一種射頻濾波電路的製作方法
2023-11-01 20:19:07 2
一種射頻濾波電路的製作方法
【專利摘要】一種射頻濾波電路，包括至少兩級諧振模塊（1、2），在相鄰兩個諧振模塊之間串聯有變容耦合部（4），所述變容耦合部（4）包括隔直通交電容（C4）和受控於調諧電壓電路（3）的耦合變容二極體（D5）；所述調諧電壓電路（3）改變諧振模塊頻點的同時，改變耦合變容二極體（D5）的容值，達到在諧振模塊的高、低頻點變化時，所述射頻濾波電路的帶寬基本相同。本發明可以補償高低頻率點的帶寬和Q值，所以可以很好的平衡高頻點和低頻點差損的大小。通過本發明耦合方式，可使得寬於400-470MHZ頻段或是136-174MHZ頻段的電調濾波器變得可以實現。本發明適用於N級諧振模塊所組成的濾波電路。
【專利說明】一種射頻濾波電路
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種適合於無線通訊終端，尤其是適合於對講機上使用的射頻濾波電 路。
【背景技術】
[0002] 接收射頻頻譜的選擇性與射頻靈敏度，對於接收機等無線接收設備非常重要。而 影響這些性能指標最重要的電路部分就是射頻濾波器。
[0003] 現有的射頻濾波器基本上都採用固定電容耦合的方式來連接相鄰兩級諧振單元。 如圖1所示的射頻電可調濾波器，包括第一諧振模塊100、第二諧振模塊200、第三諧振模塊 300至第N諧振模塊N100,在所述第諧振模塊100和第二諧振模塊200通過電容C100耦合， 在所述第二諧振模塊200和第三諧振模塊300之間通過電容C200耦合，在所述第N-1諧振 模塊（N-1) 100和第N諧振模塊N100之間通過電容CN100耦合，通過諧振（TUNE)電壓電路 1000控制每個諧振模塊對應的變容二極體(未畫出），從而使每個諧振模塊的諧振中心頻率 隨著電壓的變化而變化。這樣就實現了不同頻率的選擇性。
[0004] 這種射頻濾波電路隨著中心頻率的變化，存在高頻點和低頻點的帶寬變化太大， 使得在帶寬比較寬的頻點上，對雜散的抑制度較差，造成無線通訊終端的抗幹憂性變差；而 在帶寬比較窄的頻點上，其差損比較大，造成無線通訊終端的靈敏度變差。這樣就在對帶寬 更寬的應用上受到限制。
【發明內容】
[0005] 為了克服上述問題，本發明向社會提供一種在高頻點或低頻點時，濾波電路的帶 寬保持基本相同的射頻濾波電路。
[0006] 本發明的技術方案是：提供一種射頻濾波電路，包括至少兩級諧振模塊，可以是第 一級到第N級，N是大於1的正整數，在相鄰兩個諧振模塊之間串聯有變容耦合部，所述變 容耦合部包括隔直通交電容C4和受控於調諧電壓電路3的耦合變容二極體D5 ;所述調諧 電壓電路在改變諧振模塊頻點的同時，改變耦合變容二極體D5的容值，達到在諧振模塊的 高、低頻點變化時，所述射頻濾波電路的帶寬基本相同。
[0007] 作為對本發明的改進，所述諧振模塊為兩級，其中第一諧振模塊，用於接收射頻信 號，允許諧振頻率附近的頻譜通過，而濾除遠離諧振頻率的頻譜；第二諧振模塊與第一諧振 模塊諧振在同一頻點，用於接收射頻信號，選擇諧振頻率附近的頻譜通過，使得對諧振頻率 有更好的選擇性，而對遠離諧振頻率的頻譜產生更好的抑制。
[0008] 作為對本發明的改進，所述調諧電壓電路隨著預設諧振頻率的升高，其輸出電壓 相應地升高，反之，則下降；所述變容二極體，隨著所述調諧電壓電路的輸出電壓的升高，其 容值相應地減小，反之，則升高。
[0009] 作為對本發明的改進，所述第一諧振模塊包括第一電容C1，所述第一電容C1第一 端連接輸入端，第一電容C1的第二端連接第一電感L1第一端與第二電容C2第一端，第一 電感L1的第二端與第二電容C2的第二端接地；第三電容C3的第一端連接第一電容Cl的 第二端與第一電感L1、第二電容C2的第一端，第三電容C3的第二端與第一變容二極體D1 的陰級連接，第一變容二極體D1的陽極接地。
