，１６，２８，３
０……コンデンサ、１８……変成器、１９，２０
……インダクタ、２１……高周波発振器、２２…
…増幅器、２３，２５……トランジスタ、３１…
…差働増幅器、５３，５５……浮遊容量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 信号伝送用の非接地伝送線と信号再生装置と
   を有した通信システムであつて、前記信号再生装
   置の一次側は伝送信号を受信するために前記伝送
   線に接続され、二次側は伝送信号に対応した出力
   信号を供給するために一次側に対して電気的に絶
   縁されているが誘導結合され、さらに前記信号再
   生装置は、一次側の共振回路手段と、この共振回
   路手段と伝送線とに接続され、共振回路手段に誘
   起された高周波信号を伝送信号によつて変調して
   この被変調高周波信号を共振回路手段に発生させ
   る変調手段と、二次側に接続され前記高周波振動
   を発生する手段と、発生した高周波振動を前記共
   振回路手段に誘導結合する手段と、二次側に接続
   されて伝送信号に対応しているが不要な直流成分
   を有する前記被変調高周波信号を復調する復調手
   段と、前記高周波信号発生手段に接続され、この
   高周波信号を整流してこれに対応した直流補償信
   号を供給する整流手段と、この整流手段と前記復
   調手段とに接続され、前記復調信号と前記直流補
   償信号とを結合することによつて前記不要な直流
   成分を除去し、伝送信号に対応した前記出力信号
   をつくる手段とより成ることを特徴とする直流補
   償を行う信号再生装置。 ２ 前記復調信号と前記直流補償信号とを結合す
   る結合手段は第１および第２の入力端子を有する
   差働増幅器と、前記復調信号と直流補償信号とを
   各々第１および第２の入力端子に印加する手段と
   より成る特許請求の範囲第１項の信号再生装置。 ３ 前記誘導結合手段は第１のコイルより成り、
   前記共振回路手段は第１のコイルに誘導結合され
   た第２のコイルとこの第２のコイルと並列のコン
   デンサとより成り、前記復調手段は第１のコイル
   と結合手段との間に接続されたエミツタ・コレク
   タ回路を有した第１のトランジスタより成り、前
   記整流手段は前記高周波信号発生手段と前記結合
   手段との間に接続されたエミツタ・コレクタ回路
   を有した第２のトランジスタより成る特許請求の
   範囲第１項の信号再生装置。 ４ 前記共振回路手段は最小浮遊容量を有したイ
   ンダクタンスより成る特許請求の範囲第１項の信
   号再生装置。 ５ 前記高周波発生手段と誘導結合手段との間に
   接続された増幅器手段をさらに有する特許請求の
   範囲第１項の信号再生装置。 ６ 前記共振回路手段は、前記高周波信号の周波
   数に対応した共振周波数に同調すると、前記増幅
   器手段の出力に対して所定の等価抵抗を呈し、か
   つ増幅器手段の内部抵抗は前記等価抵抗に対応す
   る特許請求の範囲第５項の信号再生装置。 ７ 前記共振回路手段は第１および第２の端子と
   センタタツプとを有した第２のコイルより成り、
   前記浮遊容量は、前記二次側をセンタタツプと第
   １の端子に各々結合する第１および第２の浮遊容
   量を含み、前記変調手段は、第１の端子とセンタ
   タツプとの間に接続されたソース・ドレイン回路
   とゲートとを有するFETより成り、前記信号再
   生装置は、さらに、伝送線に接続される第１およ
   び第２の入力端子と、前記FETのゲートと第１
   の入力端子との間に接続される第１の抵抗手段
   と、センタタツプと第２の入力端子との間に接続
   された第２の抵抗手段とを有する特許請求の範囲
   第４項の信号再生装置。 ８ 前記第１の入力端子には第１のノイズ信号が
   入力され、第２の入力端子には第１のノイズ信号
   と同相の第２のノイズ信号が入力され、増幅され
   かつ反転した第１のノイズ信号は前記第２の浮遊
   容量を介して二次側に伝達され、第２のノイズ信
   号は前記第１の浮遊容量を介して二次側に伝達さ
   れ、前記第１の抵抗手段は前記第２の抵抗手段よ
   りも大きな抵抗値を有し、このため前記増幅され
   かつ反転して二次側に伝達された第１のノイズ信
   号は、二次側に伝達された前記第２のノイズ信号
   の振幅とほぼ等しい振幅を有している特許請求の
   範囲第７項の信号再生装置。