JPH0580845B2 - - Google Patents

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、テレビジヨンにおける受信
機および送信機その他通信機および電子機器全般
に用いることができる調整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ヨンの放送電波ま
たは通信機の通信電波の数が増加する傾向にあ
り、受信または送信に係る信号の周波数調整を行
なう調整装置については、非常に高い調整精度が
要求されるようになつてきている。一方、調整を
含むそれら受信機、送信機、通信機およびその他
電子機器におけるトータル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
波における調整装置について抜本的な新技術開発
が必要とされている。

以下図面を参照しながら従来の調整装置につい
て説明する。第１図は従来の調整装置の構成概略
図である。第１図において、１は同調器であり、
同調器１は可変インダクタ２およびトリマキヤパ
シタ３を含む回路で構成されていた。さらに、同
調器１には同調波形観測器４のスイープ信号が入
力され、かつ同調器１を通過したスイープ信号は
同調波形観測器４に入力されるように構成されて
いた。そして、調整は可変インダクタ２に対する
調整ドライバ５およびトリマキヤパシタ３に対す
る調整ドライバ６の挿入回転によつて、波形観測
器４における同調波形を観測しながらマニユア
ル・トリミングによつて試行錯誤的に行なわれて
いた。

しかしながら上記のような構成においては、調
整作業は試行錯誤的な行為に依存するため、調整
を完了するまでに長い調整作業時間を必要として
いた。また、試行錯誤によるマニユアル・トリミ
ングにおける調整判断は人為的感覚に依存するた
めにその調整精度が極めて低かつた。さらに、調
整作業担当者それぞれにおける調整後の調整周波
数については顕著な偏差が存在していた。そし
て、そのために量産工程における安定な調整作業
を行なうためには、調整作業の熟練を備えた多数
の作業者を調整工程に配置しなければならなかつ
た。そのために、調整工程に多額の人件コストが
要求され、調整に係るコストを低減することは不
可能であるなどの問題点を有していた。

発明の目的 この発明は、被調整回路部の調整に際して、被
調整回路部における調整部分の直接的な試行錯誤
的なトリミング可変を廃止し、かつ高精度なイン
ピーダンス調整を行なうことが可能な調整装置を
提供することを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するためにこの発明は、被調整
回路部に対して、可変インピーダンス素子のリア
クタンスの極性を反転させて出力するインピーダ
ンス変換器を接続し、あるいは、調整周波数にお
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可変インピーダンス素子を接
続し、上記可変インピーダンス素子のリアクタン
ス変化量によつて上記被調整回路部のインピーダ
ンスを調整制御するようにした構成である。そし
て、インピーダンス変換器により可変インピーダ
ンス素子のリアクタンスの極性を反転させ、ある
いはほぼ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可変インピー
ダンス素子の組合せでインピーダンス変換を行つ
て可変インピーダンス素子のリアクタンスの極性
を反転させるようにし、それによつて実現される
被変換可変インピーダンス素子が有する可変リア
クタンスと反対の性質を有する変換された等価的
可変リアクタンスを被調整回路部に作用させ、そ
の等価的可変リアクタンスの変化量によつて被調
整回路部における所要の調整トリミング量を推定
し、一括的に被調整回路部を調整設定するように
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調整装置につい
て図面を参照しながら説明する。

第２図はこの発明の第１の実施例における調整
装置の回路構成ブロツク図を示すものである。図
において、１１０は被調整回路部であり、その被
調整回路部１１０における所要の出力インピーダ
ンスを有する部分にλ／４電気長の伝送路１１１
および可変インピーダンス素子１１２よりなるイ
ンピーダンス変換器１１３が接続され、可変イン
ピーダンス素子１１２におけるインピーダンス変
化量は相関器１１４に入力され、そのインピーダ
ンス変化量は相関器１１４によつて所要の相互関
係にある調整制御量に変換されて調整器１１５に
入力され、そして調整器１１５によつて被調整回
路部１１０におけるインピーダンスを調整する。
また、可変インピーダンス素子１１２はインピー
ダンス制御器１１６によつて可変制御され、相関
器１１４における相互関係は相関制御器１１７に
よつて任意に設定され、調整器１１５は調整制御
器１１８によつてその調整モード、調整動作のス
タートとストツプなどの制御を受ける。

第３図はこの発明の第２の実施例における調整
装置の回路構成ブロツク図を示すものである。図
において、被調整回路部１１０、λ／４電気長の
伝送路１１１、可変インピーダンス素子１１２、
相関器１１４、調整器１１５それそれの接続にお
いて相関器１１４に入力される信号はインピーダ
ンス制御器１１６における制御信号が用いられる
点が上記第２図に示す第１の実施例と異なる点で
あるが、その他相関制御器１１７、調整制御器１
１８含む接続構成は第１の実施例と同様である。

