专利名称：可切换的高频带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频带通滤波器。本发明特别涉及一种可切换的高频带通滤波器，应用于高频通讯技术领域中，可对两个不同频率的高频信号分别提供不同的滤波器变换函数。
背景技术：
在今天的高频通讯技术领域中，为了增加可用于通讯的频谱范围，已经开发出多重频率用通讯电子产品，例如双频手机或多频手机。典型地，在多重频率用通讯电子产品中，必须分别针对每一工作频率设计适当的组成组件电路，以应每一工作频率的特定需求。结果，造成多重频率用通讯电子产品中的组成组件电路的数目过多，不仅妨碍了高频通讯系统的尺寸缩小，也提高生产成本。
为了减小多重频率用通讯电子产品的尺寸，期望每一工作频率可共享相同的组成组件电路，以减少必要的组成组件的数目。然而，每一组成组件电路的高频特征皆不相同，所以难以应用于每一工作频率。换言之，倘若每一工作频率信号共享相同的组成组件电路，则可能遭遇到各工作频率的信号间发生互相干扰的问题。
举例而言，高频带通滤波器时常应用于高频通讯系统中，用以执行频率选择的功能。在多重频率用通讯电子产品中，为了对每一工作频率提供最佳的频率选择的功能，必须针对每一工作频率设计专用的高频带通滤波器，以对不同频率的高频信号分别提供不同的滤波器变换函数。然而，如前所述，此方式不仅妨碍了多重频率用通讯电子产品的尺寸缩小，也提高其生产成本。
发明内容
有鉴于前述问题，本发明的一个目的在于提供一种可切换的高频带通滤波器，可提供两种不同的滤波器变换函数给予两种不同的高频频率信号，以提高频率选择能力，而降低各频率信号间的干扰。
本发明的另一目的在于提供一种可切换的高频带通滤波器，可提供两种不同的滤波器变换函数给予两种不同的高频频率信号，以减少必要的关联于高频带通滤波器的组成电子组件的数目，而缩小尺寸并降低生产成本。
依据本发明的一实施方案，提供一种可切换的高频带通滤波器，包括一输入节点与一输出节点、一可切换的LC谐振器、以及一切换信号输入接口电路。该可切换的LC谐振器耦合于该输入节点与该输出节点间，用来为经由该输入节点与该输出节点间传送的有不同频率的多个高频信号提供多个可切换的滤波器变换函数。该切换信号输入接口电路耦合至该可切换的LC谐振器。一切换信号经由该切换信号输入接口电路施加至该可切换的LC谐振器，以控制该可切换的LC谐振器对于该具有不同频率的多个高频信号分别提供该多个可切换的滤波器变换函数中的一适当函数。
优选地，该可切换的LC谐振器包括一电感性单元，耦合于该输入节点与地面间；一第一电容性单元，耦合于该输入节点与地面间，使得该电感性单元与该第一电容性单元构成一第一状态并联LC谐振电路；以及一第二电容性单元，耦合于该输入节点与地面间，使得该电感性单元、该第一电容性单元、与该第二电容性单元构成一第二状态并联LC谐振电路。
优选地，该切换信号是一直流电压信号，具有一预定的低电压位准与一预定的高电压位准，并且当该切换信号处于该预定的低电压位准时，该切换信号控制该第二电容性单元成为一赋能状态，而当该切换信号处于该预定的高电压位准时，该切换信号控制该第二电容性单元成为一不赋能状态，使得该可切换的LC谐振器切换于该第一状态并联LC谐振电路与该第二状态并联LC谐振电路间。
图1显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器的电路示意图。
图2(a)显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器在第一状态时的高频等效电路示意图。
图2(b)显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器在第二状态时的高频等效电路示意图。
图3(a)显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器在第一状态时所提供的滤波器变换函数。
图3(b)显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器在第二状态时所提供的滤波器变换函数。
组件符号说明100 可切换的高频带通滤波器101 可切换的LC谐振器102 切换信号输入接口电路200 高频信号发生器201 第一频率产生电路202 第二频率产生电路300 缓冲器400 直流阻挡电路C1～C5电容D1二极管L1，L2电感R1电阻S1，S2高频信号f1，f2频率具体实施方式
下文中的说明与附图将使本发明的前述与其它目的、特征、与优点更明显。现将参照附图详细说明依据本发明的优选实施方案。
