JP2007104355A - Mixer/oscillator apparatus for tuner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放送電波等の情報を含む電磁波を受信するチューナ用のミキサ・オシレータ装置に関する。特に、複数の周波数に対応するチューナ用のミキサ・オシレータ装置の局所発振器の改良に関する。 The present invention relates to a mixer / oscillator device for a tuner that receives electromagnetic waves including information such as broadcast radio waves. In particular, the present invention relates to an improvement of a local oscillator of a mixer / oscillator device for a tuner corresponding to a plurality of frequencies.
テレビジョン放送等において映像や音声情報を含む電磁波を受信するためのチューナ装置が広く用いられている。例えば、VHF−Low(50MHz〜250MHz)、VHF−High(200MHz〜550MHz)及びUHF(400MHz〜950MHz)の複数の周波数帯に属する放送電波等の情報を含む電磁波を受信及び選局するためのチューナ・モジュールが開発されている。 Tuner devices for receiving electromagnetic waves including video and audio information are widely used in television broadcasting and the like. For example, a tuner for receiving and selecting an electromagnetic wave including information such as broadcast radio waves belonging to a plurality of frequency bands of VHF-Low (50 MHz to 250 MHz), VHF-High (200 MHz to 550 MHz), and UHF (400 MHz to 950 MHz). • Modules are being developed.
図5は、複数の周波数帯に対応したチューナ用のミキサ・オシレータ装置100を示すブロック図である。ミキサ・オシレータ装置100は、VHF−L発振部10、VHF−H発振部12、UHF発振部14、ミキサ部16,18,20及び出力アンプ22を含んで構成される。ミキサ・オシレータ装置100は、図5に示すように、一般的にモジュール化されている。
FIG. 5 is a block diagram showing a mixer /
VHF−L発振部10には、ミキサ・オシレータ装置100のモジュール外部に共振用のコンデンサC1、可変コンデンサVC1及びコイルL1が接続される。コンデンサC1及び可変コンデンサVC1とは直列接続され、その直列回路がコイルL1に並列接続されて共振回路24が構成される。可変コンデンサVC1は、外部から容量調整のための電圧Vtが印加され、共振回路24を所望の周波数で発振させるための容量値に調整可能である。VHF−L発振部10は、正帰還回路を構成しており、共振回路24の共振周波数を有する発振信号を生成してミキサ部16へ出力する。
The VHF-
VHF−H発振部12及びUHF発振部14にも、VHF−L発振部10と同様に、コンデンサC2、可変コンデンサVC2及びコイルL2を含んでなる共振回路26及びコンデンサC3、可変コンデンサVC3及びコイルL3を含んでなる共振回路28がそれぞれ接続される。VHF−H発振部12は、正帰還回路を構成しており、共振回路26の共振周波数を有する発振信号を生成してミキサ部18へ出力する。また、UHF発振部14は、正帰還回路を構成しており、共振回路28の共振周波数を有する発振信号を生成してミキサ部20へ出力する。
Similarly to the VHF-L oscillating
ミキサ部20へ出力される発振信号の周波数は電圧Vtによって調整される。すなわち、共振回路24,26,28に印加される電圧Vtによって共振回路24,26,28の各々に含まれる可変コンデンサVC1,VC2,VC3の容量が変更され、所望の共振周波数の発振信号がミキサ部16,18,20へ出力される。
The frequency of the oscillation signal output to the
ミキサ部16,18,20には、ミキサ・オシレータ装置100のモジュール外部からVHF−Low、VHF−High及びUHFの周波数帯の入力信号がそれぞれ入力される。ミキサ部16,18,20は、それぞれVHF−L発振部10,VHF−H発振部12,UHF発振部14からの発振信号を受けて、それぞれの入力信号を中間周波数帯に変換して出力する。出力アンプ22は、ミキサ部16,18,20からの出力信号を増幅してミキサ・オシレータ装置100の外部へ出力する。
Input signals in the VHF-Low, VHF-High, and UHF frequency bands are input to the
上記従来のミキサ・オシレータ装置100では、VHF−L発振部10、VHF−H発振部12、UHF発振部14に対してそれぞれ可変コンデンサVC1,VC2,VC3を含む共振回路24,26,28を接続する必要がある。
In the conventional mixer /
このように各共振回路24,26,28にそれぞれ個別の可変コンデンサVC1,VC2,VC3を備えることは、ミキサ・オシレータ回路の部品点数を増加させると共に、回路の製造コストを増大させる原因となる。
Providing the individual variable capacitors VC1, VC2, and VC3 in the
本発明は、上記従来技術の問題を鑑み、回路構成を簡素化させることが可能なチューナ用のミキサ・オシレータ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a mixer / oscillator device for a tuner capable of simplifying the circuit configuration in view of the above-described problems of the prior art.
