JP2000332639A - 高周波受信器用ヘテロダイン段 - Google Patents
高周波受信器用ヘテロダイン段Info
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
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Abstract
ステムインピーダンスで連続的に終端され、その伝送損
失を最小にすること。 【解決手段】 ミキサーの出力に対して広帯域終端を提
供する分離フィルターを持つヘテロダイン段で、システ
ムインピーダンスの値を持つ抵抗を分離フィルターとそ
れに続く中間周波数フィルターとの間に接続する。その
抵抗は、中間周波数において所望周波数に最小の減衰を
与え、その他の全周波数においてミキサーの出力をシス
テムインピーダンスで終端するよう、中間周波数に同調
されている共振要素と相互に接続されている。
Description
請求項の前文部による高周波受信器用のヘテロダイン段
に関する。
ダイプレクサーとして知られている。IF(中間周波)
フィルターの入力抵抗に依存しないミキサー出力の広帯
域終端は、伝送領域と遮断領域のいずれにおいても、今
迄は幾つかのクリスタルフィルターと広帯域位相回転回
路とを用いる比較的複雑な回路構成(例えばMeinke、Gr
undlach著、「高周波技術ハンドブック」、第5版のQ
22ページのFig.8を参照)によってのみ可能であ
った。
複雑性が最小でありながら、ミキサーがシステムインピ
ーダンスで連続的に終端され、その伝送損失が最小にな
るようなヘテロダイン段を提供することにある。この目
的は、特許請求の範囲の主請求項の前文部のヘテロダイ
ン段によって達成せられる。そのさらなる有利な展開が
従属請求項で述べられる。
は、出力端を広帯域で終端する分離フィルター(3)を
有するミキサー(1)と中間周波数フィルター(5)と
を含むヘテロダインミキサーであって、一つのシステム
インピーダンスをもつ抵抗(R)が前記分離フィルター
(3)と前記中間周波フィルター(5)との間に配設さ
れ、その抵抗(R)は中間周波数に同調された共振要素
(レゾナンスエレメント)(KE,7,12)に接続さ
れ、その接続はその抵抗が前記中間周波フィルター
(5)の中間周波数においては有用な信号について最少
の減衰を示し、その他のすべての周波数においてはミキ
サー(1)の出力をシステムインピーダンスで終端する
ようになされていること、を特徴とするヘテロダイン段
である。
は、さらに1つのインピーダンスインバーター(I1;
I2)が中間周波フィルター(5)と抵抗(R)との間
に、及び/あるいは、共振要素(KE;7;12)と抵
抗(R)との間に、配設されていることを特徴とする。
は、上記いずれかにおいてさらに前記共振要素が中間周
波数に同調されたクオーツクリスタル(7)であること
を特徴とする。
は、前記クオーツクリスタル(7)が、トランス(6)
を通して前記抵抗(R)に並列に接続されていることを
特徴とする。
は、上記のいずれかにおいて前記中間周波フィルター
(5)が、遮断域で高オーム性抵抗であり、λ/4線路
の動作をする1つのインピーダンス変換機(コンバー
タ)(I1)が前記抵抗(R)と前記中間周波フィルタ
ー(5)との間に配設されていることを特徴とする。
のいずれかにおいて、前記共振要素が、前記分離フィル
ター(3)と中間周波フィルター(5)の間に直列に配
設された抵抗(R)に並列な、λ/4線路と直列に接続
された1つのセラミック共振器(12)であることを特
徴とする。
のいずれかにおいて、前記抵抗(R)が前記分離フィル
ター(3)の出力に並列に配設され、前記共振要素(K
E)が並列共振特性を持っていて1つのインピーダンス
トランスを通して前記抵抗(R)に直列に接続されてい
ることを特徴とする。
を持つ回路によって、ミキサー出力が伝送領域のみなら
ず全遮断領域においてシステムインピーダンスで一般的
に50オームで負荷される。回路配置としては、中間周
波フィルターのインピーダンス特性と2つの変形回路−
直列抵抗とシャント抵抗−を持つ補償要素などに依り、
図1の表に示すように、全部で8つの回路選択の可能性
が得られる。
域において低インピーダンス、遮断領域において高イン
ピーダンス)として働くか、並列回路(通過領域におい
て高インピーダンス、遮断領域において低インピーダン
ス)として働くか、また、抵抗と共同して働く共振素子
が直列回路として働くか並列回路として働くかに依り、
公知の方法たとえば、デイスクリートコンポーネンツ
(個別部品)によって構成され、高抵抗インピーダンス
から低抵抗インピーダンスをつくりだすか、または、そ
