JPS60165819A

JPS60165819A - 同調装置

Info

Publication number: JPS60165819A
Application number: JP2355684A
Authority: JP
Inventors: Joji Kane; 丈二加根; Koji Hashimoto; 興二橋本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-02-09
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1985-08-29

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】産業上の利用分野この発明は、ラジオ、テレビジョンの受信機および送信
機、その他通信機全般に用いることができる同調装置に
関するものである。

従来例の構成とその問題点近年、ラジオおよびテレビジョンの放送電波または通信
機の通信電波の数が増加する傾向にあり、受信または送
信を行う信号の周波数を選択する同調装置の性能につい
ては高い安定性と信頼性が必要とされるようになってき
ている。一方、同調装置を設置するそれらの受信機、送
信機および通信機における周波数調整を含む製造コスト
の低減も重要な課題であり、特に合理化が極めて困難な
高周波同調回路部の構成について抜本的な新技術の開発
が必要とされている。

以下図面を参照しながら従来の同調装置について説明す
る。第１図は基本的な同調回路であり、ｌはインダクタ
、２はキャパシタである。そして、それらインダクタ１
とキャパシタ２からなる並列共振回路３にて構成される
同調装置は、従来においては第２図もしくは第３図に示
すような部品による構成で実現されていた。すなわち第
２図に示すように、インダクタ部品４とキャパシタ部品
５のそれぞれ別個の部品が回路導体６および７によって
接続されて同調装置を構成していた。また第３図に示す
ような別の方法として、板状の誘電体８の表面に平面イ
ンダクタ９を設置して、さらに対向する電極１０および
１１それぞれよりなるキャパシタ１２を設置し、それぞ
れ別個のインダクタ９とキャパシタ１２が回路導体１３
および１４によって接続されて同調装置を構成していた
。

しかしながら、上記のような構成においては、同調装置
における同調周波数を遠隔制御するために、同調装置を
構成するそれぞれの同調部品を遠隔設置することが不可
能である。すなわち、それぞれの同調部品を遠隔設置す
ることによって接続リードが５延長し、それによってス
トレイキ中バシタおよびリードインダクタンスが不確定
となり、同調周波数を安定させることができない。した
がって、同調周波数精度が著しく劣化し、同調周波数精
度の高い同調装置を実現することは不可能であるという
問題を有していた。

発明の目的この発明は、同調部に付加するインピーダンス回路網を
遠隔設置しても同調動作が安定であり、かつその付加す
るインピーダンス回路網におけるリアクタンスの性質を
反転させながら同調周波数を遠隔制御することが可能な
同調装置を提供することを目的とするものである。　５発明の構成上記目的を達成するために、この発明は同調部に対し同
調周波数におけるほぼλ／４電気長の奇数倍に等しい長
さを有する伝送路を介してリアクタンス回路網を接続す
るようにした構成であり、これによりλ／４電気長の奇
数倍に等しい長さを有する伝送路およびそれに接続され
るリアクタンス回路網の組合せでインピーダンス変換機
能を呈するようにし、それによって実現される被変換リ
アクタンス回路網が有するリアクタンスと反対の性質を
有する変換されたリアクタンスを等測的に同調部に対し
て並列または直列に作用させるものである。

実施例の説明以下、この発明の実施例における同調装置について図面
を参照しながら説明する。

第４図はこの発明の第１の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、１５は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル１６を介
して可変キャパシタ１７と可変インダクタ１８よりなる
被変換直列共振回路が接続されてなるインピーダンス変
換器１９が接続設置される。

第５図はこの発明の第２の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、２０は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２１を介
して可変キャパシタ２２と可変インダクタ２３よりなる
被変換並列共振回路が接続されてなるインピーダンス変
換器２４が接続設置される。

第６図はこの発明の第３の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、２５は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２６を介
して電圧可変キャパシタ２７と電流可変インダクタ２８
よりなる被変換並列共振回路が接続されてなるインピー
ダンス変換器２９が接続設置される。

