CN112615602B - 一种fbar滤波器电路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于滤波器技术领域,提供了一种FBAR滤波器电路结构,包括:在所述滤波模块的输入端或输出端连接谐振模块的一端,所述谐振模块的另一端接地;所述滤波模块的输入端为FBAR滤波器电路的输入端,所述滤波模块的输出端为FBAR滤波器电路的输出端;所述谐振模块用于在FBAR滤波器电路的阻带形成一个传输零点,从而可以提高带外抑制。且谐振模块中的元器件不会造成滤波模块的芯片体积大幅增加,不会引入更多的损耗以及恶化带内插损。
Description
技术领域
本发明属于滤波器技术领域,尤其涉及一种提薄膜腔声谐振(Film BulkAcoustic Resonator,FBAR)滤波器电路结构。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展,许多射频器件在通信领域得到广泛应用,例如,在个人移动终端如手机上会有大量的滤波器使用。滤波器主要用来滤除不需要的射频信号,改善发射通路或接收通路的性能。目前通信系统向着多频段、多体制、多模式方向发展,使用的频段越来越密集,为了提高通信质量,减少各频段之间的干扰,势必对滤波器的带外抑制提出了更高的要求,现有技术中通常采用增加滤波器的级数来提高带外抑制,且引入更多的损耗以及恶化带内插损。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种FBAR滤波器电路结构,旨在解决现有技术中实现高抑制时带来更多的损耗以及恶化带内插损的问题。
为实现上述目的,本发明实施例的第一方面提供了一种FBAR滤波器电路结构,包括:谐振模块以及滤波模块;
在所述滤波模块的输入端或输出端连接所述谐振模块的一端,所述谐振模块的另一端接地;所述滤波模块的输入端为FBAR滤波器电路的输入端,所述滤波模块的输出端为所述FBAR滤波器电路的输出端;
所述谐振模块用于在所述FBAR滤波器电路的阻带形成一个传输零点。
作为本申请另一实施例,所述滤波模块包括:一条串联电路、至少一条第一并联电路和至少一条第二并联电路;
所述串联电路由多个谐振器串联构成,所述串联电路的一端为所述滤波模块的输入端,所述串联电路的另一端为所述滤波模块的输出端;
第一并联电路由谐振器和接地电感串联组成,第一并联电路中谐振器的一端连接在所述串联电路中距离所述滤波模块的输入端,或输出端最近的两个相邻谐振器之间,或所述串联电路中任一端与相邻的谐振器之间,第一并联电路中接地电感的一端接地;
第二并联电路由两个谐振器并联后再串联一个接地电感构成,所述第二并联电路中所述两个谐振器的一端分别连接在所述串联电路中三个依次串联的谐振器之间,接地电感的另一端接地。
作为本申请另一实施例,所述谐振器为薄膜体声波谐振器,所述薄膜体声波谐振器采用空气腔结构或固态装配型结构。
作为本申请另一实施例,所述串联电路中串联连接的薄膜体声波谐振器的数量为1至5中的任一数值。
作为本申请另一实施例,所述第一并联电路的数量为1至5中的任一数值;
所述第二并联电路的数量为1至5中的任一数值。
作为本申请另一实施例,所述串联电路还包括输入引线电感和输出引线电感;
所述输入引线电感的一端为所述滤波模块的输入端,所述输入引线电感的另一端连接串联的薄膜体声波谐振器后与所述输出引线电感的一端连接,所述输出引线电感的另一端为所述滤波模块的输出端。
作为本申请另一实施例,所述输入引线电感和所述输出引线电感为键合线、采用GaAs基片实现的电感、采用陶瓷片实现的电感以及表贴电感中的任一种。
作为本申请另一实施例,所述第一谐振模块包括:所述谐振模块包括:串联连接的电容C1和电感L1或串联连接的电感L1和电容C1;
所述电容C1的一端连接所述输入引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电感L1的另一端接地;或者所述电感L1的一端连接所述输入引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电容C1的另一端接地;
或者,所述电容C1的一端连接所述输出引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电感L1的另一端接地;或者,所述电感L1的一端连接所述输出引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电容C1的另一端接地。
作为本申请另一实施例,所述电容C1的容值范围为0.1pF~3pF。
作为本申请另一实施例,所述电感L1的电感值范围为0.5nH~5nH。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:与现有技术相比,本发明中的谐振模块可以在FBAR滤波器电路的阻带形成一个传输零点,从而可以提高带外抑制,且谐振模块中的元器件不会造成滤波器模块的体积大幅增加,使得FBAR滤波器电路的体积较小,不会引入更多的损耗以及恶化带内插损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1(1)是本发明实施例提供的FBAR滤波器电路结构的示意图;
图1(2)是本发明实施例提供的另一FBAR滤波器电路结构的示意图;
