JP4504206B2

JP4504206B2 - 混合器

Info

Publication number: JP4504206B2
Application number: JP2005004429A
Authority: JP
Inventors: 一善沖村; 義朗星野
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-01-11
Also published as: JP2006197026A

Description

本発明は，主にテレビ共同受信機器に利用される混合器に関する。

近年開始されたＵＨＦ帯を利用した地上ディジタル放送のチャンネルは，ＵＨＦ帯の低域側に割り当てられて，２０１１年までＵＨＦ帯の地上アナログ放送とのサイマル放送となる。
このため，従来からあるＵＨＦ帯の地上アナログ放送波は，チャンネルがそのまま据え置かれたものもあれば，ディジタル放送に影響のないようにチャンネルを変更する対策がなされたものもある。
しかしながらテレビを見る側のユーザー側から見れば，従来の地上アナログ放送が地上ディジタル放送に影響されることなく見ることができなければならないし，更に加えて，地上ディジタル放送も見ることができるような受信システムが望まれる。
ところが，地上アナログ放送と地上ディジタル放送との間にレベル差があったり，地上アナログ放送の電波の間でも，地元放送局の強い電波の地上アナログ放送と，遠方の弱い電波の地上アナログ放送とのようにレベルが異なったり，周波数が近接したり，更には，地上ディジタルでは広域放送と県域放送があったりする。
このため，その受信システムには，それぞれの地域において最適なフィルタ等の組合せで構成された混合器が必要になる。
そして，従来，そのフィルタとして，例えばＵＨＦ帯におけるトラップを設計する時は，コイルとコンデンサーとから成る並列共振回路に容量性リアクタンスを介して伝送線路に接続する容量結合のトラップ回路を用いることが多かった。（例えば，特許文献１参照）

特開２００１−１３６４０８号公報

しかし，従来のトラップ回路によると前記容量性リアクタンスとして，コンデンサーを用いるのであるが，通常このコンデンサーは１ｐＦ以下の容量のものが使用される場合が多く，上述のように急峻な特性を必要とする場合は，例えば０．２〜０．５ｐＦ程度の微小な容量が要求される。
このような微小な容量を実現するためには，コンデンサーを複数個接続して希望の容量を実現する方法を取るのであるが，この方法では希望する容量を得ることが困難であった。
本発明は，こうした問題点に鑑みなされたものであり，その目的は，特性がよく実装効率の優れたトラップ回路を備えた混合器を提供することにある。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は，第１の入力端子，第２の入力端子，及び，出力端子を備え，前記第１及び第２の入力端子に入力された信号を混合して前記出力端子から出力する混合器において，
前記第１の入力端子から入力された信号を，信号通過回路か減衰器かのいずれかの経路を介して選択出力するための第１の選択手段と，
前記第１の選択手段を介して前記第１の入力端子から入力された信号の内，特定の信号の通過を阻止する，第１のトラップ回路からなる第１のフィルタ手段と，
一端が前記出力端子に接続され，前記特定の信号の周波数を含む第１の周波数帯を通過帯域とし，該第１の周波数帯より低い第２の周波数帯を阻止帯域とする第２のフィルタ手段と，
前記第２の入力端子から入力された信号を，信号通過回路か減衰器かのいずれかの経路を介して選択出力するための第２の選択手段と，
一端が前記第２の選択手段に接続され，前記特定の信号の近傍に共振点を有する第２のトラップ回路と，
一端が前記第２のトラップ回路の他端に接続され，他端が前記第２のフィルタ手段の前記出力端子とは反対側に接続され，前記第２の選択手段及び前記第２のトラップ回路を介して前記第２の入力端子から入力された信号の内，前記特定の信号を前記第２のフィルタを介して前記出力端子から出力させ，該特定の信号の下側周波数帯及び上側周波数帯の信号の通過を阻止する第３のフィルタ手段と，
一端が前記第２のトラップ回路の他端に接続され，他端が前記出力端子に接続され，前記第１の周波数帯の信号の通過を阻止し，前記第２の周波数帯の信号を通過させる第４のフィルタ手段と，
を備え，
前記第１及び第２のトラップ回路は，信号の伝送経路に対し共振回路を，容量性リアクタンスを介して接続するよう構成され，しかも，該容量性リアクタンスの一端は前記共振回路に接続され，他方は前記伝送線路に容量結合するように形成された結合手段であることを特徴とする。

