JPS6046567B2 - Ｕｈｆチユ−ナ用の共振コイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＵＨＦチューナの同調回路に使用される共振コ
イルの構造に関するものである。

最近テレビジョン受信機のチューナは機械式チ”ユーナ
からバラクタダイオードなどを用いた電子チューナに移
行し、それに伴つて、製造方法も立体布線からプリント
基板等を用いた平面布線化に変つてきた。

また、回路素子を自動挿入し、あるいはチップ素子を用
いて基板の導体側に回路素子を自動面付けし、あるいは
コンデンサや抵抗を厚膜印刷技術を用いて形成するなど
、組立の自動化により作業工数の大幅低減が図られつつ
ある。しかしながら組立の自動化が図れる素子は抵抗、
コンデンサ、ダイオード、トランジスタなど形状が規格
化された回路素子がほとんどであり、回路によつて形状
が異なるインダクタンス素子などは自動組立が困難であ
り、手作業によつてプリント基板に取付けているのが実
状である。したがつてよソー層の作業工数の低減を図る
にはインダクタンス素子などの手作業によつて組立てざ
るを得ない回路素子の数を低減することが必要となつて
くる。これらの問題点を含め、本発明の対象となるＵＩ
（Ｆチューナの従来の問題につき第１図および第２図を
用いて具体的に説明する。第１図は従来のＵｌＩＦ′チ
ューナに用いられる同調回路部の回路図、第２図はその
組立図である。第１図および第２図において同一内容を
示す回路素子は同一符号を付してる。またいずれも直流
回路は省略してある。１は共振コイル、２は共振コイル
１のインダクタンスのバラツキを吸収するための調整用
共振コイル、３が共振周波数を変化させるためのバラク
タダイオード、４はトラッキング補正用のコンデンサ、
５がバラクタダイオード３とコンデンサ４で構成される
同調容量のバラツキを吸収するための調整用トリマコン
デンサで、これらの回路素子により１／４入式の共振回
路６が構成されている。

また７および９はそれぞれ信号の入出力端子で実際のチ
ューナにおいては端子７にはアンテナなどの信号源が、
端子９にはトランジスタなどの増幅素子あるいはミクサ
素子などの負荷が接続される。８は端子７から入力され
た信号を共振コイル１との誘導結合により共振回路６に
伝達するた−めの入力結合コイル、１０は同じく共振回
路６から信号を取り出し、端子９に出力するための出力
結合コイルである。

このように同調回路は通常第２図に示すような形で組立
てられる。１１はプリント基板で、１２が基板の銅箔（
パターンラン，ド）、１３がシヤシである。第１図にお
けるダイオード３とコンデンサ４は、基板１１の裏面の
銅箔１２側に面付け装着されている。ダイオード３は通
常形状が規格化されており、コンデンサ４もチップタイ
プのものを使用すれば形状が規格化されるため、面付け
装着が可能になる。当然規格化された素子は自動装着が
可能である。また第１図では省略にあるが、バイアス用
の抵抗あるいはバイパスコンデンサなどもチップタイプ
のものが使用され、トランジスタ等もフラットパッケー
ジタイプのものが使用され、それらも基板の裏面に自動
面付け装着される。しかしながら共振コイル１、調整コ
イル２、入力結合コイル８及び出力結”合コイル１０な
どのインダクタンス素子は同調回路毎にその定数が異な
ることから規格化が困難なこと、また図のように銅線を
コの字型に成形した立体構造であることなどから、自動
組立は困難である。またトリマコンデンサ５も同様な理
由で自動組立てが困難である。したがつて第２図に示す
ようにプリント基板１１の表面側から手作業によつて基
板穴１１ａ，１１ｂ等に挿入され、裏面でパターンラン
ドに半田付されるような組立て方法が用いられている。

