双电容底滤波器的设计方法与双电容底滤波器技术

本发明专利技术公开了一种双电容底滤波器的设计方法，其一实施例包含下列步骤：决定一参考频率f1与一比例FBW，其中f1位于一滤波频宽的一部分内，FBW是该部分与该滤波频宽的比例；依据f1与FBW选择一第一电容与一第二电容，其中该第一电容的一共振频率fc1等于f1×(1‑N×FBW)，该第二电容的一共振频率fc2等于f1×(1+M×FBW)，该N与该M的每一个为一不大于1的正数；以及依据fc1与一信号传输速度来决定一第一传输线的长度，并依据fc2与该信号传输速度来决定一第二传输线的长度，其中该第一电容耦接于该第一传输线的中央与一接地端之间，该第二电容耦接于该第二传输线的中央与该接地端之间，且该第一传输线与该第二传输线是以串联方式连接。

【技术实现步骤摘要】
双电容底滤波器的设计方法与双电容底滤波器
本专利技术涉及滤波器，尤其涉及具有设计过的电容与传输线的滤波器。
技术介绍
于电路设计中，一个或多个电容常被用来耦接于电源/接地走线(power/groundtrace)的一传输线与一接地端之间，借此滤除噪声，然而，由于电容特性与传输线特性之间的相互关系未被特定，这样的电路设计仰赖过往经验，并通常只适合工作于一低频频带(例如：数百MHz)或提供一狭窄的滤波频宽。
技术实现思路
鉴于现有技术的问题，本专利技术的一目的在于提供一种双电容底(two-capacitor-based)滤波器的设计方法与一双电容底滤波器，借此改善现有技术。本专利技术的双电容底滤波器的设计方法的一实施例包含下列步骤：决定一参考频率与一比例，该参考频率位于一滤波频宽的一部分内，该比例是该滤波频宽的该部分与该滤波频宽的比例；依据该参考频率与该比例选择一第一电容与一第二电容，其中该第一电容的一共振频率等于该参考频率减去该参考频率乘以该比例的N倍，该第二电容的一共振频率等于该参考频率加上该参考频率乘以该比例的M倍，该N与该M的每一个为一不大于1的正数；以及依据该第一电容的该共振频率与一信号传输速度来决定一第一传输线的长度，并依据该第二电容的该共振频率与该信号传输速度来决定一第二传输线的长度，其中该第一电容耦接于该第一传输线的中央与一电位端之间，该第二电容耦接于该第二传输线的中央与该电位端之间，该第一传输线耦接于一信号输入端与该第二传输线之间，该第二传输线耦接于该第一传输线与一信号输出端之间或者该第二传输线耦接于该第一传输线与另一传输线之间。本专利技术的双电容底滤波器的一实施例包含：一第一电容，该第一电容的一共振频率等于一参考频率减去该参考频率乘以一比例的N倍，该比例是一滤波频宽的一部分与该滤波频宽的比例，该N为一不大于1的正数；一第二电容，该第二电容的一共振频率等于该参考频率加上该参考频率乘以该比例的M倍，该M为一不大于1的正数；一第一传输线，该第一传输线的长度小于一信号传输速度的四分之一除以该第一电容的该共振频率；以及一第二传输线，该第二传输线的长度小于该信号传输速度的四分之一除以该第二电容的该共振频率，其中该第一电容耦接于该第一传输线的中央与一电位端之间，该第二电容耦接于该第二传输线的中央与该电位端之间，该第一传输线耦接于一信号输入端与该第二传输线之间，该第二传输线耦接于该第一传输线与一信号输出端之间或者该第二传输线耦接于该第一传输线与另一传输线之间。有关本专利技术的特征、实作与技术效果，兹配合附图作优选实施例详细说明如下。附图说明图1显示本专利技术的双电容底滤波器的设计方法的一实施例；图2显示本专利技术的双电容底滤波器的一实施例；图3显示在图1与图2的实施例底下的一输入信号的馈入损失；图4显示本专利技术的双电容底滤波器的设计方法的另一实施例；图5显示本专利技术的双电容底滤波器的设计方法的又一实施例；以及图6显示本专利技术的双电容底滤波器的另一实施例。附图标记说明：S110～S130步骤210第一电容(C1)220第二电容(C1)230第一传输线240第二传输线d1第一传输线的长度d2第二传输线的长度SIN信号输入端SOUT信号输出端fc1第一电容的共振频率fc2第二电容的共振频率S410～S420步骤S510～S530步骤610第三电容(C3)620第三传输线d3第三传输线的长度具体实施方式以下说明内容的用语是参照本
