TW200423537A - Switchable high frequency bandpass filter - Google Patents

Description

200423537 五、發明說明（1) 一、【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於一種高頻帶通濾波器。本發明尤其 關於一種可切換的高頻帶通濾波器，應用於高頻通訊技術 領域中，可對兩個不同頻率之高頻信號分別提供不同的濾 波器轉移函數。 二、【 .在 之頻譜 雙頻手 品中， 路，以 率用通 礙了高 為 工作頻 成元件 相同， 工作頻 工作頻 舉 中，用 品中， 必須針 先前技 今曰的 範圍， 機或多 必須分 因應每 訊電子 頻通訊 了減小 率可共 之數目 所以難 率信號 率之信 ϊ列而言 以執行 術】 南頻通 已經開 頻手機 訊技術領域 發出多重頻 。典型上， 別針對每一工作頻 一工作 產品中 系統之 多重頻 用相同 。然而 以應用 共用相 號間發 頻率之特定 之組成元件 尺寸縮小， 率用通訊電 的組成元件 ，每一組成 於每一工作 同的組成元 生互相干擾 帶通濾波器 頻率選擇之功能。 工作頻率提供 對每一工作頻率設計專用 為了對每 中， 率用 在多 率設 需求 電路 也提 子產 電路 元件 頻率 件電 之問 時常 在多 最佳 的南 為了增 通訊電 重頻率 計適當 。結果 之數目 高生產 品之尺 ，藉以 電路之 。換言 路，則 題。 應用於 重頻率 的頻率 頻帶通 加可用 子產品 用通訊 的組成 ，造成 過多， 成本。 寸，期 減少必 南頻特 之，倘 可能遭 於通訊 ，例如 電子產 元件電 多重頻 不僅妨 望每一 要的組 徵皆不 若每一 遇到各 南頻通机糸統 用通訊電子產 選擇之功能， 濾波器，藉以

第6頁 200423537 五、發明說明（2) __ 對不同頻率之高頻信號分別提供 然而，如前所㉛，此方式不僅妨礙了 轉移函數。 產品之尺寸縮小，也提高其生產成本。八^用通訊電子 三、【發明内容】 有鑒於前述問題， 換的高頻帶通濾波器， 給予兩種不同的高頻頻 而降低各頻率信號間之 本發明之另一目的 波杰，可提供兩種不同 高頻頻率信號，以減少 成電子元件之數目，藉 依據本發明之一實 通濾波器，包括：一二 3^器1及一切換 諧振器耦合於該輸入節 個可切換沾、春 、的濾波器轉移 點間傳送之且士 八π 具有不同頻 ==;1面電路_合至該 由该切換信號輪入介面 j控制該可切換的LC諧 问頻仏號分別提供該複 一適當者。 本發明之一目 可提供兩種不 率信號，以提 干擾。 在於提 的濾波 必要的 而縮小 施態樣 入節點 信號輸 點與該 函數予 率的複 可切換 電路施 振器對 數個可 供一種 的在於提供一綠-r 種可切 同的濾波器轉移函數 高頻率選擇能力， 器轉移函數 關聯於高頻 尺寸並降低 提供一種 與 入介面 輸出節 經由該 數個高 的L C言皆 加至該 於該具 切換的

振為' 換的高 給予兩 帶通濾 生產成 可切換 點、-— 。該可 ，用以 節點與 號。該 〇 一切 可切換的LC 有不同頻率 濾波器轉移 頻帶通濾 種不同的 波器之組 〇 的高頻帶 可切換的 切換的LC 提供複數 該輸出節 切換信號 換信號經 諧振器 的複數個 函數中之

200423537 五、發明說明（3) 較佳地，該可切換的LC諧振器包括一電感性單元，耦 合於該輸入節點與地面間；一第一電容性單元，耦合於該 輸入卽點與地面間，使得該電感性單元與該第一電容性單 元構成一第一狀態並聯L c諧振電路；以及一第二電容性單 搞合於該輸入節點與地面間，使得該電感性單元、該 第一電容性單元、與該第二電容性單元構成一第二狀態並 聯L C譜振電路。

