Auf Resonatoren basierende HF-Filter,
wie beispielsweise BAW-Filter,
haben zwei grundsätzliche
Topologien, welche anhand der 1 und 2 näher erläutert werden.
Die erste Topologie (siehe 1) ist das sogenannte „Ladder-Filter"
(Leiterfilter). Das Ladder-Filter 100 umfaßt ein Eingangstor 102 mit
einem ersten Eingangsanschluss 104 und einem zweiten Eingangsanschluss 106.
Ferner umfaßt
das Filter 100 ein Ausgangstor 108 mit einem ersten
Ausgangsanschluss 110 und einem zweiten Ausgangsanschluss 112.
Am ersten Eingangsanschluss 104 des Eingangstors 102 liegt
ein Eingangssignal EIN an, und am ersten Ausgangsanschluss 110 des
Ausgangstors 108 liegt ein Ausgangssignal AUS an. Bei dem
in 1 gezeigten Filter 100 sind
zwischen den ersten Eingangsanschluss 104 und den ersten
Ausgangsanschluss 110 seriell zwei Serienresonatoren Rs1 und Rs2 geschaltet.
Ferner sind zwei Parallelresonatoren Rp1 und
Rp2 vorgesehen. Der erste Parallelresonator
Rp1 ist parallel zum Eingangstor 102 sowie parallel
zum ersten Serienresonator Rs1 geschaltet. Der
zweite Parallelresonator Rp2 ist parallel
zum Ausgangstor 108 sowie parallel zum zweiten Serienresonator
Rs2 geschaltet.
Der zweite Eingangsanschluss 106 sowie der
zweite Ausgangsan schluss 112 sind mit einem Bezugspotential 114,
z. B. Masse, verbunden. Die Parallelresonatoren Rp1 und
Rp2 sind ebenfalls gegen das Bezugspotential
geschaltet. Bei dem in 1 dargestellten
herkömmlichen
Filter handelt es sich um ein Ladder-Filter mit zwei Stufen mit
einem einzelnen Eingang EIN und einem einzelnen Ausgang AUS zur Übertragung
unsymmetrischer Signale.
In 2 ist
ein bekanntes Lattice-Filter (Brückenfilter)
mit einer Stufe (zwei Serienresonatoren und zwei Parallelresonatoren)
näher erläutert. Bei der
Beschreibung der 2 werden ähnliche
oder gleiche Bauelemente, die bereits anhand der 1 beschrieben wurden, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Lattice-Filter 120 empfängt ein
symmetrisches Eingangssignal EIN an dem ersten Eingangsanschluss 104 und
an dem zweiten Eingangsanschluss 106 des Eingangstors 102.
Ein symmetrisches Ausgangsanschluss AUS wird am Ausgangssignal 108 an
den Anschlüssen 110 und 112 ausgegeben.
Zwischen dem ersten Eingangsanschluss 104 und dem ersten
Ausgangsanschluss 110 ist ein Serienresonator Rs1 vorgesehen. Ebenso ist zwischen dem zweiten
Eingangsanschluss 106 und dem zweiten Ausgangsanschluss 112 ein
Serienresonator Rs2 vorgesehen. Zwischen
den ersten Eingangsanschluss 104 und den zweiten Ausgangsanschluss 112 ist
ein erster Parallelresonator Rp1 geschaltet. Zwischen
den zweiten Eingangsanschluss 106 und den ersten Ausgangsanschluss 110 ist
ein zweiter Parallelresonator Rp2 geschaltet.
Das in 2 gezeigte Filter 120 ist
vollständig
differential, d. h. beide Eingangstore 102 und 110 sind
symmetrisch (balanced).
Filter mit einer guten Selektivität und niedrigen
Einfügungsverlusten
können
unter Verwendung von BAW-Resonatoren hergestellt werden, die herangezogen
werden, um einzelne Blöcke
oder Stufen von Impedanzelementfiltern aufzubauen. Diese Fil ter haben
zwei grundsätzliche
Topologien, die anhand der 1 und 2 näher erläutert werden.
