CN105738666A - 数字信号偏移调整装置和方法以及脉冲图形产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字信号偏移调整装置和方法以及脉冲图形产生装置。电容器(12)连接于输入端子(11)与输出端子(13)之间，第1线圈(15)的一端侧连接于输入端子(11)，第2线圈(18)的一端侧连接于输出端子(13)。合成电路(16)对从第1线圈(15)的另一端输出的信号合成来自偏移电压产生器(14)的偏移电压，并经由输出整合用电阻(17)向第2线圈(18)的另一端侧供给合成的合成信号。电位差检测部(21)检测输出整合用电阻(17)的两端的电位差。当来自电位差检测部(21)的检测信号的电压值超过正负任意的阈值电压时，比较电路(23)输出过电流检测信号。控制部(24)在输入有过电流检测信号时，将切换构件(19)切换控制为断开。

Description

数字信号偏移调整装置和方法以及脉冲图形产生装置

技术领域

本发明涉及一种对数字信号施加通过任意的直流电压而产生的偏移电压并输出的数字信号偏移调整装置和方法以及利用数字信号偏移调整装置的脉冲图形产生装置。

背景技术

近年来，在测试使用于高速化到GHz频带的数字通信系统中的各种装置或半导体设备等时，需要对高速的数字信号供给与成为测试对象的被测定物的输入接口对应的偏置电压(偏移电压)。

因此，如下述专利文献1所公开，本案申请人提出一种对数字信号施加通过任意的直流电压而产生的偏置电压并输出的数字信号偏移调整装置。

如图3所示，专利文献1中公开的数字信号偏移调整装置101具备：输入端子102，输入具有包含低频成分、直流成分及高频成分的宽带的频率特性的输入数字信号；直流电压产生器104，输出在偏置电压设定部103设定的所希望的直流偏置电压；输出端子105，用于输出输出数字信号，该输出数字信号对输入到输入端子102的输入数字信号的低频成分、直流成分及高频成分，施加从直流电压产生器104输出的直流偏置电压；电容器106，连接于输入端子102与输出端子105之间，并使输入到输入端子102的输入数字信号的高频成分通过输出端子105；第1线圈107，一端侧连接于输入端子102，并使输入数字信号的低频成分及直流成分通过另一端侧；第2线圈108，一端侧连接于输出端子105；合成电路109，第1输入端连接于第1线圈107的另一端侧，并将合成信号从输出端经由第2线圈108的另一端侧输出到输出端子105，所述合成信号通过将输入到第1输入端的在第1线圈107的另一端侧通过的输入数字信号的低频成分及直流成分和从直流电压产生器104输出的直流偏置电压(偏移电压)进行合成而获得。并且，合成电路109具备频率特性补偿电路109a，该频率特性补偿电路109a用于补偿频率特性，以使在第1线圈107的另一端侧通过的输入数字信号的低频成分中，越是频率高的成分，运算增幅器的增益变得越大。

根据上述数字信号偏移调整装置101，由于具备频率特性补偿电路109a，该电路针对从第1线圈107的另一端输出的信号的交流成分，具有其频率越高则显示越高的增益的特性，因此具有如下效果，即能够准确地传递包括从几百Hz到GHz频带的低频成分到高频成分在内的宽带的数字信号，而不会产生波形变形，并能够适当地进行用于数字通信系统中的各种装置的测试等。

并且，本案申请人提出申请下述专利文献2中公开的数字信号偏移调整装置，来作为上述专利文献1中公开的数字信号偏移调整装置101的改善方案。

在图3的结构中，专利文献2中公开的数字信号偏移调整装置在电容器106与输出端子105之间连接有隔离电路，其将输入到输入端子102的输入数字信号的交流成分，经由电容器106及隔离电路传递到输出端子105，并且通过第1线圈107抽出直流成分和低频成分之后与偏置用直流电信号进行合成，并经由第2线圈108供给到输出端子105。并且，用隔离电路来阻止低频成分向输入端子102侧逆流。由此，能够传递变形较少的宽带的波形，而因连接于输出侧的电路的影响例如因不匹配而产生的反射等不会返回到输入侧。

并且，隔离电路及合成电路109分别构成为包括可变增益增幅器，并且构成为设置有控制隔离电路及合成电路109的可变增益增幅器的振幅控制构件，以使所指定的振幅值的数字信号从输出端子105输出。由此，不仅能够对输出的数字信号赋予任意的直流偏移，而且能够任意地设定其振幅。

