JPH0394523A - チューニング回路 - 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〕 本発明はチューニング回路さらにはスーパーヘテロダイ
ン方式の周波数変換技術に関し、例えばＡＭ受信機に適
用して有効な技術に関するものである． 〔従来技術〕 スーパーヘテロダイン方式を採用するＡＭ受信機などで
は、高周波増幅段の増幅度をあまり大きくすると、出力
段からの正帰還のために回路が不安定になるため、受信
した電波をある程度増幅した後、その搬送波の周波数だ
けを一旦他の周波数に変えるような操作、即ち周波数変
換が行われ，これにより受信電波の周波数を中間周波数
に変換する。斯る周波数変換は，高周波増幅された信号
波と局部発振出力との和及び差の周波数或分をもった混
合波から、前記差の周波数或分を持った中間周波数を共
振回路を通して取り出すことによって行われる．したが
って、局部発振周波数をＦｏｓａ、そして中間周波数を
Ｆｉｆとすると、受信周波数Ｆｒは基本的に次式によっ
て表される。

Ｆｒ＝Ｆｏｓｃ：ｔＦｉｆ これに従えば，受信周波数は、アンテナ回路側の同調用
共振周波数Ｆａｎｔや高周波増幅回路側の同調用共振周
波数Ｆｒｆとは無関係になるが、検波出力の雑音増加、
感度低下、混信発生、そして位相のずれによる歪発生な
どを最小限にするにはそれら周波数Ｆａｎｔ，Ｆｒｆも
受信周波数Ｆｒに一致していることが理想的である。

しかしながら、受信可能な周波数帯を広くするような場
合には、回路特性上前記共振周波数Ｆａｎｔ，Ｆｒｆ並
びに局部発振周波数Ｆｏｓｃが完全に一致するようにそ
れらを同期制御することは比較的には難しく、現実には
次式で示されるようなトラッキングエラーＦａｒｐを生
ずる．Ｆａｎｔ＝Ｆｒｆ＝ＦｏｓｃｆＦｉｆ±Ｆｅｒｒ
第４図には局部発振回路を工夫することによってトラッ
キングエラーを低減するための一例が示されている。こ
の局部発振回路は、駆動回路６に接続された共振回路に
２個の可変容量ダイオード１，２を含み、一方の可変容
量ダイオード１に直列接続されたバッティングコンデン
サ３を目的受信周波数帯の下端側で調整し、他方の可変
容量ダイオード２に直列接続されたバッティングコンデ
ンサ４を目的受信周波数帯の中城で調整し、そしてそれ
らに並列接続されたトリマコンデンサ５を目的受信周波
数帯の上端側で調整するようにしたものである．このと
き、アンテナ回路側の同調用共振回路並びに高周波増幅
回路側の同調用共振回路にも夫々上記可変容量ダイオー
ド１，２と特性の同じものを採用しておき、全ての可変
容量ダイオードの制御電圧を同期制御してやる。これに
より，受信すべき周波数帯の全域にわたって，同調電圧
による受信周波数の指示と実際の受信周波数とを整合さ
せるようになっている。

