(57)【要約】【課題】高い静電耐圧を実現した上で、高域部のロスを低減できると共に低域部のロスを低減でき、より広い範囲で大きなロスを生じることなく広帯域特性を確保すること。【解決手段】テレビジョン信号送信機において、ＲＦ出力部の出力端子２１に第１の静電対策回路３０を接続し、当該第１の静電対策回路３０は、出力端子２１に一端が接続された複数のバリスタ３１，３２と、該バリスタ３１，３２の他端に一端が接続され他端がグラウンドに接続されたインダクタ３３とで構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を有する高周波回路を内部に備えた高周波電子機器であって、
前記高周波回路の入力端子及び出力端子の少なくとも一方に静電対策回路が接続され、
前記静電対策回路は、当該静電対策回路が接続された入力端子又は出力端子に一端が接続されたバリスタと、該バリスタの他端に一端が接続され他端がグラウンドに接続されたインダクタと、で構成されることを特徴とする高周波電子機器。
【請求項２】
前記静電対策回路は、当該静電対策回路が接続された入力端子又は出力端子に対して、前記バリスタを含む複数のバリスタの一端を並列接続し、前記複数のバリスタの他端を前記インダクタの一端に接続したことを特徴とする請求項１記載の高周波電子機器。
【請求項３】
前記高周波回路内の半導体素子と前記出力端子との間にフィルタを介挿し、前記フィルタの出力側に前記静電対策回路を設ける一方、前記フィルタの入力側に前記静電対策回路と同一構成を有する別の静電対策回路を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波電子機器。
【請求項４】
前記高周波回路内の半導体素子と前記入力端子との間にフィルタを介挿し、前記フィルタの入力側に前記静電対策回路を設ける一方、前記フィルタの出力側に前記静電対策回路と同一構成を有する別の静電対策回路を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波電子機器。
【請求項５】
前記フィルタは、バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の高周波電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を有する高周波回路の入力端及び又は出力端に静電対策が施された高周波電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高周波電子機器では、機器内部の素子、例えば半導体素子を誘導雷等の過大電流から保護するため、当該機器の入力端及び又は出力端に静電対策回路を設けるなどの対策を取っていた。
【０００３】
図５に高周波電子機器の一例としてテレビジョン信号送信機の構成を示す。テレビジョンの中間周波帯の信号（中間周波信号という）ＩＦが入力される中間周波回路部１００は、中間周波増幅器１０１ａ、アッテネータ１０１ｂ、レベル偏差補正回路１０１ｃを有している。中間周波信号ＩＦは４０ＭＨｚ帯の周波数となっており、映像中間周波数と音声中間周波周数との間隔は４．５ＭＨｚとなっている。
【０００４】
また、中間周波信号ＩＦを周波数変換する周波数変換部２００は、第一の周波数変換器２０１ａ、第一のバンドパスフィルタ２０１ｂ、第一の周波数帯信号増幅器２０１ｃ、第二の周波数変換器２０１ｄを有している。中間周波信号ＩＦをテレビジョンの放送帯域（およそ５０ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ）内のいずれかの送信すべき特定チャンネルのテレビジョン信号ＲＦに変換する。図示されていないが、第一の周波数変換器２０１ａには発振周波数が固定の局部発振器が備えられており、第二の周波数変換器２０１ｄには発振周波数が可変出来る局部発振器（いずれも図示せず）が備えられている。
【０００５】
また、周波数変換部２００から出力されるテレビジョン信号ＲＦを処理するテレビジョン信号出力部３００は、第二のバンドパスフィルタ３０１ａ、出力増幅器３０１ｂを有している。第二のバンドパスフィルタ３０１ａは複数の分割フィルタを有し、それぞれの分割フィルタは連続した複数チャンネルのテレビジョン信号を通過出来るように広い通過帯域を有し、何れかの分割フィルタが使用されることで放送帯域内の何れか一つのチャンネルに周波数変換されたテレビジョン信号を通過させるようにしている。
【０００６】
上記テレビジョン信号送信機において、誘導雷、その他の過大電流から保護すべき半導体素子として中間周波増幅器１０１ａ、第一周波数帯信号増幅器２０１ｃ、出力増幅器３０１ｂ等が挙げられる。テレビジョン信号送信機を構成する回路素子には他にも過大電流から保護すべき素子があるがここでは詳述を避ける。
【０００７】