专利文献1：日本专利第4256894号公报

专利文献2：日本专利第4261555号公报

然而，这种数字信号偏移调整装置经由同轴电缆与成为测试对象的被测定物被连接器连接，使所希望的图形的数字信号输入到被测定物，或者使经由同轴电缆被连接器连接的探针的触头与被测定物的端子(信号端子、电源端子、接地端子)接触，输出所希望的图形的数字信号，从而进行各种试验。

然而，当利用上述数字信号偏移调整装置来进行被测定物的各种测试时，由于输出短路或断开，从而有可能相对于偏移电压产生较大的电位差或电流差，通过基于线圈108的过度响应而发生异常电压，因此有可能产生过度电性应力(EOS：ElectricalOverStress)。

作为该EOS的原因，例如可以考虑各种因素：将使用几十Ω左右的阻抗较低的激光二极管的光调制器作为被测定物(DUT)，并使探针的触头与被测定物的焊盘(信号端子、接地端子)接触而进行各种测试时，探针的触头从被测定物的端子瞬间离开或者瞬间接触，或者没有在正确的位置接触的情况；将半导体设备作为被测定物进行测定时，弄错电源的种类或极性而进行不适当的电源的接通和断开的情况；在未设定适当的偏移电压的状态下，直接用同轴电缆来连接被测定物之间的情况；及经由同轴电缆与被测定物被连接器连接时，连接器未被推入到最里侧，从而引起接触不良的情况等。

并且，以往的数字信号偏移调整装置中，若根据上述情况产生输出的短路或断开，并通过线圈产生的高电压脉冲而发生异常放电，则无法从异常电压保护对EOS较弱的隔离电路内部的高频放大器和连接于输出端子的被测定物等。并且，近年来，包括这种数字信号偏移调整装置在内的各种测定装置中，通过半导体工艺的微细化，高频化也在发展，且耐电压降低，对EOS也较弱。

另外，这种数字信号偏移调整装置中，有时为了限制可供给的电流而组装有电流控制电路，从伴随短路等的过电流中保护电路。然而，短路时将导致恒定的电流持续供给到线圈，当短路断开而恢复时，在线圈的两端产生高电压，通过该高电压有可能装置的内部电路或被测定物等没有得到保护而受到损伤。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够从因高电压脉冲而产生的异常电压保护内部电路或被测定物等的数字信号偏移调整装置及方法和脉冲图形产生装置。

为了实现上述目的，本发明的权利要求1所述的数字信号偏移调整装置具备：

输入端子11及输出端子13；

电容器12，设置于所述输入端子与所述输出端子之间，并用于将输入到所述输入端子的数字信号的交流成分传递给所述输出端子；

第1线圈15，一端侧连接于所述输入端子，使输入到该输入端子的数字信号的直流成分及低频成分通过；

第2线圈18，一端侧连接于所述输出端子；

偏移电压产生器14，产生通过任意的直流电压而产生的偏移电压；

合成电路16，对从所述第1线圈的另一端侧输出的所述数字信号的直流成分以及所述低频成分，合成从所述偏移电压产生器输出的所述偏移电压，将该合成的合成信号供给到所述第2线圈的另一端侧，所述数字信号偏移调整装置具备：

输出整合用电阻17，一端侧连接于所述第2线圈的所述另一端侧；

切换构件19，一端侧连接于所述电阻的另一端侧，另一端侧连接于所述合成电路，对所述合成电路与所述电阻的另一端侧的连接进行开闭，

并具备：

电位差检测部21，检测所述电阻的两端的电位差；

比较电路23，将来自所述电位差检测部的检测信号的电压值和预先设定的阈值电压进行比较，当所述检测信号的电压値超过所述阈值电压时，输出过电流检测信号；

控制部24，接收来自所述比较电路的所述过电流检测信号，将所述切换构件切换控制为断开。

根据权利要求1所述的数字信号偏移调整装置的权利要求2所述的数字信号偏移调整装置中，

具备隔离电路，该隔离电路在所述输入端子与所述输出端子之间，与所述电容器串联连接，从所述输入端子侧向所述输出端子侧传递信号，并且阻止从所述输出端子向所述输入端子侧传递信号。

