WO2008043336A1 - Elektrische schaltung mit differentiellem signalpfad und bauelement mit der schaltung - Google Patents

Elektrische schaltung mit differentiellem signalpfad und bauelement mit der schaltung Download PDF

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Andreas Przadka
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    • H04B1/006—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band

Definitions

  • An object to be solved is to specify a circuit with a differential signal path which has only small phase errors.
  • An electrical circuit with a first signal path designed for data transmission in a frequency range is provided, which has differential sub-paths.
  • a matching circuit is arranged, which suppresses common-mode signals in a blocking region, ie outside the passband of this signal path.
  • a common-mode signal in a frequency range can be influenced, in which this is a dominant signal component.
  • the differential signal components of a useful signal, which is transmitted in the passband of the first signal path, are thereby preferably not influenced substantially.
  • the first signal path is designed for data transmission in a first frequency range.
  • the electrical circuit preferably comprises a second signal path which is designed for data transmission in a second frequency range.
  • the matching circuit preferably suppresses common-mode signals in the second frequency range.
  • the first signal path is preferably a receive path and the second signal path is a transmit path.
  • the circuit comprises an antenna circuit and a transceiver circuit, which are each electrically connected to one another by means of sections of the first and the second signal path.
  • the matching circuit is preferably arranged between a receiving output of the antenna circuit and a receiving input of the transceiver circuit. The matching circuit ensures suppression of the common-mode signal at the sensitive receiving input of the transceiver circuit in the stop band of the receiving path.
  • the specified circuit is in particular for processing mobile radio signals or other radio signals such.
  • B. multimedia signals and can be used in a mobile phone.
  • the circuit is preferably designed for a plurality of transmission systems. Each transmission system is assigned a reception path and a transmission path. However, several transmission systems can also use a common transmission path. In the respective reception path, the common-mode signal can be suppressed by the matching circuit arranged in this path at the transmission frequency of the same transmission system or another transmission system.
  • a transceiver circuit is understood to mean a transmission reception circuit comprising at least one transmitter and at least one receiver.
  • a radio band preferably comprises a transmission band and a reception band, which preferably does not overlap with the transmission band but is frequency near the transmission band.
  • Each radio band preferably has its own transmission path and reception path.
  • the matching circuit comprises at least one shunt branch which connects the differential sub-paths to one another.
  • the transverse branch comprises at least one series resonant circuit to ground whose resonant frequency lies in the stop band of the first signal path.
  • the shunt arm preferably comprises a series circuit of two inductors and a grounded capacitor which is connected to an electrical node arranged between the inductors.
  • the inductances arranged in the transverse branch preferably have the same inductance value.
  • the transceiver circuit comprises a transmitting circuit and a receiving circuit, which are preferably monolithically integrated in a common transceiver chip.
  • the transceiver chip is an integrated circuit (IC), i. H. a compact component with electrical connections, which are preferably arranged on its underside.
  • IC integrated circuit
  • the antenna circuit which is sometimes referred to as a front-end circuit, is also preferably available as a compact component with external electrical connections.
  • the specified circuit is preferably realized in a component having a carrier substrate and a transceiver chip firmly connected thereto.
  • the chip with the antenna circuit is preferably also mounted on the carrier substrate.
  • the matching circuit is preferably realized at least partially in the carrier substrate.
  • the metallization levels and between these ange- arranged dielectric layers comprises.
  • the dielectric layers may, for. As ceramic or an organic material.
  • Inductances and capacitances, in particular the impedance elements of the matching circuit can be realized in the metallization levels of the carrier substrate by means of elongated, optionally folded or spiral-shaped conductor tracks and opposing conductor surfaces.
  • At least a part of the antenna circuit can be realized in the carrier substrate. At least a part of the antenna circuit may be realized in a chip mounted on the carrier substrate.
  • the antenna circuit may include a switch provided for switching between the first and second signal paths.
  • the antenna circuit may also comprise filters, in particular at least one low pass, at least one high pass, at least one bandpass and at least one bandstop filter. These filters are arranged in the signal paths of the circuit.
  • the low passes, high passes and bandstop filters can be integrated, for example, in the carrier substrate.
  • a band-stop filter, as well as a band-pass, can also comprise resonators operating with acoustic waves. Such filters are preferably formed in a chip which is mounted on the carrier substrate.
  • each signal path transmit path, receive path
  • at least one filter is arranged in each signal path.
  • Two filters can form a crossover, in particular a duplexer or a duplexer.
  • the crossover can in principle replace the switch. But it can also be between the antenna and the Switch be arranged. It is also possible that the switch between the antenna and the crossover is arranged.
  • All chips arranged on the carrier substrate are preferably electrically connected thereto.
  • the filters and the switch may be formed in separate chips or in a common chip.
  • the transceiver circuit preferably comprises a preamplifier arranged in the receive path.
