JPH02183608A - ミクサ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は衛星放送用受信機の第２周波数変換器に利用さ
れるミクサ回路に関する。

従来の技術 衛星放送は、赤道上空高度３万６．ＯＯＯｋｍに静止し
た放送衛星から１２ＧＨｚ帯の電波を放射し、高利得の
パラボラアンテナ等で受信する。パラボラアンテナで集
束された電波は、低雑音コンバータによりＩＧＨｚ帯に
周波数変換された後、同軸ケーブルより屋内に導びかれ
る。この周波数変換は一般に第１周波数変換と呼ばれる
。屋内に導びかれたＩ　Ｇ　Ｈｚ帯のＴＶ信号は、周波
数変換されて４００ＭＨｚ帯の第２中間周波信号となり
、この第２中間周波においてＦＭ復調の信号処理がされ
て画像と音声の信号が得られる。第２周波数変換器は選
局機能を果しており、ＩＧＨｚ帯の第１中間周波信号か
ら１波を選択して、第２中間周波信号を得る役割を有す
る。

従来、この第２周波数変換器としては、トランジスタを
用いたトランジスタミクサやダイオードとバラントラン
スとを用いたダイオードミクサが使用されていた。トラ
ンジスタミクサは変換利得があるという利点があるもの
の、インターセプトポイントが低いためダイオードミク
サの方が一般的によく用いられていた。

以下図面を参照しながら従来例について説明する。第４
図は最もよく利用されるダブルバラントランストミクサ
の等価回路図を示している。第４図で４，５はバラント
ランス、６，７．８．９はダイオードである。このミク
サは各ポート間が平衡しているのでアイソレーションが
あり、端子３に加わる局部発振信号及び端子に加わる高
周波入力信号が中間周波出力端子７に漏れる量が小さい
ので、アイソレーションのためのフィルタの設計が楽で
ある。

第５図はシングルバランスドミクサの等価回路図を示し
ており、５はバラントランス、６．７はダイオードであ
る。シングルバランスドミクサの特徴は、ダブルバラン
スドミクサに比べ構成がより簡単であり、コストが安価
であることと、ダイオード及びバラントランスが少ない
ため変換損失が小さいことである。その反面、高周波入
力端子１と中間周波出力端子１間のアイソレーションは
ないので、より減衰特性の良好なフィルタが必要である
（参考文献；高周波回数の設計と実際宮木幸彦著昭６２
年１０月発行）。

バラントランスは、周波数がＩＧＨｚの信号を取扱うた
め小型のトロイダルコアやいわゆるメガネコアを使用し
て構成するのが一般的であり、第６図に示すように直径
０．１〜０．３■朧程度の線材をコア５°に巻きつける
ことにより作られる（参考文献：民生用高周波デバイス
ハンドブック日本電気■昭６１年６月発行）。ここで３
０．３１は不平衡端子、３２．３３は平衡端子、３４は
接地端子である。

こうして得られたバラントランス及びダイオードをブリ
インド基板に実装してミクサ回路が構成されるが、第７
図ａ、ｂはその一例を示している。

ミクサ回路として最も重要な変換損失の周波数特性は、
第８図に示すように６〜７ｄＢが得られ、ダブルバラン
スドミクサでは８〜１ＯｄＢであるのに比べれば、やや
変更１員失は少なくなる。

以上のように構成されたミクサ回路について、以下その
動作についてシングルバランスドミクサを例にとって説
明する。第５図のバラントランス５の役割は、局部発振
入力端子３に印加される局部発振器出力信号を不平衡−
平衡変換してダイオード６．７に注入することである。

ここで重要なことは、バラントランス５が平衡している
ことであり、その意味は、Ａ点及び０点の局部発振器出
力成分の位相がＢ点（巻線の中点タップ）に対してそれ
ぞれ±９０ａ１±９０°となっていることである。この
ように平衡しておれば、分離された局部発振器出力信号
は高周波入力端子及び中間周波出力端子１において互い
に打ち消すようになるので、いわゆるアイソレーション
が良好となる。ダイオード６．７は高い周波数の信号に
対しても充分速いスイッチング特性が必要であるのでシ
ョットキーバリヤダイオードが通常用いられる。これら
のダイオードが局部発振信号によりオン、オフすると考
えると第９図のような等価回路を考えることができる。

（参考文献ニドロイゲルコア活用百科Ｐ、２７０山村英
穂著昭５８年１月） 第９図によれば、端子１に加わる高周波入力信号は局部
発振信号によりスイッチングされるので、次式で表わさ
れるような成分の出力中間周波出力端子ｌに表れる。

