本技术涉及信号处理,并且更具体地,涉及一种滤波电路、射频前端电路、射频芯片和电子设备。
背景技术:
1、随着射频技术的飞速发展,射频信号的滤波等处理显得尤为重要。包括谐振器的滤波电路可以实现射频信号的滤波。但是,随着5g通讯技术的发展,通信带宽越来越宽。由于滤波电路的带宽和插入损耗与谐振器的机电耦合系数成正相关关系,因此,要增大滤波电路的带宽并降低滤波电路的插入损耗,就需要谐振器具有较大的机电耦合系数。但是受限于材料和加工工艺,谐振器的机电耦合系数难以大幅度提高,不能满足滤波电路的需求。
2、因此,亟需一种能够增大滤波电路的带宽并减小滤波电路的插入损耗的技术方案。
技术实现思路
1、本技术提供了一种滤波电路、射频前端电路、射频芯片和电子设备,能够增大滤波电路的等效机电耦合系数,进而增大了滤波电路的带宽,并减小了滤波电路的插入损耗。
2、第一方面,本技术提供了一种滤波电路。滤波电路可以包括多个并联谐振支路、多个串联谐振器和第一电感。其中,多个串联谐振器可以依次串联,构成串联谐振支路。多路并联谐振支路中每路并联谐振支路可以包括至少一个并联谐振器。本技术将串联谐振支路中的谐振器定义为串联谐振器,将并联谐振支路中的谐振器定义为并联谐振器。
3、可选地,多路并联谐振支路与多个串联谐振器可以按照梯形拓扑设置。第一电感可以与多个串联谐振器中至少两个相邻的串联谐振器并联。也就是说,与第一电感并联的串联谐振器至少有两个,第一电感跨接于至少两个串联谐振器两端。或者,第一电感还可以与多个并联谐振支路中任一并联谐振支路的至少一个并联谐振器并联。
4、本技术提供的滤波电路中,多路并联谐振支路与多个串联谐振器可以按照梯形拓扑设置,每路并联谐振支路可以包括至少一个并联谐振器,第一电感与至少两个相邻的串联谐振器并联可以增大串联谐振支路的等效机电耦合系数,第一电感与任一并联谐振支路中的至少一个并联谐振器并联,可以增大并联谐振支路的机电耦合系数。整个滤波电路的机电耦合系数会随着串联谐振支路的等效机电耦合系数或并联谐振支路的机电耦合系数的增大而增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
5、在一种可能的实现方式中,多路并联谐振支路中每路并联谐振支路的第一端可以与多个串联谐振器中一个或相邻的两个串联谐振器电连接,每路并联谐振支路的第二端可以与接地端电连接。
6、在一示例中,并联谐振支路的第一端可以仅与串联谐振支路中的第一个或最后一个串联谐振器电连接。也就是说,并联谐振支路的第一端可以与多个串联谐振器中一个串联谐振器电连接。
7、在另一示例中,并联谐振支路的第一端可以与串联谐振支路中的相邻的两个串联谐振器电连接。也就是说,并联谐振支路的第一端可以与多个串联谐振器中两个串联谐振器电连接。
8、可以理解的,多个串联谐振器中任意两个相邻的串联谐振器可以通过第一节点电连接,因此,可以理解为,并联谐振支路可以电连接于第一节点和接地端之间。
9、在另一种可能的实现方式中,多个串联谐振器中与第一电感并联且相邻的两个串联谐振器之间可以电连接有并联谐振支路。由于相邻的两个串联谐振器通过第一节点电连接,因此,也可以理解为,多个串联谐振器中,并联有第一电感且相邻的两个串联谐振器之间的第一节点上电连接有并联谐振支路。并联谐振支路不仅提高滤波电路的自由度,而且并联谐振支路能够避免相邻的两个串联谐振器等效为一个串联谐振器,可以进一步增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
10、在又一种可能的实现方式中,每路并联谐振支路可以包括多个并联谐振器,多个并联谐振器可以依次串联,形成并联谐振支路。多个串联的并联谐振器能够增大并联谐振支路的等效机电耦合系数,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
11、在一示例中,第一电感可以与多个并联器中至少一个并联谐振器并联。也就是说,第一电感可以与任一并联谐振器并联,第一电感还可以与至少两个并联谐振器并联。其中,至少两个并联谐振器中的任一并联谐振器可以为电连接第一节点的并联谐振器,也可以为与接地端电连接的并联谐振器。第一电感与至少一个并联谐振器并联能够增大并联谐振支路的等效机电耦合系数,使整个滤波电路的机电耦合系数增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
