CN102386873B - 单端至平衡带通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单端至平衡带通滤波器。借由使单端至平衡带通滤波器的第二级电路与第三级电路皆不接地，噪声无法找到有效的路径来影响单端至平衡带通滤波器，且单端至平衡带通滤波器所输出的平衡信号中带有噪声的共模信号强度也会因此被削减。

Description

单端至平衡带通滤波器
技术领域
本发明公开一种单端至平衡带通滤波器(Single-to-balanced Band PassFilter)，尤指一种用来防止噪声干扰的单端至平衡带通滤波器。
背景技术
请参阅图1，其图示一种一般的平衡至非平衡转换电路21。平衡至非平衡转换电路21包含电容C1、C2、C3、C4、及微带线22、23、24、25。微带线22、23、24、25具有端点22a、22b、23a、23b、24a、24b、25a、25b。电容C1、C2、C3、C4皆电连接至接地端G。平衡至非平衡转换电路21另包含二个平衡端26及27、非平衡端28、及开路端29。平衡至非平衡转换电路21用来将平衡端26及27输入的平衡信号在非平衡端28转换为非平衡信号。
图1所示的平衡至非平衡转换电路21很容易受到由接地端G耦合的噪声的影响而发生错误的运作，其中所述噪声主要包含共模信号(Common-modeSignal)。
发明内容
本发明公开一种可防止噪声干扰的单端至平衡带通滤波器。所述单端至平衡带通滤波器包含第一级电路、第二级电路、及第三级电路。所述第一级电路包含第一电感及第二电感。所述第一电感的第一端耦接于单端埠。所述第二电感耦接于所述第一电感。所述第二级电路包含第三电感及第一电容。所述第三电感与所述第一电感及所述第二电感间各自具有电感耦合。所述第一电容耦接于所述第三电感。所述第三级电路包含第四电感及第二电容。所述第四电感与所述第三电感间具有电感耦合。所述第二电容以并联方式耦接于所述第四电感。所述第二级电路与所述第三级电路皆未接地。
附图说明
图1图示一种一般的平衡至非平衡转换电路。
图2为本发明的第一实施例所公开的单端至平衡带通滤波器的示意图。
图3，其为本发明的第二实施例所公开的单端至平衡带通滤波器的示意图。
图4为图2及图3所示单端至平衡带通滤波器100及200输出的平衡信号中带有的差分频率响应及共模频率响应的示意图。
图5与图6图示了由图2所示单端至平衡带通滤波器改进产生的二种单端至平衡带通滤波器。
图7与图8图示了由图3所示单端至平衡带通滤波器改进产生的二种单端至平衡带通滤波器。
其中，附图标记说明如下：
100、110、120、200、210、220       单端至平衡带通滤波器
102、112、122、202、212、222       第一级电路
104、114、124、204、214、224       第二级电路
106、116、126、206、216、226       第三级电路
21                                 平衡至非平衡转换电路
22、23、24、25                     微带线
22a、22b、23a、23b、24a、24b、25a、端点
25b
T1                                 单端埠
T31                                第一端点
T32                                第二端点
26、27                             平衡端
28                              非平衡端
29                              开路端
C1、C2、C3、C4、C11、C12、C31、 电容
C32
G                               接地端
L11、L12、L2、L3、L31、L32      电感
K11、K12、K2                    直接电感耦合
K31、K32                        非直接电感耦合
R_diff                          差分频率响应
R_common                        共模频率响应
具体实施方式
本发明公开一种单端至平衡带通滤波器，用来避免被共模信号带来的噪声所影响。所述单端至平衡带通滤波器所包含的部份级电路并未接地，因此噪声没有可直接影响所述单端至平衡带通滤波器的有效路径。
请参阅图2，其为本发明的第一实施例所公开的单端至平衡带通滤波器100的示意图。单端至平衡带通滤波器100包含第一级电路102、第二级电路104、及第三级电路106。
第一级电路102用来在单端埠T1接收单端信号。第一级电路102包含第一电感L11与第二电感L12、及第一电容C11与第二电容C12。第一电感L11的第一端耦接于单端埠T1。第二电感L12的第一端耦接于第一电感L11的第二端。第一电容C11的第一端耦接于第电感L11的所述第一端，且第一电容C11的第二端接地。第二电容C12的第一端耦接于第二电感L12的所述第二端，且第二电容C12的第二端接地。
第二级电路104包含第三电感L2与第三电容C2。第三电感L2并联耦接于第三电容C2。第三电感L2与第一电感L11及第二电感L12间各自具有直接电感耦合(Direct Inductive Coupling)，并以电感耦合K11及K12的方式各自图示于图2。电感耦合K11及K12各自用来将信号由第一电感L11及第二电感L12转换至第三电感L2。
