CN211063585U - 一种产生额外传输零点的滤波电路及滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种产生额外传输零点的滤波电路及滤波器，其中滤波电路包括：并联谐振产生单元，并联谐振产生单元用于产生谐振；并联谐振单元包括连接于输入端口和输出端口之间的第一支路，还包括第二支路和第三支路，第二支路的第一端连接所述第一支路的第一端，第三支路的第一端连接所述第一支路的第二端，第二支路第二端与第三支路的第二端连接并接地；第二支路和第三支路上均串联有电感或均串联有电容；第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点与地之间存在寄生元件。利用寄生元件的寄生参数可以在不增加额外器件的前提下产生额外的传输零点，提高了滤波器的抑制度，降低了器件成本并减少所占空间。

Description

一种产生额外传输零点的滤波电路及滤波器

技术领域

本实用新型实施例涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种产生额外传输零点的滤波电路及滤波器。

背景技术

滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。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，滤波器增加传输零点需要增加元器件数量形成谐振单元来实现，增加元器件数量导致了滤波器成本变高，并且所占空间变大等问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种产生额外传输零点的滤波电路及滤波器，以增加额外传输零点，提高滤波器的抑制度，降低器件的成本和所占空间。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种产生额外传输零点的滤波电路，包括：

并联谐振产生单元，所述并联谐振产生单元用于产生谐振；

所述并联谐振单元包括连接于输入端口和输出端口之间的第一支路，所述并联谐振单元还包括第二支路和第三支路，所述第二支路的第一端连接所述第一支路的第一端，第三支路的第一端连接所述第一支路的第二端，所述第二支路第二端与所述第三支路的第二端连接并接地；

所述第二支路和第三支路上均串联有电感，或者所述第二支路和所述第三支路上均串联有电容；

所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间存在寄生元件。

可选的，所述并联谐振产生单元产生的传输零点的频率根据所述寄生元件的寄生参数的值进行调节。

可选的，所述第二支路和第三支路上均串联有电感时，所述并联谐振产生单元还包括第一电容，所述第一电容串联在所述第一支路上。

可选的，所述第二支路和所述第三支路上均串联有电容时，所述并联谐振产生单元还包括第一电感，所述第一电感串联在所述第一支路上。

可选的，所述第一支路上包括：谐振单元；所述谐振单元连接于所述第一支路的第一端与所述第二支路的第一端之间。

可选的，所述第二支路和所述第三支路上均串联有电容时，所述并联谐振产生单元还包括第二电容，所述第二电容连接于所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间。

可选的，所述寄生元件连接于所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间。

可选的，所述寄生元件产生寄生电感。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种滤波器，包括如上述第一方面所述的产生额外传输零点的滤波电路。

可选的，滤波器包括：

高通滤波器和低通滤波器；

所述高通滤波器包括的第二支路的和第三支路上均串联有电感，第一支路上串联有电容或谐振单元；所述低通滤波器包括的第二支路和所述第三支路上均串联有电容；第一支路上串联有电感或谐振单元。

本实用新型实施例提供了一种产生额外传输零点的滤波电路及滤波器，其中产生额外传输零点的滤波电路包括：并联谐振产生单元，所述并联谐振产生单元用于产生谐振；所述并联谐振单元包括连接于输入端口和输出端口之间的第一支路，所述并联谐振单元还包括第二支路和第三支路，所述第二支路的第一端连接所述第一支路的第一端，所述三支路的第一端连接所述第一支路的第二端，所述第二支路第二端与所述第三支路的第二端连接并接地；其中，所述第二支路和第三支路上均串联有电感，或者所述第二支路和所述第三支路上均串联有电容；所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间存在寄生元件。本实用新型提供的技术方案利用电路的寄生元件产生的寄生参数来形成额外的吸收零点，实现了在不用增加额外的器件的前提下，满足增加额外传输零点的需求，提高了滤波器的抑制度，降低了器件成本和所占空间。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种产生额外传输零点的滤波电路的结构示意图；

