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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Trap-Filter, das Signale in einem unerwünschten Frequenzband bei z. B. einer Hochfrequenzschaltung (HF-Schaltung) blockiert, die Signale in einem HF-Kommunikationsfrequenzband bearbeitet, und auf eine Filterschaltung, die dasselbe umfasst.
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Stand der Technik
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Bei einer in einem Mobiltelefongerät oder der gleichen vorgesehenen HF-Schaltung wird ein Trap-Filter verwendet, das in einem bestimmten Frequenzband ein äquivalenter Kurzschluss zu sein scheint und das in den anderen Frequenzbändern ein äquivalenter Leerlauf zu sein scheint.
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Außerdem beschreibt die Patentschrift 1, dass ein Trap-Filter bereitgestellt wird, indem eine einfache LC-Parallelresonanzschaltung in eine Signalleitung eingefügt wird.
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Liste der aufgeführten Dokumente
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Patentschrift
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Patentschrift 1: Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2015-29319 -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine einfache LC-Parallelresonanzschaltung weist eine starke Veränderung bezüglich der Reaktanz auf eine Frequenzänderung in der Nähe ihrer Resonanzfrequenz auf. Somit weist ein Trap-Filter, das eine einfache LC-Parallelresonanzschaltung umfasst, einen schmalen Frequenzbereich auf, der auf Kurzschluss-Charakteristika hinweist. Aus diesem Grund ist der Sperrbereich allgemein schmal.
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Um den Sperrbereich eines Trap-Filters zu erweitern, können beispielsweise eine Mehrzahl von Trap-Filtern mit verschiedenen Sperrbereichen kombiniert werden. Dadurch wird jedoch die gesamte Schaltungskonfiguration verkompliziert und größer.
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Deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Trap-Filter, dessen Sperrbereich größer gemacht wird, ohne die Schaltungskonfiguration zu verkomplizieren, und eine Filterschaltung, die dasselbe umfasst, bereitzustellen.
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Lösung des Problems
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(1) Ein Trap-Filter der vorliegenden Anmeldung umfasst einen ersten Induktor, einen zweiten Induktor und einen Kondensator. Der erste Induktor umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende, und das erste Ende führt zu einem ersten Verbindungsabschnitt. Der zweite Induktor umfasst ein drittes Ende und ein viertes Ende. Das dritte Ende ist mit dem zweiten Ende des ersten Induktors verbunden, und das vierte Ende führt zu einem zweiten Verbindungsabschnitt. Der Kondensator ist mit dem zweiten Induktor parallel geschaltet.
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Der erste Induktor und der zweite Induktor sind bezüglich einer subtraktiven Polarität gekoppelt (sind dahin gehend gekoppelt, eine negative Gegeninduktivität zu erzeugen). Ein Induktivitätswert des zweiten Induktors ist geringer als ein Absolutwert einer Gegeninduktivität, die erzeugt wird, indem der erste Induktor und der zweite Induktor miteinander gekoppelt werden.
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Bei einem Trap-Filter mit einer herkömmlichen Konfiguration ist eine Veränderung bezüglich der Reaktanz auf eine Frequenzänderung in der Nähe seiner Resonanzfrequenz ausgeprägt, das heißt ein Frequenzbereich, in dem die Reaktanz 0 beträgt (= ein Kurzschluss ist), ist schmal. Im Gegensatz dazu ist die Schaltungskonfiguration gemäß der oben beschriebenen Konfiguration eine, bei der eine LC-Reihenschaltung, die einen durch die Gegeninduktivität gebildeten Induktor und den Kondensator umfasst, und die zusammengesetzte Induktivität des zweiten Induktors und eines durch die negative Gegeninduktivität gebildeten Induktors parallel schwingen. Demgemäß fällt eine Veränderung bezüglich der Reaktanz auf eine Frequenzänderung moderater aus als die bei einer einfachen LC-Resonanzschaltung, und ein Frequenzband, in dem die Reaktanz nahezu 0 beträgt (=ein Kurzschluss ist), ist breit. Das heißt, es wird ein großer Sperrbereich erzielt.