また，請求項２に記載の発明は，請求項１に記載の混合器において，前記結合手段における少なくとも伝送線路と結合する部分の周面には絶縁材を備えたことを特徴とする。

次に，請求項３に記載の発明は，請求項１又は請求項２に記載の混合器において，前記結合手段は，ジャンパー線であることを特徴とする。

また，請求項４に記載の発明は，請求項３に記載の混合器において，前記トラップ回路は前記伝送線路と共に絶縁板に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の混合器。

また次に，請求項５に記載の発明は，請求項４に記載の混合器において，ジャンパー線は絶縁板の伝送線路が形成された面側から挿入され，一方は前記共振回路と接続されており，前記結合手段は前記ジャンパー線の他方側を挿入面側から切断することにより形成されていることを特徴とする。

また，請求項６に記載の発明は，請求項４又は請求項５に記載の混合器において，少なくとも前記伝送線路の前記結合手段と近接する部分にはマスキングを施したことを特徴とする。

請求項１に記載の混合器によれば，第１の入力端子に第１の周波数帯の信号が入力され，第２の入力端子に第１の周波数帯よりも低い第２の周波数帯の信号と第１の周波数帯の特定の信号とが入力される条件下で使用すれば，
第１の入力端子と，第１の選択手段と，第１のフィルタ手段と，第２のフィルタ手段と，出力端子とからなる第１の周波数帯伝送経路と，
第２の入力端子と，第２の選択手段と，第２のトラップ回路と，第３のフィルタ手段と，前記第２のフィルタ手段と，前記出力端子とからなる特定の信号の伝送経路と，
第２の入力端子と，第２の選択手段と，第２のトラップ回路と，第４のフィルタ手段と，前記出力端子とからなる第２の周波数帯の伝送経路と，
の３つの伝送経路が形成され，これら各伝送経路を介して出力端子から上記各信号を出力させることができる。
そして，第１及び第２のトラップ回路は，信号の伝送経路に対し共振回路を，容量性リアクタンスを介して接続するよう構成され，しかも，容量性リアクタンスの一端は共振回路に接続され，他方は伝送線路に容量結合するように形成された結合手段であることから，結合手段を，伝送線路と共に形成する微小容量を実現する所定の大きさに形成すれば，常に安定した特性の得られるトラップ回路を構成できる。
また，本発明では，第１のトラップ回路にて第１の周波数帯伝送経路を特定の信号が通過するのを阻止し，しかも，第２のトラップ回路にて特定の信号の伝送経路を形成していることから，第２の入力端子から入力された特定の信号が，第１の入力端子から入力された第１の周波数帯の信号と周波数が近く，その信号に比べてレベルが低い場合であっても，これらトラップ回路により，特定の信号が第１の入力端子から入力された第１の周波数帯の信号の影響を受けるのを防止することができる。

また，請求項２に記載の混合器によれば，各トラップ回路を構成する結合手段における少なくとも伝送線路と結合する部分の周面には絶縁材が備えられているので，伝送線路と結合手段を近接させて配置した場合に，伝送線路と結合手段が短絡するのを防止できる。

また，請求項３に記載の混合器によれば，各トラップを構成する結合手段を，ジャンパー線で構成したので，結合手段を安価に作成できる。また，ジャンパー線の可曲性によって，微小容量の調整が可能なトラップ回路を実現できる。

また，請求項４に記載の混合器によれば，トラップ回路を伝送線路と共に絶縁板に形成したので，トラップ回路（延いては混合器）の生産効率を向上することができる。

また次に，請求項５に記載の混合器によれば，トラップ回路を構成するジャンパー線は絶縁板の伝送線路が形成された面側から挿入され，一方は前記共振回路と接続されており，前記結合手段は前記ジャンパー線の他方側を挿入面側から切断することにより形成されているので，トラップ回路の実装効率を向上することができる。

また，請求項６に記載の混合器によれば，少なくとも伝送線路の結合手段と近接する部分に，マスキングを施したことから，伝送線路とジャンパー線とが短絡するのを防止できる。

以下に，本発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明が適用された混合器の構成を表し，図２は図１に示す混合器内のフィルタ回路の周波数特性を示す。図３はフィルタ回路をプリント基板に実装した例を示す正面図であり，図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。図５は本願に係るトラップ回路の異なる実施例を使用したフィルタ回路の実施例を示す正面図であり，図６は図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。

本実施形態の混合器は，ＵＨＦ帯の電波を混合する混合回路を構成しており，サテライト局の電波と，遠方にあって前記サテライト局とは到来方向が異なる電波をそれぞれ異なるアンテナで受信し混合するためのものである。

