JP3096210B2

JP3096210B2 - 高周波可変イコライザ

Info

Publication number: JP3096210B2
Application number: JP06238452A
Authority: JP
Inventors: 嘉高飯田
Original assignee: デイエツクスアンテナ株式会社
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JPH0878989A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビル共同受信用ブース
タやＣＡＴＶアンプにおいて使用する高周波イコライザ
に関し、特にその特性を可変できるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビル共同受信用ブースタやＣＡＴＶアン
プは、同軸ケーブル等の伝送線路や、これら伝送線路中
に介在する分岐器や分配器等の受動型伝送機器を、テレ
ビジョン放送信号等の高周波信号が通過する際に受ける
通過損失を補償するために設けられている。しかし、伝
送線路等における通過損失が、周波数をｆとすると、例
えばｆ^1/2に比例する周波数特性を有し、周波数が高く
なるに従って通過損失が大きくなるので、これを補償
し、使用周波数帯帯域内の高周波信号のレベルを一定に
するために、例えばｆ^1/2に逆比例する周波数特性いわ
ゆるチルト特性を有する高周波イコライザが、ビル共同
受信用ブースタやＣＡＴＶアンプに設けられている。ま
た、上記の周波数特性は、伝送線路の長さによっても影
響を受け、またどのような長さの伝送線路が使用された
場合にも対応できるように、高周波イコライザのチルト
特性は、可変とされているものがある。

【０００３】このような高周波可変イコライザの一例を
図５に示す。この高周波可変イコライザでは、入力端子
２から出力端子４に向かってコンデンサ６、抵抗器８、
１０、コンデンサ１２が直列に接続されている。抵抗器
８、１０に並列にコンデンサ１４、インダクタンス素子
１６、コンデンサ１８からなる直列回路が接続されてい
る。さらに、抵抗器８、１０には、並列にＰＩＮダイオ
ード２０、コンデンサ２２の直列回路が接続されてい
る。ＰＩＮダイオード２０とコンデンサ２２との接続点
には、ＰＩＮダイオード２０の高周波抵抗値を変化させ
るためのバイアス回路２４が接続されている。また、抵
抗器８、１０の相互接続点には、抵抗器２６の一端が接
続され、他端と接地電位点との間には、コンデンサ２８
とインダクタンス素子３０とからなる並列共振回路が接
続されている。なお、各コンデンサ６、１２、１４、１
８、２２、２８、インダクタンス素子１６、３０は、全
て集中定数素子である。

【０００４】この高周波可変イコライザでは、図６に示
すように特定の周波数を基準周波数として、この基準周
波数よりも周波数が低くなるにしたがって利得が小さく
なる、いわゆるチルト特性を示し、ＰＩＮダイオード２
０の高周波抵抗値をバイアス回路２４によって変化させ
ることによって、チルト量を変化させられる。そして、
基準周波数は、コンデンサ１４、１８、インダクタンス
素子１６の値によって決定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す高周波可変
イコライザは、基準周波数が４５０ＭＨｚであるものが
主流であり、コンデンサ１４、１８、インダクタンス素
子１６の値を極端に小さくして、基準周波数をできるだ
け高く設定して、ようやく図６に示すように基準周波数
が１．６ＧＨｚ付近となる。しかし、チルトを最大にし
た場合、図６から明らかなように基準周波数における損
失が大きくなり、またチルト特性も余り良好なものとな
らない。即ち、高い基準周波数を集中定数のインダクタ
ンス素子やコンデンサによって実現するには、実用的に
は限界があり、また損失、周波数特性共に劣化するとい
う問題点がある。

