CN109302161A - 调谐滤波电路和终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种调谐滤波电路和终端设备，以解决现有技术中滤波频点单一的问题。该调谐滤波电路设置在信号接入端和参考地之间，包括：多个支路，其中，每个支路中包括有开关、电感以及电容，所述电容包括电容量固定的固定电容；所述多个支路之间还设置有令所述电容并联的电容并联开关。

Description

调谐滤波电路和终端设备

技术领域

本发明实施例涉及终端设备技术领域，尤其涉及一种调谐滤波电路和终端设备。

背景技术

随着通信技术的高速发展，终端设备通信所采用的射频频段越来越复杂，射频之间如何共存的问题也变的越来越棘手。传统的调谐滤波电路在提供高带宽滤波的情况下，只能在做到某一个频点插损高，在多个频点无法实现高插损，即传统的调谐滤波电路滤波频点单一。因此，有必要提供一种调谐滤波电路，以解决滤波频点单一的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种调谐滤波电路和终端设备，以解决现有技术中滤波频点单一的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，提供了一种调谐滤波电路，设置在信号接入端和参考地之间，包括：多个支路，其中，

每个支路中包括有开关、电感以及电容，所述电容包括电容量固定的固定电容；

所述多个支路之间还设置有令所述电容并联的电容并联开关。

第二方面，提供了一种终端设备，该终端设备包括如第一方面所述的调谐滤波线路。

本发明实施例提供的上述技术方案，调谐滤波电路包括有多个支路，每个支路中包括有开关、电感以及电容，通过控制每个开关的断开或闭合即可控制接入所述信号接入端和所述参考地端之间的支路，接入的支路中的电感和电容即可对信号中的噪声进行过滤。由于每个支路中包括有开关，并且多个支路之间还设置有令电容并联的电容并联开关，这样，接入的电感的数量以及接入的电容的数量可调，能够实现无数个连续频点滤波，解决了现有技术中滤波频点单一的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的一个实施例提供的调谐滤波电路结构示意图；

图2是本发明的一个实施例提供的调谐滤波电路在终端设备中的位置示意图；

图3是本发明的一个实施例提供的调谐滤波电路滤波效果仿真示意图；

图4是图3所示的调谐滤波电路滤波效果仿真的包络线示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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。

如图1所示，本发明的一个实施例提供一种调谐滤波电路，主要包括：第一电感L₁、第二电感L₂；第一电容C₁、第二电容C₂；第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅。

其中，第一开关S₁、第一电感L₁、第三开关S₃以及第一电容C₁构成第一支路。

第二开关S₂、第二电感L₂、第四开关S₄和第二电容C₂构成第二支路。

第五开关S₅是第一支路和第二支路之间的开关，第五开关S₅能够使第一电容C₁和第二电容C₂并联接入调谐滤波电路，因此，第五开关S₅也可以称作是电容并联开关。

上述第一电容C₁和第二电容C₂均是电容量固定的固定电容，该处所提到的固定电容，是相对于电容量可调的可变电容而言的。

需要说明的是，本发明实施例提供的调谐滤波电路以第一支路和第二支路为例进行介绍，实际上，支路的数量还可以更多，支路之间的开关的连接关系可以参照第五开关S₅的连接关系。

此外，为了达到更好的滤波效果，防止每个支路中的电感仅有一端接入电路，本发明实施例在第一支路和第二支路和第二支路中均设置有两个开关，也即第一支路包括第一开关S₁和第三开关S₃，第二支路包括第二开关S₂和第四开关S₄。

实际上，每个支路也可以仅仅设置一个开关，例如，第一支路可以仅仅包括第一开关而省略第三开关；同理，第二支路可以仅仅包括第二开关而省略第四开关。

可选地，上述第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关S₄和第五开关S₅可以集成在开关IC内部，开关IC包括有多个引脚，具体参见图1中的引脚1至引脚7，从而方便灵活地实现对上述各个开关的灵活、自动控制。