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(2) Es ist vorzuziehen, dass die Induktivität des zweiten Induktors geringer sei als die Induktivität des ersten Induktors. Dadurch wird es leicht möglich, eine negative zusammengesetzte Induktivität des zweiten Induktors und des durch die negative Gegeninduktivität gebildeten Induktors zu erhalten. Kurz gesagt ist es nicht notwendig, den Kopplungskoeffizienten zwischen dem ersten Induktor und dem zweiten Induktor so sehr zu erhöhen, um den Absolutwert der Gegeninduktivität zu erhöhen.
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(3) Eine LC-Reihenresonanzschaltung, die einen durch die Gegeninduktivität gebildeten Induktor und den Kondensator umfasst, weist eine Einzelresonanzfrequenz auf. Das heißt, der Sperrbereich wird durch ein Mitschwingen bei zwei oder mehr unterschiedlichen Frequenzen nicht größer gemacht.
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(4) Es ist vorzuziehen, dass der erste Induktor und der zweite Induktor in einem einzelnen Mehrschichtsubstrat bereitgestellt werden und dass der Kondensator auf dem Mehrschichtsubstrat montiert ist. Bei dieser Konfiguration ist die Größe der Komponente verringert, und eine durch die Komponente auf einem Schaltungssubstrat belegte Fläche wird kleiner.
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(5) Eine Filterschaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bandpassfilter, das zwischen ein erstes Tor und ein zweites Tor in Reihe geschaltet ist, und ein Trap-Filter, das zwischen das zweite Tor und Masse in Nebenschluss geschaltet ist. Das Trap-Filter umfasst einen ersten Induktor, einen zweiten Induktor und einen Kondensator. Der erste Induktor umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende, und das erste Ende führt zu einem ersten Verbindungsabschnitt. Ein zweiter Induktor umfasst ein drittes Ende und ein viertes Ende; das dritte Ende ist mit dem zweiten Ende des ersten Induktors verbunden; und das vierte Ende führt zu einem zweiten Verbindungsabschnitt. Der Kondensator ist mit dem zweiten Induktor parallel geschaltet.
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Der erste Induktor und der zweite Induktor sind bezüglich einer subtraktiven Polarität gekoppelt (sind dahin gehend gekoppelt, eine negative Gegeninduktivität zu erzeugen). Ein Induktivitätswert des zweiten Induktors ist geringer als ein Absolutwert einer Gegeninduktivität, die erzeugt wird, indem der erste Induktor und der zweite Induktor miteinander gekoppelt werden.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration wird eine Filterschaltung mit Blockiercharakteristika über ein breites Band hinweg erhalten.
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(6) Eine weitere Filterschaltung der vorliegenden Erfindung umfasst Tore für Signale in einer Mehrzahl von Frequenzbändern, und die Filterschaltung filtert Signale in der Mehrzahl von Frequenzbändern. Die Filterschaltung umfasst ein Trap-Filter, das bei den Toren für Signale in der Mehrzahl von Frequenzbändern ein gewisses Tor veranlasst, ein Sendesignalband eines anderen Kommunikationsfrequenzbandes zu dämpfen. Das Trap-Filter umfasst einen ersten Induktor, einen zweiten Induktor und einen Kondensator. Der erste Induktor umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende, und das erste Ende führt zu einem ersten Verbindungsabschnitt. Ein zweiter Induktor umfasst ein drittes Ende und ein viertes Ende; das dritte Ende ist mit dem zweiten Ende des ersten Induktors verbunden; und das vierte Ende führt zu einem zweiten Verbindungsabschnitt. Der Kondensator ist mit dem zweiten Induktor parallel geschaltet.
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Der erste Induktor und der zweite Induktor sind bezüglich einer subtraktiven Polarität gekoppelt (sind dahin gehend gekoppelt, eine negative Gegeninduktivität zu erzeugen). Ein Induktivitätswert des zweiten Induktors ist geringer als ein Absolutwert einer Gegeninduktivität, die erzeugt wird, indem der erste Induktor und der zweite Induktor miteinander gekoppelt werden.