図１において，ＩＮＰＵＴ１はＵＨＦアンテナで受信した県域放送や地元に設置されたサテライト局からの電波を入力するための入力端子であり，例えばＩＮＰＵＴ１にはＵＨＦ帯のｃｈ２７〜ｃｈ４４の周波数帯にある地上ディジタル放送波及び地上アナログ放送波の信号が入力される。
ＩＮＰＵＴ２は，遠方にある送信塔からの電波である，ｃｈ１３〜ｃｈ２５の地上ディジタル放送波，及びｃｈ３５の地上アナログ放送波を入力するための入力端子である。
尚，前記ｃｈ２７〜４４が請求項に記載の第１の周波数帯であり，前記ｃｈ１３〜２５が請求項に記載の第２の周波数帯であり，ｃｈ３５が請求項に記載の特定の信号である。

先ず，ＩＮＰＵＴ１から入力された信号流れについて説明する。ＩＮＰＵＴ１から入力された地元のｃｈ２７〜４４の信号は，コンデンサーＣ１を介して切替スイッチＳＷ１に入力される。この切替スイッチＳＷ１は入力された信号を，通過させるか抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３からなるアッテネーター回路を通過させるかを選択的に切替可能に切替するためのものである。尚，この切替スイッチＳＷ１が請求項に記載の第１の選択手段である。
次にＳＷ１を通過した第１の周波数帯であるｃｈ２７〜４４の信号は，バンドエリミネーションフィルタＢＥＦ（以下，ＢＥＦと記載する。）に入力される。このＢＥＦはコンデンサーＣ２〜Ｃ９とコイルＬ１〜Ｌ５からなり，この内のコンデンサーＣ９とコイルＬ５との並列共振回路とコンデンサーＣ８とで請求孔に記載の第１のトラップ回路を構成している。尚，本願の実施例ではこのＢＥＦは少なくともｃｈ３５を阻止帯域としている。
ＢＥＦを通過した少なくともｃｈ３５を除くｃｈ２７〜４４の信号はハイパスフィルタＨＰＦ（以下，ＨＰＦと記載する。）に入力される。このＨＰＦはコンデンサーＣ１０〜Ｃ１３とコイルＬ６〜Ｌ８からなり，第２の周波数帯であるｃｈ１３〜ｃｈ２５を阻止帯域とし，ｃｈ２７〜４４を通過帯域とするように構成されており，このＨＰＦを通過した信号はコンデンサーＣ１７を介してＯＵＴＰＵＴから出力される。

次にＩＮＰＵＴ２から入力された信号の流れについて説明する。
ＩＮＰＵＴ２から入力された第２の周波数帯であるｃｈ１３〜２５の信号及び特定の信号であるｃｈ３５の信号は，コンデンサーＣ２１を介して切替スイッチＳＷ２に入力される。
この切替スイッチＳＷ２は入力された信号を，通過させるか抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３からなるアッテネーター回路を通過させるかを選択的に切替可能に切替するためのものである。
尚，この切替スイッチＳＷ２が請求項に記載の第２の選択手段である。
次にＳＷ２を通過したｃｈ１３〜２５及びｃｈ３５の信号は，トラップ回路ＴＲＦ（以下，ＴＲＦと記載する。）に入力される。
このＴＲＦはコンデンサーＣ２３とコイルＬ９との並列共振回路とコンデンサーＣ２２とからなり，地元の放送局からの電波である地上アナログ放送のｃｈ３３の信号を阻止し，遠方の放送局からの電波であるｃｈ３５の受信に影響を与えないようにするためのものである。尚，このＴＲＦが請求項に記載の第２のトラップ回路である。

ＴＲＦを通過したｃｈ１３〜２５及びｃｈ３５の信号は，バンドパスフィルタＢＰＦ（以下，ＢＰＦと記載する。）とローパスフィルタＬＰＦ（以下，ＬＰＦと記載する。）の相互接続点に伝送される。
ＢＰＦはコンデンサーＣ２４〜Ｃ３３とコイルＬ１０〜Ｌ１４からなり，少なくともＩＮＰＵＴから入力された信号の内から特定の信号であるｃｈ３５を通過させ，ｃｈ３３より低いチャンネル及びｃｈ４４より高いチャンネルを阻止帯域とするように構成されており，遠方の放送局からの電波であるｃｈ３５の信号を，地元の放送局から送信されている信号（例えばｃｈ３３）に影響されることなく受信するためのものである。

