JP2010136136A

JP2010136136A - 高周波回路

Info

Publication number: JP2010136136A
Application number: JP2008310525A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yamamoto; 正喜山本
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】簡単な構成でバッファ回路の増幅素子に安定した直流電源を供給でき、動作の安定化を図ること。
【解決手段】この高周波回路は、高周波信号と共に安定化した直流電圧を出力する発振回路１０と、発振回路１０から出力される発振信号を後段回路へ出力するためのバッファ用トランジスタ２１を有するバッファ回路２０と、発振回路１２の出力端１０ａとバッファ用トランジスタ２１の入力端との間に接続され前記発振信号を前記バッファ用トランジスタ２１のベースへ伝えるバイパスコンデンサ２３と、バイパスコンデンサ２３に対して並列に接続され安定化電圧をバッファ用トランジスタ２１のベースに印加するためのバイアス抵抗２４とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、水晶発振回路のように出力インピーダンスの高い高周波回路の後段にバッファ回路を接続して出力インピーダンスを低くしてから後段回路へ接続する高周波回路に関する。

従来、エミッタフォロア回路を、出力インピーダンスの高い回路の後段に接続し、出力インピーダンスを低くして信号レベルを減衰せずに後段回路に接続する高周波回路が知られている。たとえば、水晶発振回路の後段にエミッタフォロア回路からなるバッファ回路を接続した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図４は水晶発振回路の後段にエミッタフォロア回路からなるバッファ回路を備えた回路構成図である。発振回路１０の第１の端子１１が水晶発振素子１２の一方の端子に接続され、第２の端子１３が水晶発振素子１２の他方の端子に接続されている。水晶発振素子１２の各端子には周波数補正用のコンデンサ１４、１５が接続されている。発振回路１０の第１の端子１１はバッファ回路１６に接続されている。バッファ回路１６は、トランジスタ１８のエミッタフォロア回路で構成されている。バッファ回路１６では、発振回路１０の発振信号を出力する第１の端子が結合用コンデンサ１７を介してトランジスタ１８のベースに接続されている。トランジスタ１８のコレクタは高周波的に接地されている。直流電圧（＋Ｂ）はトランジスタ１８のコレクタに印加され、さらにブリーダ回路を構成する抵抗１９、２０によりブリーダ電圧に変換されてトランジスタ１８のベースに印加されている。トランジスタ１８のエミッタは抵抗２１で接地されると共に、バッファ回路１６の出力端子として後段回路に接続されている。
特開平９−８５４９号公報

しかしながら、上記バッファ回路は、直流電圧（＋Ｂ）がブリーダ回路を経由してトランジスタ１８のベースに印加される構成であるので、直流電圧（＋Ｂ）の変動によってベース電圧が変動し、エミッタに流れるバイアス電流がばらつく結果、バッファ増幅器として動作が不安定になるといった問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でバッファ回路の増幅素子に安定した直流電源を供給でき、動作の安定化を図ることのできる高周波回路を提供することを目的とする。

本発明の高周波回路は、高周波信号と共に安定化した直流電圧を出力する高周波信号発生回路と、前記高周波信号発生回路から出力される高周波信号を後段回路へ出力するためのバッファ増幅素子と、前記高周波発生回路の出力端と前記バッファ増幅素子の入力端との間に接続され前記高周波信号を前記バッファ増幅素子の入力端へ伝える容量と、前記容量に対して並列に接続され前記安定化した直流電圧を前記バッファ増幅素子の入力端に印加するためのバイアス素子とを具備したことを特徴とする。

この構成によれば、高周波発生回路の出力端と前記バッファ増幅素子の入力端との間に接続された容量に対して並列に接続されたバイアス素子を備えたので、高周波信号と共に安定化した直流電圧を出力する高周波信号発生回路であれば、バイアス素子を介してバッファ増幅素子の入力端に安定したバイアス電圧を印加することができ、簡単な構成でバッファ回路の増幅素子に安定した直流電源を供給でき、動作の安定化を図ることができる。

上記高周波回路において、前記高周波信号発生回路の出力端に、水晶発振子が接続されている構成とすることができる。また、前記バッファ増幅素子は、トランジスタで構成され、当該トランジスタのベースに対して前記高周波信号及び前記安定化した直流電圧を印加する構成とすることができる。これにより、トランジスタで構成されたバファ回路に安定した直流電圧を供給することができる。

また本発明は、上記高周波回路において、前記バイアス素子はインダクタで構成され、前記高周波発生回路の出力端と前記バッファ増幅素子の入力端との間に、前記インダクタを用いてローパスフィルタを形成し、前記ローパスフィルタにて前記高周波信号発生回路側から前記バッファ増幅素子側へ流入する高調波信号を阻止することを特徴とする。

