CN109792238B - 弹性波滤波器装置、高频前端电路以及通信装置 - Google Patents
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Abstract
滤波器(10)具备:串联臂谐振器(s1),其设置在将输入输出端子(11m)与输入输出端子(11n)连结的路径上;以及第一并联臂谐振电路,其连接于设置在该路径上的节点(x1)与地之间,其中,第一并联臂谐振电路具有:并联臂谐振器(p1);以及彼此并联连接的一对电容器(C1)和开关(SW1),该一对电容器(C1)和开关(SW1)以与并联臂谐振器(p1)串联的方式连接在并联臂谐振器(p1)与地之间,在所述路径上布线(a1)连接于输入输出端子(11m),在路径上布线(a2)连接于输入输出端子(11n),并联臂谐振器(p1)与开关(SW1)被布线(a3)连接,布线(a3)中的第三阻抗比布线(a1)中的第一阻抗和布线(a2)中的第二阻抗中的至少一方低。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有谐振器的弹性波滤波器装置、高频前端电路以及通信装置。
背景技术
以往,利用弹性波的弹性波滤波器被广泛地用作在移动通信机的前端部配置的带通型滤波器等。另外,为了支持多模式/多频段(multimode/multiband)等复合化,具备多个弹性波滤波器装置的高频前端电路、通信装置已投入实际使用。
例如,作为支持多频段化的弹性波滤波器装置,已知以下的结构:对由体声波(BAW:Bulk Acoustic Wave)谐振器构成的梯型滤波器的并联臂谐振电路(并联臂谐振器)串联连接彼此并联连接的一对电容器和开关(例如,参照专利文献1)。这种弹性波滤波器装置构成能够根据开关的导通和非导通来改变通带的频率可变型的弹性波滤波器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2009/0251235号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而,在上述以往的频率可变型的弹性波滤波器装置中,在将并联臂谐振器与开关连接的布线中的阻抗等于或高于与弹性波滤波器装置的输入输出端子连接的布线中的阻抗的情况下,比弹性波滤波器装置的通带靠高频侧的衰减带中产生的驻波的振幅变大,衰减特性恶化。
因此,本发明的目的在于提供一种能够改善比通带靠高频侧的衰减特性的频率可变型的弹性波滤波器装置、高频前端电路以及通信装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的一个方式所涉及的弹性波滤波器装置是一种频率可变型的弹性波滤波器装置,其具备:串联臂谐振电路,其设置在将第一输入输出端子与第二输入输出端子连结的路径上;以及第一并联臂谐振电路,其连接于设置在所述路径上的第一节点与地之间,其中,所述第一并联臂谐振电路具有:第一并联臂谐振器;以及彼此并联连接的一对第一阻抗元件和第一开关,该一对第一阻抗元件和第一开关以与所述第一并联臂谐振器串联的方式连接在所述第一并联臂谐振器与地之间,在所述路径上第一布线连接于所述第一输入输出端子,在所述路径上第二布线连接于所述第二输入输出端子,所述第一并联臂谐振器与所述第一开关被第三布线所连接,所述第三布线中的特性阻抗即第三阻抗比所述第一布线中的特性阻抗即第一阻抗和所述第二布线中的特性阻抗即第二阻抗中的至少一方低。
据此,在第三阻抗高的情况下,弹性波滤波器装置的通带高频侧的衰减带中产生的驻波的振幅变大,衰减特性恶化。与此相对,通过使第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,该驻波的振幅变小,能够改善通带高频侧的衰减特性。
另外,也可以是,所述第三阻抗比所述第一阻抗和所述第二阻抗这两方低。
据此,第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗这两方低,由此能够使第三阻抗更低,该驻波的振幅变小,能够进一步改善通带高频侧的衰减特性。
另外,也可以是,所述第三阻抗为40Ω以下。
据此,通过第三阻抗为40Ω以下,该驻波的振幅变小,能够使比通带靠高频侧的衰减带中的衰减量为例如45dB以上。
另外,也可以是,所述弹性波滤波器装置还具备布线基板,所述第一布线、所述第二布线以及所述第三布线中的至少1个布线的一部分设置在所述布线基板上或所述布线基板的内部。
据此,例如在用于将第一并联臂谐振器与第一开关连接的第三布线的一部分位于布线基板上或该布线基板的内部的情况下,能够调整位于该布线基板上或该布线基板的内部的第三布线的宽度。而且,通过调整第三布线的宽度,能够容易地设定第三布线的特性阻抗。此外,在第二布线的一部分或第一布线的一部分位于该布线基板上或该布线基板的内部的情况下,也能够通过调整第二布线的宽度或第一布线的宽度来容易地设定第二布线或第一布线的特性阻抗。
另外,也可以是,所述第一并联臂谐振器和所述第一开关设置在所述布线基板上或所述布线基板的内部。
据此,通过第一并联臂谐振器和第一开关设置在布线基板上或内部,第一并联臂谐振器及第一开关与各布线被一体化,因此能够使弹性波滤波器装置小型化。
另外,也可以是,所述第三布线设置于设置有控制布线的层或者设置有电源布线的层,所述控制布线将所述第一开关与用于控制所述第一开关的控制电路连接,所述电源布线将所述第一开关与驱动所述第一开关的电源电路连接。
第三布线中的第三阻抗比第一布线中的第一阻抗和第二布线中的第二阻抗中的至少一方低,因此需要使第三布线与地之间的距离比第一布线与地之间的距离和第二布线与地之间的距离中的至少一方短。
另外,将第一开关与驱动第一开关的电源电路连接的电源布线以及将第一开关与用于控制第一开关的控制电路连接的控制布线不影响滤波器特性,因此,为了布线基板的低高度化,期望的是,使设置有电源布线和控制布线的层(称为SW电源层)与地之间的距离短。
因而,通过将第三布线设置于布线基板中的设置有用于控制第一开关的控制布线或第一开关的电源布线的层,能够实现使第三布线与地之间的距离短以及布线基板的低高度化这两方。
此外,在将第三布线设置于SW电源层的情况下,虽然从电源电路和控制电路产生的噪声对第三布线造成影响,但是与第三布线连接的第一并联臂谐振器被设定成在弹性波滤波器装置的通带中呈现高阻抗,因此噪声被第一并联臂谐振器阻断。
因此,即使将第三布线设置于SW电源层,通过弹性波滤波器装置的高频信号也不受来自控制布线和电源布线的噪声所影响,从而能够小型化和低高度化。
另外,也可以是,所述弹性波滤波器装置还具备第一电感器元件,所述第一电感器元件设置在经由所述第一开关来将同所述第一并联臂谐振器及所述第一阻抗元件连接的节点与地连结的路径上。
据此,弹性波滤波器装置由串联臂谐振电路和第一并联臂谐振电路形成,具有根据第一开关的导通和非导通而通带互不相同的第一带通特性和第二带通特性。例如,在第一开关导通的情况下,通过第一开关来选择第一电感器元件,成为对第一并联臂谐振器串联连接第一阻抗元件与第一电感器元件的并联电路的电路结构,从而规定第一带通特性。另一方面,在第一开关非导通的情况下,第一电感器元件不与第一并联臂谐振器连接,从而规定由第一并联臂谐振器与第一阻抗元件的串联连接电路构成的、不同于第一带通特性的第二带通特性。另外,第一带通特性和第二带通特性中的通带的低频侧的衰减带由第一并联臂谐振电路的阻抗成为极小的谐振频率形成。也就是说,在第一开关从非导通切换为导通的情况下,由于第一电感器元件的影响,能够使第一带通特性中的通带的低频侧的衰减带向低频侧移位的移位量变大。
另外,也可以是,所述弹性波滤波器装置还具备第二并联臂谐振电路,所述第二并联臂谐振电路以与所述第一并联臂谐振电路并联的方式连接在所述第一节点与地之间,所述第二并联臂谐振电路具有第二并联臂谐振器,所述第一并联臂谐振器中的谐振频率与所述第二并联臂谐振器中的谐振频率不同。
据此,在由并联连接的第一并联臂谐振电路和第二并联臂谐振电路构成的并联臂电路中,阻抗成为极小的频率中的至少1个频率以及阻抗成为极大的频率中的至少1个频率根据第一开关的导通和非导通来一起向低频侧或高频侧移位。因此,在第一带通特性和第二带通特性之间,由该并联臂电路的阻抗成为极小的频率和阻抗成为极大的频率规定的衰减坡在维持陡度的同时向低频侧或高频侧移位。因而,根据本方式,根据第一开关的导通和非导通的切换,能够在抑制通带内的插入损耗的增大的同时切换通带。
另外,也可以是,所述第一并联臂谐振器中的谐振频率比所述第二并联臂谐振器中的谐振频率高。
据此,能够提供以下的可调滤波器:根据第一开关的导通和非导通的切换,能够切换通带高频侧的衰减极点的频率,并且能够抑制通带高频端的插入损耗的增大。
另外,也可以是,所述第一并联臂谐振器中的谐振频率比所述第二并联臂谐振器中的谐振频率低。
据此,能够提供以下的可调滤波器:根据第一开关的导通和非导通的切换,能够切换通带低频侧的衰减极点的频率,并且能够抑制通带低频端的插入损耗的增大。
另外,也可以是,所述第二并联臂谐振电路还具有彼此并联连接的一对第二阻抗元件和第二开关,该一对第二阻抗元件和第二开关以与所述第二并联臂谐振器串联的方式连接在所述第二并联臂谐振器与地之间。
据此,能够提供以下的可调滤波器:根据第一开关和第二开关的导通和非导通的切换,能够切换通带高频侧和通带低频侧的衰减极点的频率,并且能够抑制通带高频端和通带低频端的插入损耗的增大。因此,这种可调滤波器例如能够在维持通带的带宽的同时使中心频率移位。
