CN102904541A - 可调整频率响应的滤波器及调整滤波器的频率响应的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调整频率响应的滤波器及调整滤波器的频率响应的方法。该滤波器包含一第一可变电容,其第一端电连接于一信号输入端,一第二可变电容,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于一接地端,及一电感,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于该接地端。该滤波器可通过改变该第一可变电容及/或该第二可变电容的电容值来调整该滤波器的频率响应。因此,本发明可分别调整该滤波器的极点频率及零点频率的频率位置,以使该极点频率及该零点频率分别位于所需要的频率位置。再者,当该滤波器应用于低噪声降频器时,该滤波器可补偿电感值的误差对该频率响应造成的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种滤波器,尤指一种可调整频率响应的滤波器及调整滤波器的频率响应的方法。
背景技术
请参考图1,图1为现有技术陷波滤波器100的示意图。如图1所示,陷波滤波器100包含一固定电容C,一可变电容Cv,及一电感L。固定电容C的第一端是电连接于一信号输入端IN。可变电容Cv的第一端是电连接于固定电容C的第二端,可变电容Cv的第二端是电连接于一接地端。电感L的第一端是电连接于固定电容C的第二端,电感L的第二端是电连接于接地端。
请参考图2,图2为图1陷波滤波器100的阻抗的频率响应的示意图。陷波滤波器100的阻抗的频率响应曲线的最高点的频率fp是为极点频率(polefrequency),而陷波滤波器100的阻抗的频率响应曲线的最低点的频率fz是为零点频率(zero frequency)。陷波滤波器100可于极点频率fp附近通过想要的信号,以及于零点频率fz附近过滤掉不想要的信号,因此陷波滤波器100可用于过滤信号输入端IN输入的信号。而陷波滤波器的极点频率fp和零点频率fz的频率位置可由以下算式求得:
其中Lv是电感L的电感值,C1是陷波滤波器上方的的电容值(亦即固定电容C的电容值),C2是陷波滤波器下方的电容值(亦即可变电容Cv的电容值)。现有技术陷波滤波器100是通过改变可变电容Cv的电容值来调整极点频率fp和零点频率fz的频率位置,以使陷波滤波器100的极点频率fp和零点频率fz能位于所需的频率位置。然而,根据算式(1)及算式(2),当可变电容Cv的电容值改变时,极点频率fp和零点频率fz皆会改变。现有技术陷波滤波器100无法仅单独改变极点频率fp或零点频率fz的频率位置,以使极点频率fp及零点频率fz分别位于所需要的频率位置。因此现有技术陷波滤波器100于设计上仍有相当大的限制。
发明内容
本发明提供一种可调整频率响应的滤波器,包含一第一可变电容,其第一端电连接于一信号输入端,一第二可变电容,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于一接地端,及一电感,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于该接地端。
本发明还提供一种可调整频率响应的滤波器,包含一可变电容,至少一电容调整单元,及一电感。该可变电容的第一端是电连接于一信号输入端。该电容调整单元包含一固定电容,其第一端电连接于该可变电容的第二端,及一开关,其第一端电连接于该固定电容的第二端,第二端电连接于一接地端。该开关是于开启时电连接该固定电容的第二端至该接地端。该电感的第一端是电连接于该第一可变电容的第二端,该电感的第二端是电连接于该接地端。
本发明还提供一种可调整频率响应的滤波器,包含一第一可变电容,一第二可变电容,至少一第一电容调整单元,至少一第二电容调整单元,及一电感。该第一可变电容的第一端是电连接于一信号输入端。该第二可变电容的第一端是电连接于该第一可变电容的第二端,该第二可变电容的第二端是电连接于一接地端。该第一电容调整单元包含一第一固定电容,其第一端电连接于该信号输入端,及一第一开关,其第一端电连接于该第一固定电容的第二端,第二端电连接于该第一可变电容的第二端。该第一开关是于开启时电连接该第一固定电容的第二端至该第一可变电容的第二端。该第二电容调整单元包含一第二固定电容,其第一端电连接于该第二可变电容的第一端,及一第二开关,其第一端电连接于该第二固定电容的第二端,第二端电连接于该接地端。该第二开关是于开启时电连接该第二固定电容的第二端至该接地端。该电感的第一端是电连接于该第一可变电容的第二端,该电感的第二端是电连接于该接地端。
