CN108512526B - 带通滤波电路和多工器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种带通滤波电路和多工器，其中，带通滤波电路包括第一滤波电路单元；第一滤波电路单元包括：串联连接的第一声波谐振器和第二声波谐振器；第一电路元件，第一电路元件与第一声波谐振器并联；第二电路元件，第二电路元件与第二声波谐振器并联；第三电路元件，第三电路元件的第一端与第一声波谐振器以及第二声波谐振器的公共连接端连接，第三电路元件的第二端接地；其中，第一电路元件和第二电路元件均为电容性元件，第三电路元件为电感性元件；或者，第一电路元件和第二电路元件均为电感性元件，第三电路元件为电容性元件。本发明实施例提供的带通滤波电路和多工器具有高抑制和宽频宽的特性。

Description

带通滤波电路和多工器
技术领域
本发明实施例涉及滤波技术，尤其涉及一种带通滤波电路和多工器。
背景技术
滤波器电路广泛应用于集成电路中，例如使用于集成电路的多工器。宽频宽，高抑制多工器设计常常是集成电路设计时的一个瓶颈。
通过声波滤波器进行滤波，可以解决滤波电路无法实现高抑制的难题，然而声波滤波器虽有高抑制的优点，但无法实现宽频宽的滤波器。
如何保持高抑制且宽频宽特性一直是多工器设计的一大难题。
发明内容
本发明提供一种带通滤波电路和多工器，以实现宽频宽和高抑制特性的滤波电路和多工器设计。
第一方面，本发明实施例提供了一种带通滤波电路。该带通滤波电路包括第一滤波电路单元；
所述第一滤波电路单元包括：
串联连接的第一声波谐振器和第二声波谐振器；
第一电路元件，所述第一电路元件与所述第一声波谐振器并联；
第二电路元件，所述第二电路元件与所述第二声波谐振器并联；
第三电路元件，所述第三电路元件的第一端与所述第一声波谐振器以及所述第二声波谐振器的公共连接端连接，所述第三电路元件的第二端接地；
其中，所述第一电路元件和所述第二电路元件均为电容性元件，所述第三电路元件为电感性元件；或者，所述第一电路元件和所述第二电路元件均为电感性元件，所述第三电路元件为电容性元件；
可选的，所述带通滤波电路还包括与所述第一滤波电路单元串联连接的第二滤波电路单元，所述第一滤波电路单元和所述第二滤波电路单元均包括第一端和第二端；
其中，所述第一声波谐振器和第二声波谐振器串联连接于所述第一滤波电路单元的第一端和第二端之间，所述第二滤波电路单元的第二端与所述第一滤波电路单元的第一端连接；或者,第二滤波电路单元的第一端与第一滤波电路单元的第二端连接。
可选地，所述第二滤波电路单元为低通滤波电路单元，所述第一电路元件和第二电路元件采用电容性元件，所述第三电路元件采用电感器性元件。
可选地，所述第二滤波电路单元为高通滤波电路单元，所述第一电路元件和所述第二电路元件采用电感性元件，所述第三电路元件采用电容性元件。
可选地，所述第二滤波电路单元为有源滤波单元或者无源滤波单元。
第二方面，本发明实施例还提供了一种多工器，该多工器包括至少一个第一方面的所述带通滤波电路。
可选地，所述多工器还包括一个第一端和至少两个第二端；
每个所述带通滤波电路的第一滤波电路单元和第二滤波电路单元串联连接于所述多工器的第一端和一第二端之间。
可选地，所述多工器还包括至少一个第三滤波电路单元；
所述第三滤波单元连接于所述多工器的第一端和一第二端之间。
其中，所述多工器的第一端和第二端均作为输入输出端。
本发明提供的带通滤波电路和多工器，在电路中使用集总元件与声波谐振器进行组合，构成滤波电路，该滤波电路具有高抑制和宽频宽的特性。
附图说明
图1是本发明实施提供的一种带通滤波电路的电路图；
图2是本发明实施提供的另一种带通滤波电路的电路图；
图3是本发明实施例提供的一种示出带通滤波电路连接端的电路图；
图4是本发明实施例提供的另一种示出带通滤波电路连接端的电路图；
图5是本发明实施例提供的针对图3中所示电路的S参数仿真图；
图6是本发明实施例提供的针对图3中所示电路的S参数仿真图；
图7是本发明实施例提供的一种多工器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施提供的一种带通滤波电路的电路图，图2是本发明实施例提供的另一种带通滤波电路的电路图。
请参考图1和图2，本发明实施例提供的带通滤波电路包括第一滤波电路单元11；
第一滤波电路单元11包括：
串联连接的第一声波谐振器101和第二声波谐振器102；
第一电路元件103，第一电路元件103与第一声波谐振器101并联；
第二电路元件104，第二电路元件104与第二声波谐振器102并联；
第三电路元件105，第三电路元件105的第一端与第一声波谐振器101以及第二声波谐振器102的公共连接端连接，第三电路元件105的第二端接地；
在图1所示的电路中，第一电路元件103和第二电路元件104均为电容性元件，第三电路元件105为电感性元件。
