可變電容電路、可變電容器件及用其諧振電路、通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過(guò)作為控制電壓而施加直流電壓，能夠使靜電電容值變化的可變電容電路、可變電容器件及使用其的諧振電路、通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，針對(duì)使用電磁感應(yīng)作用而在鐵路乘車票(Suica(注冊(cè)商標(biāo))等)、FeliCa(注冊(cè)商標(biāo))等電子貨幣等的1C卡與讀寫器之間進(jìn)行非接觸式數(shù)據(jù)收發(fā)的近場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)(NFC ；Near Field Communicat1n)，開發(fā)出各種技術(shù)。
[0003]而且，在該近場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)中，接收側(cè)具有由天線線圈和電容器構(gòu)成的諧振電路，通過(guò)與從發(fā)送側(cè)輸出的信號(hào)進(jìn)行諧振而進(jìn)行通信和電力的傳輸。此時(shí)，當(dāng)發(fā)送頻率與受電側(cè)的諧振頻率相同時(shí)，能夠高效地進(jìn)行傳輸。實(shí)際上，存在因?yàn)橹C振電容器的參數(shù)偏差或者與輸電側(cè)的相對(duì)位置等而導(dǎo)致受電側(cè)的諧振頻率偏離這一問(wèn)題。
[0004]針對(duì)該問(wèn)題，例如在專利文獻(xiàn)1中，公開了通過(guò)利用開關(guān)(SW)切換諧振電路的諧振電容器而離散性地調(diào)整諧振頻率的方法。即，在專利文獻(xiàn)1中，公開了將多個(gè)構(gòu)成諧振電路的電容器并聯(lián)連接，并利用開關(guān)進(jìn)行接通、斷開而改變電容的諧振頻率的調(diào)整方法。但是，由于電容的變化呈階段性，因而調(diào)整的精度有限。
[0005]另一方面，例如在專利文獻(xiàn)2中，提出了利用可變電容器構(gòu)成諧振電容器，并以固定壓施加該可變電容器的控制電壓，從而模擬性地調(diào)整諧振頻率的方法。即，該可變電容器在施加直流電壓(控制電壓)時(shí)，電容發(fā)生變化，因而能夠改變諧振頻率。
[0006]更為詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在該專利文獻(xiàn)2中，公開了作為用于調(diào)整的監(jiān)控信號(hào)而利用與諧振天線的輸入輸出相當(dāng)?shù)男盘?hào)的相位差，從而無(wú)需進(jìn)行峰值檢測(cè)，調(diào)整變得容易，并且公開了呈階梯狀提高調(diào)整電壓，求出最佳值的方法。在固定臺(tái)階高度而呈階梯狀提高控制電壓的方法中，由于調(diào)整時(shí)間變長(zhǎng)，因而已知有一種通過(guò)改變臺(tái)階高度來(lái)縮短調(diào)整時(shí)間的方法。通常，認(rèn)為與逐次搜索法相比，按照臺(tái)階將控制電壓范圍依次設(shè)為一半并持續(xù)到底的二分法用于搜索控制電壓的整個(gè)范圍的調(diào)整臺(tái)階數(shù)少。
[0007]在此，圖9中示出并說(shuō)明可變電容器的響應(yīng)特性。在該圖中，對(duì)于使可變電容器的電容變化的控制電壓和將電容變化下的相位差轉(zhuǎn)換為電壓的結(jié)果進(jìn)行比較。由該圖可知，即使控制電壓呈階梯狀變化，相位差電壓也呈指數(shù)函數(shù)緩慢地增加或減少。另外，也可知與使控制電壓變化為0?3V時(shí)相比，使控制電壓變化為3?0V時(shí)的響應(yīng)快。此外，響應(yīng)時(shí)間在該例中為300?400msec。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-160312號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-099968號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0013]但是，在適用于近場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)等中時(shí)，要求響應(yīng)高速化，但是，在利用可變電容器構(gòu)成諧振電容器的技術(shù)中，當(dāng)可變電容器本身的時(shí)間常數(shù)長(zhǎng)時(shí)，調(diào)諧花費(fèi)時(shí)間，從而有時(shí)在通信時(shí)無(wú)法將諧振電路實(shí)時(shí)最佳化。
[0014]另外，當(dāng)構(gòu)成可變電容器的偏置電阻的電阻值特別大時(shí)，存在響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)而有時(shí)無(wú)法正常工作這一問(wèn)題。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種可變電容電路、可變電容器件及使用其的諧振電路、通信裝置，改變構(gòu)成可變電容電路的多個(gè)偏置電阻中的、特定位置的電阻和其他電阻的電阻值，形成為適當(dāng)?shù)钠胶?，從而在充分屏蔽交流成分的同時(shí)縮短響應(yīng)時(shí)間。
[0016]用于解決技術(shù)問(wèn)題的手段
[0017]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種可變電容電路，在被施加交流信號(hào)的端子間串聯(lián)連接有多個(gè)可變電容元件，該可變電容元件的電容根據(jù)控制電壓而變化，并且所述可變電容電路具有按照每個(gè)所述可變電容元件經(jīng)由電阻元件施加偏置電壓的多個(gè)偏置施加路徑，其中，所述電阻元件中的、與被施加所述交流信號(hào)的端子連接的所述電阻元件的電阻值與其他的電阻元件的電阻值不同。