图1显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器100的电路示意图。参照图1，可切换的高频带通滤波器100的输入节点以参考符号A来标记且其输出节点以参考符号B来标记。可切换的高频带通滤波器100的输入节点A是用以接收高频信号发生器200所输出的两种不同频率的高频信号。举例而言，高频信号发生器200由第一频率产生电路201与第二频率产生电路202所组成。第一频率产生电路201是用以产生具有第一频率f1的第一高频信号S1，而第二频率产生电路202是用以产生具有第二频率f2的第二高频信号S2。在本发明的一实施方案中，第二高频信号S2的第二频率f2约为第一高频信号S1的第一频率f1的两倍。本领域的技术人员应了解依据本发明的可切换的高频带通滤波器100不限于此处所举的实施方案，而可应用于第一高频信号S1与第二高频信号S2间具有任何频率关系的情况。
举例而言，第一频率产生电路201与第二频率产生电路202由不同的电压控制震荡器(VCO)所形成。因此，供应适当的调频电压VT至第一频率产生电路201与第二频率产生电路202，可产生所期望的第一高频信号S1与第二高频信号S2。此外，高频信号发生器200由一切换信号SW所控制，以决定第一频率产生电路201与第二频率产生电路202中何者处于赋能状态而何者处于不赋能(禁制)状态，从而确定从高频信号发生器200所输出的为第一高频信号S1或是第二高频信号S2。
如图1所示，在本发明的一实施方案中，第一高频信号S1与第二高频信号S2经由一缓冲器300而输入可切换的高频带通滤波器100的输入节点A。可切换的高频带通滤波器100的输出节点B则输出经过滤波器变换处理后的第一高频信号与第二高频信号。此类从可切换的高频带通滤波器100的输出节点B而来的信号经由一直流阻挡电路400而耦合至一共享的高频输出端OUT。举例而言，直流阻挡电路400为一电容组件(未图示)，其一端耦合至可切换的高频带通滤波器100的输出节点B而另一端则耦合至该共享的高频输出端OUT。在该情况下，由电容组件所构成的直流阻挡电路400可隔绝直流信号的通过，同时不妨碍高频信号的传送。
参照图1，可切换的高频带通滤波器100包括一可切换的LC谐振器101，耦合于输入节点A与输出节点B间，以及一切换信号输入接口电路102，耦合至可切换的LC谐振器101。可切换的LC谐振器101提供可切换的滤波器变换函数经由输入节点A与输出节点B间传送的第一高频信号S1与第二高频信号S2。经由切换信号输入接口电路102，前述用以控制高频信号发生器200的切换信号SW也应用来控制可切换的LC谐振器101，以确定对于具有不同频率的第一高频信号S1与第二高频信号S2分别提供适当的滤波器变换函数。
具体而言，可切换的LC谐振器101包括由第一电感L1与第一电容C1所构成的一电感性单元；由第二电容C2所构成的第一电容性单元；以及由第三电容C3、二极管D1、第四电容C4、与电阻R1所构成的第二电容性单元。在电感性单元中，第一电感L1的一端耦合至一外界直流电压源VDC，而另一端则耦合至输入节点A与输出节点B。再者，第一电容C1的一端耦合至外界直流电压源VDC，而另一端则接地。在第一电容性单元中，第二电容C2的一端耦合至输入节点A与输出节点B，而另一端则接地。在第二电容性单元中，第三电容C3的一端耦合至输入节点A与输出节点B，而另一端则耦合至二极管D1的P极。第四电容C4串联耦合于二极管D1的N极与地面间。电阻R1也串联耦合于二极管D1的N极与地面间。
具体而言，切换信号输入接口电路102包括第二电感L2以及第五电容C5。第二电感L2的一端耦合至二极管D1的P极，而另一端则用以接收切换信号SW。第五电容C5的一端耦合于第二电感L2中用以接收切换信号SW的端子，而另一端则接地。在本发明中，切换信号SW设计成具有预定的低电压位准与预定的高电压位准的两种状态的直流电压信号。此外，具有预定的低电压位准的切换信号SW无法导通二极管D1，而具有预定的高电压位准的切换信号SW则可导通二极管D1。对于直流电压信号而言，第二电感L2的作用如同短路，而第五电容C5的作用如同开路。因此，切换信号SW如同直接耦合至二极管D1的P极。
现将参照图1及图2(a)与2(b)详细说明依据本发明的可切换的高频带通滤波器100的操作。首先参照图1，当经由切换信号输入接口电路102输入可切换的LC谐振器101的切换信号SW位于预定的低电压位准时，二极管D1并未被导通。结果，可切换的LC谐振器101中的由第三电容C3、二极管D1、第四电容C4、与电阻R1所构成的第二电容性单元处于不赋能(开路)状态，亦即第二电容性单元对于可切换的LC谐振器101所提供的高频变换函数没有贡献。
图2(a)显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器100在切换信号SW位于预定的低电压位准时的高频等效电路示意图。参照图2(a)，高频信号发生器200设计成使得当切换信号SW位于预定的低电压位准时，仅第二频率产生电路202处于赋能状态，因而输出具有第二频率f2的第二高频信号S2。另一方面，因为可切换的LC谐振器101中的第一电容C1在高频领域下可等效于短路，所以第一电感L1变成串联耦合于输入节点A与地面间。结果，可切换的LC谐振器101变成由第一电感L1与第二电容C2所组成的一LC并联谐振电路。