Ｕ８チューナの同調回路の場合共振インダクタンスには
分布定数線路が用いられることから、回路の結合には誘
導結合が適しており、そのためインダクタンス素子が多
く、自動組立が困難になる。一つの同調回路で、自動組
立てが困難な素子がトリマコンデンサも含め５個もあり
、さらにＵＩＩＦチューナ全体ては全回路素子数の１／
３程度にも達し、これらの部品数を低減することがＵＨ
Ｆチューナにおける工数低減の重要課題になつている。
また他の欠点として、インダクタンス調整あるいは結合
調整には不都合が生じる場合が多い。たとえば共振コイ
ル１のインダクタンス調整は、調整用共振コイル２との
間隔を変化することにより行ない、入出力の結合度調整
は共振コイル１と結合共振コイル８および１０との間を
変化することによつて行なうが、お互いのコイルが配置
上互いに影響し、調整が困難な場合を生じる。第２図の
例で説明すると共振コイル１と調整コイル２との間に出
力結合コイル１０があるため、出力結合コイル１０が障
碍となり調整コイル２を共振コイル１に充分近づけるこ
とが困難となる。そのため共振コイル１のインダクタン
ス調整の可変範囲を充分大きくとれないなどの欠点が生
ずる。逆にコイル１０と２の位置を交換した場合には共
振コイル１と結合コイル１０との結合調整が十分行えな
いなどの問題を生ずる。以上説明したように、従来の［
ＪＨＦチューナの同調回路においては、手作業で組立を
行なわなければならない回路素子が多く、組立の自動化
が困難であり、また、回路素子の配置上、インダクタン
ス調整あるいは結合調整が困難で、調整工数が大きいな
どの欠点があつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を軽減し、組
立ての自動化が容易で、かつ調整も容易なＵＨＦチュー
ナの共振コイルを提供するにある。

本発明においては、共振コイルを並列に接続された一対
のコイルによつて構成し、調整コイルは使用されない。

この一対の共振コイルはトリマコンデンサ用の電極等と
共に金属板によつて一体に形成される。またインダクタ
ンスの調整は一対の共振コイルの少なくとも一方を傾斜
させることによつて両者の結合度を変化させることによ
つて行なう。次に本発明につき具体的実施例を発明の詳
細な説明を行なう。

本発明による１実施例を第３図、第４図、第５図を用い
て説明する。第３図が本発明を適用したＵＨＦチューナ
の同調回路の回路図で、第４図が本発明のにおける共振
コイルの構造、第５図がその組立構造を説明するための
斜視図である。第３図において第１図に示す従来の同調
回路と異なる部分は、共振コイルの構造とその調整コイ
ルの接続方法である。すなわち従来の共振コイル１にか
わつて、本発明においては両端が一体に接続されたＵ字
形の２つの共振コイル１４および１５で共振コイル構成
し、従来の調整コイル２は削除する。

このときの共振インダクタンスの調整は、共振コイル１
４と１５が互いに誘導結合する状態にしておき、その結
合係数Ｍを変化することによつて可能になる。具体的に
は、２つの共振コイル１４と１５との間隔を変化するこ
とによつてインダクタンス調整を行うことができる。こ
のような回路構成にすることにより、共振コイル１４お
よび１５、さらには第４図に示すようにトリマコンデン
サ５を一体成形することが可能になる。１６はスリット
で、これにより共振コイル１４，１５は分離されている
。５ｂがトリマコンデンサと同じ作用を持たせるための
電極であり、棒状の接続部５ａにより共振コイル１５の
端部に接続され、第５図のように組立てられて、シヤシ
１３壁面１３ａとの空隙距離を調整することにより容量
値は変化される。

１７はプリント基板に挿入するための板状の接続電極で
あり、基板に安定に固定されるよう瓜１７ａが形成され
ている。

第４図の如き構造にすれば、銅板などの金属板を打抜き
加工によソー体成形することができる。したがつて、第
２図に示す従来回路の場合手挿入部品が５コ存在したが
、本発明では、共振コイル１４，１５とトリマコンデン
サ５が一個の部品として扱えるため３個に減少する。共
振インダクタンスの調整は共振コイル１５を傾けること
によつて行なう。共振コイル１５が傾けられると共振コ
イル１４との結合度が変化し、調整が可能となる。

このとき従来例のように出力結合コイル１０、あるいは
入力結合コイル８が障碍となるような問題を回避できる
。なぜならば、第５図に示されるように、入出力コイル
８及び１０の大きさを共振コイル１４と同程度の大きさ
に形成しておけば共振コイル１５を傾斜しても結合コイ
ル８あるいは１０との接触は避けられる。またさらにつ
け加えるならば本発明の共振コイル１４，１５は、金属
板を打抜いてつくるのに適しているため、寸法精度が高
いことおよび第４図に示すよう、安定に組立てられるよ
うな瓜１７ａをつくることが可能なことから、共振イン
ダクタンスのバラツキが小さく、精度が向上するなどの
利点も有している。

