JPH0328086B2

JPH0328086B2 -

Info

Publication number: JPH0328086B2
Application number: JP61314573A
Authority: JP
Inventors: Yukio Suzuki
Original assignee: EASTERN STEEL
Current assignee: EASTERN STEEL
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1991-04-18
Also published as: JPS63161717A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、スーパーヘテロダイン受信機におけ
るイメージ信号を抑圧するための高周波同調回路
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

スーパーヘテロダイン受信機におけるイメージ
信号を抑圧するためには、高周波同調フイルタの
段数を増設したり、その同調コイルが反共振点を
有するように構成したり、さらにイメージ信号用
のトラツプ回路を別に設けるなどの手法が従来用
いられている。

しかし、同調フイルタの段数の増設は同調フイ
ルタを構成するコイル、可変容量素子であるバリ
コンや可変容量ダイオードの数が増すので価格が
高くなるばかりでなく、段数の増設による回路の
調整も複雑になる。同調フイルタを並列共振回路
で構成してコイルに反共振点を持たせる場合に
は、タツプの位置やコイルの結合係数の調節が難
しく、回路設計上の自由度が制限されるので望ま
しくない。また、反共振点と共振点の周波数の位
置関係は固定されているので、特定の受信周波数
に対応するイメージ信号は抑圧されても、受信周
波数の変化と共にイメージ信号の周波数が移動す
ると効果がないばかりか、反共振点をすぎた周波
数では反共振点を設けたことにより、あたかもは
ね返りが生ずるように信号の減衰量は急激に少な
くなり、かえつてイメージ信号の抑圧状態が悪く
なることが多い。

トラツプ回路も特定の周波数のイメージ信号し
か抑圧できない。

このように、従来は受信周波数によつて周波数
の移動するイメージ信号を簡単な回路構成で一様
に抑圧する完成された手法はなかつた。

〔目的〕

本発明の目的は、同調トランスに非同調トラン
スを接続し、イメージ信号の周波数では両方のト
ランスの出力の位相が逆位相の状態で加算される
ようにして、広い受信帯域でほぼ一様にイメージ
信号を抑圧できる高周波同調回路を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための技術手段〕

本発明は、１次巻線を入力側とし、高周波出力
を得る出力側の２次巻線に可変容量素子を接続し
て直列共振回路を形成してある同調トランス、入
力側が同調トランスの該１次巻線と直列接続し、
出力側が該直列共振回路と並列接続する非同調ト
ランスからなり、出力側に接続する共通の負荷に
供給される同調トランスと非同調トランスの出力
電流の位相は同調トランスの同調周波数よりイメ
ージ信号の周波数のある側では互いに逆位相とな
り、イメージ信号の周波数のない側では同位相と
なつて加わるように接続してあり、しかも受信周
波数に応じて同調周波数を変化させた場合に、特
定の受信周波数に対応するイメージ信号の周波数
で夫々のトランスの出力電流の振幅レベルがほぼ
等しくなるように調節してあることを特徴とする
スーパーヘテロダイン受信機の高周波同調回路に
ある。

この特定の受信周波数に対応するイメージ信号
の周波数は、受信帯域全体で同調トランスと非同
調トランスの出力電流の振幅レベルの等しくなる
周波数とイメージ信号の周波数のずれが最も少な
くなるように選択する。さらに具体的には、受信
帯域内の高い受信周波数ほど受信周波数とイメー
ジ信号の周波数の差が小さくなり、そのイメージ
信号の抑圧が難しいので、比較的に高い受信周波
数におけるイメージ信号の周波数を選択すること
が受信帯域全体でのイメージ信号の抑圧に望まし
い。

