CN103208975B - 匹配电路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种匹配电路系统包括第一匹配单元、第二匹配单元及第三匹配单元。该第二匹配单元是耦接于该第一匹配单元与地端之间，和该第三匹配单元是耦接于该第二匹配单元与该第一匹配单元。该匹配电路系统是利用该第二匹配单元中的第一电容与第二电感，以部份抑制输入信号的第二谐波与第三谐波，利用该第一匹配单元中的第一电感与该第一电容匹配输入级电路的输入阻抗和滤除该输入信号的高频成份，然后再利用该第三匹配单元中的第二电容与第三电感和该第一匹配单元中的第四电容及该第一电感以抑制该输入信号的第二谐波与第三谐波。如此，相较于现有技术，输出级电路所接收的信号的谐波失真较小。

Description

匹配电路系统

技术领域

本发明是有关于一种匹配电路系统，尤指一种通过多个电感与电容的组合，以抑制输入级电路的输入信号中的第二谐波与第三谐波和匹配输入级电路的输入阻抗的匹配电路系统。

背景技术

请参照图1，图1是为现有技术说明一种匹配电路100的示意图。匹配电路100包括第一电感102、第一电容104、第二电容106及第二电感108。第一电感102和第一电容104是用以匹配输入级电路116(例如功率放大器或放大器)的输入阻抗GammaL，并形成低通滤波器以滤除输入级电路116的输入信号IS的高频成份。第二电容106电容是用以阻隔输入级电路116的输入信号IS的直流成份。

虽然输入信号IS的能量可通过匹配电路100传递至具有50Ω阻抗的输出级电路118(例如天线、开关或下一级电路)，但是匹配电路100却无法大幅抑制输入信号IS的第二谐波与第三谐波，导致输出级电路118所接收的信号具有谐波失真。因此，在现有技术中，输出级电路118所接收的信号有可能无法符合美国联邦通信委员会的(FederalCommunications Commission，FCC)通信规范。

发明内容

本发明的一实施例提供一种匹配电路系统。该匹配电路系统包括第一电感、第一电容、第二电感、第二电容、第三电容及第三电感。该第一电感具有第一端；该第一电容具有第一端，耦接于该第一电感的第二端，及第二端；该第二电感具有第一端，耦接于该第一电容的第二端，及第二端，耦接于地端；该第二电容具有第一端，耦接于该第一电容的第一端，及第二端；该第三电容具有第一端，耦接于该第二电容的第二端；该第三电感具有第一端，耦接于该第二电容的第一端，及第二端，耦接于该第二电容的第二端。

本发明的另一实施例提供一种匹配电路系统。该匹配电路系统包括第一匹配单元、第二匹配单元及第三匹配单元。该第二匹配单元是耦接于该第一匹配单元与地端之间；该第三匹配单元是耦接于该第二匹配单元与该第一匹配单元。

本发明提供一种匹配电路系统。该匹配电路系统是利用第二匹配单元中的第一电容与第二电感，以部份抑制输入信号的第二谐波与第三谐波，利用第一匹配单元中的第一电感与该第一电容匹配输入级电路的输入阻抗和滤除该输入信号的高频成份。然后，该匹配电路系统再利用第三匹配单元中的第二电容与第三电感和该第一匹配单元中的第四电容及该第一电感以抑制该输入信号的第二谐波与第三谐波。如此，相较于现有技术，输出级电路所接收的信号的谐波失真较小。

附图说明

图1是为现有技术说明一种匹配电路的示意图。

图2是为本发明的一实施例说明一种匹配电路系统的示意图。

图3是为说明第二匹配单元中的第二电感和第一电容产生第一开路谐振的示意图。

图4是为说明第三匹配单元中的第三电感和第二电容产生第二开路谐振的示意图。

图5是为说明第三匹配单元中的第三电感和第二电容产生第二开路谐振的示意图。

图6是为本发明的另一实施例说明一种匹配电路系统的示意图。

图7是为说明第三匹配单元中的第三电感和第二电容所产生的第二开路谐振，以及第一匹配单元中的第四电容和第一电感所产生的第三开路谐振的示意图。

图8是为说明输出级电路所接收到的信号的示意图。

图9是为本发明的另一实施例说明一种匹配电路系统的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100 匹配电路