較佳地，該切換信號係一直流電壓信號，具有一預定 的低電壓值準與一預定的高電壓位準，並且當該切換信號 ，處=該預定的低電壓位準時，該切換信號控制該第二電 容性單元成為一賦能狀態，而當該切換信號係處於該預定 的南電壓位準時，該切換信號控制該第二電容性單元成為 一不賦能狀態，使得該可切換的LC諧振器切換於該第一狀 態並聯LC諧振電路與該第二狀態並聯LC諧振電路間。 四、【實施方式】 下文中之說明與附圖將使本發明之前述與其他目的、 特徵、與優點更明!頁。兹將參照圖示詳細說明 之較佳實施例。· 圖1顯示依據本發明之可切換的高 電路示意圖。參照圖1，可切換的高頻帶二='思波态1 0 0之 入節點以參考符號A來標記且其輸出節點k濾波，1 00之輸 記。可切換的高頻帶通濾波器1 〇 0之輪=芩考符號β來標 高頻信號產生器2 0 0所輸出之兩種不同即點人係用以接收 崎率的高頻信號。 200423537 五、發明說明（4) 舉例而言，高頻信號產生器2 0 0得由第一頻率產生電路2 0 1 與第二頻率產生電路2 0 2所組成。第一頻率產生電路20 1係 用以產生具有第一頻率:^之第一高頻信號S1 ，而第二頻率 產生電路2 0 2係用以產生具有第二頻率f2之第二高頻信號 S2。在本發明之一實施例中，第二高頻信號S2之第二頻率 f2約為第一高頻信號S 1之第一頻率L之兩倍。熟悉此項記 憶之人士應瞭解依據本發明之可切換的高頻帶通濾波器 1 0 0不限於此處所舉之實施例，而得應用於第一高頻信號 S 1與第二高頻信號S2間具有任何頻率關係之情況。 舉例而言，第一頻率產生電路2 01與第二頻率產生電 ® 路2 0 2得由不同的電壓控制震盪器（V CO)所形成。因此，藉 著供應適當的調頻電壓¥7至第一頻率產生電路201與第二頻 率產生電路202，可產生所期望的第一高頻信號S1與第二 高頻信號S2。此外，高頻信號產生器2 0 0得由一切換信號 SW所控制，以決定第一頻率產生電路2 0 1與第二頻率產生 電路2 0 2中何者處於賦能狀態而何者處於不赋能（禁制）狀 態，藉而確定從高頻信號產生器2 0 0所輸出的為第一高頻 信號S1或是第二高頻信號S2。 如圖1所示，在#本發明之一實施例中，第一高頻信號 · S1與第二高頻信號S2得經由一缓衝器3 0 0而輸入可切換的 高頻帶通濾波器1 0 0之輸入節點A。可切換的高頻帶通濾波 器1 0 0之輸出節點B則輸出經過濾波器轉移處理後的第一高 頻信號與第二高頻信號。此等從可切換的高頻帶通濾波器 1 0 0之輸出節點B而來的信號得經由一直流阻擋電路4 0 0而

200423537 五、發明說明（5) 耦合至一共用的高頻輸出端OUT。舉例而言，直流阻擋電 路4 0 0得為一電容元件（未圖示），其一端耦合至可切換的 咼頻帶通渡波器1 〇 〇之輸出節點B而另一端則搞合至該共用 的高頻輸出端OUT。在此情況下，由電容元件所構成的直 流阻擋電路4 0 0可隔絕直流信號之通過，同時不妨礙高頻 信號之傳送。 ' 參照圖1 ，可切換的高頻帶通濾波器丨〇〇包括一可切換 的L C 5皆振态1 ο 1，I禺合於輸入節點A與輸出節點B間，以及 一切換信號輸入介面電路1〇2，耦合至可切換的LC諧振哭 1〇1。可切換的LC諧振器1〇1提供可切換的濾波器轉移函數 予經^輸入節點A與輸出節點B間傳送之第一高頻信號“ 第二高頻信號S2。經由切換信號輸入介面電路丨〇2，前述、 用以：制高頻信號產生器2 〇 0之切換信號s w亦應用 可=換的LC諧振器101，藉以確定對於具有不同頻 ;:Ϊ信號S丨與第二高頻信號S2分別提供適當的濾波器轉 具體而言，可切換的Lc諧振器1〇1 與第：電容Π所構成的一電感性單元；由第二弟電容= 成的第一電容性單元；以及由第三電容㈡^所： :電，:^_所構成的第二電容性單元。；電感； 早= 弟包感L1之—端耦合至一外界直流電壓源v* , :另-端則耦合至輸入節點A與輸出節點B。再者，第： 3 ί ΐ至外界直流電壓源V- ’而另-端則接地。 在第電谷性早凡中，第二電容C2之一端耦合至輸入節點