图2是现有技术中提供的一种高通滤波器中滤波电路的电路图；

图3是图2的滤波电路的频率特性仿真图；

图4是现有技术中提供的一种低通滤波器中滤波电路的电路图；

图5是图4的滤波电路的频率特性仿真图；

图6是本实用新型实施例二提供的一种产生额外传输零点的滤波电路的电路图；

图7是图6所示滤波电路公共连接点C与地GND之间短路时的频率特性仿真图；

图8是图6所示滤波电路公共连接点C与地GND之间开路时的频率特性仿真图；

图9是图6所示滤波电路的频率特性仿真图；

图10是本实用新型实施例三提供的一种产生额外传输零点的滤波电路的电路图；

图11是图10所示滤波电路公共连接点C与地GND之间短路时的频率特性仿真图；

图12是图10所示滤波电路公共连接点C与地GND之间开路时的频率特性仿真图；

图13是图10所示滤波电路的频率特性仿真图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种产生额外传输零点的滤波电路的结构示意图，参考图1，该滤波电路包括：

并联谐振产生单元，并联谐振产生单元用于产生谐振；

并联谐振单元包括连接于输入端口A和输出端口B之间的第一支路10，并联谐振单元还包括第二支路20和第三支路30，第二支路20的第一端连接第一支路10的第一端，第三支路30的第一端连接第一支路10的第二端，第二支路20第二端与第三支路30的第二端连接并接地GND；

其中，第二支路20和第三支路30上均串联有电感，或者第二支路20和第三支路30上均串联有电容；

第二支路20的第二端与第三支路30的第二端的公共连接点C与地GND之间存在寄生元件40。

具体的，在滤波器设计时为了获得较高的抑制度，需要增加传输零点；传输零点源于信号经过两条支路后叠加在一起，相位满足一定关系后相互抵消，从而产生零点，在该频率上输出信号得到较强的抑制。本实用新型实施例提供的一种产生额外传输零点的滤波电路包括并联谐振产生单元，并联谐振产生单元用于产生谐振，在谐振频率上存在传输零点；通过调节寄生参数可以调节传输零点的频率；并联谐振单元包括连接于输入端口A和输出端口B之间的第一支路10，并联谐振单元还包括第二支路20和第三支路30，第二支路20的第一端连接第一支路10，第三支路30的第一端连接第一支路10，第二支路20第二端与第三支路30的第二端连接并接地；其中，第二支路20的第一端与第三支路30的第一端连接位置不同；第二支路20和第三支路30上均串联有电感，或者第二支路20和第三支路30上均串联有电容；第二支路20的第二端与第三支路30的第二端的公共连接点C与地GND之间存在特定的寄生元件40，通过调节寄生元件的参数可以调节传输零点的频率。

滤波器包括高通滤波器(high-pass filter)和低通滤波器(Low-pass filter)；低通滤波器容许低频信号的通过；高通滤波器则相反，高通滤波器使高频率易通过而阻止低频率通过，去掉了信号中不必要的低频成分。图2是现有技术中提供的一种高通滤波器中滤波电路的电路图，参考图2；现有技术中，高通滤波器中滤波电路的第二支路串有第二电感L2并且第三支路上串有第三电感L3，第二电感L2和第三电感L3分别接地GND，第一支路上串有第一电容C1，第一电容C1的第二端与第五电容C5的第一端电连接；图3是图2的滤波电路的频率特性仿真图，参考图3，此时的高通滤波器中滤波电路没有额外传输零点产生。

图4是现有技术中提供的一种低通滤波器中滤波电路的电路图，参考图4；现有技术中，低通滤波器中滤波电路的第二支路串有第三电容C3并且第三支路上串有第四电容C4，第三电容C3和第四电容C4分别接地GND，第一支路上串有第一电感L1，第一电感L1的第一端与第四电感L4的第二端电连接；图5是图4的滤波电路的频率特性仿真图，参考图5，此时的低通滤波器中滤波电路没有额外传输零点产生。

