專利名稱：寬帶電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在較寬的頻帶上可以獲得希望的電路特性的寬帶電路，具體地，設(shè)計(jì)一種具有較少數(shù)目的線路元件、穩(wěn)定地獲得希望的寬帶電路特性的容易設(shè)計(jì)的寬帶電路。
背景技術(shù)：
在由例如電容器、線圈和電阻的組合元件組成的無源AC電路中，當(dāng)施加到元件兩端的電壓是V并且流經(jīng)元件的電流是I時，通過使用滿足下面關(guān)系的阻抗Z來表示這些元件的特性V＝Z*I。
例如，當(dāng)具有頻率f(ω/2π(π是電路常數(shù)))的AC流經(jīng)具有電容C的電容器時，電容器的阻抗表示為1/jωC。類似地，具有電感L的線圈的阻抗表示為jωL。電阻的阻抗被處理為不具有頻率依賴型的電阻值R。
因此，當(dāng)AC流經(jīng)電容器或線圈時，每一個這些元件的阻抗成為包括與AC頻率成比例的ω的值，并且電容器的特性表現(xiàn)為反比于AC頻率的值，以及線圈的特性表現(xiàn)為正比于AC頻率的值。
設(shè)計(jì)使用電容器的無源AC電路，使得可以通過使用隨著頻率增加阻抗減少的特性(電容特性)、并且使用電容器作為阻抗元件，來獲得希望的電路特性。
然而，上述電容特性是理想特性，實(shí)際的電容器表現(xiàn)出與通過串聯(lián)線圈和電阻作為寄生元件而獲得的等效電路相同的特性，如圖1(a)所示。
當(dāng)電容器的阻抗與線圈的電抗一致時，即1/jωC＝j(luò)ωL，包括電容器和線圈的反饋電路會產(chǎn)生諧振。在這種情況中的頻率稱為諧振頻率。
在圖1(b)中示出了上述情況中的頻率和阻抗之間的關(guān)系，并且包括寄生元件的等效電路示出了當(dāng)頻率上升到諧振頻率時阻抗較低的特性，并且在諧振頻率處阻抗達(dá)到最小之后，阻抗隨著頻率上升而增加。
因此，在包括寄生元件的等效電路的情況中，在頻率波段高于諧振頻率時，隨著頻率上升，與理想電容器的特性差異加大。因此，在頻率波段高于諧振頻率處，使用電容器的無源AC電路喪失了電路的特性。
作為用于在高頻波段中獲得希望電路特性的現(xiàn)有技術(shù)，日本專利申請未審No.2001-015885(專利文獻(xiàn)1)公開了“高頻電路和高頻電路上的三端子片電容器的安裝結(jié)構(gòu)”。
在專利文獻(xiàn)1中公開的發(fā)明是用于通過使用片三端子電容器作為低阻抗元件而在高頻波段中獲得希望的電路特性的發(fā)明。
專利文獻(xiàn)1要解決的問題圖2示出了使用在專利文獻(xiàn)1中公開的發(fā)明所應(yīng)用的片三端子電容器的濾波器等效電路。此外，圖3示出了等效電路的傳輸特性。在該濾波器情況中，在高于以前的20Hz附近獲得80dB的較低傳輸。然而，在等于或低于截止頻率的頻率波段中隨著頻率增加而傳輸降低、在截止頻率處傳輸最小、并且在等于或高于截止頻率的頻率波段中隨著頻率增加傳輸增加的性質(zhì)，與使用電容器的傳統(tǒng)濾波電路的性質(zhì)相同。
即，盡管在接近截止頻率的頻率處獲得了希望的電路特性，當(dāng)頻率偏離截止頻率時傳輸陡升。因此，在偏離截止頻率的頻率波段中不能夠獲得充分的濾波特性。
在為通信處理模擬信號的電路的情況中，信號波出現(xiàn)在較窄的頻率波段中。因此，只在接近于信號波的頻率波段中獲得希望的濾波特性就足夠了。因此，可能使用片三端子電容器應(yīng)用到上述濾波電路中。
然而，在信號波成為矩形的數(shù)字電路的情況中，信號波的頻譜分布在包括基波的高次諧波的很寬的波段內(nèi)。因此，為了只通過數(shù)字信號波的一些頻率波段分量，要阻擋的頻率分量表現(xiàn)為寬帶頻譜。因此，要應(yīng)用于處理高速數(shù)字信號電路的電路必須具有在很寬的波段上通過或阻擋電磁波的特性。
在應(yīng)用專利文獻(xiàn)1所公開的發(fā)明的濾波電路的情況中，由于寄生元件的影響，只在預(yù)定頻率的附近可以獲得希望的濾波特性。因此，為了實(shí)現(xiàn)在較寬的波段上通過或阻止電磁波的特性，需要通過進(jìn)一步組合線圈和電容器來設(shè)計(jì)圖2所示的配置作為高階濾波電路。
然而，如圖4(a)所示，實(shí)際上是將寄生元件添加到線圈。換句話說，實(shí)際線圈表現(xiàn)為與通過串聯(lián)電阻和并聯(lián)電容器而獲得的等效電路相同的特性。
如圖4(b)所示，當(dāng)頻率增加時該等效電路的頻率和阻抗之間的關(guān)系與理想線圈的特性有很大的不同。因此，為了補(bǔ)償寄生元件的影響而添加的線圈和電容器本身受寄生元件的影響，并且對于高階電路，設(shè)計(jì)參數(shù)變得更加復(fù)雜。因?yàn)槔碚撋想y以使每一個設(shè)計(jì)參數(shù)怎樣作用系統(tǒng)化，因此難以設(shè)計(jì)高階電路。
此外，在設(shè)計(jì)參數(shù)雜亂作用的高階電路的情況中，電路容易受工作環(huán)境的影響。因此，電路特性的穩(wěn)定性和可靠性容易受損。例如，即使在電路板上形成的濾波電路表現(xiàn)出希望的特性，當(dāng)將電路板安裝到外殼中時，也許不能獲得希望的特性。
因?yàn)檫@些問題，實(shí)際的電路設(shè)計(jì)必然取決于試湊技術(shù)并且難以使用CAD來設(shè)計(jì)電路。
因此，在根據(jù)使用電容器的現(xiàn)有技術(shù)的電路情況中，為了在較寬的頻率波段中獲得電路的原始特性必須實(shí)施復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，并且存在設(shè)計(jì)的電路特性不穩(wěn)定并且不具有可靠性的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意欲解決該問題，并且其目的是提供一種寬帶電路，其中通過較少數(shù)目的線路元件在寬頻帶上穩(wěn)定地獲得希望的電路特性，并且可以容易地設(shè)計(jì)該電路。
作為寬帶電路的示例，可以列出濾波電路(低通濾波、高通濾波、帶通濾波或帶阻濾波)、終端電路等。在這種寬帶電路的情況中，考慮到信號處理速度，優(yōu)選地在包括100MHz到10GHz的頻率波段中獲得希望的電路特性，并且該電路特性可以普遍地用于數(shù)字信號電路中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種寬帶電路作為第一模式，其中通過傳輸線來連接線路元件，傳輸線具有信號傳輸導(dǎo)體、接地導(dǎo)體和置于這些導(dǎo)體之間的介質(zhì)，特征在于線路元件具有四端子線路結(jié)構(gòu)，其中一對導(dǎo)體互相相對，具有比連接到任意端子的導(dǎo)體的阻抗低的阻抗，并且使用具有短于近似線路長度四倍長度的波長的電磁波的頻率波段作為目標(biāo)頻率波段，線路元件被插入到傳輸線并用作目標(biāo)頻率波段電磁波的低阻抗元件。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供本發(fā)明的第一模式的寬帶電路作為第二模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過傳輸線相連，線路元件被插入到傳輸線，特征在于插入到傳輸線的傳輸元件至少在目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體的任意一個的一端與信號源的輸出端子相連，其另一端與無源元件的輸入端子相連，并且導(dǎo)體的其它端與地相連。在上述配置的情況中，優(yōu)選地信號源和線路元件通過主要在目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量的元件連接或者信號源和線路元件通過電阻連接。此外，優(yōu)選地從信號源傳輸?shù)骄€路元件的信號電磁波在線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量被從線路元件反射，線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量由線路元件傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，并且DC分量通過與信號源和無線元件相連的一對導(dǎo)體之一傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一模式的寬帶電路作為第三模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過傳輸線相連，線路元件插入到傳輸線中，特征在于插入到傳輸線中的線路元件至少在目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體的任意一個的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端電斷開，在無源元件一側(cè)的另一個導(dǎo)體的末端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一個末端通過主要在目標(biāo)頻率波段內(nèi)包括電抗分量的元件與地相連。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一模式的寬帶電路作為第四模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源設(shè)備通過傳輸線相連，線路元件被插入到傳輸線中，特征在于插入到傳輸線中的線路元件至少在目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體的任一一個的一端與信號線的輸出端子相連并且其另一端電斷開，在無源元件一側(cè)的另一個的末端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一個末端通過電阻與地相連。
在本發(fā)明的第三模式或第四模式的情況中，優(yōu)選地從信號源傳輸?shù)骄€路元件的信號電磁波在目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與無源元件的輸入端子相連的線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，并且在線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量進(jìn)入線路元件并衰減。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供上述第一模式的寬帶電路作為第五模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源設(shè)備通過傳輸線相連，第一和第二線路元件被插入到傳輸線中，特征在于第一和第二線路元件分別在各自目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體的之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端電開路，與信號源相對的另一個導(dǎo)體的末端與第二線路元件的一對導(dǎo)體之一相連，至少一端通過主要在第一線路元件的目標(biāo)波段中包括電抗分量或電阻的元件與地相連，一端與第一線路元件相連的第二線路的一對導(dǎo)體之一與無源元件的輸入端子相連并且導(dǎo)體的另外兩端都與地相連。在上述配置的情況中，優(yōu)選地第一線路元件和第二線路元件通過主要在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件相連。此外，優(yōu)選地從信號源傳輸?shù)降谝痪€路元件的信號電磁波在目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路被傳輸?shù)降诙€路元件一側(cè)，該線路包括與第二線路元件的導(dǎo)體和地相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一，在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量進(jìn)入線路元件并衰減，傳輸?shù)降诙€路元件的信號電磁波在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量從第二線路元件反射，并且在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過第二線路元件被傳輸?shù)綗o源元件。
