TW201015851A - Balanced-unbalanced conversion circuit - Google Patents

Description

201015851 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於除了平衡不平衡轉換功能之外，並且具 備有使干擾波衰減之濾波功能的平衡-不平衡轉換電路。 【先前技術】 以往，在連接不平衡型裝置與平衡型裝置時，或是在 〇 連接不同阻抗的裝置間時，會使用平衡一不平衡轉換電路 (Baiun)。最近，在以通訊機器爲代表的各種電子機器 中，爲了防止干擾波傳送至後段電路而提出具備有陷波電 路者。 第9圖係爲習知之平衡-不平衡轉換電路的槪略電路 構成圖。該圖所示之平衡-不平衡轉換電路100係以不平 衡端子101;連接在不平衡端子101與基準電位（接地） 之間的第1耦合線路102 ; 2個平衡端子103、104 ;及連 Φ 接在平衡端子103、104之間，並與第1耦合線路102耦 合之第2耦合線路1 05爲主所構成。陷波電路係由連接在 第2耦合線路105的一端與其中一方平衡端子103之間的 LC並聯共振電路106、及連接在第2耦合線路105的另一 端與另一方平衡端子104之間的LC並聯共振電路107所 構成。LC並聯共振電路106、107係在通頻帶的鄰近頻率 領域設定衰減極點。 根據如以上所構成的平衡-不平衡轉換電路100，由 不平衡端子1〇1所被輸入的不平衡訊號係利用第1耦合線 -5- 201015851 路102與第2耦合線路105被 端子103、104輸出。此時， 衰減極點的陷波電路（106、1 擾波傳送至後段電路108。 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 但是，如第9圖中的虛凝 105傳送至平衡端子1〇3、104 然利用陷波電路（106、107) 第1耦合線路102的接地端子 108的干擾波。尤其在高頻的 完全沒有改變的接地，因此對 之對策乃極其重要。 本發明係有鑑於上述情況 具有平衡不平衡轉換功能與使 且可防止干擾波介由接地而傳 衡轉換電路。 (解決課題之手段） 本發明之平衡-不平衡轉 第1耦合線路；與前述第1耦 介由前述第1耦合線路而與前 子；與前述第1耦合線路作電 轉換爲平衡訊號，再從平衡 利用在干擾波頻率領域具有 〇7)去除干擾波，以防止干 I所示’在由第2耦合線路 φ 的訊號中所包含的干擾波雖 加以去除，但是無法防止由 介由接地而混入至後段電路 情況下，由於難以形成電位 於介由接地所傳送的干擾波 而硏創者，目的在提供一種 干擾波衰減之濾波功能，並 ® 送至後段電路的平衡-不平 換電路，其特徵爲具備有： 合線路連接之不平衡_子， 述不平衡端子連接之接地端 磁耦合之第2耦合線路；與 -6 - 201015851 前述第2耦合線路連接之第1平衡端子；介由前述第2耦 合線路而與前述第1平衡端子連接之第2平衡端子；及對 於前述第1耦合線路作串聯連接，去除在該第1耦合線路 傳送之高頻訊號中的預定頻帶之帶阻濾波器。 .根據該構成，由於將用以去除在第1耦合線路傳送之 高頻訊號中的預定頻帶之帶阻濾波器對於第1耦合線路作 串聯連接，因此因帶阻濾波器而成爲去除頻帶的干擾波並 0 不會被傳送至接地而衰減，而可防止從第1耦合線路的接 地端子介由接地而混入至後段電路的情形。 在上述平衡-不平衡轉換電路中，將前述帶阻濾波器 設在前述第1耦合線路與前述接地端子之間爲其特徵。 根據該構成，在與將帶阻濾波器連接在不平衡端子與 第1耦合線路（熱端側）之間的情形相比，可以得到較大 的衰減。 