本発明は、キャパシタ及びインダクタの組み合わせからなる共振回路に接続され、互いに異なる周波数帯域における発振信号を生成する複数の発振回路を備えたミキサ・オシレータ装置であって、前記複数の発振回路の各々は、前記複数の発振回路の各々に接続可能な前記複数の発振回路に共通の可変コンデンサ、を接続するためのスイッチング素子を備えることを特徴とする。 The present invention is a mixer / oscillator device that includes a plurality of oscillation circuits that are connected to a resonance circuit composed of a combination of a capacitor and an inductor and generate oscillation signals in mutually different frequency bands, each of the plurality of oscillation circuits being And a switching element for connecting a variable capacitor common to the plurality of oscillation circuits connectable to each of the plurality of oscillation circuits.
すなわち、本発明に係るミキサ・オシレータ装置は、複数の発振回路の各々に接続可能な共通の可変コンデンサを備え、複数の発振回路の各々にその可変コンデンサを接続するためのスイッチング素子を備えることによって、ミキサ部で入力信号とミキシングされる所望の周波数の発振信号を得る際に複数の発振回路のうち1つに前記可変コンデンサを接続して発振信号を出力させる。 That is, the mixer / oscillator device according to the present invention includes a common variable capacitor that can be connected to each of the plurality of oscillation circuits, and includes a switching element for connecting the variable capacitor to each of the plurality of oscillation circuits. When obtaining an oscillation signal having a desired frequency to be mixed with the input signal by the mixer unit, the variable capacitor is connected to one of the plurality of oscillation circuits to output the oscillation signal.
このように、複数の発振回路の各々に可変コンデンサを接続するためのスイッチング素子を設けることによって、ミキサ・オシレータ装置に接続する可変コンデンサの数を減らすことができると共に、製造コストを抑制することができる。 Thus, by providing a switching element for connecting a variable capacitor to each of the plurality of oscillation circuits, the number of variable capacitors connected to the mixer / oscillator device can be reduced and the manufacturing cost can be suppressed. it can.
本発明のミキサ・オシレータ装置において、前記スイッチング素子が導通状態となった場合、前記共振回路に含まれるコイルと前記可変コンデンサとが並列に前記複数の発振回路のいずれか1つに接続されるように回路を構成することが好適である。すなわち、前記可変コンデンサとコイルとが並列共振するように共振回路を構成することが好ましい。 In the mixer / oscillator device according to the present invention, when the switching element is turned on, the coil included in the resonance circuit and the variable capacitor are connected in parallel to any one of the plurality of oscillation circuits. It is preferable to construct a circuit. That is, it is preferable to configure a resonance circuit so that the variable capacitor and the coil resonate in parallel.
また、前記複数の発振回路のうち少なくとも1つは差動増幅回路を含み、前記差動増幅回路を含む発振回路のスイッチング素子が導通状態となった場合、前記可変コンデンサを含む共振回路が前記差動増幅回路の正帰還ループに接続されることが好適である。差動増幅回路と共振回路とを組み合わせた発振回路は発振の安定性に優れている。複数の発振回路において可変コンデンサを共通とすると、共振回路の調整範囲が限定される場合があるので安定性に優れた発振回路と組み合わせることが好ましいからである。 Further, at least one of the plurality of oscillation circuits includes a differential amplifier circuit, and when a switching element of the oscillation circuit including the differential amplifier circuit is in a conductive state, a resonance circuit including the variable capacitor is the difference circuit. It is preferable to be connected to the positive feedback loop of the dynamic amplifier circuit. An oscillation circuit combining a differential amplifier circuit and a resonance circuit is excellent in oscillation stability. This is because if the variable capacitor is shared by a plurality of oscillation circuits, the adjustment range of the resonance circuit may be limited, and therefore, it is preferable to combine with an oscillation circuit having excellent stability.
