專利名稱：可調整頻率響應的濾波器及調整濾波器的頻率響應的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種濾波器，尤指一種可調整頻率響應的濾波器及調整濾波器的頻率響應的方法。
背景技術：
請參考圖1，圖I為現(xiàn)有技術陷波濾波器100的示意圖。如圖I所示，陷波濾波器100包含一固定電容C, 一可變電容Cv,及一電感L。固定電容C的第一端是電連接于一信號輸入端IN?？勺冸娙軨v的第一端是電連接于固定電容C的第二端,可變電容Cv的第二端是電連接于一接地端。電感L的第一端是電連接于固定電容C的第二端，電感L的第二 端是電連接于接地端。請參考圖2，圖2為圖I陷波濾波器100的阻抗的頻率響應的示意圖。陷波濾波器100的阻抗的頻率響應曲線的最高點的頻率fp是為極點頻率(polefrequency),而陷波濾波器100的阻抗的頻率響應曲線的最低點的頻率fz是為零點頻率(zero frequency)。陷波濾波器100可于極點頻率fp附近通過想要的信號，以及于零點頻率fz附近過濾掉不想要的信號，因此陷波濾波器100可用于過濾信號輸入端IN輸入的信號。而陷波濾波器的極點頻率fp和零點頻率fz的頻率位置可由以下算式求得 /z=^^,|cT+C2)算式⑴ 7η算式⑵其中Lv是電感L的電感值，Cl是陷波濾波器上方的的電容值(亦即固定電容C的電容值)，C2是陷波濾波器下方的電容值(亦即可變電容Cv的電容值)?，F(xiàn)有技術陷波濾波器100是通過改變可變電容Cv的電容值來調整極點頻率fp和零點頻率fz的頻率位置，以使陷波濾波器100的極點頻率fp和零點頻率fz能位于所需的頻率位置。然而，根據(jù)算式(I)及算式(2)，當可變電容Cv的電容值改變時，極點頻率fp和零點頻率fz皆會改變?，F(xiàn)有技術陷波濾波器100無法僅單獨改變極點頻率fp或零點頻率fz的頻率位置，以使極點頻率fp及零點頻率fz分別位于所需要的頻率位置。因此現(xiàn)有技術陷波濾波器100于設計上仍有相當大的限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種可調整頻率響應的濾波器，包含一第一可變電容，其第一端電連接于一信號輸入端，一第二可變電容，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于一接地端，及一電感，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于該接地端。本發(fā)明還提供一種可調整頻率響應的濾波器，包含一可變電容，至少一電容調整單兀，及一電感。該可變電容的第一端是電連接于一信號輸入端。該電容調整單兀包含一固定電容，其第一端電連接于該可變電容的第二端，及一開關，其第一端電連接于該固定電容的第二端，第二端電連接于一接地端。該開關是于開啟時電連接該固定電容的第二端至該接地端。該電感的第一端是電連接于該第一可變電容的第二端，該電感的第二端是電連接于該接地端。本發(fā)明還提供一種可調整頻率響應的濾波器，包含一第一可變電容，一第二可變電容，至少一第一電容調整單元，至少一第二電容調整單元，及一電感。該第一可變電容的第一端是電連接于一信號輸入端。該第二可變電容的第一端是電連接于該第一可變電容的第二端，該第二可變電容的第二端是電連接于一接地端。該第一電容調整單兀包含一第一固定電容，其第一端電連接于該信號輸入端，及一第一開關，其第一端電連接于該第一固定電容的第二端，第二端電連接于該第一可變電容的第二端。該第一開關是于開啟時電連接該第一固定電容的第二端至該第一可變電容的第二端。該第二電容調整單元包含一第二固定電容，其第一端電連接于該第二可變電容的第一端，及一第二開關，其第一端電連接于該第二固定電容的第二端，第二端電連接于該接地端。該第二開關是于開啟時電連接該第二 固定電容的第二端至該接地端。