另外,也可以是,所述第二并联臂谐振器与所述第二开关被第四布线所连接,所述第四布线中的特性阻抗即第四阻抗比所述第一阻抗和所述第二阻抗中的至少一方低。
据此,除了第三布线中的第三阻抗以外,第四布线中的第四阻抗也低,因此提高衰减量,并且,比通带靠高频侧的衰减带中产生的驻波的振幅变小,能够进一步改善比通带靠高频侧的衰减特性。
另外,也可以是,所述第一并联臂谐振电路还具有与所述第一并联臂谐振器并联连接的第二并联臂谐振器,所述彼此并联连接的一对第一阻抗元件和第一开关同所述第一并联臂谐振器与所述第二并联臂谐振器并联连接而成的电路串联连接,所述第一并联臂谐振器中的谐振频率与所述第二并联臂谐振器中的谐振频率不同。
据此,能够提供以下的可调滤波器:根据第一开关的导通和非导通的切换,能够将通带两侧的极点(衰减极点)的频率一起切换。
另外,也可以是,所述弹性波滤波器装置还具备连接于将所述第一输入输出端子与所述第二输入输出端子连结的路径上的节点中的不同于所述第一节点的节点的、至少1个并联臂谐振电路,所述至少1个并联臂谐振电路各自具有:并联臂谐振器;以及彼此并联连接的一对阻抗元件和开关,该一对阻抗元件和开关以与所述并联臂谐振器串联的方式连接在所述并联臂谐振器与地之间。
据此,梯型的滤波器结构的级数增加,因此能够改善弹性波滤波器装置的滤波器特性。
另外,也可以是,所述第三阻抗以及将所述至少1个并联臂谐振电路各自的所述并联臂谐振器与各自的所述开关连接的布线中的阻抗比所述第一阻抗和所述第二阻抗中的至少一方低。
据此,用于将各并联臂中的并联臂谐振器与开关连接的全部布线中的阻抗低,因此电路阶数变多从而提高衰减量,并且,比通带靠高频侧的衰减带中产生的驻波的振幅变小,能够进一步改善比通带靠高频侧的衰减特性。
另外,本发明的一个方式所涉及的高频前端电路具备:上述的弹性波滤波器装置;以及与所述弹性波滤波器装置连接的放大电路。
据此,能够提供能够改善衰减特性的高频前端电路。
另外,本发明的一个方式所涉及的通信装置具备:RF信号处理电路,其对利用天线元件发送接收的高频信号进行处理;以及上述的高频前端电路,其在所述天线元件与所述RF信号处理电路之间传递所述高频信号。
据此,能够提供能够改善衰减特性的通信装置。
发明的效果
根据本发明所涉及的弹性波滤波器装置、高频前端电路以及通信装置,能够改善比通带靠高频侧的衰减特性。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的滤波器的一例的电路结构图。
图2是表示实施方式1的典型例中的滤波器的特性的图表。
图3是表示实施方式1所涉及的滤波器的其它例的电路结构图。
图4是表示搭载有构成实施方式1所涉及的滤波器的芯片的布线基板的各层的一例的图。
图5是示意性地表示实施方式1中的谐振器的结构的图。
图6是实施方式1的应用例中的滤波器的电路结构图。
图7A是表示实施方式1的应用例中的滤波器的开关接通时的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的滤波器特性的图表。
图7B是表示实施方式1的应用例中的并联臂谐振器的阻抗特性的图表。
图7C是表示实施方式1的应用例中的滤波器的开关断开时的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的滤波器特性的图表。
图8是实施方式1的应用例中的滤波器的开关接通时的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的通带的图表。
图9是表示实施方式1的应用例中的滤波器的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的衰减带的衰减量的图表。
图10是表示搭载有构成实施方式1所涉及的滤波器的芯片的布线基板的各层的其它例的图。
图11A是实施方式1的变形例所涉及的滤波器的电路结构图。
图11B是表示实施方式1的变形例所涉及的滤波器的特性的图表。
图12A是实施方式2的应用例1中的滤波器的电路结构图。
图12B是表示实施方式2的应用例1中的滤波器的特性的图表。
图13A是实施方式2的应用例2中的滤波器的电路结构图。
图13B是表示实施方式2的应用例2中的滤波器的特性的图表。
图14A是实施方式2的应用例3中的滤波器的电路结构图。
图14B是表示实施方式2的应用例3中的滤波器的特性的图表。
图15A是实施方式2的应用例4中的滤波器的电路结构图。
图15B是表示实施方式2的应用例4中的滤波器的特性的图表。
图16是实施方式3所涉及的高频前端电路及其周边电路的结构图。
具体实施方式
下面,使用实施例和附图来详细说明本发明的实施方式。此外,下面说明的实施方式均显示总括性或具体性的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一个例子,其主旨并不在于限定本发明。将下面的实施方式中的结构要素中的未记载于独立权利要求的结构要素作为任意的结构要素来进行说明。另外,附图所示的结构要素的大小或者大小之比未必是严格的。另外,在各图中,对实质上相同的结构标注相同的标记,有时省略或简化重复的说明。
另外,下面,“通带低频端”表示“通带内的最低频率”。另外,“通带高频端”表示“通带内的最高频率”。另外,下面,“通带低频侧”表示“通带外且频率比通带的频率低的一侧”。另外,“通带高频侧”表示“通带外且频率比通带的频率高的一侧”。另外,下面有时将“低频率侧”称为“低频侧”、将“高频率侧”称为“高频侧”。
(实施方式1)
[1.滤波器的电路结构]
图1是表示实施方式1所涉及的滤波器10的一例的电路结构图。
滤波器10例如是在支持多模式/多频段的便携电话的前端部配置的高频滤波电路。滤波器10例如是内置于遵循LTE(Long Term Evolution:长期演进)等通信标准的支持多频段的便携电话的、使规定的频段(Band)的高频信号通过并对影响通信的不需要的高频信号进行滤波的带通滤波器。滤波器10是使用弹性波谐振器的弹性波滤波器装置。
另外,滤波器10是能够改变通带的频率可变型的滤波器(可调滤波器)。如下面所说明的那样,滤波器10具有开关元件(开关SW1),根据该开关元件的导通(接通)和非导通(断开)来切换通带。在此,将开关元件接通时的通带称为第一通带,将开关元件断开时的通带称为第二通带。此外,开关元件按照来自RF信号处理电路(RFIC:Radio FrequencyIntegrated Circuit,射频集成电路)等控制部的控制信号来接通和断开。
如该图所示,滤波器10具备串联臂谐振器s1、并联臂谐振器p1、电容器C1以及开关SW1。另外,在将输入输出端子11m与输入输出端子11n连结的路径上布线a1(第一布线)连接于输入输出端子11m,在该路径上布线a2(第二布线)连接于输入输出端子11n。布线a1是将输入输出端子11m与在上述路径上最靠输入输出端子11m侧地设置的串联臂谐振电路连接的布线,布线a2是将输入输出端子11n与在上述路径上最靠输入输出端子11n侧地设置的节点连接的布线。因而,在本实施方式中,布线a1为将输入输出端子11m与串联臂谐振器s1连接的布线,布线a2为将输入输出端子11n与节点x1连接的布线。另外,并联臂谐振器p1与开关SW1被布线a3(第三布线)所连接。
布线a3中的第三阻抗比布线a1中的第一阻抗和布线a2中的第二阻抗中的至少一方低。布线的阻抗例如是指将布线视作分布常数线路时的特性阻抗。布线a1及a2是滤波器10的输入输出端子处的布线,因此例如第一阻抗和第二阻抗是50Ω。在此,作为第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低的一例,设为第三阻抗比50Ω的第一阻抗和第二阻抗这两方低。
如图1所示,例如,串联臂谐振器s1、并联臂谐振器p1以及电容器C1形成于同一芯片12,开关SW1形成于芯片13,布线a1、a2及a3形成于搭载芯片12和芯片13的布线基板16上或其内部。也就是说,滤波器10例如由芯片12及13以及布线基板16构成,因此能够实现滤波器10的小型化。
开关SW1是一个端子连接于与并联臂谐振器p1和电容器C1连接的节点且另一个端子连接于地的、例如SPST(Single Pole Single Throw:单刀单掷)型的开关元件。开关SW1根据来自控制部(未图示)的控制信号来切换为导通(接通)和非导通(断开),由此使这些连接节点与地导通或非导通。
例如,关于开关SW1,能够列举出二极管开关或者由GaAs或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)构成的FET(Field EffectTransistor:场效应晶体管)开关。
电容器C1与开关SW1通过彼此并联连接而成对,一对电容器C1和开关SW1以与并联臂谐振器p1串联的方式连接在并联臂谐振器p1与地之间。
并联臂谐振器p1、电容器C1以及开关SW1构成连接于第一节点(节点x1)与地之间的第一并联臂谐振电路,该第一节点设置在将输入输出端子11m与输入输出端子11n连结的路径上(串联臂上)。即,该第一并联臂谐振电路设置于将串联臂与地连结的1个并联臂。
例如,输入输出端子11m(第一输入输出端子)是供高频信号输入的输入端子,输入输出端子11n(第二输入输出端子)是供高频信号输出的输出端子。串联臂谐振器s1是设置在将输入输出端子11m与输入输出端子11n连结的路径上的串联臂谐振电路。也就是说,串联臂谐振器s1是设置于将输入输出端子11m与输入输出端子11n连结的串联臂的串联臂谐振电路。此外,串联臂谐振器s1由弹性波谐振器构成。在本实施方式中,该串联臂谐振电路由1个弹性波谐振器构成,但是也可以是被串联或并联地分割的弹性波谐振器、由多个弹性波谐振器构成的纵向耦合谐振器。在使用被串联或并联地分割的弹性波谐振器的情况下,能够提高滤波器的耐电力性能。在使用纵向耦合谐振器的滤波器的情况下,能够适应于要求衰减强化等的滤波器特性。
