CN106385243A - 一种复合式晶体滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合式晶体滤波器，其包括单节的桥型晶体滤波器、单节的单片晶体滤波器、耦合电容、变压器和单节的高通LC滤波器，桥型晶体滤波器和单片晶体滤波器通过耦合电容进行级联耦合，变压器与桥型晶体滤波器连接，用于为桥型晶体滤波器提供阻抗转换，高通LC滤波器与单片晶体滤波器连接，用于为单片晶体滤波器提供阻抗转换。通过上述方式，本发明能够减少电路的元件使用数量和减小电路体积。
Description
技术领域
本发明涉及晶体滤波器领域，特别是涉及一种复合式晶体滤波器。
背景技术
晶体滤波器具有相对带宽窄、温度性能好等特点，是通信、导航等电子设备中的关键元器件。按电路设计分类，晶体滤波器分为单片式晶体滤波器和分立式晶体滤波器，分立式晶体滤波器又分为桥型晶体滤波器和梯型晶体滤波器等。其中，桥型滤波电路因设计灵活，相对于其他形式的晶体滤波器覆盖的相对带宽范围最宽，因此最为常用。但是一个基本桥型滤波电路必须包括由两个晶体谐振器和两个电感组成的差接变量器，使用的元件数目多。而在实际应用中，为了提高矩形度和阻带抑制，必须将多个基本桥型滤波电路级联使用，这进一步造成了电路体积较大。虽然一个单节的单片晶体滤波器能够实现一个基本桥型滤波电路的滤波功能，体积却更小，但是单片晶体滤波器的相对带宽既不能太宽也不能太窄，所以实际应用难以调试。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种复合式晶体滤波器，能够减少电路的元件使用数量和减小电路体积。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合式晶体滤波器，包括单节的桥型晶体滤波器、单节的单片晶体滤波器、耦合电容、变压器和单节的高通LC滤波器，所述桥型晶体滤波器和单片晶体滤波器通过耦合电容进行级联耦合，所述变压器与桥型晶体滤波器连接，用于为所述桥型晶体滤波器提供阻抗转换，所述高通LC滤波器与单片晶体滤波器连接，用于为所述单片晶体滤波器提供阻抗转换。
其中，所述桥型晶体滤波器包括第一晶体谐振器、第二晶体谐振器、第一电感和第二电感，所述第一晶体谐振器的一端与第一电感的一端连接，所述第一晶体谐振器的另一端与第二晶体谐振器的一端连接，所述第二电感的一端与第一电感的另一端连接，所述第二电感的另一端与第二晶体谐振器的另一端连接，所述第一电感和第二电感的连接点接地，所述第一晶体谐振器和第二晶体谐振器的连接点作为所述桥型晶体滤波器的输出端。
其中，所述单片晶体滤波器包括晶片，在所述晶片的两面沿所述晶片的声耦合方向镀有两对具有分缝间距的电极，每对所述电极中的两个电极相互正对，其中一对电极中的一个电极引出作为所述单片晶体滤波器的输入端，另一对电极中的一个电极引出作为所述单片晶体滤波器的输出端。所述两对电极中的其余电极均接地。
其中，所述耦合电容的一端与桥型晶体滤波器的输出端以及单片晶体滤波器的输入端连接，所述耦合电容的另一端接地。
其中，当所述复合式晶体滤波器的带宽超过单片晶体滤波器的带宽上限时，所述单片晶体滤波器的带宽窄于桥型晶体滤波器的带宽。
其中，当所述复合式晶体滤波器的带宽超过单片晶体滤波器的带宽下限时，所述单片晶体滤波器的带宽宽于桥型晶体滤波器的带宽。
其中，所述复合式晶体滤波器还包括第三电感和第一电容，所述第三电感的一端与第一电感的接地端连接，所述第三电感的另一端作为所述复合式晶体滤波器的输入端，所述第一电容与第一电感并联，所述第一电感、第三电感和第一电容构成所述变压器。
其中，所述第三电感的线圈数少于第一电感的线圈数。
其中，所述高通LC滤波器包括第二电容和第四电感，所述单片晶体滤波器的输出端连接第二电容的一端和第四电感的一端，所述第二电容的另一端作为所述复合式晶体滤波器的输出端，所述第四电感的另一端接地。