該電感的第一端是電連接于該第一可變電容的第二端，該電感的第二端是電連接于該接地端。本發(fā)明還提供一種可調整頻率響應的濾波器，包含一第一可變電容，一第二可變電容，至少一電容調整單兀，及一電感。該第一可變電容的第一端是電連接于一信號輸入端。該第二可變電容的第一端是電連接于該第一可變電容的第二端，該第二可變電容的第二端是電連接于一接地端。該電容調整單元包含一固定電容，其第一端電連接于該信號輸入端，及一開關，其第一端電連接于該固定電容的第二端，第二端電連接于該第一可變電容的第二端。該開關是于開啟時電連接該固定電容的第二端至該第一可變電容的第二端。該電感的第一端是電連接于該第一可變電容的第二端，該電感的第二端是電連接于該接地端。本發(fā)明還提供一種可調整頻率響應的濾波器，包含多個電容調整單元，一可變電容，及一電感。每一電容調整單兀包含一固定電容，其第一端電連接于一信號輸入端，及一開關，其第一端電連接于該固定電容的第二端。該開關是于開啟時電連接該固定電容的第二端至該開關的第二端。該可變電容的第一端是電連接于該開關的第二端，該可變電容的第二端是電連接于一接地端。該電感的第一端是電連接于該開關的第二端，該電感的第二端是電連接于該接地端。本發(fā)明還提供一種可調整頻率響應的濾波器，包含多個第一電容調整單元，多個第二電容調整單兀，及一電感。每一第一電容調整單兀包含一第一固定電容，其第一端電連接于該信號輸入端，及一第一開關，其第一端電連接于該第一固定電容的第二端。該第一開關是于開啟時電連接該第一固定電容的第二端至該第一開關的第二端。每一第二電容調整單兀包含一第二固定電容，其第一端電連接于該第一開關的第二端，及一第二開關，其第一端電連接于該第二固定電容的第二端，第二端電連接于一接地端。該第二開關是于開啟時電連接該第二固定電容的第二端至該接地端。該電感的第一端是電連接于該第一開關的第二端，該電感的第二端是電連接于該接地端。另外，本發(fā)明還提供一種調整濾波器的頻率響應的方法，該濾波器包含一第一電容，其第一端電連接于一信號輸入端，一第二電容，其第一端電連接于該第一電容的第二端，第二端電連接于一接地端，及一電感，其第一端電連接于該第一電容的第二端，第二端電連接于該接地端，該方法包含量測該濾波器于一特定頻率的增益值；及根據(jù)該濾波器于該特定頻率的增益值調整該第一電容的電容值。


圖I為現(xiàn)有技術陷波濾波器的示意圖。圖2為圖I陷波濾波器的阻抗的頻率響應的示意圖。圖3為本發(fā)明濾波器的第一實施例的示意圖。圖4為本發(fā)明濾波器的第二實施例的示意圖。圖5為本發(fā)明濾波器的第三實施例的示意圖。圖6為本發(fā)明濾波器的第四實施例的示意圖。請參考圖7，圖7為本發(fā)明濾波器的第五實施例的示意圖。圖8為本發(fā)明濾波器的第六實施例的示意圖。圖9為本發(fā)明濾波器的第七實施例的示意圖。圖10為本發(fā)明濾波器調整低噪聲降頻器的高頻段的頻率響應的示意圖。圖11為本發(fā)明濾波器調整低噪聲降頻器的低頻段的頻率響應的示意圖。其中，附圖標記說明如下100，300，400，500，600，700，800，900 濾波器C，Ca，Cb 固定電容 Cv, Cvl, Cv2 可變電容IN信號輸入端L電感Tl, T2電容調整單元SI, S2開關fz零點頻率fp極點頻率
具體實施例方式請參考圖3，圖3為本發(fā)明濾波器300的第一實施例的示意圖。如圖3所示，濾波器300包含一第一可變電容Cvl, —第二可變電容Cv2,及一電感L。第一可變電容Cvl的第一端是電連接于一信號輸入端IN。第二可變電容Cv2的第一端是電連接于第一可變電容Cvl的第二端，第二可變電容Cv2的第二端是電連接于一接地端。電感L的第一端是電連接于第一可變電容Cvl的第二端，電感L的第二端是電連接于接地端。通過上述配置，由于第一可變電容Cvl的電容值是為可調，因此濾波器300可僅單獨改變第一可變電容Cvl的電容值來單獨調整零點頻率fz的頻率位置。