并联臂谐振器p1是连接于节点x1与地(基准端子)之间的第一并联臂谐振器,该节点x1是将输入输出端子11m与输入输出端子11n连结的路径上的节点中的连接于串联臂谐振器s1的节点。也就是说,并联臂谐振器p1是设置于将上述串联臂上的节点x1与地连结的并联臂谐振电路的谐振器。此外,在本实施方式中,节点x1是与串联臂谐振器s1的输入输出端子11n侧连接的节点。
此外,下面为方便起见,将谐振器的阻抗成为极小的奇异点(理想地说阻抗为0的点)称为“谐振点”,将该奇异点的频率称为“谐振频率”。另外,将阻抗成为极大的奇异点(理想地说,阻抗无穷大的点)称为“反谐振点”,将该奇异点的频率称为“反谐振频率”。
串联臂谐振器s1和并联臂谐振器p1是具有谐振频率和反谐振频率的弹性波谐振器,由声表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)谐振器、体声波(BAW:Bulk Acoustic Wave)谐振器或FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator:薄膜体声波谐振器)构成。此外,SAW不仅包括表面波,也包括界面波。并且,并联臂谐振器是表现为由电感成分和电容成分构成的等效电路模型(例如,BVD模型等)、且具有谐振频率和反谐振频率的谐振器或电路即可。
在滤波器10的开关SW1接通时,与开关SW1并联连接的电容器C1被短路(不被选择),第一并联臂谐振电路成为并联臂谐振器p1的阻抗特性,与串联臂谐振器s1一起构成第一通带。
并联臂谐振器p1被设计成反谐振频率位于滤波器10的第一通带内、谐振频率位于第一通带低频侧。串联臂谐振器s1被设计成谐振频率位于滤波器10的第一通带内、反谐振频率位于第一通带高频侧。由此,由并联臂谐振器p1的反谐振频率和串联臂谐振器s1的谐振频率构成第一通带,由并联臂谐振器p1的谐振频率构成第一通带低频侧的衰减极点,由串联臂谐振器s1的反谐振频率构成第一通带高频侧的衰减极点。
在本实施方式中,电容器C1是与并联臂谐振器p1串联连接的阻抗元件。滤波器10的通带的低频侧的衰减极点的频率可变宽度取决于电容器C1的常数,例如电容器C1的常数越小则频率可变宽度越大。因此,能够根据对滤波器10要求的频率规格来适当决定电容器C1的常数。另外,电容器C1也可以是变容二极管和DTC(Digital Tunable Capacitor:数字可调电容器)等可变电容器。由此,能够精细地调整频率可变宽度。此外,也可以在节点x1与并联臂谐振器p1之间连接有阻抗元件。
此外,下面为方便起见,不限于单个谐振器,对于由谐振器和阻抗元件构成的并联臂谐振电路,也将谐振器与阻抗元件的合成阻抗成为极小的奇异点(理想地说,阻抗为0的点)称为“谐振点”,将该奇异点的频率称为“谐振频率”。另外,将该合成阻抗成为极大的奇异点(理想地说,阻抗无穷大的点)称为“反谐振点”,将该奇异点的频率称为“反谐振频率”。
在滤波器10的开关SW1断开时,与开关SW1并联连接的电容器C1被选择,第一并联臂谐振电路成为基于将并联臂谐振器p1与电容器C1串联连接所得到的合成特性形成的阻抗特性,与串联臂谐振器s1一起构成第二通带。
基于将并联臂谐振器p1与电容器C1串联连接所得到的合成特性形成的反谐振频率被设计成:反谐振频率位于滤波器10的第二通带内,谐振频率位于第二通带低频侧。由此,由基于第一并联臂谐振器与电容器C1串联连接所得到的合成特性形成的反谐振频率以及串联臂谐振器s1的谐振频率构成第二通带,由基于将第一并联臂谐振器与电容器C1串联连接所得到的合成特性形成的谐振频率构成第二通带低频侧的衰减极点。
因此,在第一并联臂谐振电路中,根据开关SW1的接通(导通)和断开(非导通),阻抗成为极小的频率向低频侧或高频侧移位。也就是说,第一并联臂谐振电路能够改变滤波器10的通带的低频侧的衰减极点的频率。这样,滤波器10是如下的频率可变的可调滤波器:通过开关SW1从接通状态切换为断开状态,通带的低频侧的衰减极点向高频侧移位。在此,基于典型例来说明滤波器10的开关SW1被切换为接通/断开时的滤波器特性。此外,尽管下面的典型例与滤波器10相比频带不同,但是在典型例的滤波器的频带中,通带的低频侧的衰减极点的移位趋势也是同样的。
图2是表示实施方式1的典型例中的滤波器的特性的图表。具体地说,该图的(a)是表示单个谐振器(并联臂谐振器p1和串联臂谐振器s1各自)的阻抗特性的图表。该图的(b)是将开关SW1接通/断开时的第一并联臂谐振电路的阻抗特性进行比较来表示的图表。此外,该图中还一并图示了串联臂谐振器s1的阻抗特性。该图的(c)是将开关SW1接通/断开时的滤波器特性进行比较来表示的图表。
在开关SW1接通的状态下,典型例的滤波器具有以下的第一带通特性:由并联臂谐振器p1的反谐振频率和串联臂谐振器s1的谐振频率来规定通带,由并联臂谐振器p1的谐振频率来规定通带低频侧的极点(衰减极点),由串联臂谐振器s1的反谐振频率来规定通带高频侧的极点(衰减极点)。
另一方面,在开关SW1断开的状态下,并联臂谐振器p1的阻抗特性成为受到电容器C1的影响的特性。也就是说,在该状态下,并联臂谐振器p1与电容器C1的合成特性成为第一并联臂谐振电路的阻抗特性。
因此,如该图的(b)的黑箭头所示,当开关SW1从接通切换为断开时,在第一并联臂谐振电路的阻抗特性中,谐振频率向高频侧移位,典型例的滤波器具有不同于第一带通特性的第二带通特性。
这样,能够提供如下的能够改变通带的可调滤波器:通过开关SW1从接通状态切换为断开状态,通带的低频侧的衰减极点向高频侧移位。
此外,阻抗元件不限于电容器,例如也可以是电感器。与使用电容器的情况相比,在将电感器用作阻抗元件的情况下,接通/断开开关元件时的通带的移位方向不同。具体地说,通过开关元件从接通状态切换为断开状态,在使用电容器的情况下,通带的低频侧的衰减极点向高频侧移位,在使用电感器的情况下,通带的低频侧的衰减极点向低频侧移位。另外,通带的频率可变宽度取决于电感器的常数,例如电感器的常数越大则频率可变宽度越宽。因此,能够根据对滤波器10要求的频率规格来适当决定电感器的常数。另外,此时,电感器也可以是使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微电子机械系统)的可变电感器。由此,能够精细地调整频率可变宽度。
此外,也可以如图3所示那样,串联臂谐振器s1和并联臂谐振器p1形成于同一芯片14,开关SW1和电容器C1形成于同一芯片15。在该情况下,布线a3配置于并联臂谐振器p1与电容器C1同开关SW1的并联连接电路之间。根据图3所示的结构得到的效果与根据图1所示的结构得到的效果(后述)相同,因此省略图3所示的结构的详细说明。
图4是表示搭载有构成实施方式1所涉及的滤波器10的芯片12及13的布线基板16的各层的一例的图。布线基板16是多层基板,在该图中以虚线示意性地示出了布线基板16的各层。另外,在各层中,将设置有地(地图案)的层表示为GND层A、GND层B及GND层C,将设置有用于控制开关SW的控制布线或者开关SW的电源布线的层表示为SW电源层,将设置有与输入输出端子11m连接的布线a1的层表示为输入输出布线层。在GND层A、GND层B及GND层C中表示的虚线上的粗实线表示地。此外,在本实施方式中,在SW电源层设置有控制布线和电源布线这两方。另外,在图4中,省略了布线a2和输入输出端子11n、以及用于控制开关SW1的控制布线、以及开关SW1的电源布线的图示。
在此,布线例如包括芯片12及13中的布线、凸块(bump)及通孔(导通孔)、以及布线基板16中的布线及通孔。因而,布线a1包括从输入输出端子11m到串联臂谐振器s1的路径上的布线基板16内的布线、布线基板16的通孔、芯片12的凸块、芯片12内的布线(图4中未图示)。布线a2虽然在图4中未图示,但是包括从输入输出端子11n到节点x1的路径上的布线基板16内的布线、布线基板16的通孔、芯片12的凸块、芯片12内的布线。另外,布线a3包括从并联臂谐振器p1到开关SW1的路径上的芯片12内的布线(图4中未图示)、芯片12的凸块、与芯片12的凸块连接的布线基板16的通孔、布线基板16内的布线、与芯片13的凸块连接的布线基板16的通孔、芯片13的凸块、芯片13内的布线(图4中未图示)。
如上所述,布线a3中的第三阻抗比布线a1中的第一阻抗和布线a2中的第二阻抗这两方低。在此,着眼于布线a1和a3,来说明第一阻抗和第三阻抗。
布线a1设置于输入输出布线层。此外,布线a1设置于输入输出布线层是表示:作为布线a1的从输入输出端子11m到串联臂谐振器s1的路径中的一部分作为布线图案设置于输入输出布线层。图4中示出了布线a1的一部分设置于输入输出布线层的情况。
布线a3设置于SW电源层。此外,布线a3设置于SW电源层是表示:作为布线a3的从并联臂谐振器p1到开关SW1的路径中的一部分作为布线图案设置于SW电源层。图4中示出了布线a3的一部分设置于SW电源层的情况。
