JPH09252236A - 同調周波数可変フィルタ - Google Patents

同調周波数可変フィルタ

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JPH09252236A
JPH09252236A JP8603196A JP8603196A JPH09252236A JP H09252236 A JPH09252236 A JP H09252236A JP 8603196 A JP8603196 A JP 8603196A JP 8603196 A JP8603196 A JP 8603196A JP H09252236 A JPH09252236 A JP H09252236A
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JP
Japan
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pin diode
circuit
tuning frequency
control voltage
capacitor
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Pending
Application number
JP8603196A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Aida
勉 會田
Kanemi Sasaki
金見 佐々木
Yuji Takahashi
雄治 高橋
Tsutomu Suda
勉 須田
Sumiyoshi Urata
純悦 浦田
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】主インダクタンスと主コンデンサの並列共振回
路Z0 を主同調回路とし、それに並列に付加する付加コ
ンデンサC1 〜Cn をオン/オフして同調周波数を変え
る付加コンデンサ切替回路のチョークコイルによる損失
をなくし、小形化を図る。 【解決手段】並列付加のコンデンサC1 〜Cn とそれぞ
れ直列に接続されアースとの接続をオン/オフするピン
ダイオードD11〜Dn1のバイアス制御電圧を、チョーク
コイルの代わりにそれぞれ接続した第2のピンダイオー
ドD12〜Dn2を介して印加するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数ホッピング
通信の送受信機に用いられる同調周波数可変フィルタに
関し、特に、その切替回路の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周波数ホッピング通信機の送受信機に用
いられている例えば20〜70MHzの高周波帯の同調
周波数可変フィルタとして、ピンダイオードなどのスイ
ッチ素子により同調容量を切替えて同調周波数を変える
構成が実用されている。例えば、並列共振回路を構成す
る主同調回路に、容量値が互いに等しいかまたは異なる
付加コンデンサとピンダイオードの直列回路を複数個、
並列に接続し、バイアス電流によってピンダイオードを
オン/オフすることにより付加容量値を変えて同調周波
数を変えるように構成されている。
【0003】図7は従来の切替回路部の1つを有する同
調周波数可変フィルタの回路構成例図である。図におい
て、Z0 は主インダクタンスと主コンデンサの並列共振
回路を構成する主同調回路である。C1 は付加コンデン
サである。D11はスイッチ素子であり、通常はピン(P
IN)ダイオードが使われる。L11はチョークコイルで
ある。C12はバイパスコンデンサである。VB は正ある
いは負のバイアス電圧であり、スイッチ素子D11をオン
/オフする制御電圧である。
【0004】この回路の動作原理について説明する。図
8はPINダイオードの等価回路を示す。(A)は逆バ
イアス時でスイッチはオフ状態、(B)は順方向電流を
流しているオン状態を示す。理想スイッチとは異なり、
完全なオン/オフとなっていないことがわかる。例え
ば、今回使用したPINダイオードの場合、Cp =1.