在图2所示的电路中，第一电路元件103和第二电路元件104均为电感性元件，第三电路元件105为电容性元件。第一声波谐振器101和第二声波谐振器102可以但不限于声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)、体声波(Bulk Acoustic Wave，BAW)、薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，FBAR)实现。第一电路元件、第二电路元件以及第三电路元件可以但不限于低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)、表面贴装技术(Surface Mount Devices，SMD)实现。
常规的滤波电路单元一般有若干个集总lump元件，例如电容、电感和电阻构成，构成的滤波电路频宽相对较宽，然而抑制特性较差。或者滤波电路单元使用若干个声波谐振器，滤波电路单元的抑制特性得到改善，但是滤波电路单元的频宽较窄。发明人在研究过程发现，第一电路元件103、第二电路元件104以及第三电路元件105与两个声波谐振器(第一声波谐振器101和第二声波谐振器102)构成的第一滤波电路单元11，有第一滤波电路11构成的带通滤波电路的不仅具有高抑制，而且频宽较宽，电路特性得到极大改善。本发明实施例提供的带通滤波电路单元，有低通或者高通滤波电路单元、声波谐振器、电容性元件和电阻性元件组合实现，具有高抑制和宽频宽的特性。
请继续参考图1和图2，本发明实施例提供的带通滤波电路还包括与所述第一滤波电路单元11串联连接的第二滤波电路单元12，第一滤波电路单元11和第二滤波电路单元12均包括第一端和第二端；请参考图1，第一滤波电路的连接端a1和b1分别作为第一滤波电路单元11的第一端和第二端。本领域技术人员可以理解，连接端a1和b1也可以分别作为第一滤波电路单元11的第二端和第一端。同样，连接端a2和b2即可以分别作为第二滤波电路单元12的第一端和第二端，也可作为第二滤波电路单元12的第二端和第一端。而且第一滤波电路单元11和第一滤波电路单元12之间的两个未连接的连接端可以作为带通滤波电路的第一端和第二端，例如图1中，连接端b1和连接端a2分别作为带通滤波电路10的第一端和第二端，或者作为带通滤波电路10的第二端和第一端。带通滤波电路10的第一端可以是输入端也可以是输出端，第二端也可以是输入端也可以是输出端。
其中，第一声波谐振器101和第二声波谐振器102串联连接于第一滤波电路单元的第一端和第二端之间，第二滤波电路单元12的第二端与第一滤波电路单元的第一端连接。
需要说明的是，第二滤波电路单元12可以是现有技术中的滤波电路单元，即能实现滤波的电路即可。第二滤波电路单元12可以为有源滤波单元或者无源滤波单元，可以根据实际的应用电路进行配置，本发明实施例不作限定。
在本发明实施例中，继续参考图1，第二滤波电路单元12可为低通滤波电路单元，相应的，第一电路元件103和第二电路元件104采用电容性元件，第三电路元件105采用电感器性元件。也就是说，第一电路元件103、第二电路元件104和第三电路元件105构成了高通滤波电路单元。第一滤波电路单元11和第二滤波电路单元12构成带通滤波电路。
在本发明实施例中，继续参考图2，第二滤波电路单元12为高通滤波电路单元，相应的，第一电路元件103和第二电路元件104采用电感性元件，第三电路元件105采用电容性元件。也就是说，第一电路元件103、第二电路元件104和第三电路元件105构成了低通滤波电路单元。第一滤波电路单元11和第二滤波电路单元12构成带通滤波电路。
图3是本发明实施例提供的一种示出带通滤波电路连接端的电路图，图4是本发明实施例提供的另一种示出带通滤波电路连接端的电路图。请参考图3和图4，在上述实施例的基础上，第一滤波电路单元11和第二滤波电路单元12串联于带通滤波电路10的第一端A和第二端B之间，其中第一端A为输入端，第二端B为输出端，和/或第二端B为输入端，第一端A为输出端，可以根据具体的使用需求配置端口。
下面进一步说明本发明实施例提供的技术方案的技术效果。图5是本发明实施例提供的针对图3中所示电路的S参数仿真图，请参考图5，横坐标的单位为GHz,纵坐标的单位为dB,t1表示该带通滤波电路的过渡带帶宽,其宽度很小，表明图3所示的电路具有高抑制特性，t2表示该带通滤波电路的通带频率，频宽范围大概为500MHz(2.3GHz-2.8GHz)，具有较宽的频宽。请参考下表，下表是本发明实施提供的滤波电路(滤波器)与现有技术中的，LTCC滤波器以及SAW滤波器的参数对比表。
通带频率(t2) 过渡带帶宽(t1)
LTCC滤波器 2300～2800MHz(500MHz) 230MHz
SAW滤波器 2300～2400MHz(100MHz) 60MHz