布线与地之间的距离越近,则该布线中的阻抗越低。这是由于,在将滤波器10视作集中常数电路的情况下,该布线与地之间的距离越近,则该布线与地之间的电容越大,该布线的电感成分越小。为了使布线a3中的第三阻抗比布线a1中的第一阻抗低,需要使布线a3与地之间的距离比布线a1与地之间的距离短。如图4所示,作为布线a3的一部分的设置于SW电源层的布线图案与设置于GND层A或GND层B的地之间的距离比作为布线a1的一部分的设置于输入输出布线层的布线图案与设置于GND层B或GND层C的地之间的距离小。具体地说,设置于输入输出布线层的布线a1的布线图案与设置于GND层B或GND层C的地之间的距离例如为150μm,设置于SW电源层的布线a3的布线图案与设置于GND层A或GND层B的地之间的距离例如为20μm。因而,布线a3中的第三阻抗比布线a1中的第一阻抗低。
此外,SW电源层设置有用于控制开关SW1的导通和非导通的控制布线以及用于向开关SW1提供电源电压的电源布线,因此控制电路和电源电路中产生的噪声容易泄漏。因而,SW电源层被设置有与地连接的电极的GND层所覆盖,以屏蔽从SW电源层泄漏的噪声。如图4所示,SW电源层是夹在GND层A及GND层B之间的层。另外,控制布线和电源布线是用于进行开关的接通/断开的切换动作的电路,是与滤波器10的高频信号路径分离的电路。因此,控制布线和电源布线无论特性阻抗如何都不影响滤波器特性,因此为了低高度化,期望的是将所述地层与SW电源层之间的距离设定得短。即,控制布线和电源布线的特性阻抗被设定得低。因此,通过将布线a3设置于SW电源层,能够实现使布线a3与地之间的距离短以及使布线基板16低高度化这两方。
此外,在将布线a3设置于SW电源层的情况下,从电源电路和控制电路产生的噪声对布线a3造成影响,但是与布线a3连接的并联臂谐振器p1被设定成在滤波器10的通带中呈现高阻抗,因此噪声被并联臂谐振器p1阻断。
因此,即使将布线a3设置于SW电源层,通过滤波器10的高频信号也不受来自控制布线和电源布线的噪声所影响,从而能够小型化和低高度化。
此外,串联臂谐振器s1、并联臂谐振器p1、电容器C1以及开关SW1作为芯片设置在布线基板16上,但是串联臂谐振器s1、并联臂谐振器p1、电容器C1以及开关SW1例如也可以直接设置于布线基板16、如埋入布线基板16的内部等。
[2.谐振器构造]
下面,着眼于任意的谐振器来进一步详细地说明构成滤波器10的各谐振器的构造。此外,其它谐振器具有与该任意的谐振器大致相同的构造,因此省略详细的说明。
图5是示意性地表示将声表面波谐振器用作本实施方式中的谐振器时的结构的图的一例,图5的(a)是俯视图,图5的(b)是图5的(a)的截面图。此外,图5所示的谐振器用于说明构成滤波器10的各谐振器的典型结构。因此,滤波器10的各谐振器的IDT电极所包括的电极指的根数、长度等不限定于该图所示的IDT电极的电极指的根数、长度。此外,在该图中,省略了构成谐振器的反射器的图示。
如该图的(a)和(b)所示,谐振器具备IDT电极101、用于形成该IDT电极101的具有压电性的基板102、以及覆盖该IDT电极101的保护层103。下面,详细说明这些结构要素。
如图5的(a)所示,在具有压电性的基板102之上,形成有构成IDT电极101的彼此相向的一对梳齿电极101a及101b。梳齿电极101a由彼此平行的多个电极指110a以及将多个电极指110a连接的汇流条电极111a构成。另外,梳齿电极101b由彼此平行的多个电极指110b以及将多个电极指110b连接的汇流条电极111b构成。多个电极指110a及110b是沿着与传播方向正交的方向形成的。
此外,梳齿电极101a及101b也有时分别以单体方式被称为IDT电极。其中,下面为方便起见,设为由一对梳齿电极101a及101b构成1个IDT电极101来进行说明。
另外,如图5的(b)所示,由多个电极指110a及110b以及汇流条电极111a及111b构成的IDT电极101为贴合层101g与主电极层101h的层叠构造。
贴合层101g是用于提高具有压电性的基板102与主电极层101h的贴合性的层,作为贴合层101g的材料,例如使用Ti。贴合层101g的膜厚例如是12nm。
作为主电极层101h的材料,例如使用含有1%的Cu的Al。主电极层101h的膜厚例如是162nm。
具有压电性的基板102是用于形成IDT电极101的基板,例如由LiTaO3压电单晶体、LiNbO3压电单晶体、KNbO3压电单晶体、水晶、或者压电陶瓷的单体或层叠体形成。此外,具有压电性的基板102至少局部地具有压电性即可。具有压电性的基板是至少在表面具有压电性的基板。该基板例如由在表面具备压电薄膜的、该压电薄膜与声速不同的膜以及支承基板等的层叠体构成。另外,该基板例如也可以是以下层叠体:包括高声速支承基板以及形成在高声速支承基板上的压电薄膜的层叠体;包括高声速支承基板、形成在高声速支承基板上的低声速膜以及形成在低声速膜上的压电薄膜的层叠体;或者,包括支承基板、形成在支承基板上的高声速膜、形成在高声速膜上的低声速膜以及形成在低声速膜上的压电薄膜的层叠体。此外,该基板也可以基板整体均具有压电性。
保护层103形成为覆盖梳齿电极101a及101b。保护层103是以保护主电极层101h免受外部环境影响、调整频率温度特性以及提高耐湿性等为目的的层,例如是以二氧化硅为主成分的膜。
此外,滤波器10所具有的各谐振器的结构不限定于图5所记载的结构。例如,IDT电极101也可以是单层金属膜,而不是金属膜的层叠结构。另外,构成贴合层101g、主电极层101h以及保护层103的材料不限定于上述的材料。另外,IDT电极101例如可以由Ti、Al、Cu、Pt、Au、Ag、Pd等的金属或合金构成,也可以由利用上述的金属或合金构成的多个层叠体构成。另外,也可以不形成保护层103。
在如以上那样构成的谐振器(弹性波谐振器)中,由IDT电极101的设计参数等来规定被激发的弹性波的波长。也就是说,由IDT电极101的设计参数等来规定谐振器中的谐振频率和反谐振频率。下面,说明IDT电极101的设计参数、即梳齿电极101a和梳齿电极101b的设计参数。
上述弹性波的波长由图5所示的构成梳齿电极101a及101b的多个电极指110a或110b的重复周期λ来规定。另外,电极节距(电极周期)为该重复周期λ的1/2,在将构成梳齿电极101a及101b的电极指110a及110b的线宽度设为W、将相邻的电极指110a与电极指110b之间的空间宽度设为S的情况下,电极节距定义为(W+S)。另外,IDT电极101的交叉宽度L是指如图5的(a)所示那样从弹性波的传播方向观察时、梳齿电极101a的电极指110a与梳齿电极101b的电极指110b相重叠的电极指长度。另外,电极占空比(duty ratio)是指多个电极指110a及110b的线宽度占有率,是多个电极指110a及110b的线宽度相对于该线宽度与空间宽度的相加值的比例,定义为W/(W+S)。另外,对数是指梳齿电极101a及101b中的、成对的电极指110a和电极指110b的数量,是电极指110a和电极指110b的总数的大致一半的数量。例如,当将对数设为N、将电极指110a和电极指110b的总数设为M时,满足M=2N+1。即,由梳齿电极101a及101b中的一个梳齿电极的1个电极指的前端部分同与该前端部分相向的另一个梳齿电极的汇流条电极夹着的区域的数量相当于0.5对。另外,IDT电极101的膜厚是指多个电极指110a及110b的厚度h。
构成滤波器10的各电容器例如与谐振器同样地,由具有沿着弹性波的传播方向排列的多个电极指的梳齿电极构成。此外,各电容器例如也可以由立体布线构成,该立体布线是将层叠的2个布线作为相向电极、在该相向电极之间设置有绝缘体层或电介质层的布线。
[3.滤波器特性]
接着,说明本实施方式的应用例中的滤波器10A的滤波器特性。设为滤波器10具备1个串联臂谐振电路(串联臂谐振器s1)以及连接于串联臂谐振电路上的节点x1与地之间的第一并联臂谐振电路。但是,滤波器(弹性波滤波器装置)也可以还具备同将输入输出端子11m与输入输出端子11n连结的路径上的节点中的不同于节点x1的节点连接的至少1个并联臂谐振电路、以及设置在该路径上的至少1个串联臂谐振电路。实施方式1的应用例中的滤波器10A例如具备第三并联臂谐振电路和第四并联臂谐振电路来作为至少1个并联臂谐振电路,以及具备串联臂谐振器s2及s3来作为至少1个串联臂谐振电路。
图6是实施方式1的应用例中的滤波器10A的电路结构图。
第三并联臂谐振电路具有:与不同于节点x1的节点(图6中的节点x2)连接的并联臂谐振器p3;以及以与并联臂谐振器p3串联的方式连接在并联臂谐振器p3与地之间、且彼此并联连接的一对电容器C3(阻抗元件)和开关SW3。第四并联臂谐振电路具有:与不同于节点x1的节点(图6中的节点x3)连接的并联臂谐振器p4;以及以与并联臂谐振器p4串联的方式连接在并联臂谐振器p4与地之间、且彼此并联连接的一对电容器C4(阻抗元件)和开关SW4。此外,也可以在节点x2与并联臂谐振器p3之间以及节点x3与并联臂谐振器p4之间连接有阻抗元件。
串联臂谐振器s2及s3是以与串联臂谐振器s1串联的方式连接在输入输出端子11m与输入输出端子11n之间的串联臂谐振电路。串联臂谐振器s2及s3是设置于将输入输出端子11m与输入输出端子11n连结的互不相同的串联臂的谐振器。在该互不相同的串联臂上设置有由1个以上的弹性波谐振器构成的串联臂谐振电路即可,不限于串联臂谐振器s2及s3。
布线a1是将输入输出端子11m与在将输入输出端子11m同输入输出端子11n连结的路径上最靠输入输出端子11m侧地设置的串联臂谐振电路连接的布线,布线a2是将输入输出端子11n与在上述路径上最靠输入输出端子11n侧地设置的节点连接的布线。因而,在本实施方式中,布线a1为将输入输出端子11m与串联臂谐振器s1连接的布线,布线a2为将输入输出端子11n与节点x3连接的布线。另外,并联臂谐振器p3与开关SW3被布线a5所连接,并联臂谐振器p4与开关SW4被布线a6所连接。将布线a5中的阻抗设为第五阻抗,将布线a6中的阻抗设为第六阻抗。
