JPS62216506A - 周波数弁別器 - 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】 〔概要〕 共振周波数が僅かに異なる一対の共振特性を有する検波
出力を差出力回路に印加して所望の周波数弁別出力を得
る。周波数弁別器に、第３の電極に所定の動作バイアス
が与えられ、第１の電極と第２の電極との間で正流作用
を生じる検波器を用いる。

これにより、簡単な整合回路で済み、効率よく高周波電
力を検波器に印加することができ、十分な検波感度を得
ることができる。

〔産業上の利用分野〕 本発明は周波数弁別器に関し、更に詳しく言えば、超高
周波帯での使用に通した周波数弁別器に関する。

通信等の分野においては、安定した周波数信号を得るた
めの１つの回路としてフェーズロックドオシレータが用
いられる。このフェーズロック斗オシレータには周波数
弁別器（位相検波器）が用いられてその所期の機能を営
み得るように構成されている。

そのようなフエーズロックドオシレータが超高周波帯域
での動作に用いられる場合であっても、そこに使用され
る周波数弁別器は所望の検波能力を発揮し得るように構
成されなければならないことはその他の場合と同様であ
る。

〔従来の技術〕

従来の超高周波帯で使用可能な周波数弁別器として、第
７図に示されるものが用いられている。

即ち、分配器１００からの出力は共振周波数が僅かに異
なる２個の帯域フィルタ１０２，１０４　（それぞれの
共振周波数はωｃ＋Δω、ωｃ−Δωである（ωｃは弁
別中心周波数である）。）へ与えられ、これら帯域フィ
ルタの出力信号をダイオード検波器１０６の端子間に印
加することにより検波し、誤検波出力の差により企図す
る周波数弁別特性を得んとするものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この周波数弁別器は検波器として２端子素子であるダイ
オードを用いている。ダイオードは一般に、通常用いら
れる特性インピーダンス、例えば５０Ωの系に対しイン
ピーダンス整合を取り難い帯域特性を呈する。それ故、
検波感度を上げるべく、通常、帯域フィルタとダイオー
ド検波器との間に整合回路１０３，１０５を設けて帯域
フィルタからダイオード検波器へ入力されるパワーの増
大つまり高感度化を図ることが行なわれるのであるが、
ダイオード検波器の上述のような特性に起因して所要の
整合を得るためには整合回路の調整に多くの労力と時間
を要する。

又、検波出力は整流成分として得られる故、外部よりダ
イオードにバイアスを加えて検波感度を向上させること
が困難である。

本発明は斯かる問題点に鑑みて創作されたもので、整合
回路による整合に整合容易性を与え得て十分な検波感度
を得ることのできる周波数弁別器を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図及び第２図は本発明の原理ブロック図を示す。

本発明の第１の発明においては、第１図に示す如く、分
配器１からの各入力は共振型検波器２゜３へ供給される
。その共振型検波器２，３は第１の電極、第２の電極及
び第３の電極を有する半導体素子（２８１，２８２）と
前記第１の電極に分配器（１）の出力（ＩＡ、１Ｂ）を
接続する入力周波数に関して低インピーダンスの容量性
素子（２０１，２０２）と、前記第１の電極に接続され
た高周波成分阻止回路（２２１，２２２）と、前記第２
の電極に接続された直列共振器（２４，。

２４２）及び前記第２の電極に一端を接続し他端を基準
電位に接続した直流還流回路（２２１、２６２）と、前
記第３の電極に所定のバイアスを与えるバイアス回路（
２７１，２７２）とから成る。

これら検波器の直列共振器の共振特性は弁別中心周波数
ωｃに対しωｃ＋Δω、ωｃ−Δωなる周波数を中心と
した対称性を有する。そして、直流還流回路は直流に対
しては短絡し、高周波に対しては開路として働く回路で
ある。４は各高周波成分阻止回路（２２１，２２２）の
出力が差出力回路４へ供給されてその全体が構成されて
いる。

本発明の第２の発明においては、第２図に示す如く、分
配器１の各出力が各別に、第１及び第２の帯域フィルタ
３０．３２へ供給される。これら帯域フィルタ３０．３
２の出力は各別に、検波器３４．３６へ供給される。両
帯域フィルタの濾波特性は濾波中心周波数が弁別周波数
ωｃに対し僅かに異なり、その濾波中心周波数に対し対
称性を有する。検波器３４．３６は第１の電極、基準電
位に接続された第２の電極並びに第３の電極を有する半
導体素子２２１、２８２と、前記第１の電極に帯域フィ
ルタからの入力を接続する入力周波数に関して低インピ
ーダンスの容量性素子２ｏ、。

２０２と、半導体素子２８１、２８２の第２の電極に接
続された高周波成分阻止回路２２１、２２２と、第３の
電極に所定の動作バイアスを与えるバイアス回路２７１
，２７２とから構成されている。