12、在另一示例中,第一电感可以与多个并联谐振器中除与接地端电连接的并联谐振器以外的并联谐振器中的至少一个并联谐振器并联。例如,并联谐振支路可以包括n个并联谐振器,那么n个并联谐振器中除与接地端电连接的并联谐振器以外的并联谐振器有n-1个,第一电感可以与n-1个并联谐振器中的至少一个并联谐振器并联。也就是说,第一电感可以跨接于n-1个并联谐振器中至少一个并联谐振器两端。能够避免与第一电感并联的多个并联谐振器等效为一个并联谐振器,可以进一步增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
13、在另一种可能的实现方式中,本技术提供的滤波电路还可以包括第二电感。与第一电感类似,第二电感可以与至少两个相邻的串联谐振器并联。也就是说,与第二电感并联的串联谐振器至少有两个,第二电感可以跨接于至少两个串联谐振器两端。或者,第二电感可以与任一并联谐振支路并联。
14、其中,与第二电感并联的至少两个相邻的串联谐振器和与第一电感并联的至少两个相邻的串联谐振器部分重合或完全不重合。
15、本技术提供的滤波电路中,第二电感与至少两个相邻的串联谐振器并联可以增大串联谐振支路的等效机电耦合系数,第二电感与任一并联谐振支路并联可以增大并联谐振支路的机电耦合系数。整个滤波电路的机电耦合系数会随着串联谐振支路的等效机电耦合系数或并联谐振支路的机电耦合系数的增大而增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
16、在一示例中,第一电感可以与至少两个串联谐振器并联,第二电感也可以与至少两个串联谐振器并联。也就是说,第一电感和第二电感均与至少两个串联谐振器并联。可以理解的,为了避免短路,第一电感和第二电感不电连接到同一第一节点。第一电感可以增大串联谐振支路的等效机电耦合系数,第二电感也可以增大串联谐振支路的等效机电耦合系数,从而可以增大整个滤波电路的机电耦合系数增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
17、在另一示例中,第一电感可以与至少两个串联谐振器并联,第二电感与任一并联谐振支路并联。第一电感可以增大串联谐振支路的等效机电耦合系数,第二电感可以增大并联谐振支路的机电耦合系数,整个滤波电路的机电耦合系数会随着串联谐振支路的等效机电耦合系数和并联谐振支路的机电耦合系数的增大而增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
18、在又一示例中,第一电感可以与任一并联谐振支路并联,第二电感可以与至少两个串联谐振器并联。第一电感可以增大并联谐振支路的机电耦合系数,第二电感可以增大串联谐振支路的等效机电耦合系数,整个滤波电路的机电耦合系数会随着并联谐振器的机电耦合系数和串联谐振支路的等效机电耦合系数的增大而增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
19、在又一示例中,第一电感可以与任一并联谐振支路并联,第二电感也可以与任一并联谐振支路并联。第一电感和第二电感都可以增大并联谐振支路的机电耦合系数,整个滤波电路的机电耦合系数会随着并联谐振支路的机电耦合系数的增大而增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
20、进一步地,多个串联谐振器中与第二电感并联且相邻的两个串联谐振器之间可以电连接有并联谐振器。由于相邻的两个串联谐振器通过第一节点电连接,因此,也可以理解为,多个串联谐振器中,并联有第二电感且相邻的两个串联谐振器之间的第一节点上电连接有并联谐振支路。并联谐振支路不仅提高滤波电路的自由度,而且并联谐振支路能够避免相邻的两个串联谐振器等效为一个串联谐振器,可以进一步增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