  • the transceiver circuit may in principle also comprise a power amplifier which is arranged in the receive path. However, the power amplifier can also be arranged between the transceiver circuit and the antenna circuit. If the indicated circuit is designed for multiple transmission systems, several power amplifiers may be arranged in an amplifier circuit available as an integrated circuit (amplifier IC).
  • the signals occurring at the resonant frequency of the series resonant circuit are grounded, i. H. an RF short circuit to ground is generated.
  • an RF short circuit to ground is generated.
  • a leaking signal to be suppressed in a receive path, resulting from the crosstalk of the indicated circuit, is mainly a common mode signal. Since at the output of the integrated in the Antermenscaria receiving filter outside the receiving range, in particular in the frequency range dea to be suppressed transmit signal, a common mode signal dominates. With the specified circuit, it is possible to reduce phase errors at transmission frequencies in the reception path. It succeeds in reducing the power of the leakage signal at the receiving input of a transceiver IC. The common mode component of the leakage signal can be reduced in the receive path in the transmit mode without the useful signal being disturbed in the receive mode.
  • FIG. 1 shows a circuit with a transceiver, an antenna circuit and matching circuits arranged therebetween;
  • FIG. 2 shows an exemplary matching circuit
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram of the snap-fit circuit according to FIG. FIG. 2 for the common-mode signal
  • Figure 5 shows a device in which the specified circuit is realized.
  • Figure 1 shows a circuit with a Transeeiversciens TR and an antenna circuit F 1 SM.
  • the circuit is set up in this example for three overlap bands.
  • the circuit comprises three receive paths RX1, RX2, RX3 and two Transmission paths TX1, TX2.
  • the paths RXl, TXl are z. B. assigned to the system GSM900.
  • the RX2, TX2 paths are the GSM1800 system. • and the paths RX3, TX2 are assigned to the GSM1900 system.
  • the signal paths RX1, RX2, RX3, TX1, TX2 are connected by means of a switch SW to an antenna path which is connected to an antenna connection ANT.
  • a bandpass filter F1 is arranged in the reception path RX1, a bandpass filter F2 is arranged in the reception path RX2 and a bandpass filter F3 is arranged in the reception path RX3.
  • the passband of these filters comprises the receive band of the respective transmission system.
  • the antenna circuit FEM may comprise at least one further filter, preferably a low-pass filter, which is arranged in at least one of the transmission paths TX1, TX2. At least part of the filters can be realized in a common chip. The filters can also be realized in separate chips.
  • the bandpass filters may include acoustic wave resonators.
  • the transceiver circuit comprises a transmitting circuit and a receiving circuit, which are preferably both implemented in a transceiver IC.
  • the transceiver TR is z. B. realized in a chip shown in Fig. 5 CHI.
  • the antenna circuit FEM which includes the filters Fl, F2, F3 and a switch SW is z. B. realized in the chip CH2.
  • the switch and the filters are preferably mounted on a common substrate. It is possible to integrate the matching circuits Ml, M2, M3 in this substrate. Filters, in particular low-pass filters or high-passes arranged in the transmission paths TX1, TX2, can also be used in this sub-system. strat integrated. However, the filters can inte in an example shown in Fig. 5 carrier substrate TS e t be ..
  • the carrier substrate TS may be a printed circuit board.
  • the carrier substrate may also be a ceramic substrate.
  • the chips may also comprise a ceramic substrate.
  • the antenna circuit, the transceiver circuit, the amplifier circuit are integrated, are preferably available as SMD components.
  • the antenna circuit preferably comprises a substrate on which, for example, the filters and the switch are arranged.
  • the filters are preferably designed as baluns, d. H. they have an unbalanced input gate and a balanced output gate. In a further variant, at least one of these filters can be followed by a balun.
  • a section of the reception paths which is respectively arranged between the receiver inputs INI, IN2, IN3 of the transceiver circuit TR and the antenna circuit FEM, comprises two partial paths and is provided for conducting a differential signal.
  • a section of the transmission paths which is arranged between the transmission outputs OUT1, OUT2 of the transceiver circuit TR and the antenna circuit FEM, can also be provided for guiding a differential signal.
  • the receiver inputs INI, IN2, IN3 are each designed as a balanced port.
  • a matching circuit is connected between the antenna circuit FEM and the receiver inputs INI, IN2, IN3 of the transceiver circuit TR.
  • ment Ml, M2, M3 arranged.
  • the matching is preferential ⁇ , as in the variant according to FIG 2 is formed.
  • the matching circuits M1, M2, M3 are preferably integrated in the carrier substrate TS.
  • an amplifier circuit PA is arranged, which comprises at least one power amplifier per transmission path.
  • the amplifier circuit PA is present as a separate module or chip CH3 ( Figure 5). * The amplifier circuit may also be a component of the transceiver circuit TR.
  • the transceiver circuit TR generates a high-frequency signal in the transmission case, which is amplified by the power amplifier and fed via the antenna circuit of an antenna.