上記テレビジョン信号送信機において、ケーブルに逃雷した誘導雷から出力増幅器３０１ｂ等の半導体素子を保護するために、ケーブルに接続されるテレビジョン信号出力部３００（以下、「ＲＦ出力部」という）の出力端子（ＯＵＴ）に静電対策回路を接続する。また、ＣＡＴＶシステム側（変調器）から入力する過大電流から半導体素子を保護するために、システム側に接続される中間周波回路部１００（以下、「ＩＦ入力部」という）の入力端子（ＩＮ）に静電対策回路を接続する。
【０００８】
従来、電子機器の静電対策として、電子機器の入力端又は出力端とグラウンドとの間に静電対策回路としてバリスタ単体を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、静電対策を強化しようとした場合、バリスタを複数個並列に接続して静電耐圧を上げる方法も考えられる。
【特許文献１】特開平１０−１９１５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、バリスタを複数個並列に接続した場合、そのバリスタにより並列容量が増えるため、電子機器の性能に影響を与える可能性がある。特に、高周波電子機器に接続する静電対策回路の場合、Ｃ容量の並列接続特性でみられるローパスフィルタと同様の周波数特性が発生し、高域部になるにつれてロスが大きくなるといった弊害がある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高い静電耐圧を実現した上で、高域部のロスを低減できると共に、より低域部まで含めた広い範囲で大きなロスを生じることのない広帯域特性を実現した高周波電子機器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】
【００１１】
本発明の高周波電子機器は、半導体素子を有する高周波回路を内部に備えた高周波電子機器であって、前記高周波回路の入力端子及び出力端子の少なくとも一方に静電対策回路が接続され、前記静電対策回路は、当該静電対策回路が接続された入力端子又は出力端子に一端が接続されたバリスタと、該バリスタの他端に一端が接続され他端がグラウンドに接続されたインダクタと、で構成されることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、静電対策回路が接続された入力端子又は出力端子に一端が接続されたバリスタと、該バリスタの他端に一端が接続され他端がグラウンドに接続されたインダクタとで静電対策回路を構成したので、過大電流から半導体素子を保護できる静電容量を確保できるとともに周波数特性の高域部のロスを低減することができ、静電対策回路を設けることによる狭帯域化を抑制できる。
【００１３】
また本発明は、上記高周波電子機器において、前記静電対策回路は、当該静電対策回路が接続された入力端子又は出力端子に対して、前記バリスタを含む複数のバリスタの一端を並列接続し、前記複数のバリスタの他端を前記インダクタの一端に接続したことを特徴とする。
【００１４】
この構成により、半導体素子を過大電流から保護するのに十分な静電容量を容易に確保でき、しかも自己共振点を低い周波数に持っていくことができ、低域部をより低い周波数側に拡張できる。
【００１５】
また上記高周波電子機器において、前記高周波回路内の半導体素子と前記出力端子との間にフィルタを介挿し、前記フィルタの出力側に前記静電対策回路を設ける一方、前記フィルタの入力側に前記静電対策回路と同一構成を有する別の静電対策回路を設けることが望ましい。
【００１６】
これにより、出力端子に設けた静電対策回路で吸収しきれなかった過大電流の一部を、半導体回路により近い位置に設けた別の静電対策回路で吸収することができ、確実な安全対策を採ることができる。
【００１７】
また上記高周波電子機器において、前記高周波回路内の半導体素子と前記入力端子との間にフィルタを介挿し、前記フィルタの入力側に前記静電対策回路を設ける一方、前記フィルタの出力側に前記静電対策回路と同一構成を有する別の静電対策回路を設けることが望ましい。
【００１８】
これにより、入力端子に設けた静電対策回路で吸収しきれなかった過大電流の一部を、半導体回路により近い位置に設けた別の静電対策回路で吸収することができ、確実な安全対策を採ることができる。
【００１９】
また上記高周波電子機器において、前記フィルタは、バンドパスフィルタで構成されることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い静電耐圧を実現した上で、高域部のロスを低減できると共に、より低域部まで含めた広い範囲で大きなロスを生じることのない広帯域特性を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
