JPH04233814A - 改良型ｐｉｎダイオ−ド減衰器 - 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】

【０００１】

【発明の背景】本発明は高周波（ＲＦ）減衰回路、特に
直線性と反射減衰量が改善されたＰＩＮダイオ−ド減衰
器に関するものである。ケ−ブルテレビジョン網の様な
ＲＦ伝送の応用面では、信号強度を保持するため経路中
に増幅器が使用されている。特にケ−ブルテレビジョン
（ＣＡＴＶ）では気温に応じてケ−ブルロスを補償する
増幅器のゲイン及びスロ−プを変える必要があり、一般
にはブリッジＴ形ＲＦＰＩＮダイオ−ド減衰器とケ−ブ
ル等化器から成る増幅器が使用されている。

【０００２】ＰＩＮダイオ−ド減衰器とケ−ブル等化器
を作動させるのに必要な駆動電流の各種の供給方法が知
らされており、例えばトランジスタ−のペア−により又
は演算増幅器（ＯＰアンプ）又は固定抵抗器ペア−によ
り駆動する方法がある。この様な周知のＰＩＮダイオ−
ドの駆動方法にはいくつかの不利な点が見受けられる。 この一つは減衰の変化がコントロ−ル電圧と直線関係で
ないということである。このためＰＩＮダイオ−ドネッ
トワ−クの減衰は駆動電流と直線的に変化せず、その結
果減衰および（または）等化はコントロ−ル電圧の変化
に関して非直線性となっている。又この減衰及び等化は
一般にコントロ−ル電圧の範囲の末端部で鋭敏に感応し
、中心範囲で比較的不感である。この非直線性のため精
度の高い温度制御減衰器及びその他のＰＩＮダイオ−ド
信号処理回路を設計するのを難しくしており、今迄は出
来上がった回路を完全に複雑にしていた。

【０００３】その他の不利な点として減衰度の全ての設
置値で良好な反射減衰量を示さないということである。 ＲＦ回路ではインピ−ダンスが一定に保たれることが望
ましく、例えばケ−ブルテレビジョンでは信号分配経路
全般でインピ−ダンスを７５オ−ムに保つことが最適の
条件である。この最適ラインのインピ−ダンスがずれる
とＲＦ信号は受信装置で反射損となる。反射減衰が悪く
なると受信したビデオ信号中にゴ−ストを発生し反射損
失が大きくなるので、ケ−ブルテレビジョンシステムで
の反射減衰量は全帯域で約１８ｄＢ（又はそれ以上）に
保つことが望まれる。

【０００４】ＰＩＮダイオ−ドに対するブリッジＴ形Ｒ
Ｆ減衰器での理論補正抵抗のカ−ブは非直線である。減
衰器の構成部に要求される非直線性はＰＩＮダイオ−ド
ＲＦ抵抗の非直線性とマッチしない。この結果従来の技
術のブリッジＴ形ＲＦＰＩＮダイオ−ド減衰器は全ての
減衰度設定値で良好な反射減衰量を示さないのである。 直線性が改善されたＰＩＮダイオ−ドＲＦ減衰器や又は
スロ−プコントロ−ル回路は等化器の様な改善された信
号処理回路を提供できれば有益なことであろう。装置の
動作範囲内でこの回路が良好な反射減衰量を示せば更に
有益なことになろう。本発明はかかる利点をもった改善
された回路を提供するものである。

【０００５】

【発明の概要】本発明は入力信号に応じてインピ−ダン
スを変える信号処理回路を提供するものである。第１の
手段が予め定めてあるしき値以下の値のコントロ−ル信
号に応じてインピ−ダンスを変える第１の範囲にわたっ
て入力信号を供給する。コントロ−ル信号の絶対値がし
き値以上の時、コントロ−ル信号に応じる第２の手段が
第２の範囲にわたって入力信号を供給する。この第１と
第２の範囲は隣接していなく、この手法でインピ−ダン
スの変化する回路が非直線性を補償するのである。