  • This transmission signal is transmitted in the second signal path SP2. Due to a finite isolation between the signal paths SP1 and SP2 in the antenna circuit FEM, a signal Leichk, d. H. Part of the transmission power the receiver input INI of the transceiver circuit.
  • This leakage signal disturbs the modulation spectrum of the transmitter circuit due to crosstalk within the transceiver IC.
  • the matching circuits M1, M2, M3 serve to suppress the DC component of the leakage signal in the respective signal path and thus contribute to the improvement of the modulation spectrum of the transmitter circuit.
  • the chips CHI, CH2, CH3 can be SMD components. SMD stands for Surface Mounted Device. Like the chip CH3 shown in FIG. 5, however, they can also be electrically connected to the contact surfaces of the carrier substrate by means of bonding wires.
  • FIG. 2 shows a section of the first signal path SP1 which, in the variant according to FIG. 1, coincides with the reception path RX1. This section includes the matching circuit Ml.
  • the matching circuits M2, M3 are preferably designed like the matching circuit M1.
  • the first signal path SP1 is assigned to a first system.
  • the circuit includes a second signal path SP2, which may be associated with the first system or another system.
  • the second signal path SP2 is identical to the transmission path TX1 of the first system.
  • the second signal path SP2 can also coincide with the transmission path TX2 if in the first signal path SPl the common-mode signal component is to be suppressed at the transmission frequency of the second system.
  • the first signal path SP1 comprises two partial paths, which are connected to each other by a shunt branch.
  • the value L is chosen such that Z L / Z 0 > 3.
  • Z 0 is the characteristic impedance in the respective signal path.
  • a connected to ground capacitance C is connected.
  • This blocking area preferably comprises a transmission band of the second signal, path SP2.
  • the frequency f r is below the lower limit frequency or above the upper limit frequency of the pass band of the path SPl.
  • the inductance Ll and the capacitance C form a first absorption circuit to ground, wherein the inductance L2 and the capacitance C form a second absorption circuit to ground.
  • each absorption circuit generates an RF short to ground.
  • the resonant frequency of the two absorption circuits lies in the transmission band of the second signal path SP2.
  • a polling point is generated in the transfer function of the first signal path SP1.
  • the values of C and L are chosen so that this pole results in the transmission frequency to be suppressed.
  • the inductances L1, L2 can be replaced by capacitors and the capacitance C connected to ground can be replaced by a grounded inductor. Also in this case, two absorption circuits are formed, which generate an RF short circuit to ground at the given frequency.
  • the entire circuit shown in Fig. 1 can be integrated in a compact - ie available as a structural unit - component.
  • At least some of the sub-circuits FEM, TR, PA and in particular the matching circuits Ml, M2, M3 can be integrated in the carrier substrate TS.
  • At least some of these subcircuits, in particular FEM, TR, PA, may alternatively be formed as SMD components and mounted on the carrier substrate TS.
  • all partial circuits are integrated in the carrier substrate TS.
  • all subcircuits are mounted on the carrier substrate TS.
  • the device shown in Fig. 5 suitable for surface mounting component, in addition to the specified circuit further functional blocks such. As switches, filters, crossovers, amplifiers or other components of a Sendeempfangsvorrich- device, which are not shown in the figures.

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Abstract

Es wird eine elektrische Schaltung mit einem ersten Signalpfad angegeben (SP1), der differentielle Teilpfade aufweist. Im ersten Signalpfad (SP1) ist eine Anpassschaltung (L1, L2, C) angeordnet, die Gleichtaktsignale in einem Sperrbereich dieses Signalpfads unterdrückt, aber differentielle Signalanteile im Wesentlichen nicht beeinflusst.

Description

Beschreibung
Elektrische Schaltung mit differentiellem Signalpfad und Bauelement mit der Schaltung
Eine elektrische Schaltung mit differentiellen Signalpfaden ist aus der Druckschrift EP 1 345 323 Al bekannt.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Schaltung mit einem differentiellen Signalpfad anzugeben, die nur geringe Phasenfehler aufweist .
Es wird eine elektrische Schaltung mit einem für eine Datenübertragung in einem Frequenzbereich ausgelegten ersten Signalpfad angegeben, der differentielle Teilpfade aufweist. Im ersten Signalpfad ist eine AnpassSchaltung angeordnet, die Gleichtaktsignale in einem Sperrbereich, also außerhalb des Durchlassbereiches dieses Signalpfads unterdrückt .
Mit der angegebenen Schaltung kann ein Gleichtaktsignal in einem Frequenzbereich beeinflusst werden, in dem dies ein dominanter Signalanteil ist. Die differentiellen Signalanteile eines Nutzsignals, das im Durchlassbereich des ersten Signal - pfades übertragen wird, werden dabei vorzugsweise im Wesentlichen nicht beeinflusst.
