JP2021508215A

JP2021508215A - 帯域通過濾波回路およびマルチプレクサ

Info

Publication number: JP2021508215A
Application number: JP2020536788A
Authority: JP
Inventors: 麒麟石; 成傑左; 軍何
Original assignee: Anhui Annuqi Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Annuqi Technology Co Ltd
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2021-02-25
Also published as: WO2019233002A1; US20200343876A1; KR20200060429A

Abstract

帯域通過濾波回路およびマルチプレクサにおいて、帯域通過濾波回路は第１濾波回路ユニットを備え、第１濾波回路ユニットは、直列に接続された第１音響波共振器および第２音響波共振器と、第１音響波共振器に並列に接続された第１回路素子と、第２音響波共振器に並列に接続された第２回路素子と、第１端が第１音響波共振器および第２音響波共振器の共通接続端に接続され、第２端が接地された第３回路素子とを備え、第１回路素子および第２回路素子はいずれも容量性素子であり、第３回路素子は誘導性素子であり、または、第１回路素子および第２回路素子はいずれも誘導性素子であり、第３回路素子は容量性素子である。

Description

本発明は、２０１８年６月４日に中国専利局に提出された出願番号が２０１８１０５６３５９１．１および２０１８２０８５４８２３．４である中国特許出願に対して優先権を主張するものであり、上記出願の全ての内容を引用により本出願に援用する。

本発明の実施例は濾波技術に関し、例えば、帯域通過濾波回路およびマルチプレクサに関する。

濾波回路は、集積回路に広く使用され、例えば、集積回路のマルチプレクサに使用される。広帯域かつ高抑制なマルチプレクサの設計は、常に集積回路の設計の１つのボトルネックとなる。

音響波フィルタによる濾波は、濾波回路が高抑制を実現できない課という題を解決できる。しかし、音響波フィルタは高抑制な利点を有するが、広帯域のフィルタを実現できない。

高抑制かつ広帯域の特性を維持することは、マルチプレクサの設計における大きな課題となる。

本発明は、広帯域かつ高抑制な特性を有する濾波回路およびマルチプレクサの設計を実現するための帯域通過濾波回路およびマルチプレクサを提供する。

第１態様では、本発明の実施例は、第１濾波回路ユニットを備え、前記第１濾波回路ユニットは、直列に接続された第１音響波共振器および第２音響波共振器と、前記第１音響波共振器に並列に接続された第１回路素子と、前記第２音響波共振器に並列に接続された第２回路素子と、第１端が前記第１音響波共振器および前記第２音響波共振器の共通接続端に接続され、第２端が接地された第３回路素子とを備える帯域通過濾波回路であって、前記第１回路素子および前記第２回路素子はいずれも容量性素子であり、前記第３回路素子は誘導性素子であり、または、前記第１回路素子および前記第２回路素子はいずれも誘導性素子であり、前記第３回路素子は容量性素子である、帯域通過濾波回路を提供する。

一実施例において、前記帯域通過濾波回路は、前記第１濾波回路ユニットに直列に接続された第２濾波回路ユニットを更に備え、前記第１濾波回路ユニットおよび前記第２濾波回路ユニットはいずれも第１端および第２端を備えている。ここで、前記第１音響波共振器および第２音響波共振器は、前記第１濾波回路ユニットの第１端と第２端との間に直列に接続され、前記第２濾波回路ユニットの第２端は前記第１濾波回路ユニットの第１端に接続され、または、第２濾波回路ユニットの第１端は第１濾波回路ユニットの第２端に接続されている。

一実施例において、前記第２濾波回路ユニットは低域通過濾波回路ユニットであり、前記第１回路素子および第２回路素子は容量性素子からなり、前記第３回路素子は誘導性素子からなる。

一実施例において、前記第２濾波回路ユニットは高域通過濾波回路ユニットであり、前記第１回路素子および前記第２回路素子は誘導性素子からなり、前記第３回路素子は容量性素子からなる。

一実施例において、前記第２濾波回路ユニットは、能動濾波ユニットまたは受動濾波ユニットである。

第２態様では、本発明の実施例は、少なくとも１つの第１態様の前記帯域通過濾波回路を備えたマルチプレクサを更に提供する。

一実施例において、前記マルチプレクサは、１つの第１端および少なくとも２つの第２端を更に備え、各前記帯域通過濾波回路の第１濾波回路ユニットおよび第２濾波回路ユニットは、前記マルチプレクサの第１端と１つの第２端との間に直列に接続されている。

一実施例において、前記マルチプレクサは、少なくとも１つの第３濾波回路ユニットを更に備え、前記第３濾波回路ユニットは、前記マルチプレクサの第１端と１つの第２端との間に接続されるとともに、前記帯域通過濾波回路に並列に接続されている。

