CN209982466U - 一种滤波器及pll电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及提供一种滤波器及PLL电路。本实用新型的一种滤波器，包括输入端和输出端，连接输入端和输出端、用于通过一预设频段二次谐波的并联谐振电路，其中并联谐振电路包含一电容调节电路；滤波器还包括：与电容调节电路连接、用于外接控制电路的控制信号输入端；与输入端和输出端分别连接、用于抑制预设频段三次及以上谐波的第一可调谐滤波电路和第二可调谐滤波电路；第一可调谐滤波电路和第二可调谐滤波电路分别与控制信号输入端连接。实施本实用新型，能够扩大滤波器的使用范围。实现相同的功能条件下，减少元器件使用数量，有效缩小PCB占用面积。

Description

一种滤波器及PLL电路

技术领域

本实用新型涉及滤波技术领域，更具体地说，涉及一种滤波器及PLL电路。

背景技术

反馈滤波器是FGU(Frequency Generator Unit频率产生单元)的重要组成部分；直接影响FGU的相位噪声、整机的工作频率范围和整机性能。目前常用的FGU锁定方式有基波和谐波两种，随着宽频段和更高性能的VCO要求，谐波锁定将成为主流。

而通过谐波锁定方式，因频率的组合分量多、各种频率相近或出现重叠，常规反馈滤波器已经不能满足使用需求。例如，常用的TX频段范围136-174MHz，RX频段范围为180.85-218.85MHz，这样RX频段中的高端218.85MHz与TX频段的二次谐波的低频段(272MHz)邻近，RX频段的二次谐波频段(361.7-437.7MHz)与TX频段的三次谐波频段(408-522MHz)部分重叠。这样为了避免干扰则在同一个PLL中，例如图1、图2和图3所示的几种现有技术，采用RX通路反馈滤波器和TX通路反馈滤波器，在工作时，通过收发转换开关进行切换，很多时候，这里RX通路或TX通路反馈滤波器的带宽比较窄，例如在图1和图2所示的滤波器中，其带宽只有38MHz，当实际的应用出现TX和RX扩频时，其RX通路和TX通路还要增加滤波器进行扩频频段的切换。此外先通常的滤波器中使用器件数量多、PCB占用面积大，不利于终端小型化发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种滤波器及PLL电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种滤波器，包括输入端和输出端，还包括：连接所述输入端和所述输出端、用于通过一预设频段二次谐波的并联谐振电路，其中所述并联谐振电路包含一电容调节电路；所述滤波器还包括：

与所述电容调节电路连接、用于外接控制电路的控制信号输入端；

与所述输入端和所述输出端分别连接、用于抑制所述预设频段三次及以上谐波的第一可调谐滤波电路和第二可调谐滤波电路；所述第一可调谐滤波电路和第二可调谐滤波电路分别与所述控制信号输入端连接。

优选地，所述电容调节电路包含第一变容二极管D8，所述并联谐振电路包括所述第一变容二极管D8、与所述第一变容二极管D8第一端连接的第一电感L13、一端连接所述第一电感L13、另一端连接所述第一变容二极管D8第二端的第一电容C9。

优选地，所述控制信号输入端包括第一电阻R6，所述第一变容二极管D8的第一端通过与所述第一电阻R6相连接。

优选地，所述第一可调谐滤波电路包括第二电容C10、第二电感L14和第二变容二极管D7；所述第二电感L14的一端连接所述第二电容C10，另一端连接所述第二变容二极管D7的第一端，所述第二变容二极管D7的第二端接地；和/或

所述第二可调谐滤波电路包括第三电容C11、第三电感L16和第三变容二极管D9；所述第三电感L16的一端连接所述第三电容C11，另一端连接所述第三变容二极管D9的第一端，所述第三变容二极管D9的第二端接地。

优选地，所述第二变容二极管D7的第一端与所述第三变容二极管D9的第一端通过第六电感L17相连接。

优选地，所述控制信号输入端包括第二电阻R7，所述第二变容二极管D7的第一端通过所述第六电感L17与所述第二电阻R7连接，所述第三变容二极管D9第一端与所述第二电阻R7相连。