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Beispielsweise wird in dem Fall, in dem die Filterschaltung auf eine Frontend-Schaltung in einer Kommunikationsschaltung angewendet wird, die mit einer Trägeransammlung kompatibel ist, die in einer Mehrzahl von Frequenzbändern gleichzeitiges Senden oder Empfangen durchführt, die Filterschaltung zu einer Schaltung, die viele Filter bündelt. Bei einer derartigen Filterschaltung kann gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ein Sendesignal in einem anderen Band durch das oben beschriebene Trap-Filter gedämpft werden.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Trap-Filter, dessen Sperrbereich größer gemacht wird, ohne die Schaltungskonfiguration zu verkomplizieren, und eine Filterschaltung, die dasselbe umfasst, erhalten.
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Figurenliste
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- 1(A) ist ein Schaltungsdiagramm eines Trap-Filters 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und 1(B) ist ein Ersatzschaltungsdiagramm des Trap-Filters 11. 1(C) ist ein Diagramm, das ein Verbindungsbeispiel des Trap-Filters 11 mit einer Signalleitung veranschaulicht.
- 2(A) ist ein Diagramm, das eine Parallelschaltung einer LC-Reihenschaltung, die einen Induktor (M) und einen Kondensator C1 sowie einen Induktor (L2-M) umfasst, und Frequenzcharakteristika ihrer Reaktanz veranschaulicht. 2(B) ist ein Diagramm, das die Ersatzschaltung des Trap-Filters 11 und die Frequenzcharakteristika seiner Reaktanz veranschaulicht.
- 3(A) ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika einer Reaktanz des Trap-Filters 11 veranschaulicht, wenn das Trap-Filter 11 als 1-Tor-Schaltung angesehen wird. 3(B) ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika eines Einfügungsverlustes einer 2-Tor-Schaltung veranschaulicht, bei der das Trap-Filter 11 zwischen die Signalleitung und Masse in Nebenschluss geschaltet ist.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht des Trap-Filters 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
- 5 ist ein schematisches Diagramm, das die interne Konfiguration des Trap-Filters 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
- 6 ist ein Schaltungsdiagramm einer Filterschaltung 21 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
- 7 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika eines Einfügungsverlustes der Filterschaltung 21 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
- 8 ist ein Schaltungsdiagramm einer Filterschaltung 22 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
- 9(A) ist ein Diagramm, das eine Parallelschaltung einer LC-Reihenschaltung, die einen Induktor (M) und einen Kondensator C1 sowie einen Induktor L3 umfasst, in einem Trap-Filter eines Vergleichsbeispiels, und Frequenzcharakteristika ihrer Reaktanz veranschaulicht. 9(B) ist ein Diagramm, das die Ersatzschaltung des Trap-Filters, das das Vergleichsbeispiel ist, und die Frequenzcharakteristika seiner Reaktanz veranschaulicht.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Hiernach werden eine Mehrzahl von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Angabe einiger spezifischer Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erörtert. In den Zeichnungen sind dieselben Abschnitte mit demselben Bezugszeichen versehen. Mit Blick auf eine einfachere Beschreibung und auf ein Verständnis der wichtigsten Punkte werden die Ausführungsbeispiele der Zweckmäßigkeit halber getrennt erörtert; jedoch können Konfigurationen, die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, teilweise ersetzt oder kombiniert werden. Ab einem zweiten Ausführungsbeispiel wird auf Beschreibungen von Punkten, die denen eines ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, verzichtet, und es werden lediglich andere Punkte beschrieben. Insbesondere werden nicht in jedem der Ausführungsbeispiele dieselben oder ähnliche vorteilhafte Auswirkungen erwähnt, die durch dieselbe oder eine ähnliche Konfiguration erzielt werden.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1(A) ist ein Schaltungsdiagramm eines Trap-Filters 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und 1(B) ist ein Ersatzschaltungsdiagramm des Trap-Filters 11. 1(C) ist ein Diagramm, das ein Verbindungsbeispiel des Trap-Filters 11 mit einer Signalleitung veranschaulicht.
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Wie in 1(A) veranschaulicht ist, umfasst das Trap-Filter 11 einen ersten Induktor L1, einen zweiten Induktor L2 und einen Kondensator C1. Der erste Induktor L1 umfasst ein erstes Ende N1 und ein zweites Ende N2, und das erste Ende N1 führt zu einem ersten Verbindungsabschnitt T1. Der zweite Induktor umfasst ein drittes Ende N3 und ein viertes Ende N4. Das dritte Ende N3 ist mit dem zweiten Ende N2 des ersten Induktors verbunden, und das vierte Ende N4 führt zu einem zweiten Verbindungsabschnitt T2. Der Kondensator C1 ist mit dem zweiten Induktor L2 parallel geschaltet.