现有技术的滤波器为了获得较高的抑制度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。而本实用新型实施例提供的技术方案利用电路的寄生参数来形成额外的吸收零点。可以在不增加额外器件的前提下额外产生可用的传输零点，满足了增加额外传输零点的需求，提高了滤波器的抑制度，降低了器件成本和所占空间。

本实用新型实施例提供的产生额外传输零点的滤波电路包括：并联谐振产生单元，并联谐振产生单元用于产生谐振；并联谐振单元包括连接于输入端口和输出端口之间的第一支路，并联谐振单元还包括第二支路和第三支路，第二支路的第一端连接所述第一支路的第一端，第三支路的第一端连接所述第一支路的第二端，第二支路第二端与所述第三支路的第二端连接并接地；其中，第二支路和第三支路上均串联有电感，或者第二支路和第三支路上均串联有电容；第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点与地之间存在寄生元件。利用电路的寄生元件产生的寄生参数来形成额外的吸收零点，可以在不增加额外器件的前提下额外产生可用的传输零点，提高了滤波器的抑制度，降低了器件成本和所占空间。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例二提供了一种产生额外传输零点的滤波电路，其中并联谐振产生单元还包括第一电容，第一电容串联在第一支路上；寄生元件连接于第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点与地之间；该产生额外传输零点的滤波电路适用于高通滤波器中。

图6是本实用新型实施例一提供的一种产生额外传输零点的滤波电路的电路图，参考图6，产生额外传输零点的滤波电路包括：

并联谐振产生单元，并联谐振产生单元用于产生谐振；

并联谐振单元包括连接于输入端口A和输出端口B之间的第一支路，第一支路上串联有电容第一电容C1。并联谐振单元还包括第二支路和第三支路，第二支路的第一端连接所述第一支路，三支路的第一端连接所述第一支路。第二支路上串联有第二电感L2，第三支路上串联有第三电感L3。

第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点C与地GND之间产生预设的寄生参数；寄生参数由寄生元件40产生，寄生元件40连接于第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点C与地GND之间。

可选的，寄生元件40产生寄生电感Lc12。

具体的，本实用新型实施例提供的产生额外传输零点的滤波电路的第二支路串联有第二电感L2，第三支路上均串联有第三电感L3，即构成为高通滤波器。第二电感L2的第二端与第三电感L3的第二端电连接，寄生元件40连接于第二电感L1的第二端与第三电感L3的第二端的公共连接点C与地GND之间。图7是图6所示滤波电路公共连接点C与地GND之间短路时的频率特性仿真图；公共连接点C与地GND之间短路时，即寄生元件40被短路，寄生元件40产生的寄生电感的数值可以看成为零，公共连接点C与地GND之间直接接地，形成的电路等效为传统的高通滤波器中的滤波电路。其仿真结果参考图7，频率与传输曲线dB(S21)之间的曲线关系与传统的高通滤波器中的滤波电路产生的频率与传输曲线dB(S21)之间的曲线关系一致，额外传输零点频率为零，即没有额外传输零点产生。图8是图6所示滤波电路公共连接点C与地GND之间开路时的频率特性仿真图；公共连接点C与地GND之间开路时，即寄生元件40为开路，寄生电感的数值可以看成为无穷大。此时形成的电路为第二电感L2与第三电感L3串联后与第一电容C1并联，其仿真结果参考图8，能够产生一个额外传输零点。