Hinsichtlich der anhand der 1 und 2 beschriebenen Filter ist darauf hinzuweisen,
dass es sich bei den Serienresonatoren und Parallelresonatoren vorzugsweise
um BAW-Resonatoren handelt, wobei die Serienresonatoren und die
Parallehresonatoren jeweils mit einer vorbestimmten Resonanzfrequenz
hergestellt sind. Vorzugsweise sind die Resonanzfrequenzen der Parallelresonatoren
gegenüber
den Resonanzfrequenzen der Serienresonatoren verstimmt, um so die
erwünschte
Filterwirkung zu erreichen. Es sei darauf hingewiesen, dass sich
die im Ladder-Filter 100 verwendeten Serienresonatoren und
Parallelresonatoren von dem im Lattice-Filter 120 verwendeten
Serienresonatoren und Parallelresonatoren unterscheiden, insbesondere
bei Filterschaltungen mit im wesentlichen gleichen Filtercharakteristika,
jedoch unterschiedlicher Topologie.
Beim Ladder-Filter 100 existiert
lediglich die Möglichkeit,
ein unsymmetrisches Eingangssignal zu empfangen und ein entsprechendes
unsymmetrisches Ausgangssignal auszugeben. Ebenso ermöglicht das
Lattice-Filter 120 lediglich den Empfang eines symmetrischen
Eingangssignals und die Ausgabe eines symmetrischen Ausgangssignals.
Es existieren jedoch Anwendungen,
bei denen es erforderlich ist, eine Transformation/Umwandlung eines
unsymmetrischen Eingangssignals in ein symmetrisches Ausgangssignal
durchzuführen,
oder eine Transformation/Umwandlung eines symmetrischen Eingangssignals
in ein unsymmetrisches Ausgangssignal durchzuführen. Ferner existieren Anwendungen,
bei denen alternativ oder zusätzlich
zur Umwandlung von symmetrischen/unsymmetrischen Signalen in unsymmetrische/symmetrische
Signale an den Eingängen
und Ausgängen
unterschiedliche Torimpedanzen existieren, die ebenfalls gehandhabt werden
müssen.
Ein herkömmliches Verfahren, um eine
entsprechende Umwandlung/Transformation durchzuführen, besteht darin, eine zusätzliche
Komponente vorzusehen, welche als Symmetrierbauglied (Balun) bezeichnet
wird. Das Symmetrierbauglied kann entweder ein magnetischer Übertrager
(magnetischer Transformator), eine LC-Schaltung oder eine Streifenleitungsstruktur
sein, wobei das Symmetrierbauglied auf einer gedruckten Schaltungsplatine
vor oder nach einem der in 1 und 2 gezeigten Filterschaltungen
angeordnet ist. Die Verwendung von diskreten Symmetrierbaugliedern
vor oder nach den Filtern ist zwar eine Möglichkeit, erhöht jedoch
die Anzahl der erforderlichen Komponenten und des erforderlichen
Platzes auf der gedruckten Schaltungsplatine.
Bei akustischen Oberflächenwellenfiltern (SAW-Filtern)
kann eine akustische Symmetrierfunktion ohne zusätzliche Komponenten implementiert werden,
wodurch jedoch das Verhalten des Gesamtfilters erheblich verschlechtert
wird. Ferner führt
diese Symmetrierfunktion dazu, dass diese Filter gegenüber elektrostatischen
Entladungen sehr empfindlich sind und ferner werden die Fähigkeiten
in der Handhabung von Leistungen drastisch begrenzt, d. h. die übertragbaren
Leistungen über
eine solche Filterstruktur sind sehr gering. Ein Beispiel für ein solches SAW-Filter
ist in der
JP 2000-114917A beschrieben. Ein
weiterer Nachteil der gekoppelten SAW-Filter besteht darin, dass
die Antwort dieser Filter im allgemeinen schlechter ist als die
von Impedanzelementfiltern, insbesondere der sogenannte Roll-Off
oder die Selektivität
in der Nähe
des Durchlassbandes.
Ein Ansatz zur Umwandlung von unsymmetrischen
Signalen in symmetrische Signale wird beispielsweise in der
EP 1 202 454 A beschrieben,
gemäß der Filterstrukturen, ähnlich zu
denen in
1 und
2, kombiniert werden, also
an den Ausgang des Ladder-Filters das Lattice-Filter angeschlossen
wird. Dieser Ansatz hat jedoch erhebliche Nachteile für die praktischen
Anwendungen eines solchen Filters, und ist insbe sondere dahingehend
nachteilhaft, dass diese lediglich auf schwebende (floating) differentielle Lasten
bezogen werden kann, also kein HF-Leckstrom gegen Masse zulässig ist.
