CN113037239A - 滤波器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种滤波器和电子设备，涉及射频技术领域。该滤波器包括输入端、输出端、滤波单元和传输零点产生单元，输入端、滤波单元和输出端依次电连接；传输零点产生单元的一端电连接于输入端与滤波单元之间，另一端电连接于滤波单元与输出端之间；传输零点产生单元用于产生位于低频的传输零点。通过在滤波器的输入端和输出端之间增加传输零点产生单元，可以通过增加非常小的器件产生传输零点，起到缩小滤波器尺寸的作用。

Description

滤波器和电子设备

技术领域

本发明涉及射频技术领域，具体而言，涉及一种滤波器和电子设备。

背景技术

在滤波器设计时，为了获得较高的抑制度，常常需要用到一个谐振单元来产生传输零点。

一般情况下，一个谐振单元由一个电容和一个电感组成，增加传输零点需要增加元器件数量。普通的LC谐振器产生传输零点的频率、电容和电感之间的关系为

传输零点频率越低，需要的电感和电容越大，需要更大的面积，故现有的谐振单元会造成滤波器尺寸过大的问题。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种滤波器和电子设备，其在产生可用的传输零点的基础上，具有尺寸小的优点。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种滤波器，包括输入端、输出端、滤波单元和传输零点产生单元，所述输入端、所述滤波单元和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述滤波单元之间，另一端电连接于所述滤波单元与所述输出端之间；

所述传输零点产生单元用于产生位于低频的传输零点。

在可选的实施方式中，所述传输零点产生单元包括零点电容；

所述零点电容的一端电连接于所述输入端与所述滤波单元之间，另一端电连接于所述滤波单元与所述输出端之间。

在可选的实施方式中，所述零点电容为寄生电容。

在可选的实施方式中，所述零点电容为单独的电容器件。

在可选的实施方式中，所述滤波单元包括第一滤波子单元、第二滤波子单元和第三滤波子单元，所述输入端、所述第一滤波子单元、所述第二滤波子单元和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第一滤波子单元之间，另一端电连接于所述第二滤波子单元与所述输出端之间；所述第三滤波子单元电连接于所述第一滤波子单元和所述第二滤波子单元之间。

在可选的实施方式中，所述第一滤波子单元和所述第二滤波子单元均包括电容电感集成模块。

在可选的实施方式中，所述第一滤波子单元包括第一电感和第一电容，所述第二滤波子单元包括第二电感和第二电容，所述第三滤波子单元包括第三电感；

所述输入端、所述第一电感、所述第一电容、所述第二电容、所述第二电感和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第一电感之间，另一端电连接于所述第二电感与所述输出端之间；所述第三电感的一端电连接于所述第一电容与所述第二电容之间，另一端接地。

在可选的实施方式中，所述滤波单元包括第三电容、第四电容和第四电感；

所述输入端、所述第三电容、所述第四电容和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第三电容之间，另一端电连接于所述第四电容与所述输出端之间；所述第四电感的一端电连接于所述第三电容与所述第四电容之间，另一端接地。

在可选的实施方式中，所述滤波单元包括第五电容、第六电容、第七电容、第五电感、第六电感和第七电感；

所述输入端、所述第五电容、所述第六电容、所述第六电感和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第五电容之间，另一端电连接于所述第六电感与所述输出端之间；所述第五电感的一端电连接于所述第五电容和所述第六电容之间，另一端接地；所述第七电感的一端电连接于所述第五电容和所述第六电容之间，另一端通过所述第七电容接地。

第二方面，本发明提供一种电子设备，包括如前述实施方式任一项所述的滤波器。

本发明实施例的有益效果包括，例如：一种滤波器和电子设备，该滤波器包括输入端、输出端、滤波单元和传输零点产生单元，输入端、滤波单元和输出端依次电连接；传输零点产生单元的一端电连接于输入端与滤波单元之间，另一端电连接于滤波单元与输出端之间；传输零点产生单元用于产生位于低频的传输零点。可见，通过在滤波器的输入端和输出端之间增加传输零点产生单元，可以通过增加非常小的器件产生传输零点，起到缩小滤波器尺寸的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种滤波器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种滤波器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种滤波器的电路示意图；

图4为现有技术的一种带通滤波器的电路示意图；

图5为本申请实施例提供的一种滤波器的波形示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种滤波器的电路示意图；

图7为现有技术的另一种带通滤波器的电路示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种滤波器的波形示意图；

图9为本申请实施例提供的又一种滤波器的电路示意图；

图10为现有技术的一种高通滤波器的电路示意图；

图11为本申请实施例提供的又一种滤波器的波形示意图。

图标：100-滤波器；110-滤波单元；111-第一滤波子单元；112-第二滤波子单元；113-第三滤波子单元；120-传输零点产生单元；P1-输入端；P2-输出端；L1-第一电感；L2-第二电感；L3-第三电感；L4-第四电感；L5-第五电感；L6-第六电感；L7-第七电感；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；C5-第五电容；C6-第六电容；C7-第七电容。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

