JP2008533840A - 無線周波誘導容量性フィルタ回路トポロジー - Google Patents

Abstract

無線周波入力信号を濾波するフィルタ回路トポロジーは、１つ以上のインダクタデバイス、例えば個別チップまたは空心コイルなどを含む。インダクタデバイスのセンタータップにコンデンサが結合され、このコンデンサは接地される。センタータップ付きのインダクタ構成は、インダクタデバイスの両端子間の出力電圧をフィルタ回路の品質係数によって決定される所定の大きさの２つの等しい電圧に分割する。フィルタ回路は、ＲＦ入力信号を受信する入力コンデンサと、インダクタデバイスにそれぞれ結合される出力コンデンサとをさらに含み、出力コンデンサは可変容量を有し、インダクタデバイスおよび可変コンデンサは、ＲＦ入力信号を濾波し、かつテレビチューナにさらに伝送するために濾波された出力信号を発生することができる、誘導容量性（ＬＣ）フィルタを形成するものである。
【選択図】図３

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、「無線周波誘導容量性フィルタトポロジー」という名称の２００５年３月１１日に提出の米国仮特許願第６０／６６０，９４３号の利益を主張する。
（技術分野）
本出願は一般に電子回路の分野、より詳細には無線周波信号を濾波する回路トポロジーに関する。

通常、受信器は入力信号および内部的に発生した基準信号の両方を調整するためにフィルタ回路を用いる。例えば、帯域通過、ノッチ、および低域通過フィルタは、このような受信器で用いられるフィルタ回路の種類である。フィルタの周波数応答は、フィルタへの信号入力を調整するフィルタの特性を意味する。例えば、帯域通過フィルタは、フィルタの中心周波数の上下の所定の周波数帯域を越えた入力信号を減衰させる。フィルタ回路は１つ以上の回路パラメータに基づいて周波数応答を示すように設計される。
いくつかの受信器は入力信号を入力搬送周波数の範囲内で処理するように設計される（例えば、広帯域受信器）。例えば、テレビ受像機は、搬送周波数が４８ＭＨｚから８９０ＭＨｚに及ぶ入力テレビ信号を処理する必要がある。
フィルタ回路のよく知られている応用として、テレビチューナにおける使用がある。中間周波数に変換するためにアンテナ信号を局部発振周波数と混合することは従来の常法である。しかしながら、信号のこのような混合に先立って、フィルタは広帯域受信信号から有効信号帯域を除去するために必要である。
一般に、移動テレビは小型で薄いテレビ・チューナ・モジュールを必要とする。従って、通常フィルタ回路ブロックおよび混合回路ブロックは集積回路（ＩＣ）に組み込まれる。回路ブロックが同じ基板を共有し、基板への漏洩を減らす必要があるので、不平衡平衡フィルタがテレビチューナ内で通常使用される。

図１は、既知のテレビ・チューナ・モジュールとともに用いられる先行技術のフィルタ回路を示す略図である。図１に示すように、不平衡平衡フィルタ回路１００は、可変容量Ｃを有するコンデンサ１２０に結合した変圧器１１０を含んでいる。変圧器１１０は交流（ＡＣ）回路であり、これは、無線周波入力信号ＲＦＩＮを受信する１次コイル１１１と、２次コイル１１２とをさらに含み、これらは例えば磁気媒体によって互いに結合される。２次コイル１１２の出力端子は可変コンデンサ１２０に結合される。
図２は、先行技術のフィルタ回路１００内の可変コンデンサ１２０の所定の容量値についての種々の伝達関数を示すグラフである。図２に示すように、伝達関数２００は、可変コンデンサ１２０の様々な容量値、例えば４ピコファラド（ｐＦ）、８ｐＦ、１６ｐＦ、３２ｐＦ、６４ｐＦ、および１２８ｐＦに対応する。
変圧器１１０が平面変圧器、例えば１００ナノヘンリー（ｎＨ）変圧器である場合は、変圧器１１０とモジュールの蓋との間の距離を損失を最小にするために一定に維持しなければならないので、モジュールの厚さを所定値、例えば１ミリ超に維持する必要がある。加えて、フィルタ回路１００の総費用は平面変圧器１１０の原価高に因って比較的高い。従って、必要なことは、安価であり、かつモジュールの厚さおよび大きさの著しい最小化を達成するフィルタ回路構成である。