Der erste Signalpfad ist für die Datenübertragung in einem ersten Frequenzbereich ausgelegt . Die elektrische Schaltung umfasst vorzugsweise einen zweiten Signalpfad, der für die Datenübertragung in einem zweiten Frequenzbereich ausgelegt ist. Die Anpassschaltung unterdrückt vorzugsweise Gleichtaktsignale im zweiten Frequenzbereich. Der erste Signalpfad ist vorzugsweise ein Empfangspfad und der zweite Signalpfad ein Sendepfad.
Die Schaltung umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform eine AntennenSchaltung und eine Transceiverschaltung, die jeweils mittels Abschnitten des ersten und des zweiten Signal- pfads elektrisch miteinander verbunden sind. Die Anpassschaltung ist vorzugsweise zwischen einem Empfangsausgang der Antennenschaltung und einem Empfangseingang der Transceiverschaltung angeordnet . Die AnpassSchaltung sorgt für Unterdrückung des Gleichtaktsignals am empfindlichen Empfangseingang der Transceiverschaltung im Sperrbereich des Empfangspfades .
Die angegebene Schaltung ist insbesondere zur Bearbeitung von Mobilfunksignalen oder anderen Funksignalen wie z. B. Multimedia-Signalen geeignet und kann in einem Mobiltelefon eingesetzt werden. Die Schaltung ist vorzugsweise für mehrere Ü- bertragungssysteme ausgelegt . Jedem Übertragungssystem ist ein Empfangspfad und ein Sendepfad zugeordnet . Es können aber auch mehrere Übertragungssysteme einen gemeinsamen Sendepfad verwenden. Im jeweiligen Empfangspfad kann das Gleichtaktsignal durch die in diesem Pfad angeordnete Anpassschaltung bei der Sendefrequenz desselben Übertragungssystems oder eines anderen ÜbertragungsSystems unterdrückt werden.
Unter einer Transceiverschaltung versteht man eine Sendeemp- fangsschaltung, die mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger umfasst. Ein Funkband umfasst vorzugsweise ein Sendeband und ein Empfangsband, das vorzugsweise mit dem Sendeband nicht überlappt, aber frequenzmäßig in der Nähe des Sendebands liegt. Pro Funkband ist vorzugsweise ein eigener Sendepfad und Empfangspfad vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anpassschaltung mindestens einen Querzweig, der die differentiellen Teilpfade miteinander verbindet . Der Querzweig umfasst mindestens einen Serienschwingkreis gegen Masse, dessen Resonanzfrequenz im Sperrbereich des ersten Signalpfades liegt.
Der Querzweig umfasst vorzugsweise eine Serienschaltung von zwei Induktivitäten und eine gegen Masse geschaltete Kapazität, die an einen zwischen den Induktivitäten angeordneten elektrischen Knoten angeschlossen ist. Die im Querzweig angeordneten Induktivitäten weisen vorzugsweise den gleichen In- duktivitätswert auf.
Die Transceiverschaltung umfasst eine Sendeschaltung und eine Empfangsschaltung, die vorzugsweise monolithisch in einem gemeinsamen Transceiver-Chip integriert sind. Der Transceiver- Chip stellt eine integrierte Schaltung (integrated circuit, IC) dar, d. h. ein kompaktes Bauteil mit elektrischen Anschlüssen, die vorzugsweise auf seiner Unterseite angeordnet sind. Die Antennenschaltung, die manchmal auch als Frontendschaltung bezeichnet wird, steht vorzugsweise auch als ein kompaktes Bauteil mit elektrischen Außenanschlüssen zur Verfügung .
Die angegebene Schaltung wird vorzugsweise in einem Bauelement mit einem Trägersubstrat und einem fest mit diesem verbundenen Transceiver-Chip realisiert. Der Chip mit der Antennenschaltung ist vorzugsweise auch auf dem Trägersubstrat montiert . Die Anpassschaltung ist vorzugsweise zumindest teilweise im Trägersubstrat realisiert.
Als Trägersubstrat ist insbesondere ein Mehrlagensubstrat geeignet, das Metallisierungsebenen und zwischen diesen ange- ordnete dielektrische Schichten umfasst. Die dielektrischen Schichten können z. B. Keramik oder ein organisches Material umfassen. Induktivitäten und Kapazitäten, insbesondere die Impedanzelemente der Anpassschaltung, können in den Metallisierungsebenen, des Trägersubstrats mittels lang gestreckten, ggf. gefalteten oder spiralförmigen Leiterbahnen und einander gegenüber liegenden Leiterflächen realisiert werden.
Mindestens ein Teil der Antennenschaltung kann im Trägersubstrat realisiert sein. Mindestens ein Teil der Antennenschaltung kann in einem Chip realisiert sein, der auf dem Trägersubstrat befestigt ist.
Die Antennenschaltung kann einen Schalter umfassen/ der zum Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Signalpfad vorgesehen ist .