スイッチング素子に抵抗が含まれると共振回路のQ値はQ=1/R×(C/L)1/2と表されるので、スイッチング素子のオン抵抗値Rが大きければ大きいほどQ値が下がり、発振器の性能を劣化させ、ついには発振を停止させてしまう。そこで、スイッチング素子のオン抵抗値Rは出来るだけ小さい方が良い。具体的には、オン抵抗(抵抗値)が10Ω以下となるスイッチング素子を用いることが好適である。 When a resistance is included in the switching element, the Q value of the resonance circuit is expressed as Q = 1 / R × (C / L) 1/2. Therefore, the larger the on-resistance value R of the switching element, the lower the Q value. This degrades the performance of the oscillator and eventually stops the oscillation. Therefore, the on-resistance value R of the switching element should be as small as possible. Specifically, it is preferable to use a switching element having an on-resistance (resistance value) of 10Ω or less.
本発明によれば、複数の周波数帯に属する放送電波等の情報を含む電磁波を受信及び選局するためのチューナ用のミキサ・オシレータ回路において使用される部品点数を低減させることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the number of components used in a mixer / oscillator circuit for a tuner for receiving and selecting an electromagnetic wave including information such as broadcast radio waves belonging to a plurality of frequency bands.
本発明の実施の形態におけるミキサ・オシレータ装置200は、図1に示すように、VHF−L発振部50、VHF−H発振部52、UHF発振部54、高周波用アンプ56、自動ゲイン調整回路58、ミキサ部60、バンドパス・フィルタ62、中間周波数用アンプ64及び自動ゲイン調整回路66を含んで構成される。ミキサ・オシレータ装置200は、従来と同様にモジュール化されている。
As shown in FIG. 1, a mixer /
VHF−L発振部50は、図2に示すように、差動増幅回路70、トランジスタ72、MOSFET74、電流源76及び電圧源78を含んだ回路として構成される。
As shown in FIG. 2, the VHF-
差動増幅回路70に含まれるトランジスタTrA,TrBのコレクタはそれぞれ抵抗を介してトランジスタ72のコレクタと共通に接続される。トランジスタTrA,TrBのベースには、それぞれ抵抗を介して電圧源78から定電圧VREFが印加される。トランジスタTrA,TrBのエミッタ同士は接続され、共に電流源を介して接地される。トランジスタTrBのベースは、さらにコンデンサCAを介して外部端子T1に接続されると共に、コンデンサCBを介してトランジスタ72のエミッタに接続される。また、トランジスタTrAのコレクタはトランジスタ72のベースに接続される。さらに、トランジスタ72のエミッタは、電流源76を介して接地される。
The collectors of the transistors Tr A and Tr B included in the
本実施の形態におけるVHF−L発振部50では、外部端子T1はMOSFET74のドレイン−ソースを介して外部端子T2に接続されている。これによって、MOSFET74のゲートに制御信号を印加することによって、VHF−L発振部50を用いる際に外部端子T1と外部端子T2とを接続することができる。
In the VHF-
VHF−L発振部50では、トランジスタ72を介して差動増幅回路70に対する正帰還ループが形成されており、外部端子T1,T2に接続される外部の共振回路での共振周波数の信号を受けて所定の発振周波数fVHFLを有する発振信号SVHFLをミキサ部60へ出力する。
In the VHF-L oscillating
VHF−H発振部52も、VHF−L発振部50と同様の構成を有する。VHF−H発振部52は、図2に示した回路における外部端子T1,T2を外部端子T3,T4にそれぞれ置き換える他は同一の構成とすることができる。
The VHF-
