JP2640157B2 - 容量性結合を含む電気回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビジョン・セットの同調器やその他
類似装置等におけるキャパシタンスのトリミングが容易
な容量性結合を含む電気回路に関し、更に詳しくは印刷
回路基板に取付けられた回路素子と一体化しているキャ
パシタンス・トリマーを具えた容量性結合を含む電気回
路装置に関するものである。

〔発明の背景〕

テレビジョン・セット、FMラジオ、ビデオカセット・
レコーダ（VCR）およびそれらに類似の機器における高
周波同調器回路では、各シャシー中の特定の回路を最適
状態にすることたとえば回路のパラメータを微小量変化
させるすわちトリミング（微調整）することが必要であ
る。またキャパシタンスのトリミングは、たとえばアン
テナ、局部発振器およびRF（高周波）増幅器など種々の
段における同調にトラッキングを要する様な同調器にお
いては重要である。同様に、中間周波数（IF）回路にお
いても、各シャシーごとに帯域通路（IF）回路の形状
（特定）を調節するのにトリマー・キャパシタを利用で
きる。

更に、帰還回路を持ったオーディオ回路においてさえ
も、その高周波数応答はトリミング・キャパシタを使っ
て調節することにより最適化することができる。これ
は、特定シャシー中の特定回路の応答性を調整するため
帰還抵抗両端間のキャパシタを小量調節することによ
り、過渡応答特性或いは高周波数ロール・オフを最適化
または調整することによって行なうことができる。

取扱う周波数が高すなるにつれて、回路素子のトリミ
ングは一層微細になりかつ難しくなる。たとえば、FM同
調器のRF段またはテレビジョンセットやVCRのUHF或いは
VHF同調器においては、静電容量に極く小量の変化が生
じてもタンク回路や類似回路の共振周波数が大きく変化
することになる。

回路素子のトリミングは、特にキャパシタンスのトリ
ミングは、その製造工程中に回路値の変動があるために
必要なことである。許容変動量（トレランス）がたとえ
ば±５パーセントという位に非常に低く抑えられたイン
ダクタ、抵抗およびキャパシタ等の値は、特に競争のた
めに所要の特性を維持しつつ可能最低価格を実現せねば
ならぬ様な大衆製品においては、極めて苛酷である。更
に、高周波コイルの場合には、その巻線の形や向きの極
く僅かな変化のために、インダクタンス、巻回線間の浮
遊キャパシタンス、或いは対地浮遊キャパシタンスが僅
かに変化する可能性がある。その上、理論的には均一性
をもった印刷回路基板を使ったとしても、実際には誘電
体材料の配合に僅かな違いがある可能性があるので、セ
ットごとに変ることがある。従って、製造段階での何ら
かの調整なしにUHF同調器やVHF同調器その他類似のユニ
ットを製作することは非現実的である。

同調器などでは、回路素子の値の調節はよく浮遊キャ
パシタンスの調整によって行なわれる。浮遊キャパシタ
ンスは、その回路素子の他の電子素子やシャシーに対す
る位置関係によって生ずるものである。シャシー接地点
や他の素子に対する回路素子の浮遊キャパシタンスは、
分布キャパシタンス（すなわち、極めて多数の点と点と
の間のキャパシタンスの総和）であって、各回路素子の
向き、印刷回路基板導体がたどる道筋、およびその特定
回路素子と他の電子素子（シャシー接地点や接地された
回路基板導体などを含む）との間の距離などの多くの要
因の関数である。、RF回路におけるキャパシタンスのそ
の様な調節やトリミングは、通常ピコファラッド（pf）
の何分の１という程度の極く小量でなければならない。
その浮遊キャパシタンスのトリミングは、通常非常に小
量であるから回路値をトリミングするために調整可能な
個別の素子を使用することは実際上できない。

キャパシタの値は、浮遊キャパシタを含めて、極板ま
たはそのキャパシタの対向表面の面積、極板相互間の距
離、および両極板間に位置する材料の誘電率の関数であ
る。浮遊キャパシタンスの場合にはこの誘電材料は空気
であって、誘電率は、1.0に近い。キャパシタの極板相
互間の間隔が小さくなるにつれてキャパシタンスは増大
し、また極板間隔が大きくなる程その静電容量は小さく
なる。

