JP2008294844A

JP2008294844A - テレビジョンチューナの複同調回路

Info

Publication number: JP2008294844A
Application number: JP2007139512A
Authority: JP
Inventors: Genshu To; 元珠竇
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2008-12-04
Also published as: CN101312339A

Abstract

【課題】高域受信時に同調回路の容量値とインダクタンス値の比率が変化して周波数選択性が悪化するのを防止すること。
【解決手段】一次側同調回路１０と二次側同調回路２０をＭ結合させるテレビジョンチューナの複同調回路において、一次側及び二次側同調回路１０，２０の各コイル１２，２２の所定位置とグラウンドとの間に調整用コンデンサ１３，２３をそれぞれ接続し、一次側及び二次側バラクタダイオード１１，２１の容量変化に対する当該各同調回路１０，２０の容量値とインダクタンス値の比率変化を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビジョン放送信号を受信するテレビジョンチューナの複同調回路に関する。

従来のテレビジョンチューナは、複同調回路の同調周波数を制御することにより受信バンドを選択できるように構成されている。テレビジョンチューナの複同調回路は、バラクタダイオードとインダクタンス素子とを並列接続した一次側及び二次側の同調回路をＭ結合可能に設置し、受信バンドに対応したチューニング電圧をバラクタダイオードに印加して同調周波数を制御している。

ところで、バラクタダイオードとインダクタンス素子とを組み合わせた同調回路は、バラクタダイオードの容量とインダクタンス素子のインダクタンス値との比率に応じて周波数選択特性が変化する。バラクタダイオードの容量が大きくてインダクタンス素子のインダクタンス値が小さい場合は周波数選択特性の良い急峻な特性が得られるが、逆にバラクタダイオードの容量が小さくて相対的にインダクタンス素子のインダクタンス値が大きい場合はブロードな特性となって周波数選択特性が悪くなる。このため、バラクタダイオードを用いて同調周波数を変化させる同調回路は、同調周波数が低いときはＱが高く、同調周波数が高くなるにしたがってＱが低くなる。この結果、図５に示すように、同調周波数が高くなると、同調回路を通過する信号の帯域が広くなり、不要な周波数の信号が妨害波として後段の回路に混入する可能性がある。

そこで、同調回路の選択特性が同調周波数によって変化することを抑えたテレビジョンチューナの複同調回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図６に特許文献１記載のテレビジョンチューナの構成図を示す。アンテナ１００と第一の同調回路１１０との間に最も高い周波数帯域の最高周波数と最高周波数のイメージ周波数との間にカットオフ周波数を設定した第一のローパスフィルタ１２０を接続し、二番目に高い周波数帯域の最高周波数以下のテレビジョン信号を出力する第二のローパスフィルタ１２１を第一のローパスフィルタ１２０と第二の同調回路１１１との間に接続し、最も低い周波数帯域のほぼ最高周波数以下のテレビジョン信号を出力する第三のローパスフィルタ１２２を第二のローパスフィルタ１２１と第三の同調回路１１２との間に接続した構成としている。

第一〜第三の同調回路１１０〜１１２は、バラクタダイオード１１０ａとインダクタンス素子１１０ｂとの並列共振回路で構成される一次側同調回路と、バラクタダイオード１１０ｃとインダクタンス素子１１０ｄとの並列共振回路で構成される二次側同調回路とが、Ｍ結合された複同調回路である。第一〜第三のローパスフィルタ１２０〜１２２は、インダクタンス素子１２０ａとコンデンサ１２０ｂとの直列共振回路で構成される。

第一〜第三の同調回路１１０〜１１２の一次側と各ローパスフィルタ１２０〜１２２とをバラクタダイオード１４１〜１４３で結合し、第一〜第三の同調回路１１０〜１１２の二次側とＩＣチューナ１３０とをバラクタダイオード１４４を介して接続している。

以上の構成において、各ローパスフィルタ１２０〜１２２のカットオフ周波数を各同調回路１１０〜１１２で同調可能な周波数の最も高い周波数より若干高い周波数としたので、各ローパスフィルタ１２０〜１２２が各周波数帯域を分割するスプリッターとして機能するとともに、各帯域内の少なくとも上側の一部のチャンネルのイメージトラップとして機能することができる。

また、各ローパスフィルタ１２０〜１２２と各同調回路１１０〜１１２とをバラクタダイオード１４１〜１４３で結合し、同調回路１１０〜１１２のバラクタダイオード１１０ａの容量の変化に合わせて、ローパスフィルタ１２０〜１２２のコンデンサ１２０ｂとバラクタダイオード１１０ａとの容量の比率を変化させるので、同調周波数が高くなったときの同調回路１１０〜１１２のＱの低下を防止し、ほぼ一定に抑えることができる。
特開２００２−２４６９３３号公報