此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一模式的寬帶電路作為第六模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件相連，特征在于第一和第二線路元件分別在各自目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且另一端與第二線路元件的一對導(dǎo)體之一相連，另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連，一端與第一線路元件相連的第二線路元件的一對導(dǎo)體之一的另一端電斷開，并且在無源元件側(cè)的另一個的一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一端通過主要在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件與地相連。在上述配置的情況中，優(yōu)選地從信號源傳輸?shù)降谝痪€路元件的信號電磁波在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量從第一線路元件被反射，在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過第一線路元件被傳輸?shù)降诙€路元件一側(cè)，在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路被傳輸?shù)綗o源元件，該線路包括與無源元件的輸入端子相連的第二線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，并且在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量進(jìn)入第二線路元件并衰減。
此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明形成第一模式的寬帶電路作為第七模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過傳輸線互相連接，第一和第二線路元件被插入到該傳輸線中，特征在于第一和第二線路元件分別在各自的目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且另一端與無源元件的輸入端子相連，另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連，第二線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且另一端電斷開，在無源元件一側(cè)的另一個導(dǎo)體的一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一端通過主要在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件與地相連。在上述配置的情況中，優(yōu)選地從信號源傳輸?shù)降谝痪€路元件的信號電磁波在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路被傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與無源元件的輸入端子相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量進(jìn)入第一線路元件并衰減，從信號源傳輸?shù)降诙€路元件的信號電磁波在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量被從第二線路元件反射，并且在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過第二線路元件被傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)。
在本發(fā)明的第六或第七模式的情況中，優(yōu)選地信號源和第一線路元件通過主要在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件相連。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供上述第一模式的寬帶電路作為第八模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過傳輸線相連，線路元件被插入到傳輸線中，特征在于插入到傳輸線中的線路元件在目標(biāo)頻率波段中包括信號電磁波的頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且另一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少另一個的一端通過終端電阻與地相連。在上述配置的情況中，優(yōu)選地從信號源傳輸?shù)骄€路元件的信號電磁波在線路元件的目標(biāo)頻率波段之中的頻率分量通過線路被傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與信號源和無源元件相連的一對導(dǎo)體之一和地，在線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過線路元件被傳輸?shù)綗o源元件，并且DC分量通過與信號源和無源元件相連的線路元件的一對導(dǎo)體之一被傳輸?shù)綗o源元件。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上面目標(biāo)，本發(fā)明提供上述第一模式的寬帶電路作為第九模式，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過傳輸線互相連接，第一線路元件被插入到該傳輸線中，并且用于向信號源供電的電源和第一線路元件通過第二線路元件相連，特征在于第一和第二線路元件在其目標(biāo)頻率波段中包括信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連，并且另一端與無源元件的輸入端子相連，至少另一個的一端通過終端電阻與第二線路元件相連，第二線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端通過終端電阻與第一線路元件相連，另一端與電源相連，另一個的兩端與地相連。在上述配置的情況中，優(yōu)選地從信號源傳輸?shù)降谝痪€路元件的信號電磁波在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路被傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與信號源和無源元件相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過第一線路元件被傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，DC分量通過與信號源和無源元件相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一被傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)。
在本發(fā)明的第八或第九模式的情況中，終端電阻具有與信號傳輸導(dǎo)體的阻抗相等的阻抗，信號傳輸導(dǎo)體的一端和終端電阻的一端分別連接到線路元件一端的兩個導(dǎo)體上。此外，優(yōu)選地還將線路元件連接到電源線，用于使信號源和電源相連，從而向信號源供電，并且設(shè)置到電源線的線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源相連并且另一端與電源相連，并且另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連。
在本發(fā)明的第二或第九模式之一的配置的情況中，優(yōu)選地信號源和無源元件被安裝在印刷電路板上，在印刷電路板上形成信號傳輸導(dǎo)體作為布線圖形并且形成接地導(dǎo)體作為地平面并且布線圖形與地平面相連，并且在線路元件被安裝在印刷電路板上的情況中，至少一對導(dǎo)體的一端與信號傳輸導(dǎo)體和接地導(dǎo)體的布線圖形相連并且插入到傳輸線中。
圖1(a)和圖1(b)是示出了包括寄生元件的電容器的等效電路及其頻率特性的圖；圖2是示出了三端子濾波電路的配置的圖；圖3是示出了三端子濾波電路的傳輸特性的圖；圖4(a)和圖4(b)是示出了包括寄生元件的線圈的等效電路及其頻率特性的圖；圖5是示出了線路結(jié)構(gòu)的圖；圖6是示出了線路結(jié)構(gòu)元件的電阻和頻率之間的關(guān)系的圖；圖7是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第一實(shí)施例的LPF電路的配置的圖；圖8(a)和圖8(b)是示出了LILC結(jié)構(gòu)的圖；圖9(a)和圖9(b)是示出了要應(yīng)用于第一實(shí)施例LPF電路的LILC的實(shí)施例的圖；圖10(a)到10(c)是用于解釋脈沖信號波傳輸通過第一實(shí)施例的LPF電路的過程；