ここで、前記マルチプレクサの第１端および第２端はいずれも入出力端とされている。

本発明に係る帯域通過濾波回路およびマルチプレクサは、回路において集中素子を音響波共振器と組み合わせ濾波回路を構成し、該濾波回路は高抑制かつ広帯域の特性を有する。

一実施例に係る帯域通過濾波回路の回路図である。一実施例に係る別の帯域通過濾波回路の回路図である。一実施例に係る帯域通過濾波回路の接続端を示す回路図である。一実施例に係る別の帯域通過濾波回路の接続端を示す回路図である。一実施例に係る図３に示す回路についてのＳパラメータのシミュレーション図である。一実施例に係る図３に示す回路についてのＳパラメータのシミュレーション図である。一実施例に係るマルチプレクサの回路図である。

以下、図面および実施例を参照しながら、本発明について更に詳細に説明する。ここで説明する具体的な実施例が、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではないことは理解できる。なお、説明しやすいために、図面において、本発明に関する部分のみを示し、全ての構造ではない。

図１は、一実施例に係る帯域通過濾波回路の回路図であり、図２は、一実施例に係る別の帯域通過濾波回路の回路図である。

図１および図２に示すように、帯域通過濾波回路は第１濾波回路ユニット１１を備え、第１濾波回路ユニット１１は、直列に接続された第１音響波共振器１０１および第２音響波共振器１０２と、第１音響波共振器１０１に並列に接続された第１回路素子１０３と、第２音響波共振器１０２に並列に接続された第２回路素子１０４と、第１端が第１音響波共振器１０１および第２音響波共振器１０２の共通接続端に接続され、第２端が接地された第３回路素子１０５と、を備えている。図１に示す回路において、第１回路素子１０３および第２回路素子１０４はいずれも容量性素子であり、第３回路素子１０５は誘導性素子である。

図２に示す回路において、第１回路素子１０３および第２回路素子１０４はいずれも誘導性素子であり、第３回路素子１０５は容量性素子である。第１音響波共振器１０１および第２音響波共振器１０２は、表面音響波（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ、ＳＡＷ）、バルク音響波（ＢｕｌｋＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ、ＢＡＷ）、薄膜バルク音響波共振器（ＦｉｌｍＢｕｌｋＡｃｏｕｓｔｉｃＲｅｓｏｎａｔｏｒ、ＦＢＡＲ）によって実現され得るが、これらに限定されない。第１回路素子１０３、第２回路素子１０４および第３回路素子１０５は、低温焼成セラミックス（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏ−ｆｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃ、ＬＴＣＣ）ならびに表面実装技術（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅｓ、ＳＭＤ）によって実現され得るが、これらに限定されない。

通常の濾波回路ユニットは、一般的に複数の集中ｌｕｍｐ素子を有し、例えば、キャパシタ、インダクタンスおよび抵抗で構成され、構成された濾波回路の帯域幅は比較的広いが、抑制特性が悪い。または、濾波回路ユニットは複数の音響波共振器を使用し、濾波回路ユニットの抑制特性が改善されるが、濾波回路ユニットの帯域幅は比較的狭い。第１回路素子１０３、第２回路素子１０４および第３回路素子１０５と、２つの音響波共振器（第１音響波共振器１０１および第２音響波共振器１０２）とが第１濾波回路ユニット１１を構成し、第１濾波回路ユニット１１で構成された帯域通過濾波回路は、高抑制を有するだけでなく、更に帯域幅が広く、回路の特性は大きく改善されると発明者より研究過程において発見された。本発明の実施例に係る帯域通過濾波回路ユニットは、低域通過または高域通過濾波回路ユニット、音響波共振器、容量性素子および抵抗性素子を組み合わせて実現され、高抑制かつ広帯域の特性を有する。

図１および図２を引き続き参照し、本発明の実施例に係る帯域通過濾波回路は、前記第１濾波回路ユニット１１に直列に接続された第２濾波回路ユニット１２を更に備えてもよく、第１濾波回路ユニット１１および第２濾波回路ユニット１２はいずれも第１端および第２端を備える。図１に示すように、第１濾波回路１１の接続端ａ１およびｂ１は、それぞれ第１濾波回路ユニット１１の第１端および第２端とされている。当業者であれば、接続端ａ１およびｂ１がそれぞれ第１濾波回路ユニット１１の第２端および第１端としてもよいことが理解できる。同様に、接続端ａ２およびｂ２は、それぞれ第２濾波回路ユニット１２の第１端および第２端としてもよく、第２濾波回路ユニット１２の第２端および第１端としてもよい。更に、第１濾波回路ユニット１１と第１濾波回路ユニット１２との間の２つの接続されていない接続端は、帯域通過濾波回路の第１端および第２端としてもよく、例えば、図１において、接続端ｂ１および接続端ａ２はそれぞれ帯域通過濾波回路１０の第１端および第２端とし、または帯域通過濾波回路１０の第２端および第１端とする。帯域通過濾波回路１０の第１端は入力端であってもよく、出力端であってもよく、第２端も入力端であってもよく、出力端であってもよい。