根据权利要求1或2所述的数字信号偏移调整装置的权利要求3所述的数字信号偏移调整装置中，

具备过电压保护电路20，该过电压保护电路20在所述切换构件切换控制成断开时，用恒定的电压对通过蓄积于所述第2线圈的能量产生的高电压进行钳位。

根据权利要求1～3中任一项所述的数字信号偏移调整装置的权利要求4所述的数字信号偏移调整装置中，

所述控制部在将所述切换构件切换控制为断开之后的时间经过了规定时间时，将所述切换构件切换控制为接通，并且使所述偏移电压随着时间的经过而发生变化直至目标电压，并进行输出控制。

根据权利要求1～4中任一项所述的数字信号偏移调整装置的权利要求5所述的数字信号偏移调整装置中，

具备存储部26，该存储部26存储因所述比较电路输出所述过电流检测信号而发生异常时的错配。

权利要求6所述的数字信号偏移调整方法包括：

将输入到输入端子11的数字信号的交流成分经由电容器12向输出端子13进行传递的步骤；

通过一端侧连接于所述输入端子的第1线圈15，使输入到所述输入端子的数字信号的直流成分及低频成分通过的步骤；

产生通过任意的直流电压产生的偏移电压的步骤；

从合成电路16供给对从所述第1线圈的另一端侧输出的信号合成所述偏移电压的合成信号的步骤，该合成电路16用于将所述合成信号供给到一端侧连接于所述输出端子的第2线圈18的另一端侧，所述数字信号偏移调整方法的特征在于，包括：

经由一端侧连接于所述第2线圈的所述另一端侧的输出整合用电阻17供给所述合成信号的步骤；

检测所述电阻两端的电位差，并输出检测信号的步骤；

当所述检测信号的电压値超过预先设定的阈值电压时，输出过电流检测信号的步骤；

将切换构件19切换控制为断开的步骤，该切换构件19接收所述过电流检测信号，其一端侧连接于所述电阻的另一端侧，另一端侧连接于所述合成电路，并对所述合成电路与所述电阻的另一端侧的连接进行开闭。

根据权利要求6所述的数字信号偏移调整方法的权利要求7所述的数字信号偏移调整方法中，

包括如下步骤，在所述输入端子与所述输出端子之间，串联连接隔离电路27和所述电容器，并从所述输入端子侧向所述输出端子侧传递信号，且阻止从所述输出端子向所述输入端子侧传递信号。

根据权利要求6或7所述的数字信号偏移调整方法的权利要求8所述的数字信号偏移调整方法中，

所述切换构件被切换控制为断开时，用恒定的电压对通过蓄积于所述第2线圈的能量而产生的高电压进行钳位的步骤。

根据权利要求6～8中任一项所述的数字信号偏移调整方法的权利要求9所述的数字信号偏移调整方法中，

包括如下步骤，当将所述切换构件切换控制为断开之后的时间经过了规定时间时，将所述切换构件切换控制为接通，并且使所述偏移电压随着时间的经过而发生变化直至目标电压，并进行输出控制。

根据权利要求6～9中任一项所述的数字信号偏移调整方法的权利要求10所述的数字信号偏移调整方法中，

包括如下步骤，存储因输出所述过电流检测信号而发生异常时的错配的步骤。

权利要求11所述的脉冲图形产生装置具备：

图形信号产生部2，生成任意图形的数字信号；

权利要求1～5中任一项所述的数字信号偏移调整装置3，对从所述图形信号产生部输出的数字信号施加由所希望的直流电压产生的偏移电压并输出。

发明效果

根据本发明，能够从异常电压保护对EOS较弱的内部电路(例如高频放大器)或被连接器连接于输出端子的被测定物等。

并且，若构成为在输入端子与输出端子之间串联连接电容器和隔离电路，则从输入端子侧向输出端子侧传递信号，并且阻止从输出端子向输入端子侧传递信号，因此能够传递变形较少的宽带的波形，而通过连接于输出侧的电路的影响例如因错配而产生的反射等不会返回到输入侧。

另外，当输出的短路断开而自动恢复的情况下，若对施加于数字信号的低频成分及直流成分的信号的偏移电压进行控制，以使其缓慢地上升直至目标电压，则目标电压的偏移电压不会突然施加于从输出端子输出的数字信号，而能够使其安全地恢复。

并且，由于存储有表示因输出过电流检测信号而发生异常时的履历的错配，因此能够用作查明通过线圈产生高电压脉冲而导致发生异常电压的原因时的信息。

附图说明

图1是表示包括本发明所涉及的数字信号偏移调整装置的脉冲图形产生装置的第1实施方式的框图。

图2是表示包括本发明所涉及的数字信号偏移调整装置的脉冲图形产生装置的第2实施方式的框图。

图3是专利文献1中公开的以往的数字信号偏移调整装置的结构图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[第1实施方式]

