CN110995191A - 一种可切换频率的滤波网络及其构成的信号处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可切换频率的滤波网络及其构成的信号处理系统，该滤波网络包括主滤波电路、控制开关S和副滤波电路，所述控制开关S导通时，所述副滤波电路接入所述主滤板电路，或者所述副滤波电路被短路。本发明提供的滤波网络通过控制开关增加或减少接入滤波网络中的滤波电路，改变了滤波网络的谐振频率，实现了适应低频和中频不同谐波频率的要求，节省了成本。

Description

一种可切换频率的滤波网络及其构成的信号处理系统

技术领域

本发明涉及一种可切换频率的滤波网络及其构成的信号处理系统。

背景技术

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由阻抗元件构成。滤波的概念，是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念，根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成；换言之，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，则为滤波。

目前，常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波由无源元件构成，无源滤波电路的结构简单，易于设计，但它的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，因而不适用于信号处理要求高的场合。有源滤波不仅由无源元件，还由有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组成；有源滤波电路的负载不影响滤波特性，因此常用于信号处理要求高的场合。

滤波电路作为功能电路的后级或前级处理电路对输入或输出信号进行滤波处理，如无源滤波电路适用于功率放大器中对放大芯片输出的信号进行处理实现谐波；有源滤波适用于直流电源供电对直流电源输出的电源进行滤波处理。

无源滤波电路在使用过程时，由于功能电路的原因需要配置多个无源滤波电路对功能电路输出的信号进行滤波处理，如功率放大器通常在一个芯片内集成了多个频段，以手机功率放大器为例，通常有低频和中频两个频段，为了满足低频和中频两个频段信号的处理，需分别配置一个滤波电路分别对低频和中频进行处理。此种配置有效地保证了不同频段的处理，但电路结构复杂，成本高；当需要将滤波电路集成于功能芯片（如功率放大器芯片）内时，将会造成芯片面积大。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明在此的目的在于提供一种能够改变滤波网络的谐振频率，以达到适应不同频段不同谐波频率效果的可切换频率的滤波网络。

为实现本发明的目的，在此所提供的可切换频率的滤波网络包括主滤波电路、控制开关S和副滤波电路，所述控制开关S导通时，所述副滤波电路接入所述主滤板电路，或者所述副滤波电路被短路。

本发明在此的另一个目的在于提供一种信号处理系统，该信号处理系统包括本发明所提供的可切换频率的滤波网络。

本发明的有益效果是：本发明提供的滤波网络通过控制开关增加或减少接入滤波网络中的滤波电路，改变了滤波网络的谐振频率，实现了适应低频和中频不同谐波频率的要求，节省了成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明提供的滤波网络的第一种电路原理图；

图2为本发明提供的滤波网络的第二种电路原理图；

图3为本发明提供的滤波网络的第三种电路原理图；

图4为本发明提供的滤波网络的第四种电路原理图；

图5为本发明提供的信号处理系统的第一种电路原理图；

图6为本发明提供的信号处理系统的第二种电路原理图；

图7为本发明提供的信号处理系统的第三种电路原理图；

图8为本发明提供的信号处理系统的第四种电路原理图；

图中：1-主滤波电路，2-副滤波电路，3-第一阻抗匹配网络，4-第二阻抗匹配网络，5-频率选择开关组，6-滤波网络，7-低频电路，8-中频电路。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明提供的滤波网络包括了主滤波电路1、控制开关S和副滤波电路2，控制开关S导通时，副滤波电路2接入主滤板电路1，或者副滤波电路2被短路，具体电路结构如图1-4所示，包括以下几种实施例。

实施例一

参照图1所示，本实施例提供的滤波网络中的主滤波电路1包括电感L5和电容C5，副滤波电路2包括电感L6，电容C5的第一极板作为输入端，用于信号加载；电容C5的第一极板与电感L6的一端连接，电感L5串联于电感L6的另一端和电容C5的第二极板之间，电容C5的第二极板作为输出端，用于信号输出；控制开关S串联于电感L5与电感L6相连接的一端和电容C5的第一极板之间。