尚、スパーヘテロダイン受信機について記載された文献
の例としては昭和５８年８月２０日オーム社発行の「電
子通信ハンドブックＪ　Ｐ１６１０〜Ｐ１６１１がある
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで５第４図に示されるような局部発振回路に利用
される可変容量ダイオードの容量対電圧特性は第３図の
実線で示されるような非直線性を有する６例えば局部発
振回路の発振周波により可変容量ダイオードの端子間電
圧がＶ。を中心に上下にΔＶだけ変化される場合につい
て検討すると、容量対電圧特性が２点ａ，Ｓで示される
ような理想的直線性を有する場合には，端子間電圧の−
ΔＶ変動に応ずる容量の変化量と端子間電圧のΔＶ変動
に応ずる容量の変化量とは共に等しく、見掛上の容量値
はＣ，＋　（　（Ｃｉ−Ｃ．）　−　ＣＣｎ−Ｃ２）　
）＝０６になり、発振状態における共振周波数は見掛け
上端子間電圧がＶ。のときと同じになる。一方、現実の
可変容量ダイオードが持つ容量対電圧特性の非直線性に
よれば，端子間電圧のーΔＶ変動に応ずる容量の変化量
と端子間電圧のΔＶ変動に応ずる容量の変化量とは等し
くならず、換言すればＣｏ　＋　（　（Ｃ１１Ｃｏ）　
　　（Ｃｏ　　Ｃｗｔ）　）≠Ｃ０になり、これにより
、第４図に示される局部発振回路の発振周波数は見掛け
上端子間電圧が■。のときとはずれてしまう。特に、局
部発振回路の高周波電圧振幅はアンテナ回路や高周波増
幅回路の電圧振幅に比べて２桁以上大きいため、局部発
振周波数の期待値からのずれはアンテナ回路や高周波増
幅回路のそれに比べて大きくなり、目的受信周波数のチ
ューニングが不完全になるのはもとより，アンテナ回路
や高周波増幅回路の共振周波数と局部発振回路の発振周
波数との追従性能が劣るという意味でのトラッキングエ
ラーを小さくすることができず、検波出力の雑音増加、
感度低下，混信発生，そして歪も増えてしまう。

本発明の目的は、局部発振回路に含まれる可変容量ダイ
オードの容量対電圧特性の非直線性や交流的な局部発振
電圧の変化に起因するトラッキングエラーを簡単に低減
することができるチューニング回路を提供することにあ
る。また本発明の別の目的は，目的受信周波数の選局を
確実に行うことができるチューニング回路を提供するこ
とにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである．すなわち、受信
電波用同調回路の共振周波数と、局部発振回路の発振周
波数とを同期制御して、目的受信周波を中間周波に変換
するチューニング回路において、前記局部発振回路の共
振回路には、逆並列接続された２個の可変容量ダイオー
ドを含め、それら可変容量ダイオードには、互いに一方
の端子間電圧が増大するとき他方の端子間電圧を減少さ
せるように制御電圧を印加可能にするものである。

さらに、受信すべき周波数帯が比較的広いような場合に
当該受信すべき周波数帯の全域にわたりて、同調電圧に
よる受信周波数の指示と実際の受信周波数とを整合させ
ることを考慮する場合には、上記手段に加えて、受信す
べき周波数帯の要所で、局部発振回路に含まれる共振回
路の合成容量値を調整するために，バッティングコンデ
ンサを前記夫々の可変容量ダイオードに直列に接続して
おく。

この場合に前記制御電圧を全ての可変容量ダイオードに
共通化するには、前記バッティングコンデンサを可変容
量ダイオードのカソードに結合し，夫々の結合ノードに
共通の制御電圧を印加するようにしてやればよい． 〔作　用〕 上記した手段によれば、局部発振回路が発振し、その交
流的な電圧変化に従って，一方の可変容量ダイオードの
端子間電圧が増大すると、それとは逆並列接続された他
方の可変容量ダイオードの端子間電圧は減少傾向を採り
、これにより、１対の可変容量ダイオードは相互に容量
値の変化を相殺するように作用する。したがって，同調
電圧によって決定される局部発振回路周波数は、可変容
量ダイオードが持つ容量対電圧特性の非直線性，並びに
交流的な局部発振電圧の変化に対してその変動が低減も
しくは抑制され、トラッキングエラーの低減、さらには
目的受信周波数の確実な選局を達或する。

