TW544973B - Laminated balun transformer - Google Patents
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Description
544973 A7 B7 五、發明説明（
發明之技術領域 本發明保關於一種積層型平衡-不平衡轉換器，尤其關於 作為無線通訊裝置用1C的平衡-不平衡訊號轉換器或相位 換器等使用者。 背景技術 所謂平衡·不平衡轉換器（BALUN)，例如，是用來相互轉 換平衡（Balanced)傳輸線路的平衡訊號與不平衡 (Unbalanced)傳輸電路的平衡訊號者；baluN是 BALanced/UNbalanced的縮寫。 平衡傳输線路是指具有成對的兩條訊號線，且訊號（平衡 訊號）疋以兩條訊號線之間的電位差進行傳輸者。平衡傳輸 線路的好處在於，因外來雜訊會對兩條訊號線產生同等影 響，使得雜訊相互抵消，故不易受到外來雜訊干擾。此 外，由於頡比I C的内部電路係由差動放大器構成，故類比 1C的訊號用之輸出入端子，多半是將訊號作為兩端子間的 電位差進行·輸入或輸出的平衡型端子。 相對於此，不平衡傳輸線路則指，將訊號（不平衡訊號） 作為針對接地電位（零電位）的單一訊號線之電位進行傳輸 者’此即相當於例如同軸線路或基板上的微帶線（Micro Strip Line)等。 過去有提案如圖7所示的積層型平衡·不平衡轉換器1，其 係用作為兩頻率電路中傳輸線路之平衡·不平衡轉換器。 +此平衡-不平衡轉換器1包含：於表面設有引出電極3之介 吃貝片2 b，分別設有1 /4波長帶線4、5、8、9之介電質片 本紙張尺奴财關家標石CNS) 544973 A7 B7
五、發明説明（2 2c、2d、2f、2g ;以及於表面分別設有屏蔽電極^、 13、14之介電質片2a、2e、2h。 帶線4與帶線9介以設於外端的中繼端子N而呈電性串聯 連接，構成一個不平衡傳輸線路；而帶線5和8則分別構成 平衡傳輸線路。
帶線5係隔著介電質片2 c面向於帶線4而形成，因此，帶 線4和5呈電磁耦合而構成耦合器。而帶線9係隔著介電質 片2 f面向於帶線8而形成，因此，帶線8和9呈電磁耦合而 構成耦合器。此外，帶線5和帶線8介以形成於介電質片 2d、2e上之介層洞18而呈串聯連接。 裝 然而對於使用在行動電話等移動式通訊機和無線Lan之 平衡-不平衡轉換器1而言，由時必須單獨對平衡傳輸線路 施加偏壓，以放大平衡訊號。 訂
$是上述的平衡-不平衡轉換器丨，因構成平衡傳輸線路 的帶線5和帶線8的各一端係介以屏蔽電極丨3而電性連接於 屏蔽端子G，故無法單獨對平衡傳輸線路施加偏壓電壓。
亦即，此種結構之平衡-不平衡轉換器丨具有無法令平衡訊 號放大的問題。 U 本發明係以上述貫情為鑑而立，其目的在於提供一種積 層型平衡.不平衡轉換器，裨便實現可單獨對傳輸線路施加 偏壓電壓，且能夠放大平衡訊號。 發明之揭示 具體而言，本發明係關於一 咨’其特徵在於具有： 種積層型平衡-不平衡轉換 本紙張尺度適财8 s家標準(CNS) A4規格(21GX29—7i^) ----- 544973
U)積層體，其係5 線路、電磁以前、^由以下堆積而構成：—對平衡傳輪 對平衡傳輸線路 線路、面向於前述平你你A 1卞询·傳輸 、 脊傳輸線路及前述不平衡傳輸線路中 二一万的傳輸線路之屏蔽電極，以及複數個介電層； 要地崎子，其設於前述積層體的 珂述平衡傳輸電路； 生連接於 二 f响子其叹於前述積層體的表面，且電性連接於 則述屏蔽電極；及 心妖於 (d)則述接地端子與屏蔽端子之電性相互獨立。 4由以上的結構，其中設有電性獨立於屏蔽端子之接地 故能夠例如單獨對接地端子施加偏壓電壓。 