TW496011B - Balanced type band pass filter - Google Patents
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Description
496011 修正 案號 89124629 五、發明說明（1) 本發明係有關於一種平衡式帶通濾波器，特別是有關 於一種具有平衡式輸入輸出端之多層陶瓷濾波器。 一般而言，在通訊系統中，是以表面聲波濾波器 (surface acoustic wave)為主要之帶通濾波器元件， 雖然它在拒通帶（rejection band)具有非常好之頻率響 應’但其生產成本高、體積龐大及不易組裝之缺點，因此 可藉由多層陶瓷堆疊製造技術而達到縮小產品尺寸及降低 生產成本的目的。 在 1 99 9 IEEE MTT-S Digest 由第 1143 頁至1146 頁中， 揭露一種平衡輸入輸出模式之多層陶瓷濾波器 (Balanced-Input-Output Configuration of Laminated
Planar Filter Suitable for Next-Generation
Super-Compact Portable Telephones)，其原始電路結 構如第1圖所示。 參閱第1圖，第1圖係顯示傳統二階平衡式帶通濾波器 (balanced coaxial filter)之等效電路圖〇傳統二階平 衡式輸出入端帶通平衡式帶通濾波器包括以下結構：正信 號輸入端111及負信號輸入端112、正信號輸出端121及負 信號輸出端1 2 2，陶瓷共振器1 3及陶瓷共振器1 4，分別耦 接於正信號輸入端111及負信號輸入端11 2之間及正信號輸 出端1 21及負信號輸出端1 2 2之間。最後更包括六個搞合電 容15、16、17、18、19、20，分別耦接於正信號輸入端 111及負信號輸入端11 2之間及耦接於上述正信號輸出端 1 2 1及上述負信號輸出端1 2 2之間及耦接於兩共振器之間。 第1圖電路以多層陶瓷結構之實施例於第2圖所示，由
0535-5760twf2;C89028;robert.ptc 第 4 頁 ^0011
麥閲 構的頻率 帶通濾波 相當緩慢 伴隨混頻 排除特殊 減少。若 輸出入端 路，也就 使通帶外 的效果。
第3圖’第3圖係顯示如第2圖所示之客M 沾 夕層陶瓷会士 曰應圖。如第3圖所示，可發現傳統二階平 ^ 器之頻率響應並不好，其通帶兩側之拒通帶、^ ’但在通訊系統中之第一中頻或第二中頻^ ， 器（Mixer)的頻率。如此一來，將使陶莞渡波 頻率（如諧波，本地振盪頻率（L0) · ·)干擾^/能°力 要改善此缺點，傳統的方法是將傳統二階平$ 帶通渡波電路結構改變為三階、甚至四階之電 是必須額外再加入陶瓷共振器及耦合電容，以期 兩側之衰減速度增加，而達到防止特殊頻率干擾 然而’利用上述方式除了浪費更多的元件，增加了製 造成本，更會增加濾波器的尺寸，限制了通訊產品的設i 计，再者，因為元件數目的增加，進而導致插入損耗 (Insertion Loss)增加，使得欲處理之信號強度減弱，影 響了通訊產品之效能。 有鑑於此，本發明主要目的在於提供一種平衡式陶瓷 慮波電路’在二階平衡式輸出入端帶通濾波器的架構下， 僅在一個陶竟共振器兩端分別串接一對電容及電感，即可 在加入極少元件的情況下，得到拒通帶訊號強度迅速衰減 的目的，並得以達到減少插入損耗及縮小元件尺寸的目 的0