[0010] 作為對本發明的改進，所述第二諧振模塊包括第二電感L2,所述第二電感L2的第 一端連接耦合變容二極體D5的陽極，第二電感L2的第二端接地；第二電感L2的第一端依 次連接第五電容C5、第六電容C6和第七電容C7的第一端；第五電容C5的第二端接地；第 六電容C6的第二端連接第二變容二極體的陰級；第二變容二極體的陽極接地；第七電容第 一端連接第六電容的第一端，第七電容的第二端連接第八電容的第一端，並通過第八電容 的第一端連接輸出端；第八電容的第二端接地。
[0011] 作為對本發明的改進，所述變容耦合部包括耦合變容二極體D5和第四電容C4,所 述第四電容C4的第二端與耦合變容二極體D5的陰級連接，第四電容C4的第一端連接第一 諧振模塊；耦合變容二極體D5的陽極連接第二諧振模塊。
[0012] 作為對本發明的改進，所述調諧電壓電路，包括第三電阻R3,所述第三電阻R3的 第一端接諧振電壓，所述第三電阻R3的第二端接第一電阻R1、第二電阻R2和第四電阻R4 的第一端；第一電阻R1的第二端接第一變容二極體D1的陰極；第二電阻R2的第二端接第 二變容二極體D2的陰極；第四電阻R4的第二端接耦合變容二極體D5的陰極和第四電容C4 的第二端；諧振電壓由CPU通過數模轉換器控制。
[0013] 本發明由於採用了在相鄰兩個諧振模塊之間串聯有變容耦合部，所述變容耦合部 包括隔直通交電容C4和授控於調諧電壓電路3的耦合變容二極體D5 ;所述調諧電壓電路 根據諧振模塊頻點的變化，而改變調諧電壓電路的輸出電壓，從而改變耦合變容二極體D5 的容值的結構，所以本發明更適合於應用在寬帶電調濾波器的領域，由於本發明可以補償 高低頻率點的帶寬和Q值，所以可以很好的平衡高頻點和低頻點差損的大小。通過本發明 耦合方式，可使在寬於400-470MHZ頻段或是136-174MHZ頻段的電調濾波器是可以實現的。 本發明適用於N級諧振模塊所組成的濾波電路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是現有的射頻濾波電路結構原理示意圖。
[0015] 圖2是本發明的射頻濾波電路結構原理示意圖。
[0016] 圖3是圖2所示原理的一個具體實施例的結構示意圖。
[0017] 圖4是現有的固定值耦合電容為10PF時低頻點的頻率響應曲線示意圖。
[0018] 圖5是現有的固定耦合電容為10PF時高頻點的頻率響應曲線示意圖。
[0019] 圖6是本發明可變耦合電容為5PF時高頻點的頻率響應曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 請參見圖2和圖3,圖2和圖3所揭示的一種射頻濾波電路，包括至少兩級諧振模 塊1、2,以及第三級諧振模塊31，至第N級諧振模塊N，N是大於1的正整數，在相鄰兩個諧 振模塊之間串聯有變容耦合部4,所述變容耦合部4包括隔直通交電容C4和授控於調諧電 壓電路3的耦合變容二極體D5 ;所述調諧電壓電路3在諧振模塊頻點變化的同時，調諧電 壓電路3的輸出電壓也發生改變，在這裡具體是電壓升高，從而使耦合變容二極體D5的容 值減小，達到在諧振模塊的高、低頻點變化時，所述射頻濾波電路的帶寬基本相同。
[0021] 優選的，所述諧振模塊可以為兩級，其中第一諧振模塊1，用於接收射頻信號，允許 諧振頻率附近的頻譜通過，而濾除遠離諧振頻率的頻譜；第二諧振模塊2與第一諧振模塊1 諧振在同一頻點，用於接收射頻信號，選擇諧振頻率附近的頻譜通過，使得對諧振頻率有更 好的選擇性，而對遠離諧振頻率的頻譜產生抑制；所述調諧電壓電路3隨著預設諧振頻率 的升高，其輸出電壓相應地升高，反之，則下降；所述變容二極體D5,根據所述調諧電壓電 路3的輸出電壓的升高，其容值相應地減小，反之，則升高。
[0022] 第一諧振模塊1和第二諧振模塊2實現對中心頻率的選擇，並且抑制掉離中心頻 率較遠的頻率部分；採用耦合變容二極體D5,使得在頻率低端和頻率高端帶通濾波器的帶 寬，並沒有像固定電容耦合那麼變化顯著，而且頻率高端的差損相比之前也減小了。本發明 可以補償高端或是低端的帶寬，並且在不損失靈敏度的前提下，拓展整個接收電可調濾波 器的可調頻率範圍。或是在不想要拓展整個接收電可調濾波器的可調頻率範圍的情況下， 在頻率高端或是低端，提高接收機的靈敏度。
