CN105244569A - 具有静电放电防护功能的双工器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有静电放电防护功能的双工器，双工器具有第一滤波器、第二滤波器、及LC并联谐振电路。第一滤波器耦接于天线端口与低频信号端口之间，以根据第一通带对多频带信号滤波。第二滤波器耦接于天线端口与高频信号端口之间，以根据高于第一通带的第二通带对多频带信号滤波。而LC并联谐振电路则串接于天线端口与第一滤波器之间。其中，第一滤波器具有并接LC并联谐振电路的第一LC电路，且第一LC电路的另一端接地。本发明可以减少电路面积，提高双工器的电路特性。

Description

具有静电放电防护功能的双工器

技术领域

本发明提供一种双工器,特别涉及一种具有静电放电防护功能的双工器。

背景技术

如图1所示，常见的双工器10为三端口元件，分别为天线端ANT、低频信号端LB、及高频信号端HB，其由两个滤波器12、14配合适当的匹配电路架构所组成。两个滤波器12、14分别被设计为允许通过特定频带的信号通过，以据此分离双工器10所接收到的混合信号，并提取特定频带的信号后传送出去。

然而，静电放电(ELECTROSTATICDISCHARGE,ESD)会在双工器10产生，且人体放电模式(HumanBodyModel,HBM)与机器放电模式(MachineModel,MM)的静电大多来自外界，造成静电电流流入内部电路而毁损双工器10。另外，双工器10的输入端(即，天线端ANT)与输出端(即，低频信号端LB与高频信号端HB)容易受到静电放电的影响。故双工器10会在天线端ANT、低频信号端LB与高频信号端HB的焊垫P1、P2、P3旁边设置静电放电防护电路，以形成一电流放电路径而提供静电电流放电，避免静电电流流入内部电路而毁损双工器10。

传统的静电放电防护电路设计为在天线端ANT、低频信号端LB与高频信号端HB的焊垫P1、P2、P3并联一电感L，以透过电感L将静电电流导接至地。然而，并联电感L将使电路面积增大以及电路特性下降(如，电路的插入损耗(InsertionLoss)上升)。故若能减少电路面积与避免电路特性下降，将可以减少成本并同时提高双工器10的工作效率。

发明内容

本发明提供了一种具有静电放电防护功能的双工器，上述双工器包括天线端口、低频信号端口、高频信号端口、第一滤波器、第二滤波器、及LC并联谐振电路。天线端口为接收一多频带信号，第一滤波器耦接于天线端口与低频信号端口之间，以根据第一通带对多频带信号滤波，第二滤波器耦接于天线端口与高频信号端口之间，以根据一高于第一通带的第二通带对多频带信号滤波。LC并联谐振电路则串接于天线端口与第一滤波器之间。其中第一滤波器具有并接LC并联谐振电路的第一LC电路，且第一LC电路的另一端接地。

综合以上所述，本发明实施例所提供的具有静电放电防护功能的双工器，其利用串接于天线端口与第一滤波器之间的LC并联谐振电路以及第一LC电路形成一电流放电路径，以提供静电电流导接至地。故本发明实施例所提供的双工器可避免因静电电流由天线端口、低频信号端口产生而毁损双工器的内部电路。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1是公知具有静电放电防护功能的双工器示意图。