其:本發明在於提供一種積層型平衡-不平衡轉換器， (〇—對平衡傳輸線路； 其係電磁摘合前述一對平衡傳 (〇—個不平衡傳輸線路 輸線路； (g)不平衡訊號端子，其伯雷性造垃义 丹你％『生運接於則述不平衡傳輸線 路 < 一端； 兩個平衡訊號端子，其係，分別電性連接於前述一對平 衡傳輸線路之一端； (〇—個共偏壓端子，其係分別電性連接於前述一對平衡 傳輸線路之另一端；及 」j)電性連接於前述共偏壓端子與接地間之偏壓用電容 本纸張尺度適财關家標準(CNS) A4規格------- 4 五、發明説明（ 更，、敝而σ ,本發明係提供一種積層型平 器，其特徵在於具有： 不十衡轉換 (k)和層體’其係至少由以· 線路、電仙合前述一對平衡傳輸線路：單 線路、面向於前述平衡傳輸線路及前述不 ^ :少方=線路之屏蔽電極、，壓二圖 茉，以及復數個介電層； 口 ⑴共偏壓端子’其㈣於前述積層體的表面 ^於前述平衡傳輸線路及前述—對偏壓用電容 = 中一個電容器圖案； 禾的其 义(m)#蔽端子’其設於前述積層體的表面，且電性 岫述屏蔽電極和另—個電容器圖案；及 ； (^)前述共偏壓端子與屏蔽端子之電性相互獨立。 精由以上的結構，在對共偏壓端子施加偏壓電壓時 壓電壓會經由偏壓用雷宜留 ……Γ 施加於平衡傳輸線路， 了 ％疋並放大平衡訊號。 圖式之簡要說明 圖1之分解斜視圖顯示有關本發明的積層型 轉換器之第一實施形態。 圖2之斜視圖為圖1所示的平衡-不平衡轉換器之外觀。 圖3為圖2所示的平衡·不平衡轉換器之電氣等效電路圖。 圖4之電器電路圖說明圖2所示的平衡·不平衡轉換器之作 用效果。 圖5之分解斜視圖顯示有關本發明的積層型平衡-不平衡 本紙張尺度適用中國國豕標準(CMS) A4規格(210X297公爱） 5 五、發明説明（ 轉換器之第二實施形態。 6為圖5所示的平衡-不平衡轉換器之電氣等效電路圖。 7之分解斜視圖顯示過去的積層型平衡-不平衡轉換 實施本發明之最佳形態 叩以下根料施形態說明本發明之積層㉟平衡_不平衡轉換 器。 各實施形態中，均於圖式中的同一元件及同一部分附加 相同的符號。 [第一實施形態，圖1〜圖4 ] 如圖1所示，積層型平衡_不平衡轉換器21具有：於表面 分別設有引出電極23'26、29之介電質片22b、22e、 質 ’於表面分別設有（含有相當於1/4波長的電氣長度二 線路部24、25、27、28之介電質片22^22(1、222 22h ;以及於表面分別設有屏蔽電極3〇、31、32之介電 片 22a、22f、22j。 介電質片22a〜22j的材料，係使用環氧類等樹脂或陶竟 介電質材料。第一實施形態中介電質片22a〜22j的材料， 係將電子陶瓷粉料與黏結劑等練土混合後，製成片狀的陶 瓷生板（Green Sheet)使用。各介電質片22a〜22j之厚度依 照規定尺寸設定。 引出電極23的其中-端部23a露出於介電質片22b前方邊 上的中央，另一端部23b位於介電質片2几的中央部位。線 路部24呈螺旋狀，其中一端部24a露出於介電質片22〇後方 _ · 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 544973
邊上的中央，另一端部24b位於介電質片22c的中央部位。 線路部2 4的端部2 4b介以設在介電質片2 2 b的介層洞3 5 , 而電性連接至引出電極2 3的端部2 3 b。 線路部25呈螺旋狀，其中一端部25a露出於介電質片22d 後方邊上的左側，另一端部2 5 b位於介電質片2 2 d的中央部 位。引出電極26的其中一端部26a露出於介電質片22e前方 邊上的左側，另一端部26b位於介電質片22e的中央部位。 引出電極26的端部26b介以設在介電質片22(1的介層洞 3 5，而電性連接至引出電極2 5的端部2 5 b。 線路部27呈螺旋狀，其中一端部27a位於介電質片22g後 方邊上的中央，另一端部27b位於介電質片22g的中央部 位。 線路部28呈螺旋狀，其中一端部28&露出於介電質片22匕 後方邊上的右側，另一端部28b位於介電質片22h的中央部 位。引出電極29的其中一端部29a露出於介電質片22丨前方 邊上的左側，另一端部29b位於介電質片22i的中央部位。 引出電極29的端部29b介以設在介電質片22h的介層洞 3 5，而電性連接至引出電極2 8的端部2 8 b。 屏蔽電極30〜32分別設於介電質片22a、22f、22j的大 體全面’其引出部30a〜32a露出於介電質片22a、22f、 22j的前方邊上之右側。這些屏蔽電極3〇〜32應考量平衡_ 不平衡轉換器2 1之特性，而配置在與線路部24、25、 27、28保有一定距離的位置為佳。引出電極23、26、 29 ’線路部24、25、27、28及屏蔽電極3〇〜32，係利用 ______：_9J；_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297^釐） ---------