第７図はこの発明の第４の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、５４は同調部であ
り、それに対してλ／４電気長の同軸ケーブル５５を介
して電圧可変キャパシタ５６と電流可変インダクタ５７
よりなる被変換直列共振回路が接続されてなるインピー
ダンス変換器５日が接続設置される。

第８図はこの発明の第５の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、３゜は同調部であ
り、それに対して誘電体３１を介して対向設置される電
極３２および３３よりなるλ／４電気長の伝送路３４を
介して可変キャパシタ・３５と可変インダクタ３６より
なる被変換直列共振回路が接続されてなるインピーダン
ス変換器３７が接続設置される。

第９図はこの発明の第６の実施例における同調装置の回
路図を示すものである。図において、３８は同調部であ
り、それに対して誘電体３９を介して対向設置される電
極４０および４１よりなるλ／４電気長の伝送路４２を
介して可変キャパシタ４３と可変インダクタ４４よりな
る被変換並列共振回路が接続されてなるインピーダンス
変換器４５が接続設置される。

第１０図はこの発明の第７の実施例における同調装置の
回路図を示すものである。図において、４６は同調部で
あり、それに対して誘電体４７を介して対向設置される
電極４８および４９よりなるλ／４電気長の伝送路５０
を介して電圧可変キャパシタ５１と電流可変インダクタ
５２よりなる被変換並列共振回路が接続されてなるイン
ピーダンス変換器５３が接続設置される。

第１１図はこの発明の第８の実施例における同調装置の
回路図を示すものである。図において、５９は同調部で
あり、それに対して誘電体６０を介して対向設置される
電極６１および６２よりなるλ／４電気長の伝送路６３
を介して電圧可変キャパシタ６４と電流可変インダクタ
６５よりなる被変換直列共振回路が接続されてなるイン
ピーダンス変換器６６が接続設置される。

以上それぞれの実施例において、第４図ないし第７図に
示すものは一般の同軸ケーブルでλ／４電気長の伝送路
が容易に構成でき、第８図ないし第１１図に示すものは
プリント工法による薄型のλ／４電気長の伝送路が容易
に構成できる。また、第４図、第５図、第８図、第９図
に示すものは固定のりアクタンス素子を用いれば固定同
調周波数の同調装置が構成でき、また第４図、第５図、
第ＦＥ、第９図に示すものは可変同調周波数の同調装置
が構成でき、第６図、第７図、第１θ図、第１１図に示
すものは電圧または電流可変同調周波数の同調装置が構
成できる。

また以上それぞれの実施例においては、インピーダンス
変換器における伝送路として電気長がλ／４のもので説
明したが、同調周波数におけるλ／４電気長の奇数倍に
等しい長さの伝送路を用いても同様の同調装置を構成す
ることが可能である。

ここで第８図ないし第１１図のそれぞれの実施例におい
ては、伝送路として誘電体を介して一対の電極が対向設
置されるものを用いたが、誘電体の同一面においてそれ
ぞれの電極を並設したものでも同様の同調装置を構成す
ることが可能であり、また誘電体の内部においてそれぞ
れの電極を対向設置したものでも同様の同調装置を構成
することが可能である。

またさらに第４図ないし第１１図それぞれの実施例にお
いては、用いる伝送路の長さは厳密にλ／４電気長を必
要とするものではなく、はぼそれに等しい長さの伝送路
を用いて構成することが可能である。

なお、上記第８図ないし第１１図それぞれの実施例にお
ける伝送路電極としては金属導体、プリント金属箔導体
、厚膜印刷導体、薄膜導体などを使用することができ、
また上記それぞれの導体を異種組合わせてもよい。一方
、誘電体としてはアルミナセラミック、チタン酸バリウ
ム、プラスチック、ポリフッ化エチレン系繊維、ガラス
、マイカ、樹脂系プリント基板などを用いることができ
る。