〔実施例〕

第１図には本発明の一実施例であるＡＭ受信機が示され
る。

放送電波はアンテナ同調段１０及び高周波増幅段１１を
経て周波数混合回路ｌ２に与えられる。

周波数混合回路ｌ２には局部発振回路ｌ３の出力波が与
えられており、その高周波増幅段１１を経た高周波と局
部発振波との混合波から中間周波が取り出され、これが
て中間周波増幅回路１４で増幅される。中間周波は入力
電波の周波数即ち受信周波数と局部発振周波の周波数と
の差に相当する周波数を持つ。中間周波増幅回路１４の
出力は、ステレオ復調回路■５で復調もしくは検波され
た後、低周波増幅回路１６Ａ，１６Ｂで増幅され，その
出力によってスピーカ１７Ａ，１７Ｂが駆動される。

前記アンテナ同調段１０には並列接続されたコイル２０
と可変容量ダイオード２ｌによって前段側共振回路２２
が構或されている。その可変容量ダイオード２ｌのカソ
ードにはバイアス印加用コンデンサ２３が結合され、当
該結合ノードにバイアス印加用高抵抗２４を介して同調
電圧Ｖｓｙｍが印加される。この同調電圧Ｖｓ　ｙｍは
目的受信周波数に従って前段側共振回路２２の共振周波
数を決定するものであり、これにより前段側共振回路２
２は目的放送電波に共振して同調する。

前記高周波増幅段ｌ１にはコイル３０と可変容量ダイオ
ード３１を並列接続して戒る後段側共振回路３２を含む
．前記可変容量ダイオード３１のカソードにはバイアス
印加用コンデンサ３３が結合され、当該結合ノードにバ
イアス印加用高抵抗３４を介して前記同調電圧Ｖ　ｓ　
ｙ　ｍが印加される。

この同調電圧Ｖｓｙｍは目的受信周波数に従って後段側
共振回路３２の共振周波数を決定し、これにより後段側
共振回路３２は、アンテナ同調段１Ｏで同調即ち選局さ
れて増幅回路３４で増幅された信号周波に共振して再び
選局する。

前段側共振回路２２に含まれるコイル２０や可変容量ダ
イオード２１の特性は、後段側共振回路３２に含まれる
コイル３０や可変容量ダイオード３１の特性と同一であ
るから、双方の共振回路２２，２３は同じ制御電圧Ｖ　
ｓ　ｙ　ｍによって同一共振周波数を採る． 前記局部発振回路１３は、その発振周波数Ｆｏｓｃと目
的電波の受信周波数Ｆｒとの差が常に一定の中間周波数
Ｆｉｆになるように，共振周波数が設定される共振回路
４０と、その共振回路４０を駆動する駆動回路４１によ
って構或される．共振回路４０は、逆並列接続された２
個の可変容量ダイオード４２．４３と、それらに並列接
続されたコイル４４及びトリマコンデンサ４５、そして
，一方の可変容量ダイオード４２のカソードに直列接続
された第１バッティングコンデンサ４６、並びに他方の
可変容量ダイオード４３のカソードに直列接続された第
２バッティングコンデンサ４７を含む。前記可変容量ダ
イオード４２と第１バッティングコンデンサ４６との結
合ノード，及び可変容量ダイオード４３と第２バッティ
ングコンデンサ４７の結合ノードには、夫々バイアス印
加用高抵抗４８，４８を介して前記同調電圧Ｖｓｙｍが
印加されるようになっている。同調電圧Ｖ　ｓ　ｙｍは
、局部発振回路ｌ３の発振周波数Ｆｏｓｃと目的電波の
受信周波数Ｆｒとの差が常に一定の中間周波数Ｆｉｆに
なるように、共振回路４０の共振周波数を決定する． 前記同調電圧Ｖｓｙｍに従った共振周波数で局部発振回
路１３が発信すると，その発振周波の位相に従って１対
の可変容量ダイオード４２．４３の端子間電圧が変動す
るが、相互に逆並列接続された一方の可変容量ダイオー
ド４２（４３）の端子間電圧が増大すると、他方の可変
容量ダイオード４３（４２）の端子間電圧は減少傾向を
採る。

