专利名称：滤波器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滤波器电路，特别涉及可转换非平衡/平衡信号为平衡/非平衡信号的滤波器电路，且在此特别有关包含体声波晶片(BAW，bulkacoustic wafer)谐振器的滤波器电路。再者，本发明涉及具有多个体声波晶片谐振器的滤波器电路，其可于滤波器电路的输入端口及输出端口之间转换阻抗电平。
背景技术：
如体声波晶片滤波器的以谐振器为基础的射频滤波器具有两基本拓扑，其将被更详细讨论于图1及图2。
第一拓扑(见图1)为所谓梯式滤波器。梯式滤波器100包含一输入端口102，具有一第一输入端104及一第二输入端106。再者，梯式滤波器100包含一输出端口108，具有一第一输出端110及一第二输出端112。输入信号IN被施加至输入端口102之第一输入端104，而输出信号OUT被施加至输出端口108之第一输出端110。图1所示滤波器100中，两串联谐振器RS1及RS2被串联于第一输入端104及第一输出端110之间。再者，提供两并联谐振器RP1及RP2。第一并联谐振器RP1与输入端口102及第一串联谐振器RS1并联。第二并联谐振器RP2与输出端口108及第二串联谐振器RS2并联。第二输入端106及第二输出端112连接至参考电位，如接地。并联谐振器RP1及RP2亦连接至参考电位。图1所示的传统滤波器为具有可传输非平衡信号的单输入IN及单输出OUT的二阶的梯式滤波器。
图2中，具有一阶(两串联谐振器及两并联谐振器)的已知格子滤波器(桥式滤波器)被更详细讨论。图2说明中，已参考图1被讨论的类似或相同装置将具有相同的附图标记。
格子滤波器120可于输入端口102的第一输入端104及第二输入端106处接收平衡输入信号IN。平衡输出信号OUT被输出于端110及112处的输出信号108。串联谐振器RS1被提供于第一输入端104及第一输出端110之间。同样地，串联谐振器RS2被提供于第二输入端106及第二输出端112之间。第一并联谐振器RP1连接于第一输入端104及第二输出端112之间。第二串联谐振器RS2连接于第二输入端106及第一输出端110之间。图2所示的滤波器120为全差分，也就是输入端口102及110被平衡。
具有良好选择性及低插入损失的滤波器可通过体声波晶片滤波器来制造，其被用来建构阻抗组件滤波器之各块体或阶。这些滤波器具有两基本拓扑，其将参考图1及图2被更详细讨论。
关于参考图1及图2所说明的滤波器，应注意串联谐振器及并联谐振器较佳为体声波晶片滤波器，其中该串联谐振器及并联谐振器分别以预定谐振频率来制造。并联谐振器的谐振频率较佳被调谐至串联谐振器的谐振频率，以获得预期滤波器效应。应注意被用于梯式滤波器100中的串联谐振器及并联谐振器不同于被用于格子滤波器120，特别是具有主要相同滤波器特性但不同拓扑的滤波器电路中的串联谐振器及并联谐振器。
然而，梯式滤波器100中，仅可接收非平衡输入信号及输出各非平衡输出信号。同时，格子滤波器120仅可接收平衡输入信号及平衡输出信号的输出。
然而，具有必须执行非平衡输入信号对平衡输出信号的转换/变换，或平衡输入信号对非平衡输出信号之转换/转变。再者，具有替代地或额外地转换平衡/非平衡信号为非平衡/平衡信号不同端口阻抗的应用存在于输入及输出处，其亦必须被处理。
执行各转换/变换的传统方法是提供被称为平衡-非平衡转换器(balun)的传统组件。平衡-非平衡转换器可为磁性转换器，电感电容电路或狭条线结构，其中平衡-非平衡转换器于图1及图2所示滤波器电路之前或之后被配置于印刷电路板上。滤波器之前或之后使用分离平衡-非平衡转换器可能增加印刷电路板所需组件数及所需空间。