印刷回路基板の上で回路素子の向きを変えることは、
通常その向きはたとえば回路基板の面積が最小になるよ
うにという様な他の理由によって選ばれているので、浮
遊キャパシタンスを変えるのに利用することはできな
い。更に、上記の向きはシャシーごとに調節可能でない
ことも重要である。もち論、浮遊キャパシタの誘電材料
に選択の余地はない。従って、浮遊キャパシタンスを変
化させる為に開かれている唯一の途は、そのキャパシタ
を構成する２つの実効極板間の距離を変えることであ
る。

この距離の選択は、回路素子相互間の相対的位置（距
離）およびそれら相互の相対的向き（直交でなく向き合
っている向き）を選択することによって、行なうことが
できる。一旦上記の選択を行なえば、或程度の調節はリ
ード導体（以下、リード線という）の姿勢を選ぶこと
で、すなわち回路素子のリード線を接地面や他の回路素
子に対し接近または離反させるようその位置を調整する
ことによって、行なうことができる。印刷回路基板上に
取付けられた回路素子の場合には、このリード線の姿勢
や長さが事実上固定されている。そのために浮遊キャパ
シタンスの調節能力が著しく制限される。

印刷回路基板に取付けられた端子の場合には、分厚く
しかも剛直であり基板に対して頑丈に固着している。そ
の様な端子は、キャパシタンスのトリミングをするため
に折り曲げることには不適当であって、無理に曲げると
基板が破れることがある。

キャパシタンスのトリミング法として従来試みられた
一つの方法は、印刷回路基板に回路素子のリード線を受
入れるために開けた開孔中に、または回路素子に電気的
に接続された導体パッドに開けた別の開孔中に、単独の
リード線を挿入することであった。この単独のリード線
は、接地面に対してまたは他の回路素子に対してその位
置を調節してその回路素子に対する容量性結合を変化さ
せるものである。この試みは、その単独のリード線を印
刷回路基板に対してその垂直方向に保持するように、ま
たは組立工程やはんだ付け工程中基板上に取付けた状態
に保たせるように取付け固定する手段が悪いので、実用
性に乏しいことが判った。従って、テレビジョンの同調
器や類似製品のキャパシタンスをそれらの製造工程中に
安価にしかも信頼性をもって調節する手段を提供するこ
とが要望されている。

〔発明の概要〕

簡単に言えば、この発明は外部回路と電子回路素子と
の間のキャパシタンスを調節する装置に関するものであ
る。具体的には、電子回路素子の少なくとも１本のリー
ド線の外形を、キャパシタンス調節用の一体化手段とな
るように成形する。この成形されたリード線をその向き
がほゞ180度逆転するように折曲げて、この成形された
リード線と他方のリード線とでこの回路素子を印刷回路
基板または類似物上に取付けた際に、回路素子から遠い
方のリード線折曲げ部が基板上方に延びて他の回路素子
および／または接地点と容量性結合をなすようにその位
置を調整可能に構成する。キャパシタンスの調節は、基
板に対する垂直軸から離れる方向へのリード線部分の位
置、および回路素子および／または接地面に対するその
リード線部分の方向すなわち相対的位置を角度的に変化
させるいことによってなされる。

〔詳細な説明と実施例〕

以下、図の実施例を参照して詳細に説明する。なお、
図中同様な部材には同様な参照数字を付けて示してあ
る。

第１図には、印刷回路基板12上に取付けた、回路素子
10、この場合には多数の巻回線を有するコイル（インダ
クタンス）10が示されている。基板12は、回路素子取付
面14と、種々の印刷回路導体20を排設したエッチング済
銅導体支持面16とを持っている。この素子すなわちコイ
ル10のリード線22と24は、素子10と一体のもので素子10
から突出して互に平行に延び、それぞれ開孔26と28に挿
通されている。コイル10は通常は波動はんだ付け法によ
り行なわれるが、はんだ33によって印刷回路基板12に保
持され電気的に接続されている。

