JPH11504182A - 同調可能な段間フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 チューナにおける同調可能なバンドパスフィルタであって、周波数が高くなるほど結合係数が大きくなる高圧側結合部と、周波数が高くなるほど結合係数が小さくなる低圧側結合部とを有するバンドパスフィルタ。２つの結合係数は、前記バンドパスフィルタが周波数帯域で同調されるときに、周波数に対して互いに逆に変化する。

Description

【発明の詳細な説明】 同調可能な段間フィルタ 発明の属する分野 本発明は、チューナにおいて利用可能で同調可能な段間フィルタに関する。 発明の背景 今日のチューナの機能は現行の種々のデジタル伝送システムを用いて受信され るデジタル信号を処理するのに充分とは言えない。レシーバのＲＦおよびＩＦ特 性は共に改善する必要がある。というのは、デジタル信号はチャンネルの全スペ クトルを占有するからであり、遅延および周波数応答エラーの影響がアナログ信 号よりもデジタル信号の方が多大であるからである。さらに、デジタル信号は伝 送されるパワーがアナログ信号よりも小さいので、デジタル信号の方が受信する のが困難であり、特に、強力な近接チャンネル信号が存在する場合にはそうであ る。 このようなことを解決するには、ＲＦフィルタリングをミキサの前段のチュー ナで改善するのが望ましく、特に、強力な近接チャンネル信号の影響を軽減させ るのが望ましい。 発明の概要 要するに、ミキサの前段の同調可能なバンドパスフィルタでＲＦ信号を処理す る。このバンドパスフィルタは、周波数が高くなるほど結合係数が大きくなる高 圧側結合部と、周波数が低くなるほど結合係数が小さくなる低圧側結合部とを組 み合わせたものである。これら２つの結合係数は、バンドパスフィルタが周波数 帯域で同調されたとき、周波数に対して互いに逆に変化する。 図面の簡単な説明 図１は段間バンドパスフィルタを含む従来のチューナの編成を示すブロック図 である。 図２ａないし２ｄは種々のバンドパスフィルタの編成を示す図であり、図２ａ および２ｂは従来の編成を示し、図２ｃおよび２ｄは本発明の態様のフィルタの 編成を示す。 図３は図１のチューナの編成において段間バンドパスフィルタとして図２ｄの フィルタの編成を用いた本発明の態様を示す図である。 好適実施形態の詳細な説明 図１は従来のＲＦチューナを示す。このＲＦチューナは、単一の同調入力バン ドパスフィルタ１０を備え、典型的にはＡＧＣ制御可能なデュアル・ゲートＭＯ ＳＦＥＴ増幅器である第１のＲＦ増幅器１２を備え、複同調段間フィルタ１４と 、第２のＲＦ増幅器１６とを備えている。増幅器１６の出力信号は、処理された ＲＦ信号を周波数変換するため、図示しないミキサに結合されている。通常の編 成では、バンドパスフィルタ１４を高周波に同調させると、パスバンド応答レン ジが広くなり、しかも、フィルタ１４の入力および出力端子と、増幅器１２、１ ６の出力および入力端子との間で、インピーダンス・ミスマッチが生じる。 図２ａないし図２ｄは複数の複同調段間バンドパスフィルタを示す。図２ａな いし図２ｄにおいて、同一符号は同一部分を示す。図２ａは複同調バンドパスフ ィルタを示す。この複同調バンドパスフィルタは高圧側結合、すなわち、２つの 可変コンデンサＣ１の入出力同調回路を有し、２のインダクタＬが高圧側コンデ ンサＣｘと結合されている（これら２つのコンデンサは実質的に同一のキャパシ タンスを有するので、これら２つのコンデンサに対して符号Ｃ１を用いる）。図 ２ｂは複同調バンドパスフィルタを示す。この複同調バンドパスフィルタは低圧 側結合、すなわち、２つの可変コンデンサＣ１の入出力同調回路を有し、２つ のインダクタＬが低圧側結合コンデンサＣｙと結合されている。 