〔実施例〕以下本発明の高周波同調回路の基本的な実施例
を示す第１図の回路図、その特性図である第２図
乃至第４図を参照しながら説明する。

第１図において、Ｔ１は同調トランス、Ｔ２は
非同調トランスである。

同調トランスＴ１は入力側の１次巻線Ｌ１１、
出力側の２次巻線Ｌ１２からなり、１次巻線Ｌ１
１の両端は、端子１と端子２、２次巻線Ｌ１２の
両端は端子３と端子４に夫々接続する。１次巻線
Ｌ１１の端子１に接続する側と、２次巻線Ｌ１２
の端子３に接続する側が同極性である。端子４と
アース間には可変容量ダイオードＤ１が接続して
あり、２次巻線Ｌ１２と可変容量ダイオードＤ１
からなる直列共振回路が形成してある。高周波同
調回路のホツト側の入力端子をも兼ねる端子１に
加えられる入力信号は、この直列共振回路で同調
される。

非同調トランスＴ２は、入力側の１次巻線Ｌ２
１、出力側の２次巻線Ｌ２２からなり、１次巻線
Ｌ２１の両端は端子５と端子６、２次巻線Ｌ２２
の両端は端子７と端子８に夫々接続する。１次巻
線Ｌ２１の端子５に接続する側と２次巻線Ｌ２２
の端子８に接続する側が同極性である。そして、
端子６と端子８がアースされ、端子５と端子７は
同調トランスＴ１の端子１と端子４に夫々接続す
る。

このようにして、非同調トランスＴ２の１次巻
線Ｌ２１は同調トランスＴ１に形成してある１次
巻線Ｌ１１と直列接続し、２次巻線Ｌ２２は同調
トランスＴ１の２次巻線Ｌ１２と可変容量ダイオ
ードＤ１からなる直列共振回路に並列接続する。
そして、端子３と端子７は同調トランスＴ１と非
同調トランスＴ２の共通の負荷４０に接続し、負
荷４０により出力電圧が得られる。負荷４０は、
高周波増幅器や周波数変換部の回路部分が対応す
る。I₂とI₃は、同調トランスＴ１と非同調トラン
スＴ２から夫々負荷４０に供給される出力電流で
ある。

ところで、第２図は同調トランスＴ１と非同調
トランスＴ２が第１図のように互いに接続されて
いない場合の夫々のトランスより負荷４０に供給
される出力電流特性を示す特性図である。横軸は
周波数、縦軸は電流レベルをとつてある。

｜I₂｜は、入力信号の周波数が変化した場合に
同調トランスＴ１の出力側の端子３から負荷４０
に供給される出力電流I₂の振幅であり、同調周波
数₀でその電流レベルが最も大きくなる。

｜I₃｜は点線で示してあるが、非同調トランス
Ｔ２の出力側の端子７から負荷４０に供給される
出力電流I₃の振幅であり、入力側の端子５と端子
６間に加えられる入力信号の周波数が変化しても
その電流レベルは周波数に依存することなく平坦
である。₁は、出力電流I₂の振幅｜I₂｜と出力電
流I₃の振幅｜I₃｜が等しくなる同調周波数₀より
高い周波数である。この周波数₁は後に述べるよ
うに特定の受信周波数に対応するイメージ信号の
周波数に一致する。

第３図は、同様に互いに接続されていない場合
の入力信号に対する出力電流の位相の状態を示す
特性図である。

Φ₂は端子３から負荷４０に供給される出力電
流I₂の入力電流I₁に対する位相であり、同調周波
数₀の近傍で変化する。そして、同調周波数₀よ
りも低い側はほとんど180゜進んでおり、高い側は
同相になる。他方、点線で示してあるΦ₃は、端
子５と端子６間に入力電流I₁が加えられた場合に
出力側の端子７から負荷４０に供給される出力電
流I₃の位相であり、入力電流I₁に対して常に180゜
進んでおり、周波数により変化しない。

このような出力電流の位相関係が、夫々のトラ
ンスにおける１次巻線と２次巻線の極性を第１図
のようにして得られる。

なお、位相Φ₂が同調周波数₀近傍で変化する
理由は次の通りである。

今、負荷４０の抵抗値をＲ（Ω）、２次巻線Ｌ１
２のインダクタンス値をＬ（Ｈ）、可変容量ダイオ
ードＤ１の容量値をＣ（Ｆ）、１次巻線Ｌ１１と２
次巻線Ｌ１２の巻数比を１：ｎとすると、端子３
と端子４間で見たインピーダンスZ₂は(1)式で表さ
れる。