Die Antennenschaltung kann außerdem Filter, insbesondere mindestens einen Tiefpass, mindestens einen Hochpass, mindestens einen Bandpass und mindestens eine Bandsperre umfassen. Diese Filter sind in den Signalpfaden der Schaltung angeordnet . Die Tiefpässe, Hochpässe und Bandsperren lassen sich beispielsweise im Trägersubstrat integrieren. Eine Bandsperre, wie auch ein Bandpass, kann auch mit akustischen Wellen arbeitende Resonatoren umfassen. Solche Filter sind vorzugsweise in einem Chip ausgebildet, der auf dem Trägersubstrat befestigt ist .
In jedem Signalpfad (Sendepfad, Empfangspfad) ist vorzugsweise mindestens ein Filter angeordnet. Zwei Filter können eine Frequenzweiche, insbesondere einen Duplexer oder einen Diple- xer bilden. Die Frequenzweiche kann im Prinzip den Schalter ersetzen. Sie kann aber auch zwischen der Antenne und dem Schalter angeordnet sein. Möglich ist aber auch, dass der Schalter zwischen der Antenne und der Frequenzweiche angeordnet ist .
Alle auf dem Trägersubstrat angeordneten Chips sind vorzugsweise elektrisch mit diesem verbunden. Die Filter und der Schalter können in separaten Chips oder in einem gemeinsamen Chip ausgebildet sein.
Die Transceiverschaltung umfasst vorzugsweise einen Vorverstärker, der im Empfangspfad angeordnet ist. Die Transceiverschaltung kann im Prinzip auch einen Leistungsverstärker umfassen, der im Empfangspfad angeordnet ist. Der Leistungsverstärker kann aber auch zwischen der Transceiverschaltung und der Antennenschaltung angeordnet sein. Falls die angegebene Schaltung für mehrere Übertragungssysteme ausgelegt ist, können mehrere Leistungsverstärker in einer Verstärkerschaltung angeordnet sein, die als eine integrierte Schaltung (Verstärker-IC) verfügbar ist.
Die bei der Resonanzfrequenz des Serienschwingkreises auftretenden Signale werden gegen Masse leitet, d. h. es wird ein HF-KurzSchluss gegen Masse erzeugt. Somit kann im Empfangspfad insbesondere bei einer Sendefrequenz ein Gleichtaktanteil eines elektrischen Signals unterdrückt werden, wohingegen der differentielle Signalanteil durch die Anpassschaltung im Wesentlichen nicht beeinflusst wird. Im Empfangspfad eines Funkbands kann der Sender dieses Funkbands oder eines anderen Funkbands unterdrückt werden.
Ein in einem Empfangspfad zu unterdrückendes Lecksignal, das infolge des Übersprechens aus dem Sendepfad der angegebenen Schaltung herrührt, ist hauptsächlich ein Gleichtaktsignal, da am Ausgang der in der Antermenschaltung integrierten Empfangsfilter außerhalb des Empfangsbereichs, insbesondere im Frequenzbereich dea zu unterdrückenden Sendesignals, ein Gleichtaktsignal dominiert. Mit der angegebenen Schaltung gelingt es, im Empfangspfad, Phasenfehler bei Sendefrequenzen zu verringern. Es gelingt dabei, die Leistung des Lecksignals am Empfangseingang einer Transceiver-IC zu verringern. Der Gleichtaktanteil des Lecksignals kann im Empfangspfad im Sen- debetrieb verringert werden, ohne dass das Nutzsignal im Empfangsbetrieb gestört wird.
Im Folgenden wird die angegebene Schaltung anhand von Schema- tischen und nicht maβstabgetreuen Figuren erläutert . Es zeigen:
Figur 1 eine Schaltung mit einem Transceivear, einer Anten- nenschaltung und dazwischen angeordneten AnpassSchaltungen;
Figur 2 eine beispielhafte Anpassschaltung;
Figur 3 Ersatzschaltbild der knpassschaltung gemäß. Figur 2 für das Gleichtaktsignal;
Figur 4 Ersatzschaltbild der Anpassschaltung gemäß Figur 2 für das Gegentaktsignal;
Figur 5 ein Bauelement, in dem die angegebene Schaltung realisiert ist.
Figur 1 zeigt eine Schaltung mit einer Transeeiverschaltung TR und einer Antennenschaltung F1SM. Die Schaltung iet in diesem Beispiel für drei überfcragungsbänder auegelegt . Die Schaltung umfasst drei Empfangspfade RXl, RX2 , RX3 und zwei Sendepfade TXl, TX2. Die Pfade RXl, TXl sind z. B. dem System GSM900 zugeordnet. Die Pfade RX2 , TX2 sind dem System GSM1800.• und die Pfade RX3 , TX2 dem System GSM1900 zugeordnet.
Die Signalpfade RXl, RX2 , RX3 , TXl, TX2 werden je nach Übertragungsmodus mittels eines Schalters SW mit einem Antennen- pfad verbunden, der an einen Antennenanschluss ANT angeschlossen ist.