本实用新型的一种滤波器，还包括与所述输入端和所述输出端分别连接、用于抑制所述预设频段的第一滤波电路和第二滤波电路。

优选地，所述第一滤波电路包括第四电感L12，所述第四电感L12的一端连接所述输入端，所述第四电感L12的另一端接地；和/或

所述第二滤波电路包括第五电感L15，所述第五电感L15的一端连接所述输出端，所述第五电感L15的另一端接地。

优选地，所述输入端设有第四电容C12，所述第四电容C12的一端连接所述第一可调谐滤波电路，所述第四电容C12的另一端连接所述并联谐振电路；和/或

所述控制信号输入端包括控制电压输入端，所述控制电压输入端用于连接DAC、以输入不同电压。

本实用新型还构造一种PLL电路，包括PLL IC、用于产生第一预设频段的第一VCO、用于产生第二预设频段的第二VCO、输入端与所述第一VCO和第二VCO分别连接、输出端与所述PLL IC相连接的反馈滤波器，其中所述反馈滤波器为上面任意所述的滤波器。

实施本实用新型的一种滤波器及PLL电路，具有以下有益效果：能够实现中心频率和带宽的可调，以扩大滤波器的使用范围，以避免在一些使用场景下的需要配置多个不同滤波器。从而实现相同的功能条件下，减少元器件使用数量，从而有效缩小PCB占用面积，有利于终端小型化发展。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有反馈滤波器一种电路原理图；

图2是现有反馈滤波器另一种电路原理图；

图3是现有PLL电路的结构框图；

图4是本实用新型一种滤波器的一实施例的电路原理图；

图5是本实用新型一种滤波器的一S参数效果图；

图6是本实用新型一种PLL电路的一实施例的结构框图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图4所示，在本实用新型的一种滤波器的一实施例中，构造一种滤波器，包括输入端Fin和输出端Fout，还包括：连接该输入端Fin和输出端Fout、用于通过一预设频段二次谐波的并联谐振电路110，其中并联谐振电路110包含一电容调节电路；滤波器还包括：与电容调节电路连接、用于外接控制电路的控制信号输入端103；与输入端Fin和输出端Fout分别连接、用于抑制预设频段三次及以上谐波的第一可调谐滤波电路121和第二可调谐滤波电路122；第一可调谐滤波电路121和第二可调谐滤波电路122分别与控制信号输入端103连接。具体的，这里的预设频段可以对应为基波，该基波是根据电路的具体需要进行设定的，并联谐振电路110主要是使该基波的二次谐波通过，这里并联谐振电路110的通带和中心频率是可调的，更详细的，可以理解为通过控制信号输入端接收外接的控制电路发送的控制信号，调整并联谐振电路110中电容调节电路的电容，通过并联谐振电路110中电容变化调节并联谐振电路的中心频率。这里还可以通过第一可调谐滤波电路121和第二可调谐滤波电路122滤除基波的高次谐波，这里高次谐波指的是基波的三次及以上的谐波。这里第一可调谐滤波电路121和第二可调谐滤波电路122也是通过控制信号输入端103接收外接控制电路的控制信号进行调谐，以适应对不同的谐波频段的抑制要求。

进一步的，电容调节电路包含第一变容二极管D8，并联谐振电路110包括第一变容二极管D8、与第一变容二极管D8第一端连接的第一电感L13、一端连接所述第一电感L13、另一端连接第一变容二极管D8第二端的第一电容C9。具体的，并联谐振电路110中的电容调节电路采用变容二极管D8，变容二极管D8同电感L13串联后再同电容C9并联，形成最终的并联谐振电路。这里，变容二极管D8接收的控制信号可以为控制电压信号。通过控制电压信号的变化来控制变容二极管D8的偏置电压，控制并联谐振电路中的电容。

进一步的，控制信号输入端103包括第一电阻R6，第一变容二极管D8的第一端通过与第一电阻R6相连接。具体的，外接控制电路的控制信号输入端103设有电阻R6，变容二极管D8与电阻R6连接，接收外部电路的控制信号，以实现电容调节。

