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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung, die erste bis dritte Filterschaltkreise enthält, die mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.
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STAND DER TECHNIK
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Im Stand der Technik wird ein Teiler, der ein Signal in drei Signale verschiedener Frequenzbänder teilt, in Mobiltelefonen u.dgl. verwendet. Das unten genannte Patentdokument 1 offenbart einen Dreiteiler, bei dem erste bis dritte Filter F1 bis F3 mit einem Antennenanschluss verbunden sind. Das erste Filter F1 ist ein Tiefpassfilter, in dem ein erstes Frequenzband ein Durchlassband ist und zweite und dritte Frequenzbänder Dämpfungsbänder sind. In dem zweiten Filter F2 ist das zweite Frequenzband ein Durchlassband, und erste und dritte Frequenzbänder sind Dämpfungsbänder. Außerdem ist das zweite Filter F2 ein Bandpassfilter, das ein SAW Filter enthält. Das dritte Filter F3 besteht aus einem LC-Filter, und in dem dritten Filter F3 ist das dritte Frequenzband ein Durchlassband, und erste und zweite Frequenzbänder sind Dämpfungsbänder.
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Zitierungsliste
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Patentdokument
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Patentdokument 1:
Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2004-194240 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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In dem in Patentdokument 1 offenbarten Dreiteiler sind die ersten bis dritten Filter F1 bis F3 gemeinsam mit dem Antennenanschluss verbunden. Folglich ist es notwendig, Impedanzanpassungskreise an den Seiten der ersten und dritten Filter, die aus LC-Filtern bestehen, bereitzustellen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Filtervorrichtung, die den Verzicht auf einen Impedanzanpassungskreis ermöglicht.
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Lösung des Problems
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Eine Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: einen gemeinsamen Anschluss, einen ersten Filterschaltkreis, der eine erste Signalleitung enthält, die mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und ein Tiefpassfilter ist, das ein erstes Durchlassband hat, einen zweiten Filterschaltkreis, der eine zweite Signalleitung enthält, die mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und ein Bandpassfilter ist, das ein zweites Durchlassband aufweist, das sich bei einer höheren Frequenz befindet als das erste Durchlassband des ersten Filterschaltkreises, und einen dritten Filterschaltkreis, der eine dritte Signalleitung enthält, die mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und ein drittes Durchlassband hat, das sich bei einer höheren Frequenz befindet als das zweite Durchlassband des zweiten Filterschaltkreises, wobei der erste Filterschaltkreis einen ersten Induktor enthält, der dem gemeinsamen Anschluss entlang der ersten Signalleitung am nächsten angeordnet ist und ein erstes Kapazitätselement enthält, das mit dem ersten Induktor parallel geschaltet ist und einen LC-Resonanzkreis bildet, der zweite Filterschaltkreis einen zweiten Schallresonator enthält, der dem gemeinsamen Anschluss entlang der zweiten Signalleitung am nächsten angeordnet ist, und der dritte Filterschaltkreis einen dritten Schallresonator enthält, der dem gemeinsamen Anschluss entlang der dritten Signalleitung am nächsten angeordnet ist.
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Bei einer bestimmten konkreten Ausführungsform der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält der erste Filterschaltkreis einen ersten Schallresonator, der eine Antiresonanzfrequenz und eine Resonanzfrequenz aufweist, wobei sich die Resonanzfrequenz innerhalb des zweiten Durchlassbandes befindet, und ein zweites Kapazitätselement, das zwischen der ersten Signalleitung und einem Erdungspotenzial verbunden ist. In diesem Fall kann die Dämpfung des ersten Filterschaltkreises in dem zweiten Durchlassband ausreichend groß realisiert werden.