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Der erste Induktor L1 und der zweite Induktor L2 sind in einer derartigen Beziehung gekoppelt, dass durch ihre Kopplung eine negative Gegeninduktivität erzeugt wird. Das heißt, der erste Induktor L1 und der zweite Induktor L2 sind bezüglich einer subtraktiven Polarität gekoppelt. Der Induktivitätswert des zweiten Induktors L2 ist geringer als der Absolutwert M der Gegeninduktivität, die durch Koppeln des ersten Induktors L1 und des zweiten Induktors L2 erzeugt wird. Wenn die Induktivität des ersten Induktors L1 hier mit L1 bezeichnet wird, die Induktivität des zweiten Induktors L2 mit L2 bezeichnet wird und die Gegeninduktivität mit M bezeichnet wird, gelten die Beziehungen L1 > L2 und L2 < M.
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Der erste Induktor L1 und der zweite Induktor L2, die miteinander gekoppelt sind, werden auf äquivalente Weise durch drei Induktoren dargestellt, wie in 1(B) veranschaulicht ist.
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In 1(B) ist ein Induktor (L1-M) ein Induktor, der durch die Induktivität des ersten Induktors L1 und die Gegeninduktivität M definiert ist, und ein Induktor (L2-M) ist ein Induktor, der durch die Induktivität des zweiten Induktors L2 und die Gegeninduktivität M definiert ist. Außerdem ist ein Induktor (+M) ein Induktor, der der Gegeninduktivität M entspricht. Wenn hier die Induktivität des ersten Induktors L1 mit L1 bezeichnet wird, die Induktivität des zweiten Induktors L2 mit L2 bezeichnet wird und die Gegeninduktivität mit M bezeichnet wird, ist (L1-M) eine positive Induktivität, und (L2-M) ist eine negative Induktivität.
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Das Trap-Filter 11 ist äquivalent dazu eine Schaltung, bei der, wie in 1(B) veranschaulicht ist, der Induktor (L1-M) mit einer Parallelschaltung einer LC-Reihenschaltung in Reihe geschaltet ist, die den Induktor (M) und den Kondensator C1 sowie den Induktor (L2-M) umfasst.
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Da die Induktivität des zweiten Induktors L2 geringer ist als die Induktivität des ersten Induktors L1, kann die zusammengesetzte Induktivität des zweiten Induktors L2 und die negative Gegeninduktivität -M ohne Weiteres negativ gestaltet werden. Kurz gesagt ist es nicht notwendig, den Kopplungskoeffizienten zwischen dem ersten Induktor L1 und dem zweiten Induktor L2 so sehr zu erhöhen, um den Absolutwert der Gegeninduktivität zu erhöhen.
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Das Trap-Filter 11 ist zwischen eine Signalleitung und Masse in Nebenschluss geschaltet, wie in 1(C) veranschaulicht ist.
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Hiernach werden die Charakteristika des Trap-Filters 11 unter Verwendung des Ersatzschaltungsdiagramms des Trap-Filters 11 beschrieben.
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2(A) ist ein Diagramm, das eine Parallelschaltung einer LC-Reihenschaltung, die den oben erwähnten Induktor (M) und Kondensator C1 sowie Induktor (L2-M) umfasst, und Frequenzcharakteristika ihrer Reaktanz veranschaulicht. 2(B) ist ein Diagramm, das die Ersatzschaltung des Trap-Filters 11 und die Frequenzcharakteristika seiner Reaktanz veranschaulicht. Hier ist jede Elementkonstante wie unten angegeben.
- L1 = 7,5 nH
- L2 = 1,3 nH
- C1 = 3,5 pF
- M ≅ 2,5 nH (Kopplungskoeffizient k = 0,8)
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In 2(A) ist ein Frequenzbereich FR11 ein Bereich, in dem die Reaktanz des Kondensators C1 groß ist, und demgemäß ist die Reaktanz des Induktors (L2-M) dominant. In diesem Frequenzbereich beträgt die Reaktanz der Parallelschaltung im Wesentlichen 0.