【０００６】実施例ではインピ−ダンスを変えるのはＰ
ＩＮ型ダイオ−ドによっている。入力信号はＰＩＮダイ
オ−ドを通過した電流で、第１の手段は入力信号電流を
供給する第１の抵抗から構成されている。第２の手段は
入力信号電流を供給するための第２の抵抗としきい値を
設定するため第２の抵抗に接続されたツエナ−ダイオ−
ドで構成されている。第２の抵抗とツエナ−ダイオ−ド
は直列に接続されており、この直線接続体は第１の抵抗
と並列に接続されている。

【０００７】更に実施例では第１と第２のＰＩＮ型ダイ
オ−ドをブリッジＴ形に接続した改良型からのＰＩＮダ
イオ−ドアッテネ−タ回路を提示してある。第１の手段
がしきい値以下の減衰コントロ−ル信号に応じて第１の
範囲内でＰＩＮダイオ−ドに電流を供給し、しきい値以
上の減衰コントロ−ル信号に応じる第２の手段は、第１
の範囲に隣接していない第２の範囲内でＰＩＮダイオ−
ドに電流を供給する。ブリッジＴ形配置の各ＰＩＮダ−
オ−ドは各々別個のコントロ−ル電圧回路で駆動されて
おり、各回路は直列に接続されたツエナ−ダイオ−ドと
抵抗が別の抵抗と並列に接続された回路で構成されてい
る。しきい値に達するとツエナ−ダイオ−ドは第１の抵
抗と並列に接続された第２の抵抗にも電流を流し、ペア
−の合成抵抗値が減少し、対応するＰＩＮダイオ−ドに
供給される電流が増加する。本発明の回路は減衰及びス
ロ−プコントロ−ルのためのゲインコントロ−ル部と、
温度補償に役立つボ−ド等化器を含めてＣＡＴＶ幹線増
幅器の構成要素として使用される。

【０００８】

【実施例】図１のＣＡＴＶ幹線増幅器でケ−ブル信号は
ＲＦ入力端子１０に接続されている。信号は前置増幅器
１２を経てフラットネス回路１４に入り、ケ−ブルシス
テム内の夫々の幹線増幅器の周波数レスポンスにおける
フラットネスレベルを許容範囲内で均一にする。つづい
てゲインコントロ−ル１６で必要な増幅度になる様ゲイ
ンを変化させる。ボ−ド等化器１８で温度変化に応じて
ケ−ブル自体内のスロ−プ及びレベル変化を補償させる
。ボ−ド等化器１８に接続されているスイッチ２６はケ
−ブル長の補償をさせるものである。オフの位置ではボ
−ド等化器の温度指標はなくなり増幅器が補償しすぎに
ならない様にし、ロ−の位置では特定ケ−ブル長にわた
るスロ−プ変化に相当する温度指標を与え、ハイの位置
ではより長い特定ケ−ブル長にわたるスロ−プ変化に相
当する指標を与えることになる。固定アッテネ−タ２０
は伝送路に置かれた夫々均一でない幹線増幅器を補償す
るのに使用されているのである。後段増幅器２２はＲＦ
出力端子２４から信号が出力される前に更に信号を増幅
する役目をになうのである。

【０００９】ＰＩＮダイオ−ドの様なインピ−ダンスの
変えられる部品はＣＡＴＶ幹線増幅器のゲインコントロ
−ル及びボ−ド等化器の一部に利用される。本発明によ
るブリッジＴ形ＲＦＰＩＮダイオ−ド・アッテネ−タの
回路図を図２に示してある。この回路はＣＡＴＶ幹線増
幅器のゲインコントロ−ル部分に有効に使用される。端
子３０でＲＦ信号を受けコンデンサ３２を経て、ＰＩＮ
ダイオ−ド５２，５４を含むブリッジＴ形アッテネ−タ
に入力する。コンデンサ５０，５６はＤＣ分離のため、
又抵抗３４，３６は回路に適切なインピ−ダンス（例え
ば７５オ−ム）を与える役目をする。ブリッジＴ形アッ
テネ−タによって減衰された信号はコンデンサ３８を経
てＲＦ出力端子４０から出力される。