的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。本公开包含一双电容底(two-capacitor-based)滤波器的设计方法(或说以双电容为基础的滤波器的设计方法)以及一双电容底滤波器(或说以双电容为基础的滤波器)。图1与显示上述双电容底滤波器的设计方法的一实施例，图2显示上述双电容底滤波器的一实施例。如图1所示，该双电容底滤波器的设计方法包含下列步骤：步骤S110：决定一参考频率f1与一比例FBW，该比例FBW是一部分滤波频宽BWPART与一滤波频宽BW的比例(即BWPART/BW)。本实施例中，该参考频率f1与该比例FBW是依据一个或多个给定的设计规格来决定；于其它实施例中，该参考频率f1与该比例FBW可依据电路设计者的需求来决定。值得注意的是，该部分滤波频宽BWPART是该滤波频宽BW的一部分，且该参考频率f1是位于该部分滤波频宽BWPART内。步骤S120：依据该参考频率f1与该比例FBW选择一第一电容C1(例如：图2的电容210)与一第二电容C2(例如：图2的电容220)，其中该第一电容C1的一共振频率fc1等于该参考频率f1减去该参考频率f1乘以该比例FBW的N倍(fc1＝f1×(1-N×FBW))，该第二电容C2的一共振频率fc2等于该参考频率f1加上该参考频率f1乘以该比例FBW的M倍(fc2＝f1×(1+M×FBW))，该N与该M的每一个为一不大于1的正数，且该N与该M可相同或不同，当该N与该M相同时，该参考频率f1是该共振频率fc1与该共振频率fc2的平均(f1＝(fc1+fc2)/2)。步骤S130：依据该第一电容C1的共振频率fc1与一信号传输速度VS来决定一第一传输线(例如：图2的第一传输线230)的长度d1，并依据该第二电容C2的共振频率fc2与该信号传输速度VS来决定一第二传输线(例如：图2的第二传输线240)的长度d2，其中该第一电容C1耦接于该第一传输线的中央与一电位端(例如：图2的接地端)之间，该第二电容C2耦接于该第二传输线的中央与该电位端之间，该第一传输线耦接于一信号输入端SIN与该第二传输线之间，该第二传输线耦接于该第一传输线与一信号输出端SOUT之间或者该第二传输线耦接于该第一传输线与另一传输线(例如：图6的第三传输线620)之间。根据前述，若f1为1.75GHz、FBW为85％、N为1/3以及M为1/3，fc1会近似于1.25GHz(fc1＝fc×(1-FBW×N)＝1.75×(1-0.85/3)～1.25GHz)以及fc2会近似于2.25GHz(fc2＝fc×(1+FBW×M)＝1.75×(1+0.85/3)～2.25GHz)。因此，既然信号传输速度VS接近光速，d1可依据fc1与VS而定，d2可依据fc2与VS而定。举例而言，d1可依据VS/4除以fc1而定，d2可依据VS/4除以fc2而定。于本专利技术的一实施例中，d1小于VS/(4fc1)，d2小于VS/(4fc2)；在fc1与fc2分别为前述的1.25GHz与2.25GHz的情形下，d1会小于VS/(4fc1)＝67.7mm(d1<67.7mm)，d2会小于VS/(4fc2)＝38mm(d2<38mm)；为了使该第一电容C1与该第一传输线的结合所定义的一截止频带(stopband)(亦即有效滤波频宽)重叠该第二电容C2与该第二传输线的结合所定义的一截止频带，以形成一更宽且有效的滤波频宽，d1与d2于本实施例中分别为18mm与20mm，然而上述d1与d2的设定仅是举例以供了解，并非用来限制本专利技术的实施。