図２ａの高圧側結合バンドパスフィルタの場合、入出力結合係数は、ほぽ、２ つの可変コンデンサＣ１のキャパシタンスの積の平方根によりコンデンサＣｘの キャパシタンスを割り算して得られる値である。従って、図２ａのバンドパスフ ィルタの結合係数ＫはＣ１の平方根に反比例する。図２ａのフィルタは、コンデ ンサＣ１のキャパシタンスを小さくするほど、より高い周波数に同調される。従 って、結合係数Ｋはこのフィルタと同調する周波数が高くなるほど大きくなる。 図２ｂの低圧側結合バンドパスフィルタの場合、入出力結合係数は、ほぼ、２つ の可変コンデンサＣ１のキャパシタンスの積の平方根をコンデンサＣｙのキャパ シタンスで割り算して得られた値である。従って、図２ｂのバンドパスフィルタ の結合係数Ｋは、Ｃ１の平方根の値に正比例する（高圧側および低圧側結合の式 については、ITT Reference Data for Radio Engineers，4th edition，copyrig ht 1956，page 238を参照されたい）。図２ｂのチューナは、コンデンサＣ１の キャパシタンスを小さくするほど、より高い周波数に同調される。従って、結合 係数はこのフィルタと同調する周波数が高くなるほど小さくなる。本発明者の認 識したところによれば、個々のバンドパスフィルタを低周波から高周波へ同調さ せるため、コンデンサＣ１のキャパシタンスを小さくしていくとき、図２ａの高 圧側結合フィルタの結合係数と、図２ｂの低圧側結合フィルタの結合係数の変化 は、互いに逆になる。この認識に基づき、本発明者は新規で優れた段間フィルタ を考案した。これらを図２ｃおよび図２ｄに示す。 図２ｃは複同調バンドパスフィルタを示す。この複同調バンドパスフィルタは 図２ａおよび図２ｂの高圧側結合および低圧側結合の編成を組み合わせたもので あり、コンデンサＣ１はコンデンサＣｙを介してグランドに接続され、コンデン サＣｘは２つのコンデンサＣ１の高圧側の間に接続されている。このフィルタが 、図２ａおよび２ｂのフィルタの端点(extreme)間で、低周波から高周波に同調 されたとき、この高圧側および低圧側結合を組み合わせた編成によれば、本発明 の実施の形態では、種々の結合係数が得られる。例えば、コンデンサＣｘ（高圧 側）とＣｙ（低圧側）を結合し、コンデンサＣｘおよびＣｙの値を適正に選択す ることにより、同調周波数と反比例する関係が得られるので、全同調レンジに 亘って、ほとんど一定の結合係数が得られ、同様に、ほとんど一定の入出力終端 インピーダンスを得ることができ、段間フィルタと増幅器１２および１６とのイ ンピーダンス・ミスマッチを軽減させることができる。それは、２つのＣ１を調 整することによって、その帯域で、このフィルタが同調されるからである。 図２ｄに示すもう１つの編成は、図２ｃのフィルタをＹ−Δ変換することによ って得られる。図２ｃの複同調段間フィルタについて、既に行った結合係数対周 波数と同調とに関する説明を、同様に、図２ｄの複同調バンドパスフィルタにつ いても適用することができる。 ＵＨＦレンジのチューナ編成を図３に示す。これは、図１の段間フィルタ１４ に代えて図２ｄのフィルタを用いたものである。種々のコンデンサＣｘ、Ｃｙ、 Ｃ１は寄生容量または浮遊容量を含めて図示したキャパシタンスとすることがで きる。インダクタＬはストリップライン要素をグランドに接続したものであり、 バラクタダイオードを同調させるためＤＣを帰還させている。増幅器１２および １６はその入力および出力インピーダンスが５０Ωであり、ゲインがそれぞれ２ ５ｄＢおよび８ｄＢである。フィルタ１４の同調は、端子Ｖｔの適正な同調電圧 を、抵抗Ｒを介して、整合バラクタ・ダイオード・コンデンサＣ１のアノードに 印加することによって行われる。現代のチューナでは普通に行われていることで あるが、ＥＰＲＯＭから読み出された同調電圧値に従って、段間フィルタと他の 同調可能要素(item)を所望の周波数に同調させるために、図示しないＤＡＣを介 して、図示しないマイクロプロセッサによって、同調電圧Ｖｔを生成することが できる。