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Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das zweite Kapazitätselement des ersten Filterschaltkreises aus einem Schallresonator, der zweite Filterschaltkreis enthält einen Parallelarm, der die zweite Signalleitung, die ein Reihenarm ist, und das Erdungspotenzial verbindet, und ein Schallresonator ist in dem Parallelarm angeordnet, und eine Resonanzfrequenz des Schallresonators, der das zweite Kapazitätselement des ersten Filterschaltkreises bildet, und eine Resonanzfrequenz des Schallresonators, der in dem Parallelarm des zweiten Filterschaltkreises angeordnet ist, sind im Wesentlichen die gleichen wie eine Resonanzfrequenz des zweiten Schallresonators. In diesem Fall kann der Verlust weiter reduziert werden, und die Dämpfung in der Nähe der Durchlassbänder der ersten bis dritten Filterschaltkreise kann weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Resonanzfrequenz des zweiten Schallresonators, die Resonanzfrequenz des Schallresonators, der das zweite Kapazitätselement des ersten Filterschaltkreises bildet, und die Resonanzfrequenz des Schallresonators, der in dem Parallelarm des zweiten Filterschaltkreises angeordnet ist, fallen in einen Bereich von ±5 % eines Durchschnittswertes der Resonanzfrequenzen dieser Schallresonatoren. In diesem Fall kann der Verlust weiter reduziert werden, und die Dämpfung in der Nähe der Durchlassbänder der ersten bis dritten Filterschaltkreise kann weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite Filterschaltkreis ein Kettenfilter, das den zweiten Schallresonator und einen vierten Schallresonator enthält, der in einem Parallelarm angeordnet ist, der die zweite Signalleitung und das Erdungspotenzial verbindet. In diesem Fall kann die Steilheit der Filterkennlinie des zweiten Filterschaltkreises erhöht werden.
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Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der dritte Filterschaltkreis ein LC-Filter, das einen zweiten Induktor enthält, der zwischen der dritten Signalleitung und dem Erdungspotenzial verbunden ist, und ein drittes Kapazitätselement enthält, das mit dem zweiten Induktor in Reihe geschaltet ist. In diesem Fall kann der dritte Filterschaltkreis verkleinert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann der dritte Filterschaltkreis ein Bandpassfilter sein. In einem solchen Fall kann ein Signal eines speziellen Frequenzbandes mittels des dritten Filterschaltkreises gesendet oder empfangen werden. Es ist bevorzugt, dass ein Kettenfilter als das Bandpassfilter verwendet wird. In diesem Fall kann die Steilheit der Filterkennlinie des dritten Filterschaltkreises erhöht werden.
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Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der ersten bis dritten Schallresonatoren ein Resonator für elastische Wellen. In diesem Fall kann die Steilheit der Filterkennlinie weiter erhöht werden. Oberflächenschallwellenresonatoren können zweckmäßig als die Resonatoren für elastische Wellen verwendet werden. In dem Fall, wo Oberflächenschallwellenresonatoren verwendet werden, kann die Steilheit der Filterkennlinien weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das erste Kapazitätselement aus einem Schallresonator. Somit kann das erste Kapazitätselement unter Verwendung der Kapazität des Schallresonators gebildet werden. In diesem Fall kann die Dämpfung auch durch Einstellen der Resonanzfrequenz des Schallresonators auf die Frequenz des Dämpfungsbandes erhöht werden.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Mit der Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf einen Impedanzanpassungskreis in einer Konfiguration verzichtet werden, bei der erste bis dritte Filterschaltkreise mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Schaltbild einer Filtervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 veranschaulicht eine Filterkennlinie eines ersten Filterschaltkreises der Filtervorrichtung der ersten Ausführungsform.
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3 veranschaulicht eine Filterkennlinie eines zweiten Filterschaltkreises der Filtervorrichtung der ersten Ausführungsform.
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4 veranschaulicht eine Filterkennlinie eines dritten Filterschaltkreises der Filtervorrichtung der ersten Ausführungsform.
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5 ist ein Schaltbild einer Filtervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist ein Schaltbild einer Filtervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 ist eine vordere Schnittansicht, die einen Oberflächenschallwellenresonator als ein Beispiel eines Schallresonators veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer Beschreibung konkreter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die in der vorliegenden Spezifikation beschriebenen Ausführungsformen sind veranschaulichende Beispiele, und es ist anzumerken, dass Teile der in verschiedenen Ausführungsformen veranschaulichten Konfigurationen gegeneinander ausgetauscht oder miteinander kombiniert werden können.
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1 ist ein Schaltbild einer Filtervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Filtervorrichtung 1 hat einen gemeinsamen Anschluss 2. Ein Ende eines jeden der ersten bis dritten Filterschaltkreise F1 bis F3 ist gemeinsam mit dem gemeinsamen Anschluss 2 verbunden. Die ersten bis dritten Filterschaltkreise F1 bis F3 haben jeweils die folgenden ersten bis dritten Durchlassbänder f1 bis f3.
f1: Niedrigband-Mobilfunkband, 699 MHz bis 960 MHz.
f2: GPS-, GLONASS- und BEIDOU-Band, 1559 MHz bis 1608 MHz.
f3: Mittelband-Mobilfunkband, 1700 MHz bis 2170 MHz.