Z₂＝１／１／jωL＋１／Ｒ＋１／jωC ＝−ω²LCR＋jωL／（１−ω²LC）＋jωCR（Ω）(1
) ここで１次巻線Ｌ１１に入力電流I₁を流した時
に、端子１と端子２間、端子３と端子４間に発生
する電圧を夫々E₁，E₂とすると、電圧は巻数比、
インピーダンスは巻数比の二乗に比例して同調ト
ランスＴ１で変換されることにより(2)式と(3)式が
成立する。

E₁＝I₁・Z₂・１／n²（Ｖ） (2) E₂＝ｎ・E₁（Ｖ） (3) (2)、(3)式から(4)式が成立する。

E₂＝１／ｎ・I₁・Z₂（Ｖ） (4) 負荷４０を流れる出力電流I₂は(5)式で表される。

I₂＝E₂／Ｒ＋１／１／jωC(A) (5) (4)、(5)式から(6)式が成立する。

I₂／I₁＝１／ｎ・Z₂／Ｒ＋１／jωC (6) (6)式に(1)式を代入して整理すると、(7)式とな
る。

l₂／I₁＝１／ｎ・ −ω²LC（１−ω²LC）＋jω³LC²R／（１−ω²LC）²＋ω
²C²R²(7) (7)式は電流の伝送特性を表しており、位相Φ₂
は(7)式の虚数部分を実数部分で除してその逆正接
をとつた(8)式で与えられる。

Φ₂＝tan^-1ωCR／ω²LC−１（゜） (8) (8)式より入力電流I₁に対する出力電流I₂の位相
Φ₂は、ω²LC−１＝０となる同調周波数において
90゜進んでおり、これよりも充分低い周波数では
180゜進み、充分高い周波数では0゜（同相）である
ことがわかる。

そして、第２図、第３図のような出力電流の特
性を示す同調トランスＴ１と非同調トランスＴ２
を第１図のように接続することにより高周波同調
回路の出力端子の役割をする端子３と端子７から
負荷４０に供給される出力電流（I₂＋I₃）は、第
４図の特性図のような出力電流特性を示し、負荷
４０の両端からは、この電流（I₂＋I₃）に比例し
た出力電圧特性が得られる。

負荷４０に供給される電流（I₂＋I₃）は、振幅
および位相関係の夫々異なる出力電流I₂と出力電
流I₃が加算されたものである。従つて、同調周波
数₀と周波数₁間では出力電流I₂よりも急激に電
流（I₂＋I₃）の振幅｜I₂＋I₃｜の電流レベルが下
がり、周波数₁で最低になり、その後わずかに上
昇する。これは、第２図、第３図の説明からも明
らかなように、同調周波数₀より高い周波数では
同調トランスＴ１の出力電流I₂と非同調トランス
Ｔ２の出力電流I₃の位相が180゜ずれて逆位相であ
り、両方の電流の振幅は実質的に減算されること
による。

出力電流I₂と出力電流I₃の振幅の等しい周波数
₁では最もレベルが下がり、周波数₁を越えると
振幅｜I₃｜が振幅｜I₂｜より大きくなるので振幅
｜I₂＋I₃｜の電流レベルもやや上昇する。しか
し、振幅｜I₂｜の下降状態は飽和するので振幅｜
I₃｜と振幅｜I₂｜の差はあまり広がることはな
い。従つて、わずかの上昇に止まり、従来の反共
振点をすぎた場合のように極端に上昇することは
ない。

そして、第４図の出力電流特性を示す本発明の
高周波同調回路は、出力電流I₂と出力電流I₃の振
幅が逆位相の状態で等しくなり、出力電流（I₂＋
I₃）の振幅｜I₂＋I₃｜の電流レベルの最も下がる
周波数₁を特定の受信周波数に対応するイメージ
信号の周波数と一致させることによりその抑圧の
効果を発揮する。受信周波数が同調周波数₀に対
応することは、言うまでもない。