上記第１および第２の実施例において、調整制
御ループは閉ループ条件が任意に設定された安定
状態になるまでリアルタイム処理で調整制御を行
なうように動作するものである。

ここで上記第１および第２の実施例において、
可変インピーダンス素子としては電圧可変キヤパ
シタンスダイオード、電流可変インダクタンス素
子、バリアブルコンデンサ、コア可動式インダク
タが用いられる。そして上記第２の実施例におい
て、相関器１１４に入力されるインピーダンス制
御器１１６における制御信号としては電圧、電流
または機械的回転角度および回転数などが用いら
れる。

次に第２図および第３図に示した第１および第
２の実施例におけるインピーダンス変換器１１３
の実施具体例について説明する。

第４図はこの発明の実施例におけるインピーダ
ンス変換器の第１の具体回路図を示すものであ
る。図において、１５は被調整回路部であり、そ
れに対してλ／４電気長の同軸ケーブル１６を介
して被変換可変キヤパシタ１７が接続されてなる
インピーダンス変換器１８が接続設置される。

第５図はこの発明の実施例におけるインピーダ
ンス変換器の第２の具体回路図を示すものであ
る。図において、１９は被調整回路部であり、そ
れに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２０を介
して被変換電圧可変キヤパシタ２１が接続されて
なるインピーダンス変換器２２が接続設置され
る。

第６図はこの発明の実施例におけるインピーダ
ンス変換器の第３の具体回路図を示すものであ
る。図において、２３は被調整回路部であり、そ
れに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２４を介
して被変換可変インダクタ２５が接続されてなる
インピーダンス変換器２６が接続設置される。

第７図はこの発明の実施例におけるインピーダ
ンス変換器の第４の具体回路図を示すものであ
る。図において、２７は被調整回路部であり、そ
れに対してλ／４電気長の同軸ケーブル２８を介
して被変換電流可変インダクタ２９が接続されて
なるインピーダンス変換器３０が接続設置され
る。

第８図はこの発明の実施例におけるインピーダ
ンス変換器の第５の具体回路図を示すものであ
る。図において、３１は被調整回路部であり、そ
れに対して誘電体３２を介して対向設置される電
極３３および３４よりなるλ／４電気長の伝送路
３５を介して被変換可変キヤパシタ３６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図はこの発明の実施例におけるインピーダ
ンス変換器の第６の具体回路図を示すものであ
る。図において、３８は被調整回路部であり、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を介して被変換電圧可変キヤパシタ４３が接
続されてなるインピーダンス変換器４４が接続設
置される。

第１０図はこの発明の実施例におけるインピー
ダンス変換器の第７の具体回路図を示すものであ
る。図において、４５は被調整回路部であり、そ
れに対して誘電体４６を介して対向設置される電
極４７および４８よりなるλ／４電気長の伝送路
４９を介して被変換可変インダクタ５０が接続さ
れてなるインピーダンス変換器５１が接続設置さ
れる。

第１１図はこの発明の実施例におけるインピー
ダンス変換器の第８の具体回路図を示すものであ
る。図において、５２は被調整回路部であり、そ
れに対して誘電体５３を介して対向設置される電
極５４および５５よりなるλ／４電気長の伝送路
５６を介して被変換電流可変インダクタ５７が接
続されてなるインピーダンス変換器５８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、調整数端数における
λ／４電気長の奇数倍に等しい長さの伝送路を用
いても同様のインピーダンス変換器を構成するこ
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
でも同様のインピーダンス変換器を構成すること
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インピー
ダンス変換器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、ほぼそ
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
異種組合せてもよい。一方、誘電体としてはアル
ミナセラミツク、チタン酸バリウム、プラスチツ
ク、ポリフツ化エチレン系繊維、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２図ないし第１１図それぞ
れにおける被調整回路部としては、可変または固
定のインダクタおよび固定または可変のキヤパシ
タによる並列共振回路、直列共振回路、ローパス
フイルタ、ハイパスフイルタ、または誘電体共振
器、クリスタル共振器、セラミツク共振器などが
設置される。また上記第２図および第３図それぞ
れにおける相関器１１４および相関制御器１１７
による相関関係の設定は任意であるとともに、そ
れら相関器１１５および相関制御器１１７の設置
もしくは非設置についても任意である。また、第
２図および第３図それぞれにおける調整器１１５
に用いる調整手段としては、レーザカツト、サン
ドブラスト、超音波カツト、回転ドライバ、リニ
アドライバ、選択ワイアボンドおよびレーザ溶接
などがある。