裝 訂
544973 A7 ______B7 五、發明説明（~~^ " 政射法、蒸鍍法及印刷法等方法形成，而由銀-鈀（A g _ Pd)、銀（Ag)、鈀（pd)及銅（Cu)等材料構成。 各介電質片22 a〜2 2j藉由堆積並經過一體化鍛燒，即形 成如圖2所示的積層體4 〇。於積層體4 〇前方的側面上，形 成接地端予G1、不平衡訊號端子41，以及屏蔽端子G2 ; 於積層體4 0後方的側面上，形成平衡訊號端子4 2 a、4 2 b 和中繼端予43。端子41〜43、G1、G2係以濺射法、蒸鍍 法、塗佈法等方法形成，而由Ag-pd、Ag、pd及Cu等材 料構成。 不平衡訊號端子4 1電性連接於引出電極2 3的端部2 3 a ; 平衡訊號端子4 2 a電性連接於線路部2 5的端部2 5 a ;平衡訊 號端子42b電性連接於線路部28的端部28a ;中繼端子“ 電性連接於線路部24、27的端部24a、27a。接地端子（}1 電性連接於引出電極26、29的端部26a、29a ;屏蔽端子 G2^性連接於屏蔽電極3〇〜32的引出部3〇a〜32a。圖3為 積層型平衡-不平衡轉換器2丨之電氣等效電路圖。 包含以上結構的平衡-不平衡轉換器2 i，其線路部24、 2 5係配置於屏蔽電極3 〇、3丨之間，且具有帶線構造。線路 部27、28則配置於屏蔽電極3丨、32之間，且亦具有帶線 構造。而線路部24和27係介以中繼端子43而呈_聯連接， 構成阻抗元件之不平衡傳輸線路3 8 ;線路部25和28則分別 構成阻柷元件之平衡傳輸線路3 9、3 9。 線路部24、25與線路部27、28分別隔著介電質片22〇、 22g而對面形成，因此，線路部24的螺旋狀圖案與線路部
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五、發明説明（ 是藉由改變介 k 2 7、2 8的線 或者線路部2 7 3 9之接地端子 兩：大、旋狀圖案以平面來看略顯重疊，而於相向的部分呈 =磁搞合（線♦禺合）而構成_合器。同樣的，線路部27的螺 '疋狀圖案與線路部28的螺旋狀圖案以平面來看略顯重疊， 而於相向的部分呈電磁耦合（線耦合）而構成镇合器:此 外，不平衡傳輸線路38的一端（具體來說即線路部幻 4 2 7 a)雖為開放端，但亦可以是接地端。 凋整平衡-不平衡轉換器2丨的電氣特性時 電負片22。、22g的厚度或線路部24、25 寬，來調整線路部2 4和2 5之間的電磁耦合 與2 8之間的電磁耦合。 此外’由於電性連接於平衡傳輸線路3 9， G山1與屏蔽端子G2的電性相互獨立’因此不僅可作為接地 ‘子使用亦可作為偏壓端子等使用，例如，於行動電話 等移動式通汎裝置内組裝平衡·不平衡轉換器2 !，對以往連 接於接地的接地端子G丨施加偏壓電壓，可令傳輸平衡傳輸 線路3 9、3 9的平衡訊號放大。 圖4為組裝於移動式通訊裝置中的平衡_不平衡轉換器21 之要部電氣電路圖。平衡-不平衡轉換器21連接在濾波電路 F 11與低雜訊放大器Amp之間。從濾波電路叩輸入的不平 衡訊號S1會透過平衡-不平衡轉換器2丨轉換成平衡訊號 S2 ’此平衡訊號S2則從平衡訊號端子42a、421?輸出至低 雜訊放大器Amp。 在此對平衡-不平衡轉換器2 1的接地端子G 1施加偏壓電 壓’於疋’偏壓電壓將經由平衡傳輸線路3 9、3 9施加至低 L_____> 11 - 本紙張尺度適用中國國家:標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂 線 544973
