CN219843602U - 谐波抑制电路以及电子器件 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电子设备技术领域，提供一种谐波抑制电路以及电子器件，谐波抑制电路包括：用于输出发射信号的信号发射器，且发射信号包括主频信号和第一谐波信号；用于接收发射信号且与信号发射器连接的差分模块，差分模块的第一输出端输出第一信号，差分模块的第二输出端输出第二信号，且第一信号与第二信号互为差分信号，第一信号与发射信号相同；与差分模块第二输出端连接的陷波电路，陷波电路的输出端输出第二谐波信号，且第二谐波信号与第一谐波信号互为差分信号；与差分模块的第一输出端以及与陷波电路输出端连接的合路器，合路器的输出端输出主频信号。本申请实施例至少有利于保证发射信号射频性能的同时对谐波产生更好的抑制效果。

Description

谐波抑制电路以及电子器件

技术领域

本申请实施例涉及电子设备技术领域，提供一种谐波抑制电路以及电子器件。

背景技术

随着无线电技术的发展，无线电子设备越来越多，电磁干扰也进一步增多，所以无线电子设备的电磁兼容的要求也越来越高。但由于设备发射电路中放大器固有的非线性特性，设备发射信号中除有用的基波信号外，还有放大器的非线性特性引起的谐波信号，这些谐波信号，特别是幅度相对较大的二次谐波信号，落在其它设备工作频段内或频段附近时，容易干扰其它设备正常工作，造成电磁干扰问题。因此需要在设备发射端采用谐波抑制电路对发射信号的谐波进行抑制，从而保证多个无线电子设备互不干扰的正常工作。

但目前的谐波抑制电路大多依赖阻抗匹配的谐波抑制效果，阻抗匹配最优的谐波抑制效果可能对发射信号的射频性能产生影响，射频性能最优的阻抗匹配不能更好的抑制谐波。

实用新型内容

本申请实施例提供一种谐波抑制电路以及电子器件，至少有利于保证发射信号射频性能的同时对谐波产生更好的抑制效果。

本申请实施例一方面提供一种谐波抑制电路，包括：信号发射器，信号发射器用于输出发射信号，且发射信号包括主频信号和第一谐波信号；差分模块，差分模块与信号发射器连接，用于接收发射信号，差分模块的第一输出端输出第一信号，差分模块的第二输出端输出第二信号，且第一信号与第二信号互为差分信号，第一信号与发射信号相同；陷波电路，陷波电路与差分模块的第二输出端连接，陷波电路的输出端输出第二谐波信号，且第二谐波信号与第一谐波信号互为差分信号；合路器，合路器与差分模块的第一输出端以及陷波电路的输出端连接，合路器的输出端输出主频信号。

在一些实施例中，陷波电路包括：串联的电容和电感，其中，串联的电容和电感串接于陷波电路的输入端与接地端之间，陷波电路的输入端与陷波电路的输出端相连接。

在一些实施例中，陷波电路包括：频率获取单元，频率获取单元与信号发射器连接，用于获取主频信号的主频频率；滤波单元，滤波单元与频率获取单元连接，用于滤除发射信号中的主频信号。

在一些实施例中，差分模块包括巴伦变压器。

在一些实施例中，信号发射器包括功率放大器。

在一些实施例中，还包括:匹配电路，匹配电路连接在功率放大器与差分模块之间。

在一些实施例中，还包括：射频收发器，射频收发器与信号发射器连接。

在一些实施例中，还包括：低噪声放大器，低噪声放大器与射频收发器连接。

在一些实施例中，还包括：双工器，双工器连接合路器与低噪声放大器；天线，天线连接双工器；双工器还包括滤波器，滤波器连接在合路器与天线之间。

本申请实施例另一方面还提供一种电子器件，包括：上述任一项所述的谐波抑制电路。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：本申请实施例提供的谐波抑制电路中，信号发射器输出的发射信号为包括不期望信号的基波信号，发射信号中的主频信号为所期望发射的信号，发射信号中的第一谐波信号为不期望信号，利用差分模块将信号发射器输出的发射信号差分输出为两路信号，一路为与发射信号幅值相同且相位相同的第一信号，另一路为与发射信号幅值相同但相位相反的第二信号，利用陷波电路接收第二信号并滤除第二信号中与主频信号相位相反的信号，使陷波电路输出与第一谐波信号相位相反的第二谐波信号，利用合路器将第一信号与第二谐波信号合并，由于第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相位相反，所以第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相互抵消，合路器输出主频信号，即输出了去除不期望信号的发射信号。本申请实施例不依靠阻抗匹配电路产生的谐波抑制效果，通过设置差分模块、陷波电路以及合路器实现对谐波的抑制，有利于保证发射信号射频性能的同时对谐波产生更好的抑制效果。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例提供的一种谐波抑制电路的电路示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种谐波抑制电路的电路示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种谐波抑制电路的电路示意图；