圖11是示出了第一實(shí)施例的LPF電路的傳輸特性的圖；圖12是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第二實(shí)施例的LPF電路的配置的圖；圖13是示出了第二實(shí)施例的LPF電路的傳輸特性的圖；圖14是示出了優(yōu)選實(shí)行本發(fā)明的第三實(shí)施例的LPF電路的配置的圖；圖15是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第四實(shí)施例的LPF電路的配置的圖；圖16(a)和16(b)是示出了要應(yīng)用于第四實(shí)施例HPF電路的LILC的實(shí)施例的圖；圖17(a)到17(c)是用于解釋脈沖信號波傳輸通過第四實(shí)施例的HPF電路的過程的圖；圖18是示出了第四實(shí)施例的HPF電路的傳輸特性的圖；圖19是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第五實(shí)施例的HPF電路的配置的圖；圖20(a)和20(b)是要應(yīng)用于第五實(shí)施例的HPF電路的LILC的實(shí)施例的圖；圖21是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第六實(shí)施例的HPF電路的配置的圖；圖22(a)和22(b)是示出了第六實(shí)施例的HPF電路的LILC的實(shí)施例的圖；圖23是示出了優(yōu)選實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第七實(shí)施例的BPF電路的配置的圖；圖24(a)到24(d)是用于解釋第七實(shí)施例的BPF電路的操作的圖，其中圖24(a)示出了脈沖信號波的頻譜，圖24(b)示出了HPF的傳輸特性，圖24(c)示出了LPF的傳輸特性，并且圖24(d)示出了BPF電路的傳輸特性；圖25是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第八實(shí)施例的BEF電路的配置的圖；圖26(a)到26(d)是用于解釋第八實(shí)施例的BPF電路的操作的圖，其中圖26(a)示出了脈沖信號波的頻譜，圖26(b)示出了HPF的傳輸特性，圖26(c)示出了LPF的傳輸特性，并且圖26(d)示出了BEF電路的傳輸特性；圖27是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第九實(shí)施例的高頻終端電路的配置的圖；圖28(a)和28(b)是示出了要應(yīng)用于第九實(shí)施例的高頻終端電路的LILC的安裝示例的圖；圖29(a)到29(c)是用于解釋脈沖信號波傳輸通過第九實(shí)施例的高頻電路的過程的圖；圖30是示出示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十實(shí)施例的高頻終端電路的配置的圖；圖31(a)和31(b)是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十一實(shí)施例的高頻終端電路的配置的圖；圖32是示出了應(yīng)用于第十一實(shí)施例的高頻終端電路的LILC的安裝示例的圖；圖33(a)和33(b)是示出了應(yīng)用于第十一實(shí)施例的高頻終端電路的LILC的安裝示例的圖；圖34是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十二實(shí)施例的高頻終端電路的配置的圖；圖35(a)和35(b)是示出了要應(yīng)用于第十二實(shí)施例的高頻終端電路的LILC的安裝示例的圖；圖36(a)到36(c)是用于解釋脈沖信號波傳輸通過第十二實(shí)施例的高頻終端電路的過程的圖；圖37是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十三實(shí)施例的高頻終端電路的配置的圖；圖38(a)和圖38(b)是示出了應(yīng)用于第十三實(shí)施例的高頻終端電路的LILC的安裝示例的圖；圖39是示出了優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十四實(shí)施例的高頻終端電路的配置的圖；圖40(a)和40(b)是示出了應(yīng)用于第十四實(shí)施例的高頻終端電路的LILC的安裝示例的圖。
參考數(shù)字1a、2a、4a和5a示出了高頻信號。參考數(shù)字1b、2b、4b和5b表示低頻信號。參考數(shù)字1c、4c和5c表示DC信號。參考數(shù)字10a、10b、10c、10d、20a、20c、20d、30a、30b、30c、30d、40a、40b、40c、40d、50a、50b、50c和50d表示布線圖形。參考數(shù)字11、21、31、41和51表示驅(qū)動器。參考數(shù)字12、23、24、322和332表示線圈。參考數(shù)字13、22、42、46、47、52、56、57、321和331表示LILC。參考數(shù)字13a、13b、13c、13d、22a、22b、22c、22d、42a、42b、42c、42d、46a、46b、46c、46d、52a、52b、52c、52d、56a、56b、56c、56d、57a、57b、57c、57d、321a、321b、321c、321d、322a、322b、322c和322d表示LILC的端子。參考數(shù)字14、25、35、45和55表示接收機(jī)。參考數(shù)字18a、18b、28a、28b、38a、38b、38c、38d、48a、58a和58b表示布線。參考數(shù)字19、43、44、53和54表示電阻。參考數(shù)字81a和81b表示接地導(dǎo)體。參考數(shù)字82表示信號傳輸導(dǎo)體。參考數(shù)字83和113表示介質(zhì)。參考數(shù)字111、112、211、212、311、312、411和412表示倒相緩沖器。參考數(shù)字111a、111b、112a、112b、211a、211b、212a、212b、311a、311b、312a、312b、411a、411b、412a、412b、511a、511b、512a和512b表示晶體管。參考數(shù)字130表示密封材料。參考數(shù)字131表示第一導(dǎo)體。參考數(shù)字132表示第二導(dǎo)體。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種寬帶電路，在較寬的頻率波段上、通過使用具有四端子線路結(jié)構(gòu)和較低阻抗(低阻抗線路結(jié)構(gòu)組件；下文中稱為LILC)的元件代替電容器從而形成電路、利用比以前更少數(shù)目的元件而獲得了希望的電路特性。
考慮圖5所示的具有帶狀結(jié)構(gòu)的線路。在該線路的情況中，DC通過接地導(dǎo)體81a和81b以及信號傳輸導(dǎo)體82傳輸，并且電磁波通過介質(zhì)83傳輸。當(dāng)假設(shè)忽略電阻和線路的損耗來簡化說明時，該帶狀線路的特征阻抗Z0由表達(dá)式(1)表示。
Z0=14μ0ϵ0ϵr-tW=LC---(1)]]>t介質(zhì)的厚度W線路的寬度μ0真空中的磁導(dǎo)率(1.26×10-6H/m)ε0真空中的介電常數(shù)(8.85×10-12F/m)εr介質(zhì)中的特定介電常數(shù)在這種情況中，根據(jù)(L/C)1/2來計(jì)算線路的特征阻抗。因此，阻抗成為只由電容分量和電感分量決定的值并且是針對頻率的恒定值。因此，不會發(fā)生由于頻率而導(dǎo)致的特征值改變。
因此，通過降低具有線路結(jié)構(gòu)的元件的阻抗(即通過使用具有線路結(jié)構(gòu)的元件作為LILC)并且使用該元件作為低阻抗元件，可能實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)為與頻率無關(guān)的希望電路特征特性的電路。
具有線路結(jié)構(gòu)的元件的阻抗的參數(shù)包括L(電感)、C(電容)、R(電阻)和G(電導(dǎo))。當(dāng)L或R增加時，會發(fā)生在邏輯電路切換時電源電壓波動增加的問題。因此，需要通過調(diào)整C來降低阻抗。
即，從表達(dá)式(1)可以理解到，需要增加單位長度的C。
此外，除非與流經(jīng)元件的電磁波的波長相比較該元件的線路長度足夠長，否則不可能將該元件認(rèn)為是線路結(jié)構(gòu)。因此，必須與流經(jīng)LILC的電磁波的波長相比較而LILC的線路長度足夠長。特別地，優(yōu)選地電磁波通過部分的實(shí)際長度(＝有效線路長度)等于或長于流過該元件的電磁波的長度的1/4。
在反射系數(shù)(S11)和透過系數(shù)(S21)之間存在表達(dá)式(2)的關(guān)系。
通過表達(dá)式(3)獲得包括損耗的透過系數(shù)(S21)。傳輸特征的倒數(shù)表示插入損耗。表達(dá)式(3)中的字符x表示線路長度。字符α表示組成傳輸常數(shù)的衰減常數(shù)并且由表達(dá)式(4)示出。
此外，當(dāng)使用tanδ表示電容器時表達(dá)式(4)中的電導(dǎo)G由表達(dá)式(5)示出。在表達(dá)式(5)中，S表示介質(zhì)的面積并且t表示介質(zhì)的厚度。
S112+S212＝1…(2)S21=1+S112·e-αx---(3)]]>α=(R2+ω2L2)(G2+ω2C2)+(RG-ω2LC)2---(4)]]>G=ωϵ0ϵrSt·tanδ---(5)]]>當(dāng)用于電路時，線路元件具有較低的阻抗。然而，因?yàn)槠渚哂杏邢薜淖杩怪?，電磁波進(jìn)入線路元件。然而，從表達(dá)式(3)(4)和(5)可知，進(jìn)入該線路元件的電磁波成指數(shù)地衰減并且難以到外部。即，通過將適當(dāng)?shù)膿p耗加到LILC，不需要考慮LILC的截止。我們發(fā)現(xiàn)插入損耗成為阻抗失配值與元件長度、頻率和tanδ的指數(shù)的乘積。
因此，要作為低阻抗元件應(yīng)用電路的LILC是具有滿足下面條件的線路結(jié)構(gòu)的元件。
<1>對于傳輸通過該元件的電磁波，LILC具有可以認(rèn)為是線路的長度。(優(yōu)選地電磁波通過部分的實(shí)際長度(＝有效長度)等于或長于目標(biāo)頻率的電磁波的1/4)。
<2>LILC表現(xiàn)出了使電路的特征成為希望特征的足夠低的阻抗。(優(yōu)選地單位長度的電容C較大)。
<3>LILC根據(jù)需要增加介質(zhì)的損耗并加長線路。
在該線路元件的情況中，在圖6中示出了頻率和阻抗的關(guān)系。因?yàn)槭怯杉纳绊懽杩梗诳梢詫⒃撛醋魇蔷€路的頻率波段中阻抗不增加。
在這種情況中，通過使用具有帶狀結(jié)構(gòu)的線路作為示例來進(jìn)行說明。然而，LILC的結(jié)構(gòu)不嚴(yán)格限制為帶狀結(jié)構(gòu)。允許使用微帶型線路結(jié)構(gòu)或同軸筒形線路結(jié)構(gòu)。
下面來說明上述LILC被用作低阻抗元件的寬帶電路的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例下面來說明優(yōu)選適用于本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖7示出了適用于本發(fā)明的低通濾波電路(LPF電路)的配置。該電路具有驅(qū)動器11、LILC13和接收機(jī)14。
驅(qū)動器11具有反相緩沖器111和112并且串聯(lián)的反相緩沖器111和112組成緩沖電路。反相緩沖器111具有晶體管111a和111b并且反相緩沖器112具有晶體管112a和112b。上部的111a和112a是P溝道并且當(dāng)柵極電壓保持在高電平時截止。此外，下部的晶體管111b和112b是N溝道并且當(dāng)柵極電壓保持在高電平時導(dǎo)通。從未示出的電源將VDD提供給晶體管111a和112a的漏極端子。晶體管111a和111b通過根據(jù)柵極電壓切換VDD來分別輸出信號波，以便將信號波輸入到反相緩沖器112的輸入端子。晶體管112a和112b通過根據(jù)輸入到柵極端子的信號波切換VDD來分別產(chǎn)生信號波，并且信號波作為信號電磁波從驅(qū)動器11輸出。LILC13是具有四端子線路結(jié)構(gòu)的元件，其中在介質(zhì)的兩側(cè)一對導(dǎo)體互相相對，并且特征阻抗Z0被設(shè)置為遠(yuǎn)小于用于使驅(qū)動器11與LILC13相連的布線18a的特征阻抗Z1的值(Z0/Z10)。LILC13的端子13a與驅(qū)動器11的輸出端子相連并且端子13b與接收機(jī)14的輸入端子相連。此外，LILC13的端子13c和13d與地相連。接收機(jī)14是用于將輸入到輸入端子(柵極端子)的信號轉(zhuǎn)換成電壓的晶體管。