隹^ 、大器Amp ,作為低雜訊放大器Amp的電源電壓，如 此可達成電路單純化，進而使移動式通訊裝置小型化。 此外，2 1平衡-不平衡轉換器因頂面形成有屏蔽電極 30故具有屏蔽效果。屏蔽電極3〇雖露出於頂面上，但亦 可使用其他介電質片整體覆蓋住此屏蔽電極30。 又參圖3，說明將此平衡_不平衡轉換器21作為平衡-不 平衡訊號轉換器使用時的情形。當不平衡訊號§1輸入至不 平衡訊號端子41時，不平衡訊號S1即於不平衡傳輸線路 3 8(引出電極23 一線路部以一中繼端子43一線路部27)内 傳輸。而線路部24藉由電磁耦合線路部25，線路部27藉由 電磁耦合線路部28，令不平衡訊號S1轉換成平衡訊號S2 後，從平衡訊號端子42a、42b輸出此平衡訊號32。反 4，當平衡訊號S2輸入至平衡訊號端子42a、42b時，平 衡釩號S 2將傳輸於平衡傳輸線路3 9、3 9間，並於不平衡傳 輸線路38内被轉換成不平衡訊號S1後，自不平衡訊號端子 4 1輸出。 [第二實施形態，圖5及圖6 ] 第一 η &形怨的平衡·不平衡轉換器，係於前述第一實施 形恐的平衡-不平衡轉換器21中，於介電質片22a與22b之 間’***表面設有偏壓電容器圖案33之介電質片22k者。 亦即’如圖5所示，介電質片2 2 k係設置於介電質片2 2 a與 22b之間，其表面並形成偏壓用電容器圖案33 ;偏壓用電 容器圖案33的引出部33a露出於介電質片22k前方邊上的 左側。而利用此偏壓用電容器圖案3 3與屏蔽用電容器圖案 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 544973 A7
30，形成例如30pF左右的偏壓用電容器c。亦即，屏蔽電 容器圖案30亦可作為偏壓用電容器圖案之功能使用。電Z 器圖案30、33為任意形狀，然*電容器圖案3〇為求屏蔽效 果’以設定為廣面積為佳。 各介電質片22a〜2 2k藉由堆積並經過一體化鍛燒，形成 :圖2所示的積層體。於積層體前方的側面上，形成共偏壓 端予、不平衡訊號端子41 ,以及屏蔽端子G2 ;於積層 體後方的側面上’形成平衡訊號端子仏、42b和中繼端子 43 〇 圖6為積層型平衡_不平衡轉換器51之電氣等效電路圖。 共偏壓端子G1介以偏壓用電容器c，而連接於平衡傳輸線 路39、39的其中各n由以上結構，可得内建有偏壓 用電容器C之積層型平衡-不平衡轉換器51。 前述第-實施形態的平衡-不平衡轉換器21，錢用接地 端子G丨作為偏壓端子時，視情況^同而有特性惡化的可能 性’然本實施㈣之平衡·不平衡轉換器’料共偏壓端子 G1與屏蔽端子（接地）G2之間具有偏壓用電容器c，故可防 止此特性惡化的問題。 [其他實施形態] “本發明之積層型平衡-不平衡轉換器不限於上述實施形 恐，而可在其要旨範圍内進行種種變更。 例如’線路部24'25、27、28可為任意形狀，除了螺旋 狀《外可採用蛇行、直線等形狀。此外，線路部未必 1須設定為W4波長的長度，所有的線路部也無需將線寬 --- - - * K ? * 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)
裝 訂
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長又疋為相同尺寸0 此外線路部除了配置於兩個屏蔽電極間的帶線結構 外，亦可於介電基板（背面設有屏蔽電極）的表面配置線路 部’即採用所謂的微帶線結構。 人^^述實施形態的積層型平衡_不平衡轉換器，係於堆積 』丨㈠片22 a〜2 2k而成的積層體之上下，配置包含線路部 2 5的轉合器及包含線路部2 7、2 §的轉合器，當然， 亦可將此等耦合器配置於介電質片的左右。 再者’由線路邵電磁耦合而構成的耦合器不限於兩個， 吓可使用三個以上，例如可包含一對平衡傳輸線路以及電 辛禹a此對平衡傳輸線路之兩個不平衡傳輸線路，即所 謂的雙平衡-不平衡轉換器亦可。