KR20080052417A - 가변용량 다이오드를 사용한 가변동조회로 및 텔레비젼튜너 - Google Patents

가변용량 다이오드를 사용한 가변동조회로 및 텔레비젼튜너 Download PDF

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KR20080052417A
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tuning
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마사키 야마모토
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알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 고역측에서의 가변범위를 확대할 수 있음과 동시에 인덕터의 L 값을 확보하여 저역측에서의 회로(Q)를 크게 할 수 있고, 이득저하, 노이즈의 증대, 발진 불안정화 등의 단점을 해소하는 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 버랙터 다이오드(41)와 콘덴서(42)를 직렬 접속한 회로에 제 1 인덕터(L4)를 병렬 접속하여 제 1 병렬 공진회로를 구성하고, 상기 버랙터 다이오드(41)에 제 2 인덕터(L44)를 직류커트 콘덴서(43)를 거쳐 병렬 접속하여 제 2 병렬 공진회로를 구성한다. 버랙터 다이오드(41)가 최대 용량시에 있어서의 상기 제 2 병렬 공진회로의 공진주파수를, 가변주파수 범위의 최저 주파수 부근에 설정하는 것으로 한다.

Description

가변용량 다이오드를 사용한 가변동조회로 및 텔레비젼 튜너{VARIABLE CAPACITANCE DIODE USING VARIBLE RESONANCE CIRCUIT AND TELEVISION TUNER}
본 발명은, 가변용량 다이오드를 사용한 텔레비전 튜너의 가변동조회로 및 그 가변동조회로를 탑재한 텔레비전 튜너에 관한 것이다.
텔레비전 튜너는, 수신 주파수의 선택 또는 방해파의 제거 등을 위해 가변용량 다이오드를 사용한 가변동조회로를 탑재하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 도 3은 특허문헌 1에 개시된 텔레비전 튜너의 기능 블럭도이다. 상기 도면에서 안테나(101)에서 입력한 텔레비전 전파의 수신신호는, 동조회로(102)에서 주파수 선택이 행하여지고, 고주파 증폭회로(103)에서 증폭되어, 다음의 복동조회로(104)에서 수신 주파수가 선택되어 주파수 혼합회로(105)에 입력된다. 주파수 혼합회로(105)에서는 수신 주파수는 국부발진회로(106)의 국부발진신호와 혼합되고, 복동조회로(104)의 수신 주파수와 국부발진회로(106)의 국부발진신호의 차의 중간주파수로 변환되어 주파수 혼합회로(105)에서 출력된다. 이 중간주파수의 신호는, 중간주파수 증폭회로(107)에서 증폭하여, 튜너의 출력이 된다.
상기 텔레비전 튜너에서는 동조회로(102), 복동조회로(104) 및 국부발진회 로(106)의 각 부에 가변동조회로가 구비되어 있다. 도 4에 일반적인 가변동조회로의 구성도를 나타낸다. 인덕터(L1)에 대하여 버랙터 다이오드(D1)가 병렬로 접속되고, 버랙터 다이오드(D1)의 캐소드에 튜닝 전압(Vc)이 인가되도록 구성되어 있다. 또한 상기 도면에서는 버랙터 다이오드(D1)의 캐소드측에는 직류커트용으로 큰 용량값의 콘덴서(C)가 설치되어 있다. 버랙터 다이오드(D1)에 인가하는 튜닝 전압(Vc)의 크기에 따라 버랙터 다이오드(D1)의 용량을 변화시킴으로써 공진주파수를 변화시켜 원하는 주파수를 선택하도록 구성되어 있다.
도 5는 버랙터 다이오드의 인가 전압에 따른 용량변화를 나타내는 용량 커브 특성도이다. 상기 도면에 나타내는 용량 커브를 기초로, 버랙터 다이오드(D1)에 직렬 접속되는 콘덴서(C)와 병렬 접속되는 인덕터(L1)에 의하여 동조주파수를 결정하고 있다. 고역측의 동조 특성을 확보하기 위해서는 인덕터(L1)/용량 모두 작게 할 필요가 있다. 그리고 고역측의 동조 특성 확보를 위해 작은 값으로 설정한 인덕터(L1)/용량을 고정값으로 하여 버랙터 다이오드(D1)의 용량 변화에서 저역측의 동조 특성을 확보하게 된다.
[특허문헌 1]
일본국 특개평10-242805호 공보
그런데 텔레비전 튜너에는 실장 기판의 부유용량, 각종 반도체소자의 내부 용량, 그 밖의 용량이, 버랙터 다이오드(D1)에 대하여 병렬로 존재하기 때문에, 가변동조회로에서의 고역측은 가변범위가 억압되는 경향에 있다.
