JP2521536B2 - 電子同調回路 - Google Patents

電子同調回路

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JP2521536B2 JP1174380A JP17438089A JP2521536B2 JP 2521536 B2 JP2521536 B2 JP 2521536B2 JP 1174380 A JP1174380 A JP 1174380A JP 17438089 A JP17438089 A JP 17438089A JP 2521536 B2 JP2521536 B2 JP 2521536B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無線受信機等に用いる電子同調回路に関す
る。
〔従来技術及び課題〕
従来の電子同調回路の原理構成を第8図に符号50で示
す。
同回路50は入力側信号ライン51と接地間に接続した同
調コイルLsを備え、同調コイルLsにはカップリングコン
デンサCcを介して可変容量ダイオードDvを並列接続し、
共振回路を構成する。また、可変容量ダイオードDvは出
力側信号ライン53に接続するとともに、抵抗Rtを介して
可変直流電圧源54に接続する。
よって、可変容量ダイオードDvに付与される可変直流
電圧源54からのチューニング電圧を可変すれば、可変容
量ダイオードDvにおける静電容量の大きさが変化する。
この結果、同調コイルLsと共に構成する共振回路の共振
周波数が変化し、受信高周波信号に対して同調させるこ
とができる。
しかし、従来の電子同調回路50は、可変容量ダイオー
ドDvを利用するために、可変容量ダイオードDvの性能に
起因する相互変調歪が発生するという解決すべき課題が
存在した。
本発明はこのような従来技術に存在する課題を解決し
た電子同調回路の提供を目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る電子同調回路1は、高周波信号が入力す
る入力側信号ライン10と接地間に接続した同調コイル2
と、出力側信号ライン11と接地間に接続した可変容量ダ
イオード3により共振回路4を構成するに際して、可変
容量ダイオード3と出力側信号ライン11間に、同調コン
デンサ5を直列に接続するとともに、この同調コンデン
サ5の静電容量CiをCi≦4Cd(Cd:可変容量ダイオード3
の静電容量)の条件式を満たすように設定したことを特
徴とする。
〔作用〕
本発明に係る電子同調回路1によれば、可変容量ダイ
オード3に対して静電容量Ciを有する同調コンデンサ5
に直列接続して共振回路4を構成してなるため、可変容
量ダイオード3に印加される高周波信号電圧は、共振回
路4に入力する高周波信号電圧の大きさに対して静電容
量Ciの大きさに対応して低下し、相互変調歪の発生が抑
制される。
〔実施例〕
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づ
き詳細に説明する。
まず、本発明に係る電子同調回路について第1図及び
第2図を参照して説明する。
第1図は電子同調回路1の原理回路図を示す。同回路
1は入力側信号ライン10と接地間に接続した同調コイル
2を備え、同調コイル2に対してはカップリングコンデ
ンサC10を介して出力側信号ライン11に接続する。ま
た、出力側信号ライン11には同調コンデンサ5の一端を
接続するとともに、同調コンデンサ5の他端は可変容量
ダイオード3の一端に接続し、同ダイオード3の他端は
接地する。さらにまた、可変容量ダイオード3の一端は
抵抗R10を介して可変直流電圧源12に接続する。これに
より、可変容量ダイオード3と同調コンデンサ5の直列
回路が同調コイル2に対して並列に接続され、共振回路
4を構成する。
よって、可変直流電圧源12のチューニング電圧を可変
すれば、可変容量ダイオード3における静電容量の大き
さが変化するため、共振回路4を、入力側信号ライン10
に入力する高周波信号に対して同調させることができ
る。なお、このときの共振回路4における等価同調容量
は、同調コンデンサ5の静電容量をCi、可変容量ダイオ
ード3の静電容量をCdとすれば、(Ci・Cd)/(Ci+C
d)と近似できる。また、同調容量変化比は同調コンデ
ンサ5を挿入しない場合の変化比をmとすれば、m(Ci
+Cd)/(Ci+mCd)となり、同調可変範囲は同調コン
デンサ5を挿入しない場合に比べて狭くなる。しかし、
可変容量ダイオード3の両端に印加される高周波信号電
圧は、同調コンデンサ5を挿入しない場合の電圧をEと
すれば、E・Ci/(Ci+Cd)と近似され、第3図に示す
ように、Ciの大きさに対応して減少し、相互変調歪は少