以下将结合附图对上述调谐滤波电路的连接关系和工作原理进行详细介绍。

如图1所示，第一开关S₁的一端与信号接入端即图1中的引脚7连接，第一开关S₁的另一端与第一电感L₁的第一端即图1中的引脚1连接。

上述信号接入端，具体可以是终端设备的T/R收发器和终端设备的天线之间的任一位置。

第二开关的S₂的一端与信号接入端即图1中的引脚7连接，第二开关的S₂的另一端与第二电感L₂的第一端即图1中的引脚6连接。

第三开关S₃的一端与第一电感L₁的第二端即图1中的引脚2连接，第三开关S₃的另一端与第一电容C₁的第一端即图1中的引脚3连接，第三开关S₃的另一端同时和第五开关S₅的第一端连接。

第四开关S₄的一端与第二电感C₂的第二端即图1中的引脚5连接，第四开关S₄的另一端与第二电容C₂的第一端即图1中的引脚4连接，第四开关S₄的另一端同时和第五开关S₅的第二端连接。

第一电容C₁的第二端和参考地连接，第二电容C₂的第二端和参考地连接。

优选地，第一电容C₁和第二电容C₂的电容量是4.7PF。

在图1所示的调谐滤波电路中，第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关S₄和第五开关S₅集成在开关IC内部，第一电容C₁、第二电容C₂、第一电感L₁和第二电感L₂连接在开关IC的外部。

在实际应用过程中，可以根据需要过滤的噪声的频率确定连接的第一电容C₁、第二电容C₂、第一电感L₁和第二电感L₂的参数值，从而产生不同的频点的滤波效果，方便对信号噪声更多不同频点的滤波。

在图1中，矩形的方框为开关IC，按照图1所示的方向，第一开关S₁和第二开关S₂摆放在上方，第一电感L₁和第二电感L₂在开关IC的左右对称分布。第三开关S₃、第四开关S₄和第五开关S₅摆放在开关IC下方，信号从第一开关S₁和第二开关S₂的中心点输入，左右两边出线，第三开关S₃和第四开关S₄左右两边对称分布，第五开关S₅在正中间，第一电容C₁和第二电容C₂在开关IC的左右对称分布，信号路径短，信号走线分布匀称且对称，有利于提高滤波效果。

可选地，在其他的实施例中，多个支路的数量是偶数，多个支路可以沿所述开关IC对称分布。

本发明实施例中，第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关S₄和第五开关S₅可以采用低寄生电容CMOS管开关，通过开关IC的控制脚对第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅的断开或闭合进行自由切换。由于采用CMOS管，各个开关断开或闭合控制方便，控制精度高，且开关IC占用的体积较小。

当图1所示的调谐滤波电路应用在终端设备内时，具体的连接位置可以参见图2，信号接入端和终端设备的天线接收通道连接。可以实现终端设备的RX(终端设备射频接收)接收信号外的某个噪声频点的滤波；同时实现终端设备的DRX(终端设备分集接收)接收信号外的某个噪声频点的滤波，以提升终端设备的接收灵敏度。

图2中所示的电源供电模块可以同时给主天线的接收通道RX、分集接收天线通道DRX的调谐滤波电路进行同步供电，供电电压大小都一样，以保持对RX和DRX的滤波效果相同。

图2中所示的基带芯片可以控制电源供电模块的供电电压，同时可以用来可以控制调谐滤波电路的开关IC内部的第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅的断开或闭合状态。

在图2中，本发明实施例提供的调谐滤波电路与终端设备的滤波器为串联关系，当终端设备的RX或DRX接收灵敏度正常时，调谐滤波电路第一开关S₁和第二开关S₂均断开；当终端设备的RX或DRX接收灵敏度下降低时，例如下降到预定阀值时(影响上网体验、或通话质量)，控制图1所示的调谐滤波电路中的第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅的断开和闭合，使调谐滤波电路的LC谐振频率等于或无限接近于噪声信号的频率，以对终端设备工作频带外的噪声信号进行过滤，以提升RX和DRX的接收灵敏度。

当RX和DRX的接收灵敏度为最佳时，还可以锁定第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅的断开或闭合状态，并存储上述参数，以便后续直接调取该参数使用。