5 pF、rp =1000kΩ、rs =0.2 Ωである。
【0005】交流的に高いインピーダンスのチョークコ
イルL11を経てバイアス電圧VB がピンダイオードD11
に与えられる。正のバイアス電圧のときは順方向の電流
が流れピンダイオードD11は低抵抗を示す。また、負の
バイアス電圧のときは、D11は高抵抗を示す。バイアス
電圧VB の正負により、スイッチ素子D11のPINダイ
オードをオン/オフすることによりコンデンサC1 の一
端を接地させたり、開放したりする。PINダイオード
に正のバイアス電圧が印加され順方向の電流を流しオン
にすると、PINダイオードの抵抗値が小さくなり付加
コンデンサC1の一端がアースされ並列共振回路Z0
付加容量として機能し同調周波数が下がる。また、逆バ
イアスを与えてPINダイオードをオフにすると、PI
Nダイオードの抵抗値が大きくなり付加コンデンサC1
の一端が開放状態になり、付加容量として機能せず同調
周波数は並列共振回路Z0 の共振周波数となる。以上の
ような動作によりコンデンサ(容量値)を切替えて同調
周波数を変えることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の同調周波数可変
フィルタの問題点は、上記のようにコンデンサ切替回路
にチョークコイルを用いていることにあり、その問題点
を以下に示す。 (1)スイッチング素子D11の逆バイアス時の高抵抗を
十分活かすためには、チョークコイルL11のインダクタ
ンス値が十分に大きいことが必要である。しかし、高い
インダクタンス値のチョークコイルのQは高周波では低
いため、チョークコイルの損失によりフィルタの挿入損
失が大きくなり、しかも、チョークコイルが発熱する。 (2)インダクタンスの大きなチョークコイルを作るた
めには、空心コイル構造で実現すると巻数を多くする必
要があり大形化してしまう。 (3)チョークコイルを小形化するため磁性体上に巻線
を施す構成にすると、磁性体のヒステリシス特性の非線
形性から、波形歪が発生してしまう。 このように、従来回路においては、チョークコイルとし
て小形で高性能なものが作れないため、スイッチ回路と
して損失が生じ、この低減が大きな課題となっていた。
【0007】本発明の目的は、チョークコイルを用いる
ことによる従来技術の問題点を解決し、小形化でき、挿
入損失の少ないコンデンサ切替回路部を有する同調周波
数可変フィルタを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の同調周波数可変
フィルタは、主インダクタンスと主コンデンサの並列共
振回路からなる主同調回路と、該主同調回路に並列に接
続され付加コンデンサとピンダイオードの直列回路から
なる複数の付加コンデンサ切替回路部とが備えられ、該
ピンダイオードによって付加コンデンサをオン/オフす
ることにより付加容量を変化させて同調周波数を変化さ
せる同調周波数可変フィルタにおいて、前記複数の付加
コンデンサ切替回路部のそれぞれは、前記主同調回路の
高電位側端子に一端が接続された付加コンデンサと接地
側に一端が接続された第1のピンダイオードとの直列回
路と、該付加コンデンサと第1のピンダイオードの接続
点と交流的に接地電位の制御電圧端子との間に該第1の
ピンダイオードと極性が同一方向になるように接続され
た第2のピンダイオードとからなり、前記制御電圧端子
に印加するバイアス電圧により前記第1および第2のピ
ンダイオードがオン/オフ制御されるように構成したこ
とを特徴とするものである。
【0009】さらに、本発明の同調周波数可変フィルタ
は、前記第2のピンダイオードが接続された制御電圧端
子を正のバイアス電圧を印加する第1の制御電圧端子と
し、前記第1のピンダイオードの接地側端子を交流的に
接地電位として負のバイアス電圧を印加する第2の制御
電圧端子とし、前記第1の制御電圧端子と第2の制御電
圧端子との間に印加するバイアス電圧により前記第1お
よび第2のピンダイオードがオン/オフ制御されるよう
に構成したことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、従来の技術のコンデン
サ切替回路のチョークコイルをPINダイオードに代え
ることにより、低損失で小形化したことを要旨とするも
のである。
【0011】図1に本発明の第1の実施例を示す1つの
コンデンサ切替回路部を有するフィルタの回路例図を示
す。図において、Z0 は主インダクタンスと主コンデン
サの並列共振回路を構成する主同調回路である。C1
付加コンデンサである。D11は付加コンデンサC1をオ
ン/オフするPINダイオードである。D12は本発明に
