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KR960029796A - 스플릿패스 선형 절연회로장치 및 방법 - Google Patents

스플릿패스 선형 절연회로장치 및 방법 Download PDF

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KR960029796A
KR960029796A KR1019960000234A KR19960000234A KR960029796A KR 960029796 A KR960029796 A KR 960029796A KR 1019960000234 A KR1019960000234 A KR 1019960000234A KR 19960000234 A KR19960000234 A KR 19960000234A KR 960029796 A KR960029796 A KR 960029796A
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South Korea
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ground
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broadband
signal voltage
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Inventor
이. 베이커 클리포드
피. 카우 마이클
Original Assignee
프란시스 아이. 그레이
텍트로닉스 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

본 발명은 스플릿패스 선형 절연회로장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 스플릿패스 절연앰프(10)는 하이패스(26)에는 변압기(30)를 채용하고, 로패스(24)에는 단일 입력, 이중 출력의 폐루프 광커플러(66)를 채용하여, 주파수보상조정의 필요 없이 평탄하고 넓은 주파수응답을 얻는다. 로패스주파수영역(106)에 있어서, 광커플러는 모든 신호 또는 대부분의 신호를 출력에 공급한다. 절연앰프는 실질적으로 중첩된 교차주파수영역(104)을 채용하고, 여기서 하이패스신호는 변압기의 1차 권선(28)에 인가되고, 로패스신호는 변입기의 2차 권선(40, 42)에 차동적으로 인가된다. 교차주파수범위 이하의 주파수에서는, 1차 권서으로부터 커플링된 신호가 롤오프될 때 광커플러로부터의 신호가 우위를 차지한다. 교차주파수범위 이상의 주파수에서는, 광커플러로부터의 신호가 롤오프될 때 1차 권선으로부터 커플링된 신호가 우위를 차지한다. 교차주파수범위 내의 주파수에서는, 1차 및 2차 변압기 권선에 의해 발생된 자속성분이 상호작용하여 평탄한 주파수응답을 가지는 결합된 출력신호를 제공한다. 유일하게 조정이 필요한 것은 로패스의 이득 대 하이패스의 이득을 매치시키고, 로패스에서의 임의의 오프셋에 대하여 보상하는 것 뿐이다.

Description

스플릿패스 선형 절연회로장치 및 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 바람직한 스플릿패스 절연앰프를 도시한 개략적인 회로도이다. 제2A도, 제2B도 및 제2C도는 제1도의 하이패스, 로패스 및 스플릿패스앰프의 각각에 대하여 펄스응답 대 시간을 나타낸 그래프이다. 제3도는 제1도의 앰프의 로패스 및 하이패스 부분에 대하여 진폭응답 대 주파수를 나타낸 그래프이다. 제4도는 본 발명의 1쌍의 스플릿패스 절연앰프의 이중 채널 오실로스코프를 개략적으로 간략화하여 나타낸 블록도이다.

Claims (36)