第10頁 200423537 五、發明說明（6) t與/輸節點B ’而另一端則接地。在第二電容性單元中， =一 之一端耦合至輸入節點a與輸出節點b，而另一 :則輕a至一極體di之p極。第四電容串聯柄合於二極 toDl之N極與地面間。電阻R1也串聯耦合於二極體Di 2N極 與地面間。 具體而S ’切換信號輸入介面電路102包括第二電感 L2以及第五電容(；5。第二電感[2之一端耦合至二極體D1之 p極’而另一端則用以接收切換信號sw。第五電容c 5之一 端，合於第二電感L2中用以接收切換信號sw之端子，而另 一端則接地。在本發明中，切換信號sw係設計成具有預定 的低電壓位準與預定的高電壓位準之兩種狀態之直流電壓 信號。此外，具有預定的低電壓位準之切換信號…無法導 通二極體D1 ’而具有預定的高電壓位準之切換信號…則可 導通二極體D1。對於直流電壓信號而言，第二電感L2之作 用如同短路，而第五電容C5之作用如同開路。因此，切換 信號SW如同直接耦合至二極體D1之？極。 兹將參照圖1及圖2(a)與2(1})詳細說明依據本發明之 可切換的问頻页通濾波器1 0 〇之操作。首先參照圖i ，當經 由切換信號輸入介面電路102輪入可切換的LC諧振器1〇 i的 切換信號SW係位於預定的低電壓位準時，二極體〇1並未被 導通。結果，可切換的LC諧振器1〇1中之由第三電容C3、 了極體D1、第四電容C4、與電阻R1所構成的第二電容性單 元處於不賦能（開路）狀態，亦即第二電容性單元對於可切 換的LC譜振器1 0 1所提供的高頻轉移函數沒有貢獻。

200423537 五、發明說明（7) 圖2 ( a)顯示依據本發明之可切換的高頻帶通濾波器 1 0 0之在切換信號S W位於預定的低電壓位準時之高頻等致 電路示意圖。參照圖2 ( a )，高頻信號產生器2 〇 〇係建構成 使得當切換信號SW位於預定的低電壓位準時，僅第二頻率 產生電路202處於賦能狀態，因而輸出具有第二頻率^之第 二高頻信號S 2。另一方面，因為可切換的LC諧振器1 〇 1 ·中 之第一電容C1在高頻領域下可等效於短路，所以第一電咸 L 1變成串聯耦合於輸入節點A與地面間。結果，可切換的、 LC諧振器1 01變成由第一電感L1與第二電容C2所組成的— LC並聯諧振電路。 回頭再參照圖1 ’當經由切換信號輪入介面電路丨〇 2輪 入可切換的LC諧振器1 01的切換信號SW係位於預定的含♦别 壓位準日夺，二極體D1被導通。結果，可切換的LC譜振^$ m中之由第三電容C3、二極體D1、帛四電⑽、\ R1所構成的第二電容性單元處於賦能狀態，亦即 性單元對可切換的LC諧振器1 〇 1所提供 一…各 之问頻轉移函數產 生貝獻。 圖2(b)顯示依據本發明之可切換的高頻帶 100之在切換信號SF位於預定的高電懕仞、、隹〇士 /應/反口口 電路示意圖。參照圖剩，高頻信號產位生準器⑶ 使得當切換信號SW位於預定的高電壓位準時，構成， 產生電路201處於賦能狀恶’因而輪出呈古曾 弟 v員率 —高頻信號s 1。另一方面，如前所述，闲炎 、1之弟 ^ 囚马可切換的丨r 士比 振器101中之第一電容C1在高頻領域下可笠4认換的LC 5白 〜r J寺效於短路，所

第12頁 200423537 五、發明說明（8) 以第一電感L 1變成串聯耦合於輸入節點a與地面間。再 者，既然可切換的LC諧振器1〇1中之由第三電容㈡、二極 體D1、第四電容C4、與電阻R1所構成的第二電容性單元^产 於賦能狀態，故第二電容性單元必須出現於圖2 ( b)所示2 可切換的LC諧振器1 〇 1中。請注意在本發明圖2 ( b )所示 第二電容性單元中，二極體D1於導通狀態下可被視為、 路，且電阻R1與第四電容C4之阻抗值係設計成甚大於二一 電容C3之阻抗值，使得在高頻領域下可將第四電容q — ，路。結果，可切換的LC諧振器1〇1變成由第一電感\為 第二電容C2、與第三電容C3所組成的—LC並聯諧振電 圖3 ( a)與3 ( b )顯不依據本發明之可切換的高頻 波器1〇〇所提供之濾波器轉移函數，其中圖3(a)顯示去I ’思 換信號SW位於預定的低電壓位準時，可切換的高頻田刀 波器100所提供之濾波器轉移函數，而圖3(b)顯示卷if k #uSW位於預定的高電壓位準時，可切換的高頻帶、 器1 0 0所提供之濾波器轉移函數。 波 參照圖3(a)，當切換信號sw位於預定的低電壓位 時，第二頻率產生電路2 02輪出具有第二頻率乙之 古 k #uS2。在此情況下，如前所述，可切換的“諧振哭j/、 係由第一電感L1與第二電容C2所組成的LC並聯諧振^ 從圖3 ( a)可知，可切換的Lc諧振器丨〇 }提供適當的淚 轉移函數，藉以對具有第二頻率f 2之第二高頻信; 所期望的帶通濾波功能。 &貝灯 參照圖3(b)，當切換信號別位於預定的高電壓位準

