(57)【要約】【課題】選択性の高いフィルタ特性が得られるようにすること。【解決手段】ＶＨＦローバンドの信号を通過させる時は、第２の容量６を入力端２０とグランド間に介挿し、第３の容量７を出力端２１とグランド間に介挿し、ＵＨＦバンドの信号を通過させる時は、第１のインダクタ２を入力端２０とグランド間に介挿し、第２のインダクタ３を出力端２１とグランド間に介挿し、ＶＨＦハイバンドの信号を通過させる時は、第３の回路１２を入出力端間２０−２１に介挿すると共に第１の回路５の第１のインダクタ２と第２の回路９の第２の容量６を入力端２０とグランド間に夫々介挿し、第１の回路５の第２のインダクタ３と第２の回路９の第３の容量７を出力端２１とグランド間に夫々介挿する。これにより、第１、第２の及び第３の回路５、９、１２の夫々において選択性の高いフィルタ特性が得られる。【選択図】図１
2010136175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の帯域の信号を通過させる第１の回路と、前記第１の帯域の信号より周波数の高い第２の帯域の信号を通過させる第２の回路と、前記第１の回路と第２の回路とで共用する入出力端とを備え、
前記第１の回路は、前記入出力端間に直列接続された第１及び第２のインダクタと、前記第１及び第２のインダクタの接続点とグランド間に接続された第１の容量とを有し、
前記第２の回路は、前記入出力端間に直列接続された第２及び第３の容量と、前記第２及び第３の容量の接続点とグランド間に接続された第３のインダクタとを有し、
前記第１の帯域の信号を通過させる場合、前記第２及び第３の容量の接続点をグランドに短絡させて、前記入力端とグランド間に前記第２の容量を介挿し、前記出力端とグランド間に前記第３の容量を介挿し、
前記第２の帯域の信号を通過させる場合、前記第１及び第２のインダクタの接続点をグランドに短絡させて、前記入力端とグランド間に前記第１のインダクタを介挿し、前記出力端とグランド間に前記第２のインダクタを介挿することを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
前記第１及び第２のインダクタの接続点とグランド間に第１のスイッチング素子を設け、前記第２及び第３の容量の接続点とグランド間に第２のスイッチング素子を設け、
前記第１の帯域の信号を通過させる場合、前記第１のスイッチング素子をオフすると共に、前記第２のスイッチング素子をオンし、
前記第２の帯域の信号を通過させる場合、前記第１のスイッチング素子をオンすると共に、前記第２のスイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ回路。
【請求項３】
前記第１の帯域の信号より周波数が高く、前記第２の帯域の信号より周波数が低い第３の帯域の信号を通過させる第３の回路を備え、
前記第３の回路は、前記入力端に接続された第４の容量と第４のインダクタとの直列接続回路を有し、
前記第３の帯域の信号を通過させる場合、前記第３の回路を入出力端間に接続すると共に、前記第１及び第２のインダクタの接続点と前記第２及び第３の容量の接続点とをそれぞれグランドに短絡させて、前記入力端とグランド間に前記第１のインダクタと第２の容量をそれぞれ介挿し、前記出力端とグランド間に前記第２のインダクタと第３の容量をそれぞれ介挿することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィルタ回路。
【請求項４】
前記第４の容量と第４のインダクタとの直列接続回路と前記出力端との間に第３のスイッチング素子を設け、
前記第３の帯域の信号を通過させる場合、前記第１、第２及び第３のスイッチング素子を共にオンとしたことを特徴とする請求項３に記載のフィルタ回路。
【請求項５】