图2是本发明一实施例的具有静电放电防护功能的双工器示意图。

图3是本发明一实施例的具有静电放电防护功能的双工器电路图。

图4是本发明另一实施例的具有静电放电防护功能的双工器电路图。

其中，附图标记说明如下：

10、100、200：双工器

12、14：滤波器

110、210：第一滤波器

112、212：第一LC电路

114、214：第二LC电路

216：第三LC电路

120、220：第二滤波器

130、230：LC并联谐振电路

113、134、136、213、215、217、Ca、Cb、Cc、C1、C2、C3、C4：电容

AP1、AP2：天线端口

LP1、LP2：低频信号端口

HP1、HP2：高频信号端口

ANT：天线端

LB：低频信号端

HB：高频信号端

P1～P3：焊垫

L、La、Lb、Lc、Ld、Le、Lf、L1、L2、L3、L4：电感

PATH1、PATH2、PATH3、PATH4：路径

具体实施方式

在下文中，将通过附图说明本发明的各种例示实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。

首先，请参考图2，图2是本发明一实施例的具有静电放电防护功能的双工器示意图。如图2所示，双工器100具有天线端口AP1、低频信号端口LP1、高频信号端口HP1、第一滤波器110、第二滤波器120、及LC并联谐振电路130。双工器100的天线端口AP1为用来接收多频带信号，即具有两个频带以上的多频带信号，以传送多频带信号给第一滤波器110与第二滤波器120作进一步滤波，使得第一滤波器110与第二滤波器120分别通过不同特定频率的信号至对应的低频信号端口LP1与高频信号端口HP1。在本实施例中，天线端口可为通信天线接头、电视天线接头、雷达天线接头或具有其他用途的天线接头，本发明对此不作限制。而低频信号端口LP1与高频信号端口HP1可为通信信号接头、电视信号接头、雷达信号接头或具有其他用途的信号接头，本发明同样对此不作限制。

第一滤波器110为耦接在天线端口AP1与低频信号端口LP1之间，以根据第一通带(pass-band)对多频带信号滤波，以允许第一通带所对应的特定频带(如，2400MHz～2500MHz)的信号通过至低频信号端口LP1。而第二滤波器120为耦接于天线端口AP1与高频信号端口HP1之间，以根据第二通带(pass-band)对多频带信号滤波，以允许第二通带所对应的特定频带(如，5150～5850MHz)的信号通过至高频信号端口HP1。在本实施例中，第二通带不同于第一通带且高于第一通带，使得多频带信号可经由第一滤波器110与第二滤波器120提取想要的信号后，而分别从低频信号端口LP1与高频信号端口HP1传送出去。

请同时参考图3，LC并联谐振电路130串接于天线端口AP1与第一滤波器110之间。LC并联谐振电路130为由电感La与电容Ca彼此并联组成。第一滤波器110具有第一LC电路112，且第一LC电路112与LC并联谐振电路130并联。在本实施例中，第一LC电路112为由电感Lb及电容Cb所组成，且电感Lb并联电容Cb，本发明对此不作限制。

更进一步来说，本实施例的第一LC电路112的一端电连接LC并联谐振电路130的一端，而第一LC电路112的另一端为接地。故由上述可知，当静电放电在双工器100的天线端口AP1产生时，LC并联谐振电路130的电感La与第一LC电路112的电感Lb将会形成一电流放电路径PATH1，以提供静电电流放电至地。因此，静电电流将流经电感La与电感Lb而导接至地，进而可避免静电电流流入第一滤波器110的内部电路而毁损第一滤波器110，造成双工器100不正常的运作。而在本实施例中，LC并联谐振电路130的一端并接有电容134，以及其另一端并接有电容136。

此外，第一滤波器110还包含第二LC电路114，且第二LC电路114耦接第一LC电路112与低频信号端口LP1的间，且第二LC电路114并接于第一LC电路112。更进一步来说，第二LC电路114的一端电连接低频信号LP1以及透过电容113电连接第一LC电路112的端点，而第二LC电路114的另一端则接地，以对多频带信号作滤波。因此，当静电放电在双工器100的低频信号端口LP1产生时，第二LC电路114的电感Lc将会形成一电流放电路径PATH2，以提供静电电流放电至地。因此，静电电流将流经电感Lc而导接至地，进而可避免静电电流流入第一滤波器110的内部电路而毁损第一滤波器110，造成双工器100不正常的运作。在本实施例中，第二LC电路114为由电感Lc及电容Cc所组成，且电感Lc并联电容Cc。