その検波器３４．３６の高周波成分阻止回路２２１．２
２２の出力が差出力回路４へ接続されてその全体が構成
されている。

〔作用〕

第１の発明弁別器においては、入力信号は分配器１で２
分されて共振型検波器２，３へ入力、される。

その共振型検波器２．３では、第３の電極に与えられる
バイアスで動作点が設定されている半導体素子の第１の
電極に容量性素子を介して直流成分がカットされて分配
器１からの信号が印加され、その信号が第２の電極に接
続された直列共振器及び直流還流回路を経て流れること
によって検波され、その出力は高周波成分阻止回路によ
り高周波成分が除かれ、その再検波出力が差出力回路４
で入力されて弁別出力が差出力回路４から出力される。

又、第２の発明弁別器の動作もほぼ同じであるが、直列
共振器の機能が帯域フィルタで生ぜしめられるようにし
、半導体素子２０＋、２０ａの第２の電極を基準電位に
接続したことにその相違がある。

このような動作を生せしめることによって、この回路で
は整合回路による整合に整合容易性が得られ、調整が容
易となり、十分な検波感度も得ることができる。

〔実施例〕 第３図は本発明の第１の発明実施例を示す。図において
、共振型検波器２，３は夫々、同一構成要素を有して構
成されているが、その直列共振器の共振特性は弁別中心
周波数ωｃに対しωｃ＋Δω、ωｃ−Δωなる周波数を
中心として対称性を有するものとして構成されている。

従って、共振型検波器２についてその構成要素をその参
照番号に添字１を付して説明し、共振型検波器３につい
ては参照番号を同一とするが、その添字を２としてそれ
ら構成要素間の区別をする。

２８ノ１はＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ　（第１図原理ブロッ
ク構成の半導体素子に相当）で、このＦＥＴ２８′１の
ドレイン（第１図原理ブロック構成の第１の電極に相当
）に同相分配器１の一方の出力を入力させるコンデンサ
（第１図原理ブロック構成の容量性素子に相当）２０’
１が接続され、そのソース（第１図原理ブロック構成の
第２の電極に相当）に上述のような周波数ずれを有する
ように構成されたオープンスタブ（第１図原理ブロック
構成の直列共振器に相当）１２．が接続されると共に直
流還流用チョーク（第１図原理ブロック構成の直流還流
回路に相当）１３．が接続され、そしてゲートにチョー
ク１４１を介して直流バイアス電圧Ｖｇが供給されるよ
うにして共１辰型検波器２の要部が構成され、その共振
型検波器２のＦＥＴ２８′１のドレインに出力端をコン
デンサ１６ｔによって接地されたチョーク１５．（これ
らが第１図の高周波成分阻止回路に相当）が接続されそ
の出力端は抵抗１７１を介してＶｏのバイアス電圧が加
わっていると共に差動増幅器４“の負入力（反転入力）
に接続されている。

そして、差動増幅器４′の正入力（非転入力）に第２の
共振型検波器３の出力即ちＦＥＴ２８２のドレインが出
力端はコンデンサ１６２によって接地されたチョーク１
５２　（これらが第１ｔ！Ｉの高周波成分阻止回路に相
当）を介して接続されて本発明の周波数弁別器が構成さ
れている。

この周波数弁別器はその動作において、ＦＥＴ２８’１
．　２８’２のゲートに所要のバイアス電圧が与えられ
、直流還流用チョーク１３１，１３２によりそのソース
は直流的にアースされている状態において、入力信号が
同相分配器１、コンデンサ２０’１．　２０’２を介し
て各別の共振型検波器２゜３のＦＥＴ２８ノ１．　２８
’ａのドレインに供給される。このドレインでの信号は
直列共１辰器として作用するオープンスタブ１２＋、１
２ｚの働きにより検波された分バイアス電圧ＶＯから下
がった信号となる。この信号には高周波成分が含まれて
いるので、その信号をチョーク１５１．１５２を介して
導出することによって高周波成分を除き、第４図に示す
ような検波特性の検波出力電圧ＶｄｅＬ、１ｄｅｔが得
られる。

これら検波出力電圧が差動増幅器４′に印加されると、
その出力には第５図に示すような周波数弁別出力電圧が
現れる。この電圧は例えば、フェーズロックドオシレー
タの周波数制御電圧に用いられる。

このような周波数弁別機能を生ぜしめるのに用いられる
Ｆ　ＥＴ　２８’７．　２　Ｂ’２のドレインインピー
ダンスは通常、多く用いられる特性インピーダンスが５
０Ωの系に対し、比較的広い帯域で整合を容易に取り得
るものとなっている。従って、従来に比べ簡単な整合回
路で実用的な特性が得られる。