【０００６】一般に高周波可変イコライザは、２５０Ｍ
Ｈｚ、３００ＭＨｚ、４５０ＭＨｚまでを帯域とするＣ
ＡＴＶアンプ等に内蔵されていたが、近年、通信衛星や
放送衛星からの衛星信号を受信して、周波数変換した１
ＧＨｚ帯の衛星中間周波信号が、そのままビル等の共同
受信施設で伝送されるようになってきている。この影響
で、ビル共同受信用ブースタにおいても、比較的端末数
の多いものに関しては、上記衛星中間周波信号を使用帯
域として、端末規模に応じてチルト特性を可変とする高
周波可変イコライザを内蔵する必要が生じると思われ
る。従って、上述したように高い基準周波数において
も、損失が少なく、良好なチルト特性を持つ高周波可変
イコライザの開発が望まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような高周波可変
イコライザを得るために、本第１の発明は、プリント基
板上に間隔を隔てて形成された２つのラウンドと、これ
らラウンドにそれぞれ一端が接続され他端が高周波的に
接地されており、ハイパスフィルタの一部を構成する２
つのインダクタンス素子と、これらラウンド間に接続さ
れた結合容量手段と、上記ラウンド間にリード線がそれ
ぞれ接続されたＰＩＮダイオードと、このＰＩＮダイオ
ードの高周波抵抗値を可変させる回路とを、具備し、少
なくとも上記ラウンド間のプリント基板に貫通孔を穿設
してなるものである。なお、結合容量手段としては、例
えば集中定数のコンデンサを使用することもできる。集
中定数のコンデンサの場合、Ｔ型の結合コンデンサとす
ることもできるし、π型の結合コンデンサとすることも
できる。

【０００８】また、本第２の発明は、第１の発明におい
て、上記プリント基板を、両面プリント基板で構成し、
上記両ラウンドの形成されている面と反対側の面におけ
る上記ラウンドに対応する部分が銅ハクを除去してあ
る。

【０００９】さらに、本第３の発明は、第１または第２
の発明において、上記ＰＩＮダイオードを、上記プリン
ト基板に対して可倒状態に取り付けたものである。

【００１０】また、本第４の発明は、第１の発明におい
て、上記プリント基板を、両面プリント基板で構成し、
上記結合容量手段は、上記両ラウンド間に形成したラウ
ンドと、これに対応して反対側の面に設けられたアース
パターンとによって構成したものである。

【００１１】

【作用】本第１の発明によれば、ＰＩＮダイオードのリ
ード線が両ラウンドに接続されるが、これらリード線に
はリードインダクタンスが発生し、また、プリント基板
の基準電位点との間に浮遊容量が発生する。これらリー
ドインダクタンス、浮遊容量、インダクタンス素子のイ
ンダクタンス、ＰＩＮダイオードの端子間容量等によ
り、並列共振回路が構成され、ＰＩＮダイオードの高周
波抵抗値を変化させることによって、この並列共振回路
のＱが変化し、チルト特性が変化する。また、基準周波
数は、インダクタンス素子が含まれるハイパスフィルタ
によって決定されるが、インダクタンス素子が接続され
ているラウンド間のプリント基板には、貫通孔が穿設さ
れているので、インダクタンス素子のリード線と基準電
位点との間に浮遊容量は発生せず、基準周波数が低下す
ることが防止される。

【００１２】本第２の発明によれば、両ラウンドの形成
されている面と反対側の面における上記ラウンドに対応
する部分をエッチング等により銅ハクを除去してあるの
で、インダクタンス素子のリード線と基準電位点との間
では、益々浮遊容量が発生しない。

【００１３】第３の発明では、ＰＩＮダイオードを、上
記プリント基板に対して可倒状態に取り付けてあるの
で、プリント基板に対する傾き状態を調整することによ
って、ＰＩＮダイオードのリード線によって発生する浮
遊容量の値や、リードインダクタンス間の相互分布結合
やインダクタンス素子に対する相互誘導結合の状態を変
更することができ、所望のチルト特性を得られるように
調整できる。

【００１４】第４の発明では、プリント基板を、両面プ
リント基板で構成し、結合容量手段を、両ラウンド間に
形成したラウンドと、これに対応して反対側の面に設け
られたアースパターンとによって構成しているので、即
ち結合回路コンデンサを分布定数によって形成している
ので、基準周波数を高く設定しやすい。