無線周波入力信号を濾波するフィルタ回路トポロジーは、１つ以上のインダクタデバイス、例えば個別チップまたは空心コイルなどを含む。インダクタデバイスのセンタータップにコンデンサが結合され、このコンデンサは接地される。センタータップ付きのインダクタ構成は、インダクタデバイスの両端子間の出力電圧をフィルタ回路の品質係数によって決定される所定の大きさの２つの等しい電圧に分割する。フィルタ回路は、ＲＦ入力信号を受信する入力コンデンサと、インダクタデバイスにそれぞれ結合される出力コンデンサとをさらに含み、出力コンデンサは可変容量を有し、インダクタデバイスおよび可変コンデンサは、ＲＦ入力信号を濾波し、かつテレビチューナにさらに伝送するために濾波された出力信号を発生することができる、誘導容量性（ＬＣ）フィルタを形成する。
本発明の他の特徴について、添付図面および詳細な説明によって明らかにする。

（図面の簡単な説明）
図１は、先行技術のフィルタ回路を示す略図である。
図２は、先行技術のフィルタ回路内のコンデンサの所定の容量値についての種々の伝達関数を示すグラフである。
図３は、本発明の一実施例によるフィルタ回路を示す略図である。
図４は、本発明の一実施例によるフィルタ回路内のコンデンサの所定の容量値についての種々の伝達関数を示すグラフである。
図５は、本発明の一実施例による、無線周波信号を濾波し、濾波された信号をテレビチューナに伝送するトポロジーを示すブロック図である。
図６は、本発明の一実施例による、無線周波信号を濾波する回路トポロジーを示す略図である。

「無線周波誘導容量性フィルタトポロジー」という名称の２００５年３月１１日に提出の米国仮特許願第６０／６６０９４３号の開示は、参照することにより本明細書に全体が明確に援用される。本発明が特定の例示的な実施例によって以下に説明されるが、当業者は、種々の変更および改変が、本発明の精神および範囲を逸脱せずに、以下の実施例に対して行われることを理解するであろう。例えば、無線周波信号をテレビチューナ内で濾波する本発明の方法を以下に説明する。しかしながら、当業者は、無線周波信号を濾波する方法が他の型のチューナと関連するフィルタにも適用できることを理解するであろう。

図３は、本発明の一実施例によるフィルタ回路を示す略図である。図３に示すように、一実施例では、フィルタ回路３００は１つ以上のインダクタデバイス、例えば個別チップまたは空心コイルなどを含み、インダクタデバイス３１０および３２０が示されている。インダクタデバイス３１０、３２０のセンタータップにノード３１１でコンデンサ３３０が結合され、このコンデンサは接地される。センタータップ付きのインダクタ構成は、インダクタデバイス３１０、３２０の両端子間の出力電圧をフィルタ回路の品質係数（Ｑ係数としても知られている）によって決定される所定の大きさの２つの等しい電圧に分割する。
一実施例では、フィルタ回路３００は、無線周波入力信号ＲＦＩＮを受信する入力コンデンサ３４０と、インダクタデバイス３１０、３２０にそれぞれ結合される出力コンデンサ３５０とをさらに含み、出力コンデンサ３５０は可変容量Ｃを有し、インダクタデバイス３１０、３２０および可変コンデンサ３５０は、入力信号ＲＦＩＮを濾波し、かつ例えばテレビチューナ（図示せず）にさらに伝送するために濾波された信号を発生することができる、誘導容量性（ＬＣ）フィルタを形成する。
インダクタデバイス３１０、３２０、例えば個別チップおよび／または空心コイルなどの存在によって、フィルタ回路構成３００は、０．５ミリ未満の全厚さを実現する。代替実施例では、図３に示すフィルタ回路に類似したモジュール厚さおよびフィルタ特性を実現するために、センタータップ付きの平面コイルを使用できる。