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Der erste Filterschaltkreis F1 ist ein Tiefpassfilter, das LC-Resonatoren und Schallresonatoren enthält. Der erste Filterschaltkreis F1 hat das erste Durchlassband f1, das ein Niedrigband-Mobilfunkband ist, und da der erste Filterschaltkreis F1 ein Tiefpassfilter ist, erlaubt der erste Filterschaltkreis F1 das Passieren von Signalen eines Bandes von 960 MHz und niedriger. Oder anders ausgedrückt: Das erste Durchlassband f1 wird so eingestellt, dass ein Niedrigband-Mobilfunkband von 699 bis 960 MHz passieren darf. Außerdem ist der zweite Filterschaltkreis F2 ein Bandpassfilter, das aus Schallresonatoren besteht und durch ein Kettenfilter gebildet wird.
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Der dritte Filterschaltkreis F3 ist ein Hochpassfilter, das LC-Resonatoren und Schallresonatoren enthält. Der dritte Filterschaltkreis F3 ist ein Hochpassfilter und erlaubt es Signalen mit Frequenzen von 1700 MHz (was die Untergrenze des dritten Durchlassbandes f3 ist) und höher zu passieren.
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Genauer gesagt, enthält der erste Filterschaltkreis F1 eine erste Signalleitung 4, die den gemeinsamen Anschluss 2 und einen ersten Anschluss 3 verbindet. Mehrere erste Induktoren 5a bis 5c sind entlang der ersten Signalleitung 4 angeordnet. Die mehreren ersten Induktoren 5a bis 5c sind entlang der ersten Signalleitung 4 in Reihe geschaltet.
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Erste Kapazitätselemente 6a bis 6c sind jeweils mit den ersten Induktoren 5a bis 5c parallel geschaltet. Außerdem ist ein zweites Kapazitätselement 7a, das zur Impedanzjustierung dient, zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Induktor 5a und dem ersten Induktor 5b und das Erdungspotenzial verbunden. Das zweite Kapazitätselement 7a besteht aus einem Kondensator. Ein Induktor 8 ist mit dem zweiten Kapazitätselement 7a, das zur Impedanzjustierung dient, in Reihe geschaltet. Außerdem ist ein erster Schallresonator, der als ein zweites Kapazitätselement 7b dient, zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Induktor 5b und dem ersten Induktor 5c und dem Erdungspotenzial verbunden.
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Der erste Schallresonator, der als das zweite Kapazitätselement 7b dient, hat eine Resonanzfrequenz und eine Antiresonanzfrequenz. In dieser Ausführungsform besteht das zweite Kapazitätselement 7b aus einem Oberflächenschallwellenresonator. Der Oberflächenschallwellenresonator wird als das zweite Kapazitätselement 7b verwendet, indem die Kapazität des Oberflächenschallwellenresonators verwendet wird. Ein erster Schallresonator, der der gleiche ist wie das zweite Kapazitätselement 7b und als ein zweites Kapazitätselement 7c dient, ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Induktor 5c und dem ersten Anschluss 3 und dem Erdungspotenzial verbunden.
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Wie oben beschrieben, ist das dem gemeinsamen Anschluss 2 in dem ersten Filterschaltkreis F1 nächstgelegene Element der erste Induktor 5a. Die zweiten Kapazitätselemente 7a bis 7c in dem ersten Filterschaltkreis F1 sind Kapazitätselemente, die der Impedanzjustierung dienen. Die zwei zweiten Kapazitätselemente 7b und 7c werden aus den ersten Schallresonatoren gebildet, wie oben beschrieben, und ihre Resonanzfrequenzen befinden sich in dem Durchlassband f2 des zweiten Filterschaltkreises F2. Darum kann ein Signal im Durchlassband des zweiten Filterschaltkreises F2 zum Erdungspotenzial fließen.
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Der zweite Filterschaltkreis F2 enthält eine zweite Signalleitung 10, die den gemeinsamen Anschluss 2 und einen zweiten Anschluss 9 verbindet. Die Reihenarmresonatoren S1, S2, S3, S4 und S5 sind entlang der zweiten Signalleitung 10 der Reihe nach von der Seite des gemeinsamen Anschlusses 2 angeordnet. Oder anders ausgedrückt: Die zweite Signalleitung 10 bildet einen Reihenarm, und die Reihenarmresonatoren S1 bis S5 sind entlang des Reihenarms miteinander in Reihe geschaltet. Die Reihenarmresonatoren S1 bis S5 werden jeweils aus einem Oberflächenschallwellenresonator gebildet. Die Reihenarmresonatoren S1 bis S5 entsprechen zweiten Schallresonatoren, die eine Resonanzfrequenz und eine Antiresonanzfrequenz haben.