ＬＰＦはコンデンサーＣ３８〜４０とコイルＬ１５〜２１からなり，ＩＮＰＵＴから入力された信号の内のｃｈ１３〜２５を通過帯域とし，ｃｈ２７より高いチャンネルを阻止帯域とするように構成されており，遠方の放送局からの電波であるｃｈ１３〜２５の信号を通過させるためのものである。

前記ＢＰＦの出力は，前記ＢＥＦと前記ＨＰＦとの相互接続点に接続されており，前記ＢＰＦを通過した少なくともｃｈ３５の信号は，前記ＢＥＦを通過した少なくともｃｈ３５をＢＥＦで除かれたｃｈ２７〜４４と合成されてから前記ＨＰＦに入力され，ＯＵＴＰＵＴから出力される。
また，前記ＬＰＦの出力は前記ＨＰＦの出力と接続されており，前記ＬＰＦを通過したｃｈ１３〜２５の信号はＯＵＴＰＵＴから出力される。
図２にＯＵＴＰＵＴにおける周波数特性の一例を示す。

このように本願の実施例のように，地元の放送局（例えばｃｈ３３）やサテライト局から送信される第１の周波数帯であるｃｈ２７〜４４の範囲内にある信号を受信しつつ，遠方にある放送局からの特定の信号（例えばｃｈ３５）及び電波塔から送信される第２の周波数帯であるｃｈ１３〜２５の範囲内にある信号を受信しようとすると，近接する信号と相互に干渉することなく混合することが必要となるが，このためには特定の信号であるｃｈ３５用のＢＰＦを狭帯域に形成する必要がある。このＢＰＦを狭帯域で特性良く形成するためには，回路が複雑になり，スペースが必要となり，延いては製品のコストがアップしてしまう。そのためにＢＰＦの前に特定の信号に影響を与えるｃｈ３３に対するＴＲＦを備えることによって，ＢＰＦの通過帯域であるｃｈ３５の下側と，阻止帯域であるｃｈ３３の上側における周波数特性を急峻に切り込ませて，ｃｈ３３に対する阻止量を改善することができるのである。

ところでこのようなＴＲＦには，コンデンサーＣ２３とコイル９の並列共振回路に容量性リアクタンスであるコンデンサー２２を介して伝送線路に接続する容量結合のトラップ回路が適している。
このようなＴＲＦに用いられる容量性リアクタンスとしてコンデンサーを用いるのであるが，通常このコンデンサーは１ｐＦ以下の容量のものが使用される場合が多く，上述のように急峻な特性を必要とする場合は，例えば０．２〜０．５ｐＦ程度の微小な容量が要求される。このような微小な容量を実現するためには，コンデンサーを複数個接続して希望の容量を実現する方法を取るのであるが，この方法では希望する容量を得ることが難しかったり，バラツキが大きかったりと実現することが困難であった。

そこで本願においては，図４及び図５に示すごとく，プリント基板ＰＫ上に形成された信号線Ｐと，この信号線Ｐの近傍に備えたコンデンサーＣ２３とコイルＬ９とから成る並列共振回路との間に，該並列共振回路に一方を半田付け等で接続し，他方を自由端とした所定長のジャンパー線２２を備え，前記信号線Ｐと前記ジャンパー線２２とを近接させることによって容量結合させるように形成したものであり，信号線Ｐとジャンパー線２２との結合度を可変することによって所定の微小容量のコンデンサーとして使用するものであり，特性に優れ微調整が容易であり且つ安価に構成できるのである。
尚，ジャンパー線２２として銅線にポリウレタンを被覆したポリウレタン線のような絶縁体を備えた線材を用いれば，信号線Ｐの構成材料である銅箔と線材との間に絶縁体を備えることになるので，相互に短絡する恐れがない。また，信号線Ｐにレジストを被覆させても良い。

次に，前記微小容量コンデンサーの異なる形成方法について図５及び図６を用いて説明する。この実施例ではジャンパー線２２はプリント基板ＰＫに自動装着若しくは手挿入等によって装着され半田付けされることによって実装効率の向上を図ったものである。この実施例によれば前記ジャンパー線２２はコンデンサーＣ２３とコイル９の並列共振回路と，信号線Ｐを挟んだ位置に形成された半田ランドとの間に実装された後に，例えば図６（ａ）に示す状態のままでジャンパー線と信号線Ｐとの間の間隔を，冶具等を使って変形させて結合量を替えるようにしても良いし，図６（ｂ）・（Ｃ）に示すように半田ランド側をニッパー等で切断することによって結合量を可変させるように構成しても良い。これによって，実装効率が良く微調整が容易で特性に優れ且つ安価なトラップ回路が形成でき，更にはこのトラップ回路を備えさせれば，前記混合器のようなフィルタ回路が特性よく且つ安価に実現できるのである。