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In 2(A) ist ein Frequenzbereich FR12 ein Bereich, in dem die Reaktanz der LC-Reihenschaltung, die den Induktor (M) und den Kondensator C1 umfasst, dominant. Kurz gesagt steigt die Reaktanz der Parallelschaltung umso mehr in der positiven Richtung an, je höher die Frequenz ist.
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In 2(A) ist ein Frequenzbereich FR2 ein Bereich, in dem die positive Reaktanz der LC-Reihenschaltung, die den Induktor (M) und den Kondensator C1 umfasst, und die negative Reaktanz des Induktors (L2-M) ausgeglichen sind (parallel schwingen). In diesem Bereich fließt kein Strom zwischen zwei Enden der Parallelschaltung.
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In 2(A) ist ein Frequenzbereich FR30 ein Bereich, in dem die Reaktanz des Induktors (M) größer ist und die negative Induktivitätskomponente des Induktors (L2-M) dominant ist. Kurz gesagt bleibt die Reaktanz im negativen Bereich, und je höher die Frequenz ist, desto negativer wird die Reaktanz.
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In 2(B) ist ein Frequenzbereich FR10 ein Bereich, in dem Charakteristika, die hauptsächlich auf die Induktivität des Induktors (L1-M) zurückzuführen sind, auftreten. Kurz gesagt steigt die Reaktanz des Trap-Filters 11 umso mehr in der positiven Richtung an, je höher die Frequenz ist.
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In 2(B) ist wie bei dem in 2(A) veranschaulichten Frequenzbereich FR2 der Frequenzbereich FR2 ein Bereich, in dem die positive Reaktanz der LC-Reihenschaltung, die den Induktor (M) und den Kondensator C1 umfasst, und die negative Reaktanz des Induktors (L2-M) ausgeglichen sind (parallel schwingen).
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In 2(B) ist ein Frequenzbereich FR31 ein Bereich, in dem infolge einer Addition der positiven Induktivität des Induktors (L1-M) zu der negativen Induktivitätskomponente des Induktors (L2-M), die bei der oben erwähnten Parallelschaltung dominant ist, die Reaktanz des Trap-Filters 11 nahezu 0 beträgt. Dieser Frequenzbereich fungiert als Sperrbereich.
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Man beachte, dass in 2(B) ein Frequenzbereich FR32 ein Bereich ist, in dem Charakteristika, die auf die zusammengesetzte Induktivität der Induktoren (L1-M), (L2-M) und M zurückzuführen sind, auftreten. Kurz gesagt steigt die Reaktanz des Trap-Filters 11 umso mehr in der positiven Richtung an, je höher die Frequenz ist.
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Hier werden die Charakteristika eines Trap-Filters eines Vergleichsziels anhand von Beispielen veranschaulicht.
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9 (A) ist ein Diagramm, das eine Parallelschaltung einer LC-Reihenschaltung, die einen Induktor (M) und einen Kondensator C1 sowie einen Induktor L3 umfasst, in einem Trap-Filter eines Vergleichsbeispiels, und Frequenzcharakteristika ihrer Reaktanz veranschaulicht. Die Induktanz des Induktors L3 ist positiv. 9(B) ist ein Diagramm, das die Ersatzschaltung des Trap-Filters, das das Vergleichsbeispiel ist, und die Frequenzcharakteristika seiner Reaktanz veranschaulicht. Dieses Trap-Filter ist eine Schaltung, bei der der Induktor (L1-M) mit positiver Induktivität mit der in 9(A) veranschaulichten Parallelschaltung in Reihe geschaltet ist. Hier lautet jede Elementkonstante wie unten angegeben.
- L1 = 7,5 nH
- L3 = 1,2 nH
- C1 = 3,5 pF
- M ≅ 2,5 nH
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In 9(A) ist ein Frequenzbereich FR30P ein Bereich, in dem hauptsächlich die Induktivitätskomponente des Induktors L3 dominant ist. Kurz gesagt steigt die Reaktanz der Parallelschaltung umso mehr in der positiven Richtung an, je höher die Frequenz ist. In 9(A) ist ein Bereich, der dem in 2(A) veranschaulichten Frequenzbereich FR30 entspricht, durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
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In 9(B) ist ein Frequenzbereich FR31P ein Bereich, in dem die Reaktanz des Trap-Filters des Vergleichsbeispiels nahezu 0 beträgt. Dieser Frequenzbereich fungiert als Sperrbereich.
