JP2842793B2 - 可変抵抗減衰回路 - Google Patents

可変抵抗減衰回路

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JP2842793B2
JP2842793B2 JP6232741A JP23274194A JP2842793B2 JP 2842793 B2 JP2842793 B2 JP 2842793B2 JP 6232741 A JP6232741 A JP 6232741A JP 23274194 A JP23274194 A JP 23274194A JP 2842793 B2 JP2842793 B2 JP 2842793B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可変抵抗減衰回路に関
し、特にCATV用中継器における可変等化器の一部と
して使用されるピンダイオードを用いた可変抵抗減衰回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の可変抵抗減衰器として
は、例えば特開昭59−143414号公報に記載され
ている可変抵抗減衰器がある。図2はこの可変抵抗減衰
器の回路図である。
【0003】この可変抵抗減衰器は可変抵抗器としてピ
ンダイオード66,68を用いたブリッジT型の可変減
衰器6と、ピンダイオード66,68のバイアス電流を
制御する差動増巾回路7とから構成され、入力された入
力信号101に対して可変減衰器6で減衰量設定電圧5
により設定された値の減衰を与えて伝送路側の負荷4に
送出する。可変減衰器6は入出力側共伝送路の回路イン
ピーダンスに整合した状態で入力信号101に対し設定
された値の減衰を与えるものである。
【0004】この減衰量の可変はピンダイオード66,
68のバイアス電流を変化させることによりダイオード
の微小交流インピーダンスを変化させて行うが、回路イ
ンピーダンスを整合状態を維持して減衰量を可変するの
が条件となる。本可変減衰器ではこの条件を満足させる
ためにピンダイオード66,68の微小交流インピーダ
ンス即ち、その抵抗値をそれぞれR1 ,R2 とすれば、
その値は常にR1 ×R2 =R0 2の関係を維持している。
尚、R0 は回路インピーダンスを示す。この条件を満足
させる為、ピンダイオード66,68のバイアス電流は
差動増巾器7から供給されており、この両バイアス電流
はその合算値が一定で相補的に変化するようになってい
る。
【0005】尚、可変減衰器6において、コンデンサ6
1,62,65,69はバイアス電流の直流分阻止用コ
ンデンサであり、抵抗63,64は減衰器の固定抵抗素
子である。
【0006】また、差動増巾器7は差動動作するトラン
ジスタ78,79と、その動作点を決定する抵抗71,
72,73,74と、両トランジスタの合算したコレク
タ電流を所定の値に固定する抵抗75と、減衰量設定電
圧5の電圧を所定値に分圧する抵抗76,77とから構
成されている。減衰量設定電圧5の電圧によりトランジ
スタ78,79のコレクタ電流の分割比が変化し、結
局、可変減衰器6のピンダイオード66,68のバイア
ス電流が相補的に変化して前述したようにR1 ×R2
0 2の関係を満足させ、インピーダンス整合状態を維持
しながら減衰量が変化するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように従来例にお
いては、減衰量を変える手段として両ピンダイオードの
バイアス電流を差動増巾器により相補的に変化させてい
るが、ピンダイオードにおいてはバイアス電流に対する
その抵抗値の変化は必づしも直線的関係でなくて、また
個体の特性バラツキもあるために両バイアス電流の合算
値を一定にし各々相補的に変化させてもR1 ×R2 =R
0 2の関係を完全に満足させることはできない。従って、
減衰量を変化させ所定の減衰量に設定した時に減衰器の
入出力インピーダンスは若干変化して完全な整合状態が
保証できない。あるいは減衰量の可変巾に対してインピ
ーダンス整合の範囲が限定されるという問題がある。
【0008】特にCATV用中継器の可変減衰器として
使用する場合は、インピーダンス不整合状態により発生
する反射電力の影響で画像品質が著しく劣化するので重