【００１０】本発明ではコントロ−ル電流は抵抗４４と
直列の抵抗４６及びツエナ−ダイオ−ド４８の斬新な組
み合わせを経てＰＩＮダイオ−ド５２に供給される。同
様にＰＩＮダイオ−ド５４に対するコントロ−ル電流は
抵抗６２と直列の抵抗６４及びツエナ−ダイオ−ド６６
の組み合わせを経て供給されている。供給電圧Ｖｓ（例
えば１９ボルト）は端子４２で供給され、可変コントロ
−ル電圧Ｖｃ（例えば０−１９ボルト）は回路の減衰を
コントロ−ルするために端子６０から供給されている。

【００１１】動作時、ツエナ−ダイオ−ド４８にかかっ
ている電圧（Ｖｓ−Ｖｃ）がツエナ−ダイオ−ドのしき
い値電圧（例えば１２ボルト）を越える迄は、ＰＩＮダ
イオ−ド５２への電流は抵抗４４を通じてのみ流れてい
る。しきい値電圧を越えた時点でツエナ−ダイオ−ド４
８が導通状態になり、抵抗４４と並列の抵抗４６が加わ
り電流が流れる。これによりＰＩＮダイオ−ドと直列の
全抵抗が低下し、ＰＩＮダイオ−ドのレスポンスを引き
出し直線化する入力電流が増える。

【００１２】同様にツエナ−ダイオ−ド６６にかかる電
圧がそのしきい値を越える迄はＰＩＮダイオ−ド５４に
供給される電流は抵抗６２を通じて流れている。ツエナ
−のしきい値を越えると抵抗６４が抵抗６２に加わりよ
り多くの電流をＰＩＮダイオ−ド５４に流す。抵抗４４
と６２はそれ故コントロ−ル信号Ｖｃが予め定めたしき
い値以下の時、ＰＩＮダイオ−ドに第１電流範囲内の人
力信号を供給する。抵抗４４，４６と６２，６４の組み
合わせがコントロ−ル電圧値が予め定めたしきい値以上
の値の時、ＰＩＮダイオ−ドに第２範囲内の駆動電流を
供給するのである。抵抗の値によって第１と第２の範囲
は隣接することはないが、アッテネ−タ・レスポンス・
カ−ブ上の望む点で回路を動作させる様に設計できるこ
とになる。チョ−ク５８はも望ましくないＡＣ信号成分
を阻止するために設けてある。

【００１３】図３と図４のグラフは本発明の回路により
減衰と反射減衰量が改善された状態を図示したものであ
る。図３では従来技術のブリッジＴ形ＲＦアッテネ−タ
が７０線の様にコントロ−ル電圧のごく狭い範囲にしか
非直線性の反射減衰に応答していないのが判る。図示で
明らかなごとく１８ｄＢよりも反射減衰量が良好な範囲
（カ−ブ７０）は減衰量が約３−１２ｄＢ（カ−ブ７２
）の範囲のみである。

【００１４】図４の本発明の回路では１８ｄＢよりも反
射減衰量が良好な範囲（カ−ブ８０）は減衰量が約１．
７ｄＢより１４ｄＢの全般にわたっている。加えて従来
技術の回路で得られる最低減衰量は、カ−ブ７２で明ら
かな様に約２．３ｄＢであるが、本発明の回路ではカ−
ブ８２が示す通り約１．７ｄＢである。図３と図４を比
べるとはっきりするが、本発明回路の反射減衰量カ−ブ
８０は、従来技術回路のカ−ブ７０が１個の最低点を持
っているのに対し、２個の最低点を備えている。この結
果、減衰の広範囲にわたり反射量が改善されることにな
る。更に本発明回路ではコントロ−ル電圧の増加に伴う
減衰量の直線性が改善されていることが判る。