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Da die Induktivität des Induktors L3 bei dem Trap-Filter dieses Vergleichsbeispiels positiv ist, treten die Charakteristika, dass die Reaktanz aufgrund der Wirkungsweise des negativen Induktors (L2-M) negativ wird, bei dem Trap-Filter 11 des vorliegenden Ausführungsbeispiels nicht auf. Kurz gesagt: In dem Fall, in dem der Induktor L3 und der Induktor (M) in der Parallelschaltung dasselbe Vorzeichen aufweisen, findet kein Energieaustausch statt, und es gibt keinen Frequenzbereich, in dem die negative Induktivität in der Parallelschaltung zunimmt. Aus diesem Grund ist der Frequenzbereich, in dem die Reaktanz bei diesem Trap-Filter des Vergleichsbeispiels nahe bei 0 liegt, schmal. In 9(B) ist ein Bereich, der dem in 2(B) veranschaulichten Frequenzbereich FR31 entspricht, durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
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3(A) ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika einer Reaktanz des Trap-Filters 11 veranschaulicht, wenn das Trap-Filter 11 als 1-Tor-Schaltung angesehen wird. 3(B) ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika eines Einfügungsverlustes einer 2-Tor-Schaltung veranschaulicht, bei der das Trap-Filter 11 zwischen die Signalleitung und Masse in Nebenschluss geschaltet ist.
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In 3(A) und 3(B) stellen durchgezogene Linien die Charakteristika des Trap-Filters 11 dar, und gestrichelte Linien stellen die Charakteristika des Trap-Filters des Vergleichsbeispiels dar, bei dem der negative Induktor (L2-M) bei dem Trap-Filter 11 durch einen positiven Kondensator ersetzt wird (die negative Reaktanz wird durch einen Kondensator dargestellt). Die Kapazität des oben erwähnten positiven Kondensators ist derart definiert, dass die parallele Resonanzfrequenz des Trap-Filters des Vergleichsbeispiels mit der parallelen Resonanzfrequenz des Trap-Filters 11 des Ausführungsbeispiels übereinstimmt.
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Bezüglich des Trap-Filters 11 des vorliegenden Ausführungsbeispiels liegt, wie in 3(A) veranschaulicht ist, die Reaktanz bei der Frequenz fa bei 0, und wie in 3(B) veranschaulicht ist, treten die Sperrbereichscharakteristika, deren Mittenfrequenz die Frequenz fa ist, in Erscheinung. Bezüglich des Trap-Filters des Vergleichsbeispiels liegt, wie in 3(A) veranschaulicht ist, die Reaktanz bei der Frequenz fb bei 0, und wie in 3(B) veranschaulicht ist, treten die Sperrbereichscharakteristika, deren Mittenfrequenz die Frequenz fb ist, in Erscheinung.
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Im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel wird der Sperrbereich auch größer, da das Trap-Filter 11 des vorliegenden Ausführungsbeispiels dort, wo seine Reaktanz nahe bei 0 liegt, einen größeren Frequenzbereich aufweist. Im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel ist bei dem Trap-Filter 11 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Frequenzbereich, in dem seine Reaktanz nahe bei 0 liegt, fern von der parallelen Resonanzfrequenz fo. Die Frequenzcharakteristika des Widerstandswertes eines Trap-Filters sind solche Charakteristika, dass der Widerstandswert bei der parallelen Resonanzfrequenz sein Maximum erreicht und kleiner wird, wenn der Widerstandswert sich von dieser Frequenz entfernt. Wie oben beschrieben wurde, ist der Widerstandswert in dem Frequenzbereich FR31 gering, da der Frequenzbereich dort, wo die Reaktanz nahe bei 0 liegt, fern von der parallelen Resonanzfrequenz fo ist. Aus diesem Grund ist eine Dämpfung in dem Frequenzbereich FR31 größer als die bei dem Vergleichsbeispiel.
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Wie oben beschrieben wurde, weist das Trap-Filter 11 des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen größeren Sperrbereich und eine größere Dämpfung auf als eine herkömmliche einfache LC-Parallelresonanzschaltung.