次に本発明に採用しているインダクタンス調整法につき
、その実用性と最適設計を明確にするため、詳細な説明
を行なう。第３図に示した同調回路において、共振コイ
ル１４および共振コイル１５のインダクタンス値をそれ
ぞれＬｌ，Ｌ２とし、両共振コイル１４，１５の結合度
をＭとすると、両共振コイル１４，１５の並列回路の等
価回路は第６図の如く表せる。したがつて第６図より共
振コイル１４，１５の並列回路の総合共振インダクタン
ス値Ｌｔは（１）式のようになる。但しｋは結合度、α
はレとＬ２の比の平方根で下記の通りである。

今ｂ≧Ｌ１と仮定すると となり（１）式よりＬｔの最大値ＬｔＭと最小値Ｌｔｍ
を求めるとになる。

従つて、Ｌｔの変化率βは（５）式のように表わせる。

（５）式よりβが最大となるのはα＝１のときである。
すなわちレニしのとき、Ｌｔの変化は最も大きくなりイ
ンダクタンスの調整範囲が最も大きくなる。このときイ
ンダクタンスＬｔは（１）式より次のようになる。

（６）式より結合度ｋ（５Ｌｔの関係を第７図に破線Ａ
で示す。

結合度ｋが大きい方がインダクタンス値は大きくなり、
その最大値はし、最小値はムＬ。となり、理論的にはイ
ンダクタンスの可変範囲は倍半分得られることになる。
しかしこれは理想的な場合であり、実測によりインダク
タンス変化を調べたのが実線Ｂである。インダクタンス
値はＬｌ，Ｌ２ともほぼ同じで約２０ｒ１Ｈ程度のもの
を用いて共振回路を構成し、レとＬの結合度（間隔）を
変えることにより、その共振周波数の変化より等価イン
ダクタンス値を求めたものである。実測の場合結合度ｋ
の最大値は０．礼程度までであり、結合度１をうる事は
困難であつたが、実用に共する変化範囲は十分得られる
ことが確認された。なお結合度ｋが０〜０．１付近にお
いて、理論値からはずれ，てくるのは次のように考えら
れる。第５図において結合を弱めるのは共振コイル１５
を横にたおし、共振コイル１４から遠ざけた場合である
。その時共振コイル１５は横に倒すにしたガい、次第に
シヤシ１３に近づいてくる。そのため共振コイル１５の
特性インピーダンスが下がり、等価インダクタンスが小
さくなる。理論では両コイル１４，１５のインダクタン
スは変化なしと仮定しているが実際には、シヤシなどの
アースとの距離によつてインダクタンスが変るため理論
値より、インダクタンスの変化が大きくなる。したがつ
てこのような現象を利用することによつてインダクタン
スの変化率を大きくすることも可能である。以上理論と
実測により説明したように、本発明に採用した調整法は
、充分実用に供する変化範囲が得られるとともに、かつ
変化範囲を大きくするには２つのコイルのインダクタン
ス値をほぼ同じにするのが良いことが確められた。

また当然のことながら必ずしも２つのコイルのインダク
タンス値を同じにする必要はなく必要な可変範囲が確保
できる範囲内で、Ｌ１と！を異なる値にしてもなんらさ
しつかえない。

また本実施例では第４図に示すようにスリット１６を共
振コイルのほぼ全体に渡り入れているが、必ずしも全体
に入れる必要はなく、第８図のように共振コイル１４″
と１５″の共通脚部１８を設けスリット１６は脚部１８
には設けられない構造にしてもよい。

すなわち、本発明の共振コイルの本質的な構造は、脚部
１８及び２０と、脚部１８と脚部２０をつなぐ連絡部２
１によつて帯状Ｕ字形に形成され、脚部１８，２０のい
ずれか一方及び連絡部２１には連続したスリット１６″
が設けられたもので、さらに脚部１８と脚部２０の先端
にはこの共振コイルを基板１１に係止する接続電極１７
が設けられている。