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

第１２図ａ〜ｃはこの発明の調整装置における
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ｌを有し、かつ先端
にＺ（ｌ）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 Ｚ（０）／Z₀＝〔Ｚ（ｌ）＋jZ₀tanβl〕／〔Z₀＋jZ
（ｌ）tanβl〕…(1) Ｙ（０）／Y₀＝〔Ｙ（ｌ）＋jY₀tanβl〕／〔Y₀＋jY
（ｌ）tanβl〕…(2) で表すことができる。

ここで、ｌ＝λ／４とすると βl＝（2π／λ）（λ／４）＝π／２ …(3) となり、これにより tanβl＝tanπ／２＝∞…(4) となる。

また一方、線路の電気長ｌがλ／４の奇数倍で
あるとすると βl＝（2π／λ）（λ／４）…ｎ （ｎ＝１，３，５，７，…）…(5) tanβl₁＝tanπ／２＝∞ （ｎ＝１の場合）…(6) tanβl₃＝tan3π／２＝−∞ （ｎ＝３の場合）…(7) tanβl₅＝tan5π／２＝∞ （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 Ｚ（０）／Z₀＝Z₀／Ｚ（ｌ）＝Ｙ（ｌ）／Y₀…(9
) Ｙ（０）／Y₀＝Y₀／Ｙ（ｌ）＝Ｚ（ｌ）／Z₀…(1
0) 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調整装置の動作に作用
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
被変換キヤパシタは第１２図ｂに示すスミス図に
おけるキヤパシテイブ・リアクタンスを表す８１
の位置にあり、これがインピーダンス変換された
結果、インダクテイブ・リアクタンスを表す８２
の位置に転換されるものである。また被変換キヤ
パシタを変化させた場合は、すなわち、被変換キ
ヤパシタンスを増加させてキヤパシテイブ・リア
クタンス８３に減少移動させることによつて、イ
ンピーダンス変換されるインダクテイブ・リアク
タンス８４に増加移動させてインダクタンスを増
加させることが可能である。反対に、被変換キヤ
パシタンスを減少させてキヤパシテイブ・リアク
タンス８５に増加移動させることによつて、イン
ピーダンス変換されるインダクテイブ・リアクタ
ンス８６に減少移動させてインダクタンスを減少
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インダクタは第
１２図ｃに示すスミス図におけるインダクテイ
ブ・リアクタンスを表す８７の位置にあり、これ
がインピーダンス変換された結果、キヤパシテイ
ブ・リアクタンスを表す８８の位置に転換される
ものである。また被変換インダクタを変化させた
場合は、すなわち、被変換インダクタンスを増加
させてインダクテイブ・リアクタンス８９に増加
移動させることによつて、インピーダンス変換さ
れるキヤパシテイブ・リアクタンス９０に減少移
動させてキヤパシタンスを減少させることが可能
である。反対に、被変換イダクタンスを減少させ
てインダクテイブ・リアクタンス９１に減少移動
させることによつて、インピーダンス変換される
キヤパシテイブ・リアクタンス９２に増加移動さ
せてキヤパシタンスを減少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
の調整装置に関するインピーダンス変換器の動作
によつて、第４図ないし第１１図に示す実施例の
インピーダンス変換器と被調整回路部のインピー
ダンス関係は第１３図ａ，ｂに示す等価回路で表
すことができる。すなわち被調整回路部９３また
は９４に対して、インピーダンス変換器９５また
は９６における変換された等価可変インダクタン
ス９７または等価可変キヤパシタンス９８が並列
または直列に接続されることと等価になる。すな
わち、被変換キパシタを設置することによつて等
価的に可変インダクタを接続したことと、また被
変換インダクタを設置することによつて等価的に
可変キヤパシタを接続したことと同様になり、そ
れぞれの等価的な可変インダクタはまた可変キヤ
パシタにおけるリアクタンス量が目的とする調整
量を推定するための基本データとなる。いうまで
もなく、等価的な可変インダクタまたは可変キヤ
パシタを被調整回路部における調整個所に接続し
てそのリアクタンス量を変化させることは、調整
個所を直接的に調整可変することなく間接的に調
整個所を調整可変しても、直接的に調整可変した
ことと等価な状態を実現できる。

ここで被調整回路部として同調器を設置した場
合において、その同調器に対して、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、反対に等価キヤパシタンスが並列
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器に
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
キヤパシタンスが直列に接続される場合には同調
器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。

