JPS6327886B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は映像中間周波信号処理装置（以下こ
の発明ではVIF装置と略称する）の周波数選択回
路に表面波フイルタを応用するに際して好適なる
回路構成を提供しようとするものであつて特に弾
性体基板の表面に配置した第１の圧電変換器と、
この第１の圧電変換器の両側に所定の間隔をおい
て配置された第２、第３の圧電変換器とを有した
いわゆる３変換器構造の表面波フイルタの実用的
な応用に関し、小型で高性能の映像中間周波信号
処理装置を実現するものである。まずこの発明に
関係する従来例を説明する。

第１図は周知の２変換器構造の表面波フイルタ
の一構造例を示したものであつて、弾性基板１の
表面に配置した表面波の送信変換器２受信変換器
３が所定の間隔をおいて設けられている。送信変
換器２および受信変換器３は内部インピーダンス
４をもつ信号源５および負荷６に夫々電気的な不
整合損失が生じるような結合条件で接続される。
このような不整合損失は表面波フイルタ自身の固
有の電力損失との和である実働損失を増加させる
ことによつて不要な反射信号成分、特にTTE（ト
リプルトランジツトエコー）成分を主信号に対し
て相対的に40dB以上減衰させるために必要であ
ある。例えばテルビ誌Vol31、No.11「表面弾性波
フイルターのテレビ受像機への応用」記載の如く
表面波フイルタ自身の固有の電力損失、すなわち
送信変換器、受信変換器と外部回路とを夫々電気
的に整合させた場合の損失10〜13dBに対して不
整合損失を発生させることにより実働損失を18〜
20dBに増加させ、これによつてTTE成分を抑圧
するものである。このTTE成分抑圧のための不
整合損失は送信変換器２、受信変換器３の夫々に
均等に生じるようになすかあるいは一方にのみ生
じるようになすかは適宜選択される。また送信、
受信変換器２，３は所望の周波数特性、位相特性
を得るため、あるいはチユーナの出力インピーダ
ンスが低く、VIF増幅器の入力インピーダンスが
高いVIF装置への応用を容易にするために夫々の
変換器インピーダンスが異なるものである。従つ
て表面波フイルタは２つの変換器のどちらを送信
あるいは受信変換器としてもよいが、VIF装置の
中では２つの変換器の中で相対的に低インピーダ
ンス側の変換器をチユーナ側へ、高インピーダン
ス側の変換器をVIF増幅器側へ結合するのが好都
合であり、このような結合条件の中で所要の不整
合損失を生じるように構成される。このように表
面波フイルタをテレビジヨンチユーナ等のVIF回
路への応用に際しては通常のLCフイルタに比較
してその挿入損失が大きいために、画像のSN比
を劣化させるのみでなく受信機の受信感度をも悪
くすることになる。従つてこのような性能の劣化
を防止するための前置増幅器には雑音特性が良好
でひずみを発生しない増幅素子が必要になるなど
の実用面での欠点を有している。

このような２変換器構造の表面波フイルタに対
して第２図で示すような３変換器構造のものが米
国特許第3582840号明細書に記載されている。こ
れは送信変換器２の両側に受信変換器３および
３′を配置することによつて損失を3dB減じよう
とするものである。

この３変換器構造の表面波フイルタでは弾性体
基板の中央に配置した送信変換器とその両側に配
置した受信変換器との間隔を適切に選定するとと
もに送信変換器と信号源とを電気的に整合させる
ことによつて、損失を少なくするのみでなく不要
な反射信号成分を抑圧できることが明らかになつ
ており、これは学会雑誌IEEE Transaction on
microwave theory and techniques、VOL.
MTT―17、No.11、NOV.1969のp856〜p864より
導くことができる。

つまり送信変換器２より送出された弾性表面波
信号がこの２より等距離に形成された受信変換器
３および３′から反射されて送信変換器２に同時
に到着する場合に、この送信変換器２が外部回路
と、整合回路によりインピーダンス整合されてい
るならば、受信変換器３で反射されさらに送信変
換器２で反射された反射波３―ｂを受信変換器
３′で反射され送信変換器２を通過した通過波
３′―ａとは振幅が等しく位相が180゜異なるため
に相殺され、受信変換器３での反射波が再び３に
影響をおよぼすことがなくなる。また受信変換器
３′で反射されさらに送信変換器２で反射された
反射波３′―ｂと受信変換器３で反射され送信変
換器２を通過した通過波３―ａについても同様の
ことが言える。しかしこの状態は外部整合回路に
より送信変換器２の最大応答周波数において送信
変換器２と外部回路のインピーダンス整合が取ら
れた場合に実現されるものであり、以上の条件が
十分に満たされなければ送信変換器２での反射波
と通過波における振幅と位相がずれ、受信変換器
３および３′における反射波が再び受信変換器３
および３′に影響することになる。以上の動作は
変換器２を受信変換器とし変換器３および３′を
送信変換器とした場合にも同様にして説明でき
る。このような３変換器構造の表面波フイルタで
は受信変換器３および３′は送信変換器２に比較
して相対的に低インピーダンスであるためVIF装
置への実際の応用に際してはその出力インピーダ
ンスが低いチユーナ側に変換器３および３′を結
合して送信変換器となし、入力インピーダンスが
比較的高いVIF増幅器側に変換器２を結合して受
信変換器とするのが特に変換器２と外部回路とを
整合させてTTE成分を抑圧する目的に対して好
適である。すなわち表面波フイルタの送信および
受信変換器と外部回路であるチユーナおよびVIF
増幅器とを夫々不整合損失を生じさせる必要があ
る場合には２種類の変換器の何れを送信変換器あ
るいは受信変換器にしてもよいが上述した３変換
器構造のものでは変換器２と外部回路とを整合さ
せることが必要であり、相対的に不整合損失が少
ない結合条件のもとで整合回路を配置する方法が
通常用いられる。

