Интегральный полосовой lc-фильтр

Конструкция полосового LC-фильтра, выполненного в n диэлектрических слоях, состоит из печатных проводников образующих, k параллельных LC-контура и (k-1) последовательных печатных катушек индуктивности, состоит из первого параллельного LC-контура 1, к первому выводу которого подключена входная потенциальная клемма устройства, а ко второму - первый вывод последовательной катушки индуктивности 2, второй вывод которой подключен к первому выводу второго параллельного LC-контура 3 ко второму выводу, которого подключен первый вывод последовательной печатной катушки индуктивности 4. Ко вторым выводам конденсаторов и катушек индуктивности, образующих параллельные LC-контуры подключена общая цепь. Ко второму выводу последовательной печатной катушки индуктивности 4 подключен следующий параллельный LC контур, выполненный аналогично описанному выше, причем последующие параллельные LC-контуры 5, 7p соединены между собой посредством последовательных печатных катушек индуктивности 6, 8(p-1) Первый вывод p выходного параллельного LC-контура подключен ко второму выводу (p-1) последовательной печатной катушки индуктивности. Второй вывод p выходного параллельного LC-контура подключен к выходной потенциальной клемме, отличается тем, что конденсаторы параллельных LC-контуров выполнены в виде многослойных структур, при этом печатные проводники, образующие конденсаторы параллельных LC-контуров выполнены в 1 слоях, где 1 - количество обкладок конденсатора, причем 1<n, при этом четные и нечетные обкладки конденсаторов LC-контуров выполнены соединенными между собой при помощи межслойных переходов, при этом печатные индуктивности выполнены в виде: полосковых линий, одновитковых индуктивностей, плоских квадратных спиралей, плоских круглых спиралей, стековых квадратных спиралей, стековых круглых спиралей, трехмерных П-образных индуктивностей, трехмерных П-образных сужающихся индуктивностей, трехмерных спиралей, сужающихся трехмерных спиралей, трехмерных Г-образных индуктивностей, трехмерных Г-образных сужающихся индуктивностей.

Предлагаемая полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использована для реализации устройств частотной селекции сигналов СВЧ диапазона в радиоприемных устройствах.

В качестве прототипа выбрана конструкция фильтра, состоящая из N параллельных LC-контуров, реализованных с использованием печатных проводников, причем обкладки плоскопараллельных конденсаторов выполнены на четвертом слое диэлектрика, при этом экраны на верхнем и нижнем слоях выполняют роль заземленных обкладок конденсаторов, индуктивности параллельных LC-контуров выполнены на третьем слое диэлектрика в виде планарных Г-образных проводников, причем параллельные LC-контуры соединены друг с другом емкостной связью, которая образуется за счет перекрытия обкладок конденсатора на втором слое с обкладками конденсаторов параллельных LC-контуров на четвертом слое, при этом первый вывод первого контура соединен с входной потенциальной клеммой устройства, а первый вывод N контура соединен с выходной потенциальной клеммой устройства [1]. Эта конструкция наиболее близка к предлагаемому устройству.

Недостаток устройства-прототипа - недостаточное затухание при отстройке справа от полосы пропускания.

Задача полезной модели - увеличение затухания LC-фильтра при отстройке справа от полосы пропускания.

Поставленная задача решается тем, что в плате многослойной полосового LC-фильтра, выполненной в n диэлектрических слоях. состоящей из печатных проводников образующих, k параллельных LC-контура и (k-1) последовательных печатных катушек индуктивности, двух экранов на верхнем и нижнем слоях и двух контактных площадок на верхнем или нижнем слое, параллельные LC-контуры выполнены в виде многослойных структур, при этом печатные проводники, образующие конденсаторы параллельных LC-контуров выполнены в 1 слоях, где 1 - количество обкладок конденсатора, причем 1<n, при этом четные и нечетные обкладки конденсаторов параллельных LC-контуров выполнены соединенными между собой при помощи межслойных переходов, печатные катушки индуктивности включены последовательно между параллельными LC-контурами фильтра, при этом первый вывод первого параллельного LC-контура соединен с входной потенциальной клеммой, а второй вывод k параллельного LC-контура соединен с выходной потенциальной клеммой, причем печатные индуктивности выполнены в виде: полосковых линий, одновитковых индуктивностей, плоских квадратных спиралей, плоских круглых спиралей, стековых квадратных спиралей, стековых круглых спиралей, трехмерных П-образных индуктивностей, трехмерных П-образных сужающихся индуктивностей, трехмерных спиралей, сужающихся трехмерных спиралей, трехмерных Г-образных индуктивностей. трехмерных Г-образных сужающихся индуктивностей.

На фиг.1 приведена схема полосового фильтра, образованная предлагаемой конструкцией предложенного устройства.