通过图1所示的滤波电路，通过调节第一开关S₁至第五开关S₅的断开或闭合，共可实现以下四种组合效果，如下表1所示：

表1滤波组合效果表

滤波组合	S<sub>1</sub>	S<sub>2</sub>	S<sub>3</sub>	S<sub>4</sub>	S<sub>5</sub>
						NF1	ON	OFF	ON	OFF	OFF
NF2	ON	OFF	ON	OFF	ON
						NF3	OFF	ON	OFF	ON	OFF
NF4	OFF	ON	OFF	ON	ON

在表1中，滤波组合为NF1时，第一电感L₁和第一电容C₁串联接入电路，其他器件断开，根据LC谐振频率的计算公式：

通过公式(1)，即可得出滤波组合为NF1时的最大滤波效果对应的频率值。公式(1)中，L为接入电路中的总电感，L的单位取亨利；C为接入电路中的总电容，C的单位取法拉；f₀的单位为赫兹。

滤波组合为NF2时，第一电感L₁、第一电容C₁和第二电容C₂接入电路，具体的连接关系为：第一电容C₁和第二电容C₂并联之后，然后与第一电感L₁串联接入电路，其他器件断开。第一电容C₁和第二电容C₂并联后的总电容变大，根据上述公式，即可得出滤波组合为NF2时f₀相对于NF1的f₀变小。

滤波组合为NF3时，第二电感L₂和第二电容C₂串联接入电路，其他器件断开。

滤波组合为NF4时，第二电感L_2、第一电容C₁和第二电容C₂接入电路，具体的连接关系为：第一电容C₁和第二电容C₂并联之后，然后与第二电感L₂串联接入电路，其他器件断开。

图3为第一电感L₁＝3.6nH，第二电感L₂＝1.2nH，第一电容C₁＝4.7pF，第二电容C₂＝4.7pF时，上述滤波组合NF1、NF2、NF3和NF4的滤波效果曲线图。

在图3和图4中，横坐标为可以过滤的噪声信号的频率值，单位可以是GHZ；纵坐标为对噪声信号的插损值，插损值(绝对值)越大，表示对噪声信号的过滤效果越好。

从图3和图4的分析可知，滤波组合NF4能够过滤的噪声的频率为0.8GHZ；滤波组合NF1能够过滤的噪声的频率为2.1GHZ，能够过滤的噪声信号的频率宽度更宽。

参见图3和图4，如果按一定时序切换第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅的断开和闭合，等效的滤波效果可以参见图4中包络线，也即图4中的粗实线。

从图4可以看出可知，通过图1所示的调谐滤波电路，采用有源时序切换开关切换第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅的断开和闭合，可以实现更宽频带宽度(880MHZ～2.1GHZ)内的任意谐振频率点的滤波。

本发明实施例提供的上述技术方案，调谐滤波电路包括有多个支路，每个支路中包括有开关、电感以及电容，通过控制每个开关的断开或闭合即可控制接入所述信号接入端和所述参考地端之间的支路，接入的支路中的电感和电容即可对信号中的噪声进行过滤。由于每个支路中包括有开关，并且多个支路之间还设置有令电容并联的电容并联开关，这样，接入的电感的数量以及接入的电容的数量可调，能够实现无数个连续频点滤波，解决了现有技术中滤波频点单一的问题。

本发明实施例提供的调谐滤波电路，可以随着射频各个工作频段信号变化，切换调谐滤波电路的谐振频率，从而实现对不同工作频段的噪声进行高插损、高带宽的滤波，达到提升接收灵敏度的效果。

同时根据实际电路的信号噪声源不同，改变第一电感L₁、第二电感L₂、第一电容C₁、第二电容C₂的取值后，可以滤除信号不同频点噪声，根据不同射频电路环境可以灵活应用。

需要说明的是，以上只是根据第一电感L₁、第二电感L₂、第一电容C₁、第二电容C₂四个外围器件以及开关IC进行说明，实际应用中，可以增加更多外围电容、电感，进行不同串并联组合，也即增加更多的支路，实现更多的不同的滤波效果，显而易见，也在发明保护范围之内。