图7A是表示实施方式1的应用例中的滤波器10A的开关接通时的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的滤波器特性的图表。该图所示的实线表示不存在布线a3、a5及a6、也就是说并联臂谐振器p1、p3及p4中的各并联臂谐振器与开关SW1、SW3及SW4中的各开关直接连接时的滤波器10A的特性。点线、虚线、点划线表示第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗均为10Ω、50Ω、200Ω时的滤波器特性。
此外,使处于通带中时的布线a1的第一阻抗和布线a2的第二阻抗分别与滤波器10A的基准化阻抗一致,例如设为50Ω。
近年来,为了支持载波聚合(CA),广泛使用按频带对高频信号进行分离(分波)的分波器。作为这种分波器,提出了包括多个滤波器的多工器。在这种多工器中,各滤波器的一端的端子直接连接,或者借助相位器或滤波器选择开关来公共端子化。由此,一个滤波器的特性有可能对其它滤波器的特性造成影响。因此,作为一个滤波器的特性的、对该一个滤波器自身而言不成为问题的特性可能成为使其它滤波器的特性劣化的因素。具体地说,一个滤波器的比通带靠高频侧的衰减带(阻带)中的衰减特性不对一个滤波器自身的通带内的带通特性产生影响。但是,在该衰减带的频率位于其它滤波器的通带的情况下,成为使其它滤波器的通带中的带通特性劣化的因素。
如图7A所示,接通开关SW1、SW3及SW4时的滤波器10A具有以特定的频带为通带的带通特性,具有以比该通带靠高频侧的例如中频段和高频段(1710MHz~2690MHz:图7A中的虚线圆所示的位置)为衰减带的衰减特性。例如,在上述的多工器的一个滤波器是滤波器10A、其它滤波器是以中频段和高频段为通带的滤波器的情况下,在滤波器10A的衰减带中的衰减量小时,该其它滤波器的通带中的带通特性有可能劣化。
在滤波器10A中,在接通开关SW1、SW3及SW4时,并联臂谐振器p1、p3及p4分别经由布线a3、a5及a6来与地连接。图7B是表示并联臂谐振器p1的阻抗特性的图表。在比通带靠高频侧的衰减带中,并联臂谐振器p1作为电容器来发挥功能,如图7B所示,在比并联臂谐振器p1的通带靠高频侧的衰减带中,阻抗低。例如,在作为中频段的1710MHz以上时,阻抗为20Ω以下。此外,虽然省略了图示,但是并联臂谐振器p3及p4也与并联臂谐振器p1同样地,在比并联臂谐振器p3及p4的通带靠高频侧的衰减带中,阻抗低。因此,如图7A所示可知,随着第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗高,布线a3、a5及a6中的各布线的阻抗与并联臂谐振器p1、p3及p4中的各并联臂谐振器的阻抗变得不匹配,衰减特性大幅波动,衰减量恶化。这是由于,随着第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗高,由于因布线a3、a5及a6中的第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗的不匹配而产生的驻波,通带的高频侧的振幅变大。因此,通过使第三阻抗低,能够改善滤波器10A的衰减特性,从而能够抑制上述其它滤波器的带通特性的劣化。
图7C是表示实施方式1的应用例中的滤波器10A的开关断开时的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的滤波器特性的图表。该图所示的实线、点线、虚线、点划线与图7A中的相同。如图7C所示,布线a3、a5及a6分别由于开关SW1、SW3及SW4而断开,因此即使改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗也不影响带通特性。
接着,说明使第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗低时的滤波器10A的通带中的带通特性。
图8是表示实施方式1的应用例中的滤波器10A的开关接通时的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的通带的图表。
如图8所示,即使改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗,滤波器10A的通带中的带通特性的变化也小。
另外,第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗越小于第一阻抗和第二阻抗(小于50Ω),则越能够改善衰减特性,使用表1和图9来说明第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗优选为几Ω以下。此外,在表1和图9中,将第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗汇总地表示为“阻抗”。
[表1]
图9是表示实施方式1的典型例中的滤波器10A的、改变第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗时的衰减带的衰减量的图表,表1是其具体的数值数据。图9和表1具体地示出了作为衰减带的中频段和高频段(1710MHz~2690MHz)中的衰减量。
一般来说,为了支持CA,例如在中频段和高频段中要求45dB以上的衰减量,并且,如果具有45dB以上的衰减量,则在用作多工器中使用滤波器的情况下,几乎不影响其它滤波器的通带内损耗。如表1和图9所示,在第三阻抗为40Ω时衰减量为45.1dB。因而,为了支持CA,第三阻抗、第五阻抗以及第六阻抗优选为40Ω以下。
此外,作为实施方式1的典型例,使用将多级(在此为3级)实施方式1的滤波器10进行连接而成的结构的滤波器10A来说明了本发明的动作原理,但是单个滤波器10的结构的动作原理也是同样的。
但是,在将多级滤波器10进行连接而成的结构的情况下,电路阶数变多从而衰减量提高,并且,通过使将各并联臂的并联臂谐振器与开关连接的布线中的阻抗比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,比通带靠高频侧的衰减带中产生的驻波的振幅变小,能够进一步改善比通带靠高频侧的衰减特性。
[4.使第三阻抗下降的方法]
如图4所示,说明了能够通过将布线a3设置于SW电源层、使布线a3与地之间的距离小来降低第三阻抗,但是使第三阻抗下降的方法不限于此。
例如,构成布线的通孔的直径越大,则该布线中的阻抗越低。
图10是表示搭载有构成实施方式1所涉及的滤波器10的芯片12及13的布线基板16A的各层的其它例的图。
在布线基板16A中,与图4所示的布线基板16相比,构成布线a3的一部分的通孔的直径大。如图10所示,构成布线a3的一部分的通孔的直径比构成布线a1的一部分的通孔的直径和构成布线a2的通孔(未图示)的直径大。通孔的直径越大,则由该通孔构成的布线中的阻抗越低,因此布线a3中的第三阻抗低于布线a1中的第一阻抗和布线a2中的第二阻抗。
另外,布线的宽度(线宽度)越粗,则该布线中的阻抗越低。因而,通过使布线a3的宽度比布线a1及a2的宽度(例如30μm)粗(例如为50μm以上),能够使第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗低。
另外,布线部分的相对介电常数越大,则该布线中的阻抗越低。因而,通过使布线a3附近的相对介电常数比布线a1及a2附近的相对介电常数大,能够使第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗低。
通过像这样适当设计布线a3相对于GND层或电源层的位置、布线a3的宽度(形状)、构成布线a3的通孔的直径、或者布线a3的相对介电常数,来使第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低。
[5.抑制通带低频侧的陡度(Sharpness)恶化]
如上所述,布线a3是将并联臂谐振器p1与开关SW1连接的布线。在开关SW1接通时,布线a3作为与并联臂谐振器p1串联连接的电感器来发挥功能,因此当布线a3长时电感变大,第一并联臂谐振电路的谐振频率向低频侧移位,因此滤波器10的通带低频侧的陡度(Sharpness)恶化。因此,布线a3优选设计得短,优选配置于布线基板16的上侧(例如芯片搭载面侧)、例如布线基板16的比厚度方向的1/2靠上侧的位置。另一方面,布线a1及a2需要与设置于布线基板16的下侧或底面的输入输出端子11m及11n连接,因此期望设置于布线基板16的下侧,优选设置于比布线a3靠下侧的位置。
通过像这样将布线a3配置于布线基板16的上侧、将布线a1及a2配置于布线基板16的下侧,能够抑制滤波器10的通带低频侧的陡度(Sharpness)的恶化。
[6.效果等]
如以上所说明的那样,在布线a3的第三阻抗高的情况下,产生因与并联臂谐振器p1之间阻抗不匹配引起的驻波,第三阻抗越高则驻波的振幅越大,滤波器10(弹性波滤波器装置)的比通带靠高频侧的衰减带的衰减特性越恶化。与此相对,通过使第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,该驻波的振幅变小,能够改善比通带靠高频侧的衰减特性。