要な問題となる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の可変抵抗減衰回
路は、直列アームの可変抵抗器に第1のピンダイオード
と並列アームの可変抵抗器に第2のピンダイオードとを
用い外部制御電圧により前記第1のピンダイオードのバ
イアス電流を可変すると同時に内部で自動的に制御され
る前記第2のピンダイオードのバイアス電流により減衰
量を所定の値に設定するブリッジT型可変減衰器と、ハ
イブリットトランスの4線側巻線回路の一方を外部入力
端子に他方を検出出力端子にまた前記ハイブリットトラ
ンスの2線側巻線回路を前記ブリッジT型可変減衰器の
入力に接続して前記外部入力端子に入力信号を加えた時
に前記ブリッジT型可変減衰器の入力インピーダンスの
不整合状態により前記検出出力端子に生じる不平衝電流
を不整合による反射電力として検出するハイブリットト
ランス回路と、前記不平衝電流の正負位相状態を前記入
力信号により判定し前記外部制御電圧により減衰量を可
変する時に基準減衰量(減衰量可変巾の中央であらかじ
め前記不平衝電流が0に設定される減衰量をいう)で設
定された前記ブリッジT型減衰器の正規インピーダンス
値が高(+)あるいは低(−)の方向に変化するかその
変化方向を示す極性信号を出力する位相比較器と前記不
平衝電流に含まれるパイロット信号を抽出するバンドパ
スフィルタと前記バンドパスフィルタの出力信号を増幅
した後に前記極性信号に応じて+方向あるいは一方向に
整流し前記外部制御電圧により可変される減衰量の変化
方向と変化量とを示す直流電圧を出力する増幅整流回路
と前記直流電圧をレベルシフトし直流増幅して前記基準
減衰量の時を基準電流として前記直流電圧に応じて変化
し前記不平衝電流を0に近づけるように制御する第2の
ピンダイオードのバイアス電流として出力する直流増幅
器とから構成される制御回路とを備えている。また、前
記ハイブリットトランス回路は4線側の外部入力端子側
と検出出力端子側との巻線比をn(2以上の整数):1
と非対称にしても良い。
【0010】更に具体的には、直列アームの可変抵抗器
に第1のピンダイオードと並列アームの可変抵抗器に第
2のピンダイオードとを用い外部制御電圧により前記第
1のピンダイオードのバイアス電流を可変して減衰量を
所定の値に設定するブリッジT型可変減衰器と、4線側
巻線回路の一方を外部入力端子に他方を検出出力端子に
また2線側巻線回路を前記ブリッジT型可変減衰器の入
力に接続して前記外部入力端子に入力信号を加えた時に
前記ブリッジT型可変減衰器の入力インピーダンスの不
整合状態により前記検出出力端子に生づる不平衡電流を
不整合による反射電力として検出するハイブリットトラ
ンス回路と、前記不平衡電流の正負位相状態を前記入力
信号により判定する位相比較器と前記不平衡電流に含ま
れるパイロット信号を抽出するバンドパスフィルタと前
記バンドパスフィルタの出力信号を増巾した後に前記位
相比較器の出力を用いて整流し正負の直流信号を出力す
る増巾整流回路と前記直流信号をレベルシフトし直流増
巾して後に前記第2のピンダイオードのバイアス電流と
して出力する直流増巾器とから構成される制御回路とを
備えている。
【0011】
【実施例】次に本発明の一実施例につき図面を参照して
説明する。図1は本実施例の回路図である。
【0012】図1において、可変減衰器1はピンダイオ
ード16,18を減衰量を可変するための可変抵抗器と
して用いたブリッジT型の可変減衰器で、C11,1
2,15,19はピンダイオード16,18のバイアス
電流103,104の直流阻止用コンデンサ、抵抗器1
3,14は減衰器を構成する固定抵抗器である。この可
変減衰器はピンダイオード16,18のバイアス電流を
制御して、その抵抗値R1 ,R2 をR1 ×R2 =R
0 2(R0 は回路インピーダンス)の条件を満足しつつ、
その個々の値を変えることにより入出力インピーダンス
(R0 )を整合状態に維持して減衰量を変えるものであ
る。即ち、バイアス電流104を外部の減衰量設定電圧
5の電圧で変えることにより、バイアス電流103はこ
れに自動的に追従しR1 ×R2 =R0 2の条件を満足させ
るようになっている。
【0013】反射電力検出回路2は可変減衰器1の入力
インピーダンス不整合により生づる反射電力をハイブリ