又、検波感度を決めるバイアス電圧はＦＥＴ２８’ｌ、
２Ｂ’□のゲートに与えるものであるから、超高周波（
数Ｇ　ｌｌｚ〜１８ＧＨｚ）の入力信号と分離したバイ
アス電圧の設定を行ない得るので、上述整合容易性が得
られることと相俟って検波感度を向上させることができ
る。

第６図は第２の発明実施例を示す。この実施例は同相分
配器１の各出力を帯域フィルタ３０，３２に供給し、そ
の出力をコンデンサ２０’１．　２０’２を介してＧａ
ＡｓＭＥＳＦＥＴ２８’＋　、２８’２のドレインに供
給し、そのＦＥＴ２８’＋　、２８’２のソースをアー
ス電位に接続したことにおいて第１の発明実施例と相違
する。その他の構成要素には同一の参照番号を付してそ
の説明を省略する。

従って、この発明実施例では、第１の発明実施例におけ
る直列共振器２．３が呈する機能が帯域フィルタ３０．
３２で行なわれる如き動作上の相違となって現れるが、
その本質的動作は両者同じである。それ故、その動作説
明は省略する。

なお、本発明周波数弁別器は上述のように超高周波にの
み用いられるものでないことは当業者に容易に理解され
得るところであり、その限度において上述形式等ＦＥＴ
を他の３端子半導体素子で置き換えて本発明を実施し得
るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、整合回路による整
合に整合容易性を与え得て、検波感度を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の原理ブロック図、第３図は
本発明の第１の発明一実施例を示す図、第４図は検波特
性曲線図、 第５図は周波数弁別特性曲線図、 第６図は本発明の第２の発明実施例を示す図、第７図は
従来の周波数弁別器を示す図である。 第１図乃至第３図及び第６図において、１は分配器、 ２．３は共振型検波器、 ４は差出力回路、 ３０．３２は帯域フィルタ、 ３４．３６は検波器、 ２８’＋　、　　２８’２はＱ　ａ　Ａ　ｓ　Ｆ　Ｅ　
Ｔ　％ｌｆｚ　、２０’＋　　ｉ　１６２，２０’□は
コンデンサ、１２＋、１２ｚはオープンスタブ、 １３１．１４ｔ、１５１　　；１３２，１４２．１５２
はチョークである。 ωｃ−Δωωｃ吠植ω　　　　周波数 検波特性 周波数弁別特性 第５図 第２の究明の一実施例 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を２つに分ける分配器（１）と、第１の
   電極、第２の電極及び第３の電極を有する半導体素子（
   ２８＿１、２８＿２）と、前記第１の電極に分配器（１
   ）の出力（１Ａ、１Ｂ）を接続する入力周波数に関して
   低インピーダンスの容量性素子（２０＿１、２０＿２）
   と、前記第１の電極に接続された高周波成分阻止回路（
   ２２＿１、２２＿２）と、前記第２の電極に接続された
   直列共振器（２４＿１、２４＿２）及び前記第２の電極
   に一端を接続し他端を基準電位に接続した直流還流回路
   （２６＿１、２６＿２）と、前記第３の電極に所定のバ
   イアスを与えるバイアス回路（２７＿１、２７＿２）と
   から成り、前記各直列共振器はその共振特性として弁別
   周波数ω＿ｃに対しω＿ｃ＋Δω、ω＿ｃ−Δωなる周
   波数を中心とした対称性を有する一対の共振型検波器（
   ２、３）と、 前記各高周波成分阻止回路（２２＿１、２２＿２）の出
   力に接続され、それら出力の差を出力する差出力回路（
   ４）とを備えて構成したことを特徴とする周波数弁別器
   。
2. （２）入力信号を２つに分ける分配器（１）と、分配器
   （１）の一方の出力に接続され、弁別周波数ω＿ｃに対
   しω＿ｃ＋Δωなる周波数を中心とした対称性の濾波特
   性を呈する第１の帯域フィルタ（３０）と、 分配器（１）の他方の出力に接続され、弁別周波数ω＿
   ｃに対しω＿ｃ−Δωなる周波数を中心とした対称性の
   濾波特性を呈する第２の帯域フィルタ（３２）と、 第１の電極、基準電位に接続された第２の電極及び第３
   の電極を有する半導体素子（２８＿１、２８＿２）と、
   前記第１の電極に帯域フィルタ（３０、３２）の出力を
   接続する入力周波数に関して低インピーダンスの容量性
   素子（２０＿１、２０＿２）と、前記第１の電極に接続
   された高周波成分阻止回路（２２＿１、２２＿２）と、
   第３の電極に所定の動作バイアスを与えるバイアス回路
   （２７＿１、２７＿２）とから成る１対の検波器（３４
   、３６）と、前記高周波成分阻止回路（２２＿１、２２
   ＿２）の出力に接続され、それら出力の差を出力する差
   出力回路（４）とを備えて構成したことを特徴とする周
   波数弁別器。