第１図に示すように、この実施例でリード線のうちの
少なくとも１本たとえばリード線24は、逆向きに約180
度折返えされた延長部30を持っている。この延長部30
は、リード線24と一体の延長部分である。この一体延長
部30は、開孔28を通してリード線24とは逆向きに延び、
更に印刷回路基板表面14から外向きに延長して自由端部
すなわち脚32を形成している。図示のように、この自由
端部32は表面14に対して大体垂直に延びていて、その一
部分30が基板の導体支持面16側で導体20にはんだ33によ
り固定されているが、取付面14より上の部分では固定さ
れておらず、先端は上記のように自由端部となってい
る。

リード線の延長部30の自由端部32は、基板12の面に対
して或角度をなすように折曲げることによって図に破線
位置34で示すようにその位置を調節することができる。
この折曲げ操作は、コイル10が接続されている回路の一
つまたはそれ以上の電気的特性をモニターしながら行な
うことが好ましく、そのために調節用の工具それ自体が
測定に影響を及ぼすことがないようにプラスチックまた
は非導電性のプローブを使って行なう。リード線の自由
端部32を折曲げると、外部回路や回路素子（図示省略）
またはシャシーの接地面あるいは接地可能な回路基板上
の導体パッドに対して、それを近接または離反させるこ
とができる。リード線の自由端部32が基板12の面となす
角を鋭角にすればするほど、該自由端部32とその付近の
基板上の素子或いは接地導体との間の平均距離が小さく
なって、リード線24によって素子10に結合する分布キャ
パシタンスが大きくなる。この様にして、リード線の自
由端部32に対する分布キャパシタンスを調節すなわちト
リミングすることができる。

接地面をなすシャシーまたは他の近接回路素子に対す
るリード線の自由端部32のこの様な選択的位置決めによ
って、回路素子10が動作に与る特定回路の調節をするこ
とができる。

リード線自由端部32のこの位置決めは、第１図に示す
ような角度の調節だけでなく、その方位角位置すなわち
向きの調節によっても行なうことができる。別の言い方
をすれば、リード線の自由端部32は基板12の垂線に対し
±90度の範囲で折曲げることができると共に第１図が描
かれている紙面から外れる任意の方向に曲げることがで
きる。更に、もし必要があれば他方のリード線22もリー
ド線24と同様な形態とすることができる。

この実施例において、コイル10は１回半巻きのインダ
クタンスであって、そのリード線22と24はコイル10から
同じ向きに突出して印刷回路基板12に接続する形であ
る。なお、この発明は、上記の回路素子10が、コイルで
はなく、リード線24のような成形リード線を持ったトラ
ンジスタの様な能動回路素子、キャパシタまたは抵抗体
であっても、これを含むものである。

この実施例で、脚すなわち自由端部32はたとえば印刷
回路基板12の上方へ約1.27cmの延びていて、大体0.6ピ
コファラッド（pf）のキャパシタンス調節域を示す。必
要とあれば、脚32を切ってその長さを短かくすることに
より更に結合キャパシタンス値のトリミングをすること
もできる。

自由端部32は、リード線の部分30の延長部として示さ
れており、この部分30は細長いリード線延長部30を形成
するようにその方向が180度変ってＵ字形をなしてい
る。こゝで言うＵ字形とは、リード線24とその部分30と
がその間に空隙をあけずに互に並列に接触している形も
含むものとする。

次に第２図を参照すると、こゝには第１図に示した素
子10の考えられる等価回路形態が幾つか示されている。
第2a図は、曲げの大きさ（角度）および向きによって、
接地された外部回路素子またはシャシーに対して調整可
能な、リード線32によって形成された対地キャパシタン
スＣを持ったインダクタンス10を示す。この形態ではリ
ード線22は適当な回路基板導体20によって接地され、リ
ード線の自由端部32はコイル10の高電位端に接続されて
いる。リード線の自由端部32が直立状態にある場合には
あるキャパシタンス値を呈するが、それは位置調整後の
自由端部32によって生成される浮遊キャパシタンス値に
比べると、無視できるほど小さい値である。