其中，所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感共用一个磁芯绕制而成。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的复合式晶体滤波器结合了桥型晶体滤波器和单片晶体滤波器的优势，桥型晶体滤波器、变压器以及高通LC滤波器的差接变量器都是电感元件，可以共用一个磁芯进行绕制来减少元件使用数量，单片晶体滤波器相比桥型晶体滤波器也减少了一个晶体谐振器和两个电感的数量，从而能够减少电路的元件使用数量和减小电路体积，而且高通LC滤波器的电路结构简单，不仅能够滤波还能够进行阻抗转换，因此充分发挥了桥型晶体滤波器、单片晶体滤波器和高通LC滤波器各自的性能优势。
附图说明
图1是本发明实施例的复合式晶体滤波器的结构示意图。
图2是本发明实施例的复合式晶体滤波器的单片晶体滤波器的结构示意图。
具体实施例
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，是本发明实施例的复合式晶体滤波器的结构示意图。本实施例的复合式晶体滤波器包括单节的桥型晶体滤波器1、单节的单片晶体滤波器2、耦合电容C、变压器3和单节的高通LC滤波器4。桥型晶体滤波器1和单片晶体滤波器2通过耦合电容C进行级联耦合，变压器3与桥型晶体滤波器1连接，用于为桥型晶体滤波器1提供阻抗转换，高通LC滤波器4与单片晶体滤波器2连接，用于为单片晶体滤波器2提供阻抗转换。
具体而言，桥型晶体滤波器1包括第一晶体谐振器f1、第二晶体谐振器f2、第一电感L1和第二电感L2，第一晶体谐振器f1的一端与第一电感L1的一端连接，第一晶体谐振器f1的另一端与第二晶体谐振器f2的一端连接，第二电感L2的一端与第一电感L1的另一端连接，第二电感L2的另一端与第二晶体谐振器f2的另一端连接，第一电感L1和第二电感L2的连接点接地，第一晶体谐振器f1和第二晶体谐振器f2的连接点作为桥型晶体滤波器1的输出端。在本实施例中，第一晶体谐振器f1和第二晶体谐振器f2作为桥型晶体滤波器1的谐振器件，第一晶体谐振器f1和第二晶体谐振器f2的谐振频率的差值决定了桥型晶体滤波器1的带宽。
请继续参阅图2，单片晶体滤波器2包括晶片21，在晶片21的两面沿晶片21的声耦合方向镀有两对具有分缝间距的电极E，每对电极E中的两个电极相互正对，其中一对电极E中的一个电极引出作为单片晶体滤波器2的输入端，另一对电极E中的一个电极引出作为单片晶体滤波器2的输出端。两对电极E中的其余电极均接地。其中，在引出电极时，引出的两个电极各自采用一条电极轨道引出至晶片21边缘，接地的电极则采用电极轨道接地。在本实施例中，两对电极E的分缝间距决定了单片晶体滤波器2的带宽。
耦合电容C的一端与桥型晶体滤波器1的输出端以及单片晶体滤波器2的输入端连接，耦合电容C的另一端接地。
由于耦合电容C与单片晶体滤波器2采用并联的方式耦合，因此通过调整桥型晶体滤波器1的频率参数就可以使得复合式晶体滤波器的最终指标主要由桥型晶体滤波器1的带宽决定，从而避免了第二节电路仍采用体积较大的桥型晶体滤波器，可以降低复合式晶体滤波器的体积。在具体设置频率参数时，当复合式晶体滤波器的带宽超过单片晶体滤波器2的带宽上限时，单片晶体滤波器2的带宽窄于桥型晶体滤波器1的带宽；当复合式晶体滤波器的带宽超过单片晶体滤波器2的带宽下限时，单片晶体滤波器2的带宽宽于桥型晶体滤波器1的带宽。
在本实施例中，复合式晶体滤波器还包括第三电感L3和第一电容C1，第三电感L3的一端与第一电感L1的接地端连接，第三电感L3的另一端作为复合式晶体滤波器的输入端，第一电容C1与第一电感L1并联，其中，第一电感L1、第三电感L3和第一电容C1构成变压器3，变压器3实质是一个低通型变压器。优选地，第三电感L3的线圈数少于第一电感L1的线圈数，从而可以将桥型晶体滤波器1的高阻抗转换为低阻抗。
高通LC滤波器4包括第二电容C2和第四电感L4，单片晶体滤波器2的输出端连接第二电容C2的一端和第四电感L4的一端，第二电容C2的另一端作为复合式晶体滤波器的输出端，第四电感L4的另一端接地。高通LC滤波器4不仅能将单片晶体滤波器2的高阻抗转换为低阻抗，还能够和变压器3在复合式晶体滤波器的输入端和输出端组成一个带通型LC滤波器，通过设计合适的参数，该带通型LC滤波器的中心频率和复合式晶体滤波器的中心频率重合后，带宽要远宽于一般的晶体滤波器，这样的三种滤波器(桥型晶体滤波器、单片晶体滤波器、带通型LC滤波器)级联滤波后，滤波器的阻带抑制，尤其是远端阻带抑制，较一般滤波器高出很多。