この構成によれば、高周波発生回路の出力端とバッファ増幅素子の入力端との間に接続されたインダクタを用いてローパスフィルタを形成し、前記ローパスフィルタにて前記高周波信号発生回路側から前記バッファ増幅素子側へ流入する高調波信号を阻止するので、高調波がバッファ増幅素子に入力する不具合を防止することができる。

本発明によれば、簡単な構成でバッファ回路の増幅素子に安定した直流電源を供給でき、動作の安定化を図ることができる。

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は本発明の実施の形態に係る高周波回路の構成図である。高周波発生回路である発振回路１０の出力段に、エミッタフォロア回路からなるバッファ回路２０が接続されている。バッファ回路２０は、バッファ用増幅素子としてのバッファ用トランジス２１を備える。バッファ用トランジスタ２１は、高周波的に接地されたコレクタに直流電圧（＋Ｂ）が印加され、エミッタが抵抗２２を介して接地される。バッファ用トランジス２１のエミッタから出力信号が取り出され、取り出された発振信号が後段回路へ出力される。バッファ用トランジスタ２１のベースには、直流電圧（＋Ｂ）のブリーダ電圧を印加するのではなく、発振回路１０からそのＩＣ内部で安定化された直流電圧（以下、「安定化電圧」という）が印加されるように構成されている。このため、バッファ用トランジスタ２１のベースには、発振回路１０の出力端子１０ａがコンデンサ２３を介して高周波的に接続されると共に、コンデンサ２３に並列接続されたバイアス素子としてのバイアス抵抗２４を介して直流的に接続されている。

発振回路１０は、水晶発振素子１２に励振用の直流電圧を印加し、水晶発振素子１２の発生する微弱な信号を増幅して発振信号を生成している。このため、発振回路１０の一方の端子１０ａ（例えば、正側）が水晶発振素子１２の一方の端子に接続され、他方の端子１０ｂ（例えば、負側）が水晶発振素子１２の他方の端子に接続されている。発振回路１０は、発振回路内部又は外部のＩＣ回路で安定化された直流電圧である安定化電圧を、水晶発振素子１２に印加する直流電圧として端子１０ａ，１０ｂに出力するように構成されている。本発明は、発振回路１０の端子１０ａ，１０ｂに出力される安定した直流電圧をバッファ回路２０へ供給してバッファ用トランジスタ２１のベースにバイアス電圧として利用している。

以上のように構成された本実施の形態では、発振回路１０の端子１０ａ、１０ｂ間に現れる安定化電圧が水晶発振素子１２の両端間に印加され、水晶発振素子１２で所定周波数の信号が生成される。水晶発振素子１２で発生した所定周波数の信号は発振回路１０に端子１０ａ、１０ｂから取り込まれ、発振回路１０の内部回路で増幅して発振信号として端子１０ａから出力される。発振回路１０から出力された発振信号はコンデンサ２３を介してバッファ用トランジスタ２１のベースに供給される。

一方、発振回路１０の内部回路から端子１０ａに印加されている安定化電圧がバイアス抵抗２４を介してバッファ用トランジスタ２１のベースに印加される。これにより、バッファ用トランジスタ２１のコレクタ−エミッタ間にはベース電圧（安定化電圧＋発振信号）に対応した信号が流れ、高周波成分となる発振信号がバッファ用トランジスタ２１のエミッタから取り出されて後段回路へ出力される。

このように、バッファ用トランジスタ２１のベースに対して、発振回路１０において生成される安定化電圧を印加する構成としたので、簡単な構成でバッファ用トランジスタ２１のエミッタに流れるバイアス電流のばらつきを抑制でき、バッファ増幅器として動作の安定化させることができる。

次に、バッファ回路３０の入力段にフィルタ回路を構成した変形例を説明する。
図２は変形例に係る高周波回路の構成図である。図１に示す高周波回路と同一部分には同一符号を付している。本変形例では、バイパスコンデンサ２３に対してバイアス素子としてインダクタ３１を並列に接続し、バイパスコンデンサ２３とインダクタ３１とのバッファ用トランジスタ２１側の接続点とグラウンドとの間にコンデンサ３２を接続している。インダクタ３１とコンデンサ３２とでＬ／Ｃローパスフィルタを構成している。Ｌ／Ｃローパスフィルタは高周波が急激に減衰するシャープな特性を有しているが、本例では発振回路１０で生成する発振信号の高調波を効果的にカットできるようにカットオフ周波数を設定している。

以上のように構成された高周波回路では、発振回路１０の内部回路から端子１０ａに印加されている安定化電圧がインダクタ３１を介してバッファ用トランジスタ２１のベースに印加される。これにより、バッファ用トランジスタ２１のコレクタ−エミッタ間にはベース電圧（安定化電圧＋発振信号）に対応した信号が流れ、バッファ用トランジスタ２１のエミッタに流れるバイアス電流のばらつきを抑制でき、バッファ増幅器として動作の安定化を図ることができる。