值得注意的是，通过适当地选择该参考频率f1与该比例FBW，本专利技术能够令该参考频率f1大于1GHz及/或令前述部分频宽BWPA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电容底滤波器的设计方法，包含下列步骤：决定一参考频率与一比例，该参考频率位于一滤波频宽的一部分内，该比例是该滤波频宽的该部分与该滤波频宽的比例；依据该参考频率与该比例选择一第一电容与一第二电容，其中该第一电容的一共振频率等于该参考频率减去该参考频率乘以该比例的N倍，该第二电容的一共振频率等于该参考频率加上该参考频率乘以该比例的M倍，该N与该M的每一个为一不大于1的正数；以及依据该第一电容的该共振频率与一信号传输速度来决定一第一传输线的长度，并依据该第二电容的该共振频率与该信号传输速度来决定一第二传输线的长度，其中该第一电容耦接于该第一传输线的中央与一电位端之间，该第二电容耦接于该第二传输线的中央与该电位端之间，该第一传输线耦接于一信号输入端与该第二传输线之间，该第二传输线耦接于该第一传输线与一信号输出端之间或者该第二传输线耦接于该第一传输线与一第三传输线之间。

【技术特征摘要】
2017.03.22 US 15/466,1591.一种双电容底滤波器的设计方法，包含下列步骤：决定一参考频率与一比例，该参考频率位于一滤波频宽的一部分内，该比例是该滤波频宽的该部分与该滤波频宽的比例；依据该参考频率与该比例选择一第一电容与一第二电容，其中该第一电容的一共振频率等于该参考频率减去该参考频率乘以该比例的N倍，该第二电容的一共振频率等于该参考频率加上该参考频率乘以该比例的M倍，该N与该M的每一个为一不大于1的正数；以及依据该第一电容的该共振频率与一信号传输速度来决定一第一传输线的长度，并依据该第二电容的该共振频率与该信号传输速度来决定一第二传输线的长度，其中该第一电容耦接于该第一传输线的中央与一电位端之间，该第二电容耦接于该第二传输线的中央与该电位端之间，该第一传输线耦接于一信号输入端与该第二传输线之间，该第二传输线耦接于该第一传输线与一信号输出端之间或者该第二传输线耦接于该第一传输线与一第三传输线之间。2.如权利要求1所述的方法，进一步包含：检测该滤波频宽的该部分内一输入信号的一馈入损失是否满足一预设条件；以及若该馈入损失不满足该预设条件，减少该比例以重新选择该第一电容与该第二电容并重新决定该第一传输线的长度与该第二传输线的长度，其中该输入信号的一传输速度为该信号传输速度。3.如权利要求1所述的方法，其中决定该第一传输线的长度与该第二传输线的长度的步骤包含：将该信号传输速度的四分之一除以该第一电容的该共振频率以决定该第一传输线的长度；以及将该信号传输速度的四分之一除以该第二电容的该共振频率以决定该第二传输线的长度。4.如权利要求3所述的方法，其中该第一传输线的长度小于该信号传输速度的四分之一除以该第一电容的该共振频率，以及该第二传输线的长度小于该信号传输速度的四分之一除以该第二电容的该共振频率。5.如权利要求1所述的方法，其中该参考频率大于1GHz及/或该滤波频宽的该部分内的一最小频率大于1GHz。6.如权利要求1所述的方法，进一步包含下列步骤：决定一第二参考频率与一第二比例，该第二参考频率位于一第二滤波频宽的一部分内，该第二比例是该第二滤波频宽的该部分与该第二滤波频宽的比例；依据该第二参考频率与该第二比例选择一第三电容，其中该第二电容的该共振频率等于该第二参...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏均，吴瑞北，吴亭莹，王文山，周格至，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71