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200423537 五、發明說明（9) 時’第一頻率產生電路2〇1輸出具有第一頻率h之第一高頻 信號s 1。在此情況下，如前所述，可切換的LC諧振器1 0 1 係由第一電感L1 、第二電容C2、與第三電容C3所組成的LC 並聯譜振電路。由於第三電容C3之存在，使得可切換的Lc 譜振裔1 0 1之濾波器轉移函數向左偏移，故可對具有較低 頻率的第一高頻信號S1實行所期望的帶通濾波功能。此 外’從圖3 (b )清楚可知，可切換的l C諧振器丨〇 1在此狀態 下可成功地防止具有2 f!之頻率的二次諧波雜訊Η N通過，達 成減低二次諧波雜訊Η Ν干擾之優點。 綜上所述，依據本發明可切換的高頻帶通濾波器可提 供兩種不同的轉移函數給予雨種不同的頻率信號，提言 率選擇能力，藉以降低各頻率信號間之干擾。再者，^ ς 本發明之可切換的高頻帶通濾波器可提供兩種不同的ς 函數給予兩種不同的頻率信號，藉以減少必要的組成雷: 元件之數目’達成縮小尺寸並降低成本。 雖本务明業已由佳實施例/ 康了解者為· i q π不加以呪明， 醉有局·本發明不限於此被揭露的實 本發明意欲涵罢斟认4s 4士益 具知例。相反地， 種修改與相似配置.。因此， 而二係明顯的各 廣的詮釋，以向& . 视圍之範圍應根據最 ’、 0各所有此類修改與相似配置。

第14頁 200423537 圖式簡單說明 五、【圖示之簡單說明】 圖1顯示依據本發明之可切換的高頻帶通濾波器之電 路示意圖。 圖2 ( a)顯示依據本發明之可切換的高頻帶通濾波器在 第一狀態時之高頻等效電路示意圖。 圖2 ( b)顯示依據本發明之可切換的高頻帶通濾波器在 第二狀態時之高頻等效電路示意圖。 圖3 ( a)顯示依據本發明之可切換的高頻帶通濾波器在 第一狀態時所提供之濾波器轉移函數。 圖3 (b)顯示依據本發明之可切換的高頻帶通濾波器在 第二狀態時所提供之濾波器轉移函數。 元件符號說明： 100 可切換的高頻帶通濾波器 101 可切換的L C諧振器 102 切換信號輸入介面電路 2 0 0 高頻信號產生器 201 第一頻率產生電路 2 0 2 第二頻率產生1路 3 0 0 緩衝器 4 0 0 直流阻擋電路 C1〜C5 電容 D1 二極體 Ll， L2 電感

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Claims (1)

1. 200423537 六、申請專利範圍 1 · 一種可切換的高頻帶通濾波器，包含： 一輸入節點與一輸出節點； 一可切換的LC諧振器，耦合於該輸入節點與該輸出節 點間，用以提供複數個可切換的濾波器轉移函數予經由該 輸入節點與該輸出節點間傳送之具有不同頻率的複數個高 頻信號；以及 一切換信號輸入介面電路，耦合至該可切換的LC諧振 器， 其中一切換信號係經由該切換信號輸入介面電路施加 至該可切換的LC諧振器，以控制該可切換的LC諧振器對於 該具有不同頻率的複數個高頻信號分別提供該複數個可切 換的濾波器轉移函數中之一適當者。 2. 如申請專利範圍第1項之可切換的高頻帶通濾波器，其 中該可切換的LC諧振器包含： 一電感性單元，耗合於該輸入節點與地面間； 一第一電容性單元，耦合於該輸入節點與地面間，使 得該電感性單元與該第一電容性單元構成一第一狀態並聯 L C諧振電路；以及· 一第二電容性單元，耦合於該輸入節點與地面間，使 得該電感性單元、該第一電容性單元、與該第二電容性單 元構成一第二狀態並聯LC諧振電路。 3. 如申請專利範圍第2項之可切換的高頻帶通濾波器，其