しかも、発振回路１０で発生した高調波は、インダクタ３１とコンデンサ３２とで構成されたＬ／Ｃローパスフィルタでカットされるので、バッファ用トランジスタ２１のベースに高調波が印加される不具合を防止することができる。

図３は、上記実施の形態の高周波回路が適用されるテレビジョンチューナの回路図である。このテレビジョンチューナは、アンテナ４１での受信信号をアンテナ同調回路４２で選択してからＲＦ増幅回路４３で増幅し、ＲＦ同調回路４４に入力して希望波を選択する。ＲＦ同調回路４４の出力するＲＦ信号を混合回路４５に入力し、ここで希望チャンネルのＩＦ信号に周波数変換する。希望チャンネルのＩＦ信号をＩＦ同調回路４６に入力して選択してから、ＩＦ増幅回路４７で増幅する。ＩＦ増幅回路４７の出力信号をアナログ受信用のＳＡＷフィルタ４８を介してアナログ復調回路４９に入力し、基準信号を用いてビデオ信号と音声信号とに復調する。また、ＩＦ増幅回路４７の出力信号はデジタル受信用のＳＡＷフィルタ５０およびゲインコントロールアンプ５１を介してデジタル復調回路５２に入力して復調する。

一方、水晶発振素子を用いた発振回路５３で発振信号を生成しており、バッファ回路５４を介して発振信号をアナログ復調回路４９へ供給している。発振回路５３は上記した実施の形態で用いられた発振回路１０（水晶発振素子１２を含む）で構成し、バッファ回路５４はバイアス素子を備えたバッファ回路２０又は３０で構成する。アナログ復調回路４９がバッファ回路２０又は３０の後段回路になる。したがって、バッファ回路５４は発振回路５３から発振信号と同一ラインを介して供給される安定化電圧がバイアス素子を介してバッファ用トランジスタのベースバイアス用電圧として印加される。

なお、発振回路５３は集積回路５５に対しても発振信号を供給している。集積回路５５は、外部から受信チャンネルに応じた発振周波数にする分周比が指示されると共に、電源電圧（３０Ｖ）がＬＰＦ回路５６を介して印加される。そして、発振回路５３から供給された発振信号が前記分周比で分周され、ＰＬＬ出力となる発振信号の周波数が目標周波数との位相差がなくなるように制御される。アンテナ同調回路４２及びＲＦ同調回路４４には、チューニング電圧回路５７から受信チャンネルに応じたチューニング電圧が可変容量素子に印加され、混合回路４５にはＵＨＦ／ＶＨＦ選択回路５８から局部発振信号が供給される。

以上の説明では、本発明の高周波回路が適用される高周波機器としてテレビジョンチューナを例にしたが、テレビジョンチューナ以外の高周波機器にも適用可能である。

本発明は、出力インピーダンスの高い高周波回路の後段にバッファ回路を接続して出力インピーダンスを低くしてから後段回路へ接続する高周波回路に適用可能である。

本発明の実施の形態に係る高周波回路の構成図である。変形例に係る高周波回路の構成図である。上記実施の形態の高周波回路が適用されるテレビジョンチューナの回路図である。従来の高周波回路の構成図である。

符号の説明

１０…発振回路
１０ａ，１０ｂ…端子
１２…水晶発振素子
１４，１５…補正用コンデンサ
１７…結合コンデンサ
２０、３０…バッファ回路
２１…バッファ用トランジスタ
２２…抵抗
２３…バイパスコンデンサ
２４…抵抗
３１…インダクタ

Claims

高周波信号と共に安定化した直流電圧を出力する高周波信号発生回路と、前記高周波信号発生回路から出力される高周波信号を後段回路へ出力するためのバッファ増幅素子と、前記高周波発生回路の出力端と前記バッファ増幅素子の入力端との間に接続され前記高周波信号を前記バッファ増幅素子の入力端へ伝える容量と、前記容量に対して並列に接続され前記安定化した直流電圧を前記バッファ増幅素子の入力端に印加するためのバイアス素子とを、具備したことを特徴とする高周波回路。
前記高周波信号発生回路の出力端に、水晶発振子が接続されていることを特徴とする請求項１記載の高周波回路。
前記バッファ増幅素子は、トランジスタで構成され、当該トランジスタのベースに対して前記高周波信号及び前記安定化した直流電圧を印加することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波回路。
前記バイアス素子はインダクタで構成され、前記高周波発生回路の出力端と前記バッファ増幅素子の入力端との間に、前記インダクタを用いてローパスフィルタを形成し、前記ローパスフィルタにて前記高周波信号発生回路側から前記バッファ増幅素子側へ流入する高調波信号を阻止することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の高周波回路。