具有变容二极管的滤波电路结构的制作方法

本实用新型涉及电路结构技术领域，尤其涉及滤波电路技术领域，具体是指一种具有变容二极管的滤波电路结构。

背景技术：

现有技术中针对电源，尤其是DC-DC电源、方波时钟等容易产生高频噪声的敏感电路上，通常会在这些电路的源端上并联几个容值不同的滤波电容，如图1所示，图1为现有技术中并联两个电容的滤波电路的结构示意图，图中在电路的两个端口之间并联了两个电容，分别为第一电容C1与第二电容C2，其中第一电容C1为100pF，第二电容C2为33pF，第一电容从与第一端口Port1相接近，第二电容从与第二端口Port2相接近，在类似于图1中的这种并联多颗电容的电路中虽然能够增加滤波带宽的作用，但多颗并联电容形成的谐振区也大大恶化了滤波效果，如图2所示，图2为图1中的并联两个电容的滤波电路的滤波效果图，其中，横轴代表频率，其单位为GHz，纵轴代表插入损耗，其单位为(dB)，从图2中可以看出，图2中M2点所示的抑制点是由图1中的C1产生的，其中C1为100pF，抑制930MHz附近的干扰，M3点所示抑制点是由图1中的C2产生的，其中C2为33pF，抑制642MHz附近的干扰。M1点是由图1中C1(100pF)的感性区和C2(33pF)的容性区谐振产生的谐振点，M1点是抑制效果只有12dB，是抑制效果最差的点，是滤波电路中不希望有的。所以并联两个滤波电容只有在M2点和M3点附近产生较好的滤波效果，但是因为有谐振点M1的存在大大减少了滤波的带宽，同理，并联多颗电容也会产生类似的现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种改善滤波带宽较窄的不足的、结构简单，综合性能较优的具有变容二极管的滤波电路结构。

为了实现上述目的，本实用新型的具有变容二极管的滤波电路结构具有如下构成：

该具有变容二极管的滤波电路结构，其主要特点是，所述的滤波电路结构包括一变容二极管，所述的变容二极管的阴极与所述的滤波电路结构中的两个端口之间的引出点相连接，所述的变容二极管的阳极接地。

较佳地，所述的变容二极管的阴极与所述的滤波电路结构中的两个端口之间的引出点之间还串接一电容。

更佳地，所述的电容的大小由所述的滤波电路结构的滤波频段所决定。

更佳地，所述的电容与所述的变容二极管的阴极的连接处引出一端点连接一电压控制端。

更进一步的，述的电压控制端的电压控制范围由所述的滤波电路结构的滤波频段所决定。

更进一步的，所述的电压控制端与所述的电容与所述的变容二极管的阴极的连接处引出一端点之间还串接一电阻。

更进一步的，所述的电压控制端为一内置预设电压参数的寄存器。

更佳地，所述的电容的型号为muRata的56pF。

较佳地，所述的变容二极管的型号为东芝的1SV302。

采用该具有变容二极管的滤波电路结构，电路结构中在两个端口中并联一变容二极管，通过该变容二极管实现滤波带宽大大变宽，通过对电压控制端中的电压参数的调节，实现抑制点可以根据需要连续移动，滤波效果好，改善了现有技术中通过在电路中并联几颗滤波电容导致的滤波带宽较窄的不足，同时解决了并联电容会相互组合产生抑制效果极差的谐振点的问题。

附图说明

图1为现有技术中的并联两个电容的滤波电路的结构示意图。

图2为图1中的并联两个电容的滤波电路的滤波效果图。

图3为一实施例中本实用新型的具有变容二极管的滤波电路结构的电路结构示意图。

图4为型号为东芝的1SV302的变容二极管的控制电压与电容的对应关系图。

图5为一实施例中具有变容二极管的滤波电路结构在824MHz频点附近的滤波效果图。

图6为一实施例中具有变容二极管的滤波电路结构在1407MHz频点附近的滤波效果图。

图7为一实施例中具有变容二极管的滤波电路结构在1990MHz频点附近的滤波效果图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图3所示，图3为一实施例中本实用新型的具有变容二极管的滤波电路结构的电路结构示意图，该具有变容二极管D的滤波电路结构，其中，所述的滤波电路结构包括一变容二极管D，所述的变容二极管D的阴极2与所述的滤波电路结构中的两个端口之间的引出点相连接，其中，所述的滤波电路结构中的两个端口分别为第一端口Port1及第二端口Port2，所述的变容二极管D的阳极1接地。

在上述实施例中，所述的变容二极管D的阴极2与所述的滤波电路结构中的两个端口之间的引出点之间还串接一电容C。

在上述实施例中，所述的电容C的大小由所述的滤波电路结构的滤波频段所决定。

在上述实施例中，所述的电容C与所述的变容二极管D的阴极2的连接处引出一端点连接一电压控制端。

在上述实施例中，所述的电压控制端的电压控制范围由所述的滤波电路结构的滤波频段所决定。

在上述实施例中，所述的电压控制端与所述的电容C与所述的变容二极管D的阴极的连接处引出一端点之间还串接一电阻R，该电阻的阻值大小由所要滤波的频段所决定，用于隔离滤波电路和电源电路。