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Ein Parallelarmresonator P1 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen dem Reihenarmresonator S1 und dem Reihenarmresonator S2 und dem Erdungspotenzial verbindet. Ein Parallelarmresonator P2 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen dem Reihenarmresonator S2 und dem Reihenarmresonator S3 und dem Erdungspotenzial verbindet. Ein Parallelarmresonator P3 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen dem Reihenarmresonator S3 und dem Reihenarmresonator S4 und dem Erdungspotenzial verbindet. Ein Parallelarmresonator P4 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen dem Reihenarmresonator S4 und dem Reihenarmresonator S5 und dem Erdungspotenzial verbindet. Die Parallelarmresonatoren P1 bis P4 sind ebenfalls aus Oberflächenschallwellenresonatoren gebildet.
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Der zweite Filterschaltkreis F2 ist ein Kettenfilter, das die Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und die Parallelarmresonatoren P1 bis P4 enthält. Der zweite Filterschaltkreis F2 ist ein Bandpassfilter, und die Mittelfrequenz seines Durchlassbandes befindet sich in dem oben beschriebenen Durchlassband f2.
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Die Resonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S1 bis S5 befinden sich innerhalb des Durchlassbandes f2, und die Antiresonanzfrequenzen der Parallelarmresonatoren P1 bis P4 befinden sich innerhalb des Durchlassbandes f2.
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Das dem gemeinsamen Anschluss 2 entlang der zweiten Signalleitung 10 in des zweiten Filterschaltkreises F2 nächstgelegene Element ist der zweite Schallresonator, der der Reihenarmresonator S1 ist.
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Der dritte Filterschaltkreis F3 enthält eine dritte Signalleitung 12, die den gemeinsamen Anschluss 2 und einen dritten Anschluss 11 verbindet. Ein Tiefpassfilter 21 ist zwischen dem dritten Filterschaltkreis F3 und dem dritten Anschluss 11 entlang der dritten Signalleitung 12 verbunden.
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Der dritte Filterschaltkreis F3 ist ein Hochpassfilter. Der dritte Filterschaltkreis F3 und das Tiefpassfilter 21 sind miteinander in Reihe geschaltet, und darum wird durch den dritten Filterschaltkreis F3 und das Tiefpassfilter 21 ein Durchlassband gebildet.
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Dritte Schallresonatoren 13A bis 13c sind entlang der dritten Signalleitung 12 in dem dritten Filterschaltkreis F3 angeordnet. Die mehreren dritten Schallresonatoren 13A bis 13c sind entlang der dritten Signalleitung 12 miteinander in Reihe geschaltet.
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Ein dritter Induktor 14a und ein drittes Kapazitätselement 15a sind zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem dritten Schallresonator 13a und dem dritten Schallresonator 13b und dem Erdungspotenzial miteinander in Reihe geschaltet. In ähnlicher Weise sind ein dritter Induktor 14b und ein drittes Kapazitätselement 15b zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem dritten Schallresonator 13b und dem dritten Schallresonator 13c und dem Erdungspotenzial miteinander in Reihe geschaltet.
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Das dem gemeinsamen Anschluss 2 in dem dritten Filterschaltkreis F3 nächstgelegene Element ist der dritte Schallresonator 13a.
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In der Filtervorrichtung 1 ist das dem gemeinsamen Anschluss 2 in dem ersten Filterschaltkreis F1 nächstgelegene Element der erste Induktor 5a, und die Elemente, die dem gemeinsamen Anschluss 2 in des zweiten Filterschaltkreises F2 und dem dritten Filterschaltkreis F3 am nächsten liegen, sind der zweite bzw. der dritte Schallresonator, und diese Elemente sind entlang der Signalleitungen angeordnet. Darum ist es möglich, auf Impedanzanpassungskreise zu verzichten, die auf den Seiten des gemeinsamen Anschlusses 2 der ersten und dritten Filterschaltkreise F1 und F3 bereitgestellt werden würden, die aus LC-Filtern und dem zweiten Filterschaltkreis F2, der mit Schallresonatoren arbeitet, bestehen.
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Die Antiresonanzfrequenzen der dritten Schallresonatoren 13A bis 13c des dritten Filterschaltkreises F3 befinden sich im Durchlassband f2 des zweiten Filterschaltkreises F2.
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Darum kann eine Falle im Durchlassband f2 in der Filterkennlinie des dritten Filterschaltkreises F3 gebildet werden.