図４は、本発明の一実施例によるフィルタ回路内のコンデンサの所定の容量値についての種々の伝達関数を示すグラフである。図４に示すように、伝達関数４００は、可変コンデンサ３５０の様々な容量値、例えば４ピコファラド（ｐＦ）、８ｐＦ、１６ｐＦ、３２ｐＦ、６４ｐＦ、および１２８ｐＦに対応する。
図３を再び参照すると、一実施例では、入力交流（ＡＣ）信号ＲＦＩＮは、入力コンデンサ３４０および出力コンデンサ３５０を通って、２つのインダクタデバイス３１０、３２０を貫くループに伝わる。ノード３１１におけるセンタータップによって、接地はゼロでいつも中心にあり、入力信号ＲＦＩＮはフィルタ回路３００のノード３１２および３１３において差分信号に変換される。

図５は、本発明の一実施例による、無線周波信号を濾波し、濾波された信号をテレビチューナに伝送するトポロジーを示すブロック図である。図５に示すように、トポロジー５００は無線周波（ＲＦ）フィルタ回路５１０を含み、このフィルタ回路は無線周波入力信号ＲＦＩＮを受信し、濾波された差分出力信号を発生して、テレビチューナ５２０に伝送する。
一実施例では、ＲＦフィルタ回路５１０は、論理制御信号によってシフトされる少なくとも２つの不平衡平衡フィルタ回路を含み、高帯域（ＨＢ）フィルタ回路５１１および低帯域（ＬＢ）フィルタ回路５１２が示されている。各フィルタ回路５１１、５１２は広帯域無線周波入力信号ＲＦＩＮを受信し、広帯域無線周波信号ＲＦＤＳｆから有効信号帯域を濾波する。一実施例では、ＲＦフィルタ回路５１０はＬＣトラップ回路５１３をさらに含み、このＬＣトラップ回路はＬＢフィルタ回路５１２に結合され、入力信号ＲＦＩＮの大きさを減らすために、テレビチューナ５２０内の既知の後の下方変換モジュール（図示せず）用のアンチエイリアス処理フィルタとして設けられる。

図６は、本発明の一実施例による、無線周波信号を濾波する回路トポロジーを示す略図である。図６に示すように、ＲＦフィルタ回路５１０は、図３に関連して示すフィルタ回路３００に類似した、少なくとも２つの不平衡平衡フィルタ回路、入力信号ＲＦＩＮを受信する高帯域（ＨＢ）フィルタ回路およびＬＣトラップ回路５１３を経由して入力信号ＲＦＨＳＴを受信する低帯域（ＬＢ）フィルタ回路を含む。
一実施例では、ＨＢフィルタは１つ以上のインダクタデバイス、例えば個別チップまたは空心コイルなどを含み、インダクタデバイス６１０および６２０が示されている。インダクタデバイス６１０、６２０のセンタータップにノード６６０でコンデンサ６３０が結合され、このコンデンサは接地される。センタータップ付きのインダクタ構成は、インダクタデバイス６１０、６２０の両端子間の出力電圧をフィルタ回路の品質係数（Ｑ係数としても知られている）によって決定される所定の大きさの２つの等しい電圧に分割する。一実施例では、ＨＢフィルタは、無線周波入力信号ＲＦＩＮを受信する入力コンデンサ６４０と、インダクタデバイス６１０、６２０にそれぞれ結合される出力コンデンサ６５０とをさらに含み、出力コンデンサ６５０は可変容量Ｃを有し、インダクタデバイス６１０、６２０および可変コンデンサ６５０は、入力信号ＲＦＩＮを濾波することができる、誘導容量性（ＬＣ）フィルタを形成する。