周知のように、上側へテロダイン方式の場合、
イメージ信号の周波数は受信周波数に中間周波数
の２倍を加えた値に等しいので、同調周波数₀と
イメージ信号の周波数に一致する周波数₁との関
係を設定することは容易である。もつとも、受信
周波数が変化するとイメージ信号の周波数も移動
するために、周波数₁とイメージ信号の周波数は
多少ずれる。しかし、第２図からも明らかなよう
に、同調周波数₀が変化するにつれて振幅｜I₂｜
と振幅｜I₃｜の交点である周波数₁も移動するの
で大きくずれることはない。従つて、受信帯域全
体でもつともずれの少なくなるように特定の受信
周波数を選択し、そのイメージ信号の周波数に周
波数₁を一致させることにより、同調周波数₀が
変化しても周波数₁はイメージ信号の周波数を追
いかけて受信帯域全体で移動しイメージ信号を抑
圧できる。

なお、非同調トランスＴ２は、周波数₁を設定
するために１次巻線Ｌ２１と２次巻線Ｌ２２の極
性や巻数比が定められるが、出力側のインダクタ
ンス値は、出力側の負荷４０に対して過負荷とな
らない程度のインピーダンスであればよく、受信
帯域が中波帯であれば数10μ〜数mmＨ程度で用い
得る。また、無負荷Ｑも10〜20程度でよい。な
お、非同調トランスＴ２は、受信周波数およびイ
メージ信号の周波数の存在する帯域より充分低い
か、高い周波数で同調点があつても、その帯域内
で位相および振幅が一定であればさしつかえな
い。１次巻線Ｌ２１と２次巻線Ｌ２２は絶縁され
ているが、第１０図の結線図のように入力側の１
次巻線は、出力側の２次巻線Ｌ２２からタツプに
より引き出して構成してもよい。反対に出力側の
２次巻線を、入力側の１次巻線からタツプにより
引き出す場合もある。いずれの場合も、同調トラ
ンスＴ１の１次巻線Ｌ１１、２次巻線Ｌ１２のい
ずれかの極性を逆にして同じ位相関係を得るよう
にする。さらに、下側へテロダイン方式の場合、
イメージ信号の周波数は、受信周波数から中間周
波数の２倍の値を減じた値になるが、その場合位
相Φ₂と位相Φ₃は同調周波数₀よりも低い側で逆
位相になり、高い側で同位相になるようにすれば
よい。

第５図は本発明の高周波同調回路の他の実施例
を示す回路図であり、車載用の中波帯の受信機に
応用したものである。

この高周波同調回路は複同調形にしてあり、２
個の同調トランスＴ３、同調トランスＴ５、１個
の非同調トランスＴ４からなる。

同調トランスＴ３の１次巻線Ｌ３１の両端は端
子９と端子１０に接続し、２次巻線Ｌ３２の両端
は端子１１、端子１２に接続する。端子１２は同
調トランスＴ５の１次巻線Ｌ５１のタツプ２２に
接続する。端子９は高周波同調回路のホツト側の
入力端子の役割をする。１次巻線Ｌ３１の端子９
に接続する側と、２次巻線Ｌ３２の端子１２に接
続する側が同極性である。

非同調トランスＴ４の１次巻線Ｌ４１の両端は
端子１３、端子１４に接続し、２次巻線Ｌ４２の
両端は端子１５、端子１６に接続する。１次巻線
Ｌ４１の端子１４に接続する側と２次巻線Ｌ４２
の端子１５に接続する側が同極性であり、端子１
３と端子１５は同調トランスＴ４の端子１０と端
子１２に夫々接続する。端子１４、端子１６はア
ースされる。

同調トランスＴ５の１次巻線Ｌ５１の両端は端
子１７、端子１８に接続し、２次巻線Ｌ５２の両
端は端子１９、端子２０に接続する。１次巻線Ｌ
５１と、２次巻線Ｌ５２の極性は問わない。端子
１８、端子２０はアースされており、端子１９が
高周波同調回路のホツト側の出力端子の役割をす
る。