图4为本申请实施例提供的一种差分模块的电路示意图；

图5为本申请实施例提供的一种陷波电路的电路示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，目前的谐波抑制电路大多依赖阻抗匹配的谐波抑制效果，阻抗匹配最优的谐波抑制效果可能对发射信号的射频性能产生影响，射频性能最优的阻抗匹配不能更好的抑制谐波。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种谐波抑制电路，包括：信号发射器、差分模块、陷波电路以及合路器，其中，信号发射器输出包括不期望信号的发射信号，发射信号中的不期望信号为第一谐波信号，发射信号中所期望发射的信号为主频信号，差分模块与信号发射器相连接，接收信号发射器输出的发射信号，并将发射信号差分输出为两路信号，一路为与发射信号幅值相同且相位相同的第一信号，另一路为与发射信号幅值相同但相位相反的第二信号，陷波电路接收第二信号并滤除第二信号中与主频信号相位相反的信号，输出与第一谐波信号相位相反的第二谐波信号，合路器分别与陷波电路和差分模块相连接，将第一信号与第二谐波信号合并，由于第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相位相反，所以第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相互抵消，合路器即可输出保留了主频信号的第一信号。因此，本申请实施例不依靠阻抗匹配电路产生的谐波抑制效果，通过设置差分模块、陷波电路以及合路器即可实现对谐波的抑制，有利于保证发射信号射频性能的同时，对谐波产生更好的抑制效果。

下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请实施例提供的一种谐波抑制电路的电路示意图；图2为本申请实施例提供的另一种谐波抑制电路的电路示意图；图3为本申请实施例提供的另一种谐波抑制电路的电路示意图；图4为本申请实施例提供的一种差分模块的电路示意图；图5为本申请实施例提供的一种陷波电路的电路示意图。

参考图1，谐波抑制电路包括：信号发射器100，信号发射器100用于输出发射信号，且发射信号包括主频信号和第一谐波信号；差分模块130，差分模块130与信号发射器100连接，用于接收发射信号，差分模块130的第一输出端输出第一信号，差分模块130的第二输出端输出第二信号，且第一信号与第二信号互为差分信号，第一信号与发射信号相同；陷波电路140，陷波电路140与差分模块130的第二输出端连接，陷波电路140的输出端输出第二谐波信号，且第二谐波信号与第一谐波信号互为差分信号；合路器150，合路器150与差分模块130的第一输出端以及陷波电路140的输出端连接，合路器150的输出端输出主频信号。其中，差分模块130接收信号发射器100产生的发射信号，将发射信号差分为两路信号，一路为差分模块130第一输出端输出的与发射信号相同的第一信号，另一路为差分模块130第二输出端输出的第二信号，第一信号为与发射信号相同的信号，即第一信号包括主频信号和第一谐波信号，第二信号为与发射信号相位相反的信号，即第二信号包括与主频信号相位相反的反相主频信号，还包括与第一谐波信号相位相反的第二谐波信号；陷波电路140与差分模块130的第二输出端相连接以接收第二信号，并将第二信号中的反相主频信号滤除，输出第二谐波信号，合路器150分别与差分模块130的第一输出端以及陷波电路140的输出端相连接，接收第一信号以及第二谐波信号，并将第一信号与第二谐波信号合并，使第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相互抵消，合路器150的输出端即可输出主频信号，实现不依靠阻抗匹配电路101产生的谐波抑制效果，通过设置差分模块130、陷波电路140以及合路器150对谐波进行抑制，因此，本申请实施例提供的谐波抑制电路，有利于保证发射信号射频性能的同时对谐波产生更好的抑制效果。

