CN110391794A - 高通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高通滤波器，所述高通滤波器包括：第一谐振电路，包括并联在第一端子与第二端子之间的电感器和电容器；第二谐振电路，包括串联在所述第一谐振电路的第一端与地之间的电感器和电容器；第三谐振电路，包括串联在所述第一谐振电路的第二端与所述地之间的电感器和电容器；第四谐振电路，设置在所述第一谐振电路的所述第一端与所述第一端子之间并且包括第一声波谐振器；以及第五谐振电路，设置在所述第一谐振电路的所述第二端与所述第二端子之间并且包括第二声波谐振器。由所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路分别形成的衰减区域布置在比由所述第四谐振电路和所述第五谐振电路分别形成的衰减区域低的频率区域中。

Description

高通滤波器
本申请要求于2018年4月20日提交到韩国知识产权局的第10-2018-0046358号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
下面的描述涉及一种高通滤波器。
背景技术
随着移动通信装置、化学和生物装置等的发展，在这样的装置中使用的小的轻量级滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器以及其他元件的消耗最近有所增加。
薄膜体声波谐振器(FBAR)通常用作用于实现小的轻量级滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器等的工具。FBAR能够以最低成本批量生产并可被小型化。FBAR还能够实现高品质因子(Q)(滤波器的主要特性之一)，并能够用于微频带。具体地讲，FBAR能够实现个人通信服务(PCS)频带和数字无绳系统(DCS)频带。
发明内容
提供本发明内容来以简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的选择的构思。本发明内容不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种高通滤波器包括：第一谐振电路，包括并联设置在连接第一端子和第二端子的信号线中的电感器和电容器；第二谐振电路，包括串联设置在所述第一谐振电路的第一端与地之间的电感器和电容器；第三谐振电路，包括串联设置在所述第一谐振电路的第二端与所述地之间的电感器和电容器；第四谐振电路，设置在所述第一谐振电路的所述第一端与所述第一端子之间，并且包括具有第一谐振频率和第一反谐振频率的第一声波谐振器；以及第五谐振电路，设置在所述第一谐振电路的所述第二端与所述第二端子之间，并且包括具有第二谐振频率和第二反谐振频率的第二声波谐振器，其中，由所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路分别形成的衰减区域布置在比由所述第四谐振电路和所述第五谐振电路分别形成的衰减区域低的频率区域中。
由所述第四谐振电路形成的所述衰减区域可通过所述第一声波谐振器的谐振频率来形成，并且由所述第五谐振电路形成的所述衰减区域可通过所述第二声波谐振器的谐振频率来形成。
由所述第四谐振电路形成的所述衰减区域可形成在比由所述第五谐振电路形成的所述衰减区域低的频率区域中。
所述第一谐振频率可补偿所述第二反谐振频率。
所述第一谐振频率可在所述第二谐振频率与所述第二反谐振频率之间。
所述第一谐振频率可由下面等式确定：
fr4＝fr5-(fr5-fa5)×a，
其中，fr4是所述第一谐振频率，fr5是所述第二谐振频率，fa5是所述第二反谐振频率，并且a是大于或等于1/4并且小于或等于1/3的值。
所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路中的至少一个可补偿所述第一反谐振频率。
所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路的谐振频率中的一个谐振频率可处于比所述第一反谐振频率低3％至5％的频带中。
所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器可以是薄膜体声波谐振器。
在另一总体方面，一种高通滤波器包括：第一LC谐振电路，设置在连接第一端子和第二端子的信号线中；第二LC谐振电路，设置在所述第一LC谐振电路的第一端与地之间；第三LC谐振电路，设置在所述第一LC谐振电路的第二端与所述地之间；第一声波谐振器，设置在所述第一LC谐振电路的所述第一端与所述第一端子之间，并且具有第一谐振频率和第一反谐振频率；以及第二声波谐振器，设置在所述第一LC谐振电路的所述第二端与所述第二端子之间，并且具有第二谐振频率和第二反谐振频率，其中，所述第一谐振频率补偿所述第二反谐振频率。
所述第一谐振频率可在所述第二谐振频率与所述第二反谐振频率之间。
所述第一谐振频率可由下面等式确定：
fr4＝fr5-(fr5-fa5)×a，
其中，fr4是所述第一谐振频率，fr5是所述第二谐振频率，fa5是所述第二反谐振频率，并且a是大于或等于1/4并且小于或等于1/3的值。