此外,第一阻抗和第二阻抗优选与滤波器10的基准化阻抗一致、例如为50Ω,第三阻抗优选比第一阻抗和第二阻抗这两方低。由此,能够在抑制通带中的损耗增加的同时改善比通带靠高频侧的衰减带中的衰减特性。
另外,第三阻抗优选为40Ω以下。由此,作为为了支持CA而要求的高频段和中频段中的衰减量,能够实现45dB以上的衰减量。
(实施方式1的变形例)
在上述实施方式中,设为滤波器10具有由并联臂谐振器p1的谐振频率来规定通带低频侧的极点(衰减极点)的第一带通特性。但是,第一带通特性也可以是受到电感器的影响的特性。因此,作为实施方式1的变形例所涉及的滤波器,说明具有这种第一带通特性的滤波器。
图11A是实施方式1的变形例所涉及的滤波器10B的电路结构图。
与图1所示的滤波器10相比,该图所示的滤波器10B还具备电感器L1(第一电感器元件),该电感器L1设置在经由开关SW1来将并联臂谐振器p1同电容器C1的连接节点与地连结的路径上。滤波器10B通过具备电感器L1,在开关SW1从断开状态切换为接通状态时的通带的低频侧的衰减极点向低频侧移位的移位量变大。
图11B是表示实施方式1的变形例所涉及的滤波器10B的特性的图表。具体地说,该图的(a)是表示单个谐振器(并联臂谐振器p1和串联臂谐振器s1各自)的阻抗特性的图表。该图的(b)是将开关SW接通/断开时的第一并联臂谐振电路的阻抗特性进行比较来表示的图表。此外,该图中还一并图示了单个并联臂谐振器p1的阻抗特性以及串联臂谐振器s1的阻抗特性。该图的(c)是将开关SW接通/断开时的滤波器特性进行比较来表示的图表。
在开关SW1接通的状态下,第一并联臂谐振电路的阻抗特性成为受到电感器L1的影响的特性。也就是说,在该状态下,并联臂谐振器p1与电感器L1的合成特性成为第一并联臂谐振电路的阻抗特性。滤波器10B具有以下的第一带通特性:由第一并联臂谐振电路的反谐振频率和串联臂谐振器s1的谐振频率来规定通带,由第一并联臂谐振电路的谐振频率来规定通带低频侧的极点(衰减极点),由串联臂谐振器s1的反谐振频率来规定通带高频侧的极点(衰减极点)。
另一方面,在开关SW1断开的状态下,第一并联臂谐振电路的阻抗特性成为受到电容器C1的影响的特性。也就是说,在该状态下,并联臂谐振器p1与电容器C1的合成特性成为第一并联臂谐振电路的阻抗特性。
第一并联臂谐振电路的谐振频率在开关SW1接通的状态下受到电感器L1的影响而向低频侧移位,在开关SW1断开的状态下受到电容器C1的影响而向高频侧移位。也就是说,如该图的(b)的黑箭头所示,当开关SW1从接通切换为断开时,在第一并联臂谐振电路的阻抗特性中,第一并联臂谐振电路的谐振频率向高频侧大幅移位。因此,滤波器10B能够使通带的移位量大。
在这种滤波器10B中,第三阻抗也比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,由此能够与实施方式1同样地改善衰减特性。也就是说,滤波器10B构成能够改善比通带靠高频侧的衰减特性的可调滤波器。
(实施方式2)
上述实施方式及其变形例所涉及的滤波器(弹性波滤波器装置)是能够改变通带的可调滤波器。作为实施方式2所涉及的滤波器,使用应用例1~4来说明这种可调滤波器的应用例。
[应用例1]
图12A是实施方式2的应用例1中的滤波器20A的电路结构图。
与图1所示的滤波器10相比,该图所示的滤波器20A还具备以与第一并联臂谐振电路并联的方式连接在节点x1与地之间的第二并联臂谐振电路。第二并联臂谐振电路具有与节点x1连接的并联臂谐振器p2(第二并联臂谐振器)。另外,并联臂谐振器p1中的谐振频率(称为fp1)与并联臂谐振器p2中的谐振频率(称为fp2)不同。在本应用例中,fp1比fp2高。此外,也可以在节点x1与并联臂谐振器p2之间连接有阻抗元件。
在该图所示的滤波器20A中,根据开关SW1的接通(导通)和断开(非导通),阻抗成为极小的频率和该阻抗成为极大的频率一起向低频侧或一起向高频侧移位。
图12B是表示实施方式2的应用例1中的滤波器20A的特性的图表。具体地说,该图的(a)是表示单个谐振器(并联臂谐振器p1及p2以及串联臂谐振器s1各自)的阻抗特性的图表。该图的(b)是将开关SW1接通/断开时的并联臂电路(在本应用例中为由并联臂谐振器p1及p2以及电容器C1和开关SW1构成的电路)的合成阻抗特性(合成特性)进行比较来表示的图表。此外,该图中还一并图示了串联臂谐振器s1的阻抗特性。该图的(c)是将开关SW1接通/断开时的滤波器特性进行比较来表示的图表。
此外,下面为方便起见,不限于单个谐振器、并联臂谐振电路,对于将多个并联臂谐振电路并联连接来构成的并联臂电路,也将并联臂电路的合成阻抗成为极小的奇异点(理想地说,阻抗为0的点)称为“谐振频率”。另外,将该合成阻抗成为极大的奇异点(理想地说,阻抗无穷大的点)称为“反谐振频率”。
在开关SW1接通的状态下,滤波器20A具有以下的第一带通特性:由并联臂电路的2个反谐振频率中的低频侧的反谐振频率和串联臂谐振器s1的谐振频率来规定通带,由并联臂谐振器p1的谐振频率来规定通带低频侧的极点(衰减极点),由并联臂谐振器p2的谐振频率和串联臂谐振器s1的反谐振频率来规定通带高频侧的极点(衰减极点)。
另一方面,在开关SW1断开的状态下,并联臂电路的阻抗特性成为受到电容器C1的影响的特性。也就是说,在该状态下,2个并联臂谐振器(并联臂谐振器p1及p2)与电容器C1的合成特性成为并联臂电路的阻抗特性。
在本应用例中,在开关SW1断开时,仅在并联臂谐振器p1上附加电容器C1。因此,如该图的(b)的黑箭头所示,当开关SW1从接通切换为断开时,在并联臂电路的阻抗特性(图中的并联臂的合成特性)中,2个谐振频率中的高频侧的谐振频率以及2个反谐振频率中的低频侧的反谐振频率一起向高频侧移位。
在此,并联臂电路的低频侧的反谐振频率和高频侧的谐振频率规定滤波器20A的通带高频侧的衰减坡。因而,如该图的(c)所示,通过开关SW1从接通切换为断开,滤波器20A的带通特性从第一带通特性切换为在维持通带高频侧的衰减坡的陡度的同时向高频侧移位的第二带通特性。换言之,滤波器20A根据开关SW1的导通和非导通的切换,能够切换通带高频侧的衰减极点的频率,并且能够抑制通带高频端的插入损耗的增大。
在这种滤波器20A中,第三阻抗也比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,由此能够与实施方式1同样地改善衰减特性。也就是说,滤波器20A构成能够改善衰减特性的可调滤波器。
[应用例2]
图13A是实施方式2的应用例2中的滤波器20B的电路结构图。
该图所示的滤波器20B相比于图12A所示的滤波器20A在以下方面不同:fp1比fp2低。
图13B是表示实施方式2的应用例2中的滤波器20B的特性的图表。具体地说,该图的(a)和(b)是与图12B的(a)和(b)同样地表示单个谐振器的阻抗特性和并联臂电路的合成阻抗特性的图表。该图的(c)是将开关SW1接通/断开时的滤波器特性进行比较来表示的图表。
在本应用例中,在开关SW1断开时,仅在并联臂谐振器p1上附加有电容器C1。因此,如该图的(b)的黑箭头所示,当开关SW1从接通切换为断开时,在并联臂电路的阻抗特性(图中的并联臂的合成特性)中,2个谐振频率中的低频侧的谐振频率以及2个反谐振频率中的低频侧的反谐振频率一起向高频侧移位。
在此,并联臂电路的低频侧的反谐振频率和低频侧的谐振频率规定滤波器20B的通带低频侧的衰减坡。因而,如该图的(c)所示,通过开关SW1从接通切换为断开,滤波器20B的带通特性从第一带通特性切换为通带低频侧的衰减坡在维持陡度的同时向高频侧移位的第二带通特性。换言之,滤波器20B根据开关SW1的导通和非导通的切换,能够切换通带低频侧的衰减极点的频率,并且能够抑制通带低频端的插入损耗的增大。
在这种滤波器20B中,第三阻抗也比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,由此能够与实施方式1同样地改善衰减特性。也就是说,滤波器20B构成能够改善衰减特性的可调滤波器。
[应用例3]
图14A是实施方式2的应用例3中的滤波器20C的电路结构图。
在滤波器20C中,第二并联臂谐振电路还具有以与并联臂谐振器p2串联的方式连接在并联臂谐振器p2与地之间、且彼此并联连接的一对电容器C2(第二阻抗元件)和开关SW2(第二开关)。另外,并联臂谐振器p2与开关SW2被布线a4(第四布线)所连接。布线a4中的第四阻抗比布线a1中的第一阻抗和布线a2中的第二阻抗中的至少一方低。另外,在本应用例中,例如,fp1比fp2高。该图所示的滤波器20C使通带高频侧和通带低频侧的衰减坡一起移位。
图14B是表示实施方式2的应用例3中的滤波器20C的特性的图表。具体地说,该图的(a)和(b)是与图12B的(a)和(b)同样地表示单个谐振器的阻抗特性和并联臂电路(在本应用例中,为由并联臂谐振器p1、p2、电容器C1、C2以及开关SW1、SW2构成的电路)的合成阻抗特性的图表。该图的(c)是将开关SW1及SW2一起接通/断开时的滤波器特性进行比较来表示的图表。
在本应用例中,在开关SW1及SW2一起断开时,在并联臂谐振器p1上附加有电容器C1,在并联臂谐振器p2上附加有电容器C2。因此,如该图的(b)的黑箭头所示,当开关SW1及SW2一起从接通切换为断开时,在并联臂电路的阻抗特性(图中的并联臂的合成特性)中,2个谐振频率这两方以及2个反谐振频率中的低频侧的反谐振频率一起向高频侧移位。
因而,如该图的(c)所示,通过开关SW1及SW2一起从接通切换为断开,滤波器20C的带通特性从第一带通特性切换为通带高频侧和通带低频侧的衰减坡在维持陡度的同时向高频侧移位的第二带通特性。换言之,滤波器20C根据开关SW1及SW2的导通和非导通的切换,能够切换通带高频侧和通带低频侧的衰减极点的频率,并且能够抑制通带高频端和通带低频端的插入损耗的增大。因此,例如,滤波器20C能够在维持带宽的同时使中心频率移位。