その技術分野で周知のことであるが、ＰＬＬ(phase locked loop)によ っても同調電圧を生成することができる。 図３の例では、増幅器１２および１６は、それぞれ、Mini-Circuts Company o f Brooklyn，New York，U.S.A製のＭＡＲ- ８およびＭＡＲ- ４増幅器である。 同調コンデンサＣ１は、Philips Co．of the Netherland 製のモノリシックの２ 素子バラクタダイオードＢＢＹ６２である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年４月１５日 【補正内容】 明細書 同調可能な段間フィルタ 発明の属する分野 本発明は、チューナにおいて利用可能で同調可能な段間フィルタに関する。 発明の背景 今日のチューナの機能は現行の種々のデジタル伝送システムを用いて受信され るデジタル信号を処理するのに充分とは言えない。レシーバのＲＦおよびＩＦ特 性は共に改善する必要がある。というのは、デジタル信号はチャンネルの全スペ クトルを占有するからであり、遅延および周波数応答エラーの影響がアナログ信 号よりもデジタル信号の方が多大であるからである。さらに、デジタル信号は伝 送されるパワーがアナログ信号よりも小さいので、デジタル信号の方が受信する のが困難であり、特に、強力な近接チャンネル信号が存在する場合にはそうであ る。 このようなことを解決するには、ＲＦフィルタリングをミキサの前段のチュー ナで改善するのが望ましく、特に、強力な近接チャンネル信号の影響を軽減させ るのが望ましい。 同調周波数帯域幅を一定にするため、「高圧側(high side)すなわち「ハイポ イント」の容量結合を、「低圧側(low side)」すなわち「ベースポイント」結合 と組み合わせたフィルタの例は、ドイツ国特許出願DE-A-2 321 462（発明者：Fr iedrich Schalamon、発明の名称：BANDPASS FILTER WITH CAPACITIVE COUPLING 、出願公開日：１９７４年１１月１４日）に記載されている。Schalamon フィル タでは、１つのフィルタ回路のベースポイントがベースポ イントコンデンサを介してグランドに接続されており、ベースポイントコンデン サのグランド側でない端子と、この１つのフィルタ回路に隣接するもう１つのフ ィルタ回路のハイポイントとの間に、１つのコンデンサが直列接続されており、 このコンデンサのキャパシタンスは、フィルタの同調レンジで、結合が一定で、 帯域幅が一定になるように選択されている。 発明の概要 本発明を具現化したバンドパスフィルタは、第１フィルタ回路（Ｌ、Ｃ１）が 、ローポイント・コンデンサ手段（Ｃｙか、図２ｃか、２ｄ）を介して基準電圧 ポイント（グランド）に結合されるとともに、直列接続されたコンデンサ（Ｃ１ ）を介して第２フィルタ回路のハイポイントに結合されている。第１フィルタ回 路のハイポイントと第２フィルタ回路のハイポイントとが、もう１つのコンデン サ（Ｃｘ）で結合されている。このローポイント・コンデンサ手段ともう１つの コンデンサは、周波数に対する結合係数を実質的に一定にするように選択される 。 特徴は、ローポイント−ハイポイント結合と、ハイポイント−ハイポイント結 合を組み合わせることにより、比較的複雑なＤＣブロッキング・コンデンサ編成 を必要としないで、容易に、同調電圧を効率よくフィルタに印加することができ ることにある。 図面の簡単な説明 図１は段間バンドパスフィルタを含む従来のチューナの編成を示すブロック図 である。 図２ａないし２ｄは種々のバンドパスフィルタの編成を示す図であり、図２ａ および２ｂは従来の編成を示し、図２ｃおよび２ｄは本発明の態様のフィルタの 編成を示す。 