の逆をつくりだす4分の1波長線路の特性を持った適切
なインピーダンスインバーターが、その間に接続されて
いなければならない。
共振を持たないようにつくられており、そのインピーダ
ンスレベルは、変換回路の助けを借りて変換される。す
なわち、分離フィルター出力を終端するオーム性抵抗が
直列抵抗であるか並列抵抗であるかにより、付加的な変
換回路を用いて共振要素のインピーダンスレベルが、あ
る係数により増倍されるか、またはその係数により分割
される。
例の図を参照しつつ以下に詳細に説明する。図2は、例
えば、高周波受信器において用いられている、従来から
のヘテロダイン段の回路図を示している。入力信号E
は、局部ミキサー発振器2の周波数を用いて、受動的な
リングミキサーなどのミキサー1で中間周波数(IF)
に変換される。
ー3(デュープレクサーまたはダイプレクサー)によっ
て終端される。この既知の構成においては、ミキシング
の過程で起こる高い受信周波側の第2側帯波は、システ
ムインピーダンスで実(リアル)の終端がなされるが、
低い受信周波側(周波数ゼロ以外の)では、それとは反
対に、システムインピーダンスとは異なる複素の終端が
なされる。分離フィルター3は、たとえば、Detlef Le
chner著のKurzwellenemfanger(「短波受信器」)、ド
イツ民主共和国軍事出版、第2版、118-119ペー
ジ、に述べられているように、高域通過及び低域通過の
両フィルターの組み合わせ、あるいは、帯域遮断を含む
帯域通過フィルターやシステムインピーダンスに対応す
る終端や負荷などを含むことができる。
フィルター3を通してミキサー1の出力に直接に接続さ
れているとすれば、ミキサー1のダイナミック特性は、
中間周波数近くへドライブされるとき、そのフィルター
のインピーダンスの振舞が大きく変化することにより不
都合な影響を受ける。これを防ぐために、組み合わせ回
路4が分離フィルター3と中間周波フィルター5との間
に接続され、その組み合わせ回路4は回路の残余の部分
の変化不可能なパラメータに依存はするけれどもいつも
同一の結果を与える図1の表による種々の配置のいずれ
か1つをとる。
共振要素KE、システムインピーダンス値のオーム性抵
抗R、および2個のインピーダンスインバーターI1と
I2を含む。これらの要素の種々の組み合わせが図1の
表に示されている。
ころの、実際に80MHzの中間周波数を持ち、図2に
示すように直列回路の動作をする中間周波フィルター5
を持ち、0から30MHzの範囲の入力周波数Eで励起
される高品質高周波受信器に対する第1の実施例を示し
ている。図4には直列回路の動作をさせる単一クオーツ
クリスタル7が共振要素KEとして用いられている。抵
抗Rは分離フィルター3と中間周波フィルター5の間に
直列に配設されている。この図4の実施例は図1の表の
ケ−ス5に対応している。
負荷Qのクオーツを用いた多極(multipolar)クリスタ
ルフィルターとして構成され、中間周波数の中心周波数
を発振するように調整されている。望ましくは、高い無
負荷Qで、したがって最小の通過帯減衰のクオーツを用
いたクリスタルフィルターが用いられており、これは、
例えば、第5高調波で働くクオーツを用いて実現でき
る。このようなフィルターの特性は、通過領域におい
て、ほぼ、たとえば50オームなどのシステムインピー
ダンスの値の実(リアル)の入力抵抗を持ち、しかし遮
断領域においては、実部は減少し、高いオーム性のイン
ピーダンスが増大してくる。
れるべきであるから、中間周波フィルターのこの入力イ
ンピーダンスは高オーム性から低オーム性にインバート
(反転)されなければならない。この目的のために、例
えば、Peter Vizmuller著のRF Design Guide-System, C
ircuits and Equations(「高周波デザインガイド -シ
ステム、回路と数式 」)Artech House出版、第1版、1
65頁に述べられているような、デイクリート部品のλ
/4変換器として構成されているインピーダンス変換器I
1が、その間に接続されている。
オーツのクリスタル7は、インピーダンストランス6を
通してオーム性の直列抵抗Rに並列に接続されている。
並列の可変インダクタンス8によって障害となる並列容
量を相殺することができ、可変直列容量9によって中心
周波数を微細に同調することができ、また可変直列抵抗
10によって、通過損失がいくらか高くなるという犠牲
で動作品質の微細調節が可能となる。トランス6の巻線
比は、直列技路での伝送動作品質を大きく左右する。
共振周波数において、主としてその損失抵抗によって決
まる低いインピーダンスを持っている。通過領域におけ
るこの低いインピーダンスは、さらに、トランス6によ