Оно состоит из первого параллельного LC-контура 1, к первому выводу которого подключена входная потенциальная клемма устройства, а ко второму - первый вывод последовательной катушки индуктивности 2, второй вывод которой подключен к первому выводу второго параллельного LC-контура 3, ко второму выводу которого подключен первый вывод печатной катушки индуктивности 4. Вторые выводы конденсаторов и катушек индуктивности, образующих параллельные LC-контуры, подключены к общей шине. Ко второму выводу печатной катушки индуктивности 4 подключен следующий параллельный LC контур, выполненный аналогично описанному выше, причем последующие параллельные LC-контуры 5, 7p соединены между собой посредством последовательных печатных катушек индуктивности 6, 8(p-1). Первый вывод p выходного параллельного LC-контура подключен ко второму выводу (p-1) печатной катушки индуктивности. Второй вывод p выходного параллельного LC-контура подключен к выходной потенциальной клемме.

Конструкции полосового LC-фильтра, выполненного с многослойными плоскопараллельными конденсаторами и различными катушками индуктивности, приведены на:

- фиг.2 (с индуктивностью в виде полосковой линии):

- фиг.3 (с одновитковой индуктивностью);

- фиг.4 (с плоской квадратной спиралью);

- фиг.5 (с плоской круглой спиралью).

- фиг.6 (с индуктивностями в виде стековых квадратных спиралей):

- фиг.7 (с индуктивностями в виде стековых круглых спиралей):

- фиг.8 (с трехмерными П-образными индуктивностями);

- фиг.9 (с трехмерными П-образными сужающимися индуктивностями);

- фиг.10 (с индуктивностями в виде трехмерных спиралей);

- фиг.11 (с индуктивностями в виде сужающихся трехмерных спиралей):

- фиг.12 (с трехмерными Г-образными индуктивностями);

- фиг.13 (с трехмерными Г-образными сужающимися индуктивностями).

Устройство работает следующим образом. Печатные проводники, образующие параллельные LC-контуры и последовательные индуктивности, совместно с экранами на верхнем и нижнем слоях, реализуют полосовой LC-фильтр, схема которого приведена на фиг.1.

Диэлектрический материал слоев LC-фильтра - LTCC керамика Dupont Creen Tape 951 PT. Верхний и нижний экраны выполнены проводящей пастой QS 171. Контактные площадки на верхнем или нижнем слое выполнены паяемой проводящей пастой Dupont 6146 Pd/Ag. Межслойные переходы соединяют первую контактную площадку с первым выводом входного параллельного LC-контура и вторую контактную площадку со вторым выводом выходного p параллельного LC-контура и представляют собой глухие отверстия диаметром 0,2 мм, заполненные проводящей пастой Dupont 6141 Ag. Печатные проводники, образующие катушки индуктивности и обкладки конденсаторов выполнены проводящей пастой Dupont 6142 Ag. Первый вывод параллельной катушки индуктивности и нечетные обкладки конденсатора первого параллельною LC-контура образуют вход первого параллельного LC-контура. Четные обкладки конденсатора первого параллельного LC-контура соединены при помощи межслойных переходов с экраном на верхнем или нижнем слое. Нечетные обкладки конденсатора первого параллельного LC-контура соединены с печатным проводником, образующим первый вывод второй последовательной катушки индуктивности. Следующие параллельные LC-контуры 5, 7p выполнены аналогичным образом и соединены между собой печатными проводниками, реализующими последовательные катушки индуктивности 6, 8(p-1).

Источники информации:

1. Симин, Холодняк, Вендик 2005_06 Часть 2.

1. Плата многослойная полосового LC-фильтра, выполненная в n диэлектрических слоях, состоящая из Г-образных планарных печатных индуктивностей и двухслойных плоскопараллельных конденсаторов, образующих k параллельных LC-контура и (k-l) последовательных печатных катушек индуктивности, двух экранов на верхнем и нижнем слоях и двух контактных площадок на верхнем или нижнем слое, при этом первый вывод первого параллельного LC-контура соединен с входной потенциальной клеммой, а второй вывод k параллельного LC-контура соединен с выходной потенциальной клеммой, отличающаяся тем, что конденсаторы параллельных LC-контуров, выполнены в виде многослойных структур, при этом печатные проводники, образующие конденсаторы параллельных LC-контуров выполнены в l слоях, где l - количество обкладок конденсатора, причем l<n, при этом четные и нечетные обкладки конденсаторов параллельных LC-контуров выполнены соединенными между собой при помощи межслойных переходов, печатные катушки индуктивности включены последовательно между параллельными LC-контурами фильтра, причем печатные индуктивности выполнены в виде печатных проводников различной конфигурации.

2. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде полосковых линий.

3. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде одновитковых индуктивностей.

4. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде плоских квадратных спиралей.

5. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде плоских круглых спиралей.

6. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде стековых квадратных спиралей.

7. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде стековых круглых спиралей.

8. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде трехмерных П-образных индуктивностей.

9. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде трехмерных П-образных сужающихся индуктивностей.

10. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде трехмерных спиралей.

11. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде сужающихся трехмерных спиралей.

12. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде трехмерных Г-образных индуктивностей.

13. Плата многослойная полосового LC-фильтра по п.1, отличающаяся тем, что печатные катушки индуктивности выполнены в виде трехмерных Г-образных сужающихся индуктивностей.