圖8(a)和8(b)示出了要應(yīng)用于本實(shí)施例LPF電路的LILC13。圖8(a)和8(b)示出了來自不同視角的相同配置。介質(zhì)133被設(shè)置為包圍第一導(dǎo)體131。第一導(dǎo)體131和第二導(dǎo)體132被設(shè)置為通過介質(zhì)133互相相對并且由密封材料130將其固定在其位置。
端子13a和13b被設(shè)置為第一電極131并且端子13c和13d被設(shè)置為第二電極132。端子延伸到LILC13的底部一側(cè)、穿過密封材料130并且暴露(或突出)于外部。通過將從密封材料130暴露(或突出)的端子與信號傳輸導(dǎo)體和接地導(dǎo)體相連，可能將LILC13插入到傳輸線路。
作為示例說明了將具有上述結(jié)構(gòu)的LILC應(yīng)用于所有實(shí)施例的情況。然而，上述結(jié)構(gòu)是一個示例并且LILC的結(jié)構(gòu)不限制于上述結(jié)構(gòu)。
圖9(a)和9(b)示出了將LILC3設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。在這種情況中，為了容易地理解LILC3的狀態(tài)，在圖9(a)或9(b)中未示出密封材料130(對于其它實(shí)施例也是相同的)。為了示出LILC13的兩端的狀態(tài)，圖9(a)和9(b)示出了來自不同視角的相同配置。LILC13的端子13a與布線圖形10a相連，布線圖形10a與驅(qū)動器11的輸出端子相連。LILC13的端子13b與布線圖形10b相連，布線圖形10b與接收機(jī)14的柵極端子相連。LILC13的端子13c和13d分別與布線圖形10c和10d相連，布線圖形10c和10d與地相連。
下面來說明LPF電路的操作。圖10(a)到10(c)示出了從驅(qū)動器11輸出的脈沖信號波通過LPF電路的狀態(tài)。如圖10(a)所示，從驅(qū)動器11輸出的脈沖信號波通過包括布線18a和地的線路到達(dá)LILC13。在到達(dá)LILC13的脈沖信號波中，具有高頻的并因此能夠?qū)ILC13作為線路的電磁波分量(高頻信號1a)受布線18a的阻抗和LILC13的阻抗之間的失配的影響。在裝置情況中，因?yàn)閆0/Z10，由LILC3反射高頻信號1a。
然而，因?yàn)榫哂械皖l的電磁波分量(低頻信號1b)不能將LILC13作為線路，其不受布線18a和LILC13之間的阻抗失配的影響。因此，低頻信號1b進(jìn)入LILC13而不被反射、通過LILC13的介質(zhì)部分、并且傳輸?shù)浇邮諜C(jī)14一側(cè)。此外，通過傳輸通過LILC13的導(dǎo)體部分，DC信號1c傳輸?shù)浇邮諜C(jī)14一側(cè)。
如圖10(c)所示，傳輸?shù)浇邮諜C(jī)14一側(cè)的低頻信號1b和傳輸?shù)腄C信號1c進(jìn)入接收機(jī)14的柵極端子來操作接收機(jī)14。因此，只根據(jù)由驅(qū)動器11產(chǎn)生的脈沖信號中的低頻信號和DC信號來操作接收機(jī)14。
圖11示出了LPF電路的傳輸特性圖?？v軸表示透過率(dB)并且橫軸表示頻率(Hz)。在本實(shí)施例的情況中，不依賴于頻率而獲得恒定阻抗并且通過使用具有稍大介質(zhì)損耗的LILC來形成了LPF電路。因此，避免了在頻率波段等于或高于截止頻率時由寄生元件影響該電路并且使傳輸特性惡化。
因此，對于頻率高于截止頻率的電磁波，本實(shí)施例的LPF電路具有較低的透過率，并且表現(xiàn)出與不同于傳統(tǒng)LPF電路的理想LPF電路相近的電路特征。
可以通過改變LILC13的線路部分的實(shí)際長度(有效長度)來任意設(shè)置截止頻率。當(dāng)比值(LILC13的線路部分的寬度和一對導(dǎo)體的間隙之間的比值)和絕緣體的膜厚度固定時，LILC13的線路部分的長度反比于截止頻率。這不僅應(yīng)用于LPF電路，而且適用于所有實(shí)施例。
因此，本實(shí)施例的LPF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第二實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖12示出了應(yīng)用本發(fā)明的低通濾波電路(LPF電路)的配置。該電路與第一實(shí)施例的電路相同，除了線圈12被設(shè)置在驅(qū)動器11和LILC13之間。線圈12是設(shè)置于改善低通濾波電路特性的元件。LPF電路的操作與第一實(shí)施例的操作相同。
圖13示出了LPF電路的傳輸特性?？v軸表示透過率(dB)并且橫軸表示輸入電磁波的頻率(Hz)。設(shè)置于驅(qū)動器11和LILC13之間(換句話說，插入到布線18a中)的線圈12在低頻波段中顯示了感性特征。因此，線圈12的感性特征和LILC13的容性特征產(chǎn)生協(xié)作效應(yīng)并且當(dāng)頻率超出預(yù)定頻率時，透過率陡降。
此外，線圈12在高頻波段中示出了容性特征。然而，因?yàn)榧词乖诟哳l波段中LILC13的低阻抗特征也不會改變并且介質(zhì)損耗稍有增加，即使在等于或高于截止頻率的頻率波段中LPF電路的透過率也不會增加。
因此，對于具有頻率高于諧振頻率的電磁波，本實(shí)施例的LPF電路具有較低的透過率，并且表現(xiàn)為與理想LPF電路相近的電路特征，與第一實(shí)施例的LPF電路相類似。
因此，本實(shí)施例的LPF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第三實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖14示出了在本發(fā)明之下的低通濾波電路(LPF電路)的配置。該電路與第一實(shí)施例相同，除了還將電阻19設(shè)置于驅(qū)動器11和LILC13之間。電阻19是設(shè)置用于改善低通濾波電路特性的元件。LPF電路的操作與第一實(shí)施例的操作相同。
在低頻波段中設(shè)置于驅(qū)動器11和LILC13之間(換句話說，插入到布線18a中)的電阻19不受寄生元件的影響，并且其阻抗是不依賴于頻率的常數(shù)。因此，電阻值較低時，電阻19示出了與線圈相同的特性。因此，當(dāng)電阻19的電阻值較低時，電阻19的特征值和LILC13的容性特征產(chǎn)生協(xié)作效應(yīng)，但是當(dāng)頻率超出預(yù)定頻率時，透過率陡降。
此外，即使在高頻波段中LILC13的容性特征也不會改變并且介質(zhì)的損耗稍有增加。因此，即使在等于或高于截止頻率的頻率中LPF電路的透過率也不會增加。
因此，對于具有頻率高于諧振頻率的電磁波，本實(shí)施例的LPF電路具有較低的透過率，并且表現(xiàn)為與理想LPF電路相近的電路特征，與第一實(shí)施例的LPF電路相類似。
因此，本實(shí)施例的LPF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第四實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第四實(shí)施例。圖15示出了應(yīng)用本發(fā)明的高通濾波電路(HPF電路)的配置。
該HPF電路具有驅(qū)動器21、LILC22、線圈23和接收機(jī)25。驅(qū)動器21由晶體管211和212組成。
驅(qū)動器21具有與第一實(shí)施例的驅(qū)動器11相同的配置并且從輸出端子輸出信號電磁波。LILC22是具有四端子線路結(jié)構(gòu)的元件，其中在介質(zhì)兩側(cè)一對導(dǎo)體互相相對，并且其特征阻抗Z0被設(shè)置為遠(yuǎn)小于用于使驅(qū)動器21與LILC22相連的布線28a的特征阻抗Z2的值(Z0/Z20)。LILC22的端子22a與驅(qū)動器21的輸出端子相連并且端子22b斷開。此外，LILC22的端子22c通過線圈23與地相連。LILC22的端子22d與接收機(jī)25的輸入端子相連。線圈23是設(shè)置于改善旁路濾波器特性的元件。接收機(jī)25是用于將輸入到輸入端子(柵極端子)的信號轉(zhuǎn)換為電壓的晶體管。
圖16(a)和16(b)示出了將LILC22設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。為了示出在LILC22的兩端的連接狀態(tài)，圖16(a)和16(b)示出了通過改變視角從兩個方向來看的狀態(tài)。LILC22的端子22a與布線圖形20a相連，布線圖形20a與驅(qū)動器21的輸出端子相連。LILC22的端子22b斷開，不與任何布線圖形相連。端子22c與布線圖形20c相連，布線圖形20c通過線圈23與地相連。LILC22的端子22d與布線圖形20d相連，布線圖形20d與接收機(jī)25的柵極端子相連。
下面來說明HPF的操作。圖17(a)到17(c)示出了從驅(qū)動器21輸出的脈沖信號波通過HPF電路的狀態(tài)。如圖17(a)所示，從驅(qū)動器21輸出的脈沖信號波通過包括布線28a和地的線路到達(dá)LILC22。在本實(shí)施例的情況中，因?yàn)長ILC22的端子22b是開路的，不傳輸脈沖信號的DC分量(DC信號)。在到達(dá)LILC22的脈沖信號波中，具有較高頻率并能夠?qū)ILC22認(rèn)為是線路的電磁波分量受布線28a的阻抗和LILC22的阻抗之間的失配的影響。在這種情況中，因?yàn)閆0/Z20，高頻信號不進(jìn)入LILC22，但是如圖17(b)所示，穿過通過線圈23與地相連的導(dǎo)體之一和地之間的間隙，到達(dá)接收機(jī)25的柵極端子。即，高頻信號通過線路繞過LILC22而前進(jìn)到接收機(jī)25一側(cè)，該線路包括具有端子22c和22d的LILC22的導(dǎo)體之一和接地面。
然而，在到達(dá)LILC2的脈沖信號波中，具有較低頻率的電磁波分量(低頻信號2b)進(jìn)入LILC22中的介質(zhì)而不受布線28a的阻抗和LILC22的阻抗之間的失配的影響。然而，因?yàn)長ILC22的端子22b是電開路的，該分量不到達(dá)接收機(jī)25，但是因?yàn)閷⒔橘|(zhì)的損耗設(shè)置為稍高，該分量在LILC22中衰減。
如圖17(c)所示，進(jìn)入接收機(jī)25柵極端子的高頻信號操作接收機(jī)25。因此，接收機(jī)只根據(jù)由驅(qū)動器21產(chǎn)生的脈沖信號波中的高頻信號來操作。
圖18示出了HPF電路的傳輸特征圖?？v軸表示透過率(dB)并且橫軸表示輸入波的頻率(Hz)。當(dāng)頻率超出預(yù)定頻率時，因?yàn)榫€圈23的感性特征和LILC22的容性特征導(dǎo)致協(xié)作效應(yīng)，用于將LILC22的端子22參與地相連的線圈23的透過率陡增。此外，即使在高于截止頻率的頻率波段中，本實(shí)施例的HPF電路的電磁波的透過率仍保持在高水平，并且表現(xiàn)出與不同于傳統(tǒng)HPF電路情況下的理想HPF電路相近的電路特征。
因此，本實(shí)施例的HPF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第五實(shí)施例下面來說明本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施例。圖19示出了適用于本發(fā)明的高通濾波電路(HPF電路)的配置。