本発明の一実施の形態としてテレビジョン信号送信機を例に説明する。本実施の形態に係るテレビジョン信号送信機は、静電対策回路に関係する部分を除いて、図５に示すテレビジョン信号送信機と同じ構成を有する。図５に示す出力増幅器３０１ｂは後述する出力増幅器１０に相当する。かかる出力増幅器１０を除き、図５に示すテレビジョン信号送信機と同一構成要素には同一符号を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係るテレビジョン信号送信機における出力増幅器周辺の回路構成図である。出力増幅器１０の入力端１１に対して前段の回路素子から出力された不平衡信号からなるテレビジョン信号ＲＦを入力側トランス１２で平衡信号に変換して出力増幅器１０に入力する。また、出力増幅器１０から出力される平衡信号からなるテレビジョン信号ＲＦを出力側トランス１３で不平衡信号に変換して増幅器出力としている。出力増幅器１０の入力段及び出力段には直流カットコンデンサ１４〜１７が設けられている。出力側トランス１３の不平衡信号出力端を方向性結合器１８の入力端に接続している。方向性結合器１８は、増幅されたテレビジョン信号ＲＦを第１の出力端から出力して後段のバンドパスフィルタ１９へ供給する一方、当該テレビジョン信号ＲＦの一部を第２の出力端からテストポイント２０へ供給している。テストポイント２０は当該テレビジョン信号送信機の出力信号レベルをモニタするための信号取出し用端子である。テストポイント２０に現れる出力信号レベルを不図示のレベルメータで測定している。バンドパスフィルタ１９は、当該テレビジョン信号送信機が送信するチャンネルの帯域を通過させる周波数特性を有するＬＣフィルタで構成される。バンドパスフィルタ１９の出力端はテレビジョン信号送信機におけるＲＦ出力部の出力端子２１に接続される。ＲＦ出力部の出力端子２１には図示されていないケーブルが接続される。
【００２３】
本実施の形態は、テレビジョン信号送信機のＲＦ出力部の最終出力段となる出力端子２１を、第１の静電対策回路３０を直列に介してグラウンドに接続し、さらに出力側トランス１３の不平衡信号出力端と方向性結合器１８の入力端との中間点を、第２の静電対策回路４０を直列に介してグラウンドに接続している。すなわち、半導体素子で構成された出力増幅器１０をケーブル側から侵入する過大電流から保護するために、出力増幅器１０の出力端からＲＦ出力部の出力端子２１に至る信号線路に対して２つの静電対策回路３０、４０を接続している。
【００２４】
第１の静電対策回路３０は、バリスタ３１及び３２からなる並列回路とインダクタ３３とを直列接続した回路で構成されている。具体的には、バリスタ３１及び３２からなる並列回路の一端を出力端子２１の直前の信号線路に接続し、当該並列回路（３１，３２）の他端にインダクタ３３の一端を接続し、当該インダクタ３３の他端をグラウンドに接続した構成となっている。
【００２５】
第２の静電対策回路４０は、第１の静電対策回路３０と同じ回路構成を有している。すなわち、バリスタ４１及び４２からなる並列回路の一端を出力側トランス１３の不平衡信号出力端と方向性結合器１８の入力端との中間点に接続し、当該並列回路（４１，４２）の他端にインダクタ４３の一端を接続し、当該インダクタ４３の他端をグラウンドに接続した構成となっている。
【００２６】
次に、第１及び第２の静電対策回路３０、４０を設けたことによる作用について説明する。
第１の静電対策回路３０に誘導雷のような大きな過大電流に対して十分な耐圧を持たせるため、第１の静電対策回路３０には十分な静電容量を確保する必要がある。図１に示すように、複数のバリスタ３１，３２を並列接続することにより、第１の静電対策回路３０の静電容量を容易に大きくすることができる。但し、１つのバリスタで必要な静電容量を確保できるのであれば、必ずしも複数のバリスタを並列接続する必要はない。
【００２７】
ところで、上述した通り、静電耐圧を強化するためにバリスタ３１，３２の容量を大きくしてしまうと、バンドパスフィルタ１９の周波数特性の高域部が低下する問題がある。図２は３つのケースでの周波数特性の高域部におけるロスの違いを示す図である。３つのケースとは、静電対策回路を設けなかった場合の高域特性（イ）、大きな容量を持つバリスタ(又はインダクタ)を単体で接続した場合の高域特性（ロ）、本実施の形態による第１及び第２の静電対策回路３０、４０を設けた場合の高域特性（ハ）である。
【００２８】
図２に示すように、テレビジョン信号送信機のＲＦ出力部にバリスタ又はインダクタを単体で接続した周波数特性（ロ）の場合は、静電対策回路を設けなかった場合に比べて、高域部が大幅に低下している。複数のバリスタ３１，３２からなる並列回路を接続しただけでは、図２に示す周波数特性ロのように高域部のロスが大きくなるため好ましくない。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、複数のバリスタ３１，３２からなる並列回路に対して、インダクタ３３を直列接続する構成とした。これにより、バリスタ３１，３２及びインダクタ３３単体が持つ容量分が直列接続となるため、ＲＦ出力部にかかる容量分が単体接続時よりも減少することとなる。すなわち、バリスタにインダクタを直列接続することにより、バリスタの容量を大きくする一方で、ＲＦ出力部にかかる容量分を小さくできる効果がある。その結果、図２に示すように、バンドパスフィルタ１９の高域特性（ロ）は、バリスタ又はインダクタを単体で接続した場合の高域特性（ロ）に比べて、ロスが小さくなる。