Im Empfangspfad RXl ist ein Bandpassfilter Fl, im Empfangspfad RX2 ein Bandpassfilter F2 und im Empfangspfad RX3 ein Bandpassfilter F3 angeordnet. Der Durchlassbereich dieser Filter umfasst das Empfangsband des jeweiligen Übertragungssystems. Die Antennenschaltung FEM kann mindestens ein weiteres Filter - vorzugsweise ein Tiefpassfilter - umfassen, das in mindestens einem der Sendepfade TXl, TX2 angeordnet ist. Zumindest ein Teil der Filter kann in einem gemeinsamen Chip realisiert sein. Die Filter können aber auch in separaten Chips realisiert sein. Die Bandpassfilter können mit akustischen Wellen arbeitende Resonatoren umfassen.
Die Transceiverschaltung umfasst eine SendeSchaltung und eine Empfangsschaltung, die vorzugsweise beide in einer Transcei- ver-IC realisiert sind. Die Transceiverschaltung TR ist z. B. in einem in Fig. 5 gezeigten Chip CHI realisiert.
Die Antennenschaltung FEM, die die Filter Fl, F2 , F3 und einen Schalter SW umfasst, ist z. B. im Chip CH2 realisiert. Der Schalter und die Filter sind dabei vorzugsweise auf einem gemeinsamen Substrat befestigt. Es besteht die Möglichkeit, die Anpassschaltungen Ml, M2 , M3 in diesem Substrat zu integrieren. Auch Filter, insbesondere in den Sendepfaden TXl, TX2 angeordnete Tiefpässe oder Hochpässe, können in diesem Sub- strat integriert sein. Die Filter können aber auch in einem in Fig. 5 gezeigten Trägersubstrat TS integrieret sein..
Das Trägersubstrat TS kann eine Leiterplatte sein. Das Trägersubstrat kann auch ein Keramiksubstrat sein. Die Chips können auch ein Keramiksubstrat umfassen.
Die Chips, in denen die Komponenten der angegebenen Schaltung wie z. B. die Antennenschaltung, die Transceiverschaltung, die VerstärkerSchaltung integriert sind, sind vorzugsweise als SMD-Komponenten verfügbar. Die Antennenschaltung umfasst vorzugsweise ein Substrat, auf dem z, B. die Filter und der Schalter angeordnet sind.
Die Filter sind vorzugsweise als Baluns ausgebildet, d. h. sie haben ein unsymmetrisches (unbalanσed) Eingangstor und ein symmetrisches (balanced) Ausgangstor. In einer weiteren Variante kann zumindest einem dieser Filter ein Balun nachgeschaltet sein.
Ein Abschnitt der Empfangspfade, der jeweils zwischen den Empfängereingängen INI, IN2 , IN3 der Transceiverschaltung TR und der Antennenschaltung FEM angeordnet ist, umfasst zwei Teilpfade und ist zur Führung eines differentiellen Signals vorgesehen. Auch ein Abschnitt der Sendepfade, der zwischen den Sendeausgängen OUTl, OUT2 der Transceiverschaltung TR und der Antennenschaltung FEM angeordnet ist, kann zur Führung eines differentiellen Signals vorgesehen sein.
Die Empfängereingänge INI, IN2 , IN3 sind jeweils als ein balanced Tor ausgelegt. In jedem Empfangspfad RXl, RX2 , RX3 ist zwischen der Antennenschaltung FEM und den Empfängereingängen INI, IN2, IN3 der Transceiverschaltung TR eine Anpassschal- tung Ml, M2 , M3 angeordnet. Die Anpassschaltung ist Vorzugs- ■ weise wie in der Variante gemäß der Figur 2 ausgebildet. Die AnpassSchaltungen Ml, M2 , M3 sind vorzugsweise im Trägersubstrat TS integriert .
Zwischen den Sendeausgängen OUTl, OUT2 der Transceiverschal- tung TR und der Antennenschaltung FEM ist eine Verstärkerschaltung PA angeordnet, die mindestens einen Leistungsverstärker pro Sendepfad umfasst . In der Variante gemäß der Figur 1 sind ist die Verstärkerschaltung PA als ein separates Modul oder Chip CH3 (Fig." 5) vorhanden. • Die Verstärkerschaltung kann aber auch ein Bestandteil der Transceiverschaltung TR sein.
Die Transceiverschaltung TR erzeugt im Sendefall ein Hochfrequenzsignal, das durch den Leistungsverstärker verstärkt und über die Antennenschaltung einer Antenne zugeführt wird. Dieses Sendesignal wird im zweiten Signalpfad SP2 übertragen. Aufgrund einer endlichen Isolation zwischen den Signalpfaden SPl und SP2 in der Antennenschaltung FEM erreicht ein Leσk- signal, d. h. Teil der Sendeleistung den Empfängereingang INI der Transceiverschaltung. Dieses Lecksignal stört das Modulationsspektrum der Senderschaltung aufgrund von Übersprechef- fekten innerhalb der Transceiver-IC. Die Anpassschaltungen Ml, M2 , M3 dienen zur Unterdrückung des Gleichanteils des Lecksignals im jeweiligen Signalpfad und tragen somit zur Verbesserung des Modulationsspektrums der Senderschaltung bei .