本发明还提供一种可调整频率响应的滤波器,包含一第一可变电容,一第二可变电容,至少一电容调整单元,及一电感。该第一可变电容的第一端是电连接于一信号输入端。该第二可变电容的第一端是电连接于该第一可变电容的第二端,该第二可变电容的第二端是电连接于一接地端。该电容调整单元包含一固定电容,其第一端电连接于该信号输入端,及一开关,其第一端电连接于该固定电容的第二端,第二端电连接于该第一可变电容的第二端。该开关是于开启时电连接该固定电容的第二端至该第一可变电容的第二端。该电感的第一端是电连接于该第一可变电容的第二端,该电感的第二端是电连接于该接地端。
本发明还提供一种可调整频率响应的滤波器,包含多个电容调整单元,一可变电容,及一电感。每一电容调整单元包含一固定电容,其第一端电连接于一信号输入端,及一开关,其第一端电连接于该固定电容的第二端。该开关是于开启时电连接该固定电容的第二端至该开关的第二端。该可变电容的第一端是电连接于该开关的第二端,该可变电容的第二端是电连接于一接地端。该电感的第一端是电连接于该开关的第二端,该电感的第二端是电连接于该接地端。
本发明还提供一种可调整频率响应的滤波器,包含多个第一电容调整单元,多个第二电容调整单元,及一电感。每一第一电容调整单元包含一第一固定电容,其第一端电连接于该信号输入端,及一第一开关,其第一端电连接于该第一固定电容的第二端。该第一开关是于开启时电连接该第一固定电容的第二端至该第一开关的第二端。每一第二电容调整单元包含一第二固定电容,其第一端电连接于该第一开关的第二端,及一第二开关,其第一端电连接于该第二固定电容的第二端,第二端电连接于一接地端。该第二开关是于开启时电连接该第二固定电容的第二端至该接地端。该电感的第一端是电连接于该第一开关的第二端,该电感的第二端是电连接于该接地端。
另外,本发明還提供一种调整滤波器的频率响应的方法,该滤波器包含一第一电容,其第一端电连接于一信号输入端,一第二电容,其第一端电连接于该第一电容的第二端,第二端电连接于一接地端,及一电感,其第一端电连接于该第一电容的第二端,第二端电连接于该接地端,该方法包含量测该滤波器于一特定频率的增益值;及根据该滤波器于该特定频率的增益值调整该第一电容的电容值。
附图说明
图1为现有技术陷波滤波器的示意图。
图2为图1陷波滤波器的阻抗的频率响应的示意图。
图3为本发明滤波器的第一实施例的示意图。
图4为本发明滤波器的第二实施例的示意图。
图5为本发明滤波器的第三实施例的示意图。
图6为本发明滤波器的第四实施例的示意图。
请参考图7,图7为本发明滤波器的第五实施例的示意图。
图8为本发明滤波器的第六实施例的示意图。
图9为本发明滤波器的第七实施例的示意图。
图10为本发明滤波器调整低噪声降频器的高频段的频率响应的示意图。
图11为本发明滤波器调整低噪声降频器的低频段的频率响应的示意图。
其中,附图标记说明如下:
100,300,400,500,600,700,800,900滤波器
C,Ca,Cb 固定电容
Cv,Cv1,Cv2 可变电容
IN 信号输入端
L 电感
T1,T2 电容调整单元
S1,S2 开关
fz 零点频率
fp 极点频率
具体实施方式
请参考图3,图3为本发明滤波器300的第一实施例的示意图。如图3所示,滤波器300包含一第一可变电容Cv1,一第二可变电容Cv2,及一电感L。第一可变电容Cv1的第一端是电连接于一信号输入端IN。第二可变电容Cv2的第一端是电连接于第一可变电容Cv1的第二端,第二可变电容Cv2的第二端是电连接于一接地端。电感L的第一端是电连接于第一可变电容Cv1的第二端,电感L的第二端是电连接于接地端。通过上述配置,由于第一可变电容Cv1的电容值是为可调,因此滤波器300可仅单独改变第一可变电容Cv1的电容值来单独调整零点频率fz的频率位置。亦即滤波器200可分别调整极点频率fp及零点频率fz的频率位置,以使极点频率fp及零点频率fz分别位于所需要的频率位置。
请参考图4,图4为本发明滤波器400的第二实施例的示意图。如图4所示,滤波器400可還包含多个第一电容调整单元T1。第一电容调整单元T1包含一第一固定电容Ca,及一第一开关S1。第一固定电容Ca的第一端是电连接于信号输入端IN。第一开关S1的第一端是电连接于第一固定电容的第二端,第一开关S1的第二端是电连接于第一可变电容Cv1的第二端。第一开关S1是于开启时电连接第一固定电容Ca的第二端至第一可变电容Cv1的第二端。依据上述配置,滤波器400利用第一可变电容Cv1来微调滤波器300上方的电容值,且通过控制第一电容调整单元T1的第一开关S1来粗调滤波器400上方的电容值。滤波器400亦可利用第二可变电容Cv2来微调滤波器400下方的电容值。