次に、第2b図には、接続点を介して隣接回路素子に結
合する浮遊キャパシタンスを持ったインダクタンス10が
示されている。第2a図の例と同じように、自由端部32は
インダクタンス10の高電位側リード線24に電気的に接続
されており、一方リード線22は印刷回路導体20の一つに
よって接地されている。

第2c図には、自由端部32によって形成されるキャパシ
タンスＣを持つインダクタンス10が示されており、この
キャパシタンスＣは、印刷回路基板上でインダクタンス
10の近くに、隣接してまたはより接近して設けられてい
る他のコイルであるインダクタンスＬと上記インダクタ
ンス10とを結合している。第2a図および第2b図における
と同様にインダクタンス10は一端が接地され、インダク
タンスＬも一端が接地され（必ずしもそうする必要はな
い）、かつ自由端部32はコイル10の高電位端に接続され
ている。

第2d図は、インダクタンス10の低電位端（リード線2
2）を抵抗Ｒにより接地結合した第2c図の回路を示して
いる。

第３図には、回路の特性を最適化するためにこの発明
によるキャパシタンスを使用することが可能なRF同調器
の一例部分が示されている。FETトランジスタ40は、複
数の入力ゲート42、44を有し、周知の様式すなわち信号
をそのゲート44に印加しAGC電圧をゲート42に加える形
で動作するRF増幅器である。ソース46はキャパシタ48
（抵抗より成るDC回路は図示されていない）を通して交
流（AC）接地されている。ドレイン50はキャパシタンス
54を介して（電源に対するDC回路は図示されていない）
バラクタ・ダイオード52に交流結合されている。そのバ
イアス、従って、バラクタ52のキャパシタンスは、バラ
クタ52の陰極に接続された分離抵抗58を介して端子56に
印加されるバイアス電圧によって決定される。バラクタ
52の陰極はキャパシタ60を介して接地点に結合され、そ
の陽極のDC帰路はコイルL1を介して形成されている。バ
ラクタ52は、テレビジョン・チャンネルの画像搬送波周
波数のような所定周波数でコイルL1と共振するように、
コイルL1の両端間に配置されている。

コイルL1は、２重同調タンク回路の１次コイルであっ
て第２コイルL2に誘導結合されており、一方第２コイル
L2は１次コイルL1の回路と同様にバラクタ62によって同
調をとられている。バラクタ62は、端子56から分離抵抗
64を介して印加される電圧によってそのキャパシタンス
が変えられる。また１次コイルL1の回路におけると同様
に、バラクタ62の陰極はキャパシタ66によって接地点に
交流結合され、またバラクタ62のDC帰路はコイルL2によ
って形成されている。この２重同調１次および２次回路
は、端子56に印加される電圧に従ってある所定周波数範
囲に亘って互に追跡するように意図されたものである。

コイルL1とL2は印刷回路基板12上に互に平行に近接配
置することにより互に誘導的に結合している。両コイル
L1とL2間の相互結合度は、両コイルを互に接近させる向
きにまたは離反させる向きに曲げることによって、共振
周波数より低い周波数において調節できる。

この実例では、コイルL1に着いている脚32によって形
成されるキャパシタC1（第１図に示されるように）が、
第2a図に示すようなキャパシタンスとなり、１次コイル
L1とバラクタ52より成る同調回路を２次コイルL2とバラ
クタ62より成る同調回路と同じ周波数に共振させるため
のトリミング用のキャパシタンスとなる。すなわち、回
路素子に許容誤差があるので、両タンク回路を同一周波
数で共振させるためにコイルL1の両端間にトリマー・キ
ャパシタンスC1を付加するのである。

同様にして、コイルL2は、第2c図に示されるようにコ
イルL1とL2間にキャパシタンスC2を形成するために近接
配置されているコイルL1に調節可能な容量性結合を行な
うようにそのリード線の自由端部32（第１図）を構成す
ることによって、コイルL1と同様に作ることができる。
キャパシタC2の作用は、そのタンク回路のＱ値がより高
い高周波数域でコイルL1とL2間の相互インダクタンスを
減少させることにより、対応する帯域幅を狭めることで
ある。