図３は、図１のチューナの編成において段間バンドパスフィルタとして、図２ ｄのフィルタの編成を用いた本発明の態様を示す図である。 請求の範囲 １．ローポイント・コンデンサ手段（Ｃｙか、図２ｃか、あるいは２ｄ）を介し て基準電圧ポイント（グランド）に接続され、直列接続されたコンデンサ（Ｃ１ ）を介して第２フィルタ回路のハイポイントに接続される第１フィルタ回路（Ｌ 、Ｃ１）を備え、 前記第１フィルタ回路のハイポイントを前記第２フィルタ回路の前記ハイポイ ントに接続させるコンデンサ（Ｃｘ）を備え 該コンデンサ（Ｃｘ）および前記ローポイント・コンデンサ手段（Ｃｙか、図 ２ｃか、あるいは２ｄ）は、前記バンドパスフィルタが周波数に対して実質的に 一定の結合係数を示すように選択される ことを特徴とするバンドパスフィルタ。 ２．請求項１に記載のバンドパスフィルタにおいて、 前記ローポイント・コンデンサ手段は、回路ノードと前記基準電圧ポイント（ グランド）との間に接続された第１コンデンサ（Ｃｙ）をさらに備え、 前記回路ノードは、第１同調コンデンサを介して前記第１フィルタ回路の第１ インダクタに接続され、第２同調コンデンサを介して前記第２フィルタ回路の第 ２インダクタへ接続され、 前記コンデンサ（Ｃｘ）は前記２つのインダクタの間に接続される ことを特徴とするバンドパスフィルタ。 ３．請求項１に記載のバンドパスフィルタにおいて、 前記ローポイント・コンデンサ手段（Ｃｙ）は、第１コンデンサを介して互い に接続された第１および第２回路ノードであって、前記基準電圧ポイントにそれ ぞれ第２および第３コンデンサを介して接続された第１および第２回路ノードを さらに備え、 前記第１および第２回路ノードは、それぞれ、前記第１および第２フィルタ回 路のインダクタ（Ｌ）にそれぞれ同調コンデンサ（Ｃ１）を介して接続され、 前記コンデンサ（Ｃｘ）は前記２つのインダクタの間に接続される ことを特徴とするバンドパスフィルタ。 ４．請求項１ないし３のいずれかに記載のバンドパスフィルタにおいて、 同調信号を前記ローポイント・コンデンサ手段へ印加するためのインピーダン ス手段（Ｒ）をさらに備えたことを特徴とするバンドパスフィルタ。 ５．請求項３に記載のバンドパスフィルタにおいて、 同調信号を前記ローポイント・コンデンサ手段内の前記第１回路ノードおよび 前記第２回路ノードに印加するためのインピーダンス手段（Ｒ、図３）をさらに 備えたことを特徴とするバンドパスフィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．信号入力端子および信号出力端子を有し、低周波から高周波までの周波数帯 域で同調可能であるバンドパスフィルタであって、 周波数が前記低周波から前記高周波へ高くなるほど結合係数が大きくなる高圧 側結合部と、 周波数が前記低周波から前記高周波へ高くなるほど結合係数が小さくなる低圧 側結合部と を備え、 前記バンドパスフィルタが前記周波数帯域で同調されるとき、周波数の変化に 対して、前記高圧側結合部の結合係数の変化が、前記低圧側結合部の結合係数の 変化に対して逆になる ことを特徴とするバンドパスフィルタ。 ２．請求項１に記載のフィルタにおいて、 前記高圧側および低圧側の結合部の結合係数が逆に変化することは、相補的（ complementary）であり、前記バンドパスフィルタの入力および出力端子の結合 係数は前記周波数帯域を通じた同調に対して一般的に定数となる ことを特徴とするフィルタ。 ３．信号入力端子および信号出力端子を有し、低周波から高周波までの周波数帯 域で同調可能であるバンドパスフィルタであって、 前記入力端子と基準電圧点との間に接続した第１インダクタと、 前記入力端子とノードとの間に接続した第１コンデンサと、 前記ノードと前記基準電圧点との間に接続した第２コンデンサと、 前記出力端子と前記ノードとの間に接続した第３コンデンサと、 前記出力端子と前記基準電圧点との間に接続した第２インダクタと、 前記入力端子と前記出力端子との間に接続した第４コンデンサと を備え、 前記第１および第３コンデンサは可変コンデンサであり、 前記第２コンデンサおよび前記第４コンデンサの値は、前記第１および第３コ ンデンサを調整することにより、前記バンドパスフィルタを前記周波数帯域で同 調させるとき、前記バンドパスフィルタが一般的に一定の結合係数を有するよう に選択される ことを特徴とするフィルタ。 ４．信号入力端子および信号出力端子を有し、低周波から高周波までの周波数帯 域で同調可能であるバンドパスフィルタであって、 前記入力端子と基準電圧点との間に接続した第１インダクタと、 前記入力端子と第１ノードとの間に接続した第１コンデンサと、 前記第１ノードと前記基準電圧点との間に接続した第２コンデンサと、 前記出力端子と第２ノードとの間に接続した第３コンデンサと、 前記第２ノードと前記基準電圧点との間に接続した第４コンデンサと、 前記出力端子と前記基準電圧点との間に接続した第２インダクタと、 前記入力端子と前記出力端子との間に接続した第５のコンデンサと、 前記第１ノードと前記第２ノードとの間に接続した第６のコンデンサと を備え、 前記第１および第３コンデンサは可変コンデンサであり、 前記第４コンデンサおよび前記第５のコンデンサの値は、前記第１および第３ コンデンサを調整することによって前記周波数帯域で前記バンドパスフィルタが 同調されるとき、前記バンドパスフィルタが一般的一定の結合係数を有するよう に選択される ことを特徴とするフィルタ。 ５．信号入力端子および信号出力端子を有し、低周波から高周波までの周波数帯 域で同調可能であるバンドパスフィルタであって、 前記入力端子と基準電圧点との間に接続した第１インダクタと、 前記入力端子とノードとの間に接続した第１コンデンサと、 前記ノードと前記基準電圧点との間に接続した第２コンデンサと、 前記出力端子と前記ノードとの間に接続した第３コンデンサと、 前記出力端子と前記基準電圧点との間に接続した第２インダクタと、 前記入力端子と前記出力端子との間に接続した第４コンデンサを を備えたことを特徴とするフィルタ。 ６．請求項５に記載のバンドパスフィルタにおいて、前記第１と第３コンデンサ は可変コンデンサであることを特徴とするフィルタ。 ７．請求項６に記載のバンドパスフィルタにおいて、 前記第２コンデンサおよび前記第４コンデンサの値は、前記第１および第３コ ンデンサを調整することによって前記周波数帯域で前記バンドパスフィルタが同 調されるとき、前記バンドパスフィルタが一般的に一定の結合係数を有するよう に選択される ことを特徴とするフィルタ。 ８．信号入力端子および信号出力端子を有し、低周波から高周波までの周波数帯 域で同調可能であるバンドパスフィルタであって、 前記入力端子と基準電圧点との間に接続した第１インダクタと、 前記入力端子と第１ノードとの間に接続した第１コンデンサと、 前記第１ノードと前記基準電圧点との間に接続した第２コンデンサと、 前記出力端子と第２ノードとの間に接続した第３コンデンサと、 前記第２ノードと前記基準電圧点との間に接続した第４コンデンサと、 前記出力端子と前記基準電圧点との間に接続した第２インダクタと、 前記入力端子と前記出力端子との間に接続した第５のコンデンサと、 前記第１ノードと前記第２ノードとの間に接続した第６のコンデンサと を備えたことを特徴とするフィルタ。 ９．請求項８に記載のバンドパスフィルタにおいて、前記第１および第３コンデ ンサは可変コンデンサであることを特徴とするフィルタ。 １０．請求項９に記載のバンドパスフィルタにおいて、 前記第４コンデンサおよび前記第５のコンデンサの値は、前記第１および第３ コンデンサを調整することによって前記周波数帯域で前記バンドパスフィルタが 同調されるとき、前記バンドパスフィルタが一般的に一定の結合係数を有するよ うに選択される ことを特徴とするフィルタ。