Im Zusammenhang mit BAW-Filtern ist
kein Ansatz bekannt, der vorschlagen würde, auf welche Art und Weise
eine Impedanztransformation durchgeführt werden könnte.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Filterschaltung zu schaffen, welche auf einfache Art und Weise eine
Umwandlung von symmetrischen/unsymmetrischen in unsymmetrische/symmetrische
Signale ermöglicht,
wobei die Filterstufe und das Symmetrierbauglied auf dem Substrat
gebildet ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Filterschaltung
gemäß Anspruch
1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft
eine Filterschaltung mit einem symmetrischen Tor, einem unsymmetrischen
Tor einem Substrat und einer Serienschaltung. Die Serienschaltung
besteht aus einer Filterstufe und aus einem Symmetrierbauglied und
ist zwischen dem symmetrischen Tor und dem unsymmetrischen Tor angeordnet.
Vorzugsweise umfaßt die Filterstufe der Serienschaltung
eine Mehrzahl von BAW-Resonatoren, und hier zumindest einen Serien-BAW-Resonator und
zumindest einen Parallel-BAW-Resonator.
Gemäß einem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist die Filterstufe eine unsymmetrische Filterstufe, die mit dem
unsymmetrischen Tor verbunden ist, und das Symmetrierbauglied ist
mit dem symmetrischen Tor verbunden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist
die Filterstufe eine symmetrische Filterstufe, die mit dem symmetrischen
Tor verbunden ist, und das Symmetrierbauglied ist mit dem unsymmetrischen Tor
verbunden.
Gemäß wiederum einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Filterstufe eine symmetrische Filterstufe, die mit dem symmetrischen
Tor verbunden ist, und ferner umfaßt die Serienschaltung eine unsymmetrische
Filterstufe, die mit dem unsymmetrischen Tor verbunden ist. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist das Symmetrierglied zwischen die symmetrische Filterstufe und
die unsymmetrische Filterstufe geschaltet. Alle Filterstufen und
das Symmetrierglieds sind auch hier auf dem gleichen Substrat gebildet.
Zusätzlich kann vorgesehen sein,
Anpassungselemente in der Serienschaltung vorzusehen, welche zwischen
die Filterstufe und das unsymmetrische Tor oder das symmetrische
Tor geschaltet sind und zusammen mit den Elementen der Filterstufe und
den Elementen des Symmetrierbauglieds auf dem Substrat gebildet
sind.
Vorzugsweise handelt es sich bei
dem Symmetrierglied um ein Übertragerelement,
welches zumindest zwei Spulen aufweist, die auf dem Substrat gebildet
sind.
Gemäß einem weiteren bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind die Spulen des Symmetrierglieds
derart ausgewählt, dass
diese unterschiedliche Windungszahlen aufweisen, so dass aufgrund
des sich einstellenden Wicklungsverhältnisses eine Impedanztransformation zwischen
den zwei Toren der Filterschaltung bewirkt wird.
Bei dem Substrat handelt es sich
vorzugsweise um ein Substrat mit einem hohen Widerstandswert, auf
dem die Spulen, beispielsweise durch Metallbahnen, gebildet sind.
Alternativ kann die Spule auf dem Substrat in einem Bereich angeordnet
sein, in dem ein akustischer Reflektor vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung schafft
somit HF-Filter und insbesondere HF-Filter, die unter Verwendung
der BAW-Technologie realisiert werden, welche zusätzliche
monolithische passive Elemente, wie Umwandler (Symmetrierbauglieder)
einschließen,
jedoch zusätzlich
auch Spulen, Kondensatoren oder Widerstandselemente.
Der vorliegenden Erfindung liegt
die Erkenntnis zugrunde, dass eine Kombination der wünschenswerten
Merkmale von Impedanzelementfiltern mit der Möglichkeit unsymmetrische/symmetrische Signale
in symmetrische/unsymmetrische Signale umzuwandeln, dadurch erreicht
werden kann, dass ein grundsätzlicher
Herstellungsprozess der BAW-Resonatoren derart modifiziert wird,
dass zusätzlich
monolithische Symmetrierglieder (Baluns) auf den Filterchips (Substraten)
hergestellt werden können.