在上述平衡-不平衡轉換電路中，前述帶阻濾波器可 Φ 以利用並聯連接電感器及電容器所組成的並聯共振電路所 構成。藉此，可以簡單的構造來構成帶阻濾波器。 本發明係在上述平衡-不平衡轉換電路中，具備有： 對於前述第1耦合線路中的耦合領域作並聯設置之第1電 容器；及對於前述第2耦合線路中的耦合領域作並聯設置 之第2電容器，前述第1耦合線路與前述第1電容器在通 頻帶作並聯共振，並且前述第2耦合線路與前述第2電容 器在前述通頻帶作並聯共振爲其特徵。 根據該構成，藉由在通頻帶作並聯共振’可使第1及 201015851 第2耦合線路的長度縮短，並且由於耦合線路與電容器亦 可以具有作爲帶通濾波器的功能，因此不需要另外設置帶 通濾波器，可達成小型化，亦也使通頻帶以外的訊號衰減 〇 針對上述平衡-不平衡轉換電路，在前述不平衡端子 - 與前述第1耦合線路之間，具備使前述通頻帶以上的訊號 通過之高通濾波器，前述帶阻濾波器係在比前述通頻帶爲 更低的預定頻率具有衰減極點。 @ 藉此，藉由將帶阻濾波器的衰減極點與高通濾波器的 通頻帶相鄰接，可構成急遽的高通濾波器。 在上述平衡_不平衡轉換電路中，藉由配線圖案，將 構成前述帶阻濾波器之電感器與電容器、及前述第1與第 2稱合線路形成在多層基板內。 (發明之效果） 根據本發明，可實現平衡不平衡轉換功能與使干擾波 ❹ 衰減之濾波功能，並且可防止干擾波介由接地而傳送至後 段電路。 【實施方式】 &下針對本發明之實施形態，參照附件圖示詳加說明 〇 胃1圖係本發明之一實施形態之平衡-不平衡轉換電 槪略構成圖。本實施形態的平衡一不平衡轉換電路係 -8- 201015851 使第1耦合線路1的其中一端與不平衡端子2連接，另一 端與接地端子3連接。此外’對於第1耦合線路1電磁耦 合第2耦合線路4，第2耦合線路4的其中一端與第1平 衡端子5連接，另一端與第2平衡端子6連接。 .在本實施形態中，對於第1耦合線路1串聯連接帶阻 濾波器7。帶阻濾波器7係利用由電感器8與電容器9所 組成的LC並聯共振電路所構成。帶阻濾波器7的去除頻 φ 帶（共振頻率）係可在用途上因應周圍的使用通訊頻帶及 雜訊環境而設定在所期望的位置，在本說明書中係將去除 頻帶的訊號稱爲干擾波。 此外，將第1電容器11與第1耦合線路1並聯連接 ，由第1耦合線路1的電感成分與第1電容器11構成帶 通濾波器，並以與欲通過的訊號頻率一致的方式設定其通 頻帶。再者，平衡側亦與不平衡側相同，將第2電容器1 2 與第2耦合線路4並聯連接，利用第2耦合線路4的電感 Φ 成分與第2電容器12構成帶通濾波器，並以與欲通過的 訊號頻率一致的方式設定其通頻帶。 在如以上所構成的平衡-不平衡轉換電路中，利用由 第1耦合線路1與第1電容器11所形成的帶通濾波器， 使通頻帶以外的訊號衰減，並且以干擾波頻率使帶阻濾波 器7共振。因此，利用由第1耦合線路1與第1電容器11 所形成的帶通濾波器，使通頻帶的訊號效率佳地傳送至與 第1耦合線路1電磁耦合的第2耦合線路4，並使通頻帶 以外的訊號衰減。與第1耦合線路1電磁耦合的第2耦合 -9- 201015851 線路4係與第2電容器12 —同構成帶通濾波器’使通頻 帶的訊號以少損耗且效率佳地傳送至第1及第2平衡端子 5、6，且輸入至後段電路13。 此時，通頻帶以外的訊號係利用由第1耦合線路1與 第〗電容器11所形成的帶通濾波器予以衰減’但是另外 - 藉由帶阻濾波器7來去除接近通頻帶的訊號。在帶阻濾波 器7中係以與干擾波相同的頻率作並聯共振，因此對於干 擾波而言使阻抗變得無限大，而阻止干擾波流至接地。