从图7中可知，图6所示的滤波电路中寄生电感数值为零时额外传输零点频率为零；从图8中可知，图6所示的滤波电路中寄生电感数值为无穷大时额外传输零点频率为3.75GHz。表明寄生电感Lc23的值从无穷大减小到零过程中，额外传输零点频率从图8的3.75GHz减小到图7的0，即调节寄生元件40的值可以控制额外传输零点的频率。示例性地，图9是图6所示滤波电路的频率特性仿真图，参考图9；当寄生电感Lc23的值在无穷大到零之间，产生额外传输零点的频率在图7的0与图8的3.75GHz之间。对于高通滤波器，传输零点一般位于较低的频率，因此Lc23值一般很小，用电路的寄生参数替代。

可选的，第一支路上还可以由谐振单元替换；谐振单元连接于所述第一支路的第一端与所述第二支路的第一端之间。谐振单元是滤波器中的一种基本结构，电容和电感通过并联或串联的方式可以形成谐振单元，此外还有很多其他方式制作谐振单元，比如一段传输线或一个腔体。

可选的，寄生元件包括：过孔或引线，所述过孔或引线连接于所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间。引线为从元器件封装体内向外引出的导线。导线具有一定的感值，将公共连接点C与地GND之间的导线拉长可以调节导线的电感值。在线路板中，一条线路从板的一面跳到另一面，连接两条连线的孔为过孔。寄生元件一般包括过孔或者引线，一般情况下过孔和引线的寄生参数都是电感。即寄生电感可由过孔或引线形成，不需要添加额外的元器件。

本实用新型实施例提供的产生额外传输零点的滤波电路适用于高通滤波器中，第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点与地之间产生预设的寄生参数。寄生参数由寄生元件产生，寄生元件包括寄生电感，利用电路的寄生参数来形成额外的传输零点，可以在不增加额外器件的前提下额外产生可用的传输零点，提高了高通滤波器的抑制度，降低了器件成本和所占空间。

实施例三

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例三提供了一种产生额外传输零点的滤波电路，其中并联谐振产生单元还包括第一电感，第一电感串联在第一支路上；并联谐振产生单元还包括第二电容，第二电容连接于所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间；寄生元件连接于第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点与地之间；该产生额外传输零点的滤波电路适用于低通滤波器中。

图10是本实用新型实施例三提供的一种产生额外传输零点的滤波电路的电路图，参考图10，产生额外传输零点的滤波电路包括：

并联谐振产生单元，并联谐振产生单元用于产生谐振；

并联谐振单元包括连接于输入端口A和输出端口B之间的第一支路，第一支路上串联有第一电感L1。并联谐振单元还包括第二支路和第三支路，第二支路的第一端连接所述第一支路，三支路的第一端连接所述第一支路，第二支路的第一端与第三支路的第一端连接位置不同。第二支路串联有第三电容C3，第三支路上串联有第四电容C4。

第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点C与地GND之间产生预设的寄生参数；寄生参数由寄生元件40产生，寄生元件40连接于第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点C与地GND之间。并联谐振产生单元还包括第二电容Cc34，第二电容Cc34与寄生元件40串联在公共连接点C与地GND之间。

可选的，所述寄生元件产生寄生电感Lc34。

具体的，本实用新型实施例提供的产生额外传输零点的滤波电路的第二支路串联有第三电容C3，第三支路上均串联有第四电容C4，即为低通滤波器。第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点C与地GND之间的寄生元件40和第二电容Cc34串联连接。图11是图10所示滤波电路公共连接点C与地GND之间短路时的频率特性仿真图；公共连接点C与地GND之间短路时，即寄生元件40和第二电容Cc34同时被短路，寄生元件40包括的寄生电感的数值以及第二电容值可以看成为零，第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点C与地GND之间直接接地，形成的电路等效为传统的低通滤波器中的滤波电路，其仿真结果见图11，额外传输零点频率为零，即此时无额外传输零点产生。图12是图10所示滤波电路公共连接点C与地GND之间开路时的频率特性仿真图；公共连接点C与地GND之间开路时，即可以看成寄生电感Lc34和/或第二电容Cc34的数值无穷大，此时形成的电路为第三电容C3与第四电容C4串联后和第一电感L1并联，其仿真结果参考图12，能够产生一个额外传输零点。图13是图10所示滤波电路的频率特性仿真图，参考图13；当第二电容Cc34和寄生电感Lc34均正常连接时，即寄生电感Lc34和第二电容Cc34的数值在零和无穷大之间时第二电容Cc34和寄生电感Lc34串联接地GND会形成另一个额外传输零点，最终可以形成两个额外传输零点。Lc34值一般很小，可用元器件的寄生参数替代。只需要额外增加一个电容就可以产生两个传输零点。