表面声波(SAW)滤波器中，声波平衡功能可在不需附加组件下被实施，然而，其会明显增加滤波器的整体表现。再者，此平衡功能使滤波器对静电放电非常敏感及操控电源可被进一步断然限制，也就是跨越该滤波器结构的可传输电源非常低。该表面声波滤波器的一例被说明于JP 2000-114917A中。被耦合表面声波滤波器的另一缺点是这些滤波器的响应通常较阻抗组件滤波器的响应为差，特别是所谓频率滚降或带通附近的选择性。
例如，转换非平衡信号为平衡信号的一各技术方案被说明于EP 1 202454 A，类似图1及图2的滤波器结构根据其来组合，意指格子滤波器被连接至梯式滤波器的输出。然而，此方案对实际应用该滤波器具有明显缺点，且特别不利是其仅与浮动差分负载相关，意指不允许接地的射频泄漏电流。
关于体声波晶片滤波器，阻抗转换可以何方式被建议执行的技术方案尚未知。
基于此现有技术，本发明目的是提供一种改良滤波器电路，其可以简单方式转换平衡/非平衡信号为非平衡/平衡信号，其中该滤波级及平衡-非平衡转换器被形成于基板上。
此目的通过根据权利要求1的滤波器电路来实现。
发明内容
本发明提供一种具有一平衡端口、一非平衡端口、一基板及一串联电路的滤波器电路。串联电路包括一滤波级及一平衡-非平衡转换器，且被配置于平衡端口及非平衡端口之间。
较佳是，串联电路的滤波级包括多个体声波晶片谐振器及在此至少一串联体声波晶片谐振器及至少一并联体声波晶片谐振器。
根据第一较佳实施例，滤波级被连接至非平衡端口之非平衡滤波级，而平衡-非平衡转换器被连接至平衡端口。
根据另一较佳实施例，滤波级被连接至平衡端口的平衡滤波级，而平衡-非平衡转换器被连接至非平衡端口。
根据另一较佳实施例，滤波级被连接至平衡端口的平衡滤波级，而另一串联电路包括被连接至非平衡端口的非平衡滤波级。此实施例中，平衡-非平衡转换器被连接于平衡滤波级及非平衡滤波级之间。所有滤波级及平衡-非平衡转换器在此亦被形成于相同基板上。
另外，其提供串联电路中的转接组件，其被连接于滤波级及非平衡端口或平衡端口之间，且与滤波级组件及平衡-非平衡转换器组件一起被形成于基板上。
较佳是，平衡-非平衡转换器系为一转换器组件，其具有至少两个被形成于基板上的线圈。
根据本发明另一较佳实施例，平衡-非平衡转换器的线圈被选择使其具有不同圈数，阻抗转换得以因最终缠绕比率而被实施于滤波器电路的两端口之间。
基板较佳为具有高电阻的基板，其中线圈通过如金属轨来形成。可替代是，线圈可被配置于基板上的声波反射器被提供的区域中。
因此，本发明提供一种射频滤波器，且特别是通过使用体声波晶片技术来实现的射频滤波器，其包含附加单块被动组件，如转换器(平衡-非平衡转换器)及附加线圈、电容器或电阻器组件。
本发明是以阻抗组件滤波器预期特性及转换非平衡/平衡信号为平衡/非平衡信号的可能性的结合，可通过修改体声波晶片谐振器之一般制程而获得使附加平衡-非平衡转换器可被制造于滤波器芯片(基板)上的知识为基础。此亦开启滤波器输入端口之间阻抗电平转换的可能性。
根据本发明，可使用阻抗组件滤波器并同时执行转换平衡/非平衡信号为非平衡/平衡信号及若需要以单块型式位于滤波器芯片内的阻抗电平转换，其意指不需外部组件。较佳是，平衡-非平衡转换器被配置于彼此顶部且被彼此磁性耦合的两螺旋型线圈。
本发明优点被用于制造平衡-非平衡转换器之处理亦开启产生具有高Q因子之单块线圈(螺旋型电感率)的可能性，其接着可被当作平衡-非平衡转换器的组件或另外当作转接组件。目前，传统滤波器电路中的这些转接组件被实施为滤波器芯片外的外部组件，其会产生上述问题。
本发明另一优点是电感性电容器另外可以简单方式来制造，所以其亦意指因不同介电物质层所造成的滤波器芯片上的单块组件可被用来制造体声波晶片谐振器。以该法制造的电容器可被当作转接电容器或耦合电容器。
相较于传统体声波晶片制造方法，仅需较小修改，其为制造获得该组件(平衡-非平衡转换器，电感率，电容器)所需的厚金属所必须者。需要附加幕罩层，然而其仅些许增加处理支出。