在本实施例中，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4共用一个磁芯绕制而成。由于桥型晶体滤波器1、变压器3和高通LC滤波器4的差接变量器都是电感元件，这些电感元件在同一个磁芯上进行绕制，可以减少电路的元件使用数量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种复合式晶体滤波器，其特征在于，包括单节的桥型晶体滤波器、单节的单片晶体滤波器、耦合电容、变压器和单节的高通LC滤波器，所述桥型晶体滤波器和单片晶体滤波器通过耦合电容进行级联耦合，所述变压器与桥型晶体滤波器连接，用于为所述桥型晶体滤波器提供阻抗转换，所述高通LC滤波器与单片晶体滤波器连接，用于为所述单片晶体滤波器提供阻抗转换。
2.根据权利要求1所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，所述桥型晶体滤波器包括第一晶体谐振器、第二晶体谐振器、第一电感和第二电感，所述第一晶体谐振器的一端与第一电感的一端连接，所述第一晶体谐振器的另一端与第二晶体谐振器的一端连接，所述第二电感的一端与第一电感的另一端连接，所述第二电感的另一端与第二晶体谐振器的另一端连接，所述第一电感和第二电感的连接点接地，所述第一晶体谐振器和第二晶体谐振器的连接点作为所述桥型晶体滤波器的输出端。
3.根据权利要求2所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，所述单片晶体滤波器包括晶片，在所述晶片的两面沿所述晶片的声耦合方向镀有两对具有分缝间距的电极，每对所述电极中的两个电极相互正对，其中一对电极中的一个电极引出作为所述单片晶体滤波器的输入端，另一对电极中的一个电极引出作为所述单片晶体滤波器的输出端。所述两对电极中的其余电极均接地。
4.根据权利要求3所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，所述耦合电容的一端与桥型晶体滤波器的输出端以及单片晶体滤波器的输入端连接，所述耦合电容的另一端接地。
5.根据权利要求2至4任一项所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，当所述复合式晶体滤波器的带宽超过单片晶体滤波器的带宽上限时，所述单片晶体滤波器的带宽窄于桥型晶体滤波器的带宽。
6.根据权利要求2至4任一项所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，当所述复合式晶体滤波器的带宽超过单片晶体滤波器的带宽下限时，所述单片晶体滤波器的带宽宽于桥型晶体滤波器的带宽。
7.根据权利要求4所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，所述复合式晶体滤波器还包括第三电感和第一电容，所述第三电感的一端与第一电感的接地端连接，所述第三电感的另一端作为所述复合式晶体滤波器的输入端，所述第一电容与第一电感并联，所述第一电感、第三电感和第一电容构成所述变压器。
8.根据权利要求7所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，所述第三电感的线圈数少于第一电感的线圈数。
9.根据权利要求7或8所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，所述高通LC滤波器包括第二电容和第四电感，所述单片晶体滤波器的输出端连接第二电容的一端和第四电感的一端，所述第二电容的另一端作为所述复合式晶体滤波器的输出端，所述第四电感的另一端接地。
10.根据权利要求9所述的复合式晶体滤波器，其特征在于，所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感共用一个磁芯绕制而成。
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