一実施例では、ＬＢフィルタは１つ以上のインダクタデバイス、例えば個別チップまたは空心コイルなどを含み、インダクタデバイス６１１、６２１、６７１、および６８１が示されている。インダクタデバイス６１１、６２１のセンタータップにノード６６１でコンデンサ６３１が結合され、このコンデンサは接地される。センタータップ付きのインダクタ構成は、インダクタデバイス６１１、６２１の両端子間の出力電圧をフィルタ回路の品質係数（Ｑ係数としても知られている）によって決定される所定の大きさの２つの等しい電圧に分割する。一実施例では、ＬＢフィルタは、無線周波入力信号ＲＦＤＳｆをＬＣトラップ回路５１３を経由して受信する入力コンデンサ６４１と、インダクタデバイス６７１、６８１にそれぞれ結合される出力コンデンサ６５１とをさらに含み、出力コンデンサ６５１は可変容量Ｃを有する。
本発明が特定の例示的実施例に関して説明されたけれども、さまざまな変更および改変が本発明の精神および範囲を逸脱せずに当業者によって行われ得ることは明らかである。

先行技術のフィルタ回路を示す略図である。 先行技術のフィルタ回路内のコンデンサの所定の容量値についての種々の伝達関数を示すグラフである。 本発明の一実施例によるフィルタ回路を示す略図である。 本発明の一実施例によるフィルタ回路内のコンデンサの所定の容量値についての種々の伝達関数を示すグラフである。 本発明の一実施例による、無線周波信号を濾波し、濾波された信号をテレビチューナに伝送するトポロジーを示すブロック図である。 本発明の一実施例による、無線周波信号を濾波する回路トポロジーを示す略図である。

符号の説明

３００ フィルタ回路
３１０ インダクタデバイス
３１１ ノード
３１２ ノード
３１３ ノード
３２０ インダクタデバイス
３３０ コンデンサ
３４０ コンデンサ
３５０ コンデンサ
ＲＦＩＮ 無線周波入力信号

Claims (20)