よってチョークコイルの代わりに設けたスイッチ素子の
PINダイオードである。C12はバイパスコンデンサで
ある。VB はバイアス電圧であり、スイッチ素子D11
オン/オフする制御電圧である。
【0012】この回路は、従来の回路のチョークコイル
をPINダイオードに置き換えたものであり、その接続
方法は、PINダイオードD11に直流的に直列接続した
ものである。交流的にはPINダイオードD11とPIN
ダイオードD12は並列接続されており、正のバイアス電
圧VB によって2つのPINダイオードD11,D12に所
定の順方向電流を流すとコンデンサC1 は接地され同調
周波数が下がる。負のバイアス電圧を印加すると、PI
NダイオードD11とPINダイオードD12はそれぞれに
1/2の逆バイアス電圧がかかり高抵抗を示しコンデン
サC1 は開放となり同調周波数が上がる。
【0013】図2はこの切替回路を複数個用いた本発明
の第1の実施例を示す同調周波数可変フィルタの回路例
図である。この図では1段の部分を示したが、実際には
複数段である。図において、Z0 は主インダクタンス素
子と主コンデンサの並列共振回路を構成する主同調回路
である。C1 〜Cn は同調周波数可変用の付加コンデン
サである。D11〜Dn1は同調周波数可変用コンデンサC
1 〜Cn をオン/オフするPINダイオードである。D
12〜Dn2はスイッチ素子のPINダイオードである。C
12〜Cn2はバイパスコンデンサである。VB はバイアス
電圧であり、スイッチ素子D12〜Dn2及びD11〜Dn1
オン/オフする制御電圧である。
【0014】本発明によるフィルタの同調周波数を変化
させる動作原理は、制御電圧印加端子にそれぞれのバイ
アス電圧VB を与え、PINダイオード(D11〜Dn1
をオン/オフすることにより、同調周波数可変用コンデ
ンサ(C1 〜Cn )をオン/オフして付加容量値を変え
て同調周波数を変化させる。制御電圧VB のn個の印加
端子を個々に組み合わせれば、同調周波数を2n 種類に
変化させることができる。
【0015】図3は本発明の第1の実施例の具体例を示
す回路図である。この回路図は8個の付加コンデンサC
1 〜C8 を備えた1段のBPFを示しているが、実験は
2段のBPFで実施した。表1は図3の8個のPINダ
イオードD11〜D18(A〜Hで示す)のオン/オフ状態
と同調周波数f0 の関係を示している。
【0016】
【表1】
【0017】図4は、表1の各同調周波数f0 の伝送特
性を重ね書きした特性データである。この例では全部の
付加コンデンサがオフのとき同調周波数が最も高く60
MHzとなり、全部の付加コンデンサがオンのとき同調
周波数が最も低く28MHzとなる。図3の付加コンデ
ンサC1 〜C8 の容量値がすべて異なっているため、各
PINダイオードのオン/オフを組み合わせると、28
=256種類の周波数に同調させることができる。この
ことは、実用する上で極めて重要で優れた特徴である。
【0018】実際には、制御電圧VB として+5Vまた
は−250Vのバイアス電圧をかけてPINダイオード
のオン/オフを切替える。
【0019】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図5は本発明の第2の実施例を示す1つのコンデ
ンサ切替回路部を有するフィルタ回路例図である。図に
おいて、Z0 は主インダクタンス素子と主コンデンサの
並列共振回路を構成する主同調回路である。C1 は付加
コンデンサである。D11は付加コンデンサC1 をオン/
オフするPINダイオードである。D12はスイッチ素子
のPINダイオードである。C11,C12はバイパスコン
デンサである。+VB −VB はバイアス電圧を示す制御
電圧である。
【0020】図5の回路は、原理的には図1の回路と同
じであるが、図1の回路の2つのPINダイオードのど
ちらにもバイパスコンデンサとして貫通コンデンサを用
いて交流的(高周波的)に接地し、双方からプラス,マ
イナスのバイアス電圧をかけることにより第1の実施例
の2倍の電圧をかけることができる。
【0021】図6は図5の切替回路を複数個用いた本発
明の第2の実施例を示す周波数可変フィルタ回路図であ
る。図において、Z0 は主インダクタンス素子と主コン
デンサの並列共振回路を構成する主同調回路である。C
1 〜Cn は同調周波数可変用の付加コンデンサである。
11〜Dn1は付加コンデンサC1 〜Cn をオン/オフす
るPINダイオードである。D12〜Dn2はスイッチ素子
のPINダイオードである。C11〜Cn1,C 12〜Cn2
バイパスコンデンサである。+VB ,−VB はプラス,
マイナスのバイアス電圧(制御電圧)である。