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Das Tiefpassfilter 21 enthält vierte Induktoren 22a und 22b, die entlang der dritten Signalleitung 12 angeordnet sind. Vierte Kapazitätselemente 23a und 23b sind mit den vierten Induktoren 22a bzw. 22b parallel geschaltet. Ein fünftes Kapazitätselement 24a ist zwischen einem Ende des vierten Induktors 22a auf der Seite des dritten Filterschaltkreises F3 und dem Erdungspotenzial verbunden. Außerdem ist ein fünftes Kapazitätselement 24b zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem vierten Induktor 22a und dem vierten Induktor 22b und dem Erdungspotenzial verbunden. Ein fünftes Kapazitätselement 24c ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem vierten Induktor 22b und dem dritten Anschluss 11 und dem Erdungspotenzial verbunden. Die fünften Kapazitätselemente 24A bis 24c sind jeweils aus einem Schallresonator gebildet und haben eine Resonanzfrequenz und eine Antiresonanzfrequenz.
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Obgleich das Tiefpassfilter 21 nicht unbedingt vorhanden zu sein braucht, kann ein Durchlassband gebildet werden, wie oben beschrieben, wenn das Tiefpassfilter 21 vorhanden ist.
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Es ist bevorzugt, dass sich die Resonanzfrequenzen der fünften Kapazitätselemente 24A bis 24c im Durchlassband f2 des zweiten Filterschaltkreises F2 befinden. Infolge dessen kann die Dämpfung in dem zweiten Durchlassband in dem Filterschaltkreis zwischen dem gemeinsamen Anschluss 2 und dem dritten Anschluss 11 noch weiter vergrößert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die zweiten Kapazitätselemente 7b und 7c, die aus Schallresonatoren gebildet werden, die Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und die Parallelarmresonatoren P1 bis P4, die verwendet werden in des zweiten Filterschaltkreises F2, der dritte Schallresonatoren 13A bis 13c, die in dem dritten Filterschaltkreis F3 verwendet werden, und die Schallresonatoren, die die fünften Kapazitätselemente 24A bis 24c bilden, alle im Wesentlichen die gleichen Resonanzfrequenzen und Antiresonanzfrequenzen haben. Somit ist es möglich, die Anzahl der Arten von Schallresonatoren zu verringern, die verwendet werden, und ist es möglich, die Kosten zu verringern und ein gemeinsames piezoelektrisches Substrat und so weiter zu verwenden, um die Filtervorrichtung 1 zu bilden. Darum ist es möglich, die Filtervorrichtung 1 zu verkleinern. Insbesondere können die ersten bis dritten Filterschaltkreise F1 bis F3 mittels derselben piezoelektrischen Substanz gebildet werden.
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Es ist bevorzugt, dass die zweiten Kapazitätselemente des ersten Filterschaltkreises aus Schallresonatoren bestehen, dass der zweite Filterschaltkreis Parallelarme enthält, die die zweite Signalleitung, die ein Reihenarm ist, und das Erdungspotenzial verbinden, dass Schallresonatoren in den Parallelarmen angeordnet sind, und dass die Resonanzfrequenzen der Schallresonatoren, die die zweiten Kapazitätselemente des ersten Filterschaltkreises bilden, und die Resonanzfrequenzen der Schallresonatoren, die in den Parallelarmen des zweiten Filterschaltkreises angeordnet sind, im Wesentlichen die gleiche Resonanzfrequenz haben wie die zweiten Schallresonatoren.
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Es ist bevorzugt, dass die Resonanzfrequenzen der zweiten Schallresonatoren, die Schallresonatoren, die die zweiten Kapazitätselemente des ersten Filterschaltkreises bilden, und die Schallresonatoren, die in den Parallelarmen des zweiten Filterschaltkreises angeordnet sind, in einen Bereich von ±5 % des Durchschnittswertes der Resonanzfrequenzen dieser Schallresonatoren fallen.
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2 veranschaulicht eine Filterkennlinie des ersten Filterschaltkreises F1, 3 veranschaulicht eine Filterkennlinie des zweiten Filterschaltkreises, und 4 veranschaulicht eine Filterkennlinie des dritten Filterschaltkreises F3.
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Wie in 2 veranschaulicht, ist die Dämpfung in dem ersten Filterschaltkreis in dem ersten Durchlassband f1 klein. Im Gegensatz dazu ist die Dämpfung in dem zweiten Durchlassband f2 und dem dritten Durchlassband f3 hinreichend groß.