如背景技术部分所介绍，目前为了获得较高的抑制度，在滤波器设计时，常常需要用到一个谐振单元来产生传输零点。由于谐振单元由一个电容和一个电感组成，增加传输零点需要增加元器件数量。而需要的传输零点频率越低，设计的电感和电容越大，需要更大的面积，故现有的谐振单元会造成滤波器尺寸过大的问题。

本申请实施例提供了一种滤波器，将传输零点产生单元设置在滤波器合适位置，可以产生传输零点，并具有尺寸小的优点。

示例性的，请参考图1，为本申请实施例提供的滤波器100的一种可实施的结构示意图。该滤波器100包括输入端P1、输出端P2、滤波单元110和传输零点产生单元120，输入端P1、滤波单元110和输出端P2依次电连接；传输零点产生单元120的一端电连接于输入端P1与滤波单元110之间，另一端电连接于滤波单元110与输出端P2之间。

在本实施例中，传输零点产生单元120用于产生位于低频的传输零点。

可以理解，传输零点产生单元120包括零点电容；零点电容的一端电连接于输入端P1与滤波单元110之间，另一端电连接于滤波单元110与输出端P2之间。

其中，零点电容可以为寄生电容，零点电容还可以为单独的电容器件。

可以理解，零点电容可以电路结构的寄生参数产生，该电路结构为输入端P1和输出端P2之间的电路结构。

由此可见，通过在滤波器100的输入端P1和输出端P2之间增加传输零点产生单元120，由于传输零点产生单元120可以是一个单独的小电容器件，也可以通过输入端P1和输出端P2之间的电路结构的寄生参数实现，通过增加非常小的器件或不用增加额外的器件就能产生传输零点，起到了缩小滤波器100尺寸的作用。

在本实施例中，该滤波器100可以为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、多工器以及其他类似滤波器中的一种。为了便于理解，现以滤波器100为带通滤波器为例进行说明。如图2所示，滤波单元110包括第一滤波子单元111、第二滤波子单元112和第三滤波子单元113，输入端P1、第一滤波子单元111、第二滤波子单元112和输出端P2依次电连接；传输零点产生单元120的一端电连接于输入端P1与第一滤波子单元111之间，另一端电连接于第二滤波子单元112与输出端P2之间；第三滤波子单元113电连接于第一滤波子单元111和第二滤波子单元112之间。

可以理解，第一滤波子单元111和第二滤波子单元112均包括电容电感集成模块。也就是说，第一滤波子单元111和第二滤波子单元112可以是电容和电感的组合，还可以在特定频段等效为电容的谐振器。第三滤波子单元113可以包括至少一个单独的接地电感，且在第三滤波子单元113位置增加其他接地结构，不会影响传输零点的产生。

当然，在另一种实施例中，第一滤波子单元111和第二滤波子单元112还可以是单独的电容和单独的电感。

如图3所示，为图2所示的滤波器100的一种可实施的电路结构示意图。第一滤波子单元111包括第一电感L1和第一电容C1，第二滤波子单元112包括第二电感L2和第二电容C2，第三滤波子单元113包括第三电感L3。

其中，输入端P1、第一电感L1、第一电容C1、第二电容C2、第二电感L2和输出端P2依次电连接；传输零点产生单元120的一端电连接于输入端P1与第一电感L1之间，另一端电连接于第二电感L2与输出端P2之间；第三电感L3的一端电连接于第一电容C1与第二电容C2之间，另一端接地。

可以理解，第一电容C1和第一电容C1可以是电容电感集成模块，也可以是单独的电容和单独的电感。同理，第二电感L2和第二电容C2也可以是电容电感集成模块，也可以是单独的电容和单独的电感。

其中，如图4和图5所示，图4为现有技术的带通滤波器的电路示意图。图5为波形示意图，图5中的曲线a为图4所示带通滤波器的仿真曲线，图5中的曲线b为图3所示滤波器100的仿真曲线。通过图5的波形示意图可知，图4所示的带通滤波器没有传输零点，而图3所示的滤波器100在1.5GHz和4.8GHz处有两个额外的传输零点。

可见，在现有的带通滤波器的电路基础上，在输入端P1和输出端P2之间增加一个传输零点产生单元120，就能产生传输零点。该传输零点产生单元120可以为容值很小的独立电容或寄生电容(例如，容值为0.1pF)，进而可以缩小滤波器100的尺寸。

在另一种实施例中，如图6所示，为滤波器100为带通滤波器的另一种可实施的电路结构示意图。滤波单元110包括第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第五电感L5、第六电感L6和第七电感L7。

输入端P1、第五电容C5、第六电容C6、第六电感L6和输出端P2依次电连接；传输零点产生单元120的一端电连接于输入端P1与第五电容C5之间，另一端电连接于第六电感L6与输出端P2之间；第五电感L5的一端电连接于第五电容C5和第六电容C6之间，另一端接地；第七电感L7的一端电连接于第五电容C5和第六电容C6之间，另一端通过第七电容C7接地。