所述第一LC谐振电路、所述第二LC谐振电路和所述第三LC谐振电路中的至少一个可补偿所述第一反谐振频率。
所述第一LC谐振电路、所述第二LC谐振电路和所述第三LC谐振电路的谐振频率中的一个谐振频率可形成在比所述第一反谐振频率低3％至5％的频带中。
由所述第一LC谐振电路、所述第二LC谐振电路和所述第三LC谐振电路分别形成的衰减区域可布置在比由所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器分别形成的衰减区域低的频率区域中。
所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器可以是薄膜体声波谐振器。
由所述第一LC谐振电路形成的衰减区域可布置在比由所述第二LC谐振电路形成的衰减区域高的频率区域中。由所述第三LC谐振电路形成的衰减区域可布置在比由所述第一LC谐振电路形成的所述衰减区域高的频率区域中。由所述第一声波谐振器形成的衰减区域可布置在比由所述第三LC谐振电路形成的所述衰减区域高的频率区域中。由所述第二声波谐振器形成的衰减区域可布置在比由所述第一声波谐振器形成的所述衰减区域高的频率区域中。
通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将显而易见。
附图说明
图1是根据实施例的高通滤波器的框图。
图2是根据实施例的高通滤波器的电路图。
图3是示出根据实施例的高通滤波器的滤波器特性的曲线图。
图4是示出图3中的滤波器特性之中的插入损耗特性的放大示图。
图5是示出图3中的滤波器特性之中的衰减特性的放大示图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的参考标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明和方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，在此所描述的操作顺序仅仅是示例，其并不局限于在此所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容后可做出将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域已知的特征的描述。
在此所描述的特征可以以不同的形式实现，并且将不被解释为局限于在此所描述的示例。更确切的说，已经提供在此所描述的示例仅仅为了示出在理解了本申请的公开内容后将是显而易见的实现在此所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些方式。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件称为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。
在此，应注意，针对示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)表示存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，但所有示例和实施例不限于此。
如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。
尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，在此所描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分还可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
在此使用的术语仅为了描述各种示例，而不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合。
在此所描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管在此所描述的示例具有各种配置，但是在理解本申请的公开内容后将是显而易见的其他配置是可行的。
图1是根据示例的高通滤波器100的框图。图2是根据示例的高通滤波器100的电路图。
参照图1和图2，高通滤波器100可具有第一端子1和第二端子2。高通滤波器100可包括第一谐振电路10、第二谐振电路20、第三谐振电路30、第四谐振电路40和第五谐振电路50。
第一谐振电路10可设置在连接第一端子1和第二端子2的信号线中，第二谐振电路20可设置在第一谐振电路10的一端与地之间，第三谐振电路30可设置在第一谐振电路10的另一端与地之间。
第一谐振电路10可包括第一LC谐振电路，其中，第一LC谐振电路包括彼此并联连接的电感器L1和电容器C1。第二谐振电路20可包括第二LC谐振电路，其中，第二LC谐振电路包括彼此串联连接的电感器L2和电容器C2。第三谐振电路30可包括第三LC谐振电路，其中，第三LC谐振电路包括彼此串联连接的电感器L3和电容器C3。
