(57)【要約】【課題】本発明は、回路素子定数の経時変化、環境温度変化等による同調周波数の変動を防止する同調回路を提供することを目的とする。【解決手段】直列接続された第１のコンデンサと可変容量ダイオードをコイルと並列接続し、可変容量ダイオードの印加電圧を変化させて同調周波数を可変する同調回路において、コイルと接地との間に配置された第２のコンデンサと、コイルと第２のコンデンサとの接続点にパルス電圧を供給して固有減衰振動を発生させ、固有減衰振動の周波数が目標の同調周波数となるよう印加電圧を変化させる同調制御回路を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された第１のコンデンサと可変容量ダイオードをコイルと並列接続し、前記可変容量ダイオードの印加電圧を変化させて同調周波数を可変する同調回路において、
前記コイルと接地との間に配置された第２のコンデンサと、
前記コイルと前記第２のコンデンサとの接続点にパルス電圧を供給して固有減衰振動を発生させ、前記固有減衰振動の周波数が目標の同調周波数となるよう前記印加電圧を変化させる同調制御回路を
有することを特徴とする同調回路。
【請求項２】
請求項１記載の同調回路において、
前記コイルは、トランスの１次コイルであり、
前記同調制御回路は、前記トランスの２次コイルの一端に接続された第３のコンデンサを通して供給される前記固有減衰振動の周波数を検出することを特徴とする同調回路。
【請求項３】
請求項２記載の同調回路において、
前記同調制御回路は、検出した前記固有減衰振動の周波数と前記目標の同調周波数の差分に基づいて前記印加電圧を変化させることを特徴とする同調回路。
【請求項４】
請求項３記載の同調回路において、
前記同調制御回路がパルス電圧を供給してから前記印加電圧を変化させるまでの間、前記同調回路からアンテナを切り離すスイッチを
有することを特徴とする同調回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同調回路に関し、特に、可変容量ダイオードの印加電圧を変化させて同調周波数を可変する同調回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線機器の広帯域化が図られている。特に、車載の無線機器では隣接妨害が厳しい環境で使用される場合があり、Ｑ値の高い同調回路が要望されている。
【０００３】
図１は従来の同調回路の一例の回路構成図を示す。アンテナ１はトランス２の１次コイルＬ１及びコンデンサＣ１の一端に接続されている。１次コイルＬ１の他端は接地され、コンデンサＣ１の他端は可変容量ダイオードＶｃを介して接地されている。コンデンサＣ１と可変容量ダイオードＶｃの接続点には抵抗Ｒ１を介し同調制御回路３から制御電圧が印加される。同調制御回路３はメモリ４から受信希望周波数に応じた制御電圧データを読み出して制御電圧を生成する。
【０００４】
ここでは、制御電圧に応じた可変容量ダイオードＶｃとコンデンサＣ１の合成容量をＣｔｏとしたとき、周波数ｆｒ（＝１／［２π（Ｌ１×Ｃｔｏ）１／２］）を中心とする信号が選択されてトランス２の２次コイルＬ２から次段の復調部に出力される。
【０００５】
なお、特許文献１には、直列接続された固定コンデンサと可変容量ダイオードと、コイルが並列に接続され、抵抗器を介して可変容量ダイオードに同調電圧を供給する同調回路において、固定コンデンサとコイルの接続中点が基準電位に接続されることが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、入力コイルと出力コイル及び容量素子または可変容量素子が並列に接続された同調コイルを備えた同調回路が記載されている。また、特許文献３には、同調トランスの一次側に２つの可変容量ダイオードを逆極性となるように並列接続した同調回路が記載されている。
【特許文献１】実開昭６３−２６１２５号公報
【特許文献２】特開平９−２６０９８８号公報
【特許文献３】特開平７−２８３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の同調回路では、製品出荷時に受信希望周波数に応じた制御電圧データをメモリ４に書き込んでいるため、コイルＬ１，コンデンサＣ１，可変容量ダイオードＶｃ等の回路素子定数の経時変化、環境温度変化等によって同調周波数が変動するという問題があった。
【０００８】