其中，如图7和图8所示，图7为现有技术的带通滤波器的另一种电路示意图。图8为波形示意图，图8中的曲线c为图7所示带通滤波器的仿真曲线，图8中的曲线d为图6所示滤波器100的仿真曲线。通过图8的波形示意图可知，图7所示的带通滤波器没有传输零点，而图6所示的滤波器100在0.5GHz处有额外的传输零点。

可见，在现有的带通滤波器的另一种电路基础上，在输入端P1和输出端P2之间增加一个传输零点产生单元120，也能产生传输零点。该传输零点产生单元120可以为容值很小的独立电容或寄生电容(例如，容值为0.1pF)，进而可以缩小滤波器100的尺寸。

为了便于理解，现再以滤波器100为高通滤波器为例进行说明。如图9所示，为滤波器100为高通滤波器的一种可实施的电路结构示意图。滤波单元110包括第三电容C3、第四电容C4和第四电感L4。输入端P1、第三电容C3、第四电容C4和输出端P2依次电连接；传输零点产生单元120的一端电连接于输入端P1与第三电容C3之间，另一端电连接于第四电容C4与输出端P2之间；第四电感L4的一端电连接于第三电容C3与第四电容C4之间，另一端接地。

其中，如图10和图11所示，图10为现有技术的高通滤波器的一种电路示意图。图11为波形示意图，图11中的曲线e为图10所示高通滤波器的仿真曲线，图11中的曲线f为图9所示滤波器100的仿真曲线。通过图11的波形示意图可知，图10所示的高通滤波器没有传输零点，而图9所示的滤波器100在1GHz处有额外的传输零点。

可见，在现有的高通滤波器的电路基础上，在输入端P1和输出端P2之间增加一个传输零点产生单元120，也能产生传输零点。该传输零点产生单元120可以为容值很小的独立电容或寄生电容(例如，容值为0.15pF)，进而可以缩小滤波器100的尺寸。

在本实施例中，滤波器100可以应用在电子设备中，该电子设备可以为应用电路。例如，该电子设备可以为音箱、无线发射机以及音乐模拟合成器等。

综上所述，本发明实施例提供了一种滤波器和电子设备，该滤波器包括输入端、输出端、滤波单元和传输零点产生单元，输入端、滤波单元和输出端依次电连接；传输零点产生单元的一端电连接于输入端与滤波单元之间，另一端电连接于滤波单元与输出端之间；传输零点产生单元用于产生位于低频的传输零点。可见，通过在滤波器的输入端和输出端之间增加传输零点产生单元，可以通过增加非常小的器件产生传输零点，起到缩小滤波器尺寸的作用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种滤波器，其特征在于，包括输入端、输出端、滤波单元和传输零点产生单元，所述输入端、所述滤波单元和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述滤波单元之间，另一端电连接于所述滤波单元与所述输出端之间；

所述传输零点产生单元用于产生位于低频的传输零点。

2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述传输零点产生单元包括零点电容；

所述零点电容的一端电连接于所述输入端与所述滤波单元之间，另一端电连接于所述滤波单元与所述输出端之间。

3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述零点电容为寄生电容。

4.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述零点电容为单独的电容器件。

5.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述滤波单元包括第一滤波子单元、第二滤波子单元和第三滤波子单元，所述输入端、所述第一滤波子单元、所述第二滤波子单元和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第一滤波子单元之间，另一端电连接于所述第二滤波子单元与所述输出端之间；所述第三滤波子单元电连接于所述第一滤波子单元和所述第二滤波子单元之间。

6.如权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述第一滤波子单元和所述第二滤波子单元均包括电容电感集成模块。

7.如权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述第一滤波子单元包括第一电感和第一电容，所述第二滤波子单元包括第二电感和第二电容，所述第三滤波子单元包括第三电感；

所述输入端、所述第一电感、所述第一电容、所述第二电容、所述第二电感和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第一电感之间，另一端电连接于所述第二电感与所述输出端之间；所述第三电感的一端电连接于所述第一电容与所述第二电容之间，另一端接地。

8.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述滤波单元包括第三电容、第四电容和第四电感；

所述输入端、所述第三电容、所述第四电容和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第三电容之间，另一端电连接于所述第四电容与所述输出端之间；所述第四电感的一端电连接于所述第三电容与所述第四电容之间，另一端接地。

9.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述滤波单元包括第五电容、第六电容、第七电容、第五电感、第六电感和第七电感；

所述输入端、所述第五电容、所述第六电容、所述第六电感和所述输出端依次电连接；所述传输零点产生单元的一端电连接于所述输入端与所述第五电容之间，另一端电连接于所述第六电感与所述输出端之间；所述第五电感的一端电连接于所述第五电容和所述第六电容之间，另一端接地；所述第七电感的一端电连接于所述第五电容和所述第六电容之间，另一端通过所述第七电容接地。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的滤波器。

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