第三级电路106包含有第四电感L3及第二电容C3。第四电感L3并联耦接于第二电容C3。第四电感L3与第三电感L2间具有电感耦合K2，以将信号由第二级电路104转换至第三级电路106。
单端至平衡带通滤波器100用来输出平衡信号于第一端点T31及第二端点T32，其中第一端点T31位于第四电感L3的第一端，且第二端点T32位于第四电感L3的第二端。
第二级电路104与第三级电路106皆未接地。因此，当所述单端信号被第一级电路102所接收且被第二级电路104与第三级电路106所转换时，第二级电路104与第三级电路106皆隔绝于噪声。再者，第二级电路104的质量因子(Quality Factor)也会因其未接地而提升，且第二级电路104的质量因子在单端至平衡带通滤波器100整体的质量因子中占有最重要的影响力；因此直接提升第二级电路104的质量因子可大幅度的提升单端至平衡带通滤波器100的整体质量因子。
在单端至平衡带通滤波器100中亦具有非直接电感耦合(Indirect InductiveCoupling)。举例来说，第一电感L11与第四电感L3间具有第一非直接电感耦合K31，且第二电感L12与第四电感L3间具有第二非直接电感耦合K32。非直接电感耦合K31与K32用来在单端至平衡带通滤波器100的通带(PassBand)周围提供传输零点(Transmission Zero)，以在单端至平衡带通滤波器100的差分模式(Differential Mode)中改进边带衰减(Side Band Attenuation)的现象，并削减共模信号的信号强度。
请参阅图3，其为本发明的第二实施例所公开的单端至平衡带通滤波器200的示意图。单端至平衡带通滤波器200包含第一级电路202、第二级电路204、及第三级电路206。如图3所示，单端至平衡带通滤波器100与200间具有相同的组件与组件间耦合关系，故单端至平衡带通滤波器200中与单端至平衡带通滤波器100相同的组件及组件间耦合关系不再另行赘述。
第一级电路202包含有第一电感L11、第二电感L12、及第一电容C1。第一电感L11的第一端耦接于单端埠T1，以接收单端信号，且第一电感L11的第二端接地。第一电容C1的第一端耦接于第一电感L11的所述第一端。第二电感L12的第一端耦接于第一电容C1的第二端，且第二电感L12的第二端接地。单端至平衡带通滤波器100及200具有相同的非直接耦合及对应功效，故单端至平衡带通滤波器200中与单端至平衡带通滤波器100重复的非直接耦合不另在此赘述。
请参阅图4，其为图2及图3所示单端至平衡带通滤波器100及200输出的平衡信号中带有的差分频率响应R_diff及共模频率响应R_common的示意图。如图4所示，所述平衡信号的传输零点与通带落在2GHz至3GHz间，其中共模频率响应R_common的信号强度相较于差分频率响应R_diff的信号强度为可忽略的。图2及图3所示的非直接电感耦合K31及K32用来产生上述的传输零点，以改进差分模式中边带衰减的现象，并削减共模频率响应R_common的信号强度。因此，图2及图3所示的单端至平衡带通滤波器100及200可有效防止共模信号所带来的噪声干扰。
图5至图8图示了本发明的部分实施例。图5与图6图示了由图2所示单端至平衡带通滤波器100改进产生的单端至平衡带通滤波器110及120。图7与图8图示了由图3所示单端至平衡带通滤波器200改进产生的单端至平衡带通滤波器210及220。
图5中，单端至平衡带通滤波器110包含第一级电路112、第二级电路114、及第三级电路116。第一级电路112、第二级电路114、及第三级电路116包含了图2中单端至平衡带通滤波器100的所有组件、相同的组件耦合关系、及相同的直接/非直接电感耦合。除此以外，第三级电路116另外包含第四电容C31及第五电容C32。第四电容C31的第一端耦接于第四电感L3的第一端，且第四电容C31的第二端耦接于第一端点T31。第五电容C32的第一端耦接于第四电感L3的第二端，且第五电容C32的第二端耦接于第二端点T32。第四电容C31及第五电容C32必须在单端至平衡带通滤波器110中形成阻抗匹配(Impedance Matching)，使得在第一端点T31及第二端点T32输出的平衡信号得以保持其平衡状态。同理，在图6中，单端至平衡带通滤波器120包含第一级电路122、第二级电路124、及第三级电路126。第一级电路122、第二级电路124、及第三级电路126亦包含了单端至平衡带通滤波器100中所有的组件、相同的组件耦合关系、及相同的直接/非直接电感耦合。第三级电路126另包含第五电感L31及第六电感L32。第五电感L31的第一端耦接于第四电感L3的第一端，且第五电感L31的第二端耦接于第一端点T31。第六电感L32的第一端耦接于第四电感L3的第二端，且第六电感L32的第二端耦接于第二端点T32。第五电感L31与第六电感L32亦须在单端至平衡带通滤波器120中形成阻抗匹配。