前記第１、第２及び第３のスイッチング素子をそれぞれスイッチングダイオードで構成したことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域信号を複数の帯域の信号に分岐するフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続する帯域の信号としてテレビジョン放送信号が知られており、テレビジョンチューナでは例えば５０ＭＨｚから８６０ＭＨｚの広帯域信号をＶＨＦローバンド、ＶＨＦハイバンド、ＵＨＦバンドの３バンドに分岐して受信している（例えば、特許文献１参照）。図５は、特許文献１で開示されたチューナの回路図である。同図において、ＶＨＦローバンドのテレビジョン信号を受信する際には、第３のスイッチ手段１０６をオンして、インダクタ１０１と第２のコンデンサ１０３とによってローパスフィルタを構成し、ＶＨＦハイバンドのテレビジョン信号を受信する際には、第４のスイッチ手段１０７をオンして、インダクタ１０１と別の第２のコンデンサ１０４とによってローパスフィルタを構成し、ＵＨＦバンドのテレビジョン信号を受信する際には、第１のスイッチ手段１０５と第３のスイッチ手段１０６と第４のスイッチ手段１０７とをオンにして、インダクタ１０１を高周波的に接地し、第１のコンデンサ１０２とインダクタ１０１とによってハイパスフィルタを構成する。
【０００３】
第３のスイッチ手段１０６をオンにすると、ＶＨＦローバンドのテレビジョン信号が抽出されてＶＨＦローバンド回路１０９に入力される。また、第４のスイッチ手段１０７をオンにすると、ＶＨＦハイバンドのテレビジョン信号が抽出されてＶＨＦハイバンド回路１１０に入力される。また、第１のスイッチ手段１０５と第３のスイッチ手段１０６と第４のスイッチ手段１０７とをオンにすると、ＵＨＦバンドのテレビジョン信号が抽出されてＵＨＦバンド回路１０８に入力される。
【０００４】
ところで、上記チューナは、３つのバンドで１つのインダクタ１０１を共用するため、高い選択性は期待できない。そこで、周波数選択性を改善するために、独立してローパスフィルタ、ハイパスフィルタ及びバンドパスフィルタを構成し、スイッチング素子でフィルタを切替え可能にしたフィルタ回路が考えられている。
【０００５】
図６は、周波数選択性を改善したフィルタ回路の構成図である。同図に示すフィルタ回路は、インダクタ１２０とコンデンサ１２１及び１２２とで構成したハイパスフィルタでＵＨＦバンド（バンド２）のテレビジョン信号を抽出し、またインダクタ１２５及び１２７とコンデンサ１２６及び１２８とで構成したバンドパスフィルタでＶＨＦハイバンド（バンド３）のテレビジョン信号を抽出し、またインダクタ１３１及び１３２とコンデンサ１３３で構成したローパスフィルタでＶＨＦローバンド（バンド１）のテレビジョン信号を抽出する。ハイパスフィルタを選択するときは、スイッチングダイオード１２３及び１２４のみをオンし、バンドパスフィルタを選択するときは、スイッチングダイオード１２９及び１３０のみをオンし、ローパスフィルタを選択するときは、スイッチングダイオード１３４及び１３５のみをオンする。
【特許文献１】特開２００１−３５９００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したフィルタ回路は、次のような問題がある。
受信バンドを切り替えるためにスイッチングダイオードを多数（６個）設ける必要があるので、コストアップになるといった問題がある。
【０００７】
また、フィルタの切り替えをスイッチングダイオードで行っているが、スイッチングダイオードはオフ状態において端子間容量が存在するので、オフ時における端子間容量によってフィルタ特性が悪化する問題がある。図６に示すフィルタ回路においてバンド２を受信するためにスイッチングダイオード１２９、１３０、１３４、１３５をオフするが、図７に示すようにスイッチングダイオード１３４の端子間容量Ｃｄｉによって、この端子間容量Ｃｄｉとインダクタ１３１（Ｌ１）とコンデンサ１３３（Ｃ１）で直列共振が起こり、ＶＨＦハイバンドに影響を与えることになる。
【０００８】