  1. 광대역 입력신호전압을 증폭하여 광대역 입력신호전압을 정확하게 나타내는 광대역 출력신호전압을 제공하는 스플릿패스(split-path) 앰프장치에 있어서, 광대역 입력신호전압을 증폭시켜서 저주파수로부터 고주파수까지의 부분을 신호 결합기에 커플링하는 하이패스(high path)앰프와, 광대역 입력신호전압을 증폭시켜서 DC로부터 저주파수까지의 부분을 신호결합기에 커플링하는 로패스(low path)앰프와, 증폭된 입력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분 및 저주파수로부터 고주파수까지의 부분을 수신하는 신호결합기로 이루어지고, 신호결합기가 교차주파수영역에서 주파수응답조정을 요하지 않고 실질적으로 평탄한 진폭응답을 가지는 광대역 출력신호전압을 발생하도록 상기 주파수부분이 실질적으로 교차주파수영역에서 중첩되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  2. 제1항에 있어서, 증폭된 입력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분은 약100 킬로헤르쯔보다 큰 3db 롤오프주파수를 가지고, 증폭된 입력신호전압의 저주파수로부터 고주파수까지의 부분은 약 10 킬로헤르쯔보다 작은 3db 롤오프주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  3. 제1항에 있어서, 또한 로패스앰프의 진폭응답을 하이패스앰프의 진폭응답에 매치시키는 이득조정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  4. 제1항에 있어서, 광대역 출력신호전압은 약 0 헤르쯔로부터 최소한 약 25 메가헤르쯔까지의 입력신호주파수범위에 걸쳐서 광대역 입력신호전압을 정확하게 나타내는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  5. 제1항에 있어서, 광대역 출력신호전압은 약 0 헤르쯔로부터 최소한 약 100 메가헤르쯔까지의 입력신호주파수범위에 걸쳐서 광대역 입력신호전압을 정확하게 나타내는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  6. 제1항에 있어서, 로패스앰프는 제1의 출력이 절연장벽의 제1의 부분을 형성하고, 제2의 출력이 로패스앰프 주위에서 선형성 제어피드백 경로를 형성하는 단일 입력, 다중 출력의 광커플러를 통해 광대역 입력신호의 중폭된 DC로부터 저주파수까지의 부분을 커플링하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  7. 제6항에 있어서, 하이패스앰프는 절연장벽의 제2의 부분을 형성하는 변압기를 통해 광대역 입력신호의 증폭된 저주파수로부터 고주파수까지의 부분을 커플링하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  8. 제7항에 있어서, 신호결합기는 제1의 종단저하에 전기적으로 연결되는 변압기상에 제1의 2차 권선으로 포함하고, 광대역 출력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분은 광커플러에 의해 제어되는 제1의 전류에 의해 제1의 종단저항에 걸쳐서 발생되고, 광대역 출력신호전압의 저주파수로부터 고주파수까지의 부분은 변압기의 제1의 2차 권선에 의해 발생되는 전압에 의해 제1의 종단저항에 결쳐서 발생되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  9. 제8항에 있어서, 신호결합기는 또는 한 제2의 종단저항에 전기적으로 연결되는 변압기상에 제2의 2차 권선을 포함하고, 광대역 출력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분은 광커플러에 의해 제어되는 제2의 전류에 의해 제2의 종단저항에 걸쳐서 발생되고, 광대역 출력신호전압의 저주파수로부터 고주파수까지의 부분은 변압기의 제2의 2차 권선에 의해 발생되는 전압에 의해 제1의 종단저항에 걸쳐서 발생되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  10. 제9항에 있어서, 제1 및 제2의 2차 권선은 1차 권선과 상호작용하여 광대역 출력신호전압의 DC로부터 고주파수범위에 걸쳐서 변압기에서 실질적으로 0 네트자속을 발생하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  11. 제7항에 있어서, 광대역 입력신호는 제1의 접지에 연결되고, 광대역 출력신호는 절연장벽에 의해 제1의 접지와는 전기적으로 절연된 제2의 접지에 연결되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  12. 제11항에 있어서, 절연장벽은 제1의 접지와 제2의 접지 사이에서 약 50피코파라드 이하의 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  13. 제11항에 있어서, 제1의 접지는 제2의 접지에 대해 약 50볼트∼약 4,400볼트 범위의 전압에서 상승되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 앰프장치.