亦即濾波器200可分別調整極點頻率fp及零點頻率fz的頻率位置，以使極點頻率fp及零點頻率fz分別位于所需要的頻率位置。請參考圖4，圖4為本發(fā)明濾波器400的第二實施例的示意圖。如圖4所示，濾波器400可還包含多個第一電容調整單兀Tl。第一電容調整單兀Tl包含一第一固定電容Ca,及一第一開關SI。第一固定電容Ca的第一端是電連接于信號輸入端IN。第一開關SI的第一端是電連接于第一固定電容的第二端，第一開關Si的第二端是電連接于第一可變電容Cvl的第二端。第一開關SI是于開啟時電連接第一固定電容Ca的第二端至第一可變電容Cvl的第二端。依據(jù)上述配置，濾波器400利用第一可變電容Cvl來微調濾波器300上方的電容值，且通過控制第一電容調整單元Tl的第一開關SI來粗調濾波器400上方的電容值。濾波器400亦可利用第二可變電容Cv2來微調濾波器400下方的電容值。請參考圖5，圖5為本發(fā)明濾波器500的第三實施例的示意圖。如圖5所示，濾波器500可還包含多個第二電容調整單元T2。第二電容調整單元T2包含一第二固定電容Cb，及一第二開關S2。第二固定電容Cb的第一端是電連接于第一可變電容Cvl的第二端。第二開關S2的第一端是電連接于第二固定電容Cb的第二端，第二開關S2的第二端是電連接于接地端。第二開關S2是于開啟時電連接第二固定電容Cb至接地端。依據(jù)上述配置，濾波器500可利用第一可變電容Cvl來微調濾波器500上方的電容值。濾波器500亦可利用第二可變電容Cv2來微調濾波器下方的電容值，且通過控制第二電容調整單元T2的第二開 關Cb來粗調濾波器下方的電容值。請參考圖6，圖6為本發(fā)明濾波器600的第四實施例的示意圖。如圖6所示，濾波器600包含一第一可變電容Cvl，多個第二電容調整單元T2，及一電感L。依據(jù)上述配置，濾波器600可利用第一可變電容Cvl來微調濾波器600上方的電容值,且通過控制第二電容調整單元T2的第二開關S2來粗調濾波器600下方的電容值。請參考圖7，圖7為本發(fā)明濾波器700的第五實施例的示意圖。如圖7所示，濾波器700包含一第一可變電容Cvl，一第二可變電容Cv2，多個第一電容調整單元Tl，多個第二電容調整單元T2，及一電感L。依據(jù)上述配置，濾波器700可利用第一可變電容Cvl來微調濾波器700上方的電容值，且通過控制第一電容調整單元Tl的第一開關SI來粗調濾波器700上方的電容值。濾波器700亦可利用第二可變電容Cv2來微調濾波器700下方的電容值，且通過控制第二電容調整單元T2的第二開關S2來粗調濾波器700下方的電容值。請參考圖8，圖8為本發(fā)明濾波器800的第六實施例的示意圖。如圖8所示，濾波器800包含多個第一電容調整單元Tl，一第二可變電容Cv2，及一電感L。依據(jù)上述配置，濾波器800可通過控制第一電容調整單元Tl的第一開關SI來粗調濾波器800上方的電容值，且濾波器800可利用第二可變電容Cv2來微調濾波器800下方的電容值。請參考圖9，圖9為本發(fā)明濾波器900的第七實施例的示意圖。如圖9所示，濾波器99包含多個第一電容調整單元Tl，多個第二電容調整單元T2，及一電感L。依據(jù)上述配置，濾波器900可通過控制第一電容調整單元Tl的第一開關SI來粗調濾波器900上方的電容值，且濾波器900可通過控制第二電容調整單元T2的第二開關S2來粗調濾波器900下方的電容值。上述濾波器可以有相當多的應用，舉例來說，濾波器可以應用于低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA)或者低噪聲降頻器(Low Noise Block, LNB)中，用以調整其頻率響應。在低噪聲降頻器的生產(chǎn)制造過程中，當電路被封裝后，現(xiàn)有技術濾波器的頻率響應就很難再被調整，然而電感的電感值并無法相當準確，電感值的誤差可能會造成封裝后量測到的頻率響應無法達到規(guī)格要求。