JP2008141655A - 可変同調回路及びテレビジョンチューナ - Google Patents

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Abstract

【課題】高域側での可変範囲を拡大できると共にインダクタのＬ値を確保して低域側での回路Ｑを大きくでき、利得低下、ノイズの増大、発振不安定化等の不具合を解消すること。
【解決手段】バラクタダイオード４１とコンデンサ４２とを直列接続した回路に第一のインダクタＬ４を並列接続して第一の並列共振回路を構成し、前記バラクタダイオード４１に第二のインダクタＬ４４を直流カットコンデンサ４３を介して並列接続して第二の並列共振回路を構成する。バラクタダイオード４１が最大容量時における前記第二の並列共振回路の共振周波数を、可変周波数範囲の最低周波数付近に設定することとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変容量ダイオードを使用したテレビジョンチューナの可変同調回路及びその可変同調回路を搭載したテレビジョンチューナに関する。
テレビジョンチューナは、受信周波数の選択又は妨害波の除去等の為に可変容量ダイオードを使用した可変同調回路を搭載している（例えば、特許文献１参照）。図３は特許文献１に開示されたテレビジョンチューナの機能ブロック図である。同図において、アンテナ１０１より入力したテレビ電波の受信信号は、同調回路１０２で周波数選択が行われ、高周波増幅回路１０３で増幅され、次の複同調回路１０４で受信周波数が選択され周波数混合回路１０５に入力される。周波数混合回路１０５では、受信周波数は局部発振回路１０６の局部発振信号と混合され、複同調回路１０４の受信周波数と局部発振回路１０６の局部発振信号の差の中間周波数に変換されて周波数混合回路１０５より出力される。この中間周波数の信号は、中間周波数増幅回路１０７で増幅して、チューナーの出力となる。
上記テレビジョンチューナでは、同調回路１０２、複同調回路１０４及び局部発振回路１０６の各部に可変同調回路が備えられている。図４に一般的な可変同調回路の構成図を示す。インダクタＬ１に対してバラクタダイオードＤ１が並列に接続され、バラクタダイオードＤ１のカソードにチューニング電圧Ｖｃが印加されるように構成されている。なお、同図ではバラクタダイオードＤ１のカソード側には直流カット用に大きな容量値のコンデンサＣが設けられている。バラクタダイオードＤ１に印加するチューニング電圧Ｖｃの大きさに応じてバラクタダイオードＤ１の容量を変化させることにより共振周波数を変化させて所望周波数を選択するように構成されている。
図５はバラクタダイオードの印加電圧に応じた容量変化を示す容量カーブ特性図である。同図に示す容量カーブを基に、バラクタダイオードＤ１に直列接続されるコンデンサＣと並列接続されるインダクタＬ１によって同調周波数を決定している。高域側の同調特性を確保する為には、インダクタＬ１／容量共に小さくする必要がある。そして、高域側の同調特性確保の為に小さい値に設定したインダクタＬ１／容量を固定値として、バラクタダイオードＤ１の容量変化で低域側の同調特性を確保することになる。
特開平１０−２４２８０５号公報
ところが、テレビジョンチューナには、実装基板の浮遊容量、各種半導体素子の内部容量、その他の容量が、バラクタダイオードＤ１に対して並列に存在するため、可変同調回路における高域側は可変範囲が抑圧される傾向にある。
一方、可変同調回路における低域側は、インダクタＬ１を小さいＬ値に設定しなければならないことから回路のＱ値が低下し、例えば同調回路１０２ではインピーダンスが低下してロス及びノイズが増大し、利得が低下する問題が生じる。また局部発振回路１０６では、回路のＱ値が低下することで発振が不安定になるといった問題が発生する。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高域側での可変範囲を拡大できると共にインダクタのＬ値を確保して低域側での回路Ｑを大きくでき、利得低下、ノイズの増大、発振不安定化等の不具合を解消する可変同調回路及びテレビジョンチューナを提供することを目的とする。
本発明の可変同調回路は、可変容量素子とコンデンサとを直列接続した回路に第一のインダクタを並列接続して第一の並列共振回路を構成し、前記可変容量素子に第二のインダクタを交流的に並列接続して第二の並列共振回路を構成したことを特徴とする。