コイルL1とコイルL2を含む２重同調回路からの出力信
号はインダクタンス68を介して、接地点に接続されてい
る負荷抵抗70に供給される。端子72における出力信号は
抵抗70の両端間に生じ、混合器（図示省略）に供給する
か、更に増幅するため後続する増幅段（図示省略）に供
給することができる。

こうして、回路素子のリード線と一体につながりかつ
その電子回路素子に接続されている（第１図参照）リー
ド線の脚すなわち自由端部32は、接地点および他の回路
素子に対する小さな可調整キャパシタンスを構成するも
のとして使用することができる。こゝで説明した２つの
一体化キャパシタンス・トリマーは、また、他の近接回
路素子における一体化キャパシタンス・トリマーと共働
する形で、すなわち対をなす一体化キャパシタンス・ト
リマー間の浮遊キャパシタンスを、利用することもでき
る。

こうして、電子回路素子のリード線と一体になりかつ
その電子回路素子に付帯しており、印刷回路基板上に取
付けられた上記素子に結合する可調整浮遊キャパシタン
スを形成する容量性トリマーを提供することができる。
更に、前述のように成形されたリード線は、印刷回路基
板上の適当な導体に対するはんだ付け電気的接続部を作
ることによって、回路素子を印刷基板に固定する働きも
行なう。

同様に、その電子回路素子は、はんだ付けの前後に印
刷回路基板に固定取付けすることによって、調節（折曲
げ）前に自由端部32の最初の向きおよび位置を維持する
ことができる。

以上、この発明の好ましい実施例と考えられるものに
ついて図示および説明をしたが、この分野の専門家にと
って種々の変形や改変を施こし得ることは自明であり、
この発明の思想に含まれるその様な変形や改変はすべて
特許請求の範囲に入るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を利用した、印刷回路基板上に取付け
たコイルの構造概略図、第2a図、第2b図、第2c図および
第2d図は第１図に示すこの発明によって形成される可調
整キャパシタンスを有する種々の回路構成を示す等価回
路図、第３図は第１図に示すこの発明を実施した、テレ
ビジョンセットまたは類似装置に使用できる同調器の一
部の概要構成を示す図である。 10……電子回路素子（コイル）、12……印刷回路基板、
20……導体、22、24……導電性リード線、14、16……印
刷回路基板の表面、28……開孔、32……第２の方向に延
伸するリード線部分（自由端部または脚）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・プレストン パーカー アメリカ合衆国 マサチユーセツツ州 ウエスト・ボロウ ウエイサイド・ロー ド 17 (56)参考文献 実開 昭55−91227（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−100039（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−166526（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−6551（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の面と第２の面とを有し、これら第１
   の面と第２の面との間に回路素子の導電性リード線が挿
   入される貫通開孔が形成された印刷回路基板と、 上記印刷回路基板の第１の面上に配置された調整を必要
   とする電気回路素子と、 上記電気回路素子と外部回路との電気的接続を行なうた
   めに上記電気回路素子からそれぞれ所定の方向に突出す
   る少なくとも２本の導電性リード線と、より成り、 上記リード線は、上記印刷回路基板に形成された適当な
   開孔を通して第１の方向に伸びており、且つ上記電気回
   路素子と印刷回路基板との間を確実に電気的に接続して
   おり、 上記リード線のうちの少なくとも１本は上記第１の方向
   と逆向きのほゞ180度の角度をなす第２の方向に折返え
   されていて、上記印刷回路基板の対応する開孔を上記第
   １の方向とは逆向きの第２の方向に通過して上記印刷回
   路基板からさらに伸延するリード線部分を有しており、
   このリード線部分は上記印刷回路基板の表面より上では
   固定されておらず、上記電気回路素子に対して位置調節
   可能とされており、それによって他の電気回路素子に対
   する可調整の容量性結合の１つの極電極として作用す
   る、 容量性結合を含む電気回路装置。