車両の無線機器では環境温度が例えば−３０°Ｃから＋８５°Ｃの範囲で変化する。一般にコイルは正の温度特性を有し、常温におけるコイルのインダクタンスに比して高温におけるコイルのインダクタンスは増大する。このため、常温における同調周波数特性が図２の破線に示すように、受信希望周波数帯をカバーするように設定していたとしても、高温における同調周波数特性が図２の実線で示すように変化して、受信希望周波数帯をカバーできなくなる。このような同調周波数の変化の影響を小さくしようとすると、同調回路のＱ値を低く設定しなければならず、受信感度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、回路素子定数の経時変化、環境温度変化等による同調周波数の変動を防止する同調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】
本発明の同調回路は、直列接続された第１のコンデンサと可変容量ダイオードをコイルと並列接続し、前記可変容量ダイオードの印加電圧を変化させて同調周波数を可変する同調回路において、
前記コイルと接地との間に配置された第２のコンデンサと、
前記コイルと前記第２のコンデンサとの接続点にパルス電圧を供給して固有減衰振動を発生させ、前記固有減衰振動の周波数が目標の同調周波数となるよう前記印加電圧を変化させる同調制御回路を有することにより、回路素子定数の経時変化、環境温度変化等による同調周波数の変動を防止できる。
【００１１】
前記同調回路において、
前記コイルは、トランスの１次コイルであり、
前記同調制御回路は、前記トランスの２次コイルの一端に接続された第３のコンデンサを通して供給される前記固有減衰振動の周波数を検出することができる。
【００１２】
また、前記同調回路において、
前記同調制御回路は、検出した前記固有減衰振動の周波数と前記目標の同調周波数の差分に基づいて前記印加電圧を変化させることができる。
【００１３】
また、前記同調回路において、
前記同調制御回路がパルス電圧を供給してから前記印加電圧を変化させるまでの間、前記同調回路からアンテナを切り離すスイッチを有することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路素子定数の経時変化、環境温度変化等による同調周波数の変動を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図３は本発明の同調回路の一実施形態の回路構成図を示す。同図中、アンテナ１０はスイッチ１１を介しトランス１２の１次コイルＬ１及びコンデンサＣ１の一端に接続されている。コンデンサＣ１の他端は可変容量ダイオードＶｃを介して接地されると共に、コンデンサＣ２を介して接地されている。また、１次コイルＬ１の他端はコンデンサＣ３を介して接地されている。
【００１７】
コンデンサＣ１と可変容量ダイオードＶｃ及びコンデンサＣ２の接続点には抵抗Ｒ１を介し同調制御回路１３から制御電圧が印加される。１次コイルＬ１とコンデンサＣ３の接続点には抵抗Ｒ２を介し同調制御回路１３からパルス電圧が供給される。また、スイッチ１１は同調制御回路１３から切り替え信号を供給される。トランス１２の２次コイルＬ２の一端は接地され、他端は次段の復調部に接続されると共に、コンデンサＣ４を介して同調制御回路１３が内蔵するパルスカウンタに接続されている。
【００１８】
同調制御回路１３は、同調周波数を変更する際に、切り替え信号でスイッチ１１をオフし、可変容量ダイオードＶｃに同調周波数に相当する制御電圧を印加し、コンデンサＣ３にパルス電圧を印加して、コンデンサＣ１，Ｃ２，可変容量ダイオードＶｃ，１次コイルＬ１で構成される共振回路に固有減衰振動（即ち共振回路の共振周波数）を発生させ、コンデンサＣ４を通して供給される固有減衰振動を内蔵するパルスカウンタで単位時間だけカウントすることで固有減衰振動の周波数を検出し、固有減衰振動の周波数が同調周波数と一致するように制御電圧を可変する制御を行う。
【００１９】
ここで、コンデンサＣ１と可変容量ダイオードＶｃは同調周波数を決定するための主たる容量を提供するためのものである。コンデンサＣ２は可変容量ダイオードＶｃと並列接続して、図４に示すように、可変容量ダイオードＶｃの最小容量値をオフセット（増大）するものであり、必ずしも設ける必要はない。なお、図４には電圧−容量特性を可変容量ダイオードＶｃだけの場合（実線）と、コンデンサＣ２を並列接続した場合（破線）を示している。
【００２０】
コンデンサＣ３は、同調制御回路１３から供給されるパルス電圧（例えばローレベルが０Ｖ、ハイレベルが１０Ｖ、パルス幅が１０ｍｓｅｃ）のエネルギーを蓄積するためのものである。従って、コンデンサＣ３の容量値が大きいほど多くのエネルギーが蓄えられ、図５に示すような波形の減衰時間の長い固有減衰振動が得られる。また、この固有減衰振動はパルス電圧を印加することで容易に発生し、コンデンサＣ１，Ｃ２，可変容量ダイオードＶｃ，１次コイルＬ１で構成される共振回路のＱ値が高いほど減衰時間が長くなり、固有減衰振動の周波数を検出するのが容易となる。
【００２１】
また、受信希望周波数を１００ＭＨｚとし、コンデンサＣ３の容量値を０．１μＦとすると、周波数１００ＭＨｚでのコンデンサＣ３のインピーダンスは０．０１５９Ωと極めて低く、１次コイルＬ１の他端は実質的に接地状態となり、コンデンサＣ３は同調周波数に影響を与えないことが分かる。