而本發(fā)明的濾波器可通過調整濾波器上方的電容值(亦即單獨調整零點頻率fz的頻率位置)來補償電感值的誤差對頻率響應造成的影響。請參考圖10及圖11，圖10為本發(fā)明濾波器調整低噪聲降頻器的高頻段的頻率響應的示意圖，圖11為本發(fā)明濾波器調整低噪聲降頻器的低頻段的頻率響應的示意圖。在高頻段中，低噪聲降頻器的本地振蕩頻率為10. 6GHz，而低噪聲降頻器的圖像排斥率是為頻率于11. 55GHz的功率增益值及頻率于9. 65GHz的功率增益值的差值，以及頻率于12. 75GHz的功率增益值及頻率于8. 45GHz的功率增益值的差值。在低頻段中，低噪聲降頻器的本地振蕩頻率為9. 75GHz，而低噪聲降頻器的圖像排斥率是為頻率于10. 7GHz的功率增益值及頻率于8. 8GHz的功率增益值的差值，以及頻率于11. 9GHz的功率增益值及頻率于7. 6GHz的功率增益值的差值。圖像排斥率越大代表低噪聲降頻器的排斥圖像干擾信號的能力越好。然而如圖10及圖11所示，當電感的電感值有±10%的誤差值時，低噪聲降頻器的圖像排斥率會偏離原本的設計值，而在經(jīng)過調整濾波器上方的電容值(例如調整第一可變電容及/或第一電容調整單元)后，低噪聲降頻器的圖像排斥率會接近原本的設計值。相較于先前技術，本發(fā)明濾波器可分別調整濾波器的極點頻率及零點頻率的頻率位置，以使極點頻率及零點頻率分別位于所需要的頻率位置。再者，當本發(fā)明濾波器應用于低噪聲降頻器時，本發(fā)明濾波器可補償電感值的誤差對頻率響應造成的影響。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變化與修·飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種可調整頻率響應的濾波器，其特征在于，包含 一第一可變電容，其第一端電連接于一信號輸入端； 一第二可變電容，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于一接地端；及 一電感，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于該接地端。
2.如權利要求I所述的濾波器，其特征在于，還包含至少一電容調整單元，該電容調整單元包含 一固定電容，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端；及一開關，其第一端電連接于該固定電容的第二端，第二端電連接于該接地端，該開關是于開啟時電連接該固定電容至該接地端。
3.一種可調整頻率響應的濾波器，其特征在于，包含 一可變電容，其第一端電連接于一信號輸入端； 至少一電容調整單元，該電容調整單元包含 一固定電容，其第一端電連接于該可變電容的第二端 '及 一開關，其第一端電連接于該固定電容的第二端，第二端電連接于一接地端，該開關是于開啟時電連接該固定電容的第二端至該接地端；及 一電感，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于該接地端。
4.一種可調整頻率響應的濾波器，其特征在于，包含 一第一可變電容，其第一端電連接于一信號輸入端； 一第二可變電容，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于一接地端； 至少一第一電容調整單元，該第一電容調整單元包含 一第一固定電容，其第一端電連接于該信號輸入端；及 一第一開關，其第一端電連接于該第一固定電容的第二端，第二端電連接于該第一可變電容的第二端，該第一開關是于開啟時電連接該第一固定電容的第二端至該第一可變電容的第二端； 至少一第二電容調整單元，該第二電容調整單元包含 一第二固定電容，其第一端電連接于該第二可變電容的第一端； 及 一第二開關，其第一端電連接于該第二固定電容的第二端，第二端電連接于該接地端，該第二開關是于開啟時電連接該第二固定電容的第二端至該接地端；及 一電感，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于該接地端。