在图7中，单端至平衡带通滤波器210包含第一级电路212、第二级电路214、及第三级电路216。第一级电路212、第二级电路214、及第三级电路216包含单端至平衡带通滤波器200的所有组件、相同的组件耦合关系、及相同的直接/非直接电感耦合。第三级电路216另包含电感L31与L32，其中电感L31及L32的耦接方式与图6中所示的电感L31及L32相同，故不再另外赘述。同理，单端至平衡带通滤波器220包含第一级电路222、第二级电路224、及第三级电路226。第一级电路222、第二级电路224、及第三级电路226包含单端至平衡带通滤波器200的所有组件、相同的组件耦合关系、及相同的直接/非直接电感耦合。第三级电路226另包含电容C31及C32，且电容C31及C32的耦接方式与图5所示的电容C31及C32相同，因此不再重复赘述。
本发明公开一种单端至平衡带通滤波器，以防止噪声干扰。所述单端至平衡带通滤波器的第一级电路因接收单端信号而接地，然而所述单端至平衡带通滤波器的第二级电路与第三级电路皆未接地，使得噪声无法找到有效的路径来影响所述单端至平衡带通滤波器，且带有噪声的共模信号强度也会因此被削减。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种单端至平衡带通滤波器，包含：
第一级电路，包含：
第一电感，其第一端耦接于单端埠；及
第二电感，耦接于所述第一电感；
第二级电路，包含：
第三电感，与所述第一电感及所述第二电感间各自具有电感耦合；及
第一电容，耦接于所述第三电感；及
第三级电路，包含：
第四电感，与所述第三电感间具有电感耦合；
第二电容，以并联方式耦接于所述第四电感；
第一端点，耦接于所述第四电感的第一端；及
第二端点，耦接于所述第四电感的第二端；
其中所述第二级电路与所述第三级电路皆未接地。
2.根据权利要求1所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一级电路另包含：
第三电容，其第一端耦接于所述第一电感的所述第一端，且所述第三电容的第二端接地；及
第四电容，其第一端耦接于所述第二电感，且所述第四电容的第二端接地。
3.根据权利要求2所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第三电感间所具有的所述电感耦合、所述第二电感与所述第三电感间所具有的所述电感耦合、及所述第三电感与所述第四电感间所具有的所述电感耦合，皆为直接电感耦合。
4.根据权利要求2所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第四电感间具有第一非直接电感耦合，且所述第二电感与所述第四电感间具有第二非直接电感耦合。
5.根据权利要求1所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一级电路另包含：
第三电容，其第一端耦接于所述第一电感的所述第一端，且所述第三电容的第二端耦接于所述第二电感的第一端；
其中所述第一电感的第二端接地，且所述第二电感的第二端接地。
6.根据权利要求5所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第三电感间的所述电感耦合、所述第二电感与所述第三电感间的所述电感耦合、及所述第三电感与所述第四电感间的所述电感耦合，皆为直接电感耦合。
7.根据权利要求5所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第四电感间具有第一非直接电感耦合，且所述第二电感与所述第四电感间具有第二非直接电感耦合。
8.根据权利要求1所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第三级电路另包含：
第三电容，其第一端耦接于所述第四电感的第一端；及
第四电容，其第一端耦接于所述第四电感的第二端。
9.根据权利要求8所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第三电感间的所述电感耦合、所述第二电感与所述第三电感间的所述电感耦合、及所述第三电感与所述第四电感间的所述电感耦合，皆为直接电感耦合。
10.根据权利要求8所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第四电感间具有第一非直接电感耦合，且所述第二电感与所述第四电感间具有第二非直接电感耦合。
11.根据权利要求8所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第三电容与第四电容以彼此间形成阻抗相配的方式设置。
12.根据权利要求1所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第三级电路另包含：
第五电感，其第一端耦接于所述第四电感的第一端；及
第六电感，其第一端耦接于所述第四电感的第二端。
13.根据权利要求12所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第三电感间的所述电感耦合、所述第二电感与所述第三电感间的所述电感耦合、及所述第三电感与所述第四电感间的所述电感耦合，皆为直接电感耦合。
14.根据权利要求12所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第一电感与所述第四电感间具有第一非直接电感耦合，且所述第二电感与所述第四电感间具有第二非直接电感耦合。
15.根据权利要求12所述的单端至平衡带通滤波器，其中所述第五电感与第六电感以彼此间形成阻抗相配的方式设置。
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