また、フィルタ回路の入力端子に信号強度の強い信号が入力されると、該入力端子に接続されているスイッチングダイオード（図６に示すスイッチングダイオード１２３、１２９及び１３４）が歪むために、受信精度が悪化するといった問題もある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の数を減らしてコストダウンを図ることができると共に、スイッチングダイオードの端子間容量の影響を最小限に抑えることができ、しかも入力信号強度が大きい場合であってもスイッチング素子の歪みによる受信精度の低下を防止できるフィルタ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のフィルタ回路は、第１の帯域の信号を通過させる第１の回路と、前記第１の帯域の信号より周波数の高い第２の帯域の信号を通過させる第２の回路と、前記第１の回路と第２の回路とで共用する入出力端とを備え、前記第１の回路は、前記入出力端間に直列接続された第１及び第２のインダクタと、前記第１及び第２のインダクタの接続点とグランド間に接続された第１の容量とを有し、前記第２の回路は、前記入出力端間に直列接続された第２及び第３の容量と、前記第２及び第３の容量の接続点とグランド間に接続された第３のインダクタとを有し、前記第１の帯域の信号を通過させる場合、前記第２及び第３の容量の接続点をグランドに短絡させて、前記入力端とグランド間に前記第２の容量を介挿し、前記出力端とグランド間に前記第３の容量を介挿し、前記第２の帯域の信号を通過させる場合、前記第１及び第２のインダクタの接続点をグランドに短絡させて、前記入力端とグランド間に前記第１のインダクタを介挿し、前記出力端とグランド間に前記第２のインダクタを介挿することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、第１の回路は、第１及び第２のインダクタと、第１及び第２のインダクタの接続点とグランド間に接続された第１の容量とからローパスフィルタを構成し、第１の帯域の信号を通過させる場合には、第１の回路に対して、第２の回路の第２の容量を入力端とグランドとの間に介挿し、第２の回路の第３の容量を出力端とグランドとの間に介挿することにより、ローパスフィルタのフィルタ特性を改善することができる。また、第２の回路は、入出力端間に直列接続された第２及び第３の容量と、前記第２及び第３の容量の接続点とグランド間に接続された第３のインダクタとからハイパスフィルタを構成し、第２の帯域の信号を通過させる場合には、第１の回路の第１のインダクタを入力端とグランドとの間に介挿し、第１の回路の第２のインダクタを出力端とグランドとの間に介挿することにより、ハイパスフィルタのフィルタ特性を改善することができる。
【００１２】
また本発明は、上記フィルタ回路において、前記第１及び第２のインダクタの接続点とグランド間に第１のスイッチング素子を設け、前記第２及び第３の容量の接続点とグランド間に第２のスイッチング素子を設け、前記第１の帯域の信号を通過させる場合、前記第１のスイッチング素子をオフすると共に、前記第２のスイッチング素子をオンし、前記第２の帯域の信号を通過させる場合、前記第１のスイッチング素子をオンすると共に、前記第２のスイッチング素子をオフすることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、第１のスイッチング素子をオフすると共に、前記第２のスイッチング素子をオンすることで第１の回路が選択されて第１の帯域の信号を通過させることができ、前記第１のスイッチング素子をオンすると共に、前記第２のスイッチング素子をオフすることで第２の回路が選択されて第２の帯域の信号を通過させることができる。したがって、スイッチング素子の数を減らすことができる。また、第１の帯域の信号を通過させる時に、第１のスイッチング素子をオフすると共に、第２のスイッチング素子をオンすることで、第１の回路の前段に第２の回路の第２の容量が介挿され、第１の回路の後段に第２の回路の第３の容量が介挿される。また、第２の帯域の信号を通過させる時に、第１のスイッチング素子をオンすると共に、第２のスイッチング素子をオフすることで、第２の回路の前段に第１の回路の第１のインダクタが介挿され、第２の回路の後段に第１の回路の第２のインダクタが介挿される。これにより、信号強度の強い信号が入力された場合であっても、フィルタを介して信号が印加されることとなり、スイッチング素子での歪を抑制することができる。
【００１４】