なくなる。この場合、Ciが小さくなるほど相互変調歪は
抑制されるため、CiはCi≦4Cdの条件式を満たすように
設定すれば、相互変調歪を効果的に抑制できる。
この理由について詳細に説明する。通常、可変容量ダ
イオードを含む同調回路では、可変容量ダイオードに印
加される高周波信号電圧が高くなり、一定のレベルを超
えた場合には、可変容量ダイオードに順方向電流が流れ
始める。そして、この順方向電流が流れると相互変調特
性が極端に劣化し、相互変調歪が増大する。順方向電流
が流れ始める可変容量ダイオードの両端電圧は0.6Vであ
り、この電圧は可変容量ダイオードの種類を問わずにほ
ぼ一定である。第3図は、可変容量ダイオードの両端電
圧に対する相互変調歪発生量の変化特性を示す。同変化
特性からも明らかなように、可変容量ダイオードの両端
電圧が0.6Vを超えると相互変調歪は急激に増加しはじめ
る。一般に、通信用受信機に要求される相互変調に関す
る性能において、アンテナ入力レベルは概ね80dBμに規
定されている。このレベルで受信した場合、受信機内に
備える電子同調回路の可変容量ダイオードの両端電圧
は、可変容量ダイオードの順方向立上がり電圧以下にす
る必要がある。受信機が備える複数段の電子同調回路に
おいて、相互変調特性を左右する同調回路は、高周波増
幅部からミキサ部までの間に配設され最も大きな信号電
圧が印加される同調回路である。通常、相互変調特性を
考慮して設計された受信機においては、必要とするイン
ターセプトポイントのレベルを確保するため、高周波増
幅部の利得は150dB程度に抑えられて設定されており、
また、電子同調回路はイメージ信号除去性能・複数の電
子同調回路のトラッキング特性等から、電子同調回路の
負荷Qを20前後に設定しているため、高周波増幅部以後
の最も大きな信号電圧を印加される電子同調回路の両端
信号電圧は一般的に3V前後となる。したがって、従来の
電子同調回路では可変容量ダイオードにそのまま数V程
度のピーク電圧が付加されることになり、可変容量ダイ
オード3によって相当量の相互変調歪が発生する。
そこで、本発明に従って、可変容量ダイオード3に同
調コンデンサ5を直列接続するとともに、その静電容量
Ciの値を上述した条件式Ci≦4Cdにより選定すれば、同
調回路4の両端ピーク電圧を3Vとした場合、可変容量ダ
イオード3の両端電圧はその1/5である0.6V以下に分圧
され、相互変調歪が抑制されることになる。
また、相互変調歪は半導体等の非直線性に起因して発
生するため、高周波増幅部・ミキサ部等においてはイン
ターセプトポイントを考慮して要求性能を満たすよう設
計されているが、可変容量ダイオード3に順方向電流が
流れるような使い方をした場合、即ち、Ci>4Cdの条件
に設定した場合には、第4図の点線で示すように、相互
変調歪の発生量は、高周波増幅段及びミキサ段等に比べ
可変容量ダイオードでの発生が支配的となる急激に増加
する。
このように、本発明は可変容量ダイオードの固有の性
能に着目し、条件式Ci≦4Cdに基づいて同調コンデンサ
5の静電容量値を設定することにより、相互変調歪の発
生量を効果的に養生したものである。
一方、第2図は電子同調回路1を用いた具体的回路図
を例示する。同図において、C11はカップリングコンデ
ンサ、L10はチョークコイル、R11、R12、R13は抵抗、Q1
0はFET、C12はバイパスコンデンサをそれぞれ示す。ま
た、第1図と同一部分には同一符号を付し、その構成を
明確にした。
他方、第5図〜第7図には参考例に係る電子同調回路
を示す。第5図はトランスを利用した場合の電子同調回
路1aの原理構成図を示す。
入力側信号ライン21には同調コイル(高周波同調トラ
ンス)2aの一次コイル2apの一端を接続し、他端は接地
する。一次コイル2apは中間タップ6を有し、この中間
タップ6にはカップリングコンデンサC20を介して可変
容量ダイオード3の一端を接続するとともに、可変容量
ダイオード3の他端は接地する。また、可変容量ダイオ
ード3の一端には抵抗R20を介して可変直流電圧源22を
接続する。これにより、一次コイル2apと可変容量ダイ
オード3による共振回路4aが構成される。一方、同調コ
イル2aを構成する同調トランスの二次コイル2aqは出力
側信号ライン23に接続する。
よって、可変直流電圧源22のチューニング電圧を可変
すれば、可変容量ダイオード3における静電容量の大き
さが変化するため、共振回路4aを、入力側信号ライン21
に入力する高周波信号に対して同調させることができ
る。なお、このときの共振回路4aにおける等価同調容量
は、一次コイル2apの巻数をN2、中間タップ6と接地間
の巻数をN1、可変容量ダイオード3の静電容量をCdとす