200、600、900 匹配电路系统

20、90 第一匹配单元

22、92 第二匹配单元

24 第三匹配单元

102、202 第一电感

104、204 第一电容

106、206 第二电容

108、208 第二电感

210 第三电容

212 第三电感

214 第四电容

116、216 输入级电路

118、218 输出级电路

FOH 第一开路谐振

FS 基频信号

GND 地端

GammaL 输入阻抗

IS 输入信号

SOH 第二开路谐振

SH 第二谐波

TH 第三谐波

TOH 第三开路谐振

具体实施方式

请参照图2，图2是为本发明的一实施例说明一种匹配电路系统200的示意图。匹配电路系统200包括第一匹配单元20、第二匹配单元22及第三匹配单元24，其中第二匹配单元22是耦接于第一匹配单元20与地端GND之间；第三匹配单元24是耦接于第二匹配单元22与第一匹配单元20。如图2所示，第一匹配单元20包括第一电感202；第二匹配单元22包括第一电容204及第二电感208；第三匹配单元24包括第二电容206及第三电感212，其中第二匹配单元22是用以产生第一开路谐振FOH(6GHz)，以及第三匹配单元24是用以产生第二开路谐振SOH(5GHz或7.5GHz)。另外，匹配电路系统200另包括第三电容210。如图2所示，第一电感202具有第一端及第二端，第一电感202的第二端是用以耦接于输入级电路216，其中输入级电路216是可为功率放大器或放大器。第一电容204具有第一端，耦接于第一电感202的第一端，及第二端；第二电感208具有第一端，耦接于第一电容204的第二端，及第二端，耦接于地端GND；第二电容206具有第一端，耦接于第一电容204的第一端，及第二端，其中第二电容206是为与输入级电路216的操作频率无关的电容；第三电容210具有第一端，耦接于第二电容206的第二端，及第二端，用以耦接于输出级电路218，其中第三电容210是为与输入级电路216的操作频率无关的电容，且是用以阻隔输入信号IS的直流成份。另外，输出级电路218是可为具有50Ω阻抗的天线、具有50Ω阻抗的开关或具有50Ω输入阻抗的下一级电路。第三电感212具有第一端，耦接于第二电容206的第一端，及第二端，耦接于第二电容206的第二端，其中第三电感212所造成的损耗很小。另外，第一电感202和第三电感212的电感值是与输入级电路216的操作频率有关。另外，在图2的另一实施例中，匹配电路系统200另包括输入级电路216。另外，在图2的另一实施例中，匹配电路系统200另包括输入级电路216和输出级电路218。另外，本发明并不受限于第一匹配单元20包括第一电感202，第二匹配单元22包括第一电容204及第二电感208，以及第三匹配单元24包括第二电容206及第三电感212。

请参照图3和图4，图3是为说明第二匹配单元22中的第二电感208和第一电容204产生第一开路谐振FOH的示意图，和图4是为说明第三匹配单元24中的第三电感212和第二电容206产生第二开路谐振SOH的示意图。如图2所示，第二匹配单元22中的第一电容204和第一匹配单元20中的第一电感202是用以匹配输入级电路216的输入阻抗GammaL，且用以形成低通滤波器以滤除输入信号IS的高频成份。如图2和图3所示，第二电感208和第一电容204是用以产生第一开路谐振FOH，以部份抑制输入级电路216的输入信号IS的第二谐波与第三谐波，其中第二电感208和第一电容204是利用式(1)，产生第一开路谐振FOH：

$\mathrm{FOH}=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{L1\×C1}}---\left(1\right)$

其中L1是为第二电感208的电感值及C1是为第一电容204的电容值。如图3所示，因为第一开路谐振FOH(6GHz)是介于输入信号IS的第二谐波(5GHz)与第三谐波(7.5GHz)之间，所以第一开路谐振FOH可部份抑制输入级电路216的输入信号IS的第二谐波与第三谐波。

如图4所示，第三电感212和第二电容206是用以产生第二开路谐振SOH(5GHz)，以抑制输入信号IS的第二谐波(5GHz)，其中第三电感212和第二电容206是利用式(2)，产生第二开路谐振SOH：

$\mathrm{SOH}=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{L3\×C2}}---\left(2\right)$

其中L3是为第三电感212的电感值及C2是为第二电容206的电容值。

因为第一电容204和第一电感202可匹配输入级电路216的输入阻抗GammaL和可滤除输入信号IS的高频成份，第二电感208和第一电容204所产生的第一开路谐振FOH可部份抑制输入级电路216的输入信号IS的第二谐波与第三谐波，以及第三电感212和第二电容206所产生的第二开路谐振SOH可抑制输入级电路216的输入信号IS的第二谐波，所以输入信号IS的能量(输入信号IS基频信号的能量)可通过第一电感202、第二电容206及第三电容210传送至输出级电路218。