また本発明は、上記フィルタ回路において、前記第１の帯域の信号より周波数が高く、前記第２の帯域の信号より周波数が低い第３の帯域の信号を通過させる第３の回路を備え、前記第３の回路は、前記入力端に接続された第４の容量と第４のインダクタとの直列接続回路を有し、前記第３の帯域の信号を通過させる場合、前記第３の回路を入出力端間に接続すると共に、前記第１及び第２のインダクタの接続点と前記第２及び第３の容量の接続点とをそれぞれグランドに短絡させて、前記入力端とグランド間に前記第１のインダクタと第２の容量をそれぞれ介挿し、前記出力端とグランド間に前記第２のインダクタと第３の容量をそれぞれ介挿することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、前記入力端に接続された第４の容量と第４のインダクタとの直列接続回路からバンドパスフィルタが構成され、第３の帯域の信号を通過させる時には、入力端とグランドとの間に第１の回路の第１のインダクタと第２の回路の第２の容量が介挿され、出力端とグランドとの間に第２の回路の第２のインダクタと第１の回路の第３の容量が介挿されるので、バンドパスフィルタのフィルタ特性を改善することができる。
【００１６】
また本発明は、上記フィルタ回路において、前記第４の容量と第４のインダクタとの直列接続回路と前記出力端との間に第３のスイッチング素子を設け、前記第３の帯域の信号を通過させる場合、前記第１、第２及び第３のスイッチング素子を共にオンとしたことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、前記第１、第２及び第３のスイッチング素子を共にオンすることで、第３の回路が選択されて第３の帯域の信号を通過させることができ、スイッチング素子の数を減らすことができる。
【００１８】
上記フィルタ回路において、前記第１、第２及び第３のスイッチング素子は、スイッチングダイオードで構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スイッチング素子の数を減らしてコストダウンを図ることができると共に、スイッチングダイオードの端子間容量の影響を最小限に抑えることができ、しかも入力信号強度が大きい場合であってもスイッチング素子の歪みによる受信精度の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るフィルタ回路の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施の形態のフィルタ回路１は、第１のインダクタ２及び第２のインダクタ３と第１の容量４で構成され、ＶＨＦローバンド（第１の帯域）の信号を通過させる第１の回路となるローパスフィルタ５と、第２の容量６及び第３の容量７と第３のインダクタ８で構成され、ＶＨＦローバンドの信号より周波数の高いＵＨＦバンド（第２の帯域）の信号を通過させる第２の回路となるハイパスフィルタ９と、第４の容量１０と第４のインダクタ１１で構成され、ＶＨＦローバンドとＵＨＦバンドの間の帯域となるＶＨＦハイバンド（第３の帯域）の信号を通過させる第３の回路となるバンドパスフィルタ１２とを備える。
【００２１】
ローパスフィルタ５には、第１のインダクタ２及び第２のインダクタ３の接続点とグランドとの間に第１のスイッチング素子１３が接続されている。ハイパスフィルタ９には、第２の容量６及び第３の容量７の接続点とグランドとの間に第２のスイッチング素子１４が接続されている。バンドパスフィルタ１２には、第４のインダクタ１１と出力端２１との間に第３のスイッチング素子１５が接続されている。ローパスフィルタ５、ハイパスフィルタ９及びバンドパスフィルタ１２は、入力端２０と出力端２１との間に並列に接続され、３つのスイッチング素子１３〜１５で切り替え可能に構成されている。スイッチング素子１３〜１５はスイッチングダイオードで構成する。
【００２２】
以上のように構成されたフィルタ回路１において、第１のバンドとなるＶＨＦローバンドを受信する場合は、第２のスイッチング素子１４のみオンして、ハイパスフィルタ９の第２の容量６及び第３の容量７の接続点をグランドに短絡させ、入力端２０とグランドとの間に第２の容量６を介挿させると共に、出力端２１とグランドとの間に第３の容量７を介挿させる。
【００２３】