該HPF電路與第四實(shí)施例的情況相同，除了端子22c開路并且端子22d通過線圈24與地相連。
圖20(a)和20(b)示出了將LILC22設(shè)置在印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。LILC22的端子22a與布線圖形20a相連，布線圖形20a與驅(qū)動器21的輸出端子相連。LILC22的端子22b和22c斷開，不與布線圖形相連。LILC22的端子22d與布線圖形20d相連，布線圖形20d通過接收機(jī)25的柵極端子和線圈24與地相連。
HPF的操作與第四實(shí)施例的情況相同。此外，傳輸特性與第四實(shí)施例的情況相同。因?yàn)橛糜谑筁ILC22的端子22d與地相連的線圈24在低頻波段中表現(xiàn)出感性特征，當(dāng)頻率超出預(yù)定頻率時，線圈24的感性特征和LILC22的容性特征產(chǎn)生協(xié)作效應(yīng)并且透過率陡增。此外，即使在高于截止頻率的頻率中，電磁波的透過率仍保持在較高值，并且表現(xiàn)出與理想HPF電路情況相近的電路特征。
因此，本實(shí)施例的HPF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第六實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第六實(shí)施例。圖21示出了應(yīng)用本發(fā)明的高通濾波電路(HPF電路)的配置。
該HPF電路與第四實(shí)施例的情況相同，除了LILC22的端子22d通過線圈24與地相連。
圖22(a)和22(b)示出了將LILC22設(shè)置在印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。LILC22的端子22a與布線圖形20a相連，布線圖形20a與驅(qū)動器21的輸出端子相連。LILC22的端子22b開路，不與布線圖形相連。LILC2的端子22c與布線圖形20c相連，布線圖形20c通過線圈23與地相連。LILC22的端子22d與布線圖形20d相連，布線圖形20d與接收機(jī)25的柵極端子和地相連。
HPF的操作與第四實(shí)施例的情況相同。此外，傳輸特性與第四實(shí)施例的情況相同。然而，因?yàn)閮蓚€線圈(線圈23和24)與LILC22相連，可能在低頻波段中使濾波特性接近于理想HPF電路的電路特征。
因此，本實(shí)施例的HPF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第四到第六實(shí)施例分別具有線圈23或線圈24與LILC22的端子22相連的配置。然而，通過使用電阻代替線圈，也可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。此外，可以通過結(jié)合兩者來使用線圈和電阻。
第七實(shí)施例在上述第一到第三實(shí)施例的情況中，說明了應(yīng)用本發(fā)明的LPF電路。在上述第四到第六實(shí)施例的情況中，說明了應(yīng)用本發(fā)明的HPF電路。然而，通過結(jié)合它們，可能將本發(fā)明應(yīng)用于帶通濾波電路或帶阻濾波電路。
下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第七實(shí)施例。圖23示出了應(yīng)用本發(fā)明的帶通濾波電波(BPF電路)的配置。
該BPF電路是通過使驅(qū)動器31、HPF32、LPF33和接收機(jī)34串聯(lián)而獲得的電路。
驅(qū)動器31與第一實(shí)施例的驅(qū)動器11相同，從輸出端子輸出信號電磁波。HPF32具有與第四實(shí)施例的HPF電路相同的配置，并且包括LILC321和線圈322。LILC321是具有四端子線路結(jié)構(gòu)的元件，其中一對導(dǎo)體在介質(zhì)的兩側(cè)相對，并且其特征阻抗Z0a被設(shè)置為遠(yuǎn)小于用于使驅(qū)動器31與LILC321相連的布線38a的特征阻抗Z3a的值(Z0/Z3α0)。LILC321的端子321a與驅(qū)動器31的輸出端子相連，并且LILC321的端子321b開路。此外，LILC321的端子321c通過線圈322與地相連。LILC321的端子321d與LPF33的輸入端子相連?？梢灶愃朴诘谒膶?shí)施例，將LILC321設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形。線圈322是設(shè)置用于改善高通濾波器特性的元件。
LPF33具有與第二實(shí)施例的LPF電路相同的配置，并且包括LILC331和線圈332。LILC331是具有四端子線路結(jié)構(gòu)的元件，其中一對導(dǎo)體在介質(zhì)的兩側(cè)相對，并且其特征阻抗Z0b被設(shè)置為遠(yuǎn)小于用于使HPF32與LILC331相連的布線38b的特征阻抗Z1b的值(Z0/Z1b0)。LILC331的端子331a與LILC321d相連，作為HPF32的輸出端子，并且LILC331的端子331b與地相連。此外，LILC331的端子331c和331d與地相連?？梢灶愃朴诘诙?shí)施例，將LILC331設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形。線圈332是設(shè)置用于改善高通濾波器特性的元件。
接收機(jī)34是用于將輸入到輸入端子(柵極端子)的信號轉(zhuǎn)換為電壓的晶體管。
下面來說明BPF的操作。如圖24(a)到24(c)所示，假設(shè)從驅(qū)動器31輸出的脈沖信號波的頻譜覆蓋fmin和fmax之間(包括兩者)的頻率波段，HPF32的截止頻率是f1，并且LPF33的截止頻率是f2。
從驅(qū)動器31輸出的脈沖信號波通過包括布線38a和地的線路到達(dá)HPF32。在到達(dá)HPF32的信號電磁波中等于或高于f1的頻率分量通過HPF32并且低于f1的頻率分量被HPF32阻擋。
通過HPF32的頻率分量通過包括線路38b和地的線路到達(dá)LPF33。到達(dá)LPF33的頻率分量中等于或高于f2的頻率分量由LPF33阻擋并且低于f2的頻率分量通過LPF33。
通過使用布線38c和地作為線路，通過LPF33的頻率分量到達(dá)接收機(jī)34并且進(jìn)入柵極端子來操作接收機(jī)34。如圖24(d)所示，在從驅(qū)動器31輸出的脈沖信號波中只有f1和f2之間(不包括f2)的頻率分量到達(dá)接收機(jī)34。
因此，通過使應(yīng)用本發(fā)明的LPF和HPF串聯(lián)，可能將本發(fā)明應(yīng)用于BPF電路。當(dāng)HPF電路的截止頻率高于LPF的截止頻率時，由HPF和LPF阻擋所有的頻率分量，并且沒有頻率分量到達(dá)接收機(jī)。因此，需要將HPF的截止頻率設(shè)置于低于LPF截止頻率的值。
在這種情況中，通過使用具有與第二實(shí)施例的LPF電路相同配置的LPF和具有與第四實(shí)施例的HPF電路相同配置的HPF，形成BPF電路。然而，還可以通過組合具有與其它實(shí)施例相同配置的LPF和HPF來將本發(fā)明應(yīng)用于BPF電路。
因此，本實(shí)施例的BPF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第八實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第八實(shí)施例。圖25示出了應(yīng)用本發(fā)明的帶阻濾波電路(BEF電路)的配置。
該BEF電路具有驅(qū)動器31、HPF32、LPF33和接收機(jī)34。驅(qū)動器31、HPF32、LPF33和接收機(jī)34的各個配置與第七實(shí)施例的情況相同，除了本實(shí)施例的BEF電路在各個部分的連接處不同。HPF32和LPF33被并聯(lián)插入到驅(qū)動器31和接收機(jī)34之間。
下面來說明BPF電路的操作。如圖26(a)和26(b)所示，假設(shè)從驅(qū)動器31輸出的脈沖信號波的頻譜覆蓋fmin和fmax之間(包括兩者)的頻率波段，HPF32的截止頻率是f3，并且LPF33的截止頻率是f4。
從驅(qū)動器31輸出的脈沖信號波通過包括布線38a和地的線路到達(dá)HPF32。在到達(dá)LPF33的信號電磁波中等于或高于f3的頻率分量通過HPF32并且低于f3的頻率分量被HPF32阻擋。
從驅(qū)動器31輸出的脈沖信號波還通過包括布線38b和地的線路到達(dá)LPF33。在到達(dá)LPF33的脈沖信號波中等于或高于f4的頻率分量由LPF33阻擋并且低于f4的頻率分量通過LPF33。
通過HPF32和LPF33的頻率分量通過包括線路38b和地的線路到達(dá)接收機(jī)34并且進(jìn)入柵極端子來操作接收機(jī)34。如圖26(d)所示，在從驅(qū)動器31輸出的脈沖信號波中只有等于或高于f3的頻率分量和低于f4的頻率分量到達(dá)接收機(jī)34。
因此，通過使應(yīng)用本發(fā)明的LPF和HPF并聯(lián)，可能將本發(fā)明應(yīng)用于BEF電路。當(dāng)HPF電路的截止頻率低于LPF的截止頻率時，所有的頻率分量通過HPF和LPF。因此，需要將HPF的截止頻率設(shè)置于高于LPF截止頻率的值。
在這種情況中，通過使用具有與第二實(shí)施例的LPF電路相同配置的LPF和具有與第四實(shí)施例的HPF電路相同配置的HPF，形成BEF電路。然而，還可以通過組合具有與其它實(shí)施例相同配置的LPF和HPF來將本發(fā)明應(yīng)用于BEF電路。
因此，本實(shí)施例的BEF電路是易于設(shè)計(jì)的寬帶電路，不需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算或取決于試湊技術(shù)。此外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)目較少，可以改善電路特性的穩(wěn)定性和可靠性。
第九實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第九實(shí)施例。圖27示出了應(yīng)用本發(fā)明的高頻終端電路的配置。該電路是下拉型終端電路，其中信號電路通過終端電阻與地相連。
本實(shí)施例的高頻終端電路具有驅(qū)動器41、LILC42、電阻43、接收機(jī)45和LILC46。
驅(qū)動器41與第一實(shí)施例的相同，從其輸出端子輸出信號電磁波。LILC42是具有線路結(jié)構(gòu)的四端子元件并且其特征阻抗Z0被設(shè)置于遠(yuǎn)小于用于使驅(qū)動器41與LILC42相連的布線48a的特征阻抗Z4的值(Z0/Z40)。LILC42的端子42a與驅(qū)動器41的輸出端子相連并且LILC42的端子42b與接收機(jī)45的輸入端子相連。此外，LILC42的端子42c通過電阻43與地相連。電阻43是用于終止脈沖信號波以使該波不在LILC42處反射的電阻(終端電阻)并且其阻抗等于用于使驅(qū)動器41與LILC42相連的布線48a的阻抗。接收機(jī)45是用于使輸入到輸入端子(柵極端子)的信號轉(zhuǎn)換到電壓的晶體管。LILC46是用于限制要從未示出電源提供的DC電壓Vdc的波動的元件，使得從脈沖信號波看來終端電阻為恒定值。