该实施例滤波网络的工作原理是：当控制开关S处于断开时，电感L5、电感L6和电容C5构成一个并联的LC滤波电路；当控制开关S处于接通状态时，电感L6被短路，电感L5和电容C5构成一个并联的LC滤波电路。

实施例二

参照图2所示，本实施例提供的滤波网络中的主滤波电路1包括电感L7和电容C6，副滤波电路2包括电容C7，电容C6的第一极板作为输入端，用于信号加载；电容C6的第一极板与电容C7的第一极板连接，电感L7串联于电容C7的第二极板和电容C6的第二极板之间，电容C6的第二极板作为输出端，用于信号输出；控制开关S串联于电感L7与电容C7第二极板相连接的一端和电容C6的第一极板之间。

该实施例滤波网络的工作原理是：当控制开关S处于断开时，电感L7、电电容C6和电容C7构成一个并联的LC滤波电路；当控制开关S处于接通状态时，电容C7被短路，电感L7和电容C6构成一个并联的LC滤波电路。

实施例三

参照图3所示，本实施例提供的滤波网络中的主滤波电路1包括电感L8和电容C8，副滤波电路2包括电感L9；电感L9的一端作为输入端，用于信号加载；电感L8和电容C8串联于电感L9的另一端和地之间；控制开关S并联于电感L9两端。

该实施例滤波网络的工作原理是：当控制开关S处于断开状态时，电感L9、电感L8和电容C8构成一个串联的LC滤波电路；当控制开关S处于闭合状态时，电感L9被短接，电感L8和电容C8构成一个串联的LC滤波电路。

实施例四

参照图4所示，本实施例提供的滤波网络中的主滤波电路1包括电感L10和电容C9，副滤波电路2包括电容C10；电容C10的第一极板作为输入端，用于信号加载；电感L10和电容C9串联于电容C10的第二极板和地之间；控制开关S并联于电容C10两端。

该实施例滤波网络的工作原理是：当控制开关S处于断开状态时，电感L10、电容C9和电容C10构成一个串联的LC滤波电路；当控制开关S处于闭合状态时，电容C10被短接，电感L10和电容C9构成一个串联的LC滤波电路。

本申请提供的滤波网络可以配合任何一种信号处理系统使用，参照图5-8所示，利用本发明提供的滤波网络构成的信号处理系统包括放大芯片U1、第一阻抗匹配网络3、第二阻抗匹配网络4、频率选择开关组5和滤波网络6，放大芯片U1的输出端分别接第一阻抗匹配网络3和第二阻抗匹配网络4的输入端，第一阻抗匹配网络3的输出端和第二阻抗匹配网络4的输出端经频率选择开关组5接滤波网络6的输入端；滤波网络6为实施例一、实施例二、实施例三和实施例四所提供的任何一种滤波网络。

该信号处理系统中放大芯片U1中包括低频电路7和中频电路8，低频电路7用于低频信号放大，中频电路8用于中频信号放大。与低频电路7和中频电路8相匹配的第一阻抗匹配网络3和第二阻抗匹配网络4用于对不同频段的频率进行阻抗匹配，具体第一阻抗匹配网络3用于对低频进行阻抗匹配，第二阻抗匹配网络4用于对中频进行阻抗匹配。

此处所记载的放大芯片U1中的低频电路7、中频电路8可以采用任意一种低频电路和中频电路，如可以采用由共基三极管构成或其它电路。通常1.0GHz以下是低频，2.025GHz（也就是Band34）以下是中频。

第一阻抗匹配网络3和第二阻抗匹配网络4可以采用任何一种阻抗匹配网络，在此第一阻抗匹配网络3包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2，电感L1的一端作为输入端，另一端接电感L2的一端，电感L2的另一端作为输出端；电容C1的第一极板接电感L1与电感L2相连接的一端，第二极板接地；电容C2的第一极板接电感L2作为输出端的一端，第二极板接地。