なおさらに、上記第４図ないし第１１図それぞれにおい
て、同調部におけるリアクタンス素子および被変換共振
回路を構成するりアクタンス素子はそれぞれすべて可変
リアクタンスのものを用いて示したが、それぞれのりア
クタンス素子のうち任意の少なくとも１個のものを可変
として同調周波数が可変の同調装置も構成することがで
きる。

以上のように構成されたこれらの実施例の同調装置につ
いて、以下にその動作を説明する。

第１２図（８１〜（Ｃ）はこの発明の同調装置における
λ／４電気長のインピーダンス変換器の動作を説明する
ための等価回路およびスミス図である。第１２図（ａ）
に示すように電気長βを有し、かつ先端にＺ　Ｃ１１）
なる負荷が接続された伝送線路において、ｚ＝０から負
荷側を見た正規化入力インピーダンスおよび正規化入力
アドミタンスは、線路が無損失の場合（γ＝ｊβ）には（以下余白）で表すことができる。

ここで、ｌ＝λ／４　とすると β１＝（２π／λ）（λ／４）＝π／２・・・（３）と
なり、これによりｔａｎ　β１＝ｔａｎπ／２−ｏｏ・・・・・・・（４
）となる。

また一方、線路の電気長！がλ／４の奇数倍であるとす
ると β１＝（２π／λ）（λ／４）・ｎ（ｎ＝１，３，５，７．−）　・・−＋５１ｔａｎβ１
Ｈ＝ｔａｎ　π／２＝■ （ｎ＝１の場合）・・・・・・・・（６）ｔａｎ　β１
２３　＝ｔａｎ　３π／２＝−ω（ｎ＝３の場合）・・
・・・・・・（７）ｔａｎβｌ　５　＝ｔａｎ　５　ｒ
ｃ／　２　＝Ｏ’（ｎ＝５の場合）・・・・・・・・（
８）となり、いずれの場合においても第（１）式および
第（２）式に示す正規化入力インピーダンスおよび入力
アドミタンスはとなる。

すなわち、ある基準面から負荷側を見た正規化入力イン
ピーダンスは、その点から電気長λ／４だけ離れた基準
面から負荷側を見た正規化入力アドミタンスに等しい。

また、ある基準面から負荷側を見た正規化入力アドミタ
ンスは、その点から電気長λ／４だけ離れた基準面より
負荷側を見た正規化入力インピーダンスに等しい。これ
によりインピーダンス変換機能を呈するものである。

以上に説明したインピーダンス変換器の動作がこの発明
における実施例の同調装置の動作に作用するモードを次
に示す。すなわち、それぞれの実施例におけるインピー
ダンス変換器に設置される被変換直列共振りアクタンス
は第１２図（ｂ）に示すスミス図における零リアクタン
スを表す６７の位置にあり、これがインピーダンス変換
された結果、無限大リアクタンスを表す６８の位置に転
換されるものである。また被変換直列共振リアクタンス
を変化させた場合は、すなわち、被変換直列共振りアク
タンスを変化させてインダクティブ・リアクタンス６９
に変化移動させることによって、インピーダンス変換さ
れるキャパシティブ・リアクタンス７０に変化移動させ
てキャパシタに転換させることが可能である。反対に、
被変換直列共振りアクタンスを変化させてキャパシティ
ブ・リアクタンス７１に変化移動させることによって、
インピーダンス変換されるインダクティブ・リアクタン
ス７２に変化移動させてインダクタに転換させることが
可能である。

また一方、それぞれの実施例におけるインピーダンス変
換器に設置される被変換並列共振りアクタンスは第１２
図（Ｃ１に示すスミス図における無限大リアクタンスを
表す７３の位置にあり、これがインピーダンス変換され
た結果、零リアクタンスを表す７４の位置に変換される
ものである。また被変換並列共振リアクタンスを変化さ
せた場合は、すなわち、被変換並列共振リアクタンスを
変化させてインダクティブ・リアクタンス７５に変化移
動させることによって、インピーダンス変換されるキャ
パシティブ・リアクタンス７６に変化移動させてキャパ
シタに転換させることが可能である。