しかしながら、上記従来のテレビジョンチューナは、同調回路１１０〜１１２の前段に各帯域内の少なくとも上側の一部のチャンネルのイメージトラップとして機能するローパスフィルタ１２０〜１２２を備えるので、部品点数が増大すると共に回路規模が大きくなりコストアップとなる問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高域受信時の周波数選択性が悪化するのを防止でき、上側チャンネルのイメージトラップとして機能するローパスフィルタを排除できて部品点数を削減することができるテレビジョンチューナの複同調回路を提供することを目的とする。

本発明のテレビジョンチューナの複同調回路は、一次側同調回路及び二次側同調回路のそれぞれがインダクタンス素子と第一の可変容量素子との並列接続で構成され、当該一次側同調回路と二次側同調回路とをＭ結合させるテレビジョンチューナの複同調回路において、一次側及び二次側同調回路の各インダクタンス素子の所定位置とグラウンドとの間に、前記第一の可変容量素子の容量変化に対応して前記各同調回路のインダクタンス値を調整する調整用コンデンサをそれぞれ接続したことを特徴とする。

この構成によれば、テレビジョン放送信号の低域側受信時は調整用コンデンサが高いインピーダンスとなり調整用コンデンサからグラウンドに流れようとする信号を阻止できるので従来通りの周波数選択性を実現できる。一方、テレビジョン放送信号の高域側受信時は第一の可変容量素子の容量が小さくなるが、調整用コンデンサのインピーダンスが小さくなるのでインダクタンス素子の途中から調整用コンデンサ経由で信号がグラウンドに流れる。このため、インダクタンス素子本来のインダクタンス値も小さくなり、同調回路における容量値とインダクタンス値の比率変化が抑制されると共に、一次側と二次側のＭ結合も弱くなるので、低域受信時と同様の周波数選択性を実現できる。

また本発明は、一次側同調回路及び二次側同調回路のそれぞれがインダクタンス素子と第一の可変容量素子との並列接続で構成され、当該一次側同調回路と二次側同調回路とをＭ結合させるテレビジョンチューナの複同調回路において、一次側又は二次側同調回路のインダクタンス素子の所定位置とグラウンドとの間に、当該同調回路の第一の可変容量素子の容量変化に対応して当該同調回路のインダクタンス値を調整する調整用コンデンサを接続したことを特徴とする。

この構成により、一次側又は二次側同調回路のいずれか一方において、低域受信時と高域受信時との間の容量値とインダクタンス値との比率変化が抑制される共に、高域受信時のＭ結合が弱められ、高域受信時の周波数選択性の改善を図ることができる。

上記テレビジョンチューナの複同調回路において、前記調整用のコンデンサは、テレビジョン放送信号の低域側周波数に対しては高インピーダンスとなる一方、高域側周波数に対しては低インピーダンスとなり前記インダクタンス素子の所定位置からグラウンドに信号を流すものである。
また本発明は、上記テレビジョンチューナの複同調回路において、前記インダクタンス値調整用コンデンサを第二の可変容量素子で構成したことを特徴とする。

この構成により、インダクタンス値調整用コンデンサを可変容量素子で構成したので、第二の可変容量素子の容量値を制御して低域から高域にかけて連続的に変化させることができ、受信周波数に応じた容量値に設定でき、常に最適な周波数選択性を実現できる。

上記テレビジョンチューナの複同調回路は、テレビジョン放送信号の受信周波数に対応して前記第一の可変容量素子の容量値を増減させる一方、前記第二の可変容量素子の容量値を前記第一の可変容量素子の容量値増減方向とは逆方向に増減させることが望ましい。

本発明によれば、高域受信時の周波数選択性が悪化するのを防止でき、上側チャンネルのイメージトラップとして機能するローパスフィルタを排除できて部品点数を削減することができる。