参考图1，对包括本发明所涉及的数字信号偏移调整装置的脉冲图形产生装置的第1实施方式进行说明。

如图1所示，第1实施方式的脉冲图形产生装置1(1A)大概构成为，具备图形信号产生部2和数字信号偏移调整装置3(3A)。

图形信号产生部2产生所希望的脉冲图形的数字信号Di，该数字信号Di在进行被测定物的各种测试时被输入到数字信号偏移调整装置3，所述图形信号产生部2具备数字信号输出部2a和脉冲图形指定部2b。

数字信号输出部2a输出数字信号Di，该数字信号Di具有包括基于所希望的脉冲图形的低频成分、直流成分及高频成分的宽带的频率特性。该数字信号Di包括例如相同比特数据连续的数据图形。

脉冲图形指定部2b指定从数字信号输出部2a输出的数字信号Di的脉冲图形。

数字信号偏移调整装置3A对从图形信号产生部2输入的数字信号Di施加通过任意的直流电压而产生的偏移电压，将通过施加该偏移电压而被偏移调整的数字信号，作为测试信号而输出到经由同轴电缆被连接器连接的被测定物。

如图1所示，数字信号偏移调整装置3A具备输入端子11、电容器12、输出端子13、偏移电压产生器14、第1线圈15、合成电路16、电阻17、第2线圈18、切换构件19、过电压保护电路20、电位差检测部21、阈值电压产生器22、比较电路23、控制部24、警报输出部25及存储部26。

输入端子11与图形信号产生部2的数字信号输出部2b连接。从数字信号输出部2a向输入端子11输入数字信号Di，该数字信号Di具有包括低频波信号、直流成分及高频成分的宽带的频率特性。

电容器12连接于输入端子11与输出端子13之间，并使从输入端子11输入的数字信号Di的高频成分通过输出端子13。

输出端子13输出数字信号Do，该数字信号Do对从输入端子11输入后通过电容器12的数字信号Di的交流成分追加了合成信号，该合成信号对从输入端子11输入之后通过第1线圈15而被抽出的信号合成了偏移电压产生器14的偏移电压。数字信号Do作为测试信号而输入到例如光调制器或半导体设备等未图示的被测定物(DUT)。

偏移电压产生器14通过固定设定或者可变设定的所希望的直流电压而产生偏移电压并进行输出。

第1线圈15为连接于输入端子11与合成电路16之间的低频波抽出用线圈。第1线圈15使从输入端子11输入的数字信号Di的低频成分及直流成分在另一端侧通过。

合成电路16输出从输入端子11经由第1线圈15输入的数字信号Di的低频成分及直流成分的信号，和与从偏移电压产生器14输出的偏移电压合成的合成信号。合成电路16能够由例如专利文献1或专利文献2等众所周知的电路构成。另外，合成电路16构成为包括电流限制电路，该电流限制电路在短路的瞬间进行保护，以免产生过电流。

电阻17为连接于合成电路16与第2线圈18之间的输出整合用电阻。电阻17使从合成电路16输出的合成信号经由接通状态的切换构件19、第2线圈18通过输出端子13。

第2线圈18为连接于电阻17与输出端子13之间的偏置施加用线圈。第2线圈18使从合成电路16经由接通状态的切换构件19、电阻17输入的合成信号通过输出端子13。

切换构件19连接于合成电路16与电阻17之间，在合成电路16与电阻17之间连接的接通状态下，从控制部24输入切换断开控制信号时，从接通切换为断开。切换构件19例如能够由接通电阻极小的MOS类半导体开关构成。

并且，将切换构件19从断开切换为接通而使其恢复的情况下，用户观察警报输出部25的警报输出的内容以确认安全状况，在这基础上，通过用户的手动操作进行。另外，切换构件19在断开状态下从控制部24被输入切换接通控制信号时，也可以从断开自动切换为接通而恢复。

另外，本实施例中的输出电阻值是由电阻17的电阻值、第2线圈18的残留电阻值、切换构件19的接通电阻值而定的值。

过电压保护电路20由连接于合成电路16的输入侧的第1过电压保护电路20a，和连接于合成电路16的输出侧的第2过电压保护电路20b构成。

第1过电压保护电路20a连接于第1线圈15和合成电路16之间，并且在切换构件19切换为断开时，用恒定的电压对通过蓄积于第2线圈18的能量而产生的高电压进行钳位，并防止通过高电压而产生的电流流入到合成电路16或被测定物(DUT)。