21、在一示例中,第二电感可以与多个并联谐振器中的至少一个并联谐振器并联。也就是说,第二电感可以与任一并联谐振器并联,第二电感还可以与至少两个并联谐振器并联。其中,至少两个并联谐振器中的任一并联谐振器可以为电连接第一节点的并联谐振器,也可以为与接地端电连接的并联谐振器。第二电感与至少一个并联谐振器并联能够增大并联谐振支路的等效机电耦合系数,使整个滤波电路的机电耦合系数增大,进而增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
22、在另一示例中,第二电感可以与多个并联谐振器中除与接地端电连接的并联谐振器以外的并联谐振器中的至少一个并联谐振器并联。也就是说,第二电感可以与n-1个并联谐振器中的至少一个并联谐振器串联。换句话说,第二电感可以跨接于n-1个并联谐振器中至少一个并联谐振器电连接。能够避免与第二电感并联的多个并联谐振器等效为一个并联谐振器,可以进一步增大滤波电路的带宽,并减小滤波电路的插入损耗。
23、在一种可能的实现方式中,多个串联谐振器中部分或全部串联谐振器的谐振频率不同,能够降低了对多个串联谐振器谐振频率的要求,进而不仅能够减小串联谐振器的生产成本,而且可以提高滤波电路的滤波性能。
24、在另一种可能的实现方式中,多个并联谐振器中部分或全部并联谐振器的谐振频率不同,降低了对多个并联谐振器谐振频率的要求,进而不仅能够减小并联谐振器的生产成本,而且可以提高滤波电路的滤波性能。
25、在又一种可能的实现方式中,串联谐振器中任一串联谐振器的谐振频率可以与多个并联谐振器中任一并联谐振器的谐振频率不同,能够提高滤波电路1的滤波性能。
26、进一步地,多个串联谐振器中任一串联谐振器的谐振频率可以大于多个并联谐振器中任一并联谐振器的谐振频率。能够进一步提高滤波电路1的滤波性能。
27、示例性的,至少一个串联谐振器可以采用体声波(bulk acoustic wave,baw)谐振器(可以简称为baw谐振器)或者声表面波(surface acoustic wave,saw)谐振器(saw谐振器)。类似地,至少一个并联谐振器也可以采用baw谐振器或者saw谐振器,能够提高滤波电路1的集成度。
28、在一示例中,所有串联谐振器和所有并联谐振器均采用baw谐振器,滤波电路可以叫作体声波滤波电路。
29、在另一示例中,所有串联谐振器和所有并联谐振器均采用saw谐振器,滤波电路可以叫声表面波滤波电路。
30、第二方面,本技术提供了一种射频前端电路,可以包括放大电路和上述第一方面及其可能的实现方式提供的滤波电路,放大电路可以与滤波电路电连接。
31、在一种可能的实现方式中,射频前端电路作为发射端,用于发射射频信号。放大电路的输出端可以与滤波电路的输入端电连接。放大电路可以用于对射频信号进行放大并传输给滤波电路。滤波电路可以用于对放大后的射频信号进行滤波,并输出滤波后的射频信号。
32、在另一种可能的实现方式中,射频前端电路作为接收端端,用于接收射频信号。滤波电路的输出端可以与放大电路的输入端电连接。滤波电路可以用于对射频信号进行滤波并传输给放大电路。放大电路可以用于对滤波后的射频信号进行放大,并输出放大后的射频信号。
33、第三方面,本技术提供了一种射频芯片,可以包括接口和上述第二方面及其可能的实现方式提供的射频前端电路。射频前端电路可以与接口电连接。
34、第四方面,本技术提供了一种电子设备,可以包括天线和上述第三方面及其可能的实现方式提供的射频芯片。天线可以与射频芯片电连接。
35、在一种可能的实现方式中,射频芯片作为发送射频信号的芯片。射频芯片中滤波电路输出的滤波后的射频信号通过天线发射。
36、在另一种可能的实现方式中,射频芯片作为接收射频信号的芯片。射频芯片中放大电路输出的放大后的射频信号通过天线发射。
37、可选地,电子设备可以为手机、笔记本电脑、可穿戴电子设备、车载设备等,本技术对电子设备的类型不做限定。
38、应当理解的是,本技术的第二方面和第三方面与本技术的第一方面的技术方案一致,各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似,不再赘述。