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Ein Pfeil A unterhalb des zweiten Durchlassbands f2 bezeichnet die Position einer Falle aufgrund der Antiresonanzfrequenzen der Schallresonatoren, die als die zweiten Kapazitätselemente 7b und 7c in dem ersten Filterschaltkreis verwendet werden. Oder anders ausgedrückt: Da die Antiresonanzfrequenzen der Schallresonatoren, die als die zweiten Kapazitätselemente 7b und 7c verwendet werden, bei der Frequenzpositioniert sind, die durch den Pfeil A bezeichnet wird, kann die Dämpfung in dem zweiten Durchlassband f2 ausreichend groß realisiert werden.
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In dem ersten Filterschaltkreis F1, obgleich die zweiten Kapazitätselemente 7b und 7c unter den zweiten Kapazitätselementen 7a bis 7c aus Schallresonatoren gebildet werden, würde es ausreichen, wenn mindestens eines der zweiten Kapazitätselemente aus einem Schallresonator gebildet wird.
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Wie in 3 veranschaulicht, wird in der Filterkennlinie des zweiten Filterschaltkreises F2 die Dämpfung des zweiten Durchlassbandes f2 hinreichend klein realisiert. Im Gegensatz dazu wird eine hinreichend große Dämpfung in dem ersten Durchlassband f1 und dem dritten Durchlassband f3 erhalten. Diese Durchlassbänder werden aufgrund der Bandpassfilterkennlinien des zweiten Filterschaltkreises F2 erhalten.
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Da der zweite Filterschaltkreis F2 ein Bandpassfilter ist, befinden sich die Resonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und die Antiresonanzfrequenzen der Parallelarmresonatoren P1 bis P4 an einer durch einen Pfeil B bezeichneten Position, das heißt innerhalb des Durchlassbandes f2. Außerdem zeigt die Kennlinie der durch einen Pfeil C bezeichneten Frequenzposition einen Dämpfungspol aufgrund der Resonanzfrequenzen der Parallelarmresonatoren P1 bis P4 an. Ein Pfeil D zeigt einen Dämpfungspol aufgrund der Antiresonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S1 bis S5 an.
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Da die gleichen Schallresonatoren verwendet werden wie alle Schallresonatoren, die die Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und die Parallelarmresonatoren P1 bis P4 bilden, befinden sich die Resonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und die Antiresonanzfrequenzen der Parallelarmresonatoren P1 bis P4 an der durch den Pfeil B bezeichneten Position.
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Die Resonanzfrequenzen und Antiresonanzfrequenzen der Reihenarmresonatoren S1 bis S5 und die Parallelarmresonatoren P1 bis P4, die aus den Schallresonatoren bestehen, brauchen nicht unbedingt im Wesentlichen die gleichen zu sein.
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Wie in 4 veranschaulicht, ist die Dämpfung im dritten Durchlassband f3 hinreichend klein. Im Gegensatz dazu wird eine hinreichend große Dämpfung in dem ersten Durchlassband f1 und dem zweiten Durchlassband f2 erhalten. Oder anders ausgedrückt: Die Dämpfung ist in dem ersten Durchlassband f1 aufgrund der Hochpassfilterkennlinien hinreichend groß. Andererseits ist die Dämpfung in dem zweiten Durchlassband f2 die Folge der Antiresonanzfrequenzen der dritten Schallresonatoren 13A bis 13c, die im Durchlassband f2 positioniert sind, wie durch einen Pfeil E veranschaulicht. Somit kann die Dämpfung in dem zweiten Durchlassband f2 ausreichend groß realisiert werden.
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Da das Tiefpassfilter 21 verbunden ist, nimmt außerdem die Dämpfung auf der Hochfrequenzseite des dritten Durchlassbandes f3 stetig zu. Außerdem befinden sich die Resonanzfrequenzen der Schallresonatoren, die als die fünften Kapazitätselemente 24A bis 24c verwendet werden, bei der durch einen Pfeil F bezeichneten Frequenz. Darum kann eine Falle an der durch den Pfeil F bezeichneten Position der Frequenz auf der Hochfrequenzseite des dritten Durchlassbandes f3 gebildet werden. Somit können Fallen mit einer hinreichend großen Dämpfung auf der Niederfrequenzseite und der Hochfrequenzseite des dritten Durchlassbandes f3 gebildet werden und können selektiv vergrößert werden.
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Außerdem sind zwar die Schallresonatoren, die als die fünften Kapazitätselemente 24A bis 24c verwendet werden, vorhanden, um die Fallen zu bilden, aber eine Falle kann auch gebildet werden, solange mindestens ein Schallresonator vorhanden ist.
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Es reicht aus, dass der dritte Filterschaltkreis F3 den dritten Schallresonator 13a, der dem gemeinsamen Anschluss 2 am nächsten liegt, unter den dritten Schallresonatoren 13A bis 13c enthält. Auf die dritten Schallresonatoren 13b und 13c kann verzichtet werden.