尚，本発明は上記実施の形態に示すＴＲＦに使用が限定されるものではなく，例えばＢＥＦをなすコンデンサーＣ８，Ｃ９とコイルＬ５とからなるトラップ回路のコンデンサーＣ８に利用してもよい事は言うまでもない。
また，例えば容量性リアクタンスとしてのコンデンサーを形成する手段としてジャンパー線の代わりに，金属材料をプレス成形したものでもよいなど，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。また，実施例に示した周波数配列は一般的な例を示したものであり，この実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。

本願に係るトラップ回路を備えたフィルタ回路の実施例である。図１に示すフィルタ回路の周波数特性を示す。フィルタ回路をプリント基板に実装した例を示す正面図である。図３におけるＡ−Ａ線断面図である。本願に係るトラップ回路の異なる実施例を使用したフィルタ回路の実施例を示す正面図である。図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

Ｃ１〜１７…コンデンサー，Ｃ２１〜３３…コンデンサー，Ｃ３８〜４０…コンデンサー，Ｌ１〜Ｌ１８…コイル，Ｒ１〜３…抵抗，Ｒ２１〜２３…抵抗，ＳＷ１・ＳＷ２…切替スイッチ，ＩＮＰＵＴ１，ＩＮＰＵＴ２…入力端子，ＯＵＴＰＵＴ…出力端子，ＢＥＦ…バンドエリミネーションフィルタ，ＢＰＦ…バンドパスフィルタ，ＨＰＦ…ハイパスフィルタ，ＬＰＦ…ローパスフィルタ，ＴＲＦ…トラップ回路，ＰＫ…プリント基板，Ｐ…信号線

Claims

第１の入力端子，第２の入力端子，及び，出力端子を備え，前記第１及び第２の入力端子に入力された信号を混合して前記出力端子から出力する混合器において，
前記第１の入力端子から入力された信号を，信号通過回路か減衰器かのいずれかの経路を介して選択出力するための第１の選択手段と，
前記第１の選択手段を介して前記第１の入力端子から入力された信号の内，特定の信号の通過を阻止する，第１のトラップ回路からなる第１のフィルタ手段と，
一端が前記出力端子に接続され，前記特定の信号の周波数を含む第１の周波数帯を通過帯域とし，該第１の周波数帯より低い第２の周波数帯を阻止帯域とする第２のフィルタ手段と，
前記第２の入力端子から入力された信号を，信号通過回路か減衰器かのいずれかの経路を介して選択出力するための第２の選択手段と，
一端が前記第２の選択手段に接続され，前記特定の信号の近傍に共振点を有する第２のトラップ回路と，
一端が前記第２のトラップ回路の他端に接続され，他端が前記第２のフィルタ手段の前記出力端子とは反対側に接続され，前記第２の選択手段及び前記第２のトラップ回路を介して前記第２の入力端子から入力された信号の内，前記特定の信号を前記第２のフィルタを介して前記出力端子から出力させ，該特定の信号の下側周波数帯及び上側周波数帯の信号の通過を阻止する第３のフィルタ手段と，
一端が前記第２のトラップ回路の他端に接続され，他端が前記出力端子に接続され，前記第１の周波数帯の信号の通過を阻止し，前記第２の周波数帯の信号を通過させる第４のフィルタ手段と，
を備え，
前記第１及び第２のトラップ回路は，信号の伝送経路に対し共振回路を，容量性リアクタンスを介して接続するよう構成され，しかも，該容量性リアクタンスの一端は前記共振回路に接続され，他方は前記伝送線路に容量結合するように形成された結合手段であることを特徴とする混合器。
前記結合手段における少なくとも伝送線路と結合する部分の周面には絶縁材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の混合器。
前記結合手段は，ジャンパー線であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の混合器。
前記トラップ回路は前記伝送線路と共に絶縁板に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の混合器。
ジャンパー線は絶縁板の伝送線路が形成された面側から挿入され，一方は前記共振回路と接続されており，前記結合手段は前記ジャンパー線の他方側を挿入面側から切断することにより形成されたことを特徴とする請求項４に記載の混合器。
少なくとも前記伝送線路の前記結合手段と近接する部分にはマスキングを施したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の混合器。