请参照图5，图5是为说明第三匹配单元24中的第三电感212和第二电容206产生第二开路谐振SOH的示意图。如图5所示，在本发明的另丨实施例中，第三电感212和第二电容206所产生的第二开路谐振是用以以抑制输入信号IS的第三谐波(7.5GHz)。因为第一电容204和第一电感202可匹配输入级电路216的输入阻抗GammaL和可滤除输入信号IS的高频成份，第二匹配单元22中的第二电感208和第一电容204所产生的第一开路谐振FOH可部份抑制输入级电路216的输入信号IS的第二谐波与第三谐波，以及第三电感212和第二电容206所产生的第二开路谐振SOH可抑制输入级电路216的输入信号IS的第三谐波，所以输入信号IS的能量(输入信号IS基频信号的能量)可通过第一电感202、第二电容206及第三电容210传送至输出级电路218。

请参照图6和图7，图6是为本发明的另一实施例说明一种匹配电路系统600的示意图，和图7是为说明第三匹配单元24中的第三电感和第二电容所产生的第二开路谐振SOH，以及第一匹配单元20中的第四电容和第一电感所产生的第三开路谐振的示意图TOH。如图6所示，匹配电路系统600和匹配电路系统200的差别在于匹配电路系统600中的第一匹配单元20另包括第四电容214，其中第四电容212的电容值是与输入级电路216的操作频率有关。如图6所示，第四电容214具有第一端，耦接于第一电感202的第二端，及第二端，耦接于第一电感202的第一端，其中第一匹配单元20中的第四电容214和第一电感202是利用式(3)产生第三开路谐振TOH：

$\mathrm{TOH}=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{L1\×C4}}---\left(3\right)$

其中L1是为第一电感202的电感值及C4是为第四电容214的电容值。如图7所示，当第三匹配单元24中的第三电感212和第二电容206所产生的第二开路谐振SOH是用以抑制输入信号IS的第二谐波时，第一匹配单元20中的第四电容214和第一电感202所产生的第三开路谐振TOH是用以抑制输入信号IS的第三谐波。请参照图8，图8是为说明输出级电路218所接收到的信号的示意图。如图8所示，相较于输入信号IS的基频信号FS，输入信号IS的第二谐波SH第三谐波TH被匹配电路系统600所抑制。

另外，在图6的另一实施例中，第三匹配单元24中的第三电感212和第二电容206所产生的第二开路谐振SOH是用以抑制输入信号IS的第三谐波时，第一匹配单元20中的第四电容214和第一电感202所产生的第三开路谐振TOH是用以抑制输入信号IS的第二谐波。另外，匹配电路系统600的其余操作原理皆和匹配电路系统200相同，在此不再赘述。另外，在图6的另一实施例中，匹配电路系统600另包括输入级电路216。另外，在图6的另一实施例中，匹配电路系统600另包括输入级电路216和输出级电路218。

请参照图9，图9是为本发明的另一实施例说明一种匹配电路系统900的示意图。匹配电路900系统包括第一匹配单元90及第二匹配单元92，其中第二匹配单元92是耦接于第一匹配单元90与地端GND之间。如图9所示，第一匹配单元90包括第一电感202及第四电容214；第二匹配单元92包括第一电容204及第二电感208。另外，匹配电路系统900另包括第二电容206，其中第四电容214的电容值是与输入级电路216的操作频率有关。如图9所示，第一电感202、第一电容204、第二电容206、第二电感208、输入级电路216及输出级电路218的操作原理和匹配电路系统200的第一电感202、第一电容204、第二电容206、第二电感208、输入级电路216及输出级电路218的操作原理相同，在此不再赘述。另外，第一匹配单元90中的第四电容214和第一电感202是根据式(3)，以产生第三开路谐振TOH，以抑制输入信号IS的第二谐波(5GHz)。然而在本发明的另1实施例中，第一匹配单元90中的第四电容214和第一电感202所产生的第三开路谐振是用以以抑制输入信号IS的第三谐波(7.5GHz)。另外，匹配电路系统900的其余操作原理皆和匹配电路系统200相同，在此不再赘述。另外，在图9的另一实施例中，匹配电路系统900另包括输入级电路216。另外，在图9的另一实施例中，匹配电路系统900另包括输入级电路216和输出级电路218。

综上所述，本发明所提供的匹配电路系统是利用第二匹配单元中的第一电容与第二电感，以部份抑制输入信号的第二谐波与第三谐波，利用第一匹配单元中的第一电感与第二匹配单元中的第一电容匹配输入级电路的输入阻抗和滤除输入信号的高频成份。然后，匹配电路系统再利用第三匹配单元中的第二电容与第三电感，和第一匹配单元中的第四电容和第一电感以抑制输入信号的第二谐波与第三谐波。如此，相较于现有技术，输出级电路所接收的信号的谐波失真较小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种匹配电路系统，包括：