【００１５】

【実施例】この実施例は、図４に示すようなビル共同受
信用のブースタ３２内に設けた高周波可変イコライザ３
４に本発明を実施したものである。このブースタ３２で
は、入力端子３６に供給された１ＧＨｚ帯の衛星中間周
波信号を含む高周波信号が入力フィルタ３８に供給さ
れ、ここで不要な信号成分が除去された後、入力アッテ
ネータ４０によって所望のレベルに調整され、２段の広
帯域高周波増幅器４２、４４によって増幅される。

【００１６】この広帯域高周波増幅器４４の出力信号が
高周波可変イコライザ３４によって周波数特性が調整さ
れた後、３段の広帯域高周波増幅器４６、４８、５０に
よって増幅され、出力フィルタ５２によって不要な信号
成分が除去された後、出力端子５４に供給される。

【００１７】高周波可変イコライザ３４は、図２（ａ）
に示すように広帯域高周波増幅器４４の出力側に接続さ
れた入力端子５６を有し、これにはコンデンサ５８の一
端が接続され、その他端はインダクタンス素子６０を介
して接地されている。従って、これらコンデンサ５８、
インダクタンス素子６０によってハイパスフィルタ６１
が構成されている。

【００１８】また、この高周波可変イコライザ３４は、
広帯域高周波増幅器４６の入力側に接続された出力端子
６２を有し、この出力端子６２にはコンデンサ６４の一
端が接続されている。このコンデンサ６４の他端には、
インダクタンス素子６６の一端が接続され、他端はコン
デンサ６８を介して接地されている。従って、インダク
タンス素子６６は、コンデンサ６８を介して高周波的に
接地されており、コンデンサ６４及びインダクタンス素
子６６によってハイパスフィルタ６７が形成されてい
る。

【００１９】これら２つのハイパスフィルタ６１、６７
は、直列に接続された２つのコンデンサ７０、７１を介
して接続されている。さらに、コンデンサ７０、７１の
相互接続点は、コンデンサ７２を介して接地されてい
る。従って、コンデンサ７０、７１、７２はＴ型結合さ
れており、このＴ型結合コンデンサが容量結合手段を構
成しており、これを介して２つのハイパスフィルタ６
１、６７は縦続接続されている。

【００２０】コンデンサ７０とインダクタンス素子６０
との接続点には、ＰＩＮダイオード７４のカソードが接
続され、コンデンサ７１とインダクタンス素子６６との
接続点には、ＰＩＮダイオード７４のアノードが接続さ
れている。

【００２１】また、このＰＩＮダイオード７４の高周波
抵抗値を変化させるために、インダクタンス素子６６と
コンデンサ６８との接続点は、高周波阻止コイル７６、
抵抗器７８の直列回路を介して可変抵抗器８０の摺動子
に接続され、この可変抵抗器８０の一端には＋Ｖの直流
電圧が印加され、他端は抵抗器８２を介して接地されて
いる。従って、可変抵抗器８０の摺動子を調整すること
によって、抵抗器７８、高周波阻止コイル７６、インダ
クタンス素子６６、ＰＩＮダイオード７４及びインダク
タンス素子６０を流れる電流値が変化し、ＰＩＮダイオ
ード７４の高周波抵抗値が変化する。

【００２２】このような高周波可変イコライザは、図１
（ａ）、（ｂ）に示すような両面プリント基板８３上に
形成されている。この両面プリント基板８３の一面に
は、同図（ａ）に示すように入力端子５６として機能す
る概略正方形状のラウンド５６ａが形成されており、こ
れに隣接してラウンド５６ａよりも縦長の矩形のラウン
ド８４が形成されている。このラウンド８４は、コンデ
ンサ５８、インダクタンス素子６０、コンデンサ７０、
ＰＩＮダイオード７４を接続するためのものである。