[0018]本發(fā)明的其他方式的可變電容器件、諧振電路、通信裝置的特征在于具有上述可變電容電路。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明的可變電容電路、可變電容器件及使用其的諧振電路、通信裝置，改變構(gòu)成可變電容電路的多個(gè)偏置電阻中的、特定位置的電阻和其他電阻的電阻值，形成為適當(dāng)?shù)钠胶?，從而能夠在充分屏蔽交流成分的同時(shí)縮短響應(yīng)時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的可變電容電路的構(gòu)成的電路圖。
[0022]圖2是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的可變電容電路的偏置電阻R1?R3和可變電容器C1、C2的連接點(diǎn)rl、r2、r3的電壓變化的圖。
[0023]圖3是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的可變電容電路的可變電容器C1、C2的端子間的電位差的計(jì)算結(jié)果的圖。
[0024]圖4是示出改變本發(fā)明的第一實(shí)施方式的可變電容電路的可變電容器件外側(cè)的偏置電阻Rl、R5的電阻值時(shí)的可變電容器Cl、C2的響應(yīng)時(shí)間tl、t2的變化的圖。
[0025]圖5是示出改變本發(fā)明的第一實(shí)施方式的可變電容電路的可變電容器件內(nèi)側(cè)的電阻R2、R4的電阻值時(shí)的可變電容器Cl、C2的響應(yīng)時(shí)間tl、t2的變化的圖。
[0026]圖6是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式的使用可變電容電路的諧振電路的構(gòu)成的電路圖。
[0027]圖7是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式的使用可變電容電路的非接觸式通信裝置的構(gòu)成例的框圖。
[0028]圖8是示出本發(fā)明的第四實(shí)施方式的使用可變電容電路的非接觸式充電裝置的構(gòu)成例的框圖。
[0029]圖9是示出可變電容器的響應(yīng)特性的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的可變電容電路、可變電容器件及使用其的諧振電路、電子設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，本發(fā)明的可變電容電路、可變電容器件及使用其的諧振電路、電子設(shè)備并不限定于以下的記述，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。
[0031]本發(fā)明提供一種可變電容電路、可變電容器件及使用其的諧振電路、電子設(shè)備，串聯(lián)連接有多個(gè)可變電容器，其特征在于，與被輸入輸出交流(AC)信號(hào)的端子連接的偏置電阻值小于與被輸入控制信號(hào)的端子連接的偏置電阻值。以下，詳細(xì)進(jìn)行敘述。
[0032]<第一實(shí)施方式>
[0033]圖1中示出并說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的可變電容電路的構(gòu)成。
[0034]使用介電體的可變電容器的靜電電容值根據(jù)施加于端子間的控制電壓而變化，但是，可變電容器C1?C4與兩個(gè)交流輸入端子AC1、AC2串聯(lián)連接。在該例子中，將可變電容器的串聯(lián)數(shù)量設(shè)為四個(gè)，但是，可以根據(jù)電路所需的耐壓而設(shè)為適當(dāng)?shù)拇?lián)數(shù)量。在串聯(lián)連接四個(gè)的情況下，能夠處理單位元件(cell)的耐壓的四倍的振幅。此外，當(dāng)然也可以是單個(gè)或者多個(gè)可變電容器。另外，在該例子中，可變電容器的靜電電容值相同，但并不限定于此。
[0035]可變電容器是將多個(gè)在例如鈦酸鋇等強(qiáng)介電體薄膜上蒸鍍形成金屬電極的部件層疊而制造。作為靜電電容根據(jù)施加于端子上的電壓而變化的可變電容器，還存在變?nèi)荻O管等，但與之相比，可變電容器具有無(wú)極性且耐壓大這一優(yōu)點(diǎn)。此外，圖1中用虛線包圍的部分相當(dāng)于可變電容器件。
[0036]該可變電容電路向可變電容器C1?C4經(jīng)由偏置電阻R1?R5而分別施加直流電壓(控制電壓)，從而能夠使靜電電容值變化。直流電壓施加于直流輸入端子DC1、DC2之間。在該例子中，為了提高交流耐壓，將多個(gè)可變電容器C1?C4串聯(lián)連接，并通過(guò)偏置電阻R1?R5而將各可變電容器C1?C4分離，從而分別施加偏置電壓。
[0037]更為詳細(xì)來(lái)說(shuō)，直流輸入端子DC1、DC2分別經(jīng)由電阻R2、R1而與可變電容器C1的兩端電極連接，經(jīng)由電阻R2、R3而與可變電容器C2的兩端電極連接，經(jīng)由電阻R4、R3而與可變電容器C3的兩端電極連接，經(jīng)由電阻R4、R5而與可變電容器C4的兩端電極連接。通過(guò)如此進(jìn)行連接，對(duì)所有可變電容器C1?C4的兩端電極施加相同的直流偏置電壓。
[0038]另外，在交流輸入端子AC1、AC2上串聯(lián)連接有直流(DC)去除電容器C5、C6，以防施加于可變電容器件的控制電壓泄露。
[0039]在此，出于將成為射頻(RF)信號(hào)的交流成分和成為偏置信號(hào)的直流成分分離的目的，必須將偏置電阻R1?R5設(shè)定為相對(duì)于電抗Ι/coCvac足夠大的值。當(dāng)該偏置電阻的電阻值小時(shí)，將該偏置電阻作為偏置電路而交流成分流入直流輸入端子DC1、DC2以及交流輸入端子AC1、AC2中，因而損失增加，器件的Q值(Quality Factor、品質(zhì)因數(shù))降低。在使用于諧振電路的情況下，要求Q值高，為了形成為能夠適用于諧振電路的損耗少的元件，必須增大偏置電阻，但是，這樣會(huì)產(chǎn)生無(wú)法高速調(diào)諧這樣的另一問(wèn)題。然而，在本實(shí)施方式的可變電容器件中，通過(guò)如下所述也解決了該問(wèn)題。此外。所謂的Q值通常是表示諧振的銳度的值，表示介電損失的多少。
[0040]接著，圖2、3中示出并說(shuō)明在先前示出的圖1的可變電容