ってステップダウンされて、抵抗Rに並列接続されて非
常に低い値となる。すなわち、中間周波の中心周波数で
は抵抗Rは実際上短絡されている状態となり、それによ
って減衰の効果を失う。中心周波数以外のすべての周波
数において、クオーツクリスタル7は、非常に高いオー
ム性となり、抵抗Rは再び分離フィルター3に対する終
端抵抗としての効果を増大する。このことは中間周波フ
ィルター5の通過領域のすぐ近傍の諸周波数に対してあ
てはまる。中心周波数から大きく離れた周波数に対して
は、分離フィルター3が、ミキサー1に対して在来の終
端として働く。
との簡単な構成は、したがって、広帯域にわたりシステ
ムインピーダンスでのミキサーの一定な終端を達成す
る。こうしてターモジュレーション(相互変調)で生じ
た信号の位置に影響されない、一定の変換減衰率、及び
一定の相互変調動作を達成することができる。より厳し
い要求に対しては、単一のクオーツクリスタルに代わっ
て、幾つかのクオーツクリスタルを具備するクリスタル
フィルターを用いることができる。本発明の構成におい
ては小さい値の無負荷Qが別段問題となることはないの
で、広帯域分離フィルター3は一般に入手可能な容量と
コイルから構成することができる。
zで、並列回路動作をする中間周波フィルター5が0か
ら3GHzの領域の入力周波数を持つ、高品質スペクト
ルアナライザーの実施例を示している。この実施例で
は、並列回路動作において、セラミックの単一共振器1
2が共振要素KEとして使われ、さらに、オーム性の直
列抵抗Rがフィルターと中間周波フィルターとの間に接
続されている。これは、図1の表のケース4に対応して
いる。λ/4線路トランス13を持つ共振器12の直列
回路はオーム性抵抗Rの両端の間にまたがって接続され
ている。補償の目的で、ここに直列コンデンサー14を
挿入してもよい。それにより、中間周波数においては、
抵抗Rは再び短絡されるが、それから離れた周波数で
は、システムインピーダンスに対応するそれの値で有効
に働く。動作品質は、λ/4線路の長さを変えることに
よって適宜に調整することができる。
捲線に直列接続されたオーム性抵抗Rを分離フィルター
3の出力に並列に接続する可能性を示している。インピ
ーダンストランス6の2次捲線が、中間周波数に同調さ
れた発振回路15に接続されている。したがって、抵抗
Rに高オーム性抵抗を直列に接続すると中間周波数で有
効に働く。この実施例は図1に示す表の中のケース1に
対応する。
図。
ダイン段全体の回路図。
値のオーム性抵抗R、および2個のインピーダンスイン
バータI1とI2を含む組み合わせ回路の図。
Claims (7)
- 【請求項1】 出力端を広帯域で終端する分離フィルタ
ーを有するミキサーと中間周波フィルターとを含むヘテ
ロダインミキサーであって、 一つのシステムインピーダンスをもつ抵抗が前記分離フ
ィルターと前記中間周波フィルターとの間に配設され、
その抵抗は中間周波数に同調された共振要素(エレメン
ト)に接続され、その接続はその抵抗が前記中間周波フ
ィルターの中間周波数においては有用な信号について最
小の減衰を示し、その他のすべての周波数においてはミ
キサーの出力をシステムインピーダンスで終端するよう
になされていること、 を特徴とするヘテロダイン段。 - 【請求項2】 1つのインピーダンスインバーターが中
間周波フィルターと抵抗との間に、及び/あるいは、共
振要素と抵抗との間に、配設されていることを特徴とす
る、 請求項1のヘテロダイン段。 - 【請求項3】 前記共振要素が中間周波数に同調された
クオーツクリスタルであることを特徴とする、 請求項1または請求項2のヘテロダイン段。 - 【請求項4】 クオーツクリスタルが、トランスを通し
て前記抵抗に並列に接続されていることを特徴とする、 請求項3のヘテロダイン段。 - 【請求項5】 前記中間周波フィルターが、遮断域で高
オーム性抵抗であり、λ/4線路の動作をする1つのイ
ンピーダンス変換機(コンバータ)が前記抵抗と前記中
間周波フィルターとの間に配設されていることを特徴と
する、 先行請求項の1つのヘテロダイン段。 - 【請求項6】 前記共振要素が、前記分離フィルターと
中間周波フィルターの間に直列に配設された抵抗に並列
な、λ/4線路と直列に接続された1つのセラミック共
振器であることを特徴とする、 先行請求項の1つのヘテロダイン段。 - 【請求項7】 前記抵抗が前記分離フィルターの出力に
並列に配設され、前記共振要素が並列共振特性を持って
いて1つのインピーダンストランスを通して前記抵抗に
直列に接続されていることを特徴とする先行請求項の1
つのヘテロダイン段。
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