この構成によれば、可変容量素子に第二のインダクタを交流的に並列接続して第二の並列共振回路を構成したので、可変容量素子の容量を変えることにより、同調回路のＬ性が低域側で大きくなり、高域側では小さくなるように等価的にＬ値を変化させることができ、高域側での可変範囲を拡大できると共にインダクタのＬ値を確保して低域側での回路Ｑを大きくでき、利得低下、ノイズの増大、発振不安定化等の不具合を解消することができる。
また本発明は、上記可変同調回路において、前記可変容量素子が最大容量時における前記第二の並列共振回路の共振周波数を、可変周波数範囲の最低周波数付近に設定することを特徴とする。
この構成により、同調回路のＬ性が低域側の最低周波数付近で最大となり、低域側の周波数選択時における同調回路を構成するインダクタは従来回路に比べて大きくなるので、可変容量素子の直列容量となるコンデンサを小容量化することとなり、低域側での回路Ｑを大きくすることができる。
また本発明は、上記可変同調回路において、前記可変容量素子が最小容量時における前記第二の並列共振回路の共振周波数を、可変周波数範囲の最高周波数よりも高域側に越えるように設定することを特徴とする。
この構成により、同調回路のＬ性が高域側の最高周波数付近で小さくなり、高域側の周波数選択時における同調回路を構成するインダクタは従来回路に比べて小さくなるので、可変容量素子に並列接続される第一のインダクタのＬ値を大きくすると共に可変容量素子の直列容量となるコンデンサを小容量化することとなり、高域側での可変範囲を拡大できる。
また本発明は、上記何れかの可変同調回路を、入力同調回路、段間同調回路、発振回路の少なくともいずれか一つに搭載したことを特徴とするテレビジョンチューナである。
本発明によれば、テレビジョンチューナの可変同調回路において、高域側での可変範囲を拡大できると共にインダクタのＬ値を確保して低域側での回路Ｑを大きくでき、利得低下、ノイズの増大、発振不安定化等の不具合を解消することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明の一実施の形態に係るテレビジョンチューナは、ＵＨＦ受信用の単一バンド型テレビジョンチューナであり、入力同調、ＲＦ複同調、局部発振の合計４つの同調回路を搭載している。
図１は本実施の形態に係るテレビジョンチューナの回路図であり、入力同調部から後段の回路構成を示している。図示されないアンテナの出力端に入力同調回路１０の入力端が接続され、入力同調回路１０の出力端が結合コンデンサ１１を介して高周波増幅回路１２の入力端に接続されている。高周波増幅回路１２の出力端は結合コンデンサ１３を介して複同調回路の一次側同調回路１４に接続されている。複同調回路の二次側同調回路１５の出力端は結合コンデンサ１６を介して周波数変換回路１７に接続されている。周波数変換回路１７には局部発振回路１８が接続され、局部発振回路１８には発振周波数を決める共振回路１９が接続されている。また、周波数変換回路１７の出力端はバンドパスフィルタ２１を介して中間周波増幅回路２２に接続されている。テレビジョンチューナを構成する各部の基本動作は、後述する同調動作を除いて、図３に示すテレビジョンチューナと同じである。
入力同調回路１０は、アンテナ出力端から高周波信号が導入される信号伝送路Ｍに対して、第一のインダクタＬ１が当該信号伝送路Ｍとグラウンドとの間に接続されている。第一のインダクタＬ１に対してバラクタダイオード３１が並列に接続されている。バラクタダイオード３１はアノードを信号伝送路Ｍに接続する一方、カソードを直流カットコンデンサ３２を介してグラウンドに接続している。本実施の形態は、バラクタダイオード３１に対して第二のインダクタＬ１１が交流的に並列接続されている。第二のインダクタＬ１１の一端をバラクタダイオード３１のアノードに接続し、他端をコンデンサ３３を介してバラクタダイオード３１のカソードに接続している。チューニング端子Ｔ１には、図示していない集積回路からチューニング電圧Ｔｕが印加される。バラクタダイオード３１のカソードは、抵抗Ｒ１を介してチューニング端子Ｔ１に接続されており、受信周波数に応じて電圧制御されるチューニング電圧Ｔｕが印加されるように構成されている。
複同調回路の一次側同調回路１４、二次側同調回路１５及び共振回路１９は、上記入力同調回路１０と同様に第一のインダクタとバラクタダイオードとで共振回路を構成し、さらにバラクタダイオードに第二のインダクタが交流的に並列接続された構成をしている。