在上述实施例中，所述的电压控制端为一内置预设电压参数的寄存器，如图3所示，在该实施例中，所述的寄存器为单片机MCU中的一个模块，通过MCU里配置寄存器里的电压参数，输出一个可变的控制电压CV，从而改变滤波的中心频点，当然在其他实施例中也可通过其他具有寄存功能的芯片来作为电压控制端来提供控制电压CV。

在上述实施例中，所述的电容C的型号为muRata的56pF。

在上述实施例中，所述的变容二极管D的型号为东芝的1SV302。

上述实施例的具有变容二极管的滤波电路结构为一种抑制点可以连续移动的滤波电路，该电路针对现有技术中电路上并联的几颗滤波电容的滤波带宽较窄的不足，并且并联电容会相互组合产生抑制效果极差的谐振点的问题，引入了变容二极管，实现滤波带宽大大变宽，并且抑制点可以根据需要连续移动，滤波效果好，其中，变容二极管是通过外加电压改变二极管的空间电荷区的宽度，从而改变二极管的势垒的电容量。变容二极管就是利用这种特性制成的电容元件。

在如图3所示的具有变容二极管的滤波电路结构中，电容C有滤波和隔断直流的作用,当变容二极管D的控制电压从CVL(最低控制电压)升到CVH(最高控制电压)时，变容二极管D的电容值从最大值CH降到最小值CL，其中，在上述实施例中电容R可以取阻值为100KΩ的电阻，可以通过控制电压控制端的电压值控制变容二极管D的电容值。第一端口Port1与第二端口Port2为连接在具有变容二极管的滤波电路结构中的两个端口。

将上述实施例中的具有变容二极管的滤波电路结构应用于实际应用中可实现滤波的功能，对于该具有变容二极管的滤波电路结构中器件型号的选取及运行方式如下：

1、确定所述的具有变容二极管的滤波电路结构的需要滤波的频段f；

2、根据频段f选择合适的电容C；

3、确定电压控制端输出合适的电压的变化范围；

4、实际电路中测量电压控制端输出的每个电路对应的抑制频率；

5、在寄存器中写入电压控制端输出电压与抑制频率的对应关系，如在上述实施例中，只需将电压控制端输出电压与抑制频率的对应关系预先写入包括该寄存器的单片机即可，通过寄存器内的预存参数，输出一个可变的控制电压CV即可改变滤波的中心频点。

通过该具有变容二极管的滤波电路结构实现：滤波带宽增宽，可调节性强，应用在电源等电路上解决电磁兼容的问题。

上述实施例中的具有变容二极管的滤波电路结构可应用在滤除电源上产生在GSM网络频段的频带内干扰杂散，GSM网络的频段主要在824-1990MHz之间(该频段是选取的GSM通讯频段，实际上本实用新型不仅限于在该频段进行使用)，此时在上实施例中，变容二极管D选用东芝的1SV302，电容C选用muRata的56pF，R选用100kΩ。其中，型号为东芝的1SV302的变容二极管的控制电压与电容的对应关系如图4所示，其中，纵轴表示电容大小，单位为PF，横轴表示反向电压大小，单位为V，图2体现了电容与反向电压的变化的关系，且是在频率为1MHz，温度为25℃时测量到的参数。

图5至图7，分别为824至1990MHz频带内低、中、高三个频点来测试滤波效果示意图，图5至图7中，每张图的横轴均代表频率单位GHz，纵轴代表插入损耗单位dB，其中，图5为一实施例中具有变容二极管的滤波电路结构在824MHz频点附近的滤波效果图；图6为一实施例中具有变容二极管的滤波电路结构在1407MHz频点附近的滤波效果图；图7为一实施例中具有变容二极管的滤波电路结构在1990MHz频点附近的滤波效果图。

从图5可以看出824MHz频点附近的滤波效果，当电压控制端的电压为0.7V，对应变容二极管D的电容约为70pF，这时Port1至Port2的对应关系如图5所示。

从图6可以看出1407MHz频点附近的滤波效果，当电压控制端的电压为7.5V，对应变容二极管D的电容约为15pF，这时Port1至Port2的对应关系如图6所示。

从图7可以看出1990MHz频点附近的滤波效果，当电压控制端的电压为12.4V，对应变容二极管D的电容约为6pF，这时Port1至Port2的对应关系如图7所示。

从效果图中可以看出，本实用新型的具有变容二极管的滤波电路结构通过引入变容二极管实现滤波的频带带宽大大变宽，并且抑制点可以根据需要连续移动，滤波效果好。电路简单，成本低，易实现。

采用该具有变容二极管的滤波电路结构，电路结构中在两个端口中并联一变容二极管，通过该变容二极管实现滤波带宽大大变宽，通过对电压控制端的电压的调节，实现抑制点可以根据需要连续移动，滤波效果好，改善了现有技术中通过在电路中并联几颗滤波电容导致的滤波带宽较窄的不足，同时解决了并联电容会相互组合产生抑制效果极差的谐振点的问题。

本实用新型的具有变容二极管的滤波电路结构技术方案中，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件电路的改进，硬件部分并非仅仅属于执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本实用新型仅仅利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。