回头再参照图1，当经由切换信号输入接口电路102输入可切换的LC谐振器101的切换信号SW位于预定的高电压位准时，二极管D1被导通。结果，可切换的LC谐振器101中的由第三电容C3、二极管D1、第四电容C4、与电阻R1所构成的第二电容性单元处于赋能状态，亦即第二电容性单元对可切换的LC谐振器101所提供的高频变换函数产生贡献。
图2(b)显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器100在切换信号SW位于预定的高电压位准时的高频等效电路示意图。参照图2(b)，高频信号发生器200设计成使得当切换信号SW位于预定的高电压位准时，仅第一频率产生电路201处于赋能状态，因而输出具有第一频率f1的第一高频信号S1。另一方面，如前所述，因为可切换的LC谐振器101中的第一电容C1在高频领域下可等效于短路，所以第一电感L1变成串联耦合于输入节点A与地面间。再者，既然可切换的LC谐振器101中的由第三电容C3、二极管D1、第四电容C4、与电阻R1所构成的第二电容性单元处于赋能状态，故第二电容性单元必须出现于图2(b)所示的可切换的LC谐振器101中。请注意在本发明图2(b)所示的第二电容性单元中，二极管D1于导通状态下可被视为短路，且电阻R1与第四电容C4的阻抗值设计成远大于第三电容C3的阻抗值，使得在高频领域下可将第四电容C4视为短路。结果，可切换的LC谐振器101变成由第一电感L1、第二电容C2、与第三电容C3所组成的一LC并联谐振电路。
图3(a)与3(b)显示依据本发明的可切换的高频带通滤波器100所提供的滤波器变换函数，其中图3(a)显示当切换信号SW位于预定的低电压位准时，可切换的高频带通滤波器100所提供的滤波器变换函数，而图3(b)显示当切换信号SW位于预定的高电压位准时，可切换的高频带通滤波器100所提供的滤波器变换函数。
参照图3(a)，当切换信号SW位于预定的低电压位准时，第二频率产生电路202输出具有第二频率f2的第二高频信号S2。在此情况下，如前所述，可切换的LC谐振器101由第一电感L1与第二电容C2所组成的LC并联谐振电路。从图3(a)可知，可切换的LC谐振器101提供适当的滤波器变换函数，以对具有第二频率f2的第二高频信号S2实行所期望的带通滤波功能。
参照图3(b)，当切换信号SW位于预定的高电压位准时，第一频率产生电路201输出具有第一频率f1的第一高频信号S1。在此情况下，如前所述，可切换的LC谐振器101由第一电感L1、第二电容C2、与第三电容C3所组成的LC并联谐振电路。由于第三电容C3的存在，使得可切换的LC谐振器101的滤波器变换函数向左偏移，故可对具有较低频率的第一高频信号S1实行所期望的带通滤波功能。此外，从图3(b)清楚可知，可切换的LC谐振器101在此状态下可成功地防止具有2f1的频率的二次谐波噪声HN通过，实现减低二次谐波噪声HN干扰的优点。
综上所述，依据本发明可切换的高频带通滤波器可提供两种不同的变换函数给两种不同的频率信号，提高频率选择能力，从而降低各频率信号间的干扰。再者，依据本发明的可切换的高频带通滤波器可提供两种不同的变换函数给两种不同的频率信号，从而减少必要的组成电子组件的数目，实现缩小尺寸并降低成本。
虽然本发明已由优选实施方案作为例示加以说明，应该了解本发明不限于此被揭露的实施方案。相反地，本发明倾向于涵盖对于本领域的技术人员而言明显的各种修改与相似配置。因此，权利要求的范围应根据最广的诠释，以包容所有此类修改与相似配置。
权利要求
1.一种可切换的高频带通滤波器；其包含一输入节点与一输出节点；一可切换的LC谐振器，耦合于所述的输入节点与所述的输出节点间，用以提供多个可切换的滤波器变换函数以经由所述的输入节点与所述的输出节点间传送的具有不同频率的多个高频信号，以及一切换信号输入接口电路，耦合至所述的可切换的LC谐振器，其中一切换信号经由所述的切换信号输入接口电路施加至所述的可切换的LC谐振器，以控制所述的可切换的LC谐振器对于所述的具有不同频率的多个高频信号分别提供所述的多个可切换的滤波器变换函数中的一个适当的函数。
2.根据权利要求1所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的可切换的LC谐振器包含一电感性单元，耦合于所述的输入节点与地面间；一第一电容性单元，耦合于所述的输入节点与地面间，使得所述的电感性单元与所述的第一电容性单元构成一第一状态并联LC谐振电路；以及一第二电容性单元，耦合于所述的输入节点与地面间，使得所述的电感性单元、所述的第一电容性单元、与所述的第二电容性单元构成一第二状态并联LC谐振电路。