请参考图5,图5为本发明滤波器500的第三实施例的示意图。如图5所示,滤波器500可還包含多个第二电容调整单元T2。第二电容调整单元T2包含一第二固定电容Cb,及一第二开关S2。第二固定电容Cb的第一端是电连接于第一可变电容Cv1的第二端。第二开关S2的第一端是电连接于第二固定电容Cb的第二端,第二开关S2的第二端是电连接于接地端。第二开关S2是于开启时电连接第二固定电容Cb至接地端。依据上述配置,滤波器500可利用第一可变电容Cv1来微调滤波器500上方的电容值。滤波器500亦可利用第二可变电容Cv2来微调滤波器下方的电容值,且通过控制第二电容调整单元T2的第二开关Cb来粗调滤波器下方的电容值。
请参考图6,图6为本发明滤波器600的第四实施例的示意图。如图6所示,滤波器600包含一第一可变电容Cv1,多个第二电容调整单元T2,及一电感L。依据上述配置,滤波器600可利用第一可变电容Cv1来微调滤波器600上方的电容值,且通过控制第二电容调整单元T2的第二开关S2来粗调滤波器600下方的电容值。
请参考图7,图7为本发明滤波器700的第五实施例的示意图。如图7所示,滤波器700包含一第一可变电容Cv1,一第二可变电容Cv2,多个第一电容调整单元T1,多个第二电容调整单元T2,及一电感L。依据上述配置,滤波器700可利用第一可变电容Cv1来微调滤波器700上方的电容值,且通过控制第一电容调整单元T1的第一开关S1来粗调滤波器700上方的电容值。滤波器700亦可利用第二可变电容Cv2来微调滤波器700下方的电容值,且通过控制第二电容调整单元T2的第二开关S2来粗调滤波器700下方的电容值。
请参考图8,图8为本发明滤波器800的第六实施例的示意图。如图8所示,滤波器800包含多个第一电容调整单元T1,一第二可变电容Cv2,及一电感L。依据上述配置,滤波器800可通过控制第一电容调整单元T1的第一开关S1来粗调滤波器800上方的电容值,且滤波器800可利用第二可变电容Cv2来微调滤波器800下方的电容值。
请参考图9,图9为本发明滤波器900的第七实施例的示意图。如图9所示,滤波器99包含多个第一电容调整单元T1,多个第二电容调整单元T2,及一电感L。依据上述配置,滤波器900可通过控制第一电容调整单元T1的第一开关S1来粗调滤波器900上方的电容值,且滤波器900可通过控制第二电容调整单元T2的第二开关S2来粗调滤波器900下方的电容值。
上述滤波器可以有相当多的应用,举例来说,滤波器可以应用于低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)或者低噪声降频器(Low Noise Block,LNB)中,用以调整其频率响应。在低噪声降频器的生产制造过程中,当电路被封装后,现有技术滤波器的频率响应就很难再被调整,然而电感的电感值并无法相当准确,电感值的误差可能会造成封装后量测到的频率响应无法达到规格要求。而本发明的滤波器可通过调整滤波器上方的电容值(亦即单独调整零点频率fz的频率位置)来补偿电感值的误差对频率响应造成的影响。
请参考图10及图11,图10为本发明滤波器调整低噪声降频器的高频段的频率响应的示意图,图11为本发明滤波器调整低噪声降频器的低频段的频率响应的示意图。在高频段中,低噪声降频器的本地振荡频率为10.6GHz,而低噪声降频器的图像排斥率是为频率于11.55GHz的功率增益值及频率于9.65GHz的功率增益值的差值,以及频率于12.75GHz的功率增益值及频率于8.45GHz的功率增益值的差值。在低频段中,低噪声降频器的本地振荡频率为9.75GHz,而低噪声降频器的图像排斥率是为频率于10.7GHz的功率增益值及频率于8.8GHz的功率增益值的差值,以及频率于11.9GHz的功率增益值及频率于7.6GHz的功率增益值的差值。图像排斥率越大代表低噪声降频器的排斥图像干扰信号的能力越好。然而如图10及图11所示,当电感的电感值有±10%的误差值时,低噪声降频器的图像排斥率会偏离原本的设计值,而在经过调整滤波器上方的电容值(例如调整第一可变电容及/或第一电容调整单元)后,低噪声降频器的图像排斥率会接近原本的设计值。
相较于先前技术,本发明滤波器可分别调整滤波器的极点频率及零点频率的频率位置,以使极点频率及零点频率分别位于所需要的频率位置。再者,当本发明滤波器应用于低噪声降频器时,本发明滤波器可补偿电感值的误差对频率响应造成的影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种可调整频率响应的滤波器,其特征在于,包含:
一第一可变电容,其第一端电连接于一信号输入端;
一第二可变电容,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于一接地端;及