【００１５】本発明がＰＩＮダイオ−ドの様な可変イン
ピ−ダンスレスポンスの直線化という点で、改善された
信号処理回路を提供しているものであることがはっきり
したことと思う。またケ−ブルテレビジョンシステムの
様なＲＦ送信の応用面で反射減衰量も改善されることに
なる。ＰＩＮダイオ−ドＲＦアッテネ−タについて本発
明の内容を説明したが、コントロ−ル電流の範囲が交錯
する斬新なツエナ−ダイオ−ド回路の応用面が、スロ−
プコントロ−ルや等化処理の様な可変インピ−ダンス回
路に適用できることは明らかである。特許請求の範囲に
記載してある本発明の真意及び範囲から離脱することな
く、その他多くの応用及び改善ができることと思う。

【００１６】

【発明の効果】この発明は、以上述べた構成・作用によ
り直線性が改善されたＰＩＮダイオ−ドＲＦ減衰器、ス
ロ−プコントロ−ル回路、あるいはまた、等化器の様な
改善された信号処理回路を提供し、この回路は良好な反
射減衰量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路を使用したＣＡＴＶ幹線増幅器の
構成図である。

【図２】本発明によるブリッジＴ形ＲＦＰＩＮダイオ−
ド減衰器の回路図である。

【図３】従来のＰＩＮダイオ−ドブリッジＴ形減衰器の
減衰量と反射減衰レスポンスを表したグラフである。

【図４】本発明によるＰＩＮダイオ−ドブリッジＴ形減
衰器による改善された減衰量と反射減衰レスポンスを図
示したグラフである。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　改善された信号処理回路で、インピ−
   ダンスを変えるために入力信号に応答する手段と、予め
   定められたしきい値以下の絶対値のコントロ−ル信号に
   応じて、インピ−ダンスを第１の範囲にわたって変える
   ための入力信号を供給する第１の手段と、コントロ−ル
   信号の絶対値がしきい値以下になったっ時、第２の範囲
   にわたって入力信号を供給するため、コントロ−ル信号
   に応じる第２の手段と、ここで第１と第２の範囲は隣接
   していないことを特徴とする信号処理回路。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記インスピ−ダ
   ンス変化手段はＰＩＮダイオ−ドから成ることを特徴と
   する回路。
3. 【請求項３】　　請求項２において、前記入力信号はＰ
   ＩＮダイオ−ドを通過する電流から成ることを特徴とす
   る回路。
4. 【請求項４】　　請求項の範囲の前項各項において、前
   記第１の手段は前記入力信号電流を供給するための第１
   の抵抗から成ることを特徴とする回路。
5. 【請求項５】　　請求項４において、前記第２の手段は
   入力信号電流を供給するための第２の抵抗と、前記しき
   い値を作るため第２の抵抗に接続されたツエナ−ダイオ
   −ドから成ることを特徴とする回路。
6. 【請求項６】　　請求項５において、前記第２の抵抗と
   ツエナ−ダイオ−ドは直列に接続されており、この直列
   の組み合わせと並列に第１の抵抗が接続されていること
   を特徴とする回路。
7. 【請求項７】　　請求項１から３の各項において、前項
   第１の手段は可変インピ−ダンスに電流を供給するため
   の第１の抵抗から成ることを特徴とする回路。
8. 【請求項８】　　請求項７において、前記第２の手段は
   可変インピ−ダンスに電流を供給するための第２の抵抗
   と、前記しき値を作るための第２の抵抗に接続されたツ
   エナ−ダイオ−ドから成ることを特徴とする回路。
9. 【請求項９】　　改良されたＰＩＮダイオ−ド減衰回路
   で、ブリッジＴ形に接続された第１と第２のＰＩＮダイ