Dies eröffnet
ebenfalls die Möglichkeit
einer Impedanzpegeltransformation zwischen den Eingangstoren der
Filter.
Erfindungsgemäß wird es ermöglicht,
Impedanzelementfilter zu verwenden und gleichzeitig eine Transformation
von symmetrischen/unsymmetrischen Signalen in unsymmetrische/symmetrische
Signale und gegebenenfalls zusätzlich
eine Impedanzpegeltransformation innerhalb des Filterchips in monolithischer
Form, also ohne externe Komponenten, durchzuführen. Die Symmetrierglieder
sind vorzugsweise zwei spiralförmige
Spulen, die aufeinander angeordnet sind und magnetisch miteinander
gekoppelt sind.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass ein Prozess, welcher zur Fertigung der Symmetrierglieder
herangezogen wird, auch die Möglichkeit
eröffnet,
monolithische Spulen (spiralförmige
Induktivitäten)
mit hohen Gütefaktoren
(hoher Q-Faktor) zu erzeugen, welche dann als Elements des Symmetriebauglieds
oder zusätzliche
als Anpasselemente verwendet werden können. Derzeit werden bei herkömmlichen
Filterschaltungen diese Anpassungselemente noch als externe Ele mente
außerhalb
des Filterchips realisiert, was die oben erwähnten Probleme mit sich bringt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung besteht darin, dass zusätzlich zu den Induktivitäten auch
Kondensatoren auf einfache Art und Weise hergestellt werden können, und
zwar auch als monolithische Elemente auf dem Filterchip, da bei
der Herstellung der BAW-Resonatoren verschiedene Schichten aus dielektrischem
Material verwendet werden. Die so erzeugten Kondensatoren können als Anpasskondensatoren
oder als Kopplungskondensatoren verwendet werden.
Gegenüber herkömmlichen BAW-Herstellungsverfahren
sind lediglich geringfügige
Modifikationen erforderlich, welche notwendig sind, um die dicken
Metalle, die für
die Erzeugung der Elemente (Symmetrierglied, Induktivität, Kondensator)
erforderlich sind, einige zusätzliche
Maskenschichten erfordern, was jedoch nur zu einem geringfügigen Anstieg
des Mehraufwandes des Prozesses führt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
1 ein
bekanntes Ladder-Filter mit zwei Stufen bestehend aus zwei Serienresonatoren
und zwei Parallelresonatoren;
2 ein
bekanntes Lattice-Filter mit einer Stufe und zwei Serienresonatoren
und zwei Parallelresonatoren;
3 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Filterschaltung
mit einer unsymmetrischen Filterstufe an einem unsymmetrischen Eingangstor
und einem Symmetrierbauglied an einem symmetrischen Ausgang;
4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Filterschaltung
mit einer symmetrischen Filterstufe an einem symmetrischen Tor und
einem Symmetrierbauglied an einem unsymmetrischen Tor;
5 ein
drittes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Filterschaltung
mit einer symmetrischen Filterstufe am symmetrischen Tor, einer
unsymmetrischen Filterstufe am unsymmetrischen Tor und einem zwischen
den zwei Filterstufen angeordneten Symmetrierbauglied;
6 ein
viertes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Filterschaltung, ähnlich dem
in 4 gezeigten, welches
zusätzlich
Anpasselemente umfaßt;
und
7 eine
schematische, beispielhafte Darstellung für eine planare Symmetrierbaugliedstruktur.
Bei der nachfolgenden Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden gleiche oder ähnlich wirkende Elemente mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
3 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Filterschaltung 200.
Die Filterschaltung 200 umfaßt einen unsymmetrischen Anschluss 202 und
einen symmetrischen Anschluss 204 mit den zwei symmetrischen
Toren 204a und 204b. Zwischen den unsymmetrischen
Anschluss 202 und den symmetrischen Anschluss 204 ist
eine Serienschaltung bestehend aus einer Filterstufe 206 und
einem Symmetrierbauglied (Balun) 208 geschaltet. Bei dem
in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Filterstufe 206 eine unsymmetrische Filterstufe
in der Form eines Ladder-Filters, wie es beispielhaft anhand der 1 beschrieben wurde. Die Filterstufe 206 um faßt zwei
Serienresonatoren Rs2 und Rs2 sowie
zwei Parallelresonatoren Rp1 und Rp
2.
