TWI447997B - 衰減器 - Google Patents

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TWI447997B
TWI447997B TW099144135A TW99144135A TWI447997B TW I447997 B TWI447997 B TW I447997B TW 099144135 A TW099144135 A TW 099144135A TW 99144135 A TW99144135 A TW 99144135A TW I447997 B TWI447997 B TW I447997B
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Chiahua Ho
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Nat Applied Res Laboratories
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/24—Frequency- independent attenuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic

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Description

衰減器
本揭露係有關於一種衰減器，且特別有關於奈米線衰減器。
目前的衰減器或濾波器有被動式、主動式與數位式三種。被動式濾波器由電阻、電容與電感組成。被動式濾波器必須考慮電感與電容的品質因素(quality factor)，但在CMOS製程中，電感的品質因素普遍不佳，造成濾波效果不好。主動式濾波器除了使用電阻、電容與電感外，還利用電晶體或運算放大器作為濾波後信號放大。因此，可以濾除雜訊且放大增益。但主動式濾波器必須使用額外偏壓，使得晶片本身功率消耗增加。另外，在CMOS製程中，電阻、電容與電感所佔據的面積過大，容易受到雜訊干擾。即使是電晶體與放大器也佔據些許面積。數位式濾波器使用軟體作為濾波方式。其優點是體積小且耗電少。但是缺點在於非及時性，需要耗費一段時間才能顯示結果。另外，使用數位濾波器必須先執行類比數位轉換，濾波後再執行數位類比轉換，容易造成信號失真。
基於上述因素，有必要發展不須額外電源、功率消耗少、佔據面積小且無須類比數位轉換的衰減器。
本揭露的實施例提供一種衰減器，包括：一第一電阻器，電連接一輸入端；一奈米線，串聯該第一電阻器，用於濾除低頻信號；一第二電阻器，具有一輸出端，串聯該奈米線；其中，當該輸入端接收低頻電壓時，該奈米線濾除該低頻電壓使得該輸出端產生低於該低頻電壓的一輸出電壓。
上述衰減器利用奈米線達到衰減低頻訊號的功能，且無須額外偏壓以及無須執行數位類比轉換。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖示，詳細說明如下。
以下揭露提供許多不同實施例或範例，用於實施不同揭露的特徵。特定範例的要素與排列描述如下以簡化本揭露。當然，僅是範例而不是限制。此外，在各種範例中本揭露可能重複參考數字及/或字母。重複是為了簡化及清楚之目的而不是闡述各種實施例之間的關係及/或組態。
第1圖係一電路圖，顯示範例的衰減器。衰減器100包括一第一電阻器R1、一奈米線RNW 以及一第二電阻器R2。第一電阻器R1電連接一輸入端Vin。奈米線RNW 串聯第一電阻器R1。奈米線RNW 於低頻時具有高阻抗，而於高頻時具有低阻抗，所以可用於濾除低頻信號。第二電阻器R2，具有一輸出端Vout，其串聯奈米線RNW 。當輸入端Vin接收低頻電壓時，奈米線濾除低頻電壓使得輸出端Vout產生遠低於低頻輸入電壓的輸出電壓。低頻輸入電壓的頻率越低時，輸出電壓越小。這是因為奈米線RNW 衰減低頻輸入電壓。
當輸入端Vin接收高頻電壓時，奈米線RNW 不濾除高頻電壓使得輸出端Vout產生類似於高頻電壓的輸出電壓。也就是說，高頻輸入電壓的頻率越高時，輸出電壓越可能近似高頻輸入電壓。因為高頻輸入電壓沒有被衰減。於本實施例中，奈米線RNW 操作於例如頻率80赫茲以上時，開始呈現接近最低阻抗的狀態，但不限於此。
第2a-2d圖係一波形圖，說明範例的衰減器在不同頻率時輸入電壓與輸出電壓的變化。根據第1圖的電路圖，將信號產生器的信號連接第1圖的輸入端Vin。以視波器分別測量端點Ch1、Ch2及Ch3(亦即輸出端Vout)的電壓波形。
第2a圖為訊號產生器輸出振幅1伏特，頻率20Hz的訊號時，示波器測量到的端點Ch1、Ch2及Ch3的電壓波形。可觀察到輸出端Vout的輸出電壓遠小於端點Ch3的電壓。第2b圖為訊號產生器輸出振幅1伏特，頻率60Hz的訊號時，示波器測量到的端點Ch1、Ch2及Ch3的電壓波形。同樣地，可觀察到輸出端Vout的輸出電壓遠小於端點Ch3的電壓。
第2c圖為訊號產生器輸出振幅1伏特，頻率2kHz的訊號時，示波器測量到的端點Ch1、Ch2及Ch3的電壓波形。第2d圖為訊號產生器輸出振幅1伏特，頻率20kHz的訊號時，示波器測量到的端點Ch1、Ch2及Ch3的電壓波形。可觀察到，當頻率變高時，輸出端Vout的電壓是輸入電壓經過分壓後的電輸出壓。
雖然發明的實施例僅有少數範例詳細描述，但是本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明後附申請專利範圍的精神下，可以本發明所揭露之概念及實施例為基礎，輕易地設計及修改其他用以達成與本發明目標相同之架構。
100．．．衰減器
R1．．．第一電阻器
RNW ．．．奈米線
R3．．．第二電阻器
第1圖係一電路圖，顯示範例的衰減器；以及
第2a-2d圖係一波形圖，說明範例的衰減器在不同頻率時輸入電壓與輸出電壓的變化。
100．．．衰減器
R1．．．第一電阻器
RNW ．．．奈米線
R3．．．第二電阻器

Claims (5)

  1. 一種衰減器，包括：一第一電阻器，電連接一輸入端；一奈米線，串聯該第一電阻器，用於濾除低頻信號；一第二電阻器，具有一輸出端，串聯該奈米線；其中，當該輸入端接收一低頻電壓時，該奈米線濾除該低頻電壓使得該輸出端產生低於該低頻電壓的一輸出電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之衰減器，其中當該輸入端接收高頻電壓時，該奈米線不濾除該高頻電壓使得該輸出端產生類似於該高頻電壓的一輸出電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之衰減器，其中該低頻電壓的頻率越低時，該輸出電壓越小。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之衰減器，其中該奈米線操作於頻率80赫茲以上時呈現最低阻抗狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之衰減器，其中該奈米線於低頻時呈現高阻抗狀態且於高頻時呈現低阻抗狀態。
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