   オ−ドと、しきい値以下の減衰コントロ−ル信号に応じ
   て、第１の範囲内でＰＩＮダイオ−ドに電流を供給する
   ための第１の手段と、前記ＰＩＮダイオ−ドに第１の範
   囲に隣接していない第２の範囲にわたって電流を供給す
   るための、前記しきい値以上の減衰コントロ−ル信号に
   応答する第２の手段から成ることを特徴とする回路。
10. 【請求項１０】　　請求項９において、前記第１の手段
    はコントロ−ル信号に応じてＰＩＮダイオ−ド駆動電流
    を供給するための第１の接続手段から成り、前記第２手
    段はコントロ−ル信号がツエナ−ダイオ−ドのしきい値
    電圧に達した時、前記第２の範囲内でＰＩＮダイオ−ド
    駆動電流を供給するためのツエナ−ダイオ−ドに接続さ
    れた抵抗の手段から成ることを特徴とする回路。
11. 【請求項１１】　　請求項９または１０において、前記
    第１と第２の手段は、コントロ−ル電圧と前記第１のＰ
    ＩＮダイオ−ドに電流を供給するための供給電圧の差に
    応答し、前記第１と第２の手段は、前記第２のＰＩＮダ
    イオ−ドに電流を供給するためのコントロ−ル電圧のみ
    に応答することを特徴とする回路。
12. 【請求項１２】　　改良されたＰＩＮダイオ−ド減衰回
    路で、ブリッジＴ形配置に接続された第１と第２のＰＩ
    Ｎダイオ−ドと、しきい値以下の減衰コントロ−ル信号
    に応答して、第１の範囲内で第１のＰＩＮダイオ−ドに
    駆動電流を供給するための第１の手段と、前記第１のＰ
    ＩＮダイオ−ドに、前記第１の範囲と隣接していない第
    ２の範囲内で駆動電流を供給するための、前記しきい値
    以上の減衰コントロ−ル信号に応答する第２の手段と、
    前記第２のＰＩＮダイオ−ドに、前記しきい値以下の減
    衰コントロ−ル信号に応じて第３の範囲内で駆動電流を
    供給するための第３の手段と、前記第２のＰＩＮダイオ
    −ドに、前記第３の範囲と隣接していない第４の範囲内
    で駆動電流を供給するための、前記しきい値以上の減衰
    コントロ−ル信号に応答する第４の手段とから成ること
    を特徴とする回路。
13. 【請求項１３】　　請求項１２において、前記第１の手
    段は第１の抵抗から成り、前記第２の手段はツイナ−ダ
    イオ−ドと直列に接続された第２の抵抗から成り、第１
    と第２の手段は並列に接続されて第１のＰＩＮダイオ−
    ドに駆動電流を供給し、前記第３の手段は第３の抵抗か
    ら成り、前記第４の手段はツエナ−ダイオ−ドと直列に
    接続された第４の抵抗から成り、第３と第４の手段は並
    列に接続されて第２のＰＩＮダイオ−ドに駆動電流を供
    給することを特徴とする回路。
14. 【請求項１４】　　請求項１３において更に、前記第１
    と第２の手段の並列組み合わせを、供給電圧とコントロ
    −ル信号電圧間に供給するための手段と、前記第３と第
    ４の手段の並列組み合わせを、コントロ−ル信号電圧と
    接地間に結合するための手段から成ることを特徴とする
    回路。
15. 【請求項１５】　　請求項１２から１４までの各項にお
    いて、前記第１と第３の範囲は大体において等しく、前
    記第２と第４の範囲は大体において等しいことを特徴と
    する回路。
16. 【請求項１６】　　請求項１３から１５までの各項にお
    いて、前記第１と第２の手段の並列結合体は、前記第１
    のＰＩＮダイオ−ドと直列に接続され、前記第３と第４
    の手段の並列結合体は前記第２のＰＩＮダイオ−ドと直
    列に接続されていることを特徴とする回路。