発明の効果 以上のように、この発明は、被調整回路部に対
して、可変インピーダンス素子のリアクタンスの
極性を反転させて出力するインピーダンス変換器
を接続し、あるいは、調整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
路を介して可変インピーダンス素子を接続し、上
記可変インピーダンス素子のリアクタンス変化量
によつて上記被調整回路部のインピーダンスを調
整制御するように構成することにより、可変イン
ピーダンス素子が有するリアクタンスと反対の性
質を有するリアクタンスが被調整回路部に対して
等価的に接続されるようにし、その等価リアクタ
ンスの変化量によつて調整トリミング量を推定
し、それによつて被調整回路部を調整設定するよ
うに構成して調整装置を実現するようにしてい
る。

これによつて従来において行われていた被調整
回路部における可変部品の調整部を試行錯誤的に
調整するという不都合な作業工程を廃止すること
が可能となり、それにより調整時間を著しく短縮
することができるとともに調整精度を飛躍的に向
上することができるという優れた効果が得られ
る。また従来において調整作業担当者における主
観的判断による調整では調整後の調整絶対値およ
び調整精度において調整作業担当者による偏差が
存在するという問題点があつたが、この発明にお
ける調整装置を用いることによつてその問題点を
解消することができて調整偏差を皆無にすること
ができるという優れた効果が得られる。またこの
発明によつて調整工程には調整作業の熟練者を多
人数は必要とせず、小人数の熟練者または初心者
でも調整工程を管理することができる。それによ
り調整工程に必要とするコストを著しく低減する
ことができるという優れた効果も得られる。さら
にそれにより発明に係る被調整回路部を設置する
電子機器のコストが著しく低減できるという効果
も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の調整装置における構成概略図、
第２図および第３図はこの発明の実施例における
調整装置の回路構成ブロツク図、第４図ないし第
１１図はこの発明の実施例における調整装置に用
いるインピーダンス変換器の具体回路構成図、第
１２図ａ〜ｃはインピーダンス変換器における動
作原理図を示す説明図、第１３図ａ，ｂはインピ
ーダンス変換器の等価回路図である。 １１０，１５，１９，２３，２７，３１，３
８，４５，５２，９３，９４……被調整回路部、
１６，２０，２４，２８……λ／４電気長の同軸
ケーブル、１１１，３５，４２，４９，５６……
λ／４電気長の伝送路、１１２……可変インピー
ダンス素子、１７，３６……可変キヤパンシタ、
２５，５０……可変インダクタ、２１，４３……
電圧可変キヤパシタ、２９，５７……電流可変イ
ンダクタ、１１３，１８，２２，２６，３０，３
７，４４，５１，５８，９５，９６……インピー
ダンス変換器、１１４……相関器、１１５……調
整器、１１６……インピーダンス制御器、１１７
……相関制御器、１１８……調整制御器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被調整回路部と、この被調整回路部に接続し
   て可変インピーダンス素子のリアクタンスの極性
   を反転させて出力するインピーダンス変換器とを
   備え、前記可変インピーダンス素子のリアクタン
   ス変化量によつて前記被調整回路部を調整制御す
   る調整装置。 ２ 被調整回路部と、この被調整回路部に接続し
   た可変インピーダンス素子と、調整周波数におけ
   るほぼλ／４電気長の奇数倍に等しい長さを有し
   前記被調整回路部と前記可変インピーダンス素子
   との間に介挿接続した伝送路とを備え、前記可変
   インピーダンス素子のリアクタンス変化量によつ
   て前記被調整回路部を調整制御する調整装置。 ３ 被調整回路部として同調回路もしくは同調器
   を設置して同調周波数を調整制御する特許請求の
   範囲第２項記載の調整装置。 ４ 被調整回路部としてローパスもしくはハイパ
   スのフイルタを設置してカツトオフ周波数を調整
   制御する特許請求の範囲第２項記載の調整装置。 ５ 可変インピーダンス素子におけるリアクタン
   ス変化量を調整回路部における調整制御量に変換
   する相関器を設置した特許請求の範囲第２項記載
   の調整装置。 ６ 被調整回路部が可変キヤパシタンス素子、可
   変インダクタンス素子および可変レジスタンス素
   子のうち少なくとも１個の素子を含む回路網で構
   成された特許請求の範囲第２項記載の調整装置。 ７ 可変インピーダンス素子として可変キヤパシ
   タンス素子または可変インダクタンス素子を用い
   た特許請求の範囲第２項記載の調整装置。 ８ 可変インピーダンス素子として電圧可変キヤ
   パシタンス素子または電流可変インダクタンス素
   子を用いた特許請求の範囲第２項記載の調整装
   置。 ９ 伝送路が同軸ケーブルである特許請求の範囲
   第２記載の調整装置。 １０ 伝送路が誘電体を介した電極により構成さ
   れている特許請求の範囲第２項記載の調整装置。