Der unsymmetrische Anschluss 202 umfaßt einen
ersten Knoten 210 und einen zweiten Knoten 212.
Der zweite Knoten 212 ist mit einem Bezugspotential 214,
z. B. Masse, verbunden. Die Filterstufe 206 umfaßt eine
Serienschaltung bestehend aus den zwei Serienresonatoren Rs1 und Rs
2, die zwischen den ersten Knoten 210 und
einen dritten Knoten 216 geschaltet sind. Der erste Parallelresonator
Rp1 ist zwischen das Bezugspotential 214 und
einen Knoten 218 zwischen den ersten Serienresonator Rs1 und den zweiten Serienresonator Rs2 geschaltet. Der zweite Parallelresonator
Rp2 ist zwischen den dritten Knoten 216 und
das Bezugspotential 214 geschaltet.
Das Symmetrierbauglied 208 ist
durch zwei gekoppelte Spulen 220a und 222a gebildet,
wobei ein erster Anschluss 220b der ersten Spule 220a mit dem
dritten Knoten 216 verbunden ist. Ein zweiter Anschluss 220c der
ersten Spule 220a ist mit dem Bezugspotential 214 verbunden.
Das erste Tor 204a des symmetrischen
Anschlusses 204 umfaßt
einen ersten Knoten 224 sowie einen zweiten Knoten 226,
der mit dem Bezugspotential 214 verbunden ist. Ebenso umfaßt das zweite Tor 204b einen
ersten Anschluss 228 und ebenso den gemeinsam mit dem ersten
Tor 204a verwendeten Knoten 226.
Zwischen den Knoten 224 und 226 bzw.
den Knoten 228 und 226 werden die symmetrischen
Signale abgegriffen bzw. empfangen.
Ein erster Anschluss 222b der
zweiten Spule 222a des Symmetrierbauglieds 208 ist
mit dem ersten Knoten 224 des ersten symmetrischen Tors 204a verbunden.
Ein zweiter Anschluss 222c der zweiten Spule 222a ist
mit dem ersten Knoten des zweiten symmetrischen Tors 204b verbunden.
3 zeigt
somit eine Topologie eines Ladder-Filters, das mit einem Symmetrierbauglied
(Balun) kombiniert ist. Das Filter selbst hat eine Ladder-Struktur
und kann mehr als die dort gezeigten zwei Stufen aufweisen, um die
Selektivität
zu verbessern. Die Stufen können
zusätzlich
unterschiedlich große
Serien- und Parallelresonatoren aufweisen, um die Selektivität noch weiter
zu verbessern. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung handelt es sich bei den Symmetrierbaugliedern im wesentlichen
um zwei spiralförmige
Spulen, die magnetisch miteinander verkoppelt sind.
Um die widerstandsbehafteten Verluste
und die parasitäre
Kapazität
niedrig zu halten, ist es wünschenswert,
die zur Herstellung der Spulenelemente verwendeten Metalle mit einer
ausreichenden Dicke unter Verwendung eines modifizierten BAW-Herstellungsprozesses
zu erzeugen. Die Dicke der verwendeten Metallbahnen oder Metallflächen sollte
derart sein, dass diese im Bereich von 800nm bis 10μm liegt,
bzw. verglichen mit den bei den BAW-Resonatoren verwendeten Dicken
der Elektrodenmetalle um den Faktor 2 bis 20 größer ist.
Die Elemente der in 3 gezeigten Filterstufe 206 sowie
die Elemente des Symmetrierbauglieds 208 sind gemeinsam
auf einem Chip oder Substrat S gebildet, wie dies in 3 schematisch angedeutet
ist. Dies erfordert, wie bereits oben erläutert wurde, lediglich eine
geringfügige
Modifikation der Herstellungsprozesse für die BAW-Resonatoren, was
nur mit geringfügig
höheren
Kosten einhergeht, jedoch den Vorteil hat, dass externe Komponenten auf
einer Schaltungsplatine, auf der der Chip S angeordnet wird, vermieden
werden. Dies führt
ferner zu einer Erleichterung des gesamten Herstellungsprozesses.