【００２３】このラウンド８４におけるパターン５６ａ
とは反対側の縁部におけるラウンド５６ａと対角の位置
に、ラウンド８４に対してほぼ直角に細長のラウンド８
６が形成されている。このラウンド８６は、コンデンサ
７０、７１、７２を接続するためのものである。

【００２４】このラウンド８６におけるラウンド８４と
反対側の縁部に逆Ｌ字状のラウンド８８が形成されてい
る。このラウンド８８は、コンデンサ７１、インダクタ
ンス素子６６、コンデンサ６４、ＰＩＮダイオード７４
を接続するためのものである。

【００２５】ラウンド８８の一方の脚部と同一直線上に
位置するように間隔を隔てて出力端子６２として機能す
るラウンド６２ａが形成されている。また、ラウンド８
８の他方の脚部の端部から間隔を隔ててインダクタンス
素子６６とコンデンサ６８とを接続するための細長のラ
ウンド９０が形成されている。なお、９２、９４はアー
スパターンである。

【００２６】図１（ｂ）に示すように、両面プリント基
板８３の他方の面側においてラウンド８４、８８に対応
する位置の金属箔は、エッチングによって除去されてい
るが、他の部分は、アースパターン９６とされている。
特に、ラウンド８６に対応する位置にはアースパターン
が残されている。

【００２７】図１（ａ）、（ｂ）から明らかなように、
ラウンド８４、８８間には概ねＬ字状の貫通孔９８が穿
設されており、ラウンド８８の他方の脚部を挟んで貫通
孔９８と対向するように矩形の貫通孔１００が形成され
ている。

【００２８】図１（ａ）に示すように、ラウンド５６ａ
とラウンド８４との間にはコンデンサ５８が半田付けさ
れ、ラウンド８４とラウンド８６との間にはコンデンサ
７０が半田付けされ、ラウンド８６とアースパターン９
４との間にはコンデンサ７２が半田付けされ、ラウンド
８６とラウンド８８との間にはコンデンサ７１が半田付
けされ、ラウンド８８とラウンド６２ａとの間にはコン
デンサ６４が半田付けされ、ラウンド９０とアースパタ
ーン９２との間にはコンデンサ６８が半田付けされてい
る。

【００２９】図１（ｂ）に示すように、反対側の面に
は、この面から例えば５ｍｍの間隔を隔てて貫通孔９８
の上方にＰＩＮダイオード７４が配置され、そのカソー
ド側のリード線７４ａは、ラウンド８４に対応する部分
の金属箔を除去した部分に設けた小貫通孔１０２を介し
てラウンド８４に半田付けされている。また、アノード
側のリード線７４ｂは、同じくラウンド８８に対応する
部分の金属箔を除去した部分に設けた小貫通孔１０４を
介してラウンド８８に半田付けされている。

【００３０】また、インダクタンス素子６０も、ＰＩＮ
ダイオード７４と同じ側の面に設けられ、その一端がラ
ウンド８４に対応する部分の金属箔を除去した部分に設
けた小貫通孔１０６を介してラウンド８４に半田付けさ
れ、他端はアースパターン９６に半田付けされている。

【００３１】インダクタンス素子６６も、ＰＩＮダイオ
ード７４と同じ側の面に設けられ、その一端は、ラウン
ド８８に対応する部分の金属箔を除去した部分に設けた
小貫通孔１０８を介してラウンド８８に半田付けされ、
他端はアースパターン９６の部分に形成した小貫通孔１
１０を介してラウンド９０に接続されている。

【００３２】このような高周波可変イコライザの高周波
等価回路を図２（ｂ）に示す。インダクタンス素子６
０、６６の一端が接続されるラウンド８４、８８は、周
囲に貫通孔９８、１００が形成されているので、高周波
的浮遊成分、例えば浮遊容量や抵抗分が除去されてい
る。さらに、これらラウンド８４、８８に対応する部分
の裏面側における銅ハクをエッチング等で除去されてい
るので、さらに高周波的浮遊成分が除去されている。