本发明实施例提供的滤波器 2300～2800MHz(500MHz) 1MHz–200MHz
可以看到，LTCC滤波器虽然有较宽的通带，但是其t1值为230MHz，过渡带较宽，带外抑制较差；SAW滤波器，过渡带较窄，具有高抑制特性，但通带较窄。而本发明实施例提供的滤波器，不仅具有宽通带，而且具有高抑制特性，过渡带宽度可以使用不同滤波器工艺进行设计。多工器性能相对现有技术中的滤波器得到极大改善。
图6是本发明实施例提供的针对图3中所示电路的S参数仿真图，请参考图6，横坐标的单位为GHz,纵坐标的单位为dB。t3表示该带通滤波电路的过渡带频率，其宽度很小，表明图4所示的电路具有高抑制特性，t4表示该带通滤波电路的通带频率，频宽范围大概为800MHz(1.4GHz-2.2GHz)，具有较宽的频宽。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种多工器，请参考图7，该多工器包括至少一个本发明任意实施例提供的带通滤波电路10，该多工器还包括一个第一端和至少两个第二端；如包括一个第一端IN，n个第二端，分别为OUT1、OUT2、……、OUTn。
每个带通滤波电路10的第一滤波电路单元和第二滤波电路单元串联连接于多工器的第一端和一第二端之间，例如第一个带通滤波电路10的第一滤波电路单元和第二滤波电路单元串联连接于多工器的第一端IN和第二端OUT1之间。多工器的第一端和至少一第二端之间使用有本发明任意实施例提供的带通滤波电路，该多工器具有高抑制和宽频宽的特性。多工器的第一端和第二端均作为输入输出端。也就是说，多工器一般是双向的，第一端和第二端即可输入信号，也可以输出信号。
可选的，继续参考图7，本发明实施例提供的多工器还包括至少一个第三滤波电路单元13；第三滤波单元13连接于多工器的第一端和一第二端之间。也就是说，在本发明实施例提供的多工器中，除了使用有本发明提供的带通滤波电路，也可以包括其他类型的滤波电路单元，第三滤波电路单元13可以是低通滤波电路单元、高通滤波电路单元或者带通滤波电路单元，可以根据具体的应用电路进行选配。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种带通滤波电路，其特征在于，包括第一滤波电路单元；
所述第一滤波电路单元包括：
第一端、第二端、以及串联连接的第一声波谐振器和第二声波谐振器，所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器串联连接于所述第一滤波电路单元的第一端和第二端之间；
第一电路元件，所述第一电路元件与所述第一声波谐振器并联；
第二电路元件，所述第二电路元件与所述第二声波谐振器并联；
第三电路元件，所述第三电路元件的第一端与所述第一声波谐振器以及所述第二声波谐振器的公共连接端连接，所述第三电路元件的第二端接地；
其中，所述第一电路元件和所述第二电路元件均为电容性元件，所述第三电路元件为电感性元件；或者，所述第一电路元件和所述第二电路元件均为电感性元件，所述第三电路元件为电容性元件。
2.根据权利要求1所述的带通滤波电路，其特征在于，还包括与所述第一滤波电路单元串联连接的第二滤波电路单元，所述第二滤波电路单元包括第一端和第二端；
其中，所述第二滤波电路单元的第二端与所述第一滤波电路单元的第一端连接，或者，第二滤波电路单元的第一端与第一滤波电路单元的第二端连接；所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器为声表面波谐振器、体声波谐振器或薄膜体声波谐振器。
3.根据权利要求2所述的带通滤波电路，其特征在于，所述第二滤波电路单元为低通滤波电路单元，所述第一电路元件和第二电路元件采用电容性元件，所述第三电路元件采用电感器性元件。
4.根据权利要求2所述的带通滤波电路，其特征在于，所述第二滤波电路单元为高通滤波电路单元，所述第一电路元件和所述第二电路元件采用电感性元件，所述第三电路元件采用电容性元件。
5.根据权利要求2所述的带通滤波电路，其特征在于，所述第二滤波电路单元为有源滤波单元或者无源滤波单元。
6.一种多工器，其特征在于，包括至少一个权利要求2-4任一项所述带通滤波电路。
7.根据权利要求6所述的多工器，其特征在于，所述多工器还包括一个第一端和至少两个第二端；
每个所述带通滤波电路的第一滤波电路单元和第二滤波电路单元串联连接于所述多工器的第一端和一第二端之间。
8.根据权利要求7所述的多工器，其特征在于，还包括至少一个第三滤波电路单元；
所述第三滤波电路单元连接于所述多工器的第一端和一第二端之间。
9.根据权利要求7或8所述的多工器，其特征在于，所述多工器的第一端和第二端均作为输入输出端。
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