Das Substrat S ist vorzugsweise ein
Substrat mit einem hohen Widerstandswert, und die Spulen sind vorzugsweise
von dem Substrat durch dielektrische Schichten, eine oder mehrere,
getrennt. Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann dies auf einfache Art und Weise
realisiert werden, da hier im Substrat S der erforderliche akustische
Reflektor für
die BAW-Resonatoren gebildet wird, und die Ausdehnung desselben
derart gewählt
ist, dass zusätzlich
oberhalb desselben das Symmetrierbauglied 208 gebildet
werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel
hat das Symmetrierbauglied ein Wicklungsverhältnis von 1:1, jedoch kann
die Anzahl der Windungen in den primären und sekundären Wicklungen
verändert
werden, um eine erwünschte
Impedanzpegeltransformation zwischen den Anschlüssen 202 und 204 herbeizuführen.
Die vorliegende Erfindung hat den
Vorteil, dass die Integration des Symmetrierbauglieds 208 sowie
die Integration weiterer Spulen und Kondensatoren innerhalb einer
auf BAW-Resonatoren
basierenden Filterstruktur auf demselben Substrat S erreicht werden
kann, wobei nur wenige zusätzliche Maskenschritte
erforderlich sind. Die Kombination von Symmetrierbauglied und Filterstufe
kann unterschiedliche Topologien aufweisen, wobei grundsätzlich gewählt werden
kann, ob die Filterung vor oder nach der Transformation durchgeführt werden
soll. Im erstgenannten Fall würde
die Filterstufe eine Ladder-Filterstruktur enthalten und im letztgenannten Fall
eine Lattice-Filterstruktur. Die Lattice-Filterstruktur wird bevorzugt,
aufgrund der, verglichen zu Ladder-Filterstrukturen, verbesserten Dämpfung außerhalb
des Durchlassbandes.
Nachfolgend werden anhand der 4–6 weitere
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung näher
erläutet,
wobei 4 ein zweites
Ausführungsbeispiel
zeigt, bei dem anstelle der in 3 verwendeten
Ladder-Filterstruktur eine Lattice-Filterstruktur verwendet wird,
die mit dem symmetrischen Eingang 204 der Filterschaltung
verbunden ist. Das Symmetrierbauglied 208 ist zwischen
die Filterstufe 206 und den unsymmetrischen Eingang 202 geschaltet.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Filterstufe 206 ein
erster Serienresonator Rs1 zwischen den
ersten Anschluss 222b der zweiten Spule 222a des
Symmetrierbauglieds 208 und den Anschluss 224 des
symmetrischen Ausgangs 204 geschaltet. Ein zweiter Serienresonator Rs2 ist zwischen den zweiten Anschluss 222c der zweiten
Spule
222a des Symmetrierbauglieds 208 und
den zweiten Anschluss 228 des symmetrischen Ausgangs 204 geschaltet.
Ein erster Parallelresonator Rp1 ist zwischen
den ersten Anschluss 222b der zweiten Spule 222a und
den zweiten Knoten 228 des symmetrischen Anschlusses 204 geschaltet,
und ein zweiter Parallelresonator Rp2 ist
zwischen den zweiten Anschluss 222c der zweiten Spule 222a und
den ersten Knoten 224 des symmetrischen Anschlusses 204 geschaltet.
Der erste Knoten 210 des
unsymmetrischen Anschlusses 202 ist mit dem ersten Anschluss 220b der
ersten Spule 220a des Symmetrierbauglieds 208 verschaltet,
und der zweite Knoten 220c der ersten Spule 220a ist
mit dem Bezugspotential 214 verbunden, ebenso wie der erste
Knoten 212 des unsymmetrischen Anschlusses 202.
Ähnlich
wie bei dem in 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind auch hier die BAW-Resonatoren Rs1,
Rs2, Rp1, Rp2 zusammen mit den Elementen des Symmetrierbauglieds 208 auf
einem gemeinsamen Substrat oder Chip gebildet.