或者亦可為包含一個不平 衡傳輸線路以及電磁耦合此不平衡傳輸線路之兩對平衡傳 輸線路而形成之平衡_不平衡轉換器。 又平衡傳輸線路與不平衡傳輸線路之電磁耦合不限於線 轉ά ’亦可為線圈_合。此外，前述實施形態係針對單獨 對平衡傳輸線路3 9、3 9施加偏壓電壓之例進行說明，但如 以不平衡傳輸線路3 8的一端（線路部2 7之端部2 7 a)為接地 ‘的情形下’亦可多設置電性連接於不平衡傳輸線路3 8的 接地端子，而對該接地端子施加偏壓電壓。 此外’前述實施形態係以單一產品為例進行說明，但於 量產之情況下’可製作備有數個平衡-不平衡轉換器的底基 板’並切割成所要的尺寸製出成品。不僅如此，前述實施 形怨係於堆積形成導體的介電質片後，經一體化鍛燒而 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) μ規格(21〇 χ 297公爱) 544973
成’但不在此限’彳電質片亦可使用預先經過鍛燒者，並 π可藉由以下說明之製造方法來製作平衡_不平衡轉換器： 利用印刷等万法塗佈膠狀的介電質材料形成介電質層後， 於該介電質層的表面塗佈膠狀的導電材料，形成任音導 體；接著’於前述導體上開始塗佈膠狀的介電質材料，炊 後依序重覆塗佈，藉此得到具有積層構造之平衡·不平衡轉 換器。 如上所述，根據本發明，由於其中設有電性獨立於屏蔽 端子之接地端子，故能夠例如將此接地端子作為偏壓端子 使用。亦即，只要單獨對連接於平衡傳輸線路的接地端子 施加偏壓電壓，即可放大傳輸於平衡傳輸線路間之平衡訊 號。此外，藉由内建偏壓用電容器，可對此偏壓用電容器 施加偏壓電壓，故可穩定進行平衡訊號之放大。 產業上利用之可能性 如上所述’本發明之積層型平衡-不平衡轉換器，可有效 作為無線通訊裝置用I C平衡-不平衡訊號轉換器或相位轉換 器等使用。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ 297公釐）
Claims (1)
- 544973 A8 B8f積層型平衡-不平衡轉換器，其特徵在於具有： 線磁Γ: 士:由以下堆積而構成:-對平衡傳輸 e則述一對平衡傳輸線路之單一不平衡傳 =路、㈣於前述平衡傳輸線路及前述不平衡傳 =至少任-方的傳輸線路之錢電極，以及複數個介 且電性連接於 且電性連接於4接地端子，其設於前述積層體的表面 前述平衡傳輸線路； 二屏蔽端子，其設於前述積層體的表面 前述屏蔽電極；及 2 . 而前述接地端子與屏蔽端子之電性相互獨立。 種積層型積層型平衡.不平衡轉換器，其特徵在於具 裝一對平衡傳輸線路； 一個不平衡傳輸線路，其係電磁耦合前述一對平衡 輸線路； 不平衡訊號端子，其係電性連接於前述不平衡傳輸線 路之一端； ”兩個平衡訊號端子，其係分別電性連接於前述一對平 衡傳輸線路之一端； 一個共偏壓端子，其係分別電性連接於前述一對平衡 傳輸線路之另一端；及 偏壓用電容器，其係電性連接於前述共偏壓端子與接 地之間。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 8 8 8 8 A B c D 544973 六、申請專利範圍 3. —種積層型平衡-不平衡轉換器，其特徵在於具有： 一對平衡傳輸線路； 一個不平衡傳輸線路，其係電磁耦合前述一對平衡傳 輸線路； 屏蔽電極，其係面向於前述平衡傳輸線路及前述不平 衡傳輸線路中至少任一方之傳輸線路； 一對偏壓用電容器圖案， 積層體，其係至少堆積數個介電層而構成； 共偏壓端子，其係設於前述積層體的表面，並電性連 接於前述平衡傳輸線路及前述一對偏壓用電容器圖案的 其中一個電容器圖案； 屏蔽端子，其設於前述積層體的表面，且電性連接於 前述屏蔽電極和另一個電容器圖案；及 而前述共偏壓端子與前述屏蔽端子之電性相互獨立。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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