한편, 가변동조회로에서의 저역측은, 인덕터(L1)를 작은 L값으로 설정하지 않으면 안되기 때문에 회로의 Q 값이 저하하고, 예를 들면 동조회로(102)에서는 임피던스가 저하하여 로스 및 노이즈가 증대하고, 이득이 저하하는 문제가 생긴다. 또 국부발진회로(106)에서는 회로의 Q값이 저하함으로써 발진이 불안정하게 된다는 문제가 발생한다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 고역측에서의 가변범위를 확대할 수 있음과 동시에 인덕터의 L값을 확보하여 저역측에서의 회로(Q)를 크게 할 수 있고, 이득저하, 노이즈의 증대, 발진 불안정화 등의 단점을 해소하는 가변동조회로 및 텔레비전 튜너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 가변동조회로는, 가변용량소자와 콘덴서를 직렬 접속한 회로에 제 1 인덕터를 병렬 접속하여 제 1 병렬 공진회로를 구성하고, 상기 가변용량소자에 제 2 인덕터를 교류적으로 병렬 접속하여 제 2 병렬 공진회로를 구성한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 가변용량소자에 제 2 인덕터를 교류적으로 병렬 접속하여 제 2 병렬 공진회로를 구성하였기 때문에, 가변용량소자의 용량을 바꿈으로써 동조회로의 L 성이 저역측에서 커지고, 고역측에서는 작아지도록 등가적으로 L 값을 변화시킬 수 있고, 고역측에서의 가변범위를 확대할 수 있음과 동시에 인덕터의 L 값을 확보하여 저역측에서의 회로(Q)를 크게 할 수 있고, 이득저하, 노이즈의 증대, 발진 불안정화 등의 단점을 해소할 수 있다.
또 본 발명은, 상기 가변동조회로에서 상기 가변용량소자가 최대 용량시에 있어서의 상기 제 2 병렬 공진회로의 공진주파수를, 가변주파수 범위의 최저 주파수 부근에 설정하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하여 동조회로의 L 성이 저역측의 최저 주파수 부근에서 최대가되고, 저역측의 주파수 선택시에 있어서의 동조회로를 구성하는 인덕터는 종래 회로에 비하여 커지기 때문에, 가변용량소자의 직렬 용량이 되는 콘덴서를 소용량화하게 되고, 저역측에서의 회로(Q)를 크게 할 수 있다.
또 본 발명은, 상기 가변동조회로에서 상기 가변용량소자가 최소 용량시에서의 상기 제 2 병렬 공진회로의 공진주파수를, 가변주파수 범위의 최고 주파수보다 고역측으로 넘도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하여 동조회로의 L 성이 고역측의 최고 주파수 부근에서 작아지고, 고역측의 주파수 선택시에 있어서의 동조회로를 구성하는 인덕터는 종래 회로에 비하여 작아지기 때문에, 가변용량소자에 병렬 접속되는 제 1 인덕터의 L 값을 크게 함과 동시에 가변용량소자의 직렬 용량이 되는 콘덴서를 소용량화하게 되고, 고역측에서의 가변범위를 확대할 수 있다.
또 본 발명은, 상기 어느 하나의 가변동조회로를, 입력 동조회로, 단간 동조회로, 발진회로의 적어도 어느 하나에 탑재한 것을 특징으로 하는 텔레비전 튜너이다.
본 발명에 의하면, 텔레비전 튜너의 가변동조회로에서, 고역측에서의 가변범위를 확대할 수 있음과 동시에 인덕터의 L 값을 확보하여 저역측에서의 회로(Q)를 크게 할 수 있고, 이득저하, 노이즈의 증대, 발진 불안정화 등의 단점을 해소할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 관한 텔레비전 튜너는, UHF 수신용의 단일 밴드형 텔레비전 튜너이고, 입력동조, RF 복동조, 국부발진의 합계 4개의 동조회로를 탑재하고 있다.
도 1은 본 실시형태에 관한 텔레비전 튜너의 회로도이고, 입력 동조부에서 후단의 회로 구성을 나타내고 있다. 도시 생략한 안테나의 출력단에 입력 동조회로(10)의 입력단이 접속되고, 입력 동조회로(10)의 출력단이 결합 콘덴서(11)를 거쳐 고주파 증폭회로(12)의 입력단에 접속되어 있다. 고주파 증폭회로(12)의 출력단은 결합 콘덴서(13)를 거쳐 복동조회로의 1차측 동조회로(14)에 접속되어 있다. 복동조회로의 2차측 동조회로(15)의 출력단은 결합 콘덴서(16)를 거쳐 주파수 변환 회로(17)에 접속되어 있다. 주파수 변환회로(17)에는 국부 발진회로(18)가 접속되고, 국부 발진회로(18)에는 발진주파수를 정하는 공진회로(19)가 접속되어 있다. 또 주파수 변환회로(17)의 출력단은 밴드 패스 필터(21)를 거쳐 중간주파 증폭회로(22)에 접속되어 있다. 텔레비전 튜너를 구성하는 각 부의 기본동작은, 뒤에서 설명하는 동조동작을 제외하고, 도 3에 나타내는 텔레비전 튜너와 동일하다.