[0023] 優選的，所述第一諧振模塊1包括第一電容C1，所述第一電容C1第一端連接輸入 端，第一電容C1的第二端連接第一電感L1第一端與第二電容C2第一端，第一電感L1第二 端與第二電容C2第二端接地；第三電容C3第一端連接第一電容C1的第二端與第一電感 L1、第二電容C2的第一端，第三電容C3第二端與第一變容二極體D1的陰級連接，第一變容 二極體D1的陽極接地。
[0024] 優選的，所述第二諧振模塊2包括第二電感L2,所述第二電感L2的第一端連接耦 合變容二極體D5的陽極，第二電感L2第二端接地；第二電感L2的第一端依次連接第五電 容C5、第六電容C6和第七電容C7的第一端；第五電容C5的第二端接地；第六電容C6的第 二端連接第二變容二極體的陰級；第二變容二極體的陽極接地；第七電容第一端連接第六 電容的第一端，第七電容的第二端連接第八電容的第一端，並通過第八電容的第一端連接 輸出端；第八電容的第二端接地。
[0025] 優選的，所述變容耦合部4包括耦合變容二極體D5和第四電容C4,所述第四電容 C4第二端與耦合變容二極體D5的陰級連接，第四電容C4的第一端連接第一諧振模塊；耦 合變容二極體D5的陽極連接第二諧振模塊。
[0026] 優選的，所述調諧電壓電路3,包括第三電阻R3,所述第三電阻R3的第一端接諧振 電壓，所述第三電阻R3的第二端接第一電阻R1、第二電阻R2和第四電阻R4的第一端；第 一電阻R1的第二端接第一變容二極體D1的陰極；第二電阻R2的第二端接第二變容二極體 D2的陰極；第四電阻R4的第二端接耦合變容二極體D5的陰極和第四電容C4的第二端；諧 振電壓由CPU通過數模轉換器控制。
[0027] 下面結合圖4、圖5和圖6來進一步說明本發明的優點。
[0028] 如圖4所示，現有技術中，當耦合電容為固定的10PF時，在低頻點，其10db帶寬為 47MHZ，中心頻點為126. 8MHZ，在中心頻點處的差損為-3. 6dB。
[0029] 如圖5所示，當耦合電容為固定的10PF時，在高頻點，其10dB帶寬為84MHZ，中心 頻點為151. 9MHZ，在中心頻點處的差損為-3. 5dB。
[0030] 從圖4和圖5可知，傳統的固定電容耦合濾波器，其低頻點與高頻點的帶寬差異較 大，在高頻點時，其帶寬往往超出合適帶寬很多，而差損也不會比低頻點好很多，這嚴重影 響到了接收機的靈敏度與抗幹擾性。
[0031] 如圖6所示，在高頻點時，耦合電容變為5PF的濾波器波形圖(低頻點時電容不變， 其效果可以參考圖4)。可以看出其帶寬變為55MHZ，而其中心頻點變為160. 7MHZ，其差損也 變為較小的_2.0dB。
[0032] 將圖4和圖5,與圖6進行比較可知，將耦合電容改為可變電容的方式，對於濾波器 的帶寬、差損和可調諧頻率範圍等指標都有較好的改善。
【權利要求】
1. 一種射頻濾波電路，包括至少兩級諧振模塊（1、2)，其特徵在於，在相鄰兩個諧振 模塊之間串聯有變容耦合部（4)，所述變容耦合部（4)包括隔直通交電容（C4)和受控於調 諧電壓電路（3 )的耦合變容二極體（D5 );所述調諧電壓電路（3 )改變諧振模塊頻點的同時， 改變耦合變容二極體（D5)的容值，達到在諧振模塊的高、低頻點變化時，所述射頻濾波電路 的帶寬基本相同。
2. 根據權利要求1所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述諧振模塊為兩級，其中第 一諧振模塊，用於接收射頻信號，允許諧振頻率附近的頻譜通過，而濾除遠離諧振頻率的頻 譜；第二諧振模塊與第一諧振模塊諧振在同一頻點，用於接收射頻信號，選擇諧振頻率附近 的頻譜通過，使得對諧振頻率有更好的選擇性，而對遠離諧振頻率的頻譜產生抑制。