れば、Cd・(1/N2)2となる。また、同調容量変化比は中
間タップ6を用いない場合、即ち、可変容量ダイオード
3を一次コイル2apに並列接続する従来回路の場合と同
じであり、同調可変範囲は影響を受けない。しかし、可
変容量ダイオード3の両端に印加される高周波信号電圧
は一次コイル2apの両端に印加される電圧をEとすれ
ば、E・(N1/N2)となって、低下し、相互変調歪は少
なくなる。この場合、中間タップ6の位置を選択し、N1
の大きさを小さくするほど、相互変調歪は抑制される。
中間タップの同調コイル2aを用いた場合には同調可変範
囲を狭めることなく、相互変調歪を減少させることがで
きる利点がある。
なお、第6図は電子同調回路1aを用いた具体的回路図
を例示する。同図において、C21はカップリングコンデ
ンサ、L20はチョークコイル、R21、R22、R23は抵抗、Q2
0はFET、C21はバイパスコンデンサを示す。なお、第5
図と同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にし
た。
また、第7図には同調トランス2bを用いた場合を示
す。前述したように中間タップ6を用いることにより、
等価同調容量は可変容量ダイオード3の静電容量をCdと
してCd・(N1/N2)2となる。このため、第7図に示すよう
に可変容量ダイオード3に接続する二次側コイル2cの巻
数をN1、一次側コイル2dの巻数をN2とし、N1<N2となる
同調トランス2bを利用すれば、等価同調容量はCd・(N1
/N2)となり、中間タップ6を用いた場合と全く同じに
なる。なお、第7図において第5図と同一部分には同一
符号を付し、その構成を明確にした。
以上、実施例及び参考例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の回路構成において、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で任意に変更できる。
〔発明の効果〕
このように、本発明に係る電子同調回路は、高周波信
号が入力する入力側信号ラインと接地間に接続した同調
コイルと、出力側信号ラインと接地間に接続した可変容
量ダイオードにより共振回路を構成するに際して、可変
容量ダイオードと出力側信号ライン間に、同調コンデン
サを直列に接続するとともに、この同調コンデンサの静
電容量CiをCi≦4Cd(Cd:可変容量ダイオードの静電容
量)の条件式を満たすように設定したため、可変容量ダ
イオードの性能に起因する相互変調歪の発生を効果的に
抑制できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図:本発明に係る電子同調回路の原理構成を示す回
路図、 第2図:同電子同調回路を備えた具体的回路の一例を示
す電気回路図、 第3図:同調コンデンサの静電容量と可変容量ダイオー
ドの静電容量の比率を変更した際の相互変調歪発生量の
変化特性図、 第4図:高周波信号と三次相互変調歪の入出力特性図、 第5図:参考例に係る電子同調回路の原理構成を示す回
路図、 第6図:同電子同調回路を備えた具体的回路の一例を示
す電気回路図、 第7図:他の参考例に係る電子同調回路の原理構成を示
す回路図、 第8図:従来技術に係る電子同調回路の原理構成を示す
回路図。 尚図面中、 1:電子同調回路、2:同調コイル、3:可変容量ダイオード 4:共振回路、5:同調コンデンサ、10:入力側信号ライン 11:出力側信号ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−120111(JP,A) 特開 昭63−155811(JP,A) 実開 昭63−26125(JP,U) 実開 昭59−104643(JP,U) 実開 昭53−55401(JP,U) 特公 昭56−14012(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波信号が入力する入力側信号ライン
    (10)と接地間に接続した同調コイル(2)と、出力側
    信号ライン(11)と接地間に接続した可変容量ダイオー
    ド(3)により共振回路(4)を構成してなる電子同調
    回路(1)において、前記可変容量ダイオード(3)と
    前記出力側信号ライン(11)間に、次の条件式を満たす
    同調コンデンサ(5)を直列に接続したことを特徴とす
    る電子同調回路。 Ci≦4Cd ただし Ci:同調コンデンサ(5)の静電容量 Cd:可変容量ダイオード(3)の静電容量
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