通过本发明实施例提供的上述调谐滤波电路，在无数个频率点的滤波插损都足够高。

通过基带芯片对第一开关S₁、第二开关S₂、第三开关S₃、第四开关和S₄第五开关S₅的断开和闭合进行控制，使调谐滤波电路的频率选择特性与射频随动，滤波频点无数个。

滤波频率带宽足够宽(几百M到几GHZ)，同时可以根据实际需要进行灵活的调试。

基于发明实施例提供的上述调谐滤波电路，本发明还提供一种终端设备，该终端设备包括设备本体、处理器、电源以及如前文图1至图4所示的调谐滤波电路，所述设备本体可包括壳体，如中框、前壳或者后盖等。所述调谐滤波电路设于所述设备本体内，如图2所示，所述调谐滤波电路可以与终端设备的T/R收发器、滤波器以及电源供电模块等连接。

上述终端设备包括但不限于手机、平板电脑、个人数字处理器、车载电脑、相机、音乐播放器、手提电脑、电子书阅读器或导航仪等。

本发明实施例提供的终端设备能够达到与前文几个实施例中介绍的调谐滤波电路相同或等同的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种调谐滤波电路，其特征在于，设置在信号接入端和参考地之间，包括：多个支路，其中，

每个支路中包括有开关、电感以及电容，所述电容包括电容量固定的固定电容；

所述多个支路之间还设置有令所述电容并联的电容并联开关。

2.如权利要求1所述的调谐滤波电路，其特征在于，所述调谐滤波电路还包括开关集成电路IC，其中，

每个支路中的开关，以及电容并联开关均集成在所述开关IC内部。

3.如权利要求2所述的调谐滤波电路，其特征在于，

所述多个支路的数量是偶数。

4.如权利要求3所述的调谐滤波电路，其特征在于，

所述多个支路包括第一支路和第二支路，第一支路包括第一电感、第一开关和第一电容，第二支路包括第二电感、第二开关和第二电容，其中，

第一开关的一端与信号接入端连接，另一端与第一电感的第一端连接；

第一电感的第一端与第一开关连接，第一电感的第二端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端和参考地连接；

第二开关的一端与信号接入端连接，另一端与第二电感的第一端连接；以及

第二电感的第一端与第二开关连接，第二电感的第二端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端和参考地连接。

5.如权利要求4所述的调谐滤波电路，其特征在于，

第一支路还包括第三开关，第二支路还包括第四开关，第一支路和第二支路之间设置有第五开关，第五开关是令第一电容和第二电容并联的电容并联开关，其中，

第三开关的一端与第一电感的第二端连接，另一端与第一电容的第一端和第五开关的第一端连接；

第四开关的一端与第二电感的第二端连接，另一端与第二电容的第一端和第五开关的第二端连接。

6.如权利要求5所述的调谐滤波电路，其特征在于，

第一开关和第三开关处于闭合状态，第二开关、第四开关和第五开关处于断开状态时，第一电感和第一电容串联接入所述信号接入端和所述参考地端之间；

第一开关、第三开关和第五开关处于闭合状态，第二开关和第四开关处于断开状态时，第一电感，与并联的第一电容和第二电容，串联接入所述信号接入端和所述参考地端之间；

第二开关和第四开关处于闭合状态，第一开关、第三开关和第五开关处于断开状态时，第二电感和第二电容串联接入所述信号接入端和所述参考地端之间；以及

第二开关、第四开关和第五开关处于闭合状态，第一开关和第三开关处于断开状态时，第二电感，与并联的第一电容和第二电容，串联接入所述信号接入端和所述参考地端之间。

7.如权利要求6所述的调谐滤波电路，其特征在于，

第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关为互补金属氧化物半导体CMOS管开关。

8.如权利要求6所述的调谐滤波电路，其特征在于，

第一电感是3.6纳亨；第二电感是1.2纳亨；

第一电容是4.7皮法；第二电容是4.7皮法。

9.如权利要求1所述的调谐滤波电路，其特征在于，所述调谐滤波电路应用于终端设备，所述信号接入端和终端设备的天线接收通道连接。

10.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的调谐滤波电路。