值得注意的是，由于第二滤波器120为根据第二通带且高于第一通带对多频带信号滤波，第二滤波器120允许通过的频率高于第一滤波器110允许通过的频率。当静电放电在双工器100的天线端口AP1产生时，由于LC并联谐振电路130与第一滤波器110提供了静电放电路径，静电电流会往较低频率的元件移动，即静电电流往第一滤波器110移动。此时，静电电流不会流入第二滤波器120的内部电路而毁损第二滤波器120，故此情况下第二滤波器120与天线端AP1之间不需要设置有提供静电放电的路径。

在本实施例中，第二滤波器120包含有电感L1～L4与电容C1～C4。在天线端AP1与高频信号端口HP1之间依序设置有电容C1、电感L1、电感L2、及电容C2，且电感L1～L2与电容C1～C2彼此串联。电容C3的一端电连接于电感L1与电感L2之间，电容C3的另一端分别串接电感L3的一端与电感L4的一端。而电感L3的另一端接地，且电感L4的另一端透过电容C4接地。因此，第二滤波器120将根据上述电感L1～L4与电容C1～C4之间的连结关系对多频带信号滤波，以允许第二通带所对应的特定频带(如，5150～5850MHz)的信号通过至高频信号端口HP1。本实施例的第二滤波器120亦可以透过多个电感及电容来设计滤波器，本发明对此不作限制。

接下来，请参考图4，图4是本发明另一实施例的具有静电放电防护功能的双工器电路图。如图4所示，双工器200具有天线端口AP2、低频信号端口LP2、高频信号端口HP2、第一滤波器210、第二滤波器220、及LC并联谐振电路230。本实施例的双工器200相较于上述双工器100，其不同的地方在于其第一滤波器210还包含有第三LC电路216。与上述双工器100相似的地方不再赘述，在此仅针对第一滤波器210进行说明。第二LC电路214与第三LC电路216将耦接于第一LC电路212与低频信号端口LP1之间，且第三LC电路216电连接第二LC电路214与低频信号端口LP2之间。而第一LC电路212、第二LC电路214、与第三LC电路216则彼此并联。

更进一步来说，第二LC电路214的一端将透过电容213电连接第一LC电路212的端点，且第二LC电路214的另一端接地。第三LC电路216的一端将透过电容215电连接第二LC电路214的一端，以及第三LC电路的同一端点亦将透过另一电容217电连接第一LC电路212的端点。而第三LC电路216的另一端则接地。故由上述可知，本实施例的第一滤波器210由第一LC电路212、第二LC电路214、第三LC电路216、电容213、电容215组成。在实际应用上，可再加上电容217。

因此，当静电放电在双工器200的天线端口AP2产生时，LC并联谐振电路230的电感Ld与第一LC电路212的电感Le将会形成一电流放电路径PATH3，以提供静电电流放电至地，如同图3所示的电流放电路径PATH1。因此，静电电流将流经电感Ld与电感Le而导接至地，进而可避免静电电流流入第一滤波器210的内部电路而毁损第一滤波器210，造成双工器200不正常的运作。

此外，当静电放电在双工器200的低频信号端口LP2产生时，第三LC电路216的电感Lf将会形成一电流放电路径PATH4，以提供静电电流放电至地，如同图3所示的电流放电路径PATH2。因此，静电电流将流经电感Lf而导接至地，进而可避免静电电流流入第一滤波器210的内部电路而毁损第一滤波器210，造成双工器200不正常的运作。

在本实施例中，第三LC电路216为由一电感及一电容所组成，且电感并联电容。例如，图3所示的第二LC电路112的电感Lc与电容Cc并联。

上述本发明电路中的电容及电感，可通过半导体制造工艺、微机电制造工艺、低温共烧陶瓷制造工艺。其中，针对电感部份，由半导体制造工艺于高阻值的硅基板上，沉积一厚度大于或等于2微米(Micrometer,μm)的金属导线组成电感时，可具有较高品质因素的电感。高阻值的硅基板以使用阻值为5000欧姆-厘米(ohm-cm)以上的硅基板尤佳。