第一电感，具有第一端,及第二端，用以输入一输入信号；

第一电容，具有第一端，耦接于该第一电感的第一端，及第二端；

第二电感，具有第一端，耦接于该第一电容的第二端，及第二端，

耦接于地端；

第三电容，具有第一端；

该匹配电路系统的特征在于还包括：

第二电容，具有第一端，耦接于该第一电容的第一端，及第二端，

耦接于该第三电容的第一端；及

第三电感，具有第一端，耦接于该第二电容的第一端，及第二端，

耦接于该第二电容的第二端；

该第一电容与该第二电感用以于第一频率产生第一开路谐振，以部份抑制该输入信号的于第二频率的第二谐波与于第三频率的第三谐波；

该第二电容与该第三电感用以于该第二频率或该第三频率对应地产生第二开路谐振，以对应地抑制该输入信号的该第二谐波或该第三谐波；

且该第一频率介于该第二频率与该第三频率之间。

2.如权利要求1所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

输入级电路，耦接于该第一电感的第二端。

3.如权利要求1或2所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

输出级电路，具有第一端，耦接于该第三电容的第二端，及第二端，耦接于该地端。

4.如权利要求1所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

第四电容，具有第一端，耦接于该第一电感的第二端，及第二端，

耦接于该第一电感的第一端。

5.如权利要求4所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

输入级电路，耦接于该第一电感的第二端。

6.如权利要求4或5所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

输出级电路，具有第一端，耦接于该第三电容的第二端，及第二端，耦接于该地端。

7.如权利要求2所述的匹配电路系统，其特征在于，该输入级电路是为功率放大器。

8.如权利要求2所述的匹配电路系统，其特征在于，该输入级电路是为放大器。

9.如权利要求3所述的匹配电路系统，其特征在于，该输出级电路是为天线，且具有50Ω的阻抗。

10.如权利要求3所述的匹配电路系统，其特征在于，该输出级电路是为开关，且具有50Ω的阻抗。

11.一种匹配电路系统，包括：

第一匹配单元，用以输入一输入信号；

第二匹配单元，耦接于该第一匹配单元与地端之间；及

该匹配电路系统的特征在于还包括：

第三匹配单元，耦接于该第二匹配单元与该第一匹配单元；

该第二匹配单元用以于第一频率产生第一开路谐振，以部份抑制该输入

信号的于第二频率的第二谐波与于第三频率的第三谐波；该第一匹配单

元用以于该第二频率产生第三开路谐振，以抑制该

输入信号的该第二谐波；且该第一频率介于该第二频率与该第三频率之

间。

12.如权利要求11所述的匹配电路系统，其特征在于，

该第一匹配单元包括：

第一电感，具有第一端，及第二端；

该第二匹配单元包括：

第一电容，具有第一端，耦接于该第一电感的第一端，及第二端；及

第二电感，具有第一端，耦接于该第一电容的第二端，及第二端，耦接于该地端；及

该第三匹配单元包括：

第二电容，具有第一端，耦接于该第一电容的第一端，及第二端；及

第三电感，具有第一端，耦接于该第二电容的第一端，及第二端，耦接于该第二电容的第二端。

13.如权利要求12所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

第三电容，具有第一端，耦接于该第二电容的第二端。

14.如权利要求13所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

输出级电路，耦接于该第三电容的第二端与该地端之间。

15.如权利要求11或14所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

输入级电路，耦接于该第一电感的第二端。

16.如权利要求13所述的匹配电路系统，其特征在于，该第一匹配单元另包括：

第四电容，具有第一端，耦接于该第一电感的第二端，及第二端，

耦接于该第一电感的第一端。

17.如权利要求16所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：

输出级电路，耦接于该第三电容的第二端与该地端之间。

18.如权利要求16或17所述的匹配电路系统，其特征在于，另包括：输入级电路，耦接于该第一电感的第二端。

19.一种匹配电路系统，包括：

第一匹配单元，用以输入一输入信号；

第二匹配单元，耦接于该第一匹配单元与地端之间；及

该匹配电路系统的特征在于还包括：

第三匹配单元，耦接于该第二匹配单元与该第一匹配单元；

该第二匹配单元用以于第一频率产生第一开路谐振，以部份抑制该输入

信号的于第二频率的第二谐波与于第三频率的第三谐波；该第三匹配单元用以于该第二频率产生第二开路谐振，以抑制该输入信号的该第二谐波；且该第一频率介于该第二频率与该第三频率之

间。