3.根据权利要求2所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的切换信号是一直流电压信号，具有一预定的低电压位准与一预定的高电压位准，并且当所述的切换信号处于所述的预定的低电压位准时，所述的切换信号控制所述的第二电容性单元成为一赋能状态，而当所述的切换信号处于所述的预定的高电压位准时，所述的切换信号控制所述的第二电容性单元成为一不赋能状态，使得所述的可切换的LC谐振器切换于所述的第一状态并联LC谐振电路与所述的第二状态并联LC谐振电路间。
4.根据权利要求3所述的可切换的高频带通滤波器，还包括一直流阻挡电路，具有一第一端子与一第二端子，其中所述的第一端子耦合于所述的输出节点而所述的第二端子作为一共享的高频输出端，用以阻绝一直流信号的通过。
5.根据权利要求3所述的可切换的高频带通滤波器，还包括一高频信号发生器，耦合于所述的输入节点，用以产生所述的具有不同频率的多个高频信号并且由所述的切换信号所控制，使得在任何时间中仅允许所述的多个高频信号中的一个输入所述的输入节点。
6.根据权利要求5所述的可切换的高频带通滤波器，还包括一缓冲器，耦合于所述的高频信号发生器与所述的输入节点间。
7.根据权利要求5所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的高频信号发生器包括一第一频率产生电路，耦合于一调频电压与所述的输入节点间，用以产生具有第一频率的一第一高频信号，以及一第二频率产生电路，耦合于所述的调频电压与所述的输入节点间，用以产生具有第二频率的一第二高频信号，其中所述的第二频率大于所述的第一频率，并且当所述的切换信号处于所述的预定的低电压位准时，所述的切换信号控制所述的第二频率产生电路成为一赋能状态，从而允许所述的第二高频信号输入所述的输入节点，而当所述的切换信号处于所述的预定的高电压位准时，所述的切换信号控制所述的第二频率产生电路成为一赋能状态，从而允许所述的第一高频信号输入所述的输入节点。
8.根据权利要求7所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的第二高频信号的所述的第二频率约为所述的第一高频信号的所述的第一频率的两倍。
9.根据权利要求2所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的电感性单元包含一第一电感，其一端耦合至一外界直流电压源而其另一端则耦合至所述的输入节点与所述的输出节点，以及一第一电容，其一端耦合至所述的外界直流电压源而其另一端则接地。
10.根据权利要求2所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的第一电容性单元包含一第二电容，其一端耦合至所述的输入节点与所述的输出节点而其另一端则接地。
11.根据权利要求2所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的第二电容性单元包含一第三电容，其一端耦合至所述的输入节点与所述的输出节点；一二极管，具有一P极与一N极，其中所述的P极耦合至所述的第三电容的另一端与所述的切换信号输入接口电路，用以接收所述的切换信号；一第四电容，串联耦合于所述的二极管的所述的N极与地面间；以及一电阻，串联耦合于所述的二极管的所述的N极与地面间。
12.根据权利要求11所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的切换信号是一直流电压信号，具有一预定的低电压位准与一预定的高电压位准，并且当所述的切换信号处于所述的预定的低电压位准时，所述的切换信号无法导通所述的二极管，而当所述的切换信号处于所述的预定的高电压位准时，所述的切换信号使所述的二极管导通。
13.根据权利要求11所述的可切换的高频带通滤波器，其中所述的切换信号输入接口电路包括一第二电感，其一端耦合至所述的二极管的所述的P极而另一端则用以接收所述的切换信号，以及一第五电容，其一端耦合于所述的第二电感中用以接收所述的切换信号的所述的另一端，而其另一端则接地。
全文摘要
本发明涉及一种可切换的高频带通滤波器，其包含一输入节点与一输出节点、一可切换的LC谐振器、以及一切换信号输入接口电路。该可切换的LC谐振器耦合于该输入节点与该输出节点间，用来为经由该输入节点与该输出节点间传送的有不同频率的多个高频信号提供多个可切换的滤波器变换函数。该切换信号输入接口电路耦合至该可切换的LC谐振器。一切换信号经该切换信号输入接口电路施加至该可切换的LC谐振器，以控制该可切换的LC谐振器对于该具有不同频率的多个高频信号分别提供该多个可切换的滤波器变换函数中的一个适当函数。
文档编号H03H11/04GK1543066SQ0312410
公开日2004年11月3日 申请日期2003年4月29日 优先权日2003年4月29日
发明者叶明训 申请人:台达电子工业股份有限公司