本发明较佳实施例将参考附图被讨论如下。其显示图1一种具有二阶的已知梯式滤波器，包含两串联谐振器及两并联谐振器；图2一种具有一阶的已知格子滤波器，包含两串联谐振器及两并联谐振器；图3本发明的滤波器电路的第一实施例，非平衡输入端口处具有非平衡滤波器阶，平衡输出处具有平衡-非平衡转换器。
图4本发明的滤波器电路的第二实施例，平衡输入端口处具有平衡滤波器阶，非平衡端口处具有平衡-非平衡转换器。
图5本发明的滤波器电路的第三实施例，平衡输入端口处具有平衡滤波级，非平衡端口处具有非平衡滤波级，而平衡-非平衡转换器被配置于该两滤波级之间。
图6类似图4所示的本发明的滤波器电路的第四实施例，其另外包含转接组件；及图7描绘平面平衡-非平衡转换器结构的简略例。
具体实施例方式
本发明较佳实施例以下说明中，相同或类似组件被提供相同的附图标记。
图3显示本发明的滤波器电路100的第一实施例。滤波器电路100包括一非平衡端202及具有两平衡端口204a及204b的一平衡端204。串联电路包括一滤波级206，而平衡-非平衡转换器208被连接于非平衡端202及平衡端204之间。图3所示实施例中，滤波级206如同图1所示例的梯式滤波器型式的非平衡滤波级。滤波级206包括两串联谐振器RS1及RS2及两并联谐振器RP1及RP2。
非平衡端202包括一第一节点210及一第二节点212。第二节点212被连接至参考电位214，如接地。滤波级206包括一串联电路，包含被连接于第一节点210及第三节点216间的两串联谐振器RS1及RS2。第一并联谐振器RP1被连接于参考电位214及第一串联谐振器RS1及第二串联谐振器RS2间的节点218之间。第二并联谐振器RP2被连接于第三节点216及参考电位214之间。
平衡-非平衡转换器208通过两耦合线圈220a及222a来形成，其中第一线圈220a的第一端220b被连接至第三节点216。第二端220c或第一线圈220a被连接至参考电位214。
平衡端204的第一端口204a包括被连接至参考电位214的一第一节点224及一第二节点226。同时，第二端口204b包括一第一端228及与第一端口204a共享的一节点226。
平衡信号被分别分接及接收于节点224及226及节点228及226之间。
平衡-非平衡转换器208的第二线圈220a的第一端220b被连接至第一平衡端口204a的第一节点224。第二线圈220a的第二端220c被连接至第二平衡端口204b的第一节点。
因此，图3显示被与平衡-非平衡转换器组合的梯式滤波器拓扑。滤波器本身具有梯式结构且可具有大于在此所示的二阶以改善选择性。另外，该阶可具有不同大小之串联及并联谐振器以进一步改善选择性。本发明较佳实施例中，平衡-非平衡转换器主要为被磁性耦合的两螺旋型线圈。
为了将电阻损失及寄生电容保持很低，预期使用修改体声波晶片制程来产生被用于制造具有非常厚的线圈组件的金属。被使用金属轨或金属区域的厚度应使其通过与体声波晶片谐振器所使用电极金属厚度相较之2至20因子而介于800公厘至10微米范围内及更大。
图3所示滤波级组件及平衡-非平衡转换器208组件如图3简略所示一起被形成于芯片或基板S上。如上述，此仅需些许修改体声波晶片制程，其包含稍微较高成本但却具有避免芯片S被配置的电路板上的外部组件。再者，此减轻整个制程。
基板S较佳为具有高电阻的基板，而线圈较佳通过一个或若干介电层被与该基板隔离。根据本发明较佳实施例，因为在此体声波晶片谐振器所需的声波反射器被形成于基板S中，且相同程度被选择使相同平衡-非平衡转换器2 08以上可额外被形成，所以此可以简单方式来实施。
根据一实施例，平衡-非平衡转换器具有1∶1的缠绕比率，但初级及次级缠绕中的圈数可被改变以获得端202及204间之阻抗电平转换。
本发明具有平衡-非平衡转换器208整合及体声波晶片谐振器为基础的滤波器结构内的另外线圈及电容器整合可被达成于相同基板S上，其中仅需少数附加幕罩步骤。平衡-非平衡转换器及滤波级组合具有不同拓扑，其可被大致选择滤波是在转换之前或之后被执行。第一例中，滤波级可获得梯式滤波器结构及稍后例中的格子滤波器结构。由于与梯式滤波器结构相较下，格子滤波器结构于带通外衰减递增，故其较优。