   200423537 六、申請專利範圍 中該切換信號係一直流電壓信號，具有一預定的低電壓位 準與一預定的高電壓位準，並且當該切換信號係處於該預 定的低電壓位準時，該切換信號控制該第二電容性單元成 為一賦能狀態，而當該切換信號係處於該預定的高電壓位 準時，該切換信號控制該第二電容性單元成為一不賦能狀 態，使得該可切換的LC諧振器切換於該第一狀態並聯LC諧 振電路與該第二狀態並聯LC諧振電路間。 4. 如申請專利範圍第3項之可切換的高頻帶通濾波器，更 包括： 一直流阻擋電路，具有一第一端子與一第二端子，其 中該第一端子係耦合於該輸出節點而該第二端子係作為一 共用的高頻輸出端，用以阻絕一直流信號之通過。 5. 如申請專利範圍第4項之可切換的高頻帶通濾波器，其 中該直流阻擋電路係由一電容元件所構成，其中該電容元 件之一端係作為該第一端子而該電容元件之另一端係作為 該該第二端子。 6. 如申請專利範圍第3項之可切換的高頻帶通遽波器，更 包括： 一高頻信號產生器，耦合於該輸入節點，用以產生該 具有不同頻率的複數個高頻信號並且由該切換信號所控 制，使得在任何時間中僅允許該複數個高頻信號中之一個

   第18頁 200423537 六、申請專利範圍 輸入該輸入節點。 7. 如申請專利範圍第6項之可切換的高頻帶通濾波器，更 包括： 一緩衝器，耦合於該高頻信號產生器與該輸入節點 間。 8. 如申請專利範圍第6項之可切換的高頻帶通濾波器，其 中該高頻信號產生器包括： 點間 該第一 準時， 態，藉 換信號 第二頻 信號輸 ，耗合於一調頻電壓與該輸入節 頻率之 ，耗合於該 率之一第二 頻率 該切 以允 係處 率產 入該 第一頻率產生電路 用以產生具有第一 一第二頻率產生電路 點間，用以產生具有第二 其中該第二頻率大於 係處於該預定的低電壓位 率產生電路成為一賦能狀 入該輸入節點，而當該切 準時，該切換信號控制該 病，措以允許該第一南頻 第一高頻信號，以及 調頻電壓與該輸入節 二南頻信號’ ，並且當該切換信號 換信號控制該第二頻 許該第二南頻信號輸 於該預定的高電壓位 生電路成為一賦能狀 輸入節點。 9.如申請專利範圍第8項之可切換的高頻帶通濾波器，其 中該第二高頻信號之該第二頻率約為該第一高頻信號之該 第一頻率之兩倍。

   第19頁 200423537 六、申請專利範圍 10. 如申請專利範圍第8項之可切換的高頻帶通濾波器， 其中第一頻率產生電路與該第二頻率產生電路中之每一個 皆係由一電壓控制震盪器所形成。 11. 如申請專利範圍第2項之可切換的高頻帶通濾波器， 其中該電感性單元包含： 一第一電感，其一端麵合至一外界直流電壓源而其另 一端則耦合至該輸入節點與該輸出節點，以及

   一第一電容，其一端耦合至該外界直流電壓源而其另 一端則接地。 12. 如申請專利範圍第2項之可切換的高頻帶通濾波器， 其中該第一電容性單元包含： 一第二電容，其一端耦合至該輸入節點與該輸出節點 而其另一端則接地。 13. 如申請專利範圍第2項之可切換的高頻帶通濾波器， 其中該第二電容性單元包含：

   一第三電容，其一端耦合至該輸入節點與該輸出節 點； 一二極體，具有一 P極與一 N極，其中該P極係耦合至 該第三電容之另一端與該切換信號輸入介面電路，用以接 收該切換信號； 一第四電容，率聯耦合於該二極體之該N極與地面

   第20頁 200423537 六、申請專利範圍 間；以及 一電阻，串聯耦合於該二極體之該N極與地面間。 14. 如申請專利範圍第1 3項之可切換的高頻帶通濾波器， ， 其中該切換信號係一直流電壓信號，具有一預定的低電壓 位準與一預定的高電壓位準，並且當該切換信號係處於該 預定的低電壓位準時，該切換信號無法導通該二極體，而 當該切換信號係處於該預定的高電壓位準時，該切換信號 使該二極體導通。 15. 如申請專利範圍第1 3項之可切換的高頻帶通濾波器， 其中該切換信號輸入介面電路包括： 一第二電感，其一端耦合至該二極體之該P極而另一 端則用以接收該切換信號，以及 一第五電容，其一端耦合於該第二電感中用以接收該 切換信號之該另一端，而其另一端則接地。

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