一电感,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于该接地端。
2.如权利要求1所述的滤波器,其特征在于,还包含至少一电容调整单元,该电容调整单元包含:
一固定电容,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端;及
一开关,其第一端电连接于该固定电容的第二端,第二端电连接于该接地端,该开关是于开启时电连接该固定电容至该接地端。
3.一种可调整频率响应的滤波器,其特征在于,包含:
一可变电容,其第一端电连接于一信号输入端;
至少一电容调整单元,该电容调整单元包含:
一固定电容,其第一端电连接于该可变电容的第二端;及
一开关,其第一端电连接于该固定电容的第二端,第二端电连接于一接地端,该开关是于开启时电连接该固定电容的第二端至该接地端;及
一电感,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于该接地端。
4.一种可调整频率响应的滤波器,其特征在于,包含:
一第一可变电容,其第一端电连接于一信号输入端;
一第二可变电容,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于一接地端;
至少一第一电容调整单元,该第一电容调整单元包含:
一第一固定电容,其第一端电连接于该信号输入端;及
一第一开关,其第一端电连接于该第一固定电容的第二端,第二端电连接于该第一可变电容的第二端,该第一开关是于开启时电连接该第一固定电容的第二端至该第一可变电容的第二端;
至少一第二电容调整单元,该第二电容调整单元包含:
一第二固定电容,其第一端电连接于该第二可变电容的第一端;
及
一第二开关,其第一端电连接于该第二固定电容的第二端,第二端电连接于该接地端,该第二开关是于开启时电连接该第二固定电容的第二端至该接地端;及
一电感,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于该接地端。
5.一种可调整频率响应的滤波器,其特征在于,包含:
一第一可变电容,其第一端电连接于一信号输入端;
一第二可变电容,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于一接地端;
至少一电容调整单元,该电容调整单元包含:
一固定电容,其第一端电连接于该信号输入端;及
一开关,其第一端电连接于该固定电容的第二端,第二端电连接于该第一可变电容的第二端,该开关是于开启时电连接该固定电容的第二端至该第一可变电容的第二端;及
一电感,其第一端电连接于该第一可变电容的第二端,第二端电连接于该接地端。
6.一种可调整频率响应的滤波器,其特征在于,包含:
多个电容调整单元,每一电容调整单元包含:
一固定电容,其第一端电连接于一信号输入端;及
一开关,其第一端电连接于该固定电容的第二端,该开关是于开启时电连接该固定电容的第二端至该开关的第二端;
一可变电容,其第一端电连接于该开关的第二端,第二端电连接于一接地端;及
一电感,其第一端电连接于该开关的第二端,第二端电连接于该接地端。
7.一种可调整频率响应的滤波器,其特征在于,包含:
多个第一电容调整单元,每一第一电容调整单元包含:
一第一固定电容,其第一端电连接于该信号输入端;及
一第一开关,其第一端电连接于该第一固定电容的第二端,该第一开关是于开启时电连接该第一固定电容的第二端至该第一开关的第二端;
多个第二电容调整单元,每一第二电容调整单元包含:
一第二固定电容,其第一端电连接于该第一开关的第二端;及
一第二开关,其第一端电连接于该第二固定电容的第二端,第二端电连接于一接地端,该第二开关是于开启时电连接该第二固定电容的第二端至该接地端;及
一电感,其第一端电连接于该第一开关的第二端,第二端电连接于该接地端。
8.一种调整滤波器的频率响应的方法,该滤波器包含一第一电容,其第一端电连接于一信号输入端,一第二电容,其第一端电连接于该第一电容的第二端,第二端电连接于一接地端,及一电感,其第一端电连接于该第一电容的第二端,第二端电连接于该接地端,该方法的特征在于,包含:
量测该滤波器于一特定频率的增益值;及
根据该滤波器于该特定频率的增益值调整该第一电容的电容值。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,量测该滤波器于该特定频率的增益值是为量测该滤波器于封装后于该特定频率的增益值。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,还包含并联一第三电容于该第一电容。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130130 |