図２（ａ）はＶＨＦローバンド受信時の等価回路を示している。ＶＨＦローバンドの信号を通過させるローパスフィルタ５は、第１のインダクタ２と第２のインダクタ３との中間接続点を第１の容量４を介して接地する基本構成に加え、このＬＰＦの前後にハイパスフィルタ９の第２の容量６と第３の容量を付加することで、遮断周波数領域での減衰特性を急峻にすることができ、ＬＰＦのフィルタ特性を向上させている。すなわち、ＶＨＦローバンドを受信するためにローパスフィルタ５を選択した場合には、ハイパスフィルタ９の第２の容量６及び第３の容量７をローパスフィルタ５としての特性が改善されるように接続している。
【００２４】
次に、第２のバンドとなるＵＨＦバンドを受信する場合は、第１のスイッチング素子１３のみオンして、ローパスフィルタ５の第１のインダクタ２及び第２のインダクタ３の接続点をグランドに短絡させ、入力端２０とグランドとの間に第１のインダクタ２を介挿させると共に、出力端２１とグランドとの間に第２のインダクタ３を介挿させる。
【００２５】
図２（ｃ）は、ＵＨＦバンド受信時の等価回路を示している。ＵＨＦバンドの信号を通過させるハイパスフィルタ９は、入力端２０と出力端２１との間に直列に接続された第２の容量６及び第３の容量７と、第２及び第３の容量の接続点とグラウンドとの間に接続された第３のインダクタ８との基本構成に加え、このＨＰＦの前後にローパスフィルタ５の第１のインダクタ２と第２のインダクタ３が付加されている。これにより、遮断周波数領域での減衰特性を急峻にすることができ、ＨＰＦのフィルタ特性を向上させている。すなわち、ＵＨＦバンドを受信するためにハイパスフィルタ９を選択した場合には、ローパスフィルタ５の第１のインダクタ２及び第２のインダクタ３をハイパスフィルタ９としての特性が改善されるように接続している。
【００２６】
次に、ＶＨＦハイバンドを受信する場合は、第１から第３のスイッチング素子１３、１４、１５の全てをオンし、バンドパスフィルタ１２を入力端２１と出力端２１との間に接続する。第１及び第２のスイッチング素子１３、１４により、ローパスフィルタ５の第１のインダクタ２及び第２のインダクタ３がバンドパスフィルタ１２の両端に接続され、第２のスイッチング素子１４により、ハイパスフィルタ９の第２の容量６及び第３の容量７がバンドパスフィルタ１２の両端に接続される。
【００２７】
図２（ｂ）は、ＶＨＦハイバンド受信時の等価回路を示している。ＶＨＦハイバンドの信号を通過させるバンドパスフィルタ１２は、第４の容量１０と第４のインダクタ１１との直列共振回路からなる基本構成に加え、このＢＰＦの前後にローパスフィルタ５の第１のインダクタ２及びハイパスフィルタ９の第２の容量６とローパスフィルタ５の第２のインダクタ３及びハイパスフィルタ９の第３の容量７が付加されており、低域側及び高域側それぞれの遮断周波数領域でのフィルタ特性が急峻となり、フィルタ特性を向上することができる。すなわち、ＶＨＦハイバンドを受信するためにバンドパスフィルタ１２を選択した場合には、ローパスフィルタ５の第１のインダクタ２及び第２のインダクタ３と、排パスフィルタ９の第２の容量６及び第３の容量７とを、バンドパスフィルタ１２としての特性が改善されるように利用している。
【００２８】
また本実施の形態では、第１のスイッチング素子１３は、ローパスフィルタ５の第１のインダクタ２と第３の容量４の後段に配置し、第２のスイッチング素子１４は、ハイパスフィルタ９の第１の容量６と第３のインダクタ８の後段に配置し、第３のスイッチング素子１５は、バンドパスフィルタ１２の第４の容量１０と第４のインダクタ１１との直列接続回路の後段に配置するようにしたので、入力端２０に信号強度の大きい信号が印加された場合であってもスイッチング素子１３〜１５による歪みの発生を抑制でき、受信精度の改善を図ることができる。
【００２９】
また、本実施の形態のフィルタ回路１では、フィルタ切り替えのために使用するスイッチング素子数を３個にしているので、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
図３は、本実施の形態に係るフィルタ回路１の周波数特性をシミュレーションするための回路モデルである。ローパスフィルタ５、ハイパスフィルタ９及びバンドパスフィルタ１２のそれぞれを構成する各素子の値を以下のようにしている。