【００３０】
また、図３に示すように、バンドパスフィルタ１９の周波数特性の低域部において主にインダクタに起因した自己共振点が現れる。この自己共振点の位置によって低域側の帯域幅が制限される。広帯域の周波数特性を実現するためには、自己共振点をできる限り低い周波数に持っていくことが望ましい。
【００３１】
本実施の形態では、バリスタ（実施の形態では並列接続されたバリスタ）とインダクタとを直列接続することにより、バンドパスフィルタ１９の自己共振点をより低い周波数に持っていくことができた。また、バリスタ３１，３２を並列接続したことにより、さらに自己共振点を低い周波数にすることができた。
【００３２】
したがって、図３に示すように、バンドパスフィルタ１９の周波数特性（ハ’）は、バリスタ又はインダクタを単体で接続した場合の周波数特性（ロ’）に比べて、高域部及び低域部のいずれもロスが低減されている。本実施の形態による帯域幅Ｗ１はバリスタ又はインダクタを単体で接続した場合の帯域幅Ｗ２に比べて広帯域化されている。例えば、本実施の形態による帯域幅Ｗ１はテレビジョン信号の送信に必要な５０ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚを確保することができる。
【００３３】
以上の説明は第１の静電対策回路３０に関するものであるが、第２の静電対策回路４０は第１の静電対策回路３０と同一構成であり、同様の作用効果を奏する。
【００３４】
今、ＲＦ出力部の出力端子２１に誘導雷による過大電流が侵入したものとする。ＲＦ出力部の出力端子２１に過大電流が侵入した場合、第１の静電対策回路３０のバリスタ３１，３２に過大電流によるサージ電圧が印加される。バリスタ３１，３２に印加されるサージ電圧がバリスタ電圧を超えると抵抗値が低下し、インダクタ３３を経由してグラウンドにサージ電流が流れる。これにより、誘導雷による過大電流をＲＦ出力部の出力端子２１近傍の信号線路からグラウンドに落とすことができ、第１の静電対策回路３０よりも出力増幅器１０側へ過大電流が流れ込むのを防止することができる。
【００３５】
また、第１の静電対策回路３０の接続点よりも出力増幅器１０側であって出力端子２１から見て出力増幅器１０の手前に第２の静電対策回路４０が接続されている。出力端子２１から侵入する過大電流を第１の静電対策回路３０で吸収できなかった場合、当該吸収しきれなかったサージ電流が信号線路を経由して出力増幅器１０に向けて侵入する。
【００３６】
第２の静電対策回路４０は、第１の静電対策回路３０で吸収できずに侵入したサージ電流をグラウンドへ落とすように作用する。バンドパスフィルタ１９及び方向性結合器１８を通過したサージ電流が方向性結合器１８の入力端に現れる。このとき、第２の静電対策回路４０のバリスタ４１，４２にサージ電圧が印加される。バリスタ４１，４２に印加されるサージ電圧がバリスタ電圧を超えると抵抗値が低下し、インダクタ４３を経由してグラウンドにサージ電流が流れる。これにより、第１の静電対策回路３０で吸収できずに侵入したサージ電流をグラウンドへ落とすことができる。
【００３７】
一方、図示しない変調器から出力された中間周波信号ＩＦは中間周波増幅器１０１ａとアッテネータ１０１ｂとによって所定のレベルに設定され、レベル偏差補正回路１０１ｃによって、映像中間周波信号のレベルと音声中間周波信号のレベルとの相対的な差を変えて第一の周波数変換器２０１ａに入力される。第一の周波数変換器２０１ａに入力された中間周波信号は、局部発振器から出力される１２５０ＭＨｚ帯の局部発振信号と混合されて１３００ＭＨｚ帯の第一周波数帯信号に周波数変換される。第一周波数帯信号は第一のバンドパスフィルタ２０１ｂによって不要帯域の信号が除去され、次いで第一周波数帯信号増幅器２０１ｃで増幅される。そして、第二の周波数変換器２０１ｄによって第二周波数帯信号である送信すべき特定チャンネルのテレビジョン信号ＲＦに変換される。テレビジョン信号ＲＦは、第二のバンドパスフィルタ３０１ａを経由して出力増幅器１０に入力される。出力増幅器１０で増幅されたテレビジョン信号ＲＦは、第１の静電対策回路３０及び第２の静電対策回路４０が接続された信号線路を経由して出力端子２１から図示しないケーブルに送出される。
【００３８】