Die Chips CHI, CH2 , CH3 können SMD-Komponenten sein. SMD steht für Surface Mounted Device. Sie können aber auch wie der in Fig. 5 gezeigte Chip CH3 mittels Bonddrähten mit den Kontaktflächen des Trägersubstrats elektrisch verbunden sein. In der Figur 2 ist ein Abschnitt des ersten Signalpfades SPl gezeigt, der in der Variante gemäß der Figur 1 mit dem Empfangspfad RXl übereinstimmt . Dieser Abschnitt umfasst die Anpassschaltung Ml. Die Anpassschaltungen M2 , M3 sind vorzugsweise wie die Anpassschaltung Ml ausgebildet .
Der erste Signalpfad SPl ist einem ersten System zugeordnet . Die Schaltung umfasst einen zweiten Signalpfad SP2 , der dem ersten System oder einem weiteren System zugeordnet sein kann. In der Variante gemäß der Figur 1 ist der zweite Signalpfad SP2 mit dem Sendepfad TXl des ersten Systems identisch. Der zweite Signalpfad SP2 kann aber auch mit dem Sendepfad TX2 übereinstimmen, falls im ersten Signalpfad SPl der Gleichtakt-Signalanteil bei der Sendefrequenz des zweiten Systems unterdrückt werden soll.
Der erste Signalpfad SPl umfasst zwei Teilpfade, die durch einen Querzweig miteinander verbunden sind. Im Querzweig sind zwei in Serie geschaltete Induktivitäten Ll, L2 angeordnet, die vorzugsweise den gleichen Induktivitätswert Ll = L/2, L2 = L/2 haben. Die Impedanz der Induktivität Ll, L2 beträgt ZL = coL/2. Vorzugsweise ist der Wert L so gewählt, dass gilt ZL/Z0 > 3. Z0 ist die charakteristische Impedanz im jeweiligen Signalpfad. Mit einer großen Induktivität gelingt es, die Ü- bertragungsfunktion in den differentiellen Teilpfaden nur unwesentlich zu stören.
Am elektrischen Knoten, der zwischen den Induktivitäten Ll, L2 angeordnet ist, ist eine gegen Masse geschaltete Kapazität C angeschlossen. Die Werte für die Kapazität und die Induktivitäten sind derart gewählt, dass die Resonanzfrequenz fr = l/2π (L1(2C) 1/2 eines die Kapazität C und eine der Induktivitäten Ll, L2 umfassenden Serienschwingkreises im Sperrbereich des ersten S-ignalpfades SPl liegt . Dieser Sperrbereich um- fasst vorzugsweise ein Übertragungsband des zweiten Signal-, pfades SP2. Die Frequenz fr liegt unterhalb der unteren Grenzfrequenz oder oberhalb der oberen Grenzfrequenz des Durchlassbandes des Pfads SPl .
Das Ersatzschaltbild der in Fig. 2 gezeigten AnpassSchaltung Ml ist bei der Resonanzfrequenz in Fig. 3 und außerhalb der Resonanzfrequenz in Fig. 4 gezeigt. Außerhalb der Resonanz verhält sich die Serienschaltung der Induktivitäten Ll, L2 als eine Induktivität L = Ll + L2. Die Induktivität Ll und die Kapazität C bilden einen ersten Saugkreis gegen Masse, wobei die Induktivität L2 und die Kapazität C einen zweiten Saugkreis gegen Masse bilden. Bei der Resonanzfrequenz erzeugt jeder Saugkreis einen HF-Kurzschluss gegen Masse. Die Resonanzfrequenz der beiden Saugkreise liegt im Übertragungs- band des zweiten Signalpfades SP2.
Bei der Resonanzfrequenz der Saugkreise wird in der Übertragungsfunktion des ersten Signalpfades SPl eine Pollstelle erzeugt. Die Werte von C und L sind so gewählt, dass sich diese Polstelle bei der zu unterdrückenden Sendefrequenz ergibt.
In einer Variante können die Induktivitäten Ll, L2 gegen Kapazitäten und die nach Masse geschaltete Kapazität C durch eine nach Masse geschaltete Induktivität ersetzt werden. Auch in diesem Fall werden zwei Saugkreise gebildet, die bei der vorgegebenen Frequenz einen HF-Kurzschluss nach Masse erzeugen.
Die gesamte in Fig. 1 gezeigte Schaltung kann in einem kompakten - d. h. als eine bauliche Einheit verfügbaren - Bauelement integriert sein. Zumindest einige der TeilSchaltungen FEM, TR, PA und insbesondere die Anpassschaltungen Ml, M2 , M3 können im Trägersubstrat TS integriert sein. Zumindest einige dieser Teilschaltungen, insbesondere FEM, TR, PA, können alternativ als SMD-Bauteile ausgebildet und auf dem Trägersubstrat TS montiert sein. In einer vorteilhaften Variante sind alle TeilSchaltungen im Trägersubstrat TS integriert. In einer weiteren vorteilhaften Variante sind alle Teilschaltungen auf dem Trägersubstrat TS montiert.