5.一種可調整頻率響應的濾波器，其特征在于，包含 一第一可變電容，其第一端電連接于一信號輸入端； 一第二可變電容，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于一接地端； 至少一電容調整單元，該電容調整單元包含 一固定電容，其第一端電連接于該信號輸入端；及 一開關，其第一端電連接于該固定電容的第二端，第二端電連接于該第一可變電容的第二端，該開關是于開啟時電連接該固定電容的第二端至該第一可變電容的第二端；及一電感，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于該接地端。
6.一種可調整頻率響應的濾波器，其特征在于，包含 多個電容調整單元，每一電容調整單元包含 一固定電容，其第一端電連接于一信號輸入端；及 一開關，其第一端電連接于該固定電容的第二端，該開關是于開啟時電連接該固定電容的第二端至該開關的第二端； 一可變電容，其第一端電連接于該開關的第二端，第二端電連接于一接地端；及 一電感，其第一端電連接于該開關的第二端，第二端電連接于該接地端。
7.一種可調整頻率響應的濾波器，其特征在于，包含 多個第一電容調整單元，每一第一電容調整單元包含 一第一固定電容，其第一端電連接于該信號輸入端；及 一第一開關，其第一端電連接于該第一固定電容的第二端，該第一開關是于開啟時電連接該第一固定電容的第二端至該第一開關的第二端； 多個第二電容調整單元，每一第二電容調整單元包含 一第二固定電容，其第一端電連接于該第一開關的第二端 '及一第二開關，其第一端電連接于該第二固定電容的第二端，第二端電連接于一接地端，該第二開關是于開啟時電連接該第二固定電容的第二端至該接地端；及 一電感，其第一端電連接于該第一開關的第二端，第二端電連接于該接地端。
8.—種調整濾波器的頻率響應的方法,該濾波器包含一第一電容，其第一端電連接于一信號輸入端，一第二電容，其第一端電連接于該第一電容的第二端，第二端電連接于一接地端，及一電感，其第一端電連接于該第一電容的第二端，第二端電連接于該接地端，該方法的特征在于，包含 量測該濾波器于一特定頻率的增益值；及 根據(jù)該濾波器于該特定頻率的增益值調整該第一電容的電容值。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，量測該濾波器于該特定頻率的增益值是為量測該濾波器于封裝后于該特定頻率的增益值。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，還包含并聯(lián)一第三電容于該第一電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可調整頻率響應的濾波器及調整濾波器的頻率響應的方法。該濾波器包含一第一可變電容，其第一端電連接于一信號輸入端，一第二可變電容，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于一接地端，及一電感，其第一端電連接于該第一可變電容的第二端，第二端電連接于該接地端。該濾波器可通過改變該第一可變電容及/或該第二可變電容的電容值來調整該濾波器的頻率響應。因此，本發(fā)明可分別調整該濾波器的極點頻率及零點頻率的頻率位置，以使該極點頻率及該零點頻率分別位于所需要的頻率位置。再者，當該濾波器應用于低噪聲降頻器時，該濾波器可補償電感值的誤差對該頻率響應造成的影響。
文檔編號H03H7/01GK102904541SQ20111028130
公開日2013年1月30日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權日2011年7月28日
發(fā)明者吳信達 申請人:立積電子股份有限公司