すなわち、一次側同調回路１４は、一次側コイルとなる第一のインダクタＬ２とバラクタダイオード３４及び直流カットコンデンサ３５の直列回路とからなる並列共振回路を構成し、バラクタダイオード３４に対して第二のインダクタＬ２２がカソード側にコンデンサ３６を介して並列に接続されている。電源端子Ｔ２には外部から電源Ｂが供給されている。高周波増幅回路１２の出力端には、電源端子Ｔ２から抵抗Ｒ５及びチョークコイルＬ５を経由して電源Ｂが印加され、一次側同調回路１４の入力段となるバラクタダイオード３４のアノードとの間に結合コンデンサ１３が配置される。
また二次側同調回路１５は、二次側コイルとなる第一のインダクタＬ３とバラクタダイオード３７及び直流カットコンデンサ３８の直列回路とからなる並列共振回路で構成される。バラクタダイオード３７に対して第二のインダクタＬ３３がカソード側にコンデンサ３９を介して並列に接続されている。バラクタダイオード３７のカソードには抵抗Ｒ２を介してチューニング電圧Ｔｕが印加されるように構成されている。
局部発振回路１８の共振回路１９は、第一のインダクタＬ４とバラクタダイオード４１及び直流カットコンデンサ４２の直列回路とからなる並列共振回路で構成される。バラクタダイオード４１に対して第二のインダクタＬ４４がカソード側にコンデンサ４３を介して並列に接続されている。バラクタダイオード４１のカソードは抵抗Ｒ３を介してチューニング電圧Ｔｕが印加され、アノードは抵抗Ｒ４を介してグラウンドに接続されるように構成されている。なお、局部発振回路１８に対して第一のインダクタＬ４の一端が直流カットコンデンサ４４を介して接続され、他端は直流カットコンデンサ４５を介して接続されている。
なお、本実施の形態では、高周波増幅回路１２の入力端と周波数変換回路１７の入力端との間を信号線路ＭＭで接続し、信号線路ＭＭと一次側同調回路１４の第一のインダクタＬ２の一端との間をパターン等の容量２３を介して接続するように構成している。かかる回路構成によりイメージ成分を抑制するようにしている。
次に、上記可変同調回路（１０，１４，１５，１９）における第二のインダクタのＬ値及びバラクタダイオードに直列接続される直流カットコンデンサのＣ値の設定値に関する考え方を説明する。以下、共振回路１９の回路構成を例にして説明するが、他の同調回路（１０，１４，１５）でも同様の考え方で設計可能である。
本実施の形態では、図２に示すように本テレビジョンチューナの低域側の目標最低周波数を周波数ｆ１として、バラクタダイオード４１が最大容量のとき（低域側の目標最高周波数ｆ１を選択受信時のチューニング電圧）、第二のインダクタＬ４４とバラクタダイオード４１とによる共振周波数ｆ１１が低域側の目標最低周波数ｆ１となるように第二のインダクタＬ４４のＬ値を選択する。例えば、低域側の最低周波数でのバラクタダイオード４１の容量が１７ｐＦ（チューニング電圧Ｖｃ＝１．５Ｖ）であれば、低域側の最低周波数ｆ１を３６８ＭＨｚとすると、第二のインダクタンスＬ４４のＬ値は１１ｎＨに設定することになる。そして、バラクタダイオード４１が最大容量のとき第一及び第二のインダクタＬ４、Ｌ４４とバラクタダイオード４１及び直流カットコンデンサ４２とによる共振周波数ｆ１が共振周波数ｆ１１よりも僅かに小さくなるように第一のインダクタＬ４及び直流カットコンデンサ４２の値を選択する。これにより、低域側の最低周波数を選択受信する際に、第二のインダクタＬ４４とバラクタダイオード４１との並列共振によるＬ性はほぼ最大となる。
一方、図２に示すように本テレビジョンチューナの高域側の目標最高周波数を周波数ｆ２として、バラクタダイオード４１が最小容量のとき（高域側の目標最高周波数ｆ２を選択受信時のチューニング電圧）、上記の通り設定された第二のインダクタＬ４４とバラクタダイオード４１とによる共振周波数ｆ２２は高域側の目標最高周波数ｆ２を高域側に大きく超えることとなる。例えば、高域側の目標最高周波数ｆ２が８６０ＭＨｚである場合、第二のインダクタンスＬ４４を１１ｎＨに設定すると、１０７３ＭＨｚ付近に共振点が来ることになる。これにより、高域側の最高周波数を選択受信する際に、第二のインダクタＬ４４とバラクタダイオード４１との並列共振によるＬ性は極めて小さくなる。
このように、本実施の形態は、バラクタダイオード４１の容量を変えることにより、同調回路のＬ性が低域側で大きくなり、高域側では小さくなるように等価的にＬ値を変化させている。
また、高域側において第二のインダクタＬ４４とバラクタダイオード４１との並列共振によるＬ性は極めて小さくなり、この小さいインダクタが第一のインダクタＬ４に対して並列に接続されるので、第一及び第二のインダクタＬ４、Ｌ４４とバラクタダイオード４１及び直流カットコンデンサ４２とによる共振周波数を、本来の目標最高周波数ｆ２とするためには、第一のインダクタＬ４のＬ値を従来に比べて大きくする必要がある。