本发明另外实施例将参考图4至图6被更详细讨论如下，其中图4显示格子滤波器结构而非被使用于图3的梯式滤波器结构的被连接至滤波器电路的平衡输入204的第二实施例。平衡-非平衡转换器208被连接于滤波级206及非平衡端202之间。
图4所示实施例中，滤波级206中，第一串联谐振器RS1被连接于平衡-非平衡转换器208之第二线圈222a的第一端222b及平衡输出204的端224之间。第二串联谐振器RS2被连接于平衡-非平衡转换器208的第二线圈222a的第二端222c及平衡输出204的第二端228之间。第一并联谐振器RP1被连接于第二线圈222a的第一端222b及平衡端204的第二节点228之间，而第二并联谐振器RP2被连接于第二线圈222a的第二端222c及平衡端204的第一节点224之间。
非平衡端202的第一节点210被连接至平衡-非平衡转换器208的第一线圈220a的第一端220b，而第一线圈220a的第二节点220c被连接至参考电位214及非平衡端202的第一节点212。类似图3所示实施例，体声波晶片谐振器RS1，RS2，RP1，RP2亦与平衡-非平衡换器208的组件一起被形成于共享基板或芯片上。
图5显示本发明另一实施例，所述实施例中，一阶梯式滤波器型式的非平衡滤波级，其不同于图4所示的是另一滤波级230已被连接于非平衡端202及平衡-非平衡转换器208之间。滤波级230包括被连接于非平衡端202的第一节点210及平衡-非平衡转换器208的第一线圈220a之第一端220b之间。再者，并联谐振器RP1被提供，其被连接于第一线圈220a之第一端220b及参考电位214之间。
同时于图5所示实施例中，所有体声波晶片谐振器及平衡-非平衡转换器的所有组件均被形成于共享基板。
图6显示图4所示实施例的另一实施例，转接块232被连接于滤波级206及平衡输出204之间。
块2 32包括一电感装置L及两电容装置C1及C2。电容装置及电感装置与平衡-非平衡转换器208组件及滤波级206的体声波晶片谐振器一起被形成于滤波器芯片上。与图4相比较，电容装置C1被连接于滤波级206的第一串联谐振器RS1及平衡输出204的第一节点224之间。第二电容装置C2被连接于滤波级206的第二串联谐振器RS2及平衡端204的第二节点228之间。电感装置L与平衡输出端204并联于第一串联谐振器RS1及第一电容装置C1间的节点及第二串联谐振器RS2及第二电容装置C2间的节点之间。
实施平面平衡-非平衡转换器结构之例将参考图7被更详细讨论如下。由多个金属轨所形成的平面结构被显示于图7。线圈由多个螺旋状被配置金属轨300，302及304所形成，其中轨302及304被连接至参考电位214及经由电子连接彼此相连。平衡-非平衡转换器208的第二线圈222a通过轨302及304形成，其以上述方式来连接且端222b及222c被描绘于图7。第一线圈220a通过轨300形成，而其端222b及222c亦被描绘。
关于上述，应注意只要参考输入及输出，则这些大致可互相交换。此意指信号流方向可被反转，使如非平衡信号源及平衡负载或非平衡负载及平衡信号源的所有结构均适用。
相对于现有技术，本发明优点是相同者包含当作附加组件的微缩磁性转换器，其被与滤波级组件一起被单块制造。
以上说明较佳实施例，然而本发明显然不受限于上述实施例。上述实施例之外，本发明的滤波器电路可包含输入侧及/或输出侧上的一个或若干阶。