信号发射器100为输出发射信号的装置，信号发射器100从调制解调器接收初始发射信号，并将初始发射信号放大或调整为符合传输要求的信号，有利于提高初始发射信号的射频性能。但是，初始发射信号经过信号发射器100后，由于信号发射器100中非线性元件的作用，会产生谐波信号，谐波信号的频率一般为基波信号频率的整数倍，谐波信号可能为二次谐波、三次谐波等。谐波信号在无线通信系统中会对邻近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量；重者导致信号丢失，使通信系统无法正常工作。本申请实施例中，发射信号包括的基波信号为所期望传输的信号，即主频信号，发射信号包括的谐波信号为不期望信号，即第一谐波信号。

在一些实施例中，信号发射器100包括功率放大器。无线传输要求发射信号要通过空气长距离发送，使用天线发送发射信号时，发射信号的发送范围取决于馈送到天线的发射信号的功率大小。功率放大器对初始发射信号进行功率放大，使初始发射信号的功率增加到足以达到所需传输距离的水平，有利于提高发射信号的射频性能。选择功率放大器时主要考虑以下几点特性，功率放大器应满足宽工作电压、高增益、承受功率大等特性，并且还应重点关注功率放大器的线性度和噪声系数。功率放大器的非线性会导致输出信号的频谱恶化，谐波增多，严重影响周边工作的电子设备。选择线性度较高的功率放大器可减少谐波的产生。

在一些实施例中，信号发射器100还可以包括电流偏置电路，电流偏置电路与功率放大器相连接，用于使功率放大器工作在线性放大区的工作点电流下，保证功率放大器产生足够增益，且有利于避免功率放大器输出失真的发射信号。

参考图2，在一些实施例中，谐波抑制电路还包括:匹配电路101，匹配电路101连接在功率放大器与差分模块130之间。匹配电路101与功率放大器相连接，形成信号传输线路中的阻抗匹配。需要说明的是，阻抗不匹配会产生不良影响，直接表现为本应沿信号线路传输的信号会因阻抗不匹配被反射，形成反射信号，导致信号强度下降，使信号在传输线路中出现衰减。此外，阻抗不匹配形成的反射信号会在两个不匹配的端口之间产生驻波，驻波会损害传输线路中的元件。并且，传输线路中的元件通常为非线性元件，反射信号也会导致线路中产生更多的不期望信号甚至损坏传输线路中的元件。因此，在功率放大器与差分模块130之间设置匹配电路101，不仅可以形成信号传输线路中信号输出端与接收信号的负载的阻抗匹配，还可抑制谐波信号，降低谐波信号产生的电磁干扰，进而有利于提高线路的信号传输能力。

在一些实施例中，匹配电路101由多个匹配元件组成，匹配元件可以为电感、电容或电阻等元件。并且，匹配电路101应可具有损耗低、谐波抑制度高、改善驻波比以及提高输出功率等特点。

谐波抑制电路包括的差分模块130与信号发射器100的输出端相连接，需要说明的是，在设置有匹配电路101的谐波抑制电路中，差分模块130与匹配电路101的输出端相连接，用于接收包括第一谐波信号和主频信号的发射信号，差分模块130具有两个输出端，分别为第一输出端和第二输出端，第一输出端与第二输出端输出的信号互为差分信号，即第一信号和第二信号互为差分信号。并且，第一信号为与发射信号幅值相同相位相同的包括主频信号和第一谐波信号的信号，第二发射信号为与发射信号幅值相同相位相反的包括反相主频信号和第二谐波信号的信号，可以理解的是，第二谐波信号与第一谐波信号幅值相同相位相反。在一些实施例中，差分模块130可以为包括电容和电感的具有差分输出功能的电子元件。

参考图1，在一些实施例中，差分模块130包括巴伦变压器。巴伦变压器是一种无源器件，通过电感线圈的相互耦合实现信号的转换，选择损耗较低的巴伦变压器作为差分模块130，不仅可将发射信号输出为差分信号，还有利于降低差分模块130的损耗。

参考图4，在一些实施例中，差分模块130包括巴伦变压器，差分模块130可以包括：两个电容C1以及两个电感L1，其中，一个电感L1连接于差分模块130的输入端IN1与第一输出端OUT1之间，另一个电感L1连接于第二输出端OUT2与接地端之间，一个电容C1连接于差分模块130的输入端IN1与第二输出端OUT2之间，另一个电容C1连接于第一输出端OUT1与接地端之间。