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Bei dem Trap-Filter 11 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist die LC-Reihenresonanzschaltung, die die Gegeninduktivität M und den Kondensator C1 umfasst, eine einzige Resonanzfrequenz auf. Das heißt, da das Trap-Filter 11 nicht dasjenige ist, dessen Sperrbereich größer gemacht wird, indem eine Mehrzahl von Resonanzschaltungen bereitgestellt werden, die bei zwei oder mehr unterschiedlichen Frequenzen schwingen, kann das Trap-Filter 11 mit einer geringen Anzahl von Elementen konfiguriert sein, und es kann eine Verringerung der Größe und der Belegungsfläche erzielt werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Trap-Filter, das als einzelne Komponente konfiguriert ist, erörtert. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Trap-Filters 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 5 ist ein schematisches Diagramm, das die interne Konfiguration des Trap-Filters 11 veranschaulicht.
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Das Trap-Filter 11 umfasst ein Mehrschichtsubstrat 10 und einen an dem Mehrschichtsubstrat 10 angebrachten Chipkondensator C1. Bei dem Mehrschichtsubstrat 10 sind der erste Induktor L1 und der zweite Induktor L2, die in 1(A) veranschaulicht sind, gebildet. Außerdem sind auf der unteren Oberfläche des Mehrschichtsubstrats 10 Anbringanschlüsse T1 und T2 gebildet. Kontaktanschlussflächen zum Verbinden des Chipkondensators C1 sind auf der oberen Oberfläche des Mehrschichtsubstrats 10 gebildet, und der Chipkondensator C1 ist mit diesen Kontaktanschlussflächen verbunden.
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Wie in 5 veranschaulicht ist, sind in dem Mehrschichtsubstrat 10 ein Spulenleitermuster, das den ersten Induktor L1 darstellt, und ein Spulenleitermuster, das den zweiten Induktor L2 darstellt, gebildet. Diese beiden Spulenleitermuster sind spiralförmig und sind koaxial angeordnet.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann dieses Trap-Filter 11 als einzelne Komponente auf einer Schaltungssubstrat oberflächenmontiert sein. Da die Komponente eine verringerte Größe aufweisen kann, wird außerdem eine durch die Komponente belegte Fläche auf dem Schaltungssubstrat kleiner.
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Man beachte, dass eine Elektrode, die den Kondensator C1 darstellt, zum Zweck einer Integration in dem Mehrschichtsubstrat 10 gebildet sein kann. Alternativ dazu kann ein Chipkondensator, der den Kondensator C1 darstellt, in dem Mehrschichtsubstrat 10 eingebettet sein.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel einer Filterschaltung erörtert, die das bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erörterte Trap-Filter 11 umfasst.
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6 ist ein Schaltungsdiagramm einer Filterschaltung 21. Diese Filterschaltung 21 umfasst ein Bandpassfilter BPF, das zwischen ein erstes Tor P1 und ein zweites Tor P2 in Reihe geschaltet ist, und das Trap-Filter 11, das zwischen das zweite Tor P2 und Masse in Nebenschluss geschaltet ist. Dieses Trap-Filter 11 ist das bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erörterte Trap-Filter 11. Das Bandpassfilter BPF ist beispielsweise ein SAW-Filter.
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7 ist ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristika eines Einfügungsverlustes der Filterschaltung 21 des vorliegenden Ausführungsbeispiels veranschaulicht. In 7 stellt eine durchgezogene Linie die Charakteristika der Filterschaltung 21 des vorliegenden Ausführungsbeispiels dar, und eine gestrichelte Linie stellt die Charakteristika einer Filterschaltung in dem Fall dar, in dem das Trap-Filter 11 nicht vorgesehen ist.
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In 7 sind die bei 2,15 GHz zentrierten Durchlassbandcharakteristika auf die Charakteristika des in 6 veranschaulichten Bandpassfilters BPF zurückzuführen. Außerdem sind die Dämpfungscharakteristika, die 2,5 GHz oder mehr und 2,85 GHz oder weniger betragen, auf die Charakteristika des in 6 veranschaulichten Trap-Filters 11 zurückzuführen.