端子１７はコンデンサＣ２、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ
１、コンデンサＣ１を経て同調トランスＴ３の端
子１１に接続する。コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１の
接続点とアース間には、可変容量ダイオードＤ
２、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２の接続点とアース
間には、可変容量ダイオードＤ３が接続する。抵
抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点は、バイアス電圧を供
給するための端子２１に接続する。

抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２はバイアス用の抵抗であ
り、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２は直流を遮
断する役割をする。

第５図の高周波同調回路は第１図の負荷４０に
相当する同調トランスＴ５の１次巻線Ｌ５１と可
変容量ダイオードＤ３により並列共振回路が形成
してあり、さらに同調トランスＴ３の２次巻線Ｌ
３２と可変容量ダイオードＤ２により直列共振回
路を形成してある。

非同調トランスＴ４の２次巻線Ｌ４２は同調ト
ランスＴ３の直列共振回路に並列接続し、１次巻
線Ｌ４１は同調トランスＴ３の１次巻線Ｌ３１に
直列接続する。そして、端子９からの入力信号は
２つの共振回路で複同調されるが、同調トランス
Ｔ３と非同調トランスＴ４を前記したように接続
することにより、第１図の実施例と同じようにし
てイメージ信号は抑圧される。

なお、第５図の実施例では高周波同調回路の出
力端子の役割をする端子１９とアース間に得られ
る出力電圧特性において、中間周波数を450KHz
とし、同調周波数が比較的に高い1400KHzの時の
イメージ信号の周波数2300KHzを最も抑圧するよ
うにしてある。つまり、同調トランスＴ３と非同
調トランスＴ４の夫々の出力電流特性において、
１つの受信周波数である1400KHzに対応するイメ
ージ信号の周波数2300KHzで出力電流の振幅レベ
ルを同じにする。2300KHzの周波数は第１図の実
施例における周波数₁に対応する。同調トランス
Ｔ３の１次巻線Ｌ３１と２次巻線Ｌ３２の巻数比
は１：６、非同調トランスＴ４の１次巻線Ｌ４１
と２次巻線Ｌ４２の巻数比は１：５程度にすれば
よい。

第６図、第７図、第８図は、第５図の高周波同
調回路の出力電圧特性を示す特性図であり、縦軸
は端子１９と端子２０間に得られる出力電圧
V_19-20の振幅｜V_19-20｜のレベルを減衰量で表し
てある。同調周波数は、夫々1400KHz、600KHz、
1600KHzである。点線は、非同調トランスＴ４が
接続されない従来の出力電圧の振幅である。非同
調トランスＴ４が接続されない場合、端子１０は
アースされる。

第６図は、第１図の実施例における周波数₁に
対応する周波数を2300KHzにしてあるので、最も
大きな減衰量の周波数とイメージ信号の周波数が
一致してイメージ信号は完全に抑圧される。

第７図では、イメージ信号の周波数1500KHzが
最も減衰量の大きな周波数である1100KHz近傍よ
りも高い方向にずれているが、点線の場合に比較
して20dB以上減衰している。

第８図では、イメージ信号の周波数2500KHzが
最も減衰量の大きな周波数よりも低い方向にずれ
ているが、30dB以上点線の場合に比較して減衰
している。

この中波帯における実施例から明らかなように
上側へテロダイン方式では、受信帯域内の比較的
に高い周波数側ではイメージ信号の周波数が最も
減衰量の大きな周波数よりも低い方向にあり、ま
た比較的に低い周波数側ではイメージ信号の周波
数が最も減衰量の大きな周波数よりも高い方向に
あるように高周波同調回路の出力電圧特性を設定
することが望ましい。そのために、特定の受信周
波数に対応するイメージ信号の周波数を2300KHz
に選択したが、中波帯の受信帯域で受信周波数と
共に移動するイメージ信号を従来に比較して、
20dBから40dBまで減衰量を大きくして改善でき
る。なお、他の回路部分との関係によつては、受
信周波数が1000KHzの時のイメージ信号の周波数
1900KHzから実施例のイメージ信号の周波数程度
の範囲でイメージ信号の１点を選択することによ
り同様に望ましい結果が得られる。