因 · 此，因爲可由輸入至不平衡端子2的高頻訊號中使通頻帶 的訊號效率佳地傳送至平衡側電路，並且干擾波並不會流 向接地而予以去除，因此可防止干擾波介由接地而混入至 後段電路1 3的不良情形。 如上所示，根據本實施形態，因爲在第1耦合線路1 與接地端子3之間設置去除干擾波的帶阻濾波器7，因此 可防止干擾波傳送至接地，而可防止干擾波介由接地而傳 送至後段電路1 3。 @ 此外，以第1耦合線路1與第1電容器1 1構成帶通 濾波器，並且以第2耦合線路4與第2電容器12構成帶 通濾波器’由於各自以通頻帶的頻率加以共振，因此可將 耦合線路的長度縮短至1/4波長，而可達成小型化。而且 由於無須另外設置帶通濾波器，因此不會有零件數目大幅 增加的情形，並且可追加濾波功能。 其中’在上述實施形態中，係在第1耦合線路1與接 地端子3之間連接帶阻濾波器7，但是亦可在不平衡端子 -10- 201015851 2與第1耦合線路1之間連接帶阻濾波器7。在第1耦合 線路1的熱端側藉由帶阻濾波器來去除干擾波，而可防止 介由接地而傳送至後段電路。 - (實施例1 ) 第2圖係實施例1之平衡-不平衡轉換電路的電路構 成圖。 φ 本實施例1之平衡-不平衡轉換電路係構築在多層基 板，並以第1耦合線路1與第2耦合線路4爲不同的導電 層配線圖案所形成。在形成耦合領域之不平衡側的電感器 la、lb與平衡側的電感器4a、4b係夾持介電質而相對向 配置，而使其彼此作電磁耦合。其中，第2圖中所示之 Lll 、 L12、 L13、 L14、 L21、 L22、 L23 係表示第 1 及第 2 耦合線路1、4在多層基板的迂迴所造成的電感成分。 第1耦合線路1係使其中一端與不平衡端子2連接， © 另一端與接地端子3連接，並將電容器11與電感器la、 lb並聯連接。在電容器11的接地側端子與接地端子3之 間連接有作爲帶阻濾波器的LC並聯共振電路7。亦即’ LC並聯共振電路7係設在接地側，並以電感器8與電容 器9的並聯電路所構成。設在多層基板的電容器係在與多 層基板整體的接地之間產生被稱爲雜散電容的電容成分。 如本實施例所示，藉由在接地側設置LC並聯共振電路7 ，使雜散電容與電容器9並聯形成。因此，藉由考量雜散 電容來進行設計，可防止特性惡化。 -11 - 201015851 第2耦合線路4係使其中一端與一方平衡端子5連接 ，另一端與另一方平衡端子6連接，並將電容器12與電 感器4a、4b並聯連接。在第2耦合線路4中，使L2 1與 L2 2之中間點介由旁路電容器C1而與接地連接，並在該 中間點施加DC電壓。 (實施例2 ) 第3圖係實施例2之平衡-不平衡轉換電路的電路構 @ 成圖。 實施例2之平衡-不平衡轉換電路係在不平衡端子2 與第1耦合線路1之間連接有作爲帶阻濾波器的LC並聯 共振電路21。LC並聯共振電路21係以電感器22與電容 器23的並聯電路所構成。其他構成係與實施例1相同。 在實施例2中，由於LC並聯共振電路21設在熱端側 ，因此藉由形成在電容器23與接地之間的雜散電容，而 使電路構成有所改變，因此可以預想到某程度的特性惡化 © 〇 接著，針對根據實施例1與實施例2的平衡-不平衡 轉換電路之頻率選擇特性的模擬結果加以說明。