5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, welches sich von dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet,
dass zwischen den unsymmetrischen Anschluss 202 und das
Symmetrierbauglied 208 eine weitere Filterstufe 230 geschaltet
wurde, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine unsymmetrische
Filterstufe in der Form eines einstufigen Ladder-Filters. Die Filterstufe 230 umfaßt einen
Serienresonator Rs1, der zwischen den ersten
Knoten 210 des unsymmetrischen Anschlusses 202 und
den ersten Anschluss 220b der ersten Spule 220a des
Symmetrierbauglieds 208 geschaltet ist. Ferner ist ein
Parallelresonator Rp1 vorgesehen, der zwischen
den ersten Anschluss 220b der ersten Spule 220a und des
Bezugspotentials 214 geschaltet ist.
Auch bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle BAW-Resonatoren
sowie alle Elemente des Symmetrierbauglieds auf einem gemeinsamen
Substrat gebildet.
6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem zusätzlich
zu dem in 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel
zwischen die Filterstufe 206 und den symmetrischen Ausgang 204 ein
Anpassungsblock 232 geschaltet ist.
Der Block 232 umfaßt ein induktives
Bauelement L sowie zwei kapazitive Bauelemente C1 und C2. Sowohl die kapazitiven Bauelemente als
auch das induktive Bauelement sind gemeinsam mit den Elementen des
Symmetrierbauglieds 208 und den BAW-Resonatoren der Filterstufe 206 auf
dem Filterchip gebildet. Verglichen mit 4 ist das kapazitive Bauelement C1 zwischen den ersten Serienresonator Rs1 der Filterstufe 206 und den ersten
Knoten 224 des symmetrischen Ausgangs 204 geschaltet.
Das zweite kapazitive Bauelement C2 ist
zwischen den zweiten Serienresonator Rs2 der
Filterstufe 206 und den zweiten Knoten 228 des
symmetrischen Anschlusses 204 geschaltet. Das induktive
Bauelement L ist parallel zu dem symmetrischen Ausgangsanschluss 204 geschaltet,
zwischen einen Knoten zwischen dem ersten Serienresonator Rs1 und dem ersten kapazitiven Bauelement
C1 und einen Knoten zwischen dem zweiten
Resonator Rs2 und dem zweiten kapazitiven
Bauelement C2.
Nachfolgend wird anhand der 7 ein Beispiel für eine Implementierung
einer planaren Symmetrierbaugliedstruktur näher erläutert. In 7 ist eine planare Struktur gezeigt,
welche aus einer Mehrzahl von metallischen Leiterbahnen gebildet
ist. Die Spulen sind durch eine Mehrzahl von spiralförmig angeordneten
metallischen Leiterbahnen 300, 302 und 304 gebil det,
wobei die Leiterbahn 302 und 304 mit dem Bezugspotential 214 und
die elektrische Verbindung 306 miteinander verbunden sind. Durch
die Leiterbahn 302 und 304, welche auf die oben
beschriebene Art und Weise verbunden sind, ist die zweite Spule 222a des
Symmetrierbauglieds 208 gebildet, und in 7 sind die Anschlüsse 222b bzw. 222c dargestellt.
Durch die Leiterbahn 300 ist die erste Spule 220a gebildet,
und deren Anschlüsse 220b und 222c sind
ebenfalls dargestellt.
Hinsichtlich der obigen Beschreibung
ist darauf hinzuweisen, dass, sofern auf Eingänge und Ausgänge Bezug
genommen wurde, diese grundsätzlich austauschbar
sind. Dies bedeutet, dass die Richtung des Signalflusses umgekehrt
werden kann, so dass alle Strukturen dazu geeignet sind, z. B. eine
unsymmetrische Signalquelle und eine symmetrische Last oder eine
unsymmetrische Last und eine symmetrische Signalquelle zu verwenden.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass diese, im Gegensatz zum Stand der Technik, einen
miniaturisierten, magnetischen Transformator als Zusatzelement umfaßt, der
gemeinsam mit den Elementen der Filterstufe monolithisch hergestellt
wurde.
Die obige Beschreibung wurde anhand
bevorzugter Ausführungsbeispiele
durchgeführt,
wobei jedoch offensichtlich ist, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf die beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt ist.
Zusätzlich
zu den beschriebenen Ausgestaltungen können die erfindungsgemäßen Filterschaltungen
eine oder mehrere Stufen eingangsseitig und/oder ausgangsseitig
aufweisen.