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Die in 6 veranschaulichte Filterschaltung 21 wird dazu verwendet, zu ermöglichen, dass beispielsweise ein Empfangssignal in einem bestimmten Band hindurch gelangt, und sie kann ein unerwünschtes Sendesignal, das vorbeikommt und hineingelangt, stark dämpfen.
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Man beachte, dass das SAW-Filter, das das Bandpassfilter BPF darstellt, und das in 6 veranschaulichte Trap-Filter 11 als eine einzige Komponente integriert sein können. Beispielsweise, wie in 4 und 5 veranschaulicht ist, können der erste Induktor L1 und der zweite Induktor L2 in dem Mehrschichtsubstrat vorgesehen sein, und der oben erwähnte Kondensator C1 und der SAW-Filterchip können an dem Mehrschichtsubstrat angebracht sein.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Bei einem vierten Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel einer Filterschaltung erörtert, die das bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erörterte Trap-Filter 11 umfasst.
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8 ist ein Schaltungsdiagramm einer Filterschaltung 22 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Diese Filterschaltung 22 ist eine Frontend-Schaltung, die zwischen eine Antenne ANT und eine Sende-/Empfangsschaltung geschaltet ist. Die Filterschaltung 22 umfasst Diplexer DIP1, DIP2 und DIP3, HF-Schalter SW1 und SW2, viele Bandpassfilter F sowie Trap-Filter 11A, 11B, 11C, 11D und 11E. Bei diesem Beispiel ist das Trap-Filter 11A anschließend an den Diplexer DIP1 angeschlossen, und das Trap-Filter 11B ist anschließend an den Diplexer DIP3 angeschlossen. Außerdem sind die Trap-Filter 11C, 11D und 11E mit Ausgangstoren (Empfangstoren) Rx1, Rx2 bzw. Rx4 von Empfangssignalen verbunden.
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Diese Filterschaltung 22 ist an eine Kommunikationsschaltung angelegt, die mit einer Trägeransammlung kompatibel ist, die gleichzeitiges Senden oder Empfangen in einer Mehrzahl von Frequenzbändern durchführt. Diese Filterschaltung 22 ist eine Schaltung, die viele Filter bündelt. Bei einer derartigen Filterschaltung dämpft das Trap-Filter 11 ein Sendesignal in einem anderen Band (Leistung eines Sendesignals, das vorbeikommt und hineingelangt), das sich von einem Empfangsband in einem Kommunikationsband, das sein Empfangstor verwendet, unterscheidet.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Obwohl die Beispiele, bei denen der erste Induktor L1 und der zweite Induktor L2 in dem Mehrschichtsubstrat vorgesehen sind und der Kondensator C1 und der SAW-Filterchip auf dem Mehrschichtsubstrat angebracht sind, bei den oben erörterten Ausführungsbeispielen erörtert wurden, kann ein Verbundfilter wie beispielsweise ein Duplexer und ein Zirkulator auf dem Mehrschichtsubstrat zu einer einzigen Komponente angebracht sein.
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Schließlich sind die Beschreibungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele in jeglicher Hinsicht lediglich beispielhaft und sollen nicht als Einschränkung ausgelegt werden. Ungefähre Modifikationen und Abänderungen können von Fachleuten an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele definiert, sondern durch die angehängten Patentansprüche. Ferner sind Abweichungen von den Ausführungsbeispielen in einem Schutzumfang enthalten, der zu dem Schutzumfang der Patentansprüche äquivalent ist.
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Bezugszeichenliste
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- ANT
- Antenne
- BPF
- Bandpassfilter
- C1
- Kondensator
- DIP1, DIP2, DIP3
- Diplexer
- F
- Bandpassfilter
- L1
- erster Induktor
- L2
- zweiter Induktor
- L3
- Induktor
- M
- Gegeninduktivität
- N1
- erstes Ende
- N2
- zweites Ende
- N3
- drittes Ende
- N4
- viertes Ende
- P1
- erstes Tor
- P2
- zweites Tor
- SW1, SW2
- HF-Schalter
- T1
- erster Verbindungsabschnitt
- T2
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 10 ...
- Mehrschichtsubstrat
- 11, 11A, 11B, 11C, 11D, 11E
- Trap-Filter
- 21, 22
- Filterschaltungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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