例えば発振されていない直流バイアス状態において双方
の可変容量ダイオード４２．４３の端子間電圧ｖａは制
御電圧Ｖ　ｓ　ｙ　ｍに等しくなる．この状態での高周
波発振電圧が±ΔＶの範囲で変化されるとき、その発振
電圧が＋ΔＶのときには、一方の可変容量ダイオード４
２の端子間電圧はＶｓｙｍ−ΔＶに変化されるが、逆並
列接続された他方の可変容量ダイオード４３の端子間電
圧はＶｓｙｍ十ΔＶに変化される。また、その発振電圧
が一ΔＶのときには、一方の可変容量ダイオード４２の
端子間電圧はＶｓ　ｙｍ＋ΔＶに変化されるが、逆並列
接続された他方の可変容量ダイオード４３の端子間電圧
はＶｓｙｍ−ΔＶに変化される，このように発振電圧の
、各位相においてｌ対の可変容量ダイオード４２．４３
は、相互に一方の容量値の変化が他方の容量値の変化を
相殺するように作用する．換言すれば、発振電圧の＋Δ
Ｖ側における可変容量ダイオード４２．４３の合成容量
値と発振電圧の−ΔＶ側における可変容量ダイオード４
２．４３の合成容量値とは実質的に等しくなる。

したがって、発振電圧が上下に±ΔＶの範囲で変化する
発振状態において，可変容量ダイオード４２，４３の容
量対電圧特性に非直線性があっても、？ｍｔｔｘ圧Ｖｓ
　ｙｍが一定である限り可変容量ダイオード４２．４３
の合或容量値が発振電圧の交流的な電圧変化に追従して
変化する度合は実質的に無視し得る程低減され、局部発
振周波数は安定化する。

尚、前記アンテナ同調段１０や高周波増幅段１１に含ま
れる可変容量ダイオード２１．３１もその電圧対容量特
性は非直線性を有するが、前記アンテナ同調段１０や高
周波増幅段ｌ１の電圧振幅は局部発振回路１３の高周波
電圧に比べて２桁以上小さいため、交流的な電圧変化に
よる可変容量ダイオード２１．３１の容量値変化は実質
的に無視し得るほど小さい。

前記■トリマコンデンサ４５の容量値は目的受信周波数
帯の上端側で調整され、前記第１パッティイングコンデ
ンサ４６の容量値は目的受信周波数帯の下端側で調整さ
れ，前記第２バッティングコンデンサ４７の容量値は目
的受信周波数帯の中城で調整される．この調整において
は相互に一方の調整結果が他方の調整結果に影響を与え
るため，相互の影響を最小限にするために斯る調整操作
は複数回に亘って繰り返されることが多い．このような
調整は、同調電圧による受信周波数の指示と実際の受信
周波数とを受信周波数帯域の全域にわたって整合させる
ために行われる． 尚，同調電圧Ｖｓ　ｙｍは、電源５０と可変抵抗回路５
１とを含む同調電圧制御回路によって形成される． 上記実施例によれば以下の作用効果を得るものである． （１）局部発振回路ｌ３の交流的な発振電圧の変化に従
って、その共振回路４０に含まれる逆並列接続された２
個の可変容量ダイオード４２．４３の内の一方の可変容
量ダイオードの端子間電圧が増大すると、他方の可変容
量ダイオードの端子間電圧は減少傾向を採り、これによ
り、１対の可変容量ダイオード４２．４３は交流的な電
圧変化による合成容量値の変化を相殺するように作用す
る．したがって、容量対電圧特性に非直線性を有する可
変容量ダイオード４２．４３の合成容量値は，局部発振
電圧の交流的な電圧変化によって変動することが緩和若
しくは抑制される。したがって局部発振周波数Ｆｏｓｃ
は同調電圧Ｖ　ｓ　ｙ　ｍによって指定される目的周波
数に対して実質的にずれてしまうことが防止される。