修正 曰 五、發明說——^ 器，U致上述之目的’本發明提出一種平衡式帶通據波 分別經Ϊ外ΐ!3介質共振器；而在其中一個共振器的兩端 —個並振时二極連結至其他金屬層的螺旋型電感；而在另 面型電ΐ =兩端分別經由外電極連結i其他金屬層的平 電容；：董“ ί ί合電容連結上述之螺旋型電感及平面型 正信輸入端電極及負信號輸入端電極；一對 人電極分別連接於盘電極；該兩對輸出、輸 連結之平面型電容振為連、、、。之螺旋型電感及與共振器 圖式之簡單說明： 為使本發明之μ 下 圖示說明： 々 第1圖係顯示傳統 等效電路圖。 下文特舉一較佳眚#迹的、特徵和優點能更明顯易懂， 下： 、也列，並配合所附圖式，作詳細說明如 15白平衡式輸出入端帶通濾波器之 第2圖係顯示第1 例 圖電路以多層陶瓷結構方式之實施 第3圖係顯示如第一 第4圖係顯示根 圖斤不之電路結構的頻率響應圖。 端帶通濾波器之等效雷發明實施例之二階平衡式輸出入 > %路圖。 弟5圖係顯示根據本發 介質層結構圖。 χ 只施例之電路結構之各層電
496011 _案號89124629_年月日__ 五、發明說明（4) 第7圖係顯示根據本發明實施例之陶瓷濾波器之外觀 圖。 符號說明： 101〜108〜端子位置 111、 3 11〜正信號輸入端 112、 312〜負信號輸入端 1 2 1、3 2 1〜正信號輸出端 1 2 2、3 2 2〜負信號輸出端 13、14、33、34〜陶瓷共振器 15、16、17、18、19、20、371、372 〜耦合電容 331、 341、351、352〜共振電容 332、 342、361、362〜共振電感 L1〜L17 :電介質層 50〜電路（結構）對稱線 實施例： 參閱第4圖，第4圖係顯示根據本發明實施例之二階平 衡式輸出入端帶通濾波器之等效電路圖。如第4圖所示， 根據本發明實施例之二階平衡式輸出入端帶通濾波器之電 路結構包括以下部分，而其多層結構實施例如第5圖所 示0 正信號輸入端3 11及負信號輸入端3 1 2，用以接收由外 部之平衡式信號。而正信號輸出端3 2 1及負信號輸出端 3 2 2 ;用以輸出經由本實施例之陶瓷濾波器所處理之平衡
0535-5760twf2;C89028;robert.ptc 第7頁 496011 修正 案號89124629__年月曰 五、發明說明（5) 式信號至外部。所謂平衡式信號之特徵為大小相同，但相 位差為180 °之信號。 陶莞共振器33及陶瓷共振器34，其電路結構係分別由 電容331與電感332及電容341與電感342並聯而成，然而， 亦可為如傳統技術所述相同之其他結構所構成。接著，陶 兗共振器33之兩端分別串接電容35 !及352，而陶竟共振器 34 =兩端分別串接電感36ι及362。其中為使將來結^對^ 考量，將電容拆成兩個並以50為對稱線，反之電感亦然。 耦合電容371，串接於正信號輸入端311與電容之 連接點及正信號輸出端321與電感361之連接點之間。耦人 電容3 72，串接於上述負信號輸入端312與電容352之連 點及負#號輸出端3 2 2與電感3 6 2之連接點之間。 在此正信號輸入端31 1及負信號輸入端312組成 輪入端而正信號輸出端321及負信號輸出端322組播二 輸出端。 、、风十衡式 以下介紹根據本發明實施例之電路結構之各芦晰 層結構。參閱第5圖，第5圖係顯示根據本發明^二貝 路結構之各層電介質層結構圖。纟此’各層係以電介： 料所製成（如鋇、鈥、鈦類型之電介質物質），貝材 定義之圖案，係藉由以金屬材料（例如，鈀）印二^所 電介質層。陶^慮波器係藉由各層間之電磁層 濾波之目的，利用螺旋狀金屬層形成電感佈局，二=達成 行板形式之金屬層及其間之電磁波耦合而實現 2用平 如第5圖所示’電介質層L1〜L5為電感性電介質电-佈局’ 質層L6〜L8為電容性電介質層，電介質層L9 0535-5760twf2;C89028;robert.ptc 第8頁 五、發明說明（6) ^質層，電介質層L14〜L17為電感性電介質[各層端 置係分述如下··電介質層u之電感361兩端之端子 二以=108:及1〇7，電感362兩端之端子位置為標號 106以及105。電介質層^之端子位置為標號m以及m， ="質層L7之端子位置同樣為標號1〇6以及1〇7。電介質 二罟子位置為標號1〇5以及108，而電介質層L9之端子 ! 〇2 Λΐ〇Τ 〇 〇4 ° ^ ^ L1 1 - ^ ^ « in4 s 電；|貝層L12之端子位置為標號101以及 德’Λ電所介質層L13之端子位置為標號102以及103。最 J久：介質層L17之端子位置為標號102以及103 取 二層中組合之時’相同標號之端子將會重疊另 於第7圖中，正信號輸入端311之位置位於 負信號輸入端312之位置位於標號1〇4，而正信“入端 3 2 1之位置位於標號j 〇 8，負 ^ ^ 號1〇5。 貝仏唬輸入端322之位置位於標 當各電介質層之圖案定義宗嚴 ^ 溫共燒技術uultl-lay:;L=^^