  14. 제1의 접지에 연결된 광대역 입력신호전압을 수신하고, 입력신호전압을 정확하게 증폭하여 절연장벽에 의해 제1의 접지와는 절연된 제2의 접지에 연결된 광대역 출력신호전압을 제공하는 스플릿패스 절연장체 있어서, 광대역 입력신호전압을 증폭시켜서 절연장벽의 제1의 부분을 형성하는 변압기를 통해 저주파수로부터 고주파수까지의 부분을 커플링하는 하이패스앰프와, 광대역 입력신호전압을 증폭시켜서 제1의 출력이 로패스앰프주위에서 선형성 제어피드백 경로를 형성하고, 제2의 출력이 절연장벽의 제2의 부분을 형성하는 단일 입력, 다중 출력의 광커플러를 통해 DC로부터 저주파수까지의 부분을 커플링하는 로패스앰프와, 절연장벽에 걸쳐서 커플링된 증폭된 입력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분 및 저주파수로부터 고주파수까지의 부분을 수신하는 신호결합기로 이루어지고, 신호결합기가 교차주파수영역에서 주파수응답 조정을 요하지 않고 실질적으로 펑탄한 진폭전압을 가지는 광대역 출력신호전압을 발생하도록 상기 주파수부분이 실질적으로 교차주파수영역에서 중첩되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  15. 제14항에 있어서, 절연장벽에 걸쳐서 커플링된 증폭된 입력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분은 약 100 킬로헤르쯔보다 큰 3db 롤오프주파수를 가지고, 절연장벽에 걸쳐서 커플링된 증폭된 입력신호전압의 저주파수로부터 고주파수까지의 부분은 약 10 킬로헤르쯔보다 작은 3db 롤오프자파수를 가지는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  16. 제14항에 있어서, 또한 로패스앰프의 진폭응답을 하이패스앰프의 진폭응답에 매치시키는 이득조정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  17. 제14항에 있어서, 절연장벽은 제1의 접지와 제2의 접지 사이에서 약 50 피코파라드 이하의 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  18. 제14항에 있어서, 제1의 접지는 제2의 접지에 대해 약 50볼트∼약 3,500볼트 범위의 전압에서 상승되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  19. 제14항에 있어서, 광대역 출력신호전압은 약 0 헤르쯔보다 최소한 약 25 메가헤르쯔까지의 입력신호주파수범위에 걸쳐서 광대역 입력신호전압을 정확하게 나타내는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  20. 제14항에 있어서, 광대역 출력신호전압은 약 0 헤르쯔보다 최소한 약 100 메가헤르쯔까지의 입력신호주파수범위에 걸쳐서 광대역 입력신호전압을 정확하게 나타내는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  21. 제14항에 있어서, 광커플러의 제1의 출력은 광커플러를 통해 커플링된 신호의 DC로부터 저주파수까지의 부분의 안정성 및 진폭응답을 제어하기 위하여 로패스앰프의 네가티브 피드백루프에 있는 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  22. 제14항에 있어서, 신호결합기는 제1의 종단저항에 전기적으로 연결되는 변압기상에 제1의 2차 권선을 포함하고, 광대역 출력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분은 광커플러에 의해 제어되는 제1의 전류에 의해 제1의 종단저항에 걸쳐서 발생되고, 광대역 출력신호전압의 저주파수로부터 고주파수까지의 부분은 변압기의 제1의 2차 권선에 의해 발생되는 전압에 의해 제1의 종단저항에 걸쳐서 발생되는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  23. 제22항에 있어서, 신호결합기는 또한 제2의 종단저항에 전기적으로 연결되는변압기상에 제2의 2차 권선을 포함하고, 광대역 출력신호전압의 DC로부터 저주파수까지의 부분은 또한 광커플러에 의해 제어되는 제2의 전류에 의해 제2의 종단저항에 걸쳐서 발생되고, 광대역 출력신호전압의 저주파수로부터 고주파수까지의 부분은 또한 변압기의 제2의 2차 권선에 의해 발생되는 전압에 의해 제2의 종단저항에 걸쳐서 발생되고, 제1 및 제2의 종단저항은 협동하여 차동광대역 출력신호전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  24. 제23항에 있어서, 제1 및 제2의 2차 권선은 1차 권선과 상호작용하여 광대역 출력신호전압의 DC로부터 고주파수범위에 걸쳐서 변압기에서 실질적으로 0 네트자속을 발생하는 것을 특징으로 하는 스플릿패스 절연장치.