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Wie oben beschrieben, besteht das zweite Kapazitätselement 7b aus einem Oberflächenschallwellenresonator. Für die Struktur dieses Oberflächenschallwellenresonators bestehen keine besonderen Einschränkungen. Zum Beispiel kann ein in 7 veranschaulichter Oberflächenschallwellenresonator 31 verwendet werden. Eine IDT-Elektrode 33 ist auf einem piezoelektrischen Substrat 32 in dem Oberflächenschallwellenresonator 31 angeordnet. Ohne auf diese konkrete Konfiguration beschränkt zu sein, ist ein Dielektrikumfilm 34, der aus SiO2 besteht, so ausgebildet, dass er die IDT-Elektrode 33 bedeckt. Die Größenordnung des Ansprechens in der Resonanzkennlinie des oben beschriebenen Schallresonators kann durch Justieren der Filmdicke und des Materials des Dielektrikumfilms 34 justiert werden. Außerdem können auch die Frequenzpositionen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz durch Justieren des Metalls, aus dem die IDT-Elektrode besteht, und dessen Filmdicke justiert werden.
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Außerdem wird zwar beschrieben, dass ein Oberflächenschallwellenresonator als der Schallresonator in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, doch kann stattdessen auch ein anderer Schallresonator als ein Oberflächenschallwellenresonator verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Grenzschallwellenresonator verwendet werden. Ferner kann ein BAW-Resonator verwendet werden, in dem Volumenwellen, die sich durch einen piezoelektrischen Dünnfilm ausbreiten, eingesetzt werden. Außerdem kann ein piezoelektrischer Resonator, der ein piezoelektrisches Einschichtsubstrat oder einen piezoelektrischen Mehrschichtkörper verwendet, verwendet werden.
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5 ist ein Schaltbild einer Filtervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dem ersten Filterschaltkreis F1 werden die ersten Kapazitätselemente 6a bis 6c aus Schallresonatoren gebildet. Außerdem ist ein zweites Kapazitätselement 7d, das aus einem Schallresonator besteht, zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Induktor 5a und dem ersten Induktor 5b und dem Erdungspotenzial verbunden.
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Außerdem werden in dem dritten Filterschaltkreis F3 dritte Kapazitätselemente 15c und 15d aus Schallresonatoren gebildet. Die übrige Konfiguration der Filtervorrichtung 41 ist die gleiche wie die der Filtervorrichtung 1.
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Wie oben beschrieben, können die ersten Kapazitätselemente 6a bis 6c aus Schallresonatoren bestehen, und alle Kapazitätselemente, die entlang Pfaden angeordnet sind, die die erste Signalleitung 4 und das Erdungspotenzial in dem ersten Filterschaltkreis F1 verbinden, können Schallresonatoren sein.
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Ferner können, wie in 5 veranschaulicht, Schallresonatoren als die fünften Kapazitätselemente 24A bis 24c auch in Pfaden verwendet werden, die die dritte Signalleitung 12 und das Erdungspotenzial in dem dritten Filterschaltkreis F3 verbinden. Die Filtervorrichtung 41 erreicht die gleiche funktionale Wirkung wie die Filtervorrichtung 1 unter Verwendung der Kapazitäten der Schallresonatoren.
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Außerdem kann in dem Fall, wo Schallresonatoren verwendet werden, die Dämpfung in dem zweiten Durchlassband f2 erhöht werden, indem veranlasst wird, dass sich die Antiresonanzfrequenzen der Schallresonatoren, die mit der dritten Signalleitung 12 verbunden sind, in dem zweiten Durchlassband f2 befinden. Ferner kann die Dämpfung in dem zweiten Durchlassband f2 erhöht werden, indem veranlasst wird, dass sich die Antiresonanzfrequenzen der Schallresonatoren in den Pfaden befinden, die die dritte Signalleitung 12 und das Erdungspotenzial verbinden, in dem zweiten Durchlassband f2 befinden.
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6 ist ein Schaltbild einer Filtervorrichtung 51 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Filtervorrichtung 51 der dritten Ausführungsform haben die ersten und zweiten Filterschaltkreise F1 und F2 die gleichen Konfigurationen wie in der Filtervorrichtung 41 der zweiten Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist dahingehend anders, als der dritte Filterschaltkreis F3 ein Bandpassfilter ist, das aus einem Kettenfilter besteht.