입력 동조회로(10)는, 안테나 출력단으로부터 고주파신호가 도입되는 신호 전송로(M)에 대하여, 제 1 인덕터(L1)가 상기 신호 전송로(M)와 그라운드의 사이에 접속되어 있다. 제 1 인덕터(L1)에 대하여 버랙터 다이오드(31)가 병렬로 접속되어 있다. 버랙터 다이오드(31)는 애노드를 신호 전송로(M)에 접속하는 한편, 캐소드를 직류커트 콘덴서(32)를 거쳐 그라운드에 접속하고 있다. 본 실시형태는, 버랙터 다이오드(31)에 대하여 제 2 인덕터(L11)가 교류적으로 병렬 접속되어 있다. 제 2 인덕터(L11)의 한쪽 끝을 버랙터 다이오드(31)의 애노드에 접속하고, 다른쪽 끝을 콘덴서(33)를 거쳐 버랙터 다이오드(31)의 캐소드에 접속하고 있다. 튜닝단자(T1)에는 도시 생략한 집적회로로부터 튜닝전압(Tu)이 인가된다. 버랙터 다이오드(31)의 캐소드는 저항(R1)을 거쳐 튜닝단자(T1)에 접속되어 있고, 수신 주파수에 따라 전압제어되는 튜닝전압(Tu)이 인가되도록 구성되어 있다.
복동조회로의 1차측 동조회로(14), 2차측 동조회로(15) 및 공진회로(19)는, 상기 입력 동조회로(10)와 마찬가지로 제 1 인덕터와 버랙터 다이오드로 공진회로를 구성하고, 또한 버랙터 다이오드에 제 2 인덕터가 교류적으로 병렬 접속된 구성을 하고 있다.
즉, 1차측 동조회로(14)는, 1차측 코일이 되는 제 1 인덕터(L2)와 버랙터 다이오드(34) 및 직류커트 콘덴서(35)의 직렬회로로 이루어지는 병렬공진회로를 구성하고, 버랙터 다이오드(34)에 대하여 제 2 인덕터(L22)가 캐소드측에 콘덴서(36)를 거쳐 병렬로 접속되어 있다. 전원단자(T2)에는 외부로부터 전원(B)이 공급되고 있다. 고주파 증폭회로(12)의 출력단에는 전원단자(T2)로부터 저항(R5) 및 초크 코일(L5)을 경유하여 전원(B)이 인가되고, 1차측 동조회로(14)의 입력단이 되는 버랙터 다이오드(34)의 애노드와의 사이에 결합 콘덴서(13)가 배치된다.
또 2차측 동조회로(15)는, 2차측 코일이 되는 제 1 인덕터(L3)와 버랙터 다이오드(37) 및 직류커트 콘덴서(38)의 직렬회로로 이루어지는 병렬공진회로로 구성된다. 버랙터 다이오드(37)에 대하여 제 2 인덕터(L33)가 캐소드측에 콘덴서(39)를 거쳐 병렬로 접속되어 있다. 버랙터 다이오드(37)의 캐소드에는 저항(R2)을 거쳐 튜닝전압(Tu)이 인가되도록 구성되어 있다.
국부 발진회로(18)의 공진회로(19)는, 제 1 인덕터(L4)와 버랙터 다이오드(41) 및 직류커트 콘덴서(42)의 직렬회로로 이루어지는 병렬공진회로로 구성된다. 버랙터 다이오드(41)에 대하여 제 2 인덕터(L44)가 캐소드측에 콘덴서(43)를 거쳐 병렬로 접속되어 있다. 버랙터 다이오드(41)의 캐소드는 저항(R3)을 거쳐 튜닝전압(Tu)이 인가되고, 애노드는 저항(R4)을 거쳐 그라운드에 접속되도록 구성되어 있다. 또한 국부 발진회로(18)에 대하여 제 1 인덕터(L4)의 한쪽 끝이 직류커트 콘덴서(44)를 거쳐 접속되고, 다른쪽 끝은 직류커트 콘덴서(45)를 거쳐 접속되어 있다.