进一步的，在一些实施例中，第一可调谐滤波电路121包括第二电容C10、第二电感L14和第二变容二极管D7；第二电感L14的一端连接第二电容C10，另一端连接第二变容二极管D7的第一端，第二变容二极管D7的第二端接地；在上面的基础上或者在另一些实施例中，第二可调谐滤波电路122包括第三电容C11、第三电感L16和第三变容二极管D9；第三电感L16的一端连接第三电容C11，另一端连接第三变容二极管D9的第一端，第三变容二极管D9的第二端接地。具体的，这里第一可调谐滤波电路121通过依次串联的第二电容C10、第二电感L14和第二变容二极管D7，实现串联谐振电路，实现对基波的高次谐波的抑制，这里的高次谐波包括三次及以上谐波成分。第二可调谐滤波电路122通过依次串联的第三电容C11、第三电感L16和第三变容二极管D9实现串联谐振电路，实现对基波的高次谐波的抑制。

进一步的，第二变容二极管D7的第一端与第三变容二极管D9的第一端通过第六电感L17相连接。具体的，第二变容二极管D7的第一端与第三变容二极管D9的第一端之间设置第六电感L17，这里第六电感L17与并联谐振电路共同作用，能够进一步实现对滤波器的通带带外抑制的控制。

进一步的，控制信号输入端103包括第二电阻R7，第二变容二极管D7的第一端通过第六电感L17与第二电阻R7连接，第三变容二极管D9第一端与第二电阻R7相连。具体的，这里控制信号输入端的控制信号通过第二电阻R7后分别对第二变容二极管D7和第三变容二极管D9进行控制。

可选地，本实施例的一种滤波器，还包括与输入端Fin和输出端Fout分别连接、用于抑制预设频段的第一滤波电路131和第二滤波电路132。具体的，可以通过第一滤波电路131和第二滤波电路132对基波进行抑制。

进一步的，第一滤波电路131包括第四电感L12，第四电感L12的一端连接所述输入端，所述第四电感L12的另一端接地；还有一些实施例中，第二滤波电路132包括第五电感L15，第五电感L15的一端连接所述输出端，第五电感L15的另一端接地。具体的，通过第四电感L12和第五电感L15的高频特性，可以更好的实现对基波的抑制。

进一步的，输入端Fin设有第四电容C12，第四电容C12的一端连接第一可调谐滤波电路121，第四电容C12的另一端连接并联谐振电路110。具体的，这里通过第四电容C12与并联谐振电路110串联连接，与并联谐振电路110共同作用，能够进一步实现对滤波器的通带带外抑制的控制。

进一步的，控制信号输入端103包括控制电压输入端Vcontrol，控制电压输入端Vcontrol用于连接DAC、以输入不同电压。具体的，通过DAC输出0～5V的控制电压，来改变滤波器中变容二极管(包括变容二极管D8、D7和D9)的偏置电压，以获得变容二极管在不同的偏压下不同容值，来改变滤波器谐振网络的中心频率，从而实现反馈滤波器的通带及带外抑制；例如，针对TX频段设置一个对应的控制电压输入，针对RX频段设置另一个对应的控制电压输入，还可以将TX频段或者RX频段进行划分，例如，将TX频段136-174MHz分为136-155MHz和155-174MHz两个TX频段，其中136-155MHz对应的控制电压输入为1.5v，155-174MHz对应的控制电压输入为2.1v，同样的，也可以将RX频段180.85-218.85MHz分为180.85-199.85MHz和199.85-218.85MHz两个RX频段，其中180.85-199.85MHz对应的控制电压输入为2.8v，199.85-218.85MHz对应的控制电压输入为3.3v。

如图5所示，滤波器在基波为136-155MHz时，整个滤波器的S参数效果。

另，本实用新型的一种PLL电路，包括PLL IC、用于产生第一预设频段的第一VCO、用于产生第二预设频段的第二VCO、输入端与第一VCO和第二VCO分别连接、输出端与PLL IC相连接的反馈滤波器，其中反馈滤波器为上面任意的滤波器。具体的，如图6所示，这里第一VCO可以为TX VCO，这里产生的第一预设频段可以为TX频段，例如136-174MHz。这里第二VCO可以为RX VCO，这里产生的第二预设频段可以为RX频段，例如180.85-218.85MHz。通过采用上面描述的滤波器作为反馈滤波器，通过控制信号输入端输入不同的控制信号，对其滤波的中心频率进行控制，以实现对TX频段及其三次及以上的谐波和RX频段及其三次以上谐波的抑制。这里的PLL IC可以采用Sky72310。