第二阻抗匹配网络包括电感L3、电感L4、电容C3和电容C4，电感L3的一端作为输入端，另一端接电感L4的一端，电感L4的另一端作为输出端；电容C3的第一极板接电感L3与电感L4相连接的一端，第二极板接地；电容C4的第一极板接电感L4作为输出端的一端，第二极板接地。

本申请提供的信号处理系统中的频率选择开关组5可以采用任何一种，在此提供一种结构简单的频率选择开关组，包括第一开关S1和第二开关S2，第一开关S1连接于第一阻抗匹配网络3输出端和滤波网络6输入端之间，第二开关S2连接于第二阻抗匹配网络4输出端和滤波网络6输入端之间。当第一阻抗匹配网络3和第二阻抗匹配网络4的输出端输出的信号加载于第一开关S1和第二开关S2上后，第一开关S1和第二开关S2闭合，经第一开关S1和第二开关S2后加载于滤波网络6的输入端，经滤波网络6处理后输出。

本发明所记载的控制开关S可以采用任何一种可控开关，在此采用MOS管，通过控制信号控制其闭合、断开。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种可切换频率的滤波网络，其特征在于，包括主滤波电路、控制开关S和副滤波电路，所述控制开关S导通时，所述副滤波电路接入所述主滤板电路，或者所述副滤波电路被短路。

2.根据权利要求1所述的可切换频率的滤波网络，其特征在于：所述主滤波电路为LC滤波电路。

3.根据权利要求1或2所述的可切换频率的滤波网络，其特征在于：所述副滤波电路为电感滤波电路，或电容滤波电路。

4.根据权利要求1或2所述的可切换频率的滤波网络，其特征在于：所述控制开关S为MOS管。

5.一种信号处理系统，其特征在于：包括权利要求1-4任意一项所述的可切换频率的滤波网络。

6.根据权利要求5所述的信号处理系统，其特征在于：还包括放大芯片U1、第一阻抗匹配网络、第二阻抗匹配网络和频率选择开关组，所述放大芯片U1的输出端分别接所述第一阻抗匹配网络和所述第二阻抗匹配网络的输入端，所述第一阻抗匹配网络的输出端和所述第二阻抗匹配网络的输出端经所述频率选择开关组接所述滤波网络的输入端。

7.根据权利要求6所述的信号处理系统，其特征在于：所述放大芯片U1包括低频电路和中频电路，所述低频电路的输出端接所述第一阻抗匹配网络的输入端，所述中频电路的输出端接所述第二阻抗匹配网络的输入端。

8.根据权利要求6或7所述的信号处理系统，其特征在于：所述第一阻抗匹配网络包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2，所述电感L1的一端作为输入端，另一端接所述电感L2的一端，所述电感L2的另一端作为输出端；所述电容C1的第一极板接所述电感L1与所述电感L2相连接的一端，第二极板接地；所述电容C2的第一极板接所述电感L2作为输出端的一端，第二极板接地。

9.根据权利要求6或7所述的信号处理系统，其特征在于：所述第二阻抗匹配网络包括电感L3、电感L4、电容C3和电容C4，所述电感L3的一端作为输入端，另一端接所述电感L4的一端，所述电感L4的另一端作为输出端；所述电容C3的第一极板接所述电感L1与所述电感L2相连接的一端，第二极板接地；所述电容C4的第一极板接所述电感L4作为输出端的一端，第二极板接地。

10.根据权利要求6或7所述的信号处理系统，其特征在于：所述频率选择开关组包括第一开关S1和第二开关S2，所述第一开关S1连接于所述第一阻抗匹配网络输出端和所述滤波网络输入端之间，所述第二开关S2连接于所述第二阻抗匹配网络输出端和所述滤波网络输入端之间。

Images