第2过电压保护电路20b连接于电阻17与第2线圈18之间，并且在切换构件19切换为断开时，用恒定的电压对通过蓄积于第2线圈18的能量而产生的高电压进行钳位，并防止通过高电压而产生的电流流入到被测定物(DUT)或输入端子11侧。这些第1过电压保护电路20a及第2过电压保护电路20b并没有特别图示，但是能够用众所周知的钳位电路构成。具体而言，通过如下电路构成：串联连接对阳极施加正电源电压的二极管和对阴极施加负电源电压的二极管，并将这两个二极管的连接点连接于电阻17与第2线圈18之间的钳位电路；使两个齐纳二极管对置于阴极并串联连接，一个齐纳二极管的阳极连接于电阻17与第2线圈18之间，另一个齐纳二极管的阳极接地的钳位电路等。另外，能够切换阳极和阴极。

电位差检测部21检测电阻17两端的电位差，因此构成为例如具备缓冲放大器和差分运算电路。电位差检测部21用缓冲放大器对电阻17的两端的电压进行缓冲，另外，用差分运算电路将两端的电位差增幅转换为与电流值成比例的电压值。

阈值电压产生器22产生正负的阈值电压，将该产生的正负阈值电压输入到比较电路23。

比较电路23由窗口比较器构成，将来自电位差检测部21的电压值与相当于正负电流值的上限的正负阈值电压进行比较，并判别来自电位差检测部21的电压值是否在正负阈值电压的范围内。比较电路23在判断来自电位差检测部21的电压值超过正或负的阈值时，输出表示由过电流产生的偏移电流在电阻17中流过的过电流检测信号。

另外，在本实施例中所说的“短路”也包括针对第2线圈18的两端，相对于偏移电压产生较大的电位差的现象。若通过该短路而产生的电位差急剧发生变化时，则由该电位差引起的电压在第2线圈18的两端产生。因此，比较电路23的正负的阈值电压预先设定为适当的值，该值与因输出短路而电位差急剧发生变化时的由电位差引起的电压相对应。

控制部24在从比较电路23被输入过电流检测信号时，对切换构件19输出切换断开控制信号，从而将切换构件19切换控制为断开，并且控制警报输出部25的接通及断开。

另外，控制部24在从比较电路23被输入过电流检测信号时，启动内部计时器，在经过规定的设定时间(例如几秒到几分钟)时，对切换构件19输出切换接通控制信号，从而将切换构件19切换控制成接通，并且也可以使从偏移电压产生器3输出的偏移电压与时间成比例地增加，并自动地控制偏移电压的值，以使其缓慢地上升至目标电压。

信息输出部25例如由显示器或蜂鸣器等构成，当从比较电路23向控制部24输入过电流检测信号时，通过控制部24的控制，用显示或声音向用户输出检测到过电流检测信号的指令的警报。

存储部26存储包括错配在内的数据记录，所述错配表示因比较电路23输出过电流检测信号而发生异常(通过第2线圈18产生高电压脉冲而发生异常电压)时的履历，所述数据记录表示的是有关从启动装置到停止为止的一系列处理的履历。存储于该存储部26中的错配能够用作查明通过第2线圈18产生高电压而发生异常电压的原因时的信息，并且也有助于向使用数字信号偏移调整装置的使用者提供服务。

[第2实施方式]

参考图2对包括本发明所涉及的数字信号偏移调整装置的脉冲图形产生装置的第2实施方式进行说明。

另外，图2所示的第2实施方式的脉冲图形产生装置1B中，对与上述图1所示的第1实施方式的脉冲图形产生装置1A相同的构成要件标注相同的符号，并省略其说明。

如图2所示，第2实施方式的脉冲图形产生装置1(1B)，具有第1实施方式的脉冲图形产生装置1A的结构，即输入端子11、电容器12、输出端子13、偏移电压产生器14、第1线圈15、合成电路16、电阻17、第2线圈18、切换构件19、过电压保护电路20、电位差检测部21、阈值电压产生器22、比较电路23、控制部24、警报输出部25及存储部26，还具备隔离电路27和振幅控制构件28。