ここで、第１音響波共振器１０１および第２音響波共振器１０２は、第１濾波回路ユニット１１の第１端と第２端との間に直列に接続されている。

第２濾波回路ユニット１２の第２端は、第１濾波回路ユニットの第１端に接続され、または、第２濾波回路ユニット１２の第１端は、第１濾波回路ユニット１１の第２端に接続されている。

なお、第２濾波回路ユニット１２は、関連技術における濾波回路ユニットであってもよく、すなわち、フィルタを実現できる回路であれば良い。第２濾波回路ユニット１２は、能動濾波ユニットまたは受動濾波ユニットであってもよく、実際の応用回路に応じて配置することができ、本発明の実施例はこれについて限定しない。

本発明の実施例において、図１を引き続き参照し、第２濾波回路ユニット１２は低域通過濾波回路ユニットであってもよく、それに対応し、第１回路素子１０３および第２回路素子１０４は容量性素子からなり、第３回路素子１０５は誘導性素子からなる。つまり、第１回路素子１０３、第２回路素子１０４および第３回路素子１０５は高域通過濾波回路ユニットを構成する。第１濾波回路ユニット１１および第２濾波回路ユニット１２は帯域通過濾波回路を構成する。

本発明の実施例において、図２を引き続き参照し、第２濾波回路ユニット１２は高域通過濾波回路ユニットであり、それに対応し、第１回路素子１０３および第２回路素子１０４は誘導性素子からなり、第３回路素子１０５は容量性素子からなる。つまり、第１回路素子１０３、第２回路素子１０４および第３回路素子１０５は低域通過濾波回路ユニットを構成する。第１濾波回路ユニット１１および第２濾波回路ユニット１２は帯域通過濾波回路を構成する。

図３は、一実施例に係る帯域通過濾波回路の接続端を示す回路図であり、図４は、一実施例に係る別の帯域通過濾波回路の接続端を示す回路図である。図３および図４に示すように、上記実施例の基に、第１濾波回路ユニット１１および第２濾波回路ユニット１２は、帯域通過濾波回路１０の第１端Ａと第２端Ｂとの間に直列に接続され、ここで、第１端Ａは入力端であり、第２端Ｂは出力端であり、および／または第２端Ｂは入力端であり、第１端Ａは出力端であり、具体的な使用要求に応じてポートを配置することができる。

図５は、一実施例に係る図３に示す回路についてのＳパラメータのシミュレーション図であり、図５に示すように、横軸の単位はＧＨｚで、縦軸の単位はｄＢであり、ｔ１は該帯域通過濾波回路の遷移帯域の帯域幅を表し、その幅が小さく、図３に示す回路が高抑制な特性を有することを表し、ｔ２は該帯域通過濾波回路の通過帯域の周波数を表し、帯域幅の範囲はおよそ５００ＭＨｚ（２．３ＧＨｚ〜２．８ＧＨｚ）であり、広い帯域幅を有する。以下の表を参照し、以下の表は、本発明の実施例に係る濾波回路（フィルタ）と、関連技術におけるＬＴＣＣフィルタおよびＳＡＷフィルタとのパラメータの比較表である。

ＬＴＣＣフィルタは広い通過帯域を有するが、そのｔ１値が２３０ＭＨｚであり、遷移帯域が広く、帯域外抑制度が悪い。ＳＡＷフィルタは遷移帯域が狭く、高抑制な特性を有するが、通過帯域が狭い。一方、本発明の実施例に係るフィルタは、通過帯域が広いだけでなく、更に高抑制な特性を有し、遷移帯域の幅は異なるフィルタプロセスで設計され得ることが見られる。マルチプレクサの性能は、関連技術におけるフィルタと比べて大きく改善される。

図６は、一実施例に係る図３に示す回路についてのＳパラメータのシミュレーション図であり、図６に示すように、横軸の単位はＧＨｚで、縦軸の単位はｄＢである。ｔ３は該帯域通過濾波回路の遷移帯域の周波数を表し、その幅が小さく、図４に示す回路が高抑制な特性を有することを表し、ｔ４は該帯域通過濾波回路の通過帯域の周波数を表し、帯域幅の範囲はおよそ８００ＭＨｚ（１．４ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚ）であり、広い帯域幅を有する。