ットトランス21を利用して検出する。ハイブリットト
ランス21の4線側巻線21bと平衡抵抗器22の両端
に入力信号101が加えられた時、2線側巻線21aに
接続された可変減衰器1の入力インピーダンスが平衡抵
抗器22の抵抗値(回路インピーダンスの値に対応す
る)と平衡しないと、この不平衡の度合に応じて4線側
巻線21Cと平衡抵抗器22との両端に不平衡電流10
2が生づる。これを反射電力として検出している。
【0014】制御回路3は不平衡電流102を入力し、
この不平衡電流102が最小になるようにバイアス電流
103によりピンダイオード18の抵抗値を制御する。
入力信号レベルを適度に調整するための固定の抵抗減衰
器31,32と、不平衡電流102の極性を検出する位
相比較器33と、不平衡電流102に含まれるパイロッ
ト信号を抽出するバンドパスフィルタ34と、パイロッ
ト信号を増巾する増巾器35と、位相比較器の出力信号
でパイロット信号の正負方向を識別し整流する整流回路
36と、整流出力をレベルシフトし直流増巾し、バイア
ス電流103としてピンダイオード18に供給する直流
増巾器37とから構成されている。
【0015】次に本実施例の動作を説明する。入力信号
101はハイブリットトランス21を通過し、可変減衰
器1で所定の減衰を受け、伝送路に送出され負荷4で終
端される。可変減衰器1の減衰量は減衰量設定電圧5で
任意の値に設定される。減衰量は基準減衰量が設定され
ており、この場合基準減衰量は可変巾の中央、例えば可
変巾を5〜45dBとすると25dBである。この基準
減衰量の時の不平衝電流102は0になるようにあらか
じめピンダイオード18,14のバイアス電流104,
103を調整して設定してある。即ち、この状態では可
変減衰器1の入力インピーダンスは正規値である。先ず
減衰量を基準値から増加させる場合につきその動作を説
明すると、先ず、減衰量設定電圧5の電圧を下げる方向
に操作するので、バイアス電流104は減少し、ピンダ
イオード16の抵抗値は大きくなる。従って可変減衰器
1の減衰量は増加するが、その入力インピーダンスは回
路インピーダンスRoより大きい方向にづれて不整合状
態となる。この結果極性が方向の不平衝電流102が
生づる。この不平衝電流の変化は制御回路3の位相比較
器33によりその変化方向が検出される。即ち位相比較
器33は抵抗減衰器31を介し不平衝電流102の一部
と抵抗減衰器32を介し入力信号101の一部とを入力
し、両者を位相比較することにより不平衝電流102の
正負位相状態を検出し極性信号を出力する。この極性信
号は可変減衰器1の入力インピーダンスが正規値より高
い方向にづれた時、負(−)極性また低い方向にづれた
時に正(+)極性となり、この場合は極性となる。ま
た、不平衝電流102は抵抗減衰器31を介してバンド
パスフィルタ34に入力され、ここで入力信号101に
挿入された回線監視などに用いられるパイロット信号な
どを抽出する。バイロット信号は増幅器35で増幅され
た後、整流回路36に入力され、ここで位相比較器33
からの極性信号によりこの極性に応じた整流を受け正
(+)あるいは負(−)の直流電圧となる。この直流電
圧は可変された減衰量の可変方向と変化量とを示すもの
で、この場合はで所定の電圧値を有する直流電圧とな
る。この直流電圧は、直流増幅器37に入力されここで
増幅されると同時にレベルシフトされ、電流変換されて
バイアス電流103として出力される。即ち、このバイ
アス電流103は、基準減衰量の時に可変減衰器1の入
力インピーダンスが正規値になるように設定する基準電
流を中心とし整流回路36より入力される直流電圧によ
って増減するものである。この場合、バイアス電流10
3は基準電流より増加し、ピンダイオード18の抵抗値
を下げる方向に制御する。即ち、ピンダイオード18の
抵抗値は小さくなるので可変減衰器1の入力インピーダ
ンスは下がり整合状態に近づくように自動的に制御され
る。尚、不平衝電流102の変化は充分拡大されバイア
ス電流103の変化となるので制御残として残る不平衝
電流の値、即ち不整合量は僅かで実用上問題とならな
い。
【0016】また減衰量を基準値から減少させる場合
は、制御方向は逆方向となるが、以上説明した動作と同
様である。即ち減衰量設定電圧5の電圧を下げるので極