【００３３】従って、図２（ｂ）に示すようにインダク
タンス素子６０、６６の他端は、高周波的には直接に接
地されている。これによって、コンデンサ７０、７１、
７２と共に基準周波数を定めるハイパスフィルタ６１、
６７の遮断周波数が低下するのを防止することができる
し、Ｑの低下も防止することができる。

【００３４】ＰＩＮダイオード７４は両面プリント基板
８３の面から浮いた状態で配置されているので、そのリ
ード線７４ａ、７４ｂがリードインダクタンス７４Ｌ
１、７４Ｌ２を発生し、アースパターン面９６との間で
浮遊容量７４Ｃ１、７４Ｃ２を発生している。これらリ
ードインダクタンス７４Ｌ１、７４Ｌ２は、インダクタ
ンス素子６０、６６と相互誘導結合しており、またリー
ドインダクタンス７４Ｌ１、７４Ｌ２間で相互分布容量
結合している。

【００３５】これらリードインダクタンス７４Ｌ１、７
４Ｌ２、浮遊容量７４Ｃ１、７４Ｃ２及び上記の相互誘
導結合量、相互分布容量結合量は、ＰＩＮダイオード７
４のリード線７４ａ、７４ｂの間隔或いは、プリント基
板８３に対するＰＩＮダイオード７４の距離を変更する
ことによって、変更することができる。

【００３６】また、ＰＩＮダイオード７４は、端子間容
量７４Ｃ３をリード線７４ａ、７４ｂ間に有し、さら
に、この端子間容量７４Ｃ３に並列に高周波抵抗値７４
Ｒを有し、これは可変抵抗器８０の摺動子を摺動させる
ことによって変更することができる。

【００３７】これらリードインダクタンス７４Ｌ１、７
４Ｌ２、相互誘導結合量、相互分布容量結合量、浮遊容
量７４Ｃ１、７４Ｃ２、端子間容量７４Ｃ３等も並列共
振回路を構成し、基準周波数の決定に、ハイパスフィル
タ６１、６６、コンデンサ７０、７１、７２と共に関与
している。そして、高周波抵抗値７４Ｒの値を変化させ
ることによってＱの値が変化し、チルト特性が変化す
る。

【００３８】このように構成した高周波可変イコライザ
の周波数特性を図３に示す。図３から明らかなように、
基準周波数が１８８０ＭＨｚとなるように、リードイン
ダクタンス７４Ｌ１、７４Ｌ２、相互誘導結合量、相互
分布容量結合量、浮遊容量７４Ｃ１、７４Ｃ２、端子間
容量７４Ｃ３、ハイパスフィルタ６１、６６、コンデン
サ７０、７１、７２の値がそろぞれ選択されている。そ
して、可変抵抗器８０の摺動子を摺動させることによっ
て矢印で示すようにチルト特性が変化する。このように
チルト量を最大に変化させても、基準周波数において損
失は生じていない。

【００３９】なお、基準周波数を１８８０ＭＨｚよりも
高い周波数、例えば２ＧＨｚ以上とする場合には、コン
デンサ７０、７１、７２を実装せずに、ラウンド８６と
アースパターン９４との間の浮遊容量や、このラウンド
８６とこれに対応する部分にある裏面のアースパターン
との間の浮遊容量を、結合容量手段として用いてもよ
い。

【００４０】上記の実施例では、コンデンサ７０、７
１、７２をＴ型に結合したが、π型に結合してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、ＰＩＮダイオードのリード線にはリードインダク
タンスが発生し、また、プリント基板の基準電位点との
間に浮遊容量が発生する。これらリードインダクタン
ス、浮遊容量、インダクタンス素子のインダクタンス、
ＰＩＮダイオードの端子間容量等により、並列共振回路
が構成されている。この並列共振回路とインダクタンス
素子を含むハイパスフィルタによって高周波可変イコラ
イザの基準周波数が決定されるが、この基準周波数の決
定に関与しているインダクタンス素子が接続されている
ラウンド間のプリント基板には、貫通孔が穿設されてい
るので、インダクタンス素子のリード線と基準電位点と
の間に浮遊容量は発生せず、基準周波数が低下すること
が防止される。また、並列共振回路は殆どＰＩＮダイオ
ードとこれに伴って発生する分布定数に基づいて形成さ
れているので、基準周波数を例えばＧＨｚ帯のように高
い周波数に設定することができる。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、インダクタ
ンス素子を接続する両ラウンドを形成している面と反対
側の面における上記ラウンドに対応する部分の銅ハクを
除去してあるので、インダクタンス素子のリード線と基
準電位点との間での浮遊容量の発生を確実に抑えること
ができ、益々基準周波数の不所望な低下を防止できる。