圖28(a)和28(b)示出了將LILC42設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。LILC42的端子42a與布線圖形40a相連，布線圖形40a與驅(qū)動器41的輸出端子相連。LILC42的端子42b與布線圖形40b相連，布線圖形40b與接收機(jī)45的柵極端子相連。LILC42的端子42c與布線圖形40c相連，布線圖形40c通過線圈43與地相連，并且LILC42的端子42d開路。
下面來說明高頻終端電路的操作。圖29(a)到29(c)示出了從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波傳輸通過高頻終端電路的狀態(tài)。如圖29(a)所示，從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波通過包括布線48a和地的線路到達(dá)LILC42。具有較高頻率并能夠?qū)ILC42認(rèn)為是線路的電磁波分量(高頻信號4a)受布線48a的阻抗和LILC42的阻抗之間的失配的影響。在這種情況中，因?yàn)閆0/Z40，高頻信號不能夠進(jìn)入LILC42。然而，在本實(shí)施例的情況中，終端電阻(電阻43)與LILC42的端子42c相連，高頻信號通過線路傳輸?shù)浇邮諜C(jī)45，該線路包括電阻43與之相連的LILC42的一對導(dǎo)體之一和地。傳輸?shù)浇邮諜C(jī)45一側(cè)的高頻信號通過包括布線48b和地的線路進(jìn)入接收機(jī)45的柵極端子。
然而，在到達(dá)LILC42的脈沖信號波中具有低頻的電磁波分量(低頻信號)能夠進(jìn)入LILC42而不受布線48b的阻抗和LILC42的阻抗之間的失配的影響。因此，電磁波分量通過LILC42的介質(zhì)部分傳輸?shù)浇邮諜C(jī)45一側(cè)并且通過包括布線48b和地的線路進(jìn)入到接收機(jī)45的柵極端子。此外，DC信號通過LILC42的導(dǎo)體部分并且傳輸?shù)浇邮諜C(jī)45一側(cè)、通過布線48b并且進(jìn)入接收機(jī)45的柵極端子。
因此，如圖29(c)所示，從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波的所有頻率分量被輸入到接收機(jī)45的柵極端子并且在輸入到接收機(jī)45的柵極端子的信號中如實(shí)地再現(xiàn)了從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波的波形。因此，根據(jù)具有與從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波相同的波形的信號波來操作接收機(jī)45。
在數(shù)字電路的情況中，信號電磁波在Hi電平和Low電平之間互換。然而，在數(shù)據(jù)系統(tǒng)信號電磁波的情況中，保持信號停止在Hi電平或Low電平的狀態(tài)一段時間并且DC可以繼續(xù)流動。在這種情況中，當(dāng)DC流入電阻的端子時，輸出信號的同時消耗了功率。
此外，當(dāng)其1/4波長長于傳輸線的線路長度的電磁波傳輸通過傳輸線時，因?yàn)椴荒軐㈦姶挪ㄕJ(rèn)為是波，消耗了功率而不需要在終端電阻處實(shí)現(xiàn)匹配終止。
因此，在數(shù)字電路的情況中，需要通過避免1/4波長長于傳輸線線路長度的電磁波或DC流過終端電阻來限制功率的浪費(fèi)。
當(dāng)電容器被串聯(lián)地插入到傳輸線和終端電阻之間并且信號電磁波的上升時間短于由終端電阻的電阻值和電容器的電容決定的時間常數(shù)(1/5或更少)時，可以忽略電容器的電壓波動。在這種情況中，不能從信號電磁波傳輸通過的傳輸線中察覺到電容器并且可以認(rèn)為只由終端電阻終止了信號電磁波。
當(dāng)認(rèn)為只由終端電阻終止了信號電磁波并且傳輸線的長度短于可以忽略電容器的電壓波動的最小頻率的電磁波1/4波長時，可以避免沒有匹配終止的頻率分量的電磁波和DC流入終端電阻。
例如，當(dāng)在具有特定介電常數(shù)εr＝4的印刷電路板上將0.1uF的電容器串聯(lián)插入到傳輸線和具有80Ω電阻值的終端電阻之間并且忽略電源的阻抗時，CR的時間常數(shù)為8us。具有上升時間為8us×1/5＝1.6us的正弦波頻率近似100KHz并且其1/4波長是λ/4=(c/f)·(1/ϵτ)·(1/4)=375m]]>(其中c是光速)。
因?yàn)橛∷㈦娐钒迳蟼鬏斁€的線路長度通常短于375m，沒有匹配終止的頻率分量的電磁波和DC不會流經(jīng)終端電阻。
然而，如上所述，電容器具有當(dāng)頻率超出預(yù)定頻率時由寄生元件影響電容器并且阻抗增加的性質(zhì)。在高頻波段中，具有終端電阻的綜合值增加。因此，當(dāng)使用電容器形成了終端電路時，在高頻波段中信號波的波形發(fā)生變形。
然而，因?yàn)樵诟哳l波段中LILC的阻抗也不會增加，通過使用LILC形成終端電路，類似于本實(shí)施例的高頻終端電路，可能匹配終止具有包括高頻信號的寬頻帶電磁波而不會產(chǎn)生波形變形。
在不能將LILC認(rèn)為是線路的低頻信號的情況中，因?yàn)長ILC的作用類似于電容器，可以類似于通過電容器連接終端電阻的情況來實(shí)現(xiàn)匹配終止。此外，因?yàn)樵贒C從驅(qū)動器分離的一側(cè)終端電阻與導(dǎo)體相連，DC不會流經(jīng)終端電阻。
因此，在本實(shí)施例的高頻終端電路的情況中，終端電阻與LILC端子相連，LILC在寬頻帶上表現(xiàn)出等于或小于預(yù)定值的阻抗，并從而匹配終止了脈沖信號的所有頻率分量。因此，沒有終止一些頻率分量來產(chǎn)生振鈴，從而不會操作接收機(jī)。此外，因?yàn)榻K端電阻是從驅(qū)動器DC隔離的，即使驅(qū)動器繼續(xù)輸出Hi或Low信號DC也不會流經(jīng)終端電阻并且不會浪費(fèi)功率。
第十實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十實(shí)施例。圖30示出了應(yīng)用本發(fā)明的高頻終端電路的配置。該電路是通過類似于第九實(shí)施例的終端電阻使信號電路與地相連而獲得的下拉型終端電路，終端電路與第九實(shí)施例相同，除了端子42c開路并且端子42d通過電阻44與地相連。電阻44的阻抗等于使LILC42與接收機(jī)45相連的導(dǎo)體48b的阻抗。
圖31(a)和31(b)示出了將LILC42設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。LILC42的端子42a與布線圖形40a相連，布線圖形40a與驅(qū)動器41的輸出端子相連。LILC42的端子42b與布線圖形40b相連，布線圖形40b與接收機(jī)45的柵極端子相連。LILC42的端子42c斷開并且LILC42的端子42d與布線圖形40d相連，布線圖形40d通過線圈44與地相連。
下面來說明高頻終端電路的操作。從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波傳輸通過高頻終端電路的狀態(tài)與第九實(shí)施例的情況相同，并且因?yàn)殡娮?4與LILC42的端子42d相連，高頻信號還進(jìn)入接收機(jī)45的柵極端子。因此，從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波的所有頻率分量被輸入到接收機(jī)45的柵極端子并且由接收機(jī)45如實(shí)地再現(xiàn)了從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波。
如第九實(shí)施例所示，在本實(shí)施例的高頻終端電路的情況中，終端電阻與LILC的端子相連，LILC在寬頻帶上表現(xiàn)出等于或小于預(yù)定值的阻抗，并因此匹配終止了脈沖信號的所有頻率分量。因此，高頻終端電路避免了沒有終止一些頻率分量而產(chǎn)生振鈴并且該振鈴激活接收機(jī)的情況。此外，因?yàn)榻K端電阻是從驅(qū)動器DC隔離的，即使驅(qū)動器繼續(xù)輸出Hi或Low信號DC也不會流經(jīng)終端電阻并且不會浪費(fèi)功率。
第十一實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十一實(shí)施例。圖32示出了應(yīng)用本發(fā)明的高頻終端電路的配置。該電路是通過類似于第九實(shí)施例的終端電阻使信號電路與地相連而獲得的下拉型終端電路，終端電路與第九實(shí)施例相同，除了端子42d通過電阻44與地相連。電阻44的阻抗等于使LILC42與接收機(jī)45相連的布線48b的阻抗。
圖33(a)和33(b)示出了將LILC42設(shè)置在印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。LILC42的端子42a與布線圖形40a相連，布線圖形40a與驅(qū)動器41的輸出端子相連。LILC42的端子42b與布線圖形40b相連，布線圖形40b與接收機(jī)45的柵極端子相連。LILC42的端子42c與布線圖形40c相連，布線圖形40c通過電阻43與地相連，并且LILC42的端子42d與布線圖形40d相連，布線圖形40d通過電阻44與地相連。
本實(shí)施例的高頻終端電路的操作幾乎與第九或第十實(shí)施例的操作相同。然而，因?yàn)榻K端電阻與LILC42的輸入一側(cè)和輸出一側(cè)相連，可能進(jìn)一步充分終止從驅(qū)動器41輸出的脈沖信號波。
第十二實(shí)施下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十二實(shí)施例。圖34示出了應(yīng)用本發(fā)明的高頻終端電路的配置。該電路是通過終端電阻將信號電路與地相連而獲得的下拉型終端電路。
本實(shí)施例的高頻終端電路具有驅(qū)動器51、LILC52、電阻53、接收機(jī)54、LILC56和LILC57。
驅(qū)動器51與第一實(shí)施例的驅(qū)動器51相同，從輸出端子輸出信號電磁波。LILC52是具有四端子線路結(jié)構(gòu)的元件，其中一對導(dǎo)體在介質(zhì)的兩側(cè)互相相對并且特征阻抗Z0被設(shè)置為遠(yuǎn)小于用于使驅(qū)動器51與LILC52相連的布線58a的特征阻抗Z5的值(Z0/Z50)。LILC52在目標(biāo)頻率波段中包括從驅(qū)動器51輸出的脈沖電磁波的所有頻率分量。LILC52的端子52a通過電阻53與LILC56的端子56a相連。此外，LILC52的端子52b斷開。LILC52的端子52c與驅(qū)動器51的輸出端子相連并且LILC52的端子52d與接收機(jī)55的柵極端子相連。電阻53是用于終止脈沖信號波以使其不在LILC52中反射的電阻(終端電阻)并且其阻抗等于使驅(qū)動器51與LILC52相連的布線58a的阻抗。接收機(jī)55是用于將輸入到柵極端子的信號轉(zhuǎn)換到電壓的元件。LILC56和57分別限制從未示出電源提供的DC電壓VDC的波動并且使得從脈沖信號波看來終端電阻為恒定值。
圖35(a)和35(b)示出了將LILC52設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。端子52a與布線圖形50a相連，布線圖形50a通過電阻53與LILC56的端子56b相連并且端子52b斷開。端子52c與布線圖形50c相連，布線圖形50c與驅(qū)動器51的輸出端子相連。端子52d與布線圖形50d相連，布線圖形50a與接收機(jī)55的柵極端子相連。