此外,滤波器20C也可以不使开关SW1及SW2一起接通/断开,也可以使它们相独立地接通/断开。但是,在使开关SW1及SW2一起接通/断开的情况下,能够削减控制开关SW1及SW2的控制线的条数,因此能够实现滤波器20C的结构的简化。
另一方面,在使它们相独立地接通/断开的情况下,能够使通过滤波器20C能够切换的通带的变化(variation)增加。
具体地说,fp1比fp2高,因此能够根据与并联臂谐振器p1串联连接的开关SW1的接通和断开来改变通带的高频端,能够根据与并联臂谐振器p2串联连接的开关SW2的接通和断开来改变通带的低频端。
因而,通过使开关SW1及SW2一起接通或均断开,能够将通带的低频端和高频端一起向低频侧或高频侧移位。即,能够将通带的中心频率向低频侧或高频侧移位。另外,通过使开关SW1及SW2中的一方从接通变为断开并且使另一方从断开变为接通,能够使通带的低频端和高频端这两方以它们的频率差增大或减小的方式移位。即,能够在使通带的中心频率大致固定的同时改变通带宽度。另外,通过在开关SW1及SW2中的一方为接通或断开的状态下使另一方接通和断开,能够在通带的低频端和高频端中的一方固定的状态下将另一方向低频侧或高频侧移位。即,能够改变通带的低频端或高频端。
通过像这样第二并联臂谐振电路具有电容器C2和开关SW2,能够提高改变通带的自由度。
在这种滤波器20C中,第三阻抗和第四阻抗也比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,由此能够与实施方式1同样地改善衰减特性。也就是说,滤波器20C构成能够改善衰减特性的可调滤波器。此外,也可以是,第三阻抗和第四阻抗中的至少一方比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低。换言之,第三阻抗和第四阻抗中的任一方比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方高也没有关系。
[应用例4]
图15A是实施方式2的应用例4中的滤波器20D的电路结构图。
该图所示的滤波器20D相比于图12A所示的滤波器20A在以下方面不同:彼此并联连接的一对电容器C1和开关SW1串联连接于将并联臂谐振器p1与并联臂谐振器p2并联连接而成的电路。另外,fp1与fp2不同。在此,将彼此并联连接的一对电容器C1和开关SW1串联连接于将并联臂谐振器p1与并联臂谐振器p2并联连接而成的电路这样的电路称为第一并联臂谐振电路。
图15B是表示实施方式2的应用例4中的滤波器20D的特性的图表。具体地说,该图的(a)和(b)是与图12B的(a)和(b)同样地表示单个谐振器的阻抗特性和第一并联臂谐振电路的合成阻抗特性的图表。该图的(c)是将开关SW1接通/断开时的滤波器特性进行比较来表示的图表。
在本应用例中,在开关SW1断开时,对于并联连接的并联臂谐振器p1及p2附加有电容器C1。因此,如该图的(b)的黑箭头所示,当开关SW1从接通切换为断开时,在第一并联臂谐振电路的阻抗特性(图中的并联臂的合成特性)中,2个反谐振频率均不移位,2个谐振频率这两方一起向高频侧移位。
因而,如该图的(c)所示,通过开关SW1从接通切换为断开,滤波器20D的带通特性从第一带通特性切换为通带两侧的极点(衰减极点)一起向高频侧移位的第二带通特性。
在这种滤波器20D中,第三阻抗也比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,由此能够与实施方式1同样地改善衰减特性。也就是说,滤波器20D构成能够改善衰减特性的可调滤波器。
(实施方式3)
以上的实施方式1及2中说明的滤波器(弹性波滤波器装置)能够应用于高频前端电路等。因此,在本实施方式中,说明这种高频前端电路、例如具备上述的实施方式1所涉及的滤波器10的结构。
图16是实施方式3所涉及的高频前端电路1及其周边电路的结构图。在该图中示出了高频前端电路1、天线元件2以及RF信号处理电路(RFIC)3。高频前端电路1和RFIC3构成通信装置4。天线元件2、高频前端电路1以及RFIC3例如配置于支持多模式/多频段的便携电话的前端部。
天线元件2是发送接收高频信号的、例如依据LTE等通信标准的支持多频段的天线。此外,天线元件2例如也可以不是支持通信装置4的全部频段,也可以仅支持低频带组或高频带组的频段。另外,天线元件2也可以不内置于通信装置4,也可以与通信装置4独立地设置。
RFIC3是对利用天线元件2发送接收的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体地说,RFIC3对从天线元件2经由高频前端电路1的接收侧信号路径输入的高频信号(在此为高频接收信号)通过下变频等进行信号处理,将该信号处理后生成的接收信号输出到基带信号处理电路(未图示)。另外,RFIC3对从基带信号处理电路输入的发送信号通过上变频等进行信号处理,将该信号处理后生成的高频信号(在此为高频发送信号)输出到高频前端电路1的发送侧信号路径(未图示)。
高频前端电路1是在天线元件2与RFIC3之间传递高频信号的电路。具体地说,高频前端电路1将利用天线元件2接收到的高频信号(在此为高频接收信号)经由接收侧信号路径传递到RFIC3。
高频前端电路1从天线元件2侧起依次具备可变阻抗匹配电路100、开关组110、滤波器组120、开关组150以及接收放大电路组160。
开关组110由按照来自控制部(未图示)的控制信号来将天线元件2与支持规定的频段的滤波器进行连接的1个以上的开关(在本实施方式中为多个开关)构成。此外,与天线元件2连接的滤波器不限于1个,也可以是多个。
滤波器组120由1个以上的滤波器构成,在本实施方式中,例如由下面的第一滤波器~第五滤波器构成。具体地说,第一滤波器是能够支持Band12、67、13、14中的任一个频段以及Band29的可调滤波器。第二滤波器是能够支持Band68及28a的CA、Band28a及28b的CA、以及Band28a及20的CA中的任一个CA的可调滤波器,能够使用上述实施方式1所涉及的滤波器10。第三滤波器~第五滤波器均是通带固定的滤波器,第三滤波器支持Band27,第四滤波器支持Band26,第五滤波器支持Band8。
开关组150由按照来自控制部(未图示)的控制信号来将支持规定的频段的滤波器与接收放大电路组160中的支持该规定的频段的接收放大电路进行连接的1个以上的开关(在本实施方式中为多个开关)构成。此外,与接收放大电路连接的滤波器不限于1个,也可以是多个。
接收放大电路组160由对从开关组150输入的高频接收信号进行功率放大的1个以上的低噪声放大器(在本实施方式中为多个低噪声放大器)构成。
这样构成的高频前端电路1将从天线元件2输入的高频信号(在此为高频接收信号)用规定的滤波器进行滤波、且用规定的低噪声放大器进行放大后,输出到RFIC3。此外,也可以将支持低频段的RFIC和支持高频段的RFIC各自独立地设置。
在此,高频前端电路1具备上述的实施方式1所涉及的滤波器10来作为第二滤波器(可调滤波器)。如实施方式1中说明的那样,滤波器10的第三阻抗比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低。因此,具备这种滤波器10的高频前端电路1能够改善比通带靠高频侧的衰减带的衰减特性。例如,所述衰减带是中频段和高频段(1710MHz~2690MHz)。
另外,高频前端电路1通过具备上述的实施方式1所涉及的滤波器10(可调滤波器),与设置通带固定的滤波器的情况相比能够削减滤波器的个数,因此能够小型化。
此外,高频前端电路1也可以具备滤波器10来作为第一滤波器(可调滤波器)。
此外,在本实施方式中,作为高频前端电路1,说明了在接收侧信号路径上设置有多个滤波器(接收滤波器)的接收分集用的结构。但是,高频前端电路的结构不限于此,也可以是在发送侧信号路径上设置有多个滤波器(发送滤波器)的发送分集用的结构。另外,高频前端电路不限于具备多个接收滤波器或多个发送滤波器的分集用的结构,也可以是仅具备1个接收滤波器或仅具备1个发送滤波器的结构,还可以是具备至少1个发送滤波器和至少1个接收滤波器的发送接收用的结构。
(其它实施方式)
以上,列举了实施方式1~3来对本发明的实施方式所涉及的弹性波滤波器装置以及高频前端电路进行了说明,但是本发明不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式实施本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有本发明所涉及的弹性波滤波器装置以及高频前端电路的各种设备也包含在本发明中。
例如,具备上述的高频前端电路1和RFIC3(RF信号处理电路)的通信装置4也包括在本发明中。根据这种通信装置4,能够改善衰减特性。
另外,具备上述的滤波器的双工器等多工器也包含于本发明。也就是说,也可以是,在多个滤波器的一端的端子被公共端子化的多工器中,至少1个滤波器是上述的任一个滤波器。
另外,例如,在上述实施方式中,作为布线a3中的第三阻抗比布线a1中的第一阻抗和布线a2中的第二阻抗中的至少一方低的一例,使第一阻抗和第二阻抗为50Ω并设为第三阻抗比这两方低,但是不限于此。例如,第一阻抗和第二阻抗也可以不是50Ω,第三阻抗也可以比第一阻抗和第二阻抗中的阻抗高的一方低。