また実施例ではトリマコンデンサも一体成形した構造で
説明したが、別ピースとして扱つてもなんらさしつかえ
ない。次に他の実施例につき説明する。

第９図は前実施例のスリット１６の入れ方を若干工夫し
、共振コイル１５を調整する場合に、共振コイル１４が
変形しなくなるようにしたものである。

すなわちスリット１６の端部に別スリット１９を設ける
ことにより調整用の共振コイル１５の一部を細くし、調
整時に共振コイル１５を動かした時にその応力が共振コ
イル１４に伝わりにくい構造にしている。このようにす
ることにより、共振コイル１５は比較的弱い力で動かす
ことができるとともに、スリット１９の点で共振コイル
１５は折れ曲り、共振コイルの他の部分および共振コイ
ル１４の変形が少なく、安定した組立て状態が保たれる
。以上本発明を１／４入式共振回路の実施例を用いて説
明したが１／２入式共振回路にも適用できることは自明
であり、さらに本発明はＵＨＦ′チューナの入力同調回
路、段間複同調回路、局部発振回路などいずれの共振回
路にも適用可能であり、その適用範囲は広い。

また、部品数の低減、調整の容易化などを主にその効果
を述べたがそれ以外にも次のような利点が存在する。（
１）共振コイルは２つの共振コイルを並列接続して構成
されているため共振コイルの損失分（高周波抵抗分）も
、１コで構成した場合より小さくなり共振インダクター
のＱが向上する。

（２）共振コイルを打抜き加工により製作すれば寸法精
度が向上するとともに基板に布線された状態が安定する
ためインダクタンス値の精度が向上する。

（３）部品数の低減によリプリントパターンのランド数
が減少するためパターン設計の自由度が増すとともにプ
リントパターンの浮遊容量、パターンインダクタの影響
を受けにくくなり、最適設計が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＵＨＦチューナの同調回路の回路図、第
２図はその組立図である。 第３図は本発明による同調回路の一実施例を示す回路図
、第４図は本発明による共振コイルの構造を示す正面図
、第５図はその組立て図を示す斜視図である。第６図は
本発明による共振コイルのインダクタンスの等価回路、
第７図はそのインダクタンスの変化を理論値と実測値に
より示した特性図である。第８図は本発明による共振コ
イルの他の実施例の構造を示す正面図、第９図は本発明
による共振コイルの電極部の改良を示す拡大図てある。
５ａ・・・接続部、５ｂ・・・トリマコンデンサ用電゛
極、１４，１４″，１５，１５″・・・共振コイル、１
６，１６″・・・スリット、１７・・・接続電極、１８
，２０・・・脚部、２１・・・連絡部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板状に形成された第１及び第２の脚部と、第１及び
   第２の脚部をつなぐ板状の連絡部によつて帯状Ｕ字形に
   形成され、第１及び第２の脚部の少なくともいずれか一
   方と連絡部に連続したスリットが設けられているＵＨＦ
   チューナ用の共振コイル。 ２ 板状に形成された第１及び第２の脚部と、第１及び
   第２の脚部の端部をつなぐ板状の連絡部によつて帯状Ｕ
   字形に形成され、第１及び第２の脚部の少なくともいず
   れか一方と連絡部に連続したスリットが設けられ、かつ
   、上記第１及び第２の脚部の他端部に板状の接続電極が
   設けられているＵＨＦチューナ用の共振コイル。 ３ スリットはその端部が外側へ向つてＬ字形に曲げら
   れている特許請求の範囲第２項記載のＵＨＦチューナ用
   の共振コイル。 ４ 第１及び第２の脚部と、連絡部、接続電極が金属板
   によつて一体に形成された特許請求の範囲第２項記載の
   ＵＨＦチューナ用の共振コイル。 ５ 板状に形成された第１及び第２の脚部と、第１及び
   第２の脚部の端部をつなぐ板状の連絡部によつて帯状Ｕ
   字形に形成され、第１及び第２の脚の少なくともいずれ
   か一方と連絡部に連続したスリットが設けられた共振コ
   イルと、この共振コイルの上記第１及び第２の脚部の他
   端部に設けられた板状の接続電極と、上記第１及び第２
   の脚部のいずれか一方の脚部に棒状の接続部によつて接
   続されたトリマコンデンサ用の板状の電極を有するＵＨ
   Ｆチューナ用の共振コイル。 ６ スリットはその端部が外側へ向つてＬ字形に曲げら
   れている特許請求の範囲第５項記載のＵＨＦチューナ用
   の共振コイル。 ７ 共振コイル及び接続電極及びトリマコンデンサ用の
   板状の電極が金属板によつて一体に形成された特許請求
   の範囲第５項記載のＵＨＦチューナ用の共振コイル。