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。
図１は本発明の一実施の形態に係るテレビジョンチューナの複同調回路の構成図である。一次側同調回路１０は、第一の可変容量素子として機能する一次側バラクタダイオード１１と、インダクタンス素子としての一次側コイル１２と、低域受信時と高域受信時とで当該同調回路の容量とインダクタンス値の比率変化を抑制するための一次側コンデンサ１３とを備える。一次側バラクタダイオード１１のカソードと一次側コイル１２の一端部とが接続され、一次側バラクタダイオード１１のアノード及び一次側コイル１２の他端部がそれぞれグラウンドに接続されてＬＣ並列共振回路が構成されている。本実施の形態では、一次側コンデンサ１３の一方の端子は一次側コイル１２の所定位置に接続され、一次側コンデンサ１３の他方の端子はグラウンドに接続されている。本発明では一次側コイル１２に対する一次側コンデンサ１３の接続位置は適宜最適な位置に決定されるべきであるが、以降の説明では中間点として説明する。また、当該複同調回路の入力端子Ｖｉｎに対してカップリング用の抵抗１４及びコンデンサ１５を直列に介して一次側バラクタダイオード１１のカソード及び一次側コイル１２の一端部が接続されている。

一方、二次側同調回路２０は、第一の可変容量素子として機能する二次側バラクタダイオード２１と、一次側コイル１２とＭ結合するインダクタンス素子としての二次側コイル２２と、低域受信時と高域受信時とで当該同調回路の容量とインダクタンス値の比率変化を抑制するための二次側コンデンサ２３とを備える。二次側バラクタダイオード２１のカソードと二次側コイル２２の一端部とが接続され、二次側バラクタダイオード２１のアノード及び二次側コイル２２の他端部がそれぞれグラウンドに接続されてＬＣ並列共振回路が構成されている。二次側コンデンサ２３の一方の端子は二次側コイル２２の所定位置（中間点）に接続され、二次側コンデンサ２３の他方の端子はグラウンドに接続されている。また、当該複同調回路の出力端子Ｖｏｕｔに対してカップリング用のコンデンサ２４及び抵抗２５が直列に介して二次側バラクタダイオード２１のカソード及び二次側コイル２２の一端部が接続されている。

また、テレビジョン放送信号の受信周波数を制御するチューニング信号となる制御信号Ｖ_Ｔ１が抵抗１６を介して一次側バラクタダイオード１１のカソードに印加されると共に、抵抗２６を介して二次側バラクタダイオード２１のカソードに印加されるように構成されている。

一次側コンデンサ１３及び二次側コンデンサ２３は、テレビジョン放送信号の低域側の受信周波数では高いインピーダンスを示す一方、テレビジョン放送信号の高域側の受信周波数では低インピーダンスとなるインピーダンス特性を示す。したがって、一次側及び二次側コイル１２、２２に一次側コンデンサ１３及び二次側コンデンサ２３を接続した場合、テレビジョン放送信号の低域側の受信周波数域に対しては当該周波数信号を阻止する高インピーダンスであるので当該コンデンサは同調回路の周波数選択性に影響をほとんど与えないが、テレビジョン放送信号の高域側の受信周波数域に対しては当該周波数信号を通過させる低インピーダンスであるので当該コンデンサ１３、２３からグラウンドに信号が流れ、その結果、同調回路のＬ成分が小さくなる。すなわち、一次側及び二次側バラクタダイオード１１，２１の容量が小さくなったのに対応して一次側及び二次側同調回路１０，２０のＬ成分も小さくなり、一次側及び二次側同調回路１０，２０における容量値とインダクタンス値との比率は低域受信時の比率と大きく変わらなくなる。

なお、複同調回路の入力端子Ｖｉｎには高周波受信信号を出力するアンテナ装置側が接続され、出力端子Ｖｏｕｔには高周波増幅器及び周波数変換回路等を有するチューナＩＣが接続される。

次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
テレビジョン放送信号を受波したアンテナ側から入力端子Ｖｉｎにテレビジョン放送信号の受信信号が印加される。受信バンドに応じた制御信号Ｖ_Ｔ１が抵抗１６、２６を介して一次側及び二次側バラクタダイオード１１，２１のカソードに印加される。バラクタダイオード１１，２１は印加電圧に応じて容量が制御され、バラクタダイオード１１，２１の容量に応じて同調周波数が決まる。

テレビジョン放送信号の低域側を受信する場合は、バラクタダイオード１１，２１を大きな容量に設定する制御信号Ｖ_Ｔ１が印加される。テレビジョン放送信号の低域側受信周波数に対して一次側及び二次側コンデンサ１３、２３は高インピーダンスであるので、コンデンサ１３、２３による影響は無視することができ、当該複同調回路の一次側同調回路１０の周波数選択性はバラクタダイオード１１の容量とコイル１２全体のインダクタンス値との比率で決まる。図２に示すように、同調周波数を低域側受信周波数ｆ_Ｌに設定した場合は従来と同様に通過帯域幅が狭くて周波数選択性の高い良好な特性を実現できる。