第四谐振电路40可包括设置在第一端子1与第一谐振电路10的所述一端之间的第一声波谐振器，第五谐振电路50可包括设置在第二端子2与第一谐振电路10的所述另一端之间的第二声波谐振器。也就是说，第四谐振电路40的第一声波谐振器可设置在第一端子1与第二谐振电路20之间，第五谐振电路50的第二声波谐振器可设置在第二端子2与第三谐振电路30之间。第一声波谐振器和第二声波谐振器中的每个可包括薄膜体声波谐振器(FBAR)。因此，第四谐振电路40和第五谐振电路50均可具有谐振频率和反谐振频率。
图3是示出根据示例的高通滤波器的滤波器特性的曲线图。图4是示出图3中的滤波器特性之中的插入损耗特性的放大示图。图5是示出图3中的滤波器特性之中的衰减特性的放大示图。
参照图3，可通过高通滤波器形成第一衰减区域F1、第二衰减区域F2、第三衰减区域F3、第四衰减区域F4和第五衰减区域F5。
第一衰减区域F1可布置在比第二衰减区域F2高的频率区域中。第三衰减区域F3可布置在比第一衰减区域F1高的频率区域中。第四衰减区域F4可布置在比第三衰减区域F3高的频率区域中。第五衰减区域F5可布置在比第四衰减区域F4高的频率区域中。
第一衰减区域F1可由第一谐振电路10形成。第二衰减区域F2可由第二谐振电路20形成。第三衰减区域F3可由第三谐振电路30形成。第四衰减区域F4可由第四谐振电路40形成。第五衰减区域F5可由第五谐振电路50形成。
在第一谐振电路10的彼此并联连接的电感器L1和电容器C1并联谐振的情况下，在第一端子与第二端子之间传递的信号可被阻挡。因此，第一谐振电路10可通过并联LC谐振形成第一衰减区域F1。
在第二谐振电路20的串联连接的电感器L2和电容器C2串联谐振的情况下，在第一端子与第二端子之间传递的信号可被旁路到地。因此，第二谐振电路20可通过串联LC谐振形成第二衰减区域F2。
在第三谐振电路30的彼此串联连接的电感器L3和电容器C3串联谐振的情况下，在第一端子与第二端子之间传递的信号可被旁路到地。因此，第三谐振电路30可通过串联LC谐振形成第三衰减区域F3。
第四衰减区域F4可由第四谐振电路40的谐振频率形成。第五衰减区域F5可由第五谐振电路50的谐振频率形成。
如上所述，由于通过薄膜体声波谐振器来配置第四谐振电路40和第五谐振电路50，所以第四谐振电路40和第五谐振电路50均可具有反谐振频率和谐振频率。
然而，通过在比谐振频率低3.5％至4％的频带中形成的反谐振频率可存在衰减特性的劣化的问题。
根据示例，由第五谐振电路50的反谐振频率引起的衰减特性的劣化可通过第四谐振电路40的谐振频率来补偿。
例如，第四谐振电路40的谐振频率可由下面的等式1来确定。在等式1中，fr5可以是第五谐振电路50的谐振频率，fa5可以是第五谐振电路50的反谐振频率，fr4可以是第四谐振电路40的谐振频率，a可以是1/4与1/3之间的值。也就是说，a可以是大于或等于1/4并且小于或等于1/3的值。
等式1
fr4＝fr5-(fr5-fa5)×a
参照上面的等式1，可通过将第四谐振电路40的谐振频率布置在第五谐振电路50的谐振频率和反谐振频率的间隔的1/4与第五谐振电路50的谐振频率和反谐振频率的间隔的1/3之间的点，来补偿由第五谐振电路50的反谐振频率引起的衰减特性的劣化。
此外，根据示例，由第四谐振电路40的反谐振频率引起的衰减特性的劣化可通过第一谐振电路10、第二谐振电路20和第三谐振电路30的谐振频率中的至少一个来补偿。
具体地讲，可通过在比第四谐振电路40的反谐振频率低3％至5％的频带中形成第三谐振电路30的谐振频率，来主要补偿由第四谐振电路40的反谐振频率引起的衰减特性的劣化。此外，与第三谐振电路30的谐振频率的衰减类似的第一谐振电路10和第二谐振电路20的谐振频率的衰减也可应用于补偿由第四谐振电路40的反谐振频率引起的衰减特性的劣化，因此，由第四谐振电路40的反谐振频率引起的衰减特性的劣化可被二次补偿。换言之，第一谐振电路10、第二谐振电路20和第三谐振电路30的谐振频率中的一个谐振频率处于比第四谐振电路40的反谐振频率低3％至5％的频带中。然而，这仅是示例性的，本发明构思不限于此。
根据上述示例，由于由第四谐振电路40的谐振频率形成的第四衰减区域F4和由第五谐振电路50的谐振频率形成的第五衰减区域F5，通带和阻带可具有快速趋势差(rapidtendency difference)。因此，根据示例的高通滤波器可具有足够的衰减特性，并可具有-1dB的较低插入损耗的优异性能。
根据在此公开的示例，高通滤波器可具有优异的衰减特性和插入损耗特性。
虽然本公开包括具体示例，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求和它们的等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行形式上和细节上的各种改变。在此描述的示例仅被认为是描述性意义，而不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的次序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件和/或由其他组件或它们的等同物替换或补充描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求和它们的等同物限定，并且权利要求和它们的等同物的范围内的所有变化将被解释为包括在本公开中。