参考图1，谐波抑制电路中的陷波电路140与差分模块130相连接，接收包括反相主频信号和第二谐波信号的第二信号，并将第二信号中的反相主频信号滤除，输出第二谐波信号，具体的，陷波电路140可以为包括电容、电感以及二极管的可滤除特定频率信号的滤波电路。

在一些实施例中，参考图5，陷波电路140包括：串联的电容C2和电感L2，其中，串联的电容C2和电感L2串接于陷波电路的输入端IN2与接地端之间，陷波电路的输入端IN2与陷波电路的输出端OUT3相连接。

参考图2，在一些实施例中，陷波电路140还包括：频率获取单元141，频率获取单元141与信号发射器100连接，用于获取主频信号的主频频率；滤波单元142，滤波单元142与频率获取单元141连接，用于滤除发射信号中的主频信号。频率获取单元141与信号发射器100相连接可获取主频信号的频率，获取到主频信号频率的频率获取单元141可控制滤波单元142滤除与主频信号频率相同的反相主频信号，若发射信号的频率发生调整，包括频率获取单元141的陷波电路140滤除信号的频率也相应发生调整，有利于提高谐波抑制电路对不同工况的适应能力。

参考图1，谐波抑制电路还包括合路器150，合路器150可以为多频合路器150，用于将多个频段的信号组合到在一起，合路器150包括两个输入端口和一个输出端口，合路器150的两个输入端口分别与陷波电路140的输出端口以及差分模块130的第一端口相连接，将第二谐波信号与第一信号合并，其中由于第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相位相反且幅值相同，所以第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相互抵消，合路器150的输出端输出第一信号中的主频信号，实现了对谐波信号的滤除。

参考图3，在一些实施例中，谐波抑制电路还包括：射频收发器110，射频收发器110与信号发射器100连接。射频收发器110包括发射端口以及接收端口，射频收发器110的发射端口与信号发射器100相连接。射频收发器110用于接收信号和发射信号，射频收发器110可以包括调制器和解调器，用于将接收到的模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号进行信号传输。

在一些实施例中，射频收发器110可以为高线型、低噪声、宽工作频率以及具有多种信号调制方式的射频收发芯片，由于实际应用中，各种无线信号的频谱非常密集，射频收发芯片若具有很宽的工作频率范围，以及具有多种信号调制方式，则可实现根据信号的特点配置本体的工作参数，从而获得较好的信号传输性能，有利于提高信号传输线路的性能。

在一些实施例中，射频收发器110还包括无线唤醒功能，无线唤醒功能对电池供电的产品而言，可节省电量，由于射频收发器110工作时一般需要电流维持，无线线唤醒功能使射频收发器110在非工作状态下，维持较低的电量，有利于节省电量。

参考图3，在一些实施例中，谐波抑制电路还包括：低噪声放大器120，低噪声放大器120与射频收发器110连接。具体的，低噪声放大器120与射频收发器110的输入端口相连接，用于提高射频收发器110接收到期望信号的灵敏度，以及提高射频收发器110对期望信号的分辨能力。低噪声放大器120可以为微波场效应晶体管放大器，微波场效应晶体管放大器不仅具有尺寸小、重量轻和成本低等特点，在射频特性方面，微波场效应晶体管放大器还具有低噪声、宽频带和高增益等特点，有利于提高信号传输线路的性能。

参考图3，在一些实施例中，谐波抑制电路还包括：双工器160，双工器160连接合路器150与低噪声放大器120；天线170，天线170连接双工器160；双工器160还包括滤波器，滤波器连接在合路器150与天线170之间。天线170用于将发射信号转换为可在无线传播媒介中进行传播的电磁波，或用于接收电磁波，实现信号的无线传输。双工器160用于提供发射信号与接收信号的隔离，防止天线170发射的发射信号与天线170接收的接收信号相互干扰。双工器160的滤波器可以为发射滤波器161，发射滤波器161设置在合路器150与天线170的连接线路中，用于滤除不期望信号。双工器160也可以包括接收滤波器162，接收滤波器162设置在天线170与射频收发器110的输入端口，用于将天线170接收到的不期望信号滤除。