【0022】図6の回路は原理的には図2の回路と同じ
であるが、図5の場合と同様に周波数可変フィルタに2
倍のバイアス電圧をかけることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明を実施することにより、次の効果
が得られる。 (1)挿入損失を小さくすることができる。 (2)小形化が実現できる。 (3)大電力入力が実現できる。 (4)IC化に向いている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す1つのコンデンサ
切替回路を有するフィルタの回路図である。
【図2】図1の切替回路を複数個用いた本発明の第1の
実施例を示す同調周波数可変フィルタの回路例図であ
る。
【図3】本発明の同調周波数可変フィルタの具体例を示
す回路図である。
【図4】図3の回路の伝送特性例図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す1つのコンデンサ
切替回路を有するフィルタ回路例図である。
【図6】図2の切替回路を複数個用いた本発明の第2の
実施例を示す同調周波数可変フィルタの回路例図であ
る。
【図7】1つのコンデンサ切替回路部を有する従来のフ
ィルタの回路例図である。
【図8】PINダイオードの等価回路図である。
【符号の説明】
0 主インダクタンス素子と主コンデンサの主同調回
路 C1 〜Cn 同調周波数可変用付加コンデンサ D11〜Dn1,D12〜Dn2 PINダイオード C12〜Cn2 バイパスコンデンサ L11 チョークコイル VB 制御電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 勉 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 浦田 純悦 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主インダクタンスと主コンデンサの並列
    共振回路からなる主同調回路と、該主同調回路に並列に
    接続され付加コンデンサとピンダイオードの直列回路か
    らなる複数の付加コンデンサ切替回路部とが備えられ、
    該ピンダイオードによって付加コンデンサをオン/オフ
    することにより付加容量を変化させて同調周波数を変化
    させる同調周波数可変フィルタにおいて、 前記複数の付加コンデンサ切替回路部のそれぞれは、前
    記主同調回路の高電位側端子に一端が接続された付加コ
    ンデンサと接地側に一端が接続された第1のピンダイオ
    ードとの直列回路と、該付加コンデンサと第1のピンダ
    イオードの接続点と交流的に接地電位の制御電圧端子と
    の間に該第1のピンダイオードと極性が同一方向になる
    ように接続された第2のピンダイオードとからなり、 前記制御電圧端子に印加するバイアス電圧により前記第
    1および第2のピンダイオードがオン/オフ制御される
    ように構成したことを特徴とする同調周波数可変フィル
    タ。
  2. 【請求項2】 前記第2のピンダイオードが接続された
    制御電圧端子を正のバイアス電圧を印加する第1の制御
    電圧端子とし、前記第1のピンダイオードの接地側端子
    を交流的に接地電位として負のバイアス電圧を印加する
    第2の制御電圧端子とし、 前記第1の制御電圧端子と第2の制御電圧端子との間に
    印加するバイアス電圧により前記第1および第2のピン
    ダイオードがオン/オフ制御されるように構成したこと
    を特徴とする請求項1記載の同調周波数可変フィルタ。
JP8603196A 1996-03-15 1996-03-15 同調周波数可変フィルタ Pending JPH09252236A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015186115A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社日立国際電気 周波数可変フィルタ
CN112073030A (zh) * 2020-08-12 2020-12-11 武汉博畅通信设备有限责任公司 一种电调滤波器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015186115A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 株式会社日立国際電気 周波数可変フィルタ
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