另外,例如,在上述实施方式3中,设为布线a3中的第三阻抗比布线a1中的第一阻抗和布线a2中的第二阻抗中的至少一方低,但是不限于此。例如,也可以是,不仅第三阻抗,将至少1个并联臂谐振电路各自的并联臂谐振器与开关连接的布线中的阻抗(布线a5中的第五阻抗和布线a6中的第六阻抗)也比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低。也就是说,也可以是,将滤波器10的各并联臂中的并联臂谐振器与开关连接的布线的阻抗中的至少1个(优选为全部)比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低。例如,通过使将滤波器10的各并联臂中的并联臂谐振器与开关连接的布线的阻抗全部比第一阻抗和第二阻抗中的至少一方低,能够进一步改善比通带靠高频侧的衰减带的衰减特性。
另外,上述的全部谐振器或一部分谐振器不限于使用声表面波的弹性波谐振器,例如也可以由使用体声波或弹性界面波的弹性波谐振器构成。也就是说,也可以是,上述的全部谐振器或一部分谐振器不由IDT电极构成。即使是具有这种谐振器的弹性波滤波器装置,也能够改善衰减特性。
另外,例如也可以是,在高频前端电路或通信装置中,在各结构要素之间连接有电感器、电容器。此外,该电感器也可以包括由将各结构要素之间连接的布线形成的布线电感。
产业上的可利用性
本发明作为能够应用于多频段系统的小型的滤波器、多工器、前端电路以及通信装置,能够广泛利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1:高频前端电路;2:天线元件;3:RFIC(RF信号处理电路);4:通信装置;10、10A、20A~20D:滤波器(弹性波滤波器装置);11m:输入输出端子(第一输入输出端子);11n:输入输出端子(第二输入输出端子);12~15:芯片;16、16A:布线基板;101:IDT电极;101a、101b:梳齿电极;101g:贴合层;101h:主电极层;102:具有压电性的基板;103:保护层;110a、110b:电极指;111a、111b:汇流条电极;110、150:开关组;120:滤波器组;160:接收放大电路组;a1~a6:布线;C1~C4:电容器(阻抗元件);L1:电感器(第一电感器元件);p1~p4:并联臂谐振器;s1~s3:串联臂谐振器(串联臂谐振电路);SW1~SW4:开关(开关元件)。
Claims (17)
1.一种弹性波滤波器装置,是频率可变型的弹性波滤波器装置,具备:
串联臂谐振电路,其设置在将第一输入输出端子与第二输入输出端子连结的路径上;以及
第一并联臂谐振电路,其连接于设置在所述路径上的第一节点与地之间,
其中,所述第一并联臂谐振电路具有:
第一并联臂谐振器;以及
彼此并联连接的一对第一阻抗元件和第一开关,该一对第一阻抗元件和第一开关以与所述第一并联臂谐振器串联的方式连接在所述第一并联臂谐振器与地之间,
在所述路径上第一布线连接于所述第一输入输出端子,
在所述路径上第二布线连接于所述第二输入输出端子,
所述第一并联臂谐振器与所述第一开关被第三布线所连接,
所述第三布线中的特性阻抗即第三阻抗比所述第一布线中的特性阻抗即第一阻抗和所述第二布线中的特性阻抗即第二阻抗中的至少一方低。
2.根据权利要求1所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第三阻抗比所述第一阻抗和所述第二阻抗这两方低。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第三阻抗为40Ω以下。
4.根据权利要求1所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述弹性波滤波器装置还具备布线基板,
所述第一布线、所述第二布线以及所述第三布线中的至少1个布线的一部分设置在所述布线基板上或所述布线基板的内部。
5.根据权利要求4所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第一并联臂谐振器和所述第一开关设置在所述布线基板上或所述布线基板的内部。
6.根据权利要求4或5所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第三布线设置于设置有控制布线的层或者设置有电源布线的层,所述控制布线将所述第一开关与用于控制所述第一开关的控制电路连接,所述电源布线将所述第一开关与驱动所述第一开关的电源电路连接。
7.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述弹性波滤波器装置还具备第一电感器元件,所述第一电感器元件设置在经由所述第一开关来将同所述第一并联臂谐振器及所述第一阻抗元件连接的节点与地连结的路径上。
8.根据权利要求1所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述弹性波滤波器装置还具备第二并联臂谐振电路,所述第二并联臂谐振电路以与所述第一并联臂谐振电路并联的方式连接在所述第一节点与地之间,
所述第二并联臂谐振电路具有第二并联臂谐振器,
所述第一并联臂谐振器中的谐振频率与所述第二并联臂谐振器中的谐振频率不同。
9.根据权利要求8所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第一并联臂谐振器中的谐振频率比所述第二并联臂谐振器中的谐振频率高。
10.根据权利要求8所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第一并联臂谐振器中的谐振频率比所述第二并联臂谐振器中的谐振频率低。
11.根据权利要求8~10中的任一项所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第二并联臂谐振电路还具有彼此并联连接的一对第二阻抗元件和第二开关,该一对第二阻抗元件和第二开关以与所述第二并联臂谐振器串联的方式连接在所述第二并联臂谐振器与地之间。
12.根据权利要求11所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第二并联臂谐振器与所述第二开关被第四布线所连接,
所述第四布线中的特性阻抗即第四阻抗比所述第一阻抗和所述第二阻抗中的至少一方低。
13.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第一并联臂谐振电路还具有与所述第一并联臂谐振器并联连接的第二并联臂谐振器,
所述彼此并联连接的一对第一阻抗元件和第一开关同所述第一并联臂谐振器与所述第二并联臂谐振器并联连接而成的电路串联连接,
所述第一并联臂谐振器中的谐振频率与所述第二并联臂谐振器中的谐振频率不同。
14.根据权利要求1或2所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述弹性波滤波器装置还具备连接于将所述第一输入输出端子与所述第二输入输出端子连结的路径上的节点中的不同于所述第一节点的节点的、至少1个并联臂谐振电路,
所述至少1个并联臂谐振电路各自具有:
并联臂谐振器;以及
彼此并联连接的一对阻抗元件和开关,该一对阻抗元件和开关以与所述并联臂谐振器串联的方式连接在所述并联臂谐振器与地之间。
15.根据权利要求14所述的弹性波滤波器装置,其特征在于,
所述第三阻抗以及将所述至少1个并联臂谐振电路各自的所述并联臂谐振器与各自的所述开关连接的布线中的阻抗比所述第一阻抗和所述第二阻抗中的至少一方低。
16.一种高频前端电路,具备:
根据权利要求1~15中的任一项所述的弹性波滤波器装置;以及
与所述弹性波滤波器装置连接的放大电路。
17.一种通信装置,具备:
RF信号处理电路,其对利用天线元件发送接收的高频信号进行处理;以及
根据权利要求16所述的高频前端电路,其在所述天线元件与所述RF信号处理电路之间传递所述高频信号。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002314372A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-10-25 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波フィルタ装置 |
CN1658499A (zh) * | 1999-08-09 | 2005-08-24 | 埃克塞尔萨斯技术股份有限公司 | 阻抗阻塞滤波器电路 |
JP2011199725A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体スイッチ、送受信器、送信器および受信器 |
Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1658499A (zh) * | 1999-08-09 | 2005-08-24 | 埃克塞尔萨斯技术股份有限公司 | 阻抗阻塞滤波器电路 |
JP2002314372A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-10-25 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波フィルタ装置 |
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