このとき、図３に示すように広帯域の帯域幅Ｗ１を実現しているため、当該テレビジョン信号送信機のＲＦ出力部を通過する際に、高域部及び低域部のロスを最小限に抑えて効率良く所定チャンネルのテレビジョン信号をケーブル上へ送出することができる。
【００３９】
以上のように本実施の形態によれば、テレビジョン信号送信機のＲＦ出力部に第１及び第２の静電対策回路３０、４０を接続し、第１及び第２の静電対策回路３０、４０をバリスタ（３１，３２，４１，４２）とインダクタ（３３，４３）の直列接続で構成したので、ＲＦ出力部の出力端子２１から侵入する過大電流に対して内部回路素子である出力増幅器１０を保護することができ、しかもＲＦ出力部に容量接続することによる周波数特性の高域部のロスを低減できると共に低域部の自己共振点を低くすることができ、広帯域の帯域幅Ｗ１を実現できる。
【００４０】
また、第１及び第２の静電対策回路３０、４０を構成する２つのバリスタ（３１，３２）（４１，４２）を並列接続したので、さらに低域部の自己共振点を低くすることができ、低域部の特性の改善を図ることができる。
【００４１】
以上の説明ではＲＦ出力部に第１及び第２の静電対策回路３０、４０を接続していたが、図４に示すように当該テレビジョン信号送信機のＩＦ入力部の入力端子２２を、第１の静電対策回路３０と同一構成の第３の静電対策回路５０を介してグラウンドに接続するように構成する。具体的には、ＩＦ入力部の入力端子２２と中間周波回路部１００（図５）との中間接続点において、バリスタ５１及び５２からなる並列回路の一端を上記中間接続点に接続し、当該並列回路（５１，５２）の他端にインダクタ５３の一端を接続し、当該インダクタ５３の他端をグラウンドに接続した構成となっている。また、ＩＦ入力部には第３の静電対策回路５０の容量によって周波数特性に影響を受けるバンドパスフィルタ２３が設けられている。バンドパスフィルタ２３はＬＣフィルタで構成されていて、中間周波信号ＩＦの周波数帯である４０ＭＨｚ帯を通過帯域とする帯域幅に設定される。バンドパスフィルタ２３の出力側に第３の静電対策回路５０と同一構成を有する第４の静電対策回路６０を設けても良い。
【００４２】
第３の静電対策回路５０は、バリスタ（５１，５２）にインダクタ５３を直列接続した回路構成であるので、バンドパスフィルタ２３の周波数特性における高域部のロスを低減できると共に、低域部の自己共振点を低くでき、またバリスタ５１，５２を並列接続したことによりさらに自己共振点を低くできる。
【００４３】
したがって、テレビジョン信号送信機のＩＦ入力部に第３の静電対策回路５０を接続したとしても、バンドパスフィルタ２３の低域部のロスを低減でき、ＩＦ入力部の広帯域特性を実現できる。
【００４４】
また、テレビジョン信号送信機のＩＦ入力部に第３の静電対策回路５０を設けたので、ＣＡＴＶシステム側（変調器）から入力するサージ電流を第３の静電対策回路５０で吸収することができ、ＩＦ入力部より後段の半導体素子が破壊されるのを防止できる。なお、第３の静電対策回路５０と同一構成の静電対策回路をバンドパスフィルタ２３の出力端側に設けるようにしても良い。
【００４５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、テレビジョン信号送信機以外の高周波電子機器に適用可能であり、機器により保護対象となる導体素子の種類も異なり増幅器以外の回路素子も保護対象となる。
【００４６】
また、高周波電子機器によっては保護対象となる半導体素子を含むユニットの入力端又は出力端の一方だけに上記静電対策回路（３０，４０，５０）を設けるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、保護対象となる半導体素子を含むユニットの入力端及び又は出力端に静電対策が施された高周波電子機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るテレビジョン信号送信機におけるＲＦ出力部の構成図
【図２】周波数特性の高域部におけるロスの違いを示す図
【図３】上記一実施の形態と従来例との帯域幅の違いを示す周波数特性図
【図４】上記一実施の形態の変形例に係るテレビジョン信号送信機のＩＦ入力部及びＲＦ出力部の構成図
【図５】従来のテレビジョン信号送信機の全体構成図
【符号の説明】
【００４９】
１０  出力増幅器
１１  入力端
１２  入力側トランス
１３  出力側トランス
１４〜１７  直流カットコンデンサ
１８  方向性結合器
１９  バンドパスフィルタ
２０  テストポイント
２１  出力端子
３０  第１の静電対策回路
３１，３２，４１，４２，５１，５２  バリスタ
３３，４３，５３  インダクタ
【図１】
2007180778.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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