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Das heißt, die Reihenarmresonatoren S11 bis S15 sind entlang der dritten Signalleitung 12, die den gemeinsamen Anschluss 2 und den dritten Anschluss 11 miteinander verbindet, miteinander in Reihe geschaltet. Ein Parallelarmresonator P11 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S11 und S12 und dem Erdungspotenzial verbindet. Ein Parallelarmresonator P12 ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S12 und S13 und dem Erdungspotenzial angeordnet. Ein Parallelarmresonator P13 ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S13 und S14 und dem Erdungspotenzial angeordnet. Ein Parallelarmresonator P14 ist in einem Parallelarm angeordnet, der einen Verbindungspunkt zwischen den Reihenarmresonatoren S14 und S15 und dem Erdungspotenzial verbindet.
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Ferner ist ein Induktor 52a zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem Reihenarmresonator S11 und dem Reihenarmresonator S12 und dem Erdungspotenzial verbunden. Ein Induktor 52b ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem Reihenarmresonator S14 und dem Reihenarmresonator S15 und dem Erdungspotenzial verbunden. Die Induktoren 52a und 52b sind vorhanden, um die Impedanz zu justieren.
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Somit kann der dritte Filterschaltkreis F3 ein Bandpassfilter wie in der Filtervorrichtung 51 sein.
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Die Reihenarmresonatoren S11 bis S15 und die Parallelarmresonatoren P11 bis P14 werden aus Schallresonatoren gebildet, die Resonanzfrequenzen und Antiresonanzfrequenzen haben. In der Filtervorrichtung 51 ist das dem gemeinsamen Anschluss 2 in dem dritten Filterschaltkreis F3 nächstgelegene Element der Reihenarmresonator S11. Das heißt, das dem gemeinsamen Anschluss 2 nächstgelegene Element ist ein dritter Schallresonator und ist entlang der dritten Signalleitung 12 angeordnet.
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In der Filtervorrichtung 51 ist das dem gemeinsamen Anschluss 2 in dem ersten Filterschaltkreis F1 nächstgelegene Element der erste Induktor 5a, der in der ersten Signalleitung 4 angeordnet ist, und das dem gemeinsamen Anschluss 2 in dem zweiten und dritten Filterschaltkreis F2 und F3 nächstgelegene Elemente sind der Reihenarmresonator S1 und der Reihenarmresonator S11, die jeweils aus Schallresonatoren gebildet werden, wobei diese Resonatoren entlang der zweiten bzw. dritten Signalleitungen 10 und 12 angeordnet sind. Darum besteht keine Notwendigkeit, Impedanzanpassungskreise auf der Seite des gemeinsamen Anschlusses 2 der Vorrichtung bereitzustellen. Folglich kann die Filtervorrichtung 51 auch Größen- und Kostenreduzierungen realisieren.
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Ferner können in der vorliegenden Erfindung die ersten bis dritten Filterschaltkreise F1 bis F3 zweckmäßig modifiziert werden, wie aus den geeigneten ersten bis dritten Ausführungsformen zu erkennen ist. Oder anders ausgedrückt: Die Anzahl der Filterschaltkreisstufen und die Anzahl der Elemente in den ersten bis dritten Filterschaltkreisen F1 bis F3 sind nicht auf das beschränkt, was in den Ausführungsformen beschrieben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Filtervorrichtung
- 2
- gemeinsamer Anschluss
- 3
- erster Anschluss
- 4
- erste Signalleitung
- 5a bis 5c
- erster Induktor
- 6a bis 6c
- erstes Kapazitätselement
- 7a bis 7d
- zweites Kapazitätselement
- 8
- Induktor
- 9
- zweiter Anschluss
- 10
- zweite Signalleitung
- 11
- dritter Anschluss
- 12
- dritte Signalleitung
- 13A bis 13c
- dritter Schallresonator
- 14a, 14b
- dritter Induktor
- 15A bis 15d
- drittes Kapazitätselement
- 21
- Tiefpassfilter
- 22a, 22b
- vierter Induktor
- 23a, 23b
- viertes Kapazitätselement
- 24A bis 24c
- fünftes Kapazitätselement
- 31
- Oberflächenschallwellenresonator
- 32
- piezoelektrisches Substrat
- 33
- IDT-Elektrode
- 34
- Dielektrikumfilm
- 41
- Filtervorrichtung
- 51
- Filtervorrichtung
- 52a, 52b
- Induktor
- F1 bis F3
- erster bis dritter Filterschaltkreis
- P1 bis P4
- Parallelarmresonator
- S1 bis S5
- Reihenarmresonator
- P11 bis P14
- Parallelarmresonator
- S11 bis S15
- Reihenarmresonator