另外，可于软性基板上制作透明导电膜，例如于聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate,PET)基板、聚氯乙烯(Polyvinylchloridepolymer,PVC)基板、聚亚酰胺(Polyimide,PI)基板或液晶(Liquidcrystalpolymer,LCP)基板上，制备透明导电膜以形成电容或电感等电路，其中于透明导电膜的制造工艺温度需控制于150℃以下，在玻璃基板上制作透明导电膜则不在此限内。

综上所述，本发明实施例所提供的具有静电放电防护功能的双工器，其利用串接于天线端口与第一滤波器之间的LC并联谐振电路以及第一LC电路形成一电流放电路径，以提供静电电流导接至地。另外，第一滤波器与第二滤波器中的末端处亦分别设置有LC电路，而同样形成电流放电路径。故本发明实施例所提供的双工器可避免因静电电流由天线端口与低频信号端口而毁损双工器的内部电路。因此，本发明实施例所提供的双工器不需在输入端与输出端的焊垫并联一电感，且可同时达到静电放电防护的功能，故本发明实施例所提供的双工器可以减少电路面积与提高双工器的电路特性。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (10)

1.一种具有静电放电防护功能的双工器，其特征在于，包括：

一天线端口，接收一多频带信号；

一低频信号端口；

一高频信号端口；

一第一滤波器，耦接于该天线端口与该低频信号端口之间，以根据一第一通带对该多频带信号滤波；

一第二滤波器，耦接于该天线端口与该高频信号端口之间，以根据一高于该第一通带的第二通带对该多频带信号滤波；以及

一LC并联谐振电路，串接于该天线端口与该第一滤波器之间；

其中，该第一滤波器具有并接该LC并联谐振电路的一第一LC电路，该第一LC电路的一端电连接该LC并联谐振电路的一端，且该第一LC电路的另一端接地。

2.如权利要求1项所述的双工器，其中，该LC并联谐振电路的一端并接一电容，且该LC并联谐振电路的另一端并接另一电容。

3.如权利要求1项所述的双工器，其中，该第一滤波器还包含一第二LC电路，耦接于该第一LC电路与该低频信号端口之间，且该第二LC电路并接该第一LC电路。

4.如权利要求3项所述的双工器，其中，该第二LC电路的一端电连接该低频信号端口以及透过一电容电连接该第一LC电路的该端，且该第二LC电路的另一端接地。

5.如权利要求3项所述的双工器，其中，该第二LC电路的一端透过一电容电连接该第一LC电路的该端，该第二LC电路的另一端接地。

6.如权利要求3或5项所述的双工器，其中，该第一滤波器还包含一第三LC电路，该第三LC电路的一端电连接该低频信号端口，并透过一电容电连接该第二LC电路，且该第三LC电路并接该第二LC电路，该第三LC电路的另一端接地。

7.如权利要求6项所述的双工器，其中，该第三LC电路透过另一电容电连接该第一LC电路的该端。

8.如权利要求6项所述的双工器，其中，该第一LC电路具有一电感及一电容，且该电感与该电容并联；该第二LC电路具有一电感及一电容，且该电感与该电容并联；该第三LC电路具有一电感及一电容，且该电感与该电容并联。

9.如权利要求8项所述的双工器，其中，所述多个电容与所述多个电感透过一半导体制造工艺或一微机电制造工艺或一低温共烧陶瓷制造工艺制作形成，其中，该半导体制造工艺使用一阻值为5000欧姆-厘米以上的硅基板，且所述多个电感由该半导体制造工艺沉积一厚度大于或等于2微米的金属导线所组成。

10.如权利要求9项所述的双工器，其中，所述多个电容与所述多个电感由一透明导电膜形成，该透明导电膜于一软性基板上制作形成，该软性基板为一聚对苯二甲酸乙二酯基板、一聚氯乙烯基板、一聚亚酰胺基板或一液晶基板。