上述实施例提供的谐波抑制电路，信号发射器100输出的发射信号包括主频信号和第一谐波信号，利用差分模块130将信号发射器100输出的发射信号差分输出为与发射信号幅值相同且相位相同的第一信号，以及将信号发射器100输出的发射信号差分输出为与发射信号幅值相同但相位相反的第二信号，利用陷波电路140接收第二信号并滤除第二信号中与主频信号相位相反的信号，使陷波电路140输出与第一谐波信号相位相反的第二谐波信号，利用合路器150将第一信号与第二谐波信号合并，第一信号中的第一谐波信号与第二谐波信号相互抵消，合路器150即可输出主频信号。本申请实施例不依靠阻抗匹配电路101产生的谐波抑制效果，通过设置差分模块130、陷波电路140以及合路器150实现对谐波的抑制，有利于保证发射信号射频性能的同时对谐波产生更好的抑制效果。

相应地，本申请实施例还提供一种电子器件，该电子器件包括上述实施例所述的谐波抑制电路。以下将对电子器件进行详细说明，需要说明的是，与前述实施例相同或相应的部分，可参考前述实施例的描述，以下将不做赘述。

本申请实施例另一方面还提供一种电子器件，包括：上述任一实施例所述的谐波抑制电路。

电子器件可以是智能手机、平板电脑等设备，还可以是游戏设备、AR(AugmentedReality增强现实)设备、汽车装置、数据存储装置、音频播放装置、视频播放装置、笔记本电脑、桌面计算设备等。电子器件包括的谐波抑制电路不依靠阻抗匹配电路产生的谐波抑制效果，通过设置差分模块、陷波电路以及合路器实现对谐波的抑制，有利于保证发射信号射频性能的同时，对谐波产生更好的抑制效果。

上述实施例提供的电子器件，由于电子器件的谐波抑制电路可保证发射信号射频性能的同时，对谐波产生更好的抑制效果，因此，电子设备中的射频组件可受到较小的电磁干扰，射频组件的寿命较高且射频性能稳定，进而有利于提高电子器件的使用寿命以及有利于提高电子器件的性能。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种谐波抑制电路，其特征在于，包括：

信号发射器，所述信号发射器用于输出发射信号，且所述发射信号包括主频信号和第一谐波信号；

差分模块，所述差分模块与所述信号发射器连接，用于接收所述发射信号，所述差分模块的第一输出端输出第一信号，所述差分模块的第二输出端输出第二信号，且所述第一信号与所述第二信号互为差分信号，所述第一信号与所述发射信号相同；

陷波电路，所述陷波电路与所述差分模块的所述第二输出端连接，所述陷波电路的输出端输出第二谐波信号，且第二谐波信号与所述第一谐波信号互为差分信号；

合路器，所述合路器与所述差分模块的所述第一输出端以及所述陷波电路的所述输出端连接，所述合路器的输出端输出所述主频信号。

2.如权利要求1所述谐波抑制电路，其特征在于，所述陷波电路包括：串联的电容和电感，其中，串联的所述电容和所述电感串接于所述陷波电路的输入端与接地端之间，所述陷波电路的输入端与所述陷波电路的输出端相连接。

3.如权利要求1所述谐波抑制电路，其特征在于，所述陷波电路包括：

频率获取单元，所述频率获取单元与所述信号发射器连接，用于获取所述主频信号的主频频率；

滤波单元，所述滤波单元与所述频率获取单元连接，用于滤除所述发射信号中的所述主频信号。

4.如权利要求1所述谐波抑制电路，其特征在于，所述差分模块包括巴伦变压器。

5.如权利要求1所述谐波抑制电路，其特征在于，所述信号发射器包括功率放大器。

6.如权利要求5所述谐波抑制电路，其特征在于，还包括:

匹配电路，所述匹配电路连接在所述功率放大器与所述差分模块之间。

7.如权利要求1所述谐波抑制电路，其特征在于，还包括：射频收发器，所述射频收发器与所述信号发射器连接。

8.如权利要求7所述谐波抑制电路，其特征在于，还包括：低噪声放大器，所述低噪声放大器与所述射频收发器连接。

9.如权利要求8所述谐波抑制电路，其特征在于，还包括：

双工器，所述双工器连接所述合路器与所述低噪声放大器；

天线，所述天线连接所述双工器；

所述双工器还包括滤波器，所述滤波器连接在所述合路器与所述天线之间。

10.一种电子器件，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的谐波抑制电路。