【００４３】請求項３記載の発明によれば、ＰＩＮダイ
オードをプリント基板に対して可倒状態に取り付けてあ
るので、ＰＩＮダイオードのプリント基板に対する傾き
状態を調整することによって、ＰＩＮダイオードのリー
ド線が発生する浮遊容量の値や、リードインダクタンス
間の相互分布結合量やインダクタンス素子に対する相互
誘導結合量を変更することができ、所望のチルト特性を
得られるように容易に調整できる。

【００４４】請求項４記載の発明によれば、プリント基
板を両面プリント基板で構成し、結合コンデンサを、イ
ンダクタンス素子が接続される両ラウンド間に形成した
ラウンドと、これに対応して反対側の面に設けられたア
ースパターンとによって構成している。従って、結合容
量手段を分布定数によって形成できるので、基準周波数
を高く設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高周波可変イコライザの１実施例
の平面側の部分省略斜視図及び裏面側の部分省略斜視図
である。

【図２】同実施例の回路図及び等価回路図である。

【図３】同実施例の周波数特性図である。

【図４】同実施例の高周波可変イコライザを使用したビ
ル共同受信用ブースタのブロック図である。

【図５】従来の高周波可変イコライザの回路図である。

【図６】図５の高周波可変イコライザの周波数特性図で
ある。

【符号の説明】

６０６６インダクタンス素子７０７１７２Ｔ型結合コンデンサ（結合容量手
段）７４ＰＩＮダイオード７６高周波阻止コイル（高周波抵抗値可変回路）７８８２抵抗器（高周波抵抗値可変回路）８０可変抵抗器（高周波抵抗値可変回路）８３プリント基板８４８８ラウンド９８１００貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 7/01 H04B 3/14 H04N 5/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板上に間隔を隔てて形成され
た２つのラウンドと、これらラウンドにそれぞれ一端が接続され他端が高周波
的に接地されておりハイパスフィルタの一部を構成する
２つのインダクタンス素子と、これらラウンド間に接続されたＴ型またはπ型の結合容
量手段と、前記結合容量手段と並列に、かつ前記プリント基板から
浮いた状態で、上記ラウンド間にリード線がそれぞれ接
続された１つのＰＩＮダイオードと、このＰＩＮダイオードの高周波抵抗値を可変させる回路
とを、具備し、少なくとも上記ラウンド間のプリント基板に貫通孔をそ
の上方に上記ＰＩＮダイオードが位置するように穿設し
てなる高周波可変イコライザ。
【請求項２】請求項１記載の高周波可変イコライザに
おいて、上記プリント基板は、両面プリント基板であ
り、上記両ラウンドの形成されている面と反対側の面に
おける上記ラウンドに対応する部分が銅ハクを除去され
ている高周波可変イコライザ。
【請求項３】請求項１または２記載の高周波可変イコ
ライザにおいて、上記ＰＩＮダイオードは、上記プリン
ト基板に対して可倒状態に取り付けられている高周波可
変イコライザ。
【請求項４】請求項１記載の高周波可変イコライザに
おいて、上記プリント基板は、両面プリント基板であ
り、上記結合容量手段は、上記両ラウンド間に形成した
ラウンドと、これに対応して反対側の面に設けられたア
ースパターンとによって構成してなる高周波可変イコラ
イザ。