또한 본 실시형태에서는 고주파 증폭회로(12)의 입력단과 주파수 변환회로(17)의 입력단과의 사이를 신호선로(MM)로 접속하고, 신호선로(MM)와 1차측 동조회로(14)의 제 1 인덕터(L2)의 한쪽 끝과의 사이를 패턴 등의 용량(23)을 거쳐 접속하도록 구성하고 있다. 이와 같은 회로 구성에 의하여 이미지성분을 억제하도록 하고 있다.
다음에, 상기 가변동조회로(10, 14, 15, 19)에서의 제 2 인덕터의 L 값 및 버랙터 다이오드에 직렬 접속되는 직류커트 콘덴서의 C 값의 설정값에 관한 생각을 설명한다. 이하, 공진회로(19)의 회로 구성을 예로 하여 설명하나, 다른 동조회로(10, 14, 15)에서도 동일한 생각으로 설계 가능하다.
본 실시형태에서는 도 2에 나타내는 바와 같이 본 텔레비전 튜너의 저역측의 목표 최저 주파수를 주파수(f1)로 하고, 버랙터 다이오드(41)가 최대 용량일 때[저역측의 목표 최저 주파수(f1)를 선택 수신시의 튜닝전압], 제 2 인덕터(L44)와 버랙터 다이오드(41)에 의한 공진주파수(f11)가 저역측의 목표 최저 주파수(f1)가 되도록 제 2 인덕터(L44)의 L 값을 선택한다. 예를 들면 저역측의 최저 주파수에서의 버랙터 다이오드(41)의 용량이 17 pF[튜닝 전압(Vc) = 1.5 V]이면, 저역측의 최저 주파수(f1)를 368 MHz라 하면, 제 2 인덕터(L44)의 L 값은 11 nH로 설정하게 된다. 그리고 버랙터 다이오드(41)가 최대 용량일 때 제 1 및 제 2 인덕터(L4, L44)와 버랙터 다이오드(41) 및 직류커트 콘덴서(42)에 의한 공진주파수(f1)가 공진주파수(f11)보다 약간 작아지도록 제 1 인덕터(L4) 및 직류커트 콘덴서(42)의 값을 선택한다. 이것에 의하여 저역측의 최저 주파수를 선택 수신할 때에, 제 2 인덕 터(L44)와 버랙터 다이오드(41)의 병렬공진에 의한 L 성은 거의 최대가 된다.
한편, 도 2에 나타내는 바와 같이 본 텔레비전 튜너의 고역측의 목표 최고 주파수를 주파수(f2)로 하여 버랙터 다이오드(41)가 최소 용량일 때[고역측의 목표 최고 주파수(f2)를 선택 수신시의 튜닝전압], 상기와 같이 설정된 제 2 인덕터(L44)와 버랙터 다이오드(41)에 의한 공진주파수(f22)는 고역측의 목표 최고 주파수(f2)를 고역측으로 크게 넘게 된다. 예를 들면 고역측의 목표 최고 주파수(f2)가 860 MHz인 경우, 제 2 인덕터(L44)를 11 nH으로 설정하면, 1073 MHz부근에 공진점이 오게 된다. 이것에 의하여 고역측의 최고 주파수를 선택 수신할 때에, 제 2 인덕터(L44)와 버랙터 다이오드(41)의 병렬공진에 의한 L 성은 매우 작아진다.
이와 같이 본 실시형태는, 버랙터 다이오드(41)의 용량을 바꿈으로써 동조회로의 L 성이 저역측에서 커지고, 고역측에서는 작아지도록 등가적으로 L 값을 변화시키고 있다.
또, 고역측에서 제 2 인덕터(L44)와 버랙터 다이오드(41)의 병렬공진에 의한 L성은 아주 작아지고, 이 작은 인덕터가 제 1 인덕터(L4)에 대하여 병렬로 접속되기 때문에 제 1 및 제 2 인덕터(L4, L44)와 버랙터 다이오드(41) 및 직류커트 콘덴서(42)에 의한 공진주파수를 원래의 목표 최고 주파수(f2)로 하기 위해서는 제 1 인덕터(L4)의 L 값을 종래에 비하여 크게 할 필요가 있다.
한편, 저역측에서는 제 1 및 제 2 인덕터(L4, L44)는 상기한 바와 같이 선택한 것에 의하여 동조회로를 구성하는 인덕터가 커지기 때문에, 버랙터 다이오 드(41)의 직렬 용량이 되는 직류커트 콘덴서(42)를 소용량화하여 저역측의 동조주파수의 설정을 행한다. 이와 같이 본 실시형태는, 직류커트 콘덴서(42)를 소용량화함으로써 버랙터 다이오드(41)가 최대 용량일 때 제 1 및 제 2 인덕터(L4, L44)와 버랙터 다이오드(41) 및 직류커트 콘덴서(42)에 의한 공진주파수(f1)가 공진주파수(f11)보다 약간 작아지도록 조정한다.