’ｌＦ＋ｍ＋、、−±ｍ　ｆＨ，＋　ｎ（、。

ｍ、ｎ＝ｏ、１．２．３・・・ 上式でｍ＝ｎｚＱ以外の高次の出力は中間周波出力端子
に接続されるＬＰＦで除去されて、中間周波信号として
は、局部発振信号と高周波人力信号の周波数の差の成分
のみが取り出されて、周波数変換の機能を果たすことが
できる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、第７図に示すような従来例におけるミク
サ回路では、バラントランス５をプリント基板１４に実
装するために、バラントランス５の入出力端子となる線
材をプリントｉ板１４に設けられた孔に挿入した後に、
牛用デイツプ等で電気的接続を行なう必要があった。バ
ラントランス５に使用される線材は直径０．１〜０．３
録程度の銅線にポリウレタン等の保護皮膜を付けたもの
であり、軟かであるため実装時の端子の挿入がやりに（
く、その端子長も変化しやすいので、変換利得等の性能
もバラツキ易いという欠点があった。

本発明は上記課題に鑑み、量産時に性能のバラツキが少
なく、プリント基板への実装の容易なミクサ回路を提供
するものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明のミクサ回路は、フェ
ライトコアに線材を巻きつけてなる、対の不平衡端子と
、接地端子と一対の平衡端子とを有するバラントランス
と、そのバラントランスの各々の端子を支持台端部に備
わる各々の導電性ステムに接続し、かつバラントランス
を固定する前記支持台と、一対の平衡端子間に同一の極
性で直列接続されたダイオードと、前記支持台の各々の
平衡端子と接地端子間に接続された空心コイルとを備え
、一対の不平衡端子を局部発振入力端子とし、直列接続
されたダイオードの接続点を高周波入力端子及び中間周
波出力端子とするものであ作用 この構成によって、本発明のミクサ回路では、。

局部発振信号はバラントランスの一対の不平衡端子の一
方を接地端子、他方を入力端子として入力される。入力
された局部発振信号はバラントランスによって不平衡−
平衡変換がなされて、位相が１８０度異ｌ６平衡信号と
なって各々の平衡端子−接地端子間に生じる。この平衡
化された局部発振信号は、平衡端子間に同一極性で直列
接続されたダイオードを局部発振信号の周期の一方の半
分でオンさせ、他方の半分ではオフさせる。よって入力
される局部発振信号の振幅は、使用されるダイオードを
充分導通させるだけの大きさが必要である。高周波信号
は直列接続されたダイオードの接続点に入力されている
ので、高周波信号は局部発振信号の周期でダイオードに
よりスイッチングされる。このスイッチング作用により
高周波信号と局部発振信号からミクサ動作により、中間
周波信号及び高次の周波数成分を有する信号が中間周波
出力端子に生じる。これを中間周波出力端子に接続され
るＬＰＦ　（低域通過フィルタ）を介して取出せば、中
間周波信号のみが得られる。

さて、局部発振信号によってスイッチングされるダイオ
ードを高周波入力端子側から見るとき、仮りにバラント
ランスの平衡端子とダイオードの接続点までのリード長
が充分短かければ、そのインピーダンスは接地状態と開
放状態となるのでミクサ動作は効率よく行なわれる。し
かしながら、本発明の場合には、バラントランスの固定
のため歩ステム付の支持台を使用しており、バラントラ
ンスの平衡端子とダイオードの接続点までのリード長は
無視できなくなり、高い周波数を扱うほどミクサの変換
撰は大きくなってしまう。これは、高周波入力端子から
ダイオード側を見たインピーダンスがミクサ動作に理想
的な接地及び開放状態にスイッチングさないためである
。そこでダイオードと支持台の平衡端子である各々のス
テムとの接続点と接地端子間にそれぞれ空心コイルを接
続することによりインピーダンスを下げれば、ミクルの
使用により局部発振信号の振幅はやや減衰するが、衛星
放送受信機の場合のように上側ローカルの周波数変換で
は大きな課題とはいえない。

また、各々の空心コイルは同一のものを用いることによ
り、バラントランスの平衡端子のバランスを損なわない
ようにすることができるので局部発振信号の高周波入力
端子への漏れは悪化することはない。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図ａ、ｂは、本発明の一実施例におけるミ
クサ回路を示すものである。第１図において、１は高周
波入力端子及び中間周波出力端子で、３は局部発振入力
端子で、５は局部発振信号を不平衡−平衡変換するため
のバラントランスであり、６及び７は局部発振信号によ
ってスイッチングされるシッットキーバリアダイオード
あり、１０はバラントランス５を固定し、プリント基板
１９にそれを挿入しやすくするための支持台である、ま
た１１はバラントランス５の端子と接続される支持台ス
テム、１２．１３は一端が支持台ステム１１を介してバ
ラントランス５の一対の平衡端子に他端が接地端子（接
地スルーホール＞　１４．１５に各々接続された空心コ
イルである。第１図の等価回路を第２図に示している。