由於將實施例1中的LC並聯共振電路7與實施例2 中的LC並聯共振電路21的Q値設定爲相同値，因此將 LC並聯共振電路7中的電容器電容設爲4.05pF、電感値 設爲0.85nH，並將LC並聯共振電路21中的電容器電容 設爲4.13pF(實施例1的1.02倍）、電感値設爲0.833nH -12- 201015851 (實施例1的1/1.02倍）。 第4圖係顯示實施例1與實施例2之頻率選擇特性的 模擬結果圖。 實施例1與實施例2係各自形成爲具有2.4GHz的通 - 頻帶，並且在鄰接的2.19GHz形成有衰減極點之頻率選擇 特性。若將實施例1與實施例2作比較，可知相較於在熱 端側設置LC並聯共振電路21的實施例2，在冷端側設置 〇 LC並聯共振電路7的實施例1係在2.19GHz中的衰減量 改善3 .1 dB。此係被認爲是因爲在實施例2中將LC並聯 共振電路21設置在熱端側，因此藉由雜散電容而使電路 構成偏離設計値所致。 (實施例3 ) 第5圖係實施例3之平衡-不平衡轉換電路的電路構 成圖。 ® 本實施例3之平衡-不平衡轉換電路係與實施例1相 同地將LC並聯共振電路7設在冷端側，並且在不平衡端 子2與第1耦合線路1之間設置高通濾波器31者。 高通濾波器31係使2個LC並聯共振電路32、33的 中間連接點介由電感器34而與接地連接。此外，使高通 濾波器31之第1耦合線路側端部介由由電感器35與電容 器36所組成的LC串聯共振電路而與接地連接。 在此，在WLAN、WMAX等無線通訊中係使用2.4〜 3GHz。另一方面，由於存在有以W-CDMA等其他無線通 -13- 201015851 訊方式所使用的頻帶（2.1GHz、1.9GHz等），因此必須 形成使該等確實衰減的急遽的陷波濾波器（trap filter ) 或是陷頻濾波器（notch filter)。例如有使2.17GHz附近 衰減的請求。 在實施例3的平衡-不平衡轉換電路中，形成以 - 2.4GHz以上設爲通頻帶的高通濾波器 31，並且以在 2.17GHz及1.9GHz分別形成衰減極點的方式設計頻率選 擇特性。 ® 其中，後段電路40係爲了模擬而與平衡端子5、6連 接者。 (實施例4 ) 第6圖係實施例4之平衡-不平衡轉換電路的電路構 成圖。 本實施例4之平衡一不平衡轉換電路係與實施例2相 同地將LC並聯共振電路21設在熱端側，並且在不平衡端 子2與第1耦合線路1之間設置高通濾波器31者。基本 上，高通濾波器31的頻率選擇特性係與實施例3相同。 接著，針對根據實施例3與實施例4之平衡-不平衡 轉換電路之頻率選擇特性的模擬結果加以說明。 第7圖及第8圖係顯示實施例3與實施例4之頻率選 擇特性的模擬結果圖。 在第7圖所示模擬中，由於將實施例3中的LC並聯 共振電路7與實施例4中的LC並聯共振電路21的Q値 -14- 201015851 設定爲相同値，因此將LC並聯共振電路7中的電容器電 容設爲4.05pF、電感値設爲0.85nH，將LC並聯共振電路 21中的電容器電容設爲4.13 pF( 1.02倍）、電感値設爲 0.833nH(l/1.02倍）。此外，將實施例3之平衡一不平 - 衡轉換電路中的高通濾波器31的電感器35設爲2.7nH’ 電容器36設爲3pF，將實施例4之平衡-不平衡轉換電 路中的高通濾波器31的電感器35設爲4.05 nH(實施例3 φ 的1.5倍），電容器36設爲2pF (實施例3的1/1.5倍） 〇 如第7圖所示，與成爲通頻帶之2.4GHz相鄰的 2.19GHz係在實施例3及實施例4中均急遽衰減，但是在 冷端側設置LC並聯共振電路7的實施例3的衰減量比在 熱端側設置LC並聯共振電路21的實施例4更大3.8 dB。 此外，藉由由電感器35及電容器36所構成的LC串聯共 振電路而在1.6GHz形成衰減極點。 • 在第8圖所示模擬中，實施例3中的LC並聯共振電 路7與實施例4中的LC並聯共振電路21係設定爲與實施 例3相同。此外，實施例3與實施例4之平衡-不平衡轉 換電路中的高通濾波.器31的電感器35設定爲2.7nH、電 容器36設定爲3pF，爲相同値。 