同じ発明概念に基づき、一実施例はマルチプレクサを更に提供し、図７に示すように、該マルチプレクサは、少なくとも１つの本発明のいずれかの実施例に係る帯域通過濾波回路１０を備え、該マルチプレクサは、１つの第１端および少なくとも２つの第２端を更に備え、例えば、１つの第１端ＩＮ＿Ｐ、それぞれがＯＵＴ１、ＯＵＴ２、……、ＯＵＴｎであるｎ個の第２端を備える。

各帯域通過濾波回路１０の第１濾波回路ユニットおよび第２濾波回路ユニットは、マルチプレクサの第１端と１つの第２端との間に直列に接続され、例えば、第１つの帯域通過濾波回路１０の第１濾波回路ユニットおよび第２濾波回路ユニットは、マルチプレクサの第１端ＩＮ＿Ｐと第２端ＯＵＴ１との間に直列に接続される。マルチプレクサの第１端および少なくとも１つの第２端との間に、本発明のいずれかの実施例に係る帯域通過濾波回路が使用され、該マルチプレクサは高抑制かつ広帯域の特性を有する。マルチプレクサの第１端および第２端はいずれも入出力端とする。つまり、マルチプレクサは、一般的に双方向であり、第１端および第２端は信号を入力してもよく、信号を出力してもよい。

一実施例において、図７を引き続き参照し、本発明の実施例に係るマルチプレクサは、少なくとも１つの第３濾波回路ユニット１３を更に備え、第３濾波回路ユニット１３は、マルチプレクサの第１端と１つの第２端との間に接続されるとともに、帯域通過濾波回路１０に並列に接続されている。つまり、本発明の実施例に係るマルチプレクサにおいて、本発明に係る帯域通過濾波回路が使用されるほか、他のタイプの濾波回路ユニットを含んでもよく、第３濾波回路ユニット１３は低域通過濾波回路ユニット、高域通過濾波回路ユニットまたは帯域通過濾波回路ユニットであってもよく、具体的な応用回路に応じて選択することができる。

Claims

第１濾波回路ユニットを備え、
前記第１濾波回路ユニットは、
直列に接続された第１音響波共振器および第２音響波共振器と、
前記第１音響波共振器に並列に接続された第１回路素子と、
前記第２音響波共振器に並列に接続された第２回路素子と、
第１端が前記第１音響波共振器および前記第２音響波共振器の共通接続端に接続され、第２端が接地された第３回路素子と、を備える帯域通過濾波回路であって、
前記第１回路素子および前記第２回路素子はいずれも容量性素子であり、前記第３回路素子は誘導性素子であり、または、
前記第１回路素子および前記第２回路素子はいずれも誘導性素子であり、前記第３回路素子は容量性素子である、帯域通過濾波回路。
前記第１濾波回路ユニットに直列に接続された第２濾波回路ユニットを更に備え、前記第１濾波回路ユニットおよび前記第２濾波回路ユニットはいずれも第１端および第２端を備え、
前記第１音響波共振器および第２音響波共振器は、前記第１濾波回路ユニットの第１端と第２端との間に直列に接続され、
前記第２濾波回路ユニットの第２端は前記第１濾波回路ユニットの第１端に接続され、または、
前記第２濾波回路ユニットの第１端は第１濾波回路ユニットの第２端に接続されている、請求項１に記載の帯域通過濾波回路。
前記第２濾波回路ユニットは低域通過濾波回路ユニットであり、前記第１回路素子および第２回路素子は容量性素子からなり、前記第３回路素子は誘導性素子からなる、請求項２に記載の帯域通過濾波回路、請求項２に記載の帯域通過濾波回路。
前記第２濾波回路ユニットは高域通過濾波回路ユニットであり、前記第１回路素子および前記第２回路素子は誘導性素子からなり、前記第３回路素子は容量性素子からなる、請求項２に記載の帯域通過濾波回路。
前記第２濾波回路ユニットは、能動濾波ユニットまたは受動濾波ユニットである、請求項２に記載の帯域通過濾波回路。
少なくとも１つの請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯域通過濾波回路を備える、マルチプレクサ。
１つの第１端および少なくとも２つの第２端を更に備え、
各前記帯域通過濾波回路の第１濾波回路ユニットおよび第２濾波回路ユニットは、前記マルチプレクサの第１端と１つの第２端との間に直列に接続されている、請求項６に記載のマルチプレクサ。
少なくとも１つの第３濾波回路ユニットを更に備え、
前記第３濾波回路ユニットは、前記マルチプレクサの第１端と１つの第２端との間に接続されるとともに、前記帯域通過濾波回路に並列に接続されている、請求項７に記載のマルチプレクサ。
前記マルチプレクサの第１端および第２端はいずれも入出力端とされている、請求項７または８に記載のマルチプレクサ。