图2是本发明实施例提供的滤波模块的电路示意图;
图3是本发明实施例提供的滤波模块对应的幅频特性曲线的示意图;
图4(1)是本发明实施例提供的FBAR滤波器电路结构的电路示意图;
图4(2)是本发明实施例提供的另一FBAR滤波器电路结构的电路示意图;
图5是本发明实施例提供的FBAR滤波器电路结构包括谐振模块时对应的幅频特性曲线的示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
图1(1)和图1(2)为本发明实施例提供的FBAR滤波器电路结构的示意图,包括:谐振模块10以及滤波模块20;
在所述滤波模块20的输入端或输出端连接所述谐振模块10的一端,所述谐振模块10的另一端接地;所述滤波模块20的输入端为FBAR滤波器电路的输入端,所述滤波模块20的输出端为所述FBAR滤波器电路的输出端;
所述谐振模块用于在所述FBAR滤波器电路的阻带形成一个传输零点。
在图1(1)中,在所述滤波模块20的输入端连接所述谐振模块10的一端,谐振模块10的另一端接地;在图1(2)中,在所述滤波模块20的输出端连接所述谐振模块10的一端,谐振模块10的另一端接地。
上述FBAR滤波器电路结构,通过调节谐振模块中元器件的值,使得在FBAR滤波器电路的阻带形成一个传输零点,来提高带外抑制。
可选的,如图2所示,所述滤波模块20包括:一条串联电路201、至少一条第一并联电路202和至少一条第二并联电路203;
所述串联电路201由多个谐振器串联构成,所述串联电路201的一端为所述滤波模块20的输入端,所述串联电路201的另一端为所述滤波模块20的输出端;
第一并联电路202由谐振器和接地电感串联组成,第一并联电路202中谐振器的一端连接在所述串联电路中距离所述滤波模块20的输入端,或输出端最近的两个相邻谐振器之间,或所述串联电路中任一端与相邻的谐振器之间,第一并联电路202中接地电感的一端接地;
第二并联电路203由两个谐振器并联后再串联一个接地电感构成,所述第二并联电路203中所述两个谐振器的一端分别连接在所述串联电路中三个依次串联的谐振器之间,接地电感的另一端接地。
可选的,本实施例中谐振器为薄膜体声波谐振器,所述薄膜体声波谐振器采用空气腔(Air gap)结构或固态装配型(Solid Mounted Resonators,SMR)结构。
所述串联电路中串联连接的薄膜体声波谐振器的数量为1至5中的任一数值,即串联电路由1个薄膜体声波谐振器构成,或者串联电路由2个薄膜体声波谐振器串联构成,或者串联电路由3个薄膜体声波谐振器串联构成,或者串联电路由4个薄膜体声波谐振器串联构成,或者串联电路由5个薄膜体声波谐振器串联构成。
下面以4个薄膜体声波谐振器串联构成串联电路为例进行描述,如图2所示,串联电路201由依次串联的薄膜体声波谐振器X1、薄膜体声波谐振器X2、薄膜体声波谐振器X3、薄膜体声波谐振器X4和薄膜体声波谐振器X5构成。
可选的,所述串联电路201还包括输入引线电感L3和输出引线电感L4;
所述输入引线电感L3的一端为所述滤波模块的输入端,所述输入引线电感L3的另一端连接串联的薄膜体声波谐振器后与所述输出引线电感L4的一端连接,所述输出引线电感L4的另一端为所述滤波模块的输出端。如图2所示,薄膜体声波谐振器X1与滤波模块20的输入端之间连接输入引线电感L3,薄膜体声波谐振器X5与滤波模块20的输出端之间连接输入引线电感L4。
可选的,所述第一并联电路的数量为1至5中的任一数值;所述第二并联电路的数量为1至5中的任一数值。
下面以第一并联电路为两条,第二并联电路为一条进行描述,如图2所示,薄膜体声波谐振器X6的一端连接在薄膜体声波谐振器X1和薄膜体声波谐振器X2之间,薄膜体声波谐振器X6的另一端串联接地电感L5后接地;
薄膜体声波谐振器X7的一端连接在薄膜体声波谐振器X4和薄膜体声波谐振器X5之间,薄膜体声波谐振器X7的另一端串联接地电感L7后接地。
可选的,如图2所示,第二并联电路由薄膜体声波谐振器X8和薄膜体声波谐振器X9并联后与接地电感L6串联构成,薄膜体声波谐振器X8的一端连接在薄膜体声波谐振器X2和薄膜体声波谐振器X3之间,薄膜体声波谐振器X9的一端连接在薄膜体声波谐振器X3和薄膜体声波谐振器X4之间,接地电感L6的另一端接地。
可选的,所述输入引线电感L3和所述输出引线电感L4可以为键合线、采用GaAs基片实现的电感、采用陶瓷片实现的电感以及表贴电感中的任一种。
对应图2所示的滤波模块的幅频特性曲线,如图3所示,横坐标表示频率,单位为GHz,纵坐标为衰减值,单位为dB。
可选的,所述谐振模块10包括:串联连接的电容C1和电感L1;
所述电容C1的一端连接所述输入引线电感L3和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电感L1的另一端接地;或者所述电感L1的一端连接所述输入引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电容C1的另一端接地;
或者,所述电容C1的一端连接所述输出引线电感L4和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电感L1的另一端接地;或者,所述电感L1的一端连接所述输出引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电容C1的另一端接地。