Ceramic (LTCC) ) ^ t ^ f 6 W ^ ^ 1 '； 相關之製程描述可參閲中基 ” 是/慮波器，其 陶瓷濾波器。 ^ 3專利編號340998所揭露之 層也是同樣的情：轴對稱，同理，其他各 式信號時，如上所述，上述：二：：ϋ波器處理-平衡 於各層對稱轴線的位置皆為虛i以：Γ爯= 叶 Π
信號相位之抵消 路佈局之對稱性，因此可避免差動輸入 進而減少插入損耗。 咨决因，，相對於傳統陶瓷濾波器，根據本發明所述之陶 一〜波裔在毋需增加共振器的清況下，在同樣的階數中， Ρ可達到通帶兩側之信號迅速衰減的效果，因為不用拎加 :的電子元件’故不會增加濾波器的尺寸；t因為‘路 對稱性’使得輸入之差動信號之相位不致發生抵消 的It形，有效抑制了插入損耗的產生。 頻ιί!第6圖’第6圖係顯示如第5圖所示之電路結構的 y響應圖。將第6圖與第3圖相比較，可發現根據本發明 二階陶㈣、波器具有較佳之頻率響應。其原因在 ;Λ靶例之陶瓷濾波器於兩個陶瓷共振器33、Μ兩端分 帶八Π 352及電感361、3 62，因此使的兩側拒通 量：特ί ΐ:ί f點二故在特別頻帶可得到更顯著之衰減 362夕寺-V 的疋，猎由調整電容351、352及電感361、 7〇彳值，即可調整產生衰減極 抗共振器元件值，因此適用於各種需要不 以際;rr:之通訊“’使得本實施例之設計更能 本發其並非用霄 Πί:!二可做些許的更動與潤飾，因此本發明之 保“圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準
Claims (1)
- 曰 六、申^ 一正，平衡式帶通濾波器，包括·· 一 ^就輸入端電極及負信號輸入端 _弟一共振器； 信號輸入端=口電谷及第二耦合電容，分別耦接於上述正 間； ％冤極及負信號輸入端電極與上述第一共振器之 一 ^信號輸出端電極及負信號輸出端電 一弟二共振器； ， 端電極及負：：：f二電感，分別串接於上述正信號輸出 一第」彳5就輸出端電極與上述第二共振器之門. 述正之:接;上述正信號輸入端;極及上 述負2信;之:接於上述負信號輸入端電極及上 其中2上圍，項所述Λ平衡式帶通遽波器， 3.如；；=，慮波器為陶变平衡式帶通遽波器。 其中上述第：1Γ範圍第2項所述之平衡式帶通渡波器’ 4 弟共振器及第二共振器為陶瓷共振器。 其中上ϊΐ請ί::ϊ圍第3項所遂之平衡式帶、通據波器， ^乐一共振器更包括： 及一第五電容，耦接於上述第一電容及第二電容之間； 第二電感，並聯於上述第五電容。 5如申請專利範圍第4項所述之平衡式 其中第二共振器更包括： 、應波為 0535-5760twf2;C89028;robert.ptc 第11頁 496011 _案號89124629_年月日_Ifi_ 六、申請專利範圍 一第四電感，耦接於上述第一電感及第二電感之間； 及 一第六電容，並聯於上述第四電感。 6. 如申請專利範圍第5項所述之平衡式帶通滤波器， 其中上述正信號輸入端電極及負信號輸入端電極組成一平 衡式輸入端。 7. 如申請專利範圍第6項所述之平衡式帶通濾波器， 其中上述正信號輸出端電極及負信號輸出端電極組成一平 衡式輸出端電極。0535-5760twf2;C89028;robert.ptc 第12頁
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