VHF−H発振部52では、トランジスタ72を介して差動増幅回路70に対する正帰還ループが形成されており、外部端子T3,T4に接続される外部の共振回路での共振周波数の信号を受けて所定の発振周波数fVHFHを有する発振信号SVHFHをミキサ部60へ出力する。
In the VHF-
UHF発振部54は、図3に示すように、差動増幅回路80、トランジスタ82,83,85、MOSFET84、電流源86,87及び電圧源88を含んだ回路として構成される。
As shown in FIG. 3, the
差動増幅回路80に含まれるトランジスタTrC,TrDのコレクタはそれぞれ抵抗を介してトランジスタ82,83のコレクタと共通に接続される。トランジスタTrC,TrDのベースには、それぞれ抵抗を介して電圧源88から定電圧VREFが印加される。トランジスタTrC,TrDのエミッタ同士は接続され、共に電流源を介して接地される。トランジスタTrCのベースは、さらにコンデンサCEを介して外部端子T5に接続されると共に、コンデンサCFを介してトランジスタ83のエミッタに接続される。トランジスタTrDのベースは、コンデンサCCを介して外部端子T6に接続されると共に、コンデンサCDを介してトランジスタ82のエミッタに接続される。また、トランジスタTrCのコレクタはトランジスタ82のベースに接続され、トランジスタTrDのコレクタはトランジスタ83のベースに接続される。さらに、トランジスタ82のエミッタは電流源86を介して接地され、トランジスタ83のエミッタは電流源87を介して接地される。
The collectors of the transistors Tr C and Tr D included in the
本実施の形態におけるUHF発振部54では、外部端子T5はMOSFET84のドレイン−ソースを介して外部端子T7に接続されている。これによって、MOSFET84のゲートに制御信号を印加することによって、UHF発振部54を用いる際に外部端子T5と外部端子T7とを接続することができる。また、外部端子T6は、トランジスタ85のコレクタ−エミッタを介して接地されている。これによって、トランジスタ85のベース電流を制御することによって、外部端子T6を接地することができる。
In the
UHF発振部54では、トランジスタ82,83を介して差動増幅回路80に対する正帰還ループが形成されており、外部端子T5,T6に接続される外部の共振回路での共振周波数の信号を受けて所定の発振周波数fUHFを有する発振信号SUHFをミキサ部60へ出力する。
In the
高周波用アンプ56は、外部からの高周波の入力信号SINを受けて、自動ゲイン調整回路58から入力されるゲイン調整信号に応じた増幅率で入力信号SINを増幅してミキサ部60へ出力する。
ミキサ部60は、高周波用アンプ56から増幅された入力信号SINを受けて、VHF−L発振部50、VHF−H発振部52、UHF発振部54のうち制御信号によって選択された1つから入力される発振信号SVHFL,SVHFH,SUHFのうちいずれか1つと入力信号SINとをミキシングして中間周波数帯の信号SIFに変換する。
The
バンドパス・フィルタ62は、ミキサ部60から信号SIFを受けて、所望の中間周波数帯以外の不要な周波数帯の信号を除去して中間周波数用アンプ64へ出力する。中間周波数用アンプ64は、自動ゲイン調整回路66から入力されるゲイン調整信号に応じた増幅率で入力信号SIFを増幅して出力信号SOUTとして出力する。
The
上記のようなミキサ・オシレータ装置100において、VHF−L発振部50、VHF−H発振部52、UHF発振部54には、図4に示すように、外部にコンデンサC1〜C4、可変コンデンサVC、コイルL1〜L3及び抵抗R1,R2が接続される。
In the mixer /
コイルL1の一端は外部端子T1に接続される。コイルL1の他端は、コンデンサC4を介して接地されると共に、外部端子T8に接続される。コイルL2の一端は外部端子T3に接続される。コイルL2の他端は、コンデンサC4を介して設置されると共に、外部端子T8に接続される。外部端子T8は抵抗R3を介して接地される。 One end of the coil L1 is connected to the external terminal T1. The other end of the coil L1 is grounded via a capacitor C4 and is connected to the external terminal T8. One end of the coil L2 is connected to the external terminal T3. The other end of the coil L2 is installed via the capacitor C4 and is connected to the external terminal T8. The external terminal T8 is grounded via a resistor R3.