作为示例,如图4(1)所示,电容C1的一端连接在输入引线电感L3和薄膜体声波谐振器X1之间,电容C1的另一端连接电感L1后接地;如图4(2)所示,电容C1的一端连接在输出引线电感L4和薄膜体声波谐振器X5之间,电容C1的另一端连接电感L1后接地。
同理,当所述谐振模块包括串联连接的电感L1和电容C1时,电感L1的一端连接在输入引线电感L3和薄膜体声波谐振器X1之间,电感L1的另一端连接电容C1后接地;或者,电感L1的一端连接在输出引线电感L4和薄膜体声波谐振器X5之间,电感L1的另一端连接电容C1后接地。
可选的,图4(1)-图4(2)中的电容C1的容值范围为0.1pF~3pF,此电容值大小适中,不会引起芯片体积的大幅度增加。所述电感L1的电感值范围为0.5nH~5nH,此电感值大小适中,不会引起芯片体积的大幅度增加。
对于谐振模块,例如电容C1和电感L1分别为2.6pF和4.4nH时,根据计算谐振频率,如图5中的S(4,3)在阻带低端1.488GHz处形成传输零点。如图5所示的,S(6,5)为加入谐振模块后的幅频特性曲线,其在阻带低端1.488GHz处形成传输零点。图3和图5进行对比可知,图3中在1.488GHz处带外衰减为44dB,在图5中,在1.488GHz处带外衰减为72.9dB,因此由于加入谐振结构,带外抑制改善了约28.9dB。
通过调整谐振模块中的电容值和电感值,可以改变传输零点的位置。通过调整可知,传输零点离通带越近,电容值和电感值越小,对滤波器的通带产生影响越大。
上述FBAR滤波器电路结构,在所述滤波模块的输入端或输出端连接谐振模块的一端,谐振模块的另一端接地;所述滤波模块的输入端为FBAR滤波器电路的输入端,所述滤波模块的输出端为所述FBAR滤波器电路的输出端;所述谐振模块用于在所述FBAR滤波器电路的阻带形成一个传输零点,从而可以提高带外抑制。且谐振模块中的元器件不会造成滤波模块的芯片体积大幅增加,不会引入更多的损耗以及恶化带内插损。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种FBAR滤波器电路结构,其特征在于,包括:谐振模块以及滤波模块;
在所述滤波模块的输入端或输出端连接所述谐振模块的一端,所述谐振模块的另一端接地;所述滤波模块的输入端为FBAR滤波器电路的输入端,所述滤波模块的输出端为所述FBAR滤波器电路的输出端;
所述谐振模块用于在所述FBAR滤波器电路的阻带形成一个传输零点;
所述滤波模块包括:一条串联电路、至少一条第一并联电路和至少一条第二并联电路;
所述串联电路由多个谐振器串联构成,所述串联电路的一端为所述滤波模块的输入端,所述串联电路的另一端为所述滤波模块的输出端;
第一并联电路由谐振器和接地电感串联组成,第一并联电路中谐振器的一端连接在所述串联电路中距离所述滤波模块的输入端,或输出端最近的两个相邻谐振器之间,或所述串联电路中任一端与相邻的谐振器之间,第一并联电路中接地电感的一端接地;
第二并联电路由两个谐振器并联后再串联一个接地电感构成,所述第二并联电路中所述两个谐振器的一端分别连接在所述串联电路中三个依次串联的谐振器之间,接地电感的另一端接地;
所述谐振器为薄膜体声波谐振器,所述薄膜体声波谐振器采用空气腔结构或固态装配型结构;
所述谐振模块包括:串联连接的电容C1和电感L1;
所述电容C1容值范围为0.1pF~3pF,所述电感L1电感值范围为0.5nH~5nH。
2.如权利要求1所述的FBAR滤波器电路结构,其特征在于,所述串联电路中串联连接的薄膜体声波谐振器的数量为1至5中的任一数值。
3.如权利要求1所述的FBAR滤波器电路结构,其特征在于;
所述第一并联电路的数量为1至5中的任一数值;
所述第二并联电路的数量为1至5中的任一数值。
4.如权利要求1所述的FBAR滤波器电路结构,其特征在于,所述串联电路还包括输入引线电感和输出引线电感;
所述输入引线电感的一端为所述滤波模块的输入端,所述输入引线电感的另一端连接串联的薄膜体声波谐振器后与所述输出引线电感的一端连接,所述输出引线电感的另一端为所述滤波模块的输出端。
5.如权利要求4所述的FBAR滤波器电路结构,其特征在于,
所述输入引线电感和所述输出引线电感为键合线、采用GaAs基片实现的电感、采用陶瓷片实现的电感以及表贴电感中的任一种。
6.如权利要求1-5中任一项所述的FBAR滤波器电路结构,其特征在于,
所述电容C1的一端连接所述输入引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电感L1的另一端接地;或者所述电感L1的一端连接所述输入引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电容C1的另一端接地;
或者,所述电容C1的一端连接所述输出引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电感L1的另一端接地;或者,所述电感L1的一端连接所述输出引线电感和紧邻的薄膜体声波谐振器之间,所述电容C1的另一端接地。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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