Das in Fig. 5 gezeigte, zur Oberflächenmontage geeignete Bauelement kann neben der angegebenen Schaltung weitere Funktionsblöcke wie z. B. Schalter, Filter, Frequenzweichen, Verstärker oder weitere Komponenten einer Sendeempfangsvorrich- tung umfassen, die in den Figuren nicht gezeigt sind.
Bezugszeichenliste
ANT Antenne
CHI, CH2, CH3 Chips
Fl, F2, F3 Filter
FEM Antennenschaltung
INI, IN2, IN3 Empfängereingang
Ml, M2 , M3 Anpassschaltung
OUTl , 0UT2 Sendeausgang
PA Leistungsverstärker
SPl erster Signalpfad
SP2 zweiter Signalpfad
SW Schalter
TR Transceiverschaltung
TS Trägersubstrat

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Schaltung
- mit einem ersten für eine Datenübertragung in einem Frequenzbereich ausgelegten Signalpfad (SPl) , der differentielle Teilpfade aufweist,
- wobei im ersten Signalpfad (SPl) eine Anpassschaltung (Ml) angeordnet ist, die Gleichtaktsignale außerhalb des Durchlassbereiches dieses Signalpfads unterdrückt .
2. Schaltung nach Anspruch 1 ,
- wobei die Anpassschaltung (Ml) differentielle Signalanteile im Durchlassbereich des ersten Signalpfades (SPl) im- Wesentlichen nicht beeinflusst.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2,
- mit einem zweiten Signalpfad (SP2) , der für die Datenübertragung in einem zweiten Frequenzbereich ausgelegt ist,
- wobei der erste Signalpfad (SPl) für die Datenübertragung in einem ersten Frequenzbereich ausgelegt ist,
- wobei die Anpassschaltung (Ml) Gleichtaktsignale im zweiten Frequenzbereich unterdrückt .
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ,
- wobei der erste Signalpfad (SPl) ein Empfangspfad und der zweite Signalpfad (SP2) ein Sendepfad ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
- mit einer Antennenschaltung (FEM) und einer Transceiver- schaltung (TR) , die jeweils im ersten und im zweiten Signal- pfad (SPl, SP2) angeordnet sind,
- wobei die AnpassSchaltung (Ml) zwischen einem Empfangsausgang der Antennenschaltung und einem Empfangseingang der Transceiverschaltung angeordnet ist .
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
- wobei die AnpassSchaltung (Ml) mindestens einen Querzweig umfasst, der die differentiellen Teilpfade miteinander verbindet,
- wobei der Querzweig mindestens einen Serienschwingkreis gegen Masse umfasst, dessen Resonanzfrequenz im Sperrbereich des ersten Signalpfades (SPl) liegt.
7. Schaltung nach Anspruch 6,
- wobei der Querzweig eine Serienschaltung von zwei Induktivitäten (Ll, L2) und eine gegen Masse geschaltete Kapazität
(C) umfasst, die an einen zwischen den Induktivitäten angeordneten elektrischen Knoten angeschlossen ist.
8. Bauelement
- mit der Schaltung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6,
- mit einem Trägersubstrat (TS) und einem fest mit diesem verbundenen Chip (CHI) , der die Transceiverschaltung (TR) umfasst,
- wobei die Anpassschaltung (Ml) zumindest teilweise im Trägersubstrat (TS) realisiert ist.
9. Bauelement nach Anspruch 8,
- wobei mindestens ein Teil der Antennenschaltung (FEM) im Trägersubstrat (TS) realisiert ist.
10. Bauelement nach Anspruch 8 oder 9,
- wobei mindestens ein Teil der Antennenschaltung (FEM) in einem Chip (CH2) realisiert ist, der auf dem Trägersubstrat
(TS) befestigt ist.
11. Bauelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, - wobei die Antennenschaltung (FEM) einen Schalter (SW) zum Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Signalpfad (SPl, SP2) umfasst, der auf dem Trägersubstrat (TS) befestigt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107565997A (zh) * 2017-10-18 2018-01-09 深圳市同维通信技术有限公司 信号传输装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1345323A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Symmetrisches Hochfrequenz-Bauelement, Schaltkreis und Verfahren zur Verbesserung der Signalsymmetrie

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129131A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 平衡型高周波フィルタ、アンテナ共用器、及び平衡型高周波回路
US7187945B2 (en) * 2004-04-30 2007-03-06 Nokia Corporation Versatile antenna switch architecture

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1345323A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Symmetrisches Hochfrequenz-Bauelement, Schaltkreis und Verfahren zur Verbesserung der Signalsymmetrie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8559893B2 (en) 2007-04-23 2013-10-15 Epcos Ag Front end module

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