コンデンサC1,C2,C3の一端はそれぞれ外部端子T2,T4,T7に接続され、他端は共通に接続されて可変コンデンサVCの一端に接続される。可変コンデンサVCの他端は、抵抗R2を介して接地されると共に、コイルL3の一端及び外部端子T6に接続される。コイルL3の他端は、外部端子T5に接続される。また、可変コンデンサVCには抵抗R1を介して電圧Vtが印加され、共振回路を所望の周波数で発振させるための容量値に調整可能とされる。 One ends of the capacitors C1, C2, and C3 are connected to the external terminals T2, T4, and T7, respectively, and the other ends are connected in common and connected to one end of the variable capacitor VC. The other end of the variable capacitor VC is grounded via the resistor R2, and is connected to one end of the coil L3 and the external terminal T6. The other end of the coil L3 is connected to the external terminal T5. Further, the voltage Vt is applied to the variable capacitor VC via the resistor R1, and the capacitance value for oscillating the resonance circuit at a desired frequency can be adjusted.
VHF−L発振部50を使用する場合、VHF−L発振部50に含まれるMOSFET74をオン、VHF−H発振部52に含まれるMOSFET74をオフ、UHF発振部54に含まれるMOSFET84をオフにする。これによって、外部端子T1と外部端子T2とが接続され、コンデンサC1及び可変コンデンサVCの直列回路がコイルL1と並列に接続された共振回路がVHF−L発振部50に接続された状態となる。一方、コンデンサC2,C3及び可変コンデンサVCは、VHF−H発振部52及びUHF発振部54には接続されていない状態となる。この状態において、コンデンサC1の容量及びコイルL1のインダクタンスを予め必要な値に設定しておき、電圧Vtによって可変コンデンサVCの容量値を調整することによって、VHF−L発振部50から50MHz〜250MHzの周波数帯に含まれる発振周波数を有する発振信号SVHFLを出力させることができる。
When the VHF-
VHF−H発振部52を使用する場合、VHF−H発振部52に含まれるMOSFET74をオン、VHF−L発振部50に含まれるMOSFET74をオフ、UHF発振部54に含まれるMOSFET84をオフにする。これによって、外部端子T3と外部端子T4とが接続され、コンデンサC2及び可変コンデンサVCの直列回路がコイルL2と並列に接続された共振回路がVHF−H発振部52に接続された状態となる。一方、コンデンサC1,C3及び可変コンデンサVCは、VHF−L発振部50及びUHF発振部54には接続されていない状態となる。この状態において、コンデンサC2の容量及びコイルL2のインダクタンスを予め必要な値に設定しておき、電圧Vtによって可変コンデンサVCの容量値を調整することによって、VHF−H発振部52から200MHz〜550MHzの周波数帯に含まれる発振周波数を有する発振信号SVHFHを出力させることができる。
When the VHF-
UHF発振部54を使用する場合、UHF発振部54に含まれるMOSFET84をオン、VHF−L発振部50,VHF−L発振部52に含まれるMOSFET74をオフにする。これによって、外部端子T5と外部端子T7とが接続され、コンデンサC3及び可変コンデンサVCの直列回路がコイルL3と並列に接続された共振回路がUHF発振部54に接続された状態となる。一方、コンデンサC1,C2及び可変コンデンサVCは、VHF−L発振部50及びVHF−H発振部52には接続されていない状態となる。この状態において、コンデンサC3の容量及びコイルL3のインダクタンスを予め必要な値に設定しておき、電圧Vtによって可変コンデンサVCの容量値を調整することによって、UHF発振部54から400MHz〜950MHzの周波数帯に含まれる発振周波数を有する発振信号SUHFを出力させることができる。
When the
以上のように、必要に応じて可変コンデンサVCを接続して共振回路を構成するためのスイッチング素子(MOSFET74,84)をVHF−L発振部50、VHF−H発振部52、UHF発振部54にそれぞれ備えることによって,可変コンデンサを発振部の各々に1つずつ設けることなく互いに異なる複数の周波数帯域に属する発振信号を得ることができる。これによって、ミキサ・オシレータ装置200を構成する回路の部品点数を低減すると共に、回路の製造コストを抑制することができる。
As described above, the switching elements (
なお、本実施の形態では、VHF−L発振部50、VHF−H発振部52、UHF発振部54の3つの発振部を設けて、いずれか1つの発振部に切り替えて発振信号を得る構成としたがこれに限定されるものではない。例えば、VHF−L発振部50とVHF−H発振部52との組み合わせ、VHF−H発振部52とUHF発振部54との組み合わせ、VHF−L発振部50とUHF発振部54との組み合わせとして、2つの発振部のうちいずれか1つを選択する構成とすることもできる。また、さらに周波数帯域を細かく分割して3つ以上の発振部を設けていずれか1つを選択する構成とすることもできる。
In the present embodiment, there are provided three oscillating units including a VHF-