如第8圖所示，在實施例3中2.4GHz通頻帶的衰減 爲-2.5dB，相對於此，在實施例4中2.4GHz通頻帶的衰 減爲-5 .1 dB，可知實施例4係使通頻帶的損耗比實施例3 增加2.6 d B。 -15- 201015851 其中，本發明並非限定於上述實施形態者。例如亦可 視需要，在比通頻帶爲更高頻帶側具有衰減極點亦可。 【圖式簡單說明】 第1圖係一實施形態之平衡-不平衡轉換電路的槪略 . 構成圖。 第2圖係實施例1之平衡-不平衡轉換電路的電路構 成圖。 第3圖係實施例2之平衡-不平衡轉換電路的電路構 成圖。 第4圖係顯示實施例1與實施例2之頻率選擇特性的 模擬結果圖。 第5圖係實施例3之平衡-不平衡轉換電路的電路構 成圖。 第6圖係實施例4之平衡-不平衡轉換電路的電路構 成圖。 ⑩ 第7圖係顯示實施例3與實施例4之頻率選擇特性的 模擬結果圖。 第8圖係顯示實施例3與實施例4之頻率選擇特性的 模擬結果圖。 第9圖係習知之平衡一不平衡轉換電路（Baiun )的 槪略電路構成圖。 【主要元件符號說明】 -16 - 201015851 1 :第1耦合線路 1 a、1 b :電感器 2 :不平衡端子 3 :接地端子 _ 4 :第2耦合線路 4a、4b :電感器 5 :第1平衡端子 〇 6 :第2平衡端子 7 :帶阻濾波器 8、 34、35 :電感器 9、 36 :電容器 1 1 :第1電容器 12 :第2電容器 1 3 :後段電路 21 : LC並聯共振電路 φ 22、34 :電感器 23、35、36:電容器 3 1 :高通濾波器 32、33 : LC並聯共振電路 1〇〇 :平衡一不平衡轉換電路 1〇1 :不平衡端子 102 :第1耦合線路 103、104 :平衡端子 1 〇 5 :第2耦合線路 -17 201015851 106 : LC並聯共振電路 107 : LC並聯共振電路 1 0 8 :後段電路 C1 :旁路電容器

Lll、L12 ' L1 3 ' L14、L21、L22、L23 ：電感成分

-18-

Claims (1)

1. 201015851 七、申請專利範圍： 1. 一種平衡-不平衡轉換電路，其特徵爲具備有： 第1耦合線路； 與前述第1耦合線路連接之不平衡端子； -介由前述第1耦合線路而與前述不平衡端子連接之接 地端子； 與前述第1耦合線路作電磁耦合之第2耦合線路； φ 與前述第2耦合線路連接之第1平衡端子； 介由前述第2耦合線路而與前述第1平衡端子連接之 第2平衡端子；及 對於前述第1耦合線路作串聯連接，並去除在該第1 耦合線路傳送之高頻訊號中的預定頻帶之帶阻濾波器。 2. 如申請專利範圍第1項之平衡-不平衡轉換電路， 其中，前述帶阻濾波器係設在前述第1耦合線路與前述接 地端子之間。 φ 3.如申請專利範圍第1項之平衡〜不平衡轉換電路， 其中，前述帶阻濾波器係並聯連接電感器及電容器所成的 並聯共振電路。 4.如申請專利範圍第1項之平衡〜不平衡轉換電路， 其中，具備有： 對於前述第1耦合線路中的稱合領域作並聯設置之第 1電容器；及 對於前述第2耦合線路中的辆合領域作並聯設置之第 2電容器， -19- 201015851 前述第1耦合線路與前述第1電容器在通頻帶作並聯 共振，並且前述第2耦合線路與前述第2電容器在前述通 頻帶作並聯共振。 5. 如申請專利範圍第4項之平衡-不平衡轉換電路’ 其中，在前述不平衡端子與前述第1耦合線路之間，具備 _ 使前述通頻帶以上的訊號通過之高通濾波器’前述帶阻濾 波器係在比前述通頻帶爲更低的預定頻率具有衰減極點。 6. 如申請專利範圍第3項之平衡-不平衡轉換電路， 〇 其中，藉由配線圖案，將構成前述帶阻濾波器之電感器與 電容器、及前述第1與第2耦合線路形成在多層基板內。 -20-