性が負方向の不平衝電流102が生づる。バイアス電流
103は減少し、ピンダイオード18の抵抗値は大きく
なり、入力インピーダンスをげて整合状態になるよう
制御する。
【0017】更にピンダイオードなどの特性のバラツキ
或は温度、経時変化などに対しても、上記制御が働くの
で入力インピーダンスの整合状態が自動的に維持され
る。
【0018】尚、ハイブリットコイル21は4線側巻線
比が1:1のものを使用すると、入力信号は3dBの通
過損失を受けるので、これを減じたい場合は1:9など
の非対称の巻線比のものを使用しても良い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変抵抗
減衰回路は、入力インピーダンスの不整合状態をハイブ
リットトランスを用いてその不平衡電流によって検出
し、この検出出力によりピンダイオードの抵抗値を制御
して整合状態としているので、広い可変範囲で最適な整
合状態を維持することができ、またピンダイオードなど
の部品バラツキ、特性の変化等に対しても安定した整合
状態を維持することができる効果がある。特にCATV
用中継器などに使用した場合は、不整合状態による映像
品質の劣化を防止して画質の安定化に対し多大の効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 可変減衰器 2 反射電力検出回路 3 制御回路 4 負荷 5 減衰量設定電圧 16,18 ピンダイオード 21 ハイブリットコイル 22 平衡抵抗 31,32 抵抗減衰器 33 位相比較器 34 バンドパスフィルタ 35 増巾器 36 整流回路 37 直流増巾器 101 入力信号 102 不平衡電流 103,104 バイアス電流

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直列アームの可変抵抗器に第1のピンダ
    イオードと並列アームの可変抵抗器に第2のピンダイオ
    ードとを用い外部制御電圧により前記第1のピンダイオ
    ードのバイアス電流を可変すると同時に内部で自動的に
    制御される前記第2のピンダイオードのバイアス電流に
    より減衰量を所定の値に設定するブリッジT型可変減衰
    器と、ハイブリットトランスの4線側巻線回路の一方を
    外部入力端子に他方を検出出力端子にまた前記ハイブリ
    ットトランスの2線側巻線回路を前記ブリッジT型可変
    減衰器の入力に接続して前記外部入力端子に入力信号を
    加えた時に前記ブリッジT型可変減衰器の入力インピー
    ダンスの不整合状態により前記検出出力端子に生じる不
    平衝電流を不整合による反射電力として検出するハイブ
    リットトランス回路と、前記不平衝電流の正負位相状態
    を前記入力信号により判定し前記外部制御電圧により減
    衰量を可変する時に基準減衰量(減衰量可変巾の中央で
    あらかじめ前記不平衝電流が0に設定される減衰量をい
    う)で設定された前記ブリッジT型減衰器の正規インピ
    ーダンス値が高(+)あるいは低(−)の方向に変化す
    るかその変化方向を示す極性信号を出力する位相比較器
    と前記不平衝電流に含まれるパイロット信号を抽出する
    バンドパスフィルタと前記バンドパスフィルタの出力信
    号を増幅した後に前記極性信号に応じて+方向あるいは
    一方向に整流し前記外部制御電圧により可変される減衰
    量の変化方向と変化量とを示す直流電圧を出力する増幅
    整流回路と前記直流電圧をレベルシフトし直流増幅して
    前記基準減衰量の時を基準電流として前記直流電圧に応
    じて変化し前記不平衝電流を0に近づけるように制御す
    る第2のピンダイオードのバイアス電流として出力する
    直流増幅器とから構成される制御回路とを備えることを
    特徴とする可変抵抗減衰回路。
  2. 【請求項2】 前記ハイブリッドトランス回路は4線側
    の外部入力端子側と検出出力端子側との巻線比をn(
    以上の整数):1と非対称にすることを特徴とする請求
    項1記載の可変抵抗減衰回路。
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