10 VHF−L発振部、12 VHF−H発振部、14 UHF発振部、16,18,20 ミキサ部、22 出力アンプ、24,26,28 共振回路、50 VHF−L発振部、52 VHF−H発振部、54 UHF発振部、56 高周波用アンプ、58 自動ゲイン調整回路、60 ミキサ部、62 バンドパス・フィルタ、64 中間周波数用アンプ、66 自動ゲイン調整回路、70 差動増幅回路、72 トランジスタ、74 MOSFET、76 電流源、78 電圧源、80 差動増幅回路、82,83,85 トランジスタ、86,87 電流源、88 電圧源、100,200 ミキサ・オシレータ装置。 10 VHF-L oscillation unit, 12 VHF-H oscillation unit, 14 UHF oscillation unit, 16, 18, 20 mixer unit, 22 output amplifier, 24, 26, 28 resonance circuit, 50 VHF-L oscillation unit, 52 VHF-H Oscillation unit, 54 UHF oscillation unit, 56 high frequency amplifier, 58 automatic gain adjustment circuit, 60 mixer unit, 62 bandpass filter, 64 intermediate frequency amplifier, 66 automatic gain adjustment circuit, 70 differential amplification circuit, 72 transistors, 74 MOSFET, 76 Current source, 78 Voltage source, 80 Differential amplifier circuit, 82, 83, 85 Transistor, 86, 87 Current source, 88 Voltage source, 100, 200 Mixer oscillator device.
Claims (4)
前記複数の発振回路の各々は、前記複数の発振回路の各々に接続可能な前記複数の発振回路に共通の可変コンデンサ、を接続するためのスイッチング素子を備えることを特徴とするミキサ・オシレータ装置。 A mixer / oscillator device including a plurality of oscillation circuits that are connected to a resonance circuit composed of a combination of a capacitor and an inductor and generate oscillation signals in mutually different frequency bands,
Each of the plurality of oscillation circuits includes a switching element for connecting a variable capacitor common to the plurality of oscillation circuits connectable to each of the plurality of oscillation circuits.
前記スイッチング素子が導通状態となった場合、前記共振回路に含まれるコイルと前記可変コンデンサとを並列に前記複数の発振回路のいずれか1つに接続可能なことを特徴とするミキサ・オシレータ装置。 The mixer / oscillator device according to claim 1,
A mixer / oscillator device characterized in that, when the switching element becomes conductive, a coil included in the resonance circuit and the variable capacitor can be connected in parallel to any one of the plurality of oscillation circuits.
前記複数の発振回路のうち少なくとも1つは差動増幅回路を含み、
前記差動増幅回路を含む発振回路のスイッチング素子が導通状態となった場合、前記可変コンデンサを含む共振回路が前記差動増幅回路の正帰還ループに接続されることを特徴とするミキサ・オシレータ装置。 The mixer / oscillator device according to claim 1 or 2,
At least one of the plurality of oscillation circuits includes a differential amplifier circuit;
A mixer / oscillator device wherein a resonance circuit including the variable capacitor is connected to a positive feedback loop of the differential amplifier circuit when a switching element of an oscillation circuit including the differential amplifier circuit is turned on. .
前記スイッチング素子はオン抵抗が10Ω以下の素子であることを特徴とするミキサ・オシレータ装置。 The mixer / oscillator device according to claim 1,
The mixer / oscillator device, wherein the switching element is an element having an on-resistance of 10Ω or less.
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