可选的，第一支路上还可以由谐振单元替换；谐振单元连接于所述第一支路的第一端与所述第二支路的第一端之间。

可选的，寄生元件包括：过孔或引线；所述过孔或引线连接于所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间。

本实用新型实施例提供的产生额外传输零点的滤波电路适用于低通滤波器中，第二支路的第二端与第三支路的第二端的公共连接点与地之间产生预设的寄生参数。寄生参数由寄生元件产生，寄生元件包括寄生电感，利用电路的寄生参数来形成额外的传输零点，同时，只需要额外增加一个第二电容就可以产生两个额外传输零点，进一步地提高了低通滤波器的抑制度，降低了器件成本和所占空间。

本实用新型实施例还提供了一种滤波器，包括如上述任一实施例所述的产生额外传输零点的滤波电路。与上述实施例具有相同的技术效果，这里不再赘述。

其中，滤波器包括：

高通滤波器和低通滤波器；

高通滤波器包括的第二支路的和第三支路上均串联有电感，第一支路上串联有电容或谐振单元；低通滤波器包括的第二支路和第三支路上均串联有电容；第一支路上串联有电感或谐振单元。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，包括：

并联谐振产生单元，所述并联谐振产生单元用于产生谐振；

所述并联谐振单元包括连接于输入端口和输出端口之间的第一支路，所述并联谐振单元还包括第二支路和第三支路，所述第二支路的第一端连接所述第一支路的第一端，第三支路的第一端连接所述第一支路的第二端，所述第二支路第二端与所述第三支路的第二端连接并接地；

所述第二支路和第三支路上均串联有电感，或者所述第二支路和所述第三支路上均串联有电容；

所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间存在寄生元件。

2.根据权利要求1所述的产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，所述并联谐振产生单元产生的传输零点的频率根据所述寄生元件的寄生参数的值进行调节。

3.根据权利要求1所述的产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，所述第二支路和第三支路上均串联有电感时，所述并联谐振产生单元还包括第一电容，所述第一电容串联在所述第一支路上。

4.根据权利要求1所述的产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，所述第二支路和所述第三支路上均串联有电容时，所述并联谐振产生单元还包括第一电感，所述第一电感串联在所述第一支路上。

5.根据权利要求1所述的产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，所述第一支路上包括：谐振单元；所述谐振单元连接于所述第一支路的第一端与所述第二支路的第一端之间。

6.根据权利要求4所述的产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，所述第二支路和所述第三支路上均串联有电容时，所述并联谐振产生单元还包括第二电容，所述第二电容连接于所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间。

7.根据权利要求1所述的产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，所述寄生元件包括过孔或引线，所述过孔或引线连接于所述第二支路的第二端与所述第三支路的第二端的公共连接点与地之间。

8.根据权利要求7所述的产生额外传输零点的滤波电路，其特征在于，所述寄生元件产生寄生电感。

9.一种滤波器，其特征在于，包括如上述权利要求1-8任一所述的产生额外传输零点的滤波电路。

10.根据权利要求9所述的滤波器，其特征在于，包括：

高通滤波器和低通滤波器；

所述高通滤波器包括的第二支路的和第三支路上均串联有电感，第一支路上串联有电容或谐振单元；所述低通滤波器包括的第二支路和所述第三支路上均串联有电容；第一支路上串联有电感或谐振单元。

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