（２）上記作用効果により，アンテナ同調段ＩＯや高周
波増幅段ｌ１の共振周波数と局部発振回路１３の発振周
波数とを，受信周波数Ｆｒと局部発振周波数Ｆｏｓｃの
差が常に一定な中間周波数Ｆｉｆになるように良好に同
期制御もしくは追従制御することができるから、これに
よって、トラッキングエラーの低減、さらには目的受信
周波数の確実な選局を行うことができるようになる。

（３）上記作用効果（１）により可変容量ダイオードの
容量対電圧特性の非直線性の違いもトラッキングエラー
とは無関係になるから、個々の受信機に使用する可変容
量ダイオード相互間の特性ばらつきもある程度許容され
るようになり、受信機の性能を落とことなく安価な可変
容量ダイオードを利用することができる． （４）上記作用効果（１）により、受信周波数帯が比較
的広いような場合に、当該受信周波数帯の要所要所で共
振回路の４０合成容量値もしくは共振周波数を微調整可
能なバッティングコンデンサ４６．４７を可変容量ダイ
オード４２．４３に直列配置した構成においては，受信
すべき周波数帯域の全域にわたって．同調電圧による受
信周波数の指示と実際の受信周波数との整合性を高い精
度をもって採ることができるようにり，受信周波数帯の
全域に亘ってトラッキングエラーの低減、並びに目的受
信周波数の確実な選局を達成することができる． （５）前記第１及び第２バッティングコンデンサ４６．
４７を可変容量ダイオード４２．４３のカソードに結合
し、夫々の結合ノードに共通の同調電圧Ｖｓｙｍを印加
するようにしてやることにより、同調電圧Ｖｓｙｍを全
ての可変容量ダイオード２１，３１，４２，４３に共通
化することができ、同調電圧Ｖｓ　ｙｍの制御回路を簡
素化することができる． （６）第４図の構或に対して可変容量ダイオードの数を
増加させることなく上記夫々の効果を得ることができる
， 第２図には局部発振回路のその他の例が示すされる。同
図に示される局部発振回路６０は，極性を逆にした制御
電圧±Ｖ　ｓ　ｙ　ｍによって発振周波数が制御される
点が上記実施例とは相違する。即ち、その局部発振回路
６０に含まれる共振回路６ｌは、逆並列接続された一方
の可変容量ダイオード４２のアノードにバッティングコ
ンデンサ４６を接続して，同結合ノードに高抵抗４８を
介して制御電圧一Ｖｓｙｍを印加すると共に、他方の可
変容量ダイオード４３のカソードにバッティングコンデ
ンサ４７を接続して、その結合ノードに高抵抗４８を介
して制御電圧＋Ｖｓ　ｙｍを印加するようになっている
．斯る構成においても上記実施例同様に，同調電圧±Ｖ
　ｓ　ｙ　ｍに従った共振周波数で局部発振回路１３が
発信すると、その発振周波の位相に従って工対の可変容
量ダイオード４２，４３の端子間電圧が変動するが、相
互に逆並列接続された一方の可変容量ダイオード４２（
４３）の端子間電圧が増大すると、他方の可変容量ダイ
オード４３（４２）の端子間電圧は減少傾向を採り、発
振電圧の交流的な電圧変化に対してｌ対の可変容量ダイ
オード４２．４３は相互に一方の容量値の変化が他方の
容量値の変化を相殺するように作用する。したがって、
可変容量ダイオード４２，４３の容量対電圧特性に非直
線性があっても、同調電圧士Ｖｓｙｍが一定である限り
可変容量ダイオード４２．４３の合成容量値が発振電圧
の交流的な電圧変化に追従して変化する度合いは実質的
に無視し得る程低減されて、局部発振周波数が安定化し
、これによって、トラッキングエラーの低減、さらには
目的受信周波数の確実な選局を行うことができるように
なる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されず
、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更すること
ができる。