一方、テレビジョン放送信号の高域側を受信する場合は、制御信号Ｖ_Ｔ１の電圧を高くしてバラクタダイオード１１，２１の容量を小さくする方向に制御する。テレビジョン放送信号の高域側受信周波数に対して一次側及び二次側コンデンサ１３、２３は低インピーダンスであるので、一次側及び二次側コイル１２、２２に導入された高周波信号は一次側及び二次側コイル１２、２２の中間点から一次側及び二次側コンデンサ１３、２３を経由してグラウンドに流れる。この結果、制御信号Ｖ_Ｔ１による印過電圧によりバラクタダイオード１１、２１の容量が小さくなっても、一次側及び二次側同調回路１０、２０におけるインダクタンス値も小さくなるので、同調回路における容量とインダクタンス値との比率は低域側受信時の比率と大きく変わらなくなる。したがって、上記低域側受信周波数ｆ_Ｌの時とほぼ同じ比率を維持することとなり、図２に示すように高域側受信周波数ｆ_Ｈにおける周波数選択性の悪化を防止することができる。

また、一次側同調回路１０と二次側同調回路２０との間のＭ結合は、低域側受信周波数ｆ_Ｌの時に比べて、高域側受信周波数ｆ_Ｈの時のＭ結合の方が弱くなる。複同調回路はＭ結合が強くなる程、周波数選択性が劣化するが、本実施の形態では高域側受信周波数ｆ_Ｈを選択した場合にはＭ結合が弱くなるので、周波数選択性を改善する方向に作用する。したがって、同調回路における容量とインダクタンス値との比率の変化を抑制するだけでなく、Ｍ結合を弱くすることでも高域側受信時における周波数選択性の改善を図ることができる。

このように本実施の形態によれば、一次側コイル１２及び二次側コイル２２の各所定位置を、一次側コンデンサ１３及び二次側コンデンサ２３を介してグラウンドに接続したので、低域側受信周波数ｆ_Ｌの選択時と高域側受信周波数ｆ_Ｈの選択時とでバラクタダイオード１１、２１の容量を大きく変化させたとしても、同調回路における容量とインダクタンス値との比率をほぼ一定に維持することができ、高域側受信周波数ｆ_Ｈ選択時の周波数選択性の悪化を防止することができる。

以上の説明では、調整用コンデンサとして容量値が固定の一次側コンデンサ１３及び二次側コンデンサ２３を用いたが、可変容量素子を用いて一次側バラクタダイオード１１及び二次側バラクタダイオード２１の容量値の増減方向と逆方向に増減させるようにしても良い。

図３は調整用コンデンサに可変容量素子を用いた複同調回路の構成図である。前述した図１に示す複同調回路と異なる部分は調整用コンデンサに可変容量素子を用いた点であり、その他の部分は同一であるので同一符号を付している。

一次側同調回路１０には、第二の可変容量素子としてバラクタダイオード１７を一次側コイル１２の所定位置（本例では中間点）とグラウンドとの間に接続している。同様に、二次側同調回路２０には、第二の可変容量素子としてバラクタダイオード２７を二次側コイル２２の所定位置（本例では中間点）とグラウンドとの間に接続している。バラクタダイオード１７、２７のカソードには容量制御用の制御電圧Ｖ_Ｔ２が印加されるように構成している。バラクタダイオード１７、２７の制御電圧Ｖ_Ｔ２は、一次側バラクタダイオード１１及び二次側バラクタダイオード２１の容量値の増減方向と逆方向にバラクタダイオード１７、２７の容量値が増減するように制御される。

次に、以上のように構成された複同調回路の動作について説明する。
図４（ａ）に示すように、テレビジョン放送信号の受信周波数に対応して電圧制御された制御信号Ｖ_Ｔ１が一次側バラクタダイオード１１及び二次側バラクタダイオード２１のカソードに印加され、制御信号Ｖ_Ｔ１による印加電圧に応じて一次側バラクタダイオード１１及び二次側バラクタダイオード２１の容量値Ｃ１が変化する。上述した実施の形態では、高域側受信周波数に対してコンデンサ１３，２３のインピーダンスが非常に小さくなることでインダクタンス値の調整作用が働いた。しかし、低域側受信周波数に対してはコンデンサ１３，２３が高インピーダンスであったとしても、当該コンデンサ１３，２３からグラウンドに流れる信号が存在する。また、高域側受信周波数に対してコンデンサ１３，２３が非常に小さいインピーダンスであったとしても、信号の一部が一次側コイル１２を経由してグラウンドに流れる可能性がある。