在該終端電路的情況中，與LILC52相連的終端電阻53與LILC56的端子56b相連并且與端子56b相對的端子56d與地相連。因?yàn)長ILC56具有低阻抗，可以認(rèn)為在高頻中電阻53與地相連。
下面來說明高頻終端電路的操作。圖36(a)和36(b)示出了從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波傳輸通過高頻終端電路的狀態(tài)。如圖36(a)所示，從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波通過包括布線58a和地的線路到達(dá)LILC52。在到達(dá)LILC52的脈沖信號波中，具有高頻并且能夠?qū)ILC52認(rèn)為是線路的電磁波分量(高頻信號5a)受布線58a的阻抗和LILC52的阻抗之間的失配的影響。在這種情況中，因?yàn)閆0/Z50，高頻信號不能進(jìn)入LILC52。然而，在本實(shí)施例的情況中，因?yàn)榻K端電阻(電阻53)與端子52a相連，高頻信號通過包括地和LILC52的一對導(dǎo)體之一的線路傳輸?shù)浇邮諜C(jī)55一側(cè)，如圖36(b)所示，導(dǎo)體被認(rèn)為通過電阻53與地相連。
如圖36(c)所示，傳輸?shù)浇邮諜C(jī)55一側(cè)的高頻信號5a通過包括導(dǎo)體58b和地的線路進(jìn)入接收機(jī)55的柵極端子。
然而，在到達(dá)LILC52的脈沖信號波中具有低頻的電磁波分量(低頻信號)可以進(jìn)入LILC52而不受布線58a的阻抗和LILC52的阻抗之間的失配的影響。因此，如圖36(b)所示，電磁波分量通過LILC52的介質(zhì)部分并傳輸?shù)浇邮諜C(jī)55一側(cè)，并且如圖36(c)所示，通過包括導(dǎo)體58b和地的線路進(jìn)入接收機(jī)55的柵極端子。此外，DC信號通過不與電阻53相連的LILC52的一對導(dǎo)體之一，并且傳輸?shù)浇邮諜C(jī)55一側(cè)并通過布線58b進(jìn)入接收機(jī)55的柵極端子。
因此，從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波的所有頻率分量被輸入到接收機(jī)55的柵極端子并且在輸入到接收機(jī)55的柵極端子的信號中如實(shí)地再現(xiàn)了從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波的波形。因此，根據(jù)與從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波具有相同波形的信號波來操作接收機(jī)55。
在本實(shí)施例的高頻終端電波的情況中，與第九實(shí)施例相同，終端電阻與LILC的端子相連，LILC在寬頻帶上表現(xiàn)出等于或低于預(yù)定值的阻抗。因此，因?yàn)槠ヅ浣K止了脈沖信號的所有頻率分量，本實(shí)施例避免了沒有終止一些頻率分量而產(chǎn)生振鈴并且激活接收機(jī)的情況。此外，因?yàn)榻K端電阻是從驅(qū)動器DC隔離的，即使驅(qū)動器繼續(xù)輸出Hi或Low信號DC也不會流經(jīng)終端電阻并且不會浪費(fèi)功率。
第十三實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十三實(shí)施例。圖37示出了應(yīng)用本發(fā)明的高頻終端電路的配置。該電路是終端電阻將信號電路與電源相連而獲得的下拉型終端電路，該終端電路與第十二實(shí)施例的相同，除了端子52a斷開并且端子52b通過電阻54與LILC56的端子56b相連。電阻54的阻抗等于使LILC54與接收機(jī)55相連的布線58b的阻抗。
圖38(a)和38(b)示出了。將LILC52設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。端子52a斷開并且端子52b與布線圖形50b相連，布線圖形50b通過電阻54與LILC56的端子56相連。端子52c與布線圖形50c相連，布線圖形50c與驅(qū)動器51的輸出端子相連。端子52d與布線圖形50d相連，布線圖形50d與接收機(jī)55的柵極端子相連。
在本終端電路的情況中，與LILC52相連的終端電阻54與LILC56的端子56b相連并且與端子56b相對的端子56d與地相連。因?yàn)長ILC56具有低阻抗，可以將電阻54認(rèn)為是與地相連。
下面來說明高頻終端電路的操作。從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波傳輸通過高頻終端電路的狀態(tài)與第十二實(shí)施例的情況相同。從驅(qū)動器51示出的脈沖信號波的所有頻率分量被輸入到接收機(jī)55的柵極端子并且輸入到接收機(jī)55的柵極端子的信號中如實(shí)地再現(xiàn)了從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波的波形。因此，根據(jù)與從驅(qū)動器51輸出的脈沖信號波具有相同波形的信號波來操作接收機(jī)55。
在本實(shí)施例的高頻終端電波的情況中，按照與第九實(shí)施例相同的方式，終端電阻與LILC的端子相連，LILC在寬頻帶上表現(xiàn)出等于或低于預(yù)定值的阻抗，因此，匹配終止了脈沖信號的所有頻率分量。因此，本實(shí)施例避免了沒有終止一些頻率分量而產(chǎn)生振鈴并且激活接收機(jī)的情況。此外，因?yàn)榻K端電阻是從驅(qū)動器DC隔離的，即使驅(qū)動器繼續(xù)輸出Hi或Low信號DC也不會流經(jīng)終端電阻并且不會浪費(fèi)功率。
第十四實(shí)施例下面來說明優(yōu)選執(zhí)行本發(fā)明的第十四實(shí)施例。圖39示出了應(yīng)用本發(fā)明的高頻終端電路。該電路是終端電阻將信號電路與電源相連而獲得的下拉型終端電路，該終端電路與第十二實(shí)施例的相同，除了端子52b通過電阻54與地相連。電阻54的阻抗等于用于使LILC54與接收機(jī)55相連的布線58b的阻抗。
圖40(a)和40(b)示出了將LILC52設(shè)置于印刷電路板上的布線圖形的狀態(tài)。LILC52的端子52a與布線圖形50a相連，布線圖形50a通過線圈53與LILC56的端子56b相連。LILC52的端子52b與布線圖形50b相連，布線圖形50b通過電阻54與LILC56的端子56b相連。LILC52的端子52c與布線圖形50c相連，布線圖形50c與驅(qū)動器51的輸出端子相連。LILC52的端子52d與布線圖形50d相連，布線圖形50d與接收機(jī)55的柵極端子相連。
本實(shí)施例的高頻終端電路的操作與第十二實(shí)施例和第十三實(shí)施例的操作相同。因?yàn)榻K端電阻與LILC52的輸入一側(cè)和輸出一側(cè)都相連，可以充分終止從驅(qū)動器51輸出的脈沖電磁波。
上述實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的示例，但是本發(fā)明不限制于這些實(shí)施例。
例如，在上述實(shí)施例的情況中，通過使用一階配置作為示例說明了LPF電路和HPF電路。然而，也可以將本發(fā)明應(yīng)用于高階LPF電路和HPF電路。
通過使用連接的情況作為示例進(jìn)行了說明。然而，還允許使終端電阻與電源和地都相連來實(shí)現(xiàn)Thevenin連接。
此外，驅(qū)動器和接收機(jī)不限制于每一個實(shí)施例所示的配置。
因此，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以利用較少數(shù)目的電路元件組成在寬頻帶上獲得希望的電路特性的寬帶電路。
權(quán)利要求
1.一種寬帶電路，其中，電路元件通過傳輸線相連，該傳輸線包括信號傳輸導(dǎo)體、接地導(dǎo)體和存在于這些導(dǎo)體之間的介質(zhì)，特征在于線路元件具有四端子線路結(jié)構(gòu)，其中一對導(dǎo)體互相相對，具有低于要與任意端子相連的導(dǎo)體阻抗的阻抗，將tanδ設(shè)置為0.05或更大作為介質(zhì)的傳輸損耗，并且使用具有短于線路長度四倍而長于線路長度的波長的電磁波的頻率波段作為目標(biāo)頻率波段，并且將該線路元件插入到傳輸線中，并對于目標(biāo)頻率波段的電磁波作為低阻抗元件來使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中，用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過傳輸線相連，線路元件被插入到傳輸線中，特征在于插入到傳輸線中的線路元件至少在目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體的任意一個的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端與無源元件的輸入端子相連，導(dǎo)體的另一個與地相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶電路，特征在于信號源和線路元件通過主要在目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量的元件相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶電路，特征在于信號源和線路元件通過電阻相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4之一所述的寬帶電路，特征在于由線路元件反射從信號源傳輸?shù)骄€路元件的信號電磁波中在線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量，在線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過線路元件傳輸?shù)綗o源元件，以及DC分量通過與信號源和無源元件相連的線路元件的一對導(dǎo)體之一傳輸?shù)綗o源元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中，用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過插入線路元件的傳輸線互相連接，其中，插入到傳輸線中的線路元件至少在目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端電開路，在無源元件一側(cè)的另一個導(dǎo)體的一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一端通過主要在目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量的元件與地相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中，用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過插入線路元件的傳輸線互相連接，其中，插入到傳輸線中的線路元件至少在目標(biāo)頻率波段中包括一些信號電磁波的頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端開路，在無源元件一側(cè)的另一個導(dǎo)體的一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一端通過電阻與地相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的寬帶電路，特征在于從信號源傳輸?shù)骄€路元件的信號電磁波中在線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與無源元件相連的線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，以及在目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量進(jìn)入線路元件并衰減。