例えば上記実施例では局部発振周波を駆動回路４１に含
まれるトランジスタのエミッタ若しくはコレクタ側から
取り出すような形式になっているが、コイル４４に対す
る２次コイルを介して取り出すようにしてもよい。また
、受信周波を２回中間周波に変換するダブルスーパーヘ
テロダイン受信機にも適用することができる。また、ア
ンテナ同調段や高周波増幅段の回路構或も適宜変更する
ことができる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるＡＭ受信機に適用し
た場合について説明したが、本発明はそれに限定される
ものではなく、スーパーヘテロダイン形式のＦＭ受信機
などにも適用することができる。本発明は、少なくとも
スーパーヘテロダイン検波もしくは周波数変換を行う条
件のものに適用することができる。

〔発明の効果〕 本願において開示された発明のうち代表的なものによっ
て得られるものの効果を簡単に説明すれば下記の通りで
ある。

すなわち、局部発振回路の共振回路に、逆並列接続され
た２個の可変容量ダイオードを含め、それら可変容量ダ
イオードに、互いに一方の端子間電圧が増大するとき他
方の端子間電圧を減少させる制御電圧を印加可能にする
から、可変容量ダイオードが持つ容量対電圧特性の非直
線性、並びに交流的な局部発振電圧の変化に対して、同
調電圧によって決定される局部発振周波数の変動が低減
もしくは抑制され、トラッキングエラーの低減、さらに
は目的受信周波数の確実な選局を達或することができる
という効果がある。

また、受信周波数帯が比較的広いような場合に、当該受
信周波数帯の要所要所で共振回路の合或容量値もしくは
共振周波数を微調整可能なバッティングコンデンサを可
変容量ダイオードに直列配置した構成においては、受信
すべき周波数帯の全域にわたって、同調電圧による受信
周波数の指示と実際の受信周波数との整合性を高い精度
をもって採ることができるようになり、受信周波数帯の
全域に亘ってトラッキングエラーの低減、披びに目的受
信周波数の確実な選局を達成することができるという効
果がある。

そして、バッティングコンデンサを可変容量ダイオード
のカソードに結合し，夫々の結合ノードに共通の同調電
圧を印加するようにしてやることにより、同調電圧を全
ての可変容量ダイオードに共通化することができ，同調
電圧の制御回路を簡素化することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＡＭ受信機のブロック
図、 第２図は局部発振回路のその他の例を示す回路図、 第３図は可変容量ダイオードの容量対電圧特性の一例説
明図、 第４図は順並列接続した１対の可変容量ダイオードを含
む局部発振回路の一例回路図である。 １０・・・アンテナ同調段、１１・・・高周波増幅段、
１２・・・周波数混合回路，１３・・・局部発振回路、
ｌ４・・・中間周波増幅回路、２工・・・可変容量ダイ
オード、２２・・・共振回路、３１・・・可変容量ダイ
オード、３２・・・共振回路、４０・・・共振回路、４
１・・・駆動回路、４２．４３・・・可変容量ダイオー
ド、４６，４７・・・バッティングコンデンサ、Ｖｓ　
ｙｍ・・・同調電圧、Ｆｒ・・・受信周波数、Ｆｏｓｃ
・・・局部発振周波数、Ｆｉｆ・・・中間周波数。 ｖＯ 第４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信電波用同調回路の共振周波数と、局部発振回路
   の発振周波数とを同期制御して、目的受信周波を中間周
   波に変換するチューニング回路において、 前記局部発振回路は、逆並列接続された２個の可変容量
   ダイオードを含む共振回路を備え、前記２個の可変容量
   ダイオードは、互いに一方の端子間電圧が増大するとき
   他方の端子間電圧を減少させるように制御電圧を印加可
   能にされて。 成るものであることを特徴とするチューニング回路。 ２、受信可すべき周波数帯の要所で前記共振回路の合成
   容量値を調整可能なバッティングコンデンサを、前記夫
   々の可変容量ダイオードに直列挿入した請求項１記載の
   チューニング回路。 ３、前記バッティングコンデンサは可変容量ダイオード
   のカソードに結合され、夫々の結合ノードに共通の制御
   電圧が印加可能にされて成る請求項２記載のチューニン
   グ回路。