第２図で支持台１０のステム１１等のインダクタンス成
分は、インダクタンス２０．２１．２２．２３．２４に
より表わしている。

局部発振入力端子３より人力された局部発振信号は、バ
ラントランス５によって、不平衡−平衡変換されてダイ
オード６．７に供給され、ダイオード６．７をスイッチ
ングする。この時、高周波入力端子１からダイオード側
を見たインピーダンスは、支持台ステム１１等によるイ
ンダクタンス成分２０．２１．２２等によって、ミクサ
動作に理想的な接地及び開放状態にスイッチングされな
い、即ち、空心コイルを接続しない場合のミクサの変換
損失は第３図に示すように高域で周波数特性が悪い。

これを補償するために、空心コイル１２．１３によりダ
イオード６．７と支持台１０の接続点のインピダンスを
下げれば、ミクサの変換損の劣化は第３図に示すように
回復できる。空心コイルは線径０゜６１＠で径３龍、１
．５タ一ン程度でよく、多少空心コイルのインダクタン
スを変えてもミクサの特性変化は少ない。インダクタン
スを下げる目的でキャパシタンス成分を追加することは
、衛星放送では局部発振周波数は第１中間周波数（１，
０４９〜１．３１８ＧＨｚ）よりも４０２．７８Ｍ　Ｈ
ｚ高い周波数であるので、局部発振信号のダイオードに
供給される振幅を著るしく減衰させるので好ましくない
。

なお、本実施例では、支持台１０のインダクタンス成分
を補償する目的で空心コイル１２．１３を用いたが、空
心コイルのかわりにプリント基板にマイクロストリップ
ラインを形成しても同等の効果を得ることができ、その
時のマイクロストリップラインの幅はＱ　、　３　ｍｍ
、長さは約２５１−である、ただし、プリント５板はガ
ラスエポキシ基材で厚さ１．０ｆｉのものを使用した場
合である。マイクロストップラインの場合でも、その長
さ等を多少変えてもミクサの特性変化は少ない。

また、バラントランスにはメガネコアを用いて最も基本
的な伝送トランスの巻き方を示したが、純伝送トランス
に巻いても、またトロイダルコアを用いたバラントラン
スを用いても支持台に固定すると高域の変１０　ｔｌ失
が悪くなるが、空心コイルによってその劣化を回復でき
る。

発明の効果 以上のように本発明は、バラントランスを支持台に固定
し、支持台のステム等により生じたインダクタンス成分
を空心コイルにより補償することにより、量産時の特性
のバラツキが少なく、プリント基板への実装の容易なミ
クサ回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは本発明の一実施例におけるミクサ回路の
平面図及び側面図、第２図は本発明の一実施例における
等価回路図、第３図はその変換損失の周波数特性図、第
４図は従来例におけるダブルバランスドミクサの等価回
路図、第５図は従来例におけるシングルバランスドミク
サの等価回路従来例におけるノングルバランスドミクサ
の平面図及び側面図、第８図は従来例におけるシングル
バランスドミクサの変換損失の周波数特性図、第９図は
従来例におけるシングルバランスドミクサの等価回路図
である。 ｌ・・・・・・高周波人力／中間周波出力端子、３・・
・・・・局部発振入力端子、５・・・・・・バラントラ
ンス、６７・・・・・・ダイオード、１０・・・・・・
支持台、１１・・・・・・支持台ステム、１２．１３・
・・・・・空心コイル。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名５−・バラ
ントラノヌ ６，７°−ショット午−ハリアタイオード１０−支１呼
會 １１−支衿缶ステム Ｉ？、　１３−−た心コイル ｔ４．１５−・・移り也スルーホール １９゛−ブソント基板 （ａン １−−一尺Ｆ／ＩＦ儲「子 ３−・Ｌｏ＠子 ｆ、２　　　　　　１．４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フェライトコアに線材を巻きつけてなる、一対の不平衡
   端子と、接地端子と一対の平衡端子とを有するバラント
   ランスと、前記バラントランスの各々の端子を支持台端
   部に備わる各々の導電性のステムに接続し、かつバラン
   トランスを固定する前記支持台と、一対の平衡端子間に
   同一の極性で直列接続されたダイオードと、前記支持台
   の各々の平衡端子と接地端子間に接続された空心コイル
   とを備え、一対の不平衡端子を局部発振入力端子、直列
   接続されたダイオードの接続点を高周波入力端子及び中
   間周波出力端子とするミクサ回路。