本実施の形態では、図４（ｂ）に示すように一次側バラクタダイオード１１及び二次側バラクタダイオード２１の容量値Ｃ１の増減方向とは逆方向の増減方向となるように制御電圧Ｖ_Ｔ２を制御している。このため、テレビジョン放送信号の低域側受信周波数を選択したときには、バラクタダイオード１７、２７の容量を極めて小さくすることで、インピーダンスをさらに高くしてコンデンサ１３，２３からグラウンドに流れる信号を阻止してインダクタンス値の低下を抑制し、コンデンサを挿入したことによる周波数選択性の悪化を防止する。また、高域側受信周波数を選択したときには、バラクタダイオード１７、２７の容量を大きくすることで、インピーダンスを十分に小さくして、一次側及び二次側コイル１２、２２を経由してグラウンドに流れる信号を減少させて、インダクタンス値を所望レベルまで確実に下げて、コンデンサを挿入したことによる周波数選択性の悪化を防止する。

このように、一次側コイル１２及び二次側コイル２２の所定位置とグラウンドとの間に接続されるコンデンサに可変容量素子を用いて、一次側バラクタダイオード１１及び二次側バラクタダイオード２１の容量値の増減方向と逆方向に容量変化させるようにしたので、低域から高域の広範囲に亘って連続的に優れた周波数選択性を実現することができる。

なお、以上の説明では複同調回路の一次側同調回路１０及び二次側同調回路２０の双方にインダクタンス値を調整するコンデンサ１３，２３，１７，２７を設けているが、どちらか一方のみに設けた場合であっても同種の作用効果を期待できる。

本発明は、可変容量素子の容量を制御して同調周波数を可変させるテレビジョンチューナの複同調回路に適用可能である。

本発明の一実施の形態に係るテレビジョンチューナの複同調回路の構成図上記一実施の形態における低域選択時及び高域選択時の周波数選択特性を示す図上記一実施の形態の周波数選択性調整用のコンデンサに可変容量素子を用いた変形例の構成図（ａ）一次側及び二次側バラクタダイオードの印加電圧と容量値との関係を示す図、（ｂ）周波数選択性調整用のバラクタダイオードの印加電圧と容量値との関係を示す図低域選択時及び高域選択時の周波数選択特性を示す図従来の複同調回路を備えたテレビジョンチューナの構成図

符号の説明

１０…一次側同調回路
１１…一次側バラクタダイオード
１２…一次側コイル
１３…一次側コンデンサ
１４…抵抗（一次側）
１５…カップリングコンデンサ（一次側）
１７…周波数選択性調整用のバラクタダイオード（一次側）
２０…二次側同調回路
２１…二次側バラクタダイオード
２２…二次側コイル
２３…二次側コンデンサ
２４…カップリングコンデンサ（二次側）
２５…抵抗（二次側）
２７…周波数選択性調整用のバラクタダイオード（二次側）

Claims

一次側同調回路及び二次側同調回路のそれぞれがインダクタンス素子と第一の可変容量素子との並列接続で構成され、当該一次側同調回路と二次側同調回路とをＭ結合させるテレビジョンチューナの複同調回路において、
一次側及び二次側同調回路の各インダクタンス素子の所定位置とグラウンドとの間に、前記第一の可変容量素子の容量変化に対応して前記各同調回路のインダクタンス値を調整する調整用コンデンサをそれぞれ接続したことを特徴とするテレビジョンチューナの複同調回路。
一次側同調回路及び二次側同調回路のそれぞれがインダクタンス素子と第一の可変容量素子との並列接続で構成され、当該一次側同調回路と二次側同調回路とをＭ結合させるテレビジョンチューナの複同調回路において、
一次側又は二次側同調回路のインダクタンス素子の所定位置とグラウンドとの間に、当該同調回路の第一の可変容量素子の容量変化に対応して当該同調回路のインダクタンス値を調整する調整用コンデンサを接続したことを特徴とするテレビジョンチューナの複同調回路。
前記調整用のコンデンサは、テレビジョン放送信号の低域側周波数に対しては高インピーダンスとなる一方、高域側周波数に対しては低インピーダンスとなり前記インダクタンス素子の所定位置からグラウンドに信号を流すことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のテレビジョンチューナの複同調回路。
前記調整用のコンデンサを第二の可変容量素子で構成したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のテレビジョンチューナの複同調回路。
テレビジョン放送信号の受信周波数に対応して前記第一の可変容量素子の容量値を増減させる一方、前記第二の可変容量素子の容量値を前記第一の可変容量素子の容量値増減方向とは逆方向に増減させることを特徴とする請求項４記載のテレビジョンチューナの複同調回路。