反対に、被変換並列共振リアクタンスを変化させてキャ
パシティブ・リアクタンス７７に変化移動させることに
よって、インピーダンス変換されるインダクティブ・リ
アクタンス７８に変化移動させてインダクタに転換させ
ることが可能である。

以上において説明したこの発明における実施例の同調装
置の動作によって、第４図ないし第１１図に示す実施例
の同調装置はまず第１３図（ａｌに示す等価回路で表す
ことができる。すなわち、同調部７９に対してインピー
ダンス変換器８０における変換された等価インダクタン
ス８１が並列に接続されることになり、これによって並
列共振回路を構成することが可能となる。一方、第１３
図（ｂｌに示すように同調部８２に対してインピーダン
ス変換器８３における変換された等価キャパシタンス８
４が並列に接続されるようにすることによって並列共振
回路を構成することも可能となる。

また、第１３図（Ｃ１に示す等価回路で表すように、同
調部８５に対してインピーダンス変換器８６における変
換された等価インダクタンス８７が直列に接続されるこ
とになり、これによって直列共振回路を構成することが
可能となる。一方、第１３図（ｄ）に示すように同調部
８８に対してインピーダンス変換器８９における変換さ
れた等価キャパシタンス９０が直列に接続されるように
することによって直列共振回路を構成することも可能と
なる。

ここで同調部それぞれに対して、まず等価インダクタン
スが並列に接続される場合には同調周波数が高い方に、
反対に等価キャパシタンスが並列に接続される場合には
同調周波数が低い方にそれぞれ変化させることが可能で
ある。また等価インダクタンスが直列に接続される場合
には同調部における同調周波数よりも高い周波数におい
て直列共振を発生させることが可能であり、反対に等価
キャパシタンスが直列に接続される場合には同調部にお
ける同調周波数よりも低い周波数において直列共振を発
生させることが可能である。

以上それぞれの実施例において、同調部としてインダク
タおよびキャパシタよりなる並列共振回路を用いてもよ
く、また直列共振回路を用いても１い。またインダクタ
、キャパシタ、およびレジスタのうちいずれか任意のも
のを組合せた同調回路網を用いてもよく、また、半導体
素子およびＩＣなどをそれらに付加した同調回路網を用
いてもよい。さらに誘電体共振器、クリスタル共振器。

セラミック共振器またはＳＡＷ共振器などの固体化同調
器を用いてもよい。

以上それぞれの実施例において、同調部として固定同調
周波数のもので説明したが、同調周波数が可変できるも
のを用いてもよいことはいうまでもない。また同調部を
構成する回路網の一部としてインピーダンス変換器を挿
入設置してもよいことはいうまでもない。

発明の効果以上のように、この発明は、同調部に対して同調周波数
におけるほぼλ／４電気長の奇数倍に等しい長さを有す
る伝送路を介してリアクタンス回路網を接続するように
構成することにより、リアクタンス回路網が有するリア
クタンスと反対の性質を有する等価リアクタンスが上記
同調部に対して並列または直列に接続されるようにし、
等測的に並列共振回路または直列共振回路を構成して同
調装置を実現するようにしている。

これによって、広範な種類の被制御同調器に対して、そ
の同調周波数制御仕様の範囲が極めて広く、加えて同１
１Ｑ性能が高い同調装置を実現することが可能になる。

すなわち、インピーダンス変換器に設置する任意の可変
リアクタンス素子単独におけるリアクタンス可変のみに
よって、インダクティブ・リアクタンスおよびキャパシ
ティブ・リアクタンスに渡る同調制御リアクタンスを形
成することが可能となり、また同時にその同調制御リア
クタンスにおけるリアクタンス変化量も反転加減させる
ことも可能となる優れた効果が得られる。またさらに、
従来において用いられたリアクタンス素子単独による同
調制御リアクタンスを形成する場合と比較して、共振り
アクタンスを同調制御リアクタンスとして用いるのでそ
の共振周波数付近におけるＱ向上効果を利用することが
でき、リアクタンス素子単独の場合よりも高いＱを有す
る同調制御リアクタンスを実現することができる。