이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 버랙터 다이오드(41)가 최대 용량일 때, 제 2 인덕터(L44)와 버랙터 다이오드(41)에 의한 공진주파수(f11)가 저역측의 목표 최저 주파수(f1)가 되도록 제 2 인덕터(L44)의 L 값을 선택하기 때문에 고역측에서 제 2 인덕터(L44)와 버랙터 다이오드(41)의 병렬 공진에 의한 L 성은 매우 작은 값으로 할 수 있고, 고역측에서의 가변범위를 용이하게 확대할 수 있다. 또 제 1 인덕터(L4)에 큰 L 값을 확보함과 동시에 직류커트 콘덴서(42)를 소용량화하기 때문에 회로(Q)의 저하를 억제할 수 있다. 그 결과, 이득 저하, 노이즈의 확대 또는 국부 발진회로(18, 19)에서의 불안정 발진 등의 단점을 방지할 수 있다.
또, 입력 동조회로(10), 1차측 동조회로(14), 2차측 동조회로(15)에서도 제 2 인덕터(L1l, L22, L33)의 L 값을, 버랙터 다이오드(31, 34, 37)와의 공진주파수가 저역측의 목표 최저 주파수(f1) 부근이 되도록 설정함으로써 고역측에서의 가변범위의 확대를 도모할 수 있음과 동시에 저역측에서의 회로(Q)를 확보할 수 있다. 또한 제 2 인덕터와 버랙터 다이오드의 공진주파수(f11)는 저역측의 목표 최저 주파수(f1) 부근이면 저역측의 L 성을 크게 하는 효과를 가질 수 있고, 반드시 공진주파수(fl1)와 저역측의 목표 최저 주파수(f1)를 일치 또는 근방에 설정할 필요는 없다.
또한 본 발명은 UHF 수신용 단일 밴드 튜너에 한정되는 것이 아니라, UHF, VHF고대역, VHF저대역을 변환하는 텔레비전 튜너에도 마찬가지로 적용 가능하다. 또 1차측 및 2차측의 단간 동조회로로 구성되는 복동조회로 대신에, 하나의 단간 동조회로로 하여도 된다.
본 발명은 가변용량 다이오드를 사용한 텔레비전 튜너에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 텔레비전 튜너의 구성도,
도 2는 상기 일 실시형태에서의 동작원리를 설명하기 위한 설명도,
도 3은 종래의 텔레비전 튜너의 전체 구성도,
도 4는 종래의 동조회로의 구성도,
도 5는 버랙터 다이오드의 용량 커브를 나타내는 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 입력 동조회로 11, 13, 16 : 결합 콘덴서
12 : 고주파 증폭회로 14 : 복동조회로의 1차측 동조회로
15 : 복동조회로의 2차측 동조회로 17 : 주파수 변환회로
18 : 국부발진회로 19 : 공진회로
21 : 밴드 패스 필터 22 : 중간주파 증폭회로
L1, L2, L3, L4 : 제 1 인덕터 L11, L22, L33, L44 : 제 2 인덕터
31, 34, 37, 41 : 버랙터 다이오드
32, 35, 38, 42 : 직류커트 콘덴서(직렬 용량)
33, 36, 39, 43 : 직류커트 콘덴서

Claims (4)

  1. 가변용량소자와 콘덴서를 직렬 접속한 회로에 제 1 인덕터를 병렬 접속하여 제 1 병렬 공진회로를 구성하고, 상기 가변용량소자에 제 2 인덕터를 교류적으로 병렬 접속하여 제 2 병렬 공진회로를 구성한 것을 특징으로 하는 가변동조회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가변용량소자가 최대 용량시에 있어서의 상기 제 2 병렬 공진회로의 공진주파수를, 가변주파수 범위의 최저 주파수 부근에 설정하는 것을 특징으로 하는 가변동조회로.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가변용량소자가 최소 용량시에 있어서의 상기 제 2 병렬 공진회로의 공진주파수를, 가변주파수 범위의 최고 주파수보다 고역측으로 넘도록 설정하는 것을 특징으로 하는 가변동조회로.
  4. 제 1항에 기재된 가변동조회로를, 입력 동조회로, 단간 동조회로, 발진회로의 적어도 어느 하나에 탑재한 것을 특징으로 하는 텔레비전 튜너.
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