3. 根據權利要求1或2所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述調諧電壓電路隨著預 設諧振頻率的升高，其輸出電壓相應地升高，反之，則下降；所述變容二極體，所述調諧電壓 電路的輸出電壓的升高，其容值相應地減小，反之，則升高。
4. 根據權利要求2或3所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述第一諧振模塊包括第 一電容（C1)，所述第一電容（C1)第一端連接輸入端，第一電容（C1)的第二端連接第一電感 (L1)第一端與第二電容（C2)第一端，第一電感（L1)第二端與第二電容（C2)第二端接地； 第三電容（C3)第一端連接第一電容（C1)的第二端與第一電感（L1)、第二電容（C2)的第一 端，第三電容（C3)第二端與第一變容二極體（D1)的陰級連接，第一變容二極體（D1)的陽極 接地。
5. 根據權利要求2或3所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述第二諧振模塊包括第 二電感（L2)，所述第二電感（L2)的第一端連接耦合變容二極體（D5)的陽極，第二電感（L2) 第二端接地；第二電感（L2)的第一端依次連接第五電容（C5)、第六電容（C6)和第七電容 (C7)的第一端；第五電容（C5)的第二端接地；第六電容（C6)的第二端連接第二變容二極體 的陰級；第二變容二極體的陽極接地；第七電容第一端連接第六電容的第一端，第七電容 的第二端連接第八電容的第一端，並通過第八電容的第一端連接輸出端；第八電容的第二 端接地。
6. 根據權利要求1、2或3所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述變容耦合部包括耦 合變容二極體（D5)和第四電容（C4)，所述第四電容（C4)第二端與耦合變容二極體（D5)的 陰級連接，第四電容（C4)的第一端連接第一諧振模塊；耦合變容二極體（D5)的陽極連接第 _諧振|吳塊。
7. 根據權利要求1、2或3所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述調諧電壓電路，包括 第三電阻（R3)，所述第三電阻（R3)的第一端接諧振電壓，所述第三電阻（R3)的第二端接第 一電阻（R1)、第二電阻（R2)和第四電阻（R4)的第一端；第一電阻（R1)的第二端接第一變 容二極體（D1)的陰極；第二電阻（R2)的第二端接第二變容二極體（D2)的陰極；第四電阻 (R4)的第二端接耦合變容二極體（D5)的陰極和第四電容（C4)的第二端；諧振電壓由數模 轉換器控制。
8. 根據權利要求4所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述變容耦合部包括耦合變容 二極體（D5)和第四電容（C4)，所述第四電容（C4)第二端與耦合變容二極體（D5)的陰級連 接，第四電容（C4)的第一端連接第一諧振模塊；耦合變容二極體（D5)的陽極連接第二諧振 模塊。
9. 根據權利要求5所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述變容耦合部包括耦合變容 二極體（D5)和第四電容（C4)，所述第四電容（C4)第二端與耦合變容二極體（D5)的陰級連 接，第四電容（C4)的第一端連接第一諧振模塊；耦合變容二極體（D5)的陽極連接第二諧振 模塊。
10. 根據權利要求7所述的射頻濾波電路，其特徵在於：所述變容耦合部包括耦合變容 二極體（D5)和第四電容（C4)，所述第四電容（C4)第二端與耦合變容二極體（D5)的陰級連 接，第四電容（C4 )的第一端連接第一諧振模塊；耦合變容二極體（D5 )的陽極連接第二諧振 模塊。
【文檔編號】H03H9/52GK104104359SQ201410335360
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】韓康, 劉偉, 陳文彬, 勞中堂, 康華坤, 曾騰蛟 申請人:深圳市森虎科技有限公司