Claims (17)

1.一种高通滤波器，包括：
第一谐振电路，包括并联设置在连接第一端子和第二端子的信号线中的电感器和电容器；
第二谐振电路，包括串联设置在所述第一谐振电路的第一端与地之间的电感器和电容器；
第三谐振电路，包括串联设置在所述第一谐振电路的第二端与所述地之间的电感器和电容器；
第四谐振电路，设置在所述第一谐振电路的所述第一端与所述第一端子之间，并且包括具有第一谐振频率和第一反谐振频率的第一声波谐振器；以及
第五谐振电路，设置在所述第一谐振电路的所述第二端与所述第二端子之间，并且包括具有第二谐振频率和第二反谐振频率的第二声波谐振器，
其中，由所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路分别形成的衰减区域布置在比由所述第四谐振电路和所述第五谐振电路分别形成的衰减区域低的频率区域中。
2.根据权利要求1所述的高通滤波器，其中，由所述第四谐振电路形成的所述衰减区域通过所述第一声波谐振器的谐振频率来形成，并且由所述第五谐振电路形成的所述衰减区域通过所述第二声波谐振器的谐振频率来形成。
3.根据权利要求1所述的高通滤波器，其中，由所述第四谐振电路形成的所述衰减区域形成在比由所述第五谐振电路形成的所述衰减区域低的频率区域中。
4.根据权利要求1所述的高通滤波器，其中，所述第一谐振频率补偿所述第二反谐振频率。
5.根据权利要求4所述的高通滤波器，其中，所述第一谐振频率在所述第二谐振频率与所述第二反谐振频率之间。
6.根据权利要求5所述的高通滤波器，其中，所述第一谐振频率由下面等式确定：
fr4＝fr5-(fr5-fa5)×a，
其中，fr4是所述第一谐振频率，fr5是所述第二谐振频率，fa5是所述第二反谐振频率，并且a是大于或等于1/4并且小于或等于1/3的值。
7.根据权利要求1所述的高通滤波器，其中，所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路中的至少一个补偿所述第一反谐振频率。
8.根据权利要求7所述的高通滤波器，其中，所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路的谐振频率中的一个谐振频率处于比所述第一反谐振频率低3％至5％的频带中。
9.根据权利要求1所述的高通滤波器，其中，所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器包括薄膜体声波谐振器。
10.一种高通滤波器，包括：
第一LC谐振电路，设置在连接第一端子和第二端子的信号线中；
第二LC谐振电路，设置在所述第一LC谐振电路的第一端与地之间；
第三LC谐振电路，设置在所述第一LC谐振电路的第二端与所述地之间；
第一声波谐振器，设置在所述第一LC谐振电路的所述第一端与所述第一端子之间，并且具有第一谐振频率和第一反谐振频率；以及
第二声波谐振器，设置在所述第一LC谐振电路的所述第二端与所述第二端子之间，并且具有第二谐振频率和第二反谐振频率，
其中，所述第一谐振频率补偿所述第二反谐振频率。
11.根据权利要求10所述的高通滤波器，其中，所述第一谐振频率在所述第二谐振频率与所述第二反谐振频率之间。
12.根据权利要求10所述的高通滤波器，其中，所述第一谐振频率由下面等式确定：
fr4＝fr5-(fr5-fa5)×a，
其中，fr4是所述第一谐振频率，fr5是所述第二谐振频率，fa5是所述第二反谐振频率，并且a是大于或等于1/4并且小于或等于1/3的值。
13.根据权利要求10所述的高通滤波器，其中，所述第一LC谐振电路、所述第二LC谐振电路和所述第三LC谐振电路中的至少一个补偿所述第一反谐振频率。
14.根据权利要求13所述的高通滤波器，其中，所述第一LC谐振电路、所述第二LC谐振电路和所述第三LC谐振电路的谐振频率中的一个谐振频率形成在比所述第一反谐振频率低3％至5％的频带中。
15.根据权利要求10所述的高通滤波器，其中，由所述第一LC谐振电路、所述第二LC谐振电路和所述第三LC谐振电路分别形成的衰减区域布置在比由所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器分别形成的衰减区域低的频率区域中。
16.根据权利要求10所述的高通滤波器，其中，所述第一声波谐振器和所述第二声波谐振器包括薄膜体声波谐振器。
17.根据权利要求10所述的高通滤波器，其中，由所述第一LC谐振电路形成的衰减区域布置在比由所述第二LC谐振电路形成的衰减区域高的频率区域中，由所述第三LC谐振电路形成的衰减区域布置在比由所述第一LC谐振电路形成的所述衰减区域高的频率区域中，由所述第一声波谐振器形成的衰减区域布置在比由所述第三LC谐振电路形成的所述衰减区域高的频率区域中，并且由所述第二声波谐振器形成的衰减区域布置在比由所述第一声波谐振器形成的所述衰减区域高的频率区域中。
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