附图标记表100 梯式滤波器102 输入端口104 输入端口的第一输入端106 输入端口的第二输入端108 输出端口110 输出端口的第一输出端112 输出端口的第二输出端114 参考电位120 格子滤波器200 滤波器电路202 非平衡端204 平衡端204a 平衡端口204b 平衡端口206 滤波级208 平衡-非平衡转换器210，212 节点214 参考电位216，218 节点220a 第一线圈220b 第一线圈的第一端220c 第一线圈的第二端222a 第二线圈222b 第二线圈的第一端222c 第二线圈的第二端224，226 平衡端204的节点228 平衡端204的节点
230 另一滤波级232 转接阶300，302 金属轨304 金属轨306 连接组件RS1，RS2串联谐振器RP1，RP2并联谐振器
权利要求
1.一种滤波器电路，包含一平衡端口(204)；一非平衡端口(202)；一基板(S)；及一滤波级(206，230)和一平衡-非平衡转换器(208)的一串联电路，被配置于所述平衡端口(204)和所述非平衡端口(202)间，其中，所述平衡-非平衡转换器(208)和所述滤波级(206)形成于所述基板(S)上。
2.如权利要求1的滤波器电路，其中，所述滤波级(206)包含至少一串联体声波晶片谐振器(RS1及RS2)及至少一并联体声波晶片谐振器(RP1及RP2)。
3.如权利要求1或2的滤波器电路，其中，所述滤波级(206)为连接至所述非平衡端口(202)的一非平衡滤波级，其中所述平衡-非平衡转换器(208)连接至所述平衡端口(204)。
4.如权利要求1或2的滤波器电路，其中，所述滤波级(206)为连接至所述平衡端口(204)的一平衡滤波级，其中所述平衡-非平衡转换器(208)连接至所述非平衡端口(202)。
5.如权利要求1或2的滤波器电路，其中，所述滤波级为连接至所述平衡端口(204)的一平衡滤波级(206)，且其中所述串联电路进一步包含连接至所述非平衡端口(202)的一非平衡滤波级(230)，其中所述平衡-非平衡转换器(208)连接于所述平衡滤波级(206)及所述非平衡滤波级(230)间，且其中所述滤波级(206，230)和所述平衡-非平衡转换器(208)形成于所述基板(S)上。
6.如权利要求1至5之一的滤波器电路，其中，所述串联电路进一步包含被连接于所述平衡滤波级(206)和所述非平衡端口(202)或所述平衡端口(204)间的一或多个转接组件(232，L，C1，C2)，其中所述转接组件形成于所述基板(S)上。
7.如权利要求1至6之一的滤波器电路，其中，所述平衡-非平衡转换器(208)为具有两线圈(220a，222a)的一转换器组件，其中所述线圈(220a，222a)形成于所述基板(S)上。
8.如权利要求7的滤波器电路，其中，所述线圈(220a，222b)具有一缠绕率以便实施在所述非平衡端口(202)及所述平衡端口(204)间的阻抗转换。
9.如权利要求7或8的滤波器电路，其中，所述基板(S)具有高电阻，且其中所述线圈(220a，222a)通过金属轨(300，302，304)而形成于所述基板(S)上。
10.如权利要求7或8的滤波器电路，其中，所述基板(S)具有一声波反射器，且所述体声波晶片谐振器(RS1，RS2，RP1，RP2)和所述线圈(220a，222a)形成于所述声波反射器上。
11.如权利要求9或10的滤波器电路，其中，所述线圈(220a，222a)的金属轨(300，302，304)具有800公厘及10微米的厚度。
全文摘要
一种滤波器电路，其包含一平衡端口(204)、一非平衡端口(202)及一基板(S)。滤波级(206)及一平衡－非平衡转换器(208)的一串联电路配置于所述平衡端口(204)和所述非平衡端口(202)之间。所述平衡－非平衡转换器(208)及该滤波级(206)形成于所述基板(S)上。
文档编号H03H7/42GK1672326SQ03817629
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月1日 优先权日2002年7月30日
发明者J·S·埃尔拉伊, H·-J·蒂姆梅, R·艾格纳, S·马克斯泰纳 申请人:因芬尼昂技术股份公司