［ローパスフィルタ５］
第１のインダクタ２：５０ｎＨ
第２のインダクタ３：５０ｎＨ
第３の容量４：２０ｐＦ
［ハイパスフィルタ９］
第２の容量６：４．５ｐＦ
第３の容量７：４．５ｐＦ
第３のインダクタ８：１８ｎＨ
［バンドパスフィルタ１２］
第４の容量１０：８ｐＦ
第４のインダクタ１１：５０ｎＨ
スイッチング素子１３〜１５は、スイッチングダイオードの端子間容量を１０００ｐＦとしてコンデンサに置き換えている。
【００３１】
図４は、図３の回路モデルを使用してフィルタ特性のシミュレーション結果を示す図である。同図において、符号３０はローパスフィルタ５のフィルタ特性、符号３１はハイパスフィルタ９のフィルタ特性、符号３２はバンドパスフィルタ１２のフィルタ特性である。
【００３２】
ローパスフィルタ５のフィルタ特性３０から、遮断周波数領域（０．２ＧＨｚ〜０．６ＧＨｚ）での減衰特性が急峻になっており、ローパスフィルタ５としての特性が改善されていることが確認できる。
【００３３】
またハイパスフィルタ９のフィルタ特性３１から、遮断周波数領域（０．１５ＧＨｚ〜０．５ＧＨｚ）での減衰特性が急峻になっており、ハイパスフィルタ９としての特性が改善されていることが確認できる。
【００３４】
またバンドパスフィルタ１２のフィルタ特性３２から、低域側及び高域側それぞれの遮断周波数領域でのフィルタ特性が急峻となっており、バンドパスフィルタ１２としての特性が改善されていることが判る。
【００３５】
このように、本実施の形態のフィルタ回路１によれば、ＶＨＦローバンド、ＶＨＦハイバンド、ＵＨＦバンドのそれぞれに対応したフィルタ特性を有するローパスフィルタ５、ハイパスフィルタ９、バンドパスフィルタ１２を備え、それらフィルタを第１から第３のスイッチング１３〜１５のオン、オフの組み合わせで切替え可能とし、さらに選択フィルタ以外の構成要素が、当該選択フィルタに対して選択フィルタのフィルタ特性を強化するように接続されるように回路構成したので、フィルタ切り替えのためのスイッチング素子数を削減できると共に、選択フィルタのフィルタ特性を改善することができる。
【００３６】
以上の説明では、３つのバンドを切り替えるフィルタ回路１について説明したが、第１の回路となるローパスフィルタ５と第２の回路となるハイパスフィルタ９の２つのバンドを切り替えるフィルタ回路にも適用可能である。また、フィルタ回路１の用途はテレビジョンチューナに限定されるものではなく、連続する帯域を複数に分岐するフィルタであれば他の用途にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、テレビジョンチューナ等のように広帯域の信号を複数バンドに分岐して選択的に取り出すフィルタ回路に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフィルタ回路を示す回路図である。
【図２】（ａ）ＶＨＦローバンド受信時のフィルタ回路の等価回路図、（ｂ）ＶＨＦハイバンド受信時のフィルタ回路の等価回路図、（ｃ）ＵＨＦバンド受信時のフィルタ回路の等価回路図である。
【図３】シミュレーションのためのフィルタ回路の回路モデルの回路図である。
【図４】図３の回路モデルを用いたフィルタ特性を示す図である。
【図５】従来のチューナを示す回路図である。
【図６】従来のフィルタ回路を示す回路図である。
【図７】従来のフィルタ回路においてオフ状態のスイッチングダイオードの端子間容量を追加した回路図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…フィルタ回路  
２…第１のインダクタ
３…第２のインダクタ
４…第１の容量
５…第１の回路
６…第２の容量
７…第３の容量
８…第３のインダクタ
９…第２の回路
１０…第４の容量
１１…第４のインダクタ
１２…第３の回路
１３…スイッチング素子  
１４…スイッチング素子
１５…スイッチング素子
２０…入力端
２１…出力端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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