隔离电路27连接于电容器12与输出端子13之间，其从输入端子11侧向输出端子13侧传递信号而不会产生损失，并阻止从输出端子13侧向输入端子11侧传递信号。

隔离电路27例如由宽带增幅器或宽带缓冲器等构成，从接近直流的频率到几10GHz的宽带可获得输入输出之间的较大的隔离。如所述专利文献2的图2(a)所示，该隔离电路27例如能够由宽带增幅器(或者宽带缓冲器)、兼作电源供给用和低频波终端用的电阻和线圈的串联电路、直流切断用电容器构成。

振幅控制构件28根据所指定的振幅值对隔离电路27的宽带增幅器的增益进行可变控制。该振幅控制构件28使控制部24具备该功能。

另外，图2所示的脉冲图形产生装置1B构成为，数字信号偏移调整装置3B具备阻止从输出端子13侧向输入端子11侧逆流的隔离电路27，但是优选在合成电路16的输入侧连接有第1过电压保护电路20a。

并且，在图1及图2所示的脉冲图形产生装置1A、1B中，虽然未特别图示，但是能够采用专利文献1中公开的在合成电路16上设置有频率特性补偿电路的结构。该频率特性补偿电路补偿从输入端子到输出端子的信号路径之间的特定频率区域中的增益降低。进而进行说明，频率特性补偿电路具有如下作用，即通过合成电路16的运算增幅器的增益上升和由第1线圈15以及第2线圈18的电感而产生的信号衰减(增益降低)，能够增大数字信号Di的低频成分在交流成分的上限附近的频带的增益(峰值效应)。

接着，利用如上述构成的脉冲图形产生装置1(1A、1B)，对进行被测定物的测试时的动作进行说明。

若在切换构件19接通的状态下打开脉冲图形产生装置1A的电源，则从图形信号产生部2的数字信号输出部2a向输入端子11输入数字信号Di。输入到输入端子11的数字信号Di中，直流成分及低频成分的信号在通过第1线圈15之后输入到合成电路16，并且交流成分的信号在通过电容器12之后被传递到输出端子13。

另外，图2的脉冲图形产生装置1B中，输入到输入端子11的数字信号Di的交流成分的信号在通过电容器12及隔离电路27之后被传递到输出端子13。

合成电路16经由第1线圈15而被输入数字信号Di的直流成分及低频成分的信号，则对该信号合成通过从偏移电压产生器14输出的直流电压而产生的偏移电压，并经由接通状态的切换构件19、电阻17、第2线圈18，将通过该合成而获得的合成信号传递到输出端子13。由此，从输出端子13输出数字信号Do，该数字信号Do对数字信号Di的交流成分的信号施加了来自合成电路16的合成信号。

从输出端子13输出的数字信号Do作为测试信号输入到例如经由同轴电缆连接的未图示的被测定物(DUT)，并利用基于所希望的图形信号的测试信号来进行被测定物的各种测试。

在此，电位差检测部21检测输出整合用电阻17的两端的电位差，并将与所检测出的电位差相对应的检测信号输出给比较电路23。比较电路23当从电位差检测部21被输入检测信号时，将该检测信号的电压值和从阈值电压产生器22输入的预先设定的正负的阈值电压进行比较。并且，若检测信号的电压值超过正负任意的阈值电压，即通过所述输出短路或者断开，相对于偏移电压产生较大的电位差或电流差，并通过线圈18的过度响应而发生异常电压，由此若生成EOS，则对控制部24输出过电流检测信号。

控制部24若从比较电路23被输入过电流检测信号，则对警报输出部25输出警报信号。警报输出部25若从控制部24被输入警报信号，则通过例如显示或声音等的警报输出通知用户在输出侧产生过电流的指令。同时，控制部24向切换构件19输出切换断开控制信号，将切换构件19从接通状态切换控制为断开状态。由此，合成电路16与电阻17之间强制地被切断，来自合成电路16的合成信号不会传递到输出端子13侧，从而合成电路16得到保护。此时，输入到输入端子11的数字信号Di，只有通过交流结合而通过电容器12的交流成分从输出端子13输出，而不会合成有来自合成电路16的合成信号。

在此，若切换构件19被切换为断开状态，则通过蓄积于第2线圈18的能量而产生高电压，该所产生的高电压是不可避免的。因此，在本实施例中，通过过电压保护电路20(第1过电压保护电路20a、第2过电压保护电路20b)，以恒定的电压对电阻17与第2线圈18之间的电压进行钳位，从高电压的影响中保护被测定物和合成电路16。