しかしながらVIF増幅器は利得可変型であるの
でその入力インピーダンスが利得制御動作によつ
て変動しやすく、また高利得増幅器であるために
不所望な出力と入力との結合により帰還ループが
形成されやすくその結果入力インピーダンスが大
幅に変化することになる。従つて上述したように
３変換器構造の表面波フイルタの変換器２をVIF
増幅器側に整合回路を介して結合する通常の方法
では、VIF増幅器の入力インピーダンスの変動に
よる変換器２との電気的な結合条件のわずかな変
化により不要な反射信号の抑圧量が不十分になつ
て、その結果再生画像の品質を劣化させるなどの
欠点をもつのみでなく利得可変型の増幅段のこの
ような影響はこの種の表面波フイルタの実用を阻
害するものであつた。

本発明のVIF装置では、低出力インピーダンス
を有する固定利得増幅器と高入力インピーダンス
を有する可変利得増幅器とを３変換器構造の表面
波フイルタを介して結合するに際して、表面波フ
イルタを最適の動作状態に維持できるVIF装置の
構成を提供せんとするものである。本発明では少
なくとも変換器の中で中央に配置した変換器が、
直接もしくは所望のインピーダンス変換器を介し
て固定の利得をもつ増幅器の入力端子へ結合され
るようにそれらが適切に配置される。一方、他の
２つの変換器は、それらが表面波フイルタの実装
のための容器の内部あるいは外部で並列に接続さ
れるとともに直接もしくは所望のインピーダンス
変換器を介して他の利得可変型の増幅器へ結合さ
れる。本発明のこのような配置条件に従えば、
VIF回路のいかなる増幅器の動作点の変化による
望ましくないその入力および出力インピーダンス
の変化も、表面波フイルタの圧電変換器の中で中
央に位置する変換器の動作に影響することを確実
に阻止できる。以下図面とともに本発明の一実施
例を詳細に説明する。

第３図は本発明が実施されたテレビジヨン受信
機の無線周波増幅段およびVIF段を示したもので
ある。無線周波増幅器７は可変利得増幅器の型式
で受信機の入力段に設けられ、固定利得増幅器８
は無線周波増幅器７の出力と局部発振器９の出力
の両者が印加されて周波数変換段を構成する。表
面波フイルタ１０はその中央の第１の変換器で構
成した送信変換器２がこの固定利得増幅器８の出
力端子に結合され、他の変換器すなわち第１の変
換器２の両側に配置されて電気的に並列接続され
た第２、第３の変換器からなる受信変換器３，
３′が可変利得増幅器１１に結合されている。無
線周波増幅器７とVIFの可変利得増幅器１１と
は、通常の受信機と同様に受信した信号レベルの
大小に対して、可変利得増幅器１１の後段に配置
される検波器への信号の供給レベルを一定とする
ために自動利得制御（A.G.C）信号によつてその
利得が制御される。無線周波増幅器７は通常大き
い信号を受信する領域で、周波数変換機能をもつ
た固定利得増幅器８への信号の供給レベルを所定
値に保持するようにその利得が制御される。上記
の利得制御動作によつて生じる無線周波増幅器７
の出力インピーダンスの変化は固定利得増幅器８
によつて表面波フイルタ１０の送信変換器２へは
影響を及ぼさず、従つて送信変換器２と固定利得
増幅器８とは常にインピーダンス整合状態が維持
されるので前述したTTE成分等の不要な反射信
号成分の抑圧量を所望の値に維持できる。一方表
面波フイルタの他の変換器すなわち第２、第３の
変換器３，３′による受信変換器は第３図では可
変利得増幅器１１の入力側へ結合できることが示
されている。増幅器１１は例えば第４図で示すよ
うにバツフア用およびエミツタ接地増幅用トラン
ジスタ１１０，１１１および１１２，１１３と
AGCによりその動作インピーダンスが可変され
るインピーダンス可変素子１１４，１１５により
構成したものが現在多く用いられている。