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中，用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過插入了第一和第二線路元件的傳輸線連接，其中，第一和第二線路元件分別在其目標(biāo)頻率波段中至少包括一些信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端電開路，在信號源相對一側(cè)的另一個導(dǎo)體的一端與第二線路元件的一對導(dǎo)體之一相連，并且至少一端通過主要在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件與地相連，以及一端與第一線路元件相連的第二線路元件的一對導(dǎo)體之一的另一端與無源元件的輸入端子相連并且另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的寬帶電路，特征在于第一線路元件和第二線路元件通過主要在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量和電阻的元件相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的寬帶電路，特征在于從信號源傳輸?shù)降谝痪€路元件的信號電磁波中在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路傳輸?shù)降诙€路元件一側(cè)，該線路包括與第二線路元件相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量進(jìn)入線路元件并衰減，由第二線路元件反射傳輸?shù)降诙€路元件的信號電磁波中在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量，以及在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過第二線路元件傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中，用于輸入信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過插入了第一和第二線路元件的傳輸線路連接，其中，第一和第二線路元件分別在其目標(biāo)頻率波段中至少包括一些信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端與第二線路元件的一對導(dǎo)體之一相連，并且另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連，一端與第一線路元件相連的第二線路元件的一對導(dǎo)體之一的另一端電開路，在無源元件一側(cè)的另一個導(dǎo)體的一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一端通過主要在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件與地相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的寬帶電路，特征在于由第一線路元件反射從信號源傳輸?shù)降谝痪€路元件的信號電磁波在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量，在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過第一線路元件傳輸?shù)降诙€路元件，傳輸?shù)降诙€路元件的信號電磁波在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與無源元件的輸入端子相連的第二線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，以及在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段之前的頻率分量進(jìn)圖第二線路元件并衰減。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中，用于輸入信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過插入了第一和第二線路元件的傳輸線互相連接，其中，第一和第二線路元件分別在其目標(biāo)頻率波段中至少包括一些信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連，其另一端與無源元件的輸入端子相連，并且另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連，第二線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端電開路，在無源元件一側(cè)的另一個導(dǎo)體的一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少一端通過主要在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件與地相連。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的寬帶電路，特征在于從信號源傳輸?shù)降谝痪€路元件的信號電磁波中在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與無源元件相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量進(jìn)入第一線路元件并衰減，由第二線路元件反射從信號源傳輸?shù)降诙€路元件的信號電磁波在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量，以及在第二線路元件的目標(biāo)頻率波段之外的頻率分量通過第二線路元件傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12到15之一所述寬帶電路，特征在于，信號源和第一線路元件通過主要在第一線路元件的目標(biāo)頻率波段中包括電抗分量或電阻的元件互相連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過插入線路元件的傳輸線互相連接，其中，插入到傳輸線的線路元件在目標(biāo)頻率波段中包括信號電磁波的頻譜，線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少另一個導(dǎo)體的一端通過終端電阻與地相連。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的寬帶電路，特征在于從信號源傳輸?shù)骄€路元件的信號電磁波在線路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與信號源相連的線路元件的一對導(dǎo)體之一和地；當(dāng)線路元件的目標(biāo)頻率波段外的頻率分量通過線路元件傳輸?shù)綗o源元件時，DC分量通過與信號源和無源元件相連的線路元件的一對導(dǎo)體之一傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶電路，其中，用于輸出信號電磁波的信號源和要根據(jù)輸入信號來操作的無源元件通過插入了第一線路元件的傳輸線互相連接，并且用于向信號源供電的電源和第一線路元件通過第二線路元件互相連接，其中，第一和第二線路元件在其目標(biāo)頻率波段中包括信號電磁波的頻譜，第一線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的輸出端子相連并且其另一端與無源元件的輸入端子相連，并且至少另一個導(dǎo)體的一端通過終端電阻與第二線路元件相連，以及第二線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端通過終端電阻與第一線路元件相連并且其另一端與電源相連，并且另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的寬帶電路，特征在于在從信號源到第一線路元件傳輸?shù)男盘栯姶挪ㄖ校诘谝痪€路元件的目標(biāo)頻率波段中的頻率分量通過線路傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)，該線路包括與信號源和無源元件相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一和地，以及DC分量通過與信號源和無源元件相連的第一線路元件的一對導(dǎo)體之一傳輸?shù)綗o源元件一側(cè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17到20之一所述的寬帶電路，特征在于終端電阻具有與信號傳輸導(dǎo)體的阻抗相等的阻抗，其中，信號傳輸導(dǎo)體的一端和終端電阻的一端分別連接到線路元件一端的兩個導(dǎo)體上。
22.根據(jù)權(quán)利要求17到21之一所述的寬帶電路，特征在于還將線路元件設(shè)置在電源線上以使信號源與電壓相連，從而向信號源供電，以及設(shè)置在電壓線上的線路元件的一對導(dǎo)體之一的一端與信號源的電源端子相連并且其另一端與電源相連并且另一個導(dǎo)體的兩端都與地相連。
23.根據(jù)權(quán)利要求2到22之一所述的寬帶電路，特征在于信號源和無源元件被安裝在印刷電路板上，在印刷電路板上形成傳輸導(dǎo)體作為布線圖形并且形成接地導(dǎo)體作為地平面并且布線圖形與地平面相連，以及在線路元件安裝在印刷電路板上的情況中，至少導(dǎo)體的一端與信號傳輸導(dǎo)體的布線圖形和接地導(dǎo)體相連并被插入到線路元件中。
全文摘要
提供一種利用較少數(shù)目的線路元件、在寬頻帶上穩(wěn)定地獲得希望的電路特性的容易設(shè)計(jì)的寬帶電路。在電路元件通過傳輸線與寬帶線路相連的情況中，傳輸線包括信號傳輸導(dǎo)體、接地導(dǎo)體以及存在于這些導(dǎo)體之間的介質(zhì)，LILC13具有四端子線路結(jié)構(gòu)，其中一對導(dǎo)體互相相對，具有低于與任意端子相連的導(dǎo)體阻抗的阻抗，并且使用波長短于近似于線路長度四倍的長度的電磁波頻率波段作為目標(biāo)頻率波段，并且對于目標(biāo)頻率波段的電磁波，LILC13用作低阻抗元件。
文檔編號H01P1/20GK1792002SQ20048001385
公開日2006年6月21日 申請日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者遠(yuǎn)矢弘和 申請人:日本電氣株式會社