1. 無線周波入力信号を受信する入力コンデンサデバイスと、
   直列に結合される少なくとも２つのインダクタデバイスであって、前記少なくとも２つのインダクタデバイスのうちの１つのインダクタデバイスの一端が前記入力コンデンサデバイスに結合され、前記少なくとも２つのインダクタデバイスのセンタータップにコンデンサデバイスが結合され、前記コンデンサデバイスは接地されるインダクタデバイスと、
   前記少なくとも２つのインダクタデバイスに結合される出力コンデンサデバイスであって、前記少なくとも２つのインダクタデバイスおよび前記出力コンデンサは前記無線周波入力信号を濾波し、濾波された出力信号を発生する出力コンデンサデバイスと、
   を備える無線周波フィルタ回路。
2. 前記出力コンデンサが可変容量を有する請求項１に記載の無線周波フィルタ回路。
3. 前記少なくとも２つのインダクタデバイスが個別チップコイルをさらに備える請求項１に記載の無線周波フィルタ回路。
4. 前記少なくとも２つのインダクタデバイスが個別空心コイルをさらに備える請求項１に記載の無線周波フィルタ回路。
5. 前記少なくとも２つのインダクタデバイスが平面コイルをさらに備える請求項１に記載の無線周波フィルタ回路。
6. 前記濾波された出力信号が差分出力信号である請求項１に記載の無線周波フィルタ回路。
7. 高帯域フィルタ回路および低帯域フィルタ回路を備える無線周波フィルタ回路であって、前記フィルタ回路の各々は、無線周波入力信号を受信し、前記無線周波入力信号を濾波し、
   前記フィルタ回路の各々は、
   無線周波入力信号を受信する入力コンデンサデバイスと、
   直列に結合される少なくとも２つのインダクタデバイスであって、前記少なくとも２つのインダクタデバイスのうちの１つのインダクタデバイスの一端が前記入力コンデンサデバイスに結合され、前記少なくとも２つのインダクタデバイスのセンタータップにコンデンサデバイスが結合され、前記コンデンサデバイスは接地されるインダクタデバイスと、
   前記少なくとも２つのインダクタデバイスに結合される出力コンデンサデバイスであって、前記少なくとも２つのインダクタデバイスおよび前記出力コンデンサは前記無線周波入力信号を濾波し、濾波された出力信号を発生する出力コンデンサデバイスと、
   をさらに備える無線周波フィルタ回路。
8. 前記各フィルタ回路の前記出力コンデンサが可変容量を有する請求項７に記載の無線周波フィルタ回路。
9. 前記各フィルタ回路の前記少なくとも２つのインダクタデバイスが個別チップコイルをさらに備える請求項７に記載の無線周波フィルタ回路。
10. 前記各フィルタ回路の前記少なくとも２つのインダクタデバイスが個別空心コイルをさらに備える請求項７に記載の無線周波フィルタ回路。
11. 前記各フィルタ回路の前記少なくとも２つのインダクタデバイスが平面コイルをさらに備える請求項７に記載の無線周波フィルタ回路。
12. 前記無線周波入力信号の大きさを減らすために、前記低帯域フィルタ回路に結合される誘導容量性トラップ回路をさらに備える請求項７に記載の無線周波フィルタ回路。
13. 前記濾波された出力信号が差分出力信号である請求項７に記載の無線周波フィルタ回路。
14. 無線周波フィルタ回路と、前記無線周波フィルタ回路に結合されるテレビチューナとを備えるテレビチューナ装置であって、前記無線周波フィルタ回路は高帯域フィルタ回路および低帯域フィルタ回路をさらに備え、前記フィルタ回路の各々は、無線周波入力信号を受信し、前記無線周波入力信号を濾波し、
    前記フィルタ回路の各々は、
    無線周波入力信号を受信する入力コンデンサデバイスと、
    直列に結合される少なくとも２つのインダクタデバイスであって、前記少なくとも２つのインダクタデバイスのうちの１つのインダクタデバイスの一端が前記入力コンデンサデバイスに結合され、前記少なくとも２つのインダクタデバイスのセンタータップにコンデンサデバイスが結合され、前記コンデンサデバイスは接地されるインダクタデバイスと、
    前記少なくとも２つのインダクタデバイスに結合される出力コンデンサデバイスであって、前記少なくとも２つのインダクタデバイスおよび前記出力コンデンサは前記無線周波入力信号を濾波し、前記テレビチューナへの濾波された出力信号を発生する出力コンデンサデバイスと、
    をさらに備えるテレビチューナ装置。
15. 前記各フィルタ回路の前記出力コンデンサが可変容量を有する請求項１４に記載のテレビチューナ装置。
16. 前記各フィルタ回路の前記少なくとも２つのインダクタデバイスが個別チップコイルをさらに備える請求項１４に記載のテレビチューナ装置。
17. 前記各フィルタ回路の前記少なくとも２つのインダクタデバイスが個別空心コイルをさらに備える請求項１４に記載のテレビチューナ装置。
18. 前記各フィルタ回路の前記少なくとも２つのインダクタデバイスが平面コイルをさらに備える請求項１４に記載のテレビチューナ装置。
19. 前記無線周波フィルタ回路が、前記無線周波入力信号の大きさを減らすために、前記低帯域フィルタ回路に結合される誘導容量性トラップ回路をさらに備える請求項１４に記載のテレビチューナ装置。
20. 前記濾波された出力信号が差分出力信号である請求項１４に記載のテレビチューナ装置。

Images