并且，从上述过电流保护状态进行手动恢复的情况下，确认了警报输出部25的警报输出的内容的用户通过操作恢复按钮将切换构件19从断开状态切换成接通状态。由此，用户在掌握了脉冲图形产生装置1(1A、1B)的状态的基础上，通过手动操作能够使其安全地恢复。另外，恢复按钮能够分为例如装置的测定显示画面上的换档键或操作面板上的按钮等而构成。

并且，从上述过电流保护状态自动恢复的情况下，若控制部24从比较电路23被输入过电流检测信号之后经过规定的设定时间，则将切换构件19从断开状态切换控制为接通状态。并且，同时控制部24以与时间成比例地增加的方式自动控制偏移电压的值，以使施加于数字信号Di的低频成分及直流成分的信号的偏移电压缓慢地上升至目标电压。由此，即使通过短路断开而自动恢复的情况下，目标电压的偏移电压也不会突然施加于从输出端子13输出的数字信号Do，因此能够使其安全地恢复。另外，通过管理人员或用户的操作，能够将从过电流保护状态的恢复预先设定为手动恢复或自动恢复中的任一种。

由此，根据包括本实施例的数字信号偏移调整装置3(3A、3B)的脉冲图形产生装置1(1A、1B)，当输出短路且电阻17的两端的电位差超过正负任意的阈值时，切断从合成电路16向第2线圈18侧的偏移电流，停止向第2线圈18供给能量。并且，当切断该偏移电流时，通过过电压保护电路20(第1过电压保护电路20a、第2过电压保护电路20b)，以恒定的电压对第1线圈15与合成电路16之间的电压、以及第2线圈18与电阻17之间的电压进行钳位。由此，能够从通过蓄积于第2线圈18的能量而产生的高电压(异常电压)保护对EOS较弱的内部电路(例如，存在于隔离电路27的内部的高频放大器等)或被连接器连接于输出端子13的被测定物等。

并且，由于构成为具备警报输出部25，该警报输出部25在输出短路且超过阈值的偏移输出电流流过时输出警报，因此能够以视觉或听觉的方式对操作装置的用户发出警报。由此，用户在掌握装置当前的状况的基础上，通过手动将输出的短路安全地断开而使其恢复。

另外，当输出的短路被断开而自动恢复的情况下，以与时间成比例地增加的方式自动控制偏移电压的值，以使施加给数字信号Di的低频成分及直流成分的信号的偏移电压缓慢地上升至目标电压，因此无需对从输出端子13输出的数字信号Do突然施加目标电压的偏移电压而能够安全地使其恢复。

然而，在上述第1及第2实施方式中，通过具备脉冲信号产生部2和数字信号偏移调整装置3(3A或3B)而构成脉冲图形产生装置1(1A或1B)，但是通过省略图形信号产生部2的结构，也能够以与其它设备独立的方式仅使用数字信号偏移调整装置3(3A或3B)。

以上，关于本发明所涉及的数字信号偏移调整装置以及使用了该装置的输出保护方法的最佳实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于该实施方式的陈述以及附图。即，根据该实施方式，由本领域技术人员实施的其它实施方式、实施例及运用技术等均属于本发明的范围是理所当然的。

图中：1(1A、1B)-脉冲图形产生装置，2-脉冲信号产生部，3(3A、3B)-数字信号偏移调整装置，11-输入端子，12-电容器，13-输出端子，14-偏移电压产生器，15-第1线圈，16-合成电路，17-电阻，18-第2线圈，19-切换构件，20(20a、20b)-过电压保护电路，21-电位差检测部，22-阈值电压产生器，23-比较电路，24-控制部，25-警报输出部，26-存储部，27-隔离电路，28-振幅控制构件，101-数字信号偏移调整装置，102-输入端子，103-偏置电压设定部，104-直流电压产生器，105-输出端子，106-电容器，107-第1线圈，108-第2线圈，109-合成电路，109a-频率特性补偿电路。

Claims (11)

1.一种数字信号偏移调整装置，其具备：

输入端子(11)及输出端子(13)；

电容器(12)，设置于所述输入端子与所述输出端子之间，并用于将输入到所述输入端子的数字信号的交流成分传递给所述输出端子；

第1线圈(15)，一端侧连接于所述输入端子，使输入到该输入端子的数字信号的直流成分及低频成分通过；

第2线圈(18)，一端侧连接于所述输出端子；

偏移电压产生器(14)，产生通过任意的直流电压而产生的偏移电压；

合成电路(16)，对从所述第1线圈的另一端侧输出的所述数字信号的直流成分以及所述低频成分，合成从所述偏移电压产生器输出的所述偏移电压，将该合成的合成信号供给到所述第2线圈的另一端侧，所述数字信号偏移调整装置的特征在于，具备：