それによって同調装置における同調Ｑ性能を飛躍的に向
上させることができるという優れた効果が得られる。

またさらに、同調装置におけるそれぞれの同調部および
リアクタンス回路網を遠隔設置しても、λ／４伝送路の
インピーダンスは安定に確保することができるので、ス
トレイキャパシタおよびリードインダクタンスを確定さ
せることが可能である。したがって同調装置におけるそ
れぞれの同調部およびリアクタンス回路網を遠隔設置し
ても同調周波数精度が極めて高い同調装置を実現するこ
とができ、かフ遠隔設置したそれぞれの同調部およびリ
アクタンス回路網のいずれかを可変することによって同
調周波数の遠隔制御が可能になるという優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的な同調装置の回路図、第２図および第３
図は従来の同調装置における構成を示す斜視図、第４図
ないし第１１図はこの発明の実施例における同調装置の
回路構成図、第１２図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の同調
装置における動作原理を示す説明図、第１３図（ａ）〜
（ｄ）はこの発明の実施例における同調装置の等価回路
図である。１５．２０，２５．５４，３０．３８，４６゜５９．７
９，８２．８５．８８・・・同調部、１６゜２１．２６
．５５・・・λ／４電気長の同軸ケーブル、３４．４２
，５０．６３・・・λ／４電気長の伝送路、１７．２２
，３５．４３・・・可変キャパシタ、１８゜２３．３６
．４４・・・可変インダクタ、２７．５６゜５１．６４
・・・電圧可変キャパシタ、２８．５７゜５２．６５・
・・電流可変インダクタ、１９，２４゜２９、　５Ｂ、
３７．　４５．　５３．　６６、　８０，８３゜８６．
８９・・・インピーダンス変換器、８１．８７・・・等
価インダクタ、８４．９０・・・等価キャパシタ第１図第２図第４図第５図第６図第７図第８図第９図第１１図第１２図 −１，０第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】（１１同調部と、この同調部に接続したインピーダンス
回路網と、同調周波数のほぼλ／４電気長の奇数倍に等
しい長さを有し前記同調部と前記インピーダンス回路網
との間に介挿接続した伝送路とを備えた同調装置。（２）同調部としてインダクタおよびキャパシタよりな
る直列または並列共振器を設置した特許請求の範囲第（
１）項記載の同調装置。（３）　同調部としてレジスタおよびキャパシタよりな
る直列または並列共振器を設置した特許請求の範囲第（
１）項記載の同調装置。（４）　インピーダンス回路網としてリアクタンスが可
変のものを用いた特許請求の範囲第（１）項記載の同調
装置。（５）　インピーダンス回路網または同開部が可変キャ
パシタンス素子および可変インダクタンス素子のうちい
ずれか少なくとも１個で構成されている特許請求の範囲
第（１）項記載の同調装置。（６）　インピーダンス回路網または同調部が電圧可変
キャパシタンス素子および電流可変インダクタンス素子
のうちいずれか少なくとも１個で構成されている特許請
求の範囲第（１１項記載の同調装置。（７）　インピーダンス回路網としてキャパシティブお
よびインダクティブなリアクタンスに渡ってリアクタン
スが可変のものを用いた特許請求の範囲第（１）項記載
の同調装置。（８）伝送路が同軸ケーブルである特許請求の範囲第（
１１項記載の同調装置。（９）伝送路が誘電体を介した一対の電極により構成さ
れている特許請求の範囲第（１）項記載の同調装置。