この種の増幅器では、トランジスタ１１２，１
１３のペース入力インピーダンスは利得制御動作
によつて原理的に変化し、この影響はバツフアト
ランジスタ１１０，１１１を配置してもその入力
側に伝達されやすく、従つて表面波フイルタ１０
の受信変換器と増幅器１１との結合条件は一定と
ならない。従つて表面波フイルタ１０の受信変換
器を構成する第２、第３の変換器３，３′と増幅
器１１との結合条件は増幅器１１の利得制御動作
により変化するが前述の如くの３変換器構造の表
面波フイルタではこれら第２、第３の変換器３，
３′と外部回路との結合条件の変化がTTE成分の
抑圧量を著しく変化させることはない。すなわ
ち、変換器３，３′と外部回路との結合条件の変
化は表面波フイルタの実働損失を増加あるいは減
少させ、これにともなう極めてわずかなTTE成
分の抑圧量の変化を生じるのみである。従つて表
面波フイルタ１０の送信変換器を形成する変換器
２は増幅器８によりその出力インピーダンスが変
化する無線周波増幅器７と確実に分離され、その
入力インピーダンスが変化する可変利得増幅器１
１とは表面波フイルタ１０の表面波伝搬路によつ
て確実にインピーダンス的に分離することがで
き、表面波フイルタを常に最適の条件で動作させ
ることができるなど実用的に大きい利点がもたら
される。

上記の説明では増幅器１１が原理的に利得制御
動作によつて入力インピーダンスの変化を生じる
構成例を用いたが、バツフア用としてベース接地
増幅器あるいはカスコード増幅器等を用いて増幅
器１１の入力インピーダンスの変化を防止する回
路構成であつても他の信号処理回路とともにこれ
ら増幅器を既知の集積回路内に形成する場合に
は、増幅器１１は50dB程度の利得が必要であり、
従つてこのような高利得増幅器の入力―出力間の
干渉等により、その入力インピーダンスの変化を
除去することは困難である。このような構成のも
のに対しても本発明では表面波フイルタを最適の
動作条件に維持できる特徴をもつている。

上記実施例からも明らかなように本発明による
映像中間周波信号処理装置では、３変換器構造の
表面波フイルタの実用化に際して、この表面波フ
イルタの中央に位置する圧電変換器を固定利得の
増幅器の出力端子に結合するとともに、前記表面
波フイルタの他の２つの変換器を電気的に並列接
続して利得可変型の増幅器に結合することが特徴
である。

特に相対的に低出力インピーダンスを有するチ
ユーナと高入力インピーダンスを有する利得可変
型のVIF増幅器とを３変換器構造の表面波フイル
タを介して結合する場合に、通常の方法とは異な
り表面波フイルタの変換器インピーダンスとして
相対的に高インピーダンスである変換器２を低出
力インピーダンスであるチユーナに、他方の低イ
ンピーダンスである変換器３，３′を高入力イン
ピーダンスであるVIF増幅器１１に夫々結合する
ものである。

このようなこの発明の構成によれば３変換器型
の表面波フイルタを常に最適の条件のもとで動作
させることができ、反射波の信号成分を抑圧して
画質の劣化を防ぐことが可能になる。これは通常
の２変換器構造の表面波フイルタにおいて必要で
あつた前置増幅器を不要にすることができ、VIF
段の小型化のみでなく高性能が実現されるなど工
業的に極めて大きな効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は２変換器構造の表面波フイルタを用い
た回路構成図、第２図は本発明に関する３変換器
構造の表面波フイルタとその接続を示す回路構成
図、第３図は本発明の映像中間周波信号処理装置
の一実施例を示すブロツク図、第４図は同実施例
の増幅器の具体回路図である。 １…弾性基板、２…第１の圧電変換器、３，
３′…第２の圧電変換器、７…無線周波増幅器、
８…固定利得増幅器、９…局部発振器、１０…表
面波フイルタ、１１…可変利得増幅器、１２…固
定利得増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弾性体基板の表面に記載された第１の圧電変
   換器と、この第１の圧電変換器の両側に所定の間
   隔をおいて配置された複数の圧電変換器を電気的
   に並列接続してなり、そのインピーダンスが前記
   の第１の圧電変換器に対して相対的に低い第２の
   圧電変換器とを有し、少なくとも該第１の圧電変
   換器と外部回路との接続を電気的に整合させるこ
   とによつて不要の反射信号成分を除去する構成の
   表面波フイルタを備え、前記表面波フイルタの第
   １の圧電変換器を直接もしくは所定のインピーダ
   ンス変換手段を介して固定の利得を有した周波数
   変換段の出力端子に結合し、前記表面波フイルタ
   の第２の圧電変換器を直接もしくは所定のインピ
   ーダンス変換手段を介して可変利得の映像中間周
   波増幅段の入力端子に結合したことを特徴とする
   映像中間周波信号処理装置。