输出整合用电阻(17)，一端侧连接于所述第2线圈的所述另一端侧；

切换构件(19)，一端侧连接于所述电阻的另一端侧，另一端侧连接于所述合成电路，对所述合成电路与所述电阻的另一端侧的连接进行开闭，

并具备：

电位差检测部(21)，检测所述电阻的两端的电位差；

比较电路(23)，将来自所述电位差检测部的检测信号的电压值和预先设定的阈值电压进行比较，当所述检测信号的电压値超过所述阈值电压时，输出过电流检测信号；

控制部(24)，接收来自所述比较电路的所述过电流检测信号，将所述切换构件切换控制为断开。

2.根据权利要求1所述的数字信号偏移调整装置，其特征在于，

具备隔离电路，该隔离电路在所述输入端子与所述输出端子之间，与所述电容器串联连接，从所述输入端子侧向所述输出端子侧传递信号，并且阻止从所述输出端子向所述输入端子侧传递信号。

3.根据权利要求1或2所述的数字信号偏移调整装置，其特征在于，

具备过电压保护电路(20)，该过电压保护电路(20)在所述切换构件切换控制为断开时，用恒定的电压对通过蓄积于所述第2线圈的能量产生的高电压进行钳位。

4.根据权利要求1所述的数字信号偏移调整装置，其特征在于，

所述控制部在将所述切换构件切换控制为断开之后的时间经过了规定时间时，将所述切换构件切换控制为接通，并且使所述偏移电压随着时间的经过而发生变化直至目标电压，并进行输出控制。

5.根据权利要求1所述的数字信号偏移调整装置，其特征在于，

具备存储部(26)，该存储部(26)存储因所述比较电路输出所述过电流检测信号而发生异常时的错配。

6.一种数字信号偏移调整方法，包括：

将输入到输入端子(11)的数字信号的交流成分经由电容器(12)向输出端子(13)进行传递的步骤；

通过一端侧连接于所述输入端子的第1线圈(15)，使输入到所述输入端子的数字信号的直流成分及低频成分通过的步骤；

产生通过任意的直流电压而产生的偏移电压的步骤；

从合成电路(16)供给对从所述第1线圈的另一端侧输出的信号合成所述偏移电压的合成信号的步骤，该合成电路(16)用于将所述合成信号供给到一端侧连接于所述输出端子的第2线圈(18)的另一端侧，所述数字信号偏移调整方法的特征在于，包括：

经由一端侧连接于所述第2线圈的所述另一端侧的输出整合用电阻(17)供给所述合成信号的步骤；

检测所述电阻两端的电位差，并输出检测信号的步骤；

当所述检测信号的电压値超过预先设定的阈值电压时，输出过电流检测信号的步骤；

将切换构件(19)切换控制为断开的步骤，该切换构件(19)接收所述过电流检测信号，其一端侧连接于所述电阻的另一端侧，另一端侧连接于所述合成电路，并对所述合成电路与所述电阻的另一端侧的连接进行开闭。

7.根据权利要求6所述的数字信号偏移调整方法，其特征在于，

包括如下步骤，在所述输入端子与所述输出端子之间，串联连接隔离电路(27)和所述电容器，并从所述输入端子侧向所述输出端子侧传递信号，且阻止从所述输出端子向所述输入端子侧传递信号。

8.根据权利要求6或7所述的数字信号偏移调整方法，其特征在于，

包括如下步骤，在所述切换构件被切换控制为断开时，用恒定的电压对通过蓄积于所述第2线圈的能量而产生的高电压进行钳位。

9.根据权利要求6所述的数字信号偏移调整方法，其特征在于，

包括如下步骤，当将所述切换构件切换控制为断开之后的时间经过了规定时间时，将所述切换构件切换控制为接通，并且使所述偏移电压随着时间的经过而发生变化直至目标电压，并进行输出控制。

10.根据权利要求6所述的数字信号偏移调整方法，其特征在于，

包括如下步骤，存储因输出所述过电流检测信号而发生异常时的错配的步骤。

11.一种脉冲图形发生装置，其特征在于，具备：

图形信号产生部(2)，生成任意图形的数字信号；

权利要求1所述的数字信号偏移调整装置(3)，对从所述图形信号产生部输出的数字信号，施加由所希望的直流电压产生的偏移电压并输出。