下面表1为对现有技术的图1中的滤波器进行替换，采用本滤波器后在PLL IC反馈输入端的测试数据。

表1

下面表2为对现有技术的图2中的滤波器进行替换，采用本滤波器后在PLL IC反馈输入端的测试数据。

表2

根据上面的测试结果，可以看到本实用新型的滤波器对基波和三次谐波的抑制都满足＜-40dBm。

下面表3和表4为对现有技术的图1中的滤波器进行替换，采用本滤波器后整个PLL电路的相位噪声测试数据对比

表3

表4

下面表5和表6为对现有技术的图2中的滤波器进行替换，采用本滤波器后整个PLL电路的相位噪声测试数据对比

表5

表6

根据上面的测试结果，可以看到本实用新型的滤波器在PLL电路应用中，其相位噪声都能满足各种FGU的要求。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种滤波器，包括输入端和输出端，其特征在于，还包括：

连接所述输入端和所述输出端、用于通过一预设频段二次谐波的并联谐振电路(110)，其中所述并联谐振电路(110)包含一电容调节电路；所述滤波器还包括：

与所述电容调节电路连接、用于外接控制电路的控制信号输入端(103)；

与所述输入端和所述输出端分别连接、用于抑制所述预设频段三次及以上谐波的第一可调谐滤波电路(121)和第二可调谐滤波电路(122)；所述第一可调谐滤波电路(121)和所述第二可调谐滤波电路(122)分别与所述控制信号输入端(103)连接。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述电容调节电路包含第一变容二极管D8，所述并联谐振电路(110)包括所述第一变容二极管D8、与所述第一变容二极管D8第一端连接的第一电感L13、一端连接所述第一电感L13、另一端连接所述第一变容二极管D8第二端的第一电容C9。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述控制信号输入端(103)包括第一电阻R6，所述第一变容二极管D8的第一端通过与所述第一电阻R6相连接。

4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述第一可调谐滤波电路(121)包括第二电容C10、第二电感L14和第二变容二极管D7；所述第二电感L14的一端连接所述第二电容C10，另一端连接所述第二变容二极管D7的第一端，所述第二变容二极管D7的第二端接地；和/或

所述第二可调谐滤波电路(122)包括第三电容C11、第三电感L16和第三变容二极管D9；所述第三电感L16的一端连接所述第三电容C11，另一端连接所述第三变容二极管D9的第一端，所述第三变容二极管D9的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，所述第二变容二极管D7的第一端与所述第三变容二极管D9的第一端通过第六电感L17相连接。

6.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述控制信号输入端(103)包括第二电阻R7，所述第二变容二极管D7的第一端通过所述第六电感L17与所述第二电阻R7连接，所述第三变容二极管D9第一端与所述第二电阻R7相连。

7.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，还包括与所述输入端和所述输出端分别连接、用于抑制所述预设频段的第一滤波电路(131)和第二滤波电路(132)。

8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，

所述第一滤波电路(131)包括第四电感L12，所述第四电感L12的一端连接所述输入端，所述第四电感L12的另一端接地；和/或

所述第二滤波电路(132)包括第五电感L15，所述第五电感L15的一端连接所述输出端，所述第五电感L15的另一端接地。

9.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述输入端设有第四电容C12，所述第四电容C12的一端连接所述第一可调谐滤波电路(121)，所述第四电容C12的另一端连接所述并联谐振电路(110)；和/或

所述控制信号输入端(103)包括控制电压输入端，所述控制电压输入端用于连接DAC、以输入不同电压。

10.一种PLL电路，其特征在于，包括：

PLL IC、用于产生第一预设频段的第一VCO、用于产生第二预设频段的第二VCO、输入端与所述第一VCO和第二VCO分别连接、输出端与所述PLL IC相连接的反馈滤波器，其中所述反馈滤波器为权利要求1-9任意一项所述的滤波器。

Images