一方、低域側においては、第一及び第二のインダクタＬ４、Ｌ４４は上記の通り選択したことにより、同調回路を構成するインダクタが大きくなるので、バラクタダイオード４１の直列容量となる直流カットコンデンサ４２を小容量化して、低域側の同調周波数の設定を行う。このように本実施の形態は、直流カットコンデンサ４２を小容量化することにより、バラクタダイオード４１が最大容量のとき第一及び第二のインダクタＬ４、Ｌ４４とバラクタダイオード４１及び直流カットコンデンサ４２とによる共振周波数ｆ１が共振周波数ｆ１１よりも僅かに小さくなるように調整する。
以上のように本実施の形態によれば、バラクタダイオード４１が最大容量のとき、第二のインダクタＬ４４とバラクタダイオード４１とによる共振周波数ｆ１１が低域側の目標最低周波数ｆ１となるように第二のインダクタＬ４４のＬ値を選択するので、高域側において第二のインダクタＬ４４とバラクタダイオード４１との並列共振によるＬ性は極めて小さい値とすることができ、高域側での可変範囲を容易に拡大することができる。また、第一のインダクタＬ４に大きなＬ値を確保すると共に直流カットコンデンサ４２を小容量化するので、回路Ｑの低下を抑制できる。その結果、利得低下、ノイズの拡大又は局部発振回路１８，１９における不安定発振等の不具合を防止することができる。
また、入力同調回路１０、一次側同調回路１４、二次側同調回路１５においても、第二のインダクタＬ１１，Ｌ２２，Ｌ３３のＬ値を、バラクタダイオード３１，３４，３７との共振周波数が、低域側の目標最低周波数ｆ１付近となるように設定することにより、高域側での可変範囲の拡大を図れると共に低域側での回路Ｑを確保することができる。なお、第二のインダクタとバラクタダイオードとの共振周波数ｆ１１は、低域側の目標最低周波数ｆ１付近であれば、低域側のＬ性を大きくする効果を奏することができ、必ずしも共振周波数ｆ１１と低域側の目標最低周波数ｆ１とを一致又は近傍に設定する必要はない。
なお、本発明はＵＨＦ受信用の単一バンドチューナに限定されるものではなく、ＵＨＦ、ＶＨＦハイバンド、ＶＨＦローバンドを切替えるテレビジョンチューナにも同様に適用可能である。また、一次側及び二次側の段間同調回路で構成される複同調回路に代えて、１つの段間同調回路としても良い。
本発明は、可変容量ダイオードを使用したテレビジョンチューナに適用可能である。
本発明の一実施の形態に係るテレビジョンチューナの構成図 上記一実施の形態における動作原理を説明するための説明図 従来のテレビジョンチューナの全体構成図 従来の同調回路の構成図 バラクタダイオードの容量カーブを示す図
符号の説明
１０ 入力同調回路
１１，１３，１６ 結合コンデンサ
１２ 高周波増幅回路
１４ 複同調回路の一次側同調回路
１５ 複同調回路の二次側同調回路
１７ 周波数変換回路
１８ 局部発振回路
１９ 共振回路
２１ バンドパスフィルタ
２２ 中間周波増幅回路
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 第一のインダクタ
Ｌ１１，Ｌ２２，Ｌ３３，Ｌ４４ 第二のインダクタ
３１，３４，３７，４１ バラクタダイオード
３２，３５，３８，４２ 直流カットコンデンサ（直列容量）
３３，３６，３９，４３ 直流カットコンデンサ

Claims (4)

  1. 可変容量素子とコンデンサとを直列接続した回路に第一のインダクタを並列接続して第一の並列共振回路を構成し、前記可変容量素子に第二のインダクタを交流的に並列接続して第二の並列共振回路を構成したことを特徴とする可変同調回路。
  2. 前記可変容量素子が最大容量時における前記第二の並列共振回路の共振周波数を、可変周波数範囲の最低周波数付近に設定することを特徴とする請求項１記載の可変同調回路。
  3. 前記可変容量素子が最小容量時における前記第二の並列共振回路の共振周波数を、可変周波数範囲の最高周波数よりも高域側に越えるように設定することを特徴とする請求項２記載の可変同調回路。
  4. 請求項１から請求項３の何れかに記載の可変同調回路を、入力同調回路、段間同調回路、発振回路の少なくともいずれか一つに搭載したことを特徴とするテレビジョンチューナ。
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