第９図は、互いに接続する同調トランスと非同
調トランスの巻回されるコアの断面図である。

３枚鍔のドラム状のコア３０には、２つの巻溝
３１と巻溝３２があり、巻溝３１に同調トランス
Ｔ３の１次巻線Ｌ３１と２次巻線Ｌ３２、巻溝３
２に非同調トランスＴ４の１次巻線Ｌ４１と２次
巻線Ｌ４２というように、同調トランスＴ３と非
同調トランスＴ４の巻線を夫々別の巻溝に巻回し
てある。３３は、コア３０を被うつぼ状のコアで
あり、上下動させて同調トランスＴ３の特性を調
節する。

このようにして、互いに接続する同調トランス
と非同調トランスを同じコア３０に巻回すれば、
非同調トランスが新たに接続されても高周波同調
回路の形状、特に大きさはほとんど変わらない
し、余分のコアのために価格が上昇することもな
い。また、高周波同調回路の組立も容易になる。

なお本発明における同調トランスと非同調トラ
ンスは巻線を巻回してあるが、回路基板上に巻線
と同じ役割をする導体パターンを形成してトラン
スを構成する公知の技術もあるので、このような
技術を用いて構成してもよい。

〔効果〕

以上述べたように、本発明の高周波同調回路は
少なくとも１つの同調トランスに非同調トランス
を接続し、同調トランスの同調周波数よりもイメ
ージ信号の周波数のある側では夫々のトランスの
出力電流が逆位相で加算され、イメージ信号のな
い側では同位相で加算される。

そして、受信周波数に応じて同調周波数を変化
させた場合に、特定の受信周波数に対応するイメ
ージ信号で両方のトランスの出力電流の振幅レベ
ルが等しくなるようにしてある。このことによ
り、同調周波数と共にイメージ信号の周波数が移
動しても、出力電流もしくは負荷の両端の電圧特
性における最も減衰する周波数、例えば第１図の
実施例における周波数₁との大きなずれは生じな
い。従つて、最も減衰する周波数の近傍にあるイ
メージ信号を広い帯域で抑圧できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高周波同調回路の実施例を示
す回路図、第２図は第１図の同調トランスと非同
調トランスの出力電流特性を示す特性図、第３図
は第１図の同調トランスと非同調トランスの出力
電流の位相を示す特性図、第４図は第１図の高周
波同調回路の出力電流特性を示す特性図、第５図
は本発明の高周波同調回路の他の実施例を示す回
路図、第６図、第７図、第８図は夫々第５図の高
周波同調回路の出力電圧特性を示す特性図、第９
図は同調トランスと非同調トランスの巻回される
コアの断面図、第１０図のは第１図非同調トラン
スの別の構成を示す結線図である。１〜２１：端子、Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５：同調トラ
ンス、Ｔ２，Ｔ４：非同調トランス。

Claims

【特許請求の範囲】１１次巻線を入力側とし、高周波出力を得る出
力側の２次巻線に可変容量素子を接続して直列共
振回路を形成してある同調トランス、入力側が同
調トランスの該１次巻線と直列接続し、出力側が
該直列共振回路と並列接続する非同調トランスか
らなり、出力側に接続する共通の負荷に供給され
る同調トランスと非同調トランスの出力電流の位
相は同調トランスの同調周波数より受信周波数の
イメージ信号の周波数のある側では互いに逆位相
となり、イメージ信号の周波数のない側では同位
相となつて加わるように接続してあり、しかも受
信周波数に応じて同調周波数を変化させた場合
に、特定の受信周波数に対応するイメージ信号の
周波数で夫々のトランスの出力電流の振幅レベル
がほぼ等しくなるように調節してあることを特徴
とするスーパーヘテロダイン受信機の高周波同調
回路。２非同調トランスの入力側の１次巻線は、出力
側の２次巻線からタツプにより引き出して構成し
てある特許請求の範囲第１項記載の高周波同調回
路。３同調トランスと非同調トランスは、２個の巻
溝を有する３枚鍔のコアの夫々の巻溝に別々に巻
回して構成してある特許請求の範囲第１項および
第２項記載の高周波同調回路。