  25. 제1의 접지에 연결된 광대역 입력신호전압을 정확하게 증폭하여 절연장벽에 의해 제1의 접지와는 절연된 제2의 접지에 연결된 광대역 출력신호전압을 제공하는증폭방법에 있어서, 광대역 입력신호전압을 제1의 3db 롤오프주파수를 가지는 로패스신호와, 제2의 3db 롤오프주파수를 가지는 하이패스신호로 분할하고, 제1 및 제2의 롤오프주파수는 실질적으로 교차주파수영역에서 중첩되고, 변압기를 갖춘 절연장벽에 걸쳐서 하이패스 신호를 커플링하고, 단일 입력, 다중 출력의 광커플러의 제1의 출력을 갖춘 절연장벽에 걸쳐서 로패스신호를 커플링하고, 광커플러의 제2의 출력을 갖춘 로패스에서 앰프의 피드백루프를 닫고, 교차주파수영역에서 주파수응답 조정단계를 요하지 않고 실질적으로 평탄한 진폭응답을 가지는 광대역 출력신호전압을 발생하도록 절연장벽에 걸쳐서 커플링된 증폭된 로패스신호 및 하이패스신호를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증폭방법.
  26. 제25항에 있어서, 제1의 3db 롤오프주파스는 약 100 킬로헤르쯔 이상이고, 제2의 3db 롤오프주파수는 약 10 킬로헤르쯔 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제25항에 있어서, 또한 커플링된 로패스신호의 진폭을 커플링된 하이패스신호의 진폭을 매치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제25항에 있어서, 또한 제1의 접지를 제2의 접지에 대해 약 50볼트∼약 3,500볼트 범위의 전압으로 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제25항에 있어서, 상기 결합 단계는 또한 종단저항에 전기적으로 연결된 2차 권선을 갖춘 변압기를 제공하고, 광커플러에 의해 제어되는 전류에 응답하여 종단저항에 걸쳐서 광대역 출력신호 전압의 로패스신호부분을 발생하고, 변압기의 2차 권선에 의해 발생된 전압에 응답하여 종단저항에 걸쳐서 광대역 출력신호전압의 하이패스신호부분을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 샤시접지, 제1의 절연접지에 연결되는 제1의 입력신호의 진폭응답 대 시간을 정확하게 표시하는 장치를 가지는 오실로스코프에 있어서, 샤시접지로부터 제1의 절연접지를 분리하는 제1의 절연장벽과, 제1의 입력신호를 수신하고, 제1의 절연장벽에 걸쳐서 제1의 입력신호의 고주파수부분을 커플링하기 위해 변압기를 채용하는 하이패스앰프와, 제1의 절연장벽에 걸쳐서 제1의 입력신호의 DC 부분을 커플링하기 위해 단일 입력, 다중출력의 광커플러를 채용하는 로패스앰프를 포함하는 제1의 스플릿패스 절연앰프와, 샤시접지에 연결되어 제1의 입력신호를 정확하게 나타내는 제1의 광대역 출력신호를 발생하기 위해 제1의 절연장벽에 걸쳐서 커플링된제1의 입력신호의 DC 및 고주파수부분을 결합하는 제1의 신호결합기와, 제1의 광대역 출력신호에 전기적으로 연결되어 제1의 입력신호의 진폭응답 대 시간표시를 부여하는 디스플레이 서브시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오실로스코프.
  31. 제30항에 있어서, 또한 샤시접지로부터 제2의 절연접지를 분리하는 제2의 절연장벽과, 제2의 절연접지에 연결된 제2의 입력신호를 수신하고, 제2의 입력신호의 고주파수부분을 커플링하기 위해 변압기를 채용하는 하이패스앰프와, 제2의 절연장벽에 걸쳐서 제2의 입력신호의 DC 부분을 커플링하기 위해 광커플러를 채용하는 로패스앰프를 포함하는 제2의 스플릿패스 절연앰프와, 샤시접지에 연결되어 제2의 입력신호를 정확하게 나타내는 제2의 광대역 출력신호를 발생하기 위해 제2의 절연장벽에 걸쳐서 커플링된 제2의 입력신호의 DC 및 고주파수부분을 결합하는 제2의 신호결합기와, 제2의 광대역 출력신호에 전기적으로 연결되어 제2의 입력신호의 진폭응답 대 시간표시를 부여하는 디스플레이 서브시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 오실로스코프.
  32. 제31항에 있어서, 샤시접지, 제1의 절연접지 및 제2의 절연접지는 제1 및 제2의 절연장벽에 의해 상호절연되는 것을 특징으로 하는 오실로스코프.
  33. 제30항에 있어서, 로패스앰프는 약 100 킬로헤르쯔보다 큰 3db 롤오프주파수를 가지고, 하이패스앰프는 약 10 킬로헤르쯔보다 작은 3db 롤오프주파스를 가지는 것을 특징으로 하는 오실로스코프.
  34. 제30항에 있어서, 제1의 절연 장벽은 제1의 절연접지와 샤시접지 사이에서 약 50 피코파라드 이하의 커패시턴스를 가지는 것을 특징으로 하는 오실로스코프.
  35. 제30항에 있어서, 제1의 절연접지는 샤시접지에 대해 약 50볼트∼약 600벌트 범위의 전압에서 상승되는 것을 특징으로 하는 오실로스코프.
  36. 제30항에 있어서, 제1의 입력신호의 진폭응답 대 시간표시는 약 0 헤르쯔보다 최소한 약 100 메가헤르쯔까지의 제1의 입력신호주파수범위에 걸쳐서 제1의 입력신호를 정확하게 나타내는 것을 특징으로 하는 오실로스코프.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019960000234A 1995-01-13 1996-01-09 스플릿패스선형절연회로장치및방법 KR100366912B1 (ko)

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