【００２２】
コンデンサＣ４は、パルス電圧をコンデンサＣ３に印加して発生した固有減衰振動を同調制御回路１３に供給するカップリングコンデンサである。コンデンサＣ４の容量値を５ｐＦとすると、周波数１００ＭＨｚに対するコンデンサＣ４のインピーダンスは３１８Ωとなる。２次コイルＬ２が接続される復調部のインピーダンスが５０Ωとすると、周波数１００ＭＨｚの信号成分の約１／７が同調制御回路１３に供給される。
【００２３】
同調制御回路１３のパルスカウンタではコンデンサＣ４を通して供給される図６（Ａ）に示す固有減衰振動の波形を閾値Ｖｔｈと比較することで図６（Ｂ）に示すように２値化し、単位時間当たりのパルス数をカウントすることで固有減衰振動の周波数即ち共振回路の共振周波数を検出する。
【００２４】
図７は、同調制御回路１３が実行する処理のフローチャートを示す。同図中、ステップＳ１で外部の上位装置から供給される同調周波数（目標周波数ｆａ）の指示を取込む。ステップＳ２で切り替え信号によりスイッチ１１をオフさせ、アンテナ１０を共振回路から切り離す。ステップＳ３で目標周波数ｆａに対応する制御電圧Ｖａを可変容量ダイオードＶｃに印加する。なお、同調制御回路１３は目標周波数ｆａに対応する制御電圧Ｖａを予め登録したテーブルを有している。
【００２５】
次に、ステップＳ４でコンデンサＣ３にパルス電圧を印加する。ステップＳ５でコンデンサＣ４を通して供給される固有減衰振動を内蔵するパルスカウンタで単位時間カウントして、固有減衰振動の周波数ｆ’を検出する。
【００２６】
次に、ステップＳ６で固有減衰振動の周波数ｆ’と目標周波数ｆａの差周波数（ｆ’−ｆａ）の絶対値が所定値（例えば１ＫＨｚ）未満であるか否かを判別し、差周波数の絶対値が所定値未満であれば、ステップＳ１０でスイッチ１１をオンしてアンテナ１０を接続し、この処理を終了する。
【００２７】
一方、差周波数の絶対値が所定値以上であればステップＳ７で差周波数（ｆ’−ｆａ）の符号が正か否かを判別し、正であれば可変容量ダイオードの容量値を増加させるためにステップＳ８で制御電圧Ｖａを微少電圧ΔＶだけ減少させ、負であれば可変容量ダイオードの容量値を減少させるためにステップＳ９で制御電圧Ｖａを微少電圧ΔＶだけ増加させ、こののちステップＳ４に進む。
【００２８】
このようにして、素子定数の経時変化、環境温度変化に拘わらず、コンデンサＣ１，Ｃ２，可変容量ダイオードＶｃ，１次コイルＬ１で構成される共振回路の共振周波数を同調周波数（目標周波数ｆａ）に正確に設定することができ、このため、同調回路のＱ値を高くすることができ、受信感度を向上することができる。
【００２９】
ところで、固有減衰振動の周波数を検出する際にスイッチ１１をオフしてアンテナ１０を共振回路から切り離すのは、アンテナ１０で受信した受信信号がノイズとしてコンデンサＣ１，Ｃ２，可変容量ダイオードＶｃ，１次コイルＬ１で構成される共振回路に入力され、固有減衰振動の周波数を誤検出することを防止するためである。
【００３０】
なお、アンテナ１０自体も放射抵抗や空間容量によるインピーダンスを有しているため、図８に示すように、スイッチ１１のオフ時に、抵抗Ｒｄ，コンデンサＣｄ，コイルＬｄからなりアンテナ１０のインピーダンスに相当する疑似負荷２０をコンデンサＣ１，Ｃ２，可変容量ダイオードＶｃ，１次コイルＬ１で構成される共振回路に接続する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の同調回路の一例の回路構成図である。
【図２】従来の同調回路の同調周波数特性を示す図である。
【図３】本発明の同調回路の一実施形態の回路構成図である。
【図４】可変容量ダイオードＶｃの電圧−容量特性を示す図である。
【図５】固有減衰振動の波形図である。
【図６】固有減衰振動の２値化を説明するための図である。
【図７】同調制御回路が実行する処理のフローチャートである。
【図８】疑似負荷を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  アンテナ
１１  スイッチ
１２  トランス
１３  同調制御回路
Ｌ１  １次コイル
Ｌ２  ２次コイル
Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ
Ｖｃ  可変容量ダイオード
Ｒ１，Ｒ２  抵抗
【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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【図８】
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