Title:
Breitbandiger Anpassungsschaltkreis für eine kapazitive Einrichtung
Kind Code:
A1


Abstract:

Ein Anpassungsschaltkreis stellt eine breitbandige Impedanzanpassung von einer ersten und einer zweiten Einrichtung zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich bereit, wobei die erste Einrichtung inhärent kapazitiv ist. Der Anpassungsschaltkreis umfasst einen Nebenschluss-Induktor, der eine Impedanz der ersten Einrichtung in eine Anpassungsimpedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz in einem mittleren Abschnitt des breitbandigen Frequenzbereichs umwandelt, und einen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine Serienresonanzfrequenz, die im Wesentlichen die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist. Der Serien-Resonanzschaltkreis umfasst einen Induktor und einen Kondensator, die in Serie mit der ersten Einrichtung verbunden sind, und der ferner die Anpassungsimpedanz von der ersten Einrichtung und dem Nebenschluss-Induktor in eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz entsprechend dem breitbandigen Frequenzbereich weiter umwandelt. Ein Ende des Nebenschluss-Induktors ist mit der ersten Einrichtung verbunden, zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und der ersten Einrichtung oder mit einer entgegengesetzten Seite der ersten Einrichtung.




Inventors:
Fritz, Martin (81929, München, DE)
Xu, Hongya (82024, Taufkirchen, DE)
Javaid, Usman (82008, Unterhaching, DE)
Bamford, Jonathan, Calif. (Redwood City, US)
Application Number:
DE102016116233A
Publication Date:
03/01/2018
Filing Date:
08/31/2016
Assignee:
Avago Technologies General IP (Singapore) Pte. Ltd. (Singapore, SG)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Dilg Haeusler Schindelmann Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80636, München, DE
Claims:
1. Ein Anpassungsschaltkreis, der dazu ausgebildet ist, eine breitbandige Impedanzanpassung von einer ersten und einer zweiten Einrichtung zum Verarbeiten von Radiofrequenz(RF)-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich bereitzustellen, wobei die erste Einrichtung inhärent kapazitiv ist, wobei der Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen Nebenschluss-Induktor, der dazu ausgebildet ist, eine Impedanz der ersten Einrichtung in eine Anpassungsimpedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz umzuwandeln, wobei die Anpassungsresonanzfrequenz in einem mittleren Abschnitt des breitbandigen Frequenzbereichs ist, und
einen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine Serienresonanzfrequenz, die näherungsweise die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen Induktor und einen Kondensator, die in Serie mit der ersten Einrichtung verbunden sind, aufweist, wobei der Serien-Resonanzschaltkreis dazu ausgebildet ist, die Anpassungsimpedanz der ersten Einrichtung und des Nebenschluss-Induktors in eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz entsprechend dem breitbandigen Frequenzbereich weiter umzuwandeln,
wobei ein Ende des Nebenschluss-Induktors mit der ersten Einrichtung verbunden ist, entweder zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und der ersten Einrichtung oder mit einer dem Serien-Resonanzschaltkreis entgegengesetzten Seite der ersten Einrichtung und ein anderes Ende des Nebenschluss-Induktors mit einer Bezugsmasse verbunden ist.

2. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 1, wobei jede von der Anpassungsresonanzfrequenz und der Resonanzfrequenz des Serien-Resonanzschaltkreises in einem mittleren Bereich des breitbandigen Frequenzbereichs ist.

3. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Imaginärteil der Impedanz der ersten Einrichtung kapazitiv, jedoch aufgrund des Nebenschluss-Induktors weniger kapazitiv, ist für Frequenzen größer als die Anpassungsresonanzfrequenz, und induktiv ist für Frequenzen weniger als die Anpassungsresonanzfrequenz.

4. Der Anpassungsschaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Serien-Resonanzschaltkreis unterhalb der Serienresonanzfrequenz als ein kapazitives Element arbeitet und oberhalb der Serienresonanzfrequenz als ein induktives Element arbeitet, so dass Werte des Serien-Induktors und des Serien-Kondensators ausgewählt sind, um die breitbandige Impedanzanpassung bei einer Betriebsfrequenz zu vollbringen, wobei die Betriebsfrequenz einen Frequenzbereich, über dem die breitbandige Impedanzanpassung für den Betrieb der ersten und der zweiten Einrichtung anwendbar ist, umfasst.

5. Der Anpassungsschaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Einrichtung einen Festkörperschalter aufweist.

6. Der Anpassungsschaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Einrichtung einen Verstärker zum Verstärken eines RF-Signals von einem Sender aufweist.

7. Der Anpassungsschaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Einrichtung einen akustischen Filter aufweist.

8. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 7, wobei der akustische Filter akustische Volumenwellen(BAW, bulk acoustic wave)-Resonatoren aufweist.

9. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 8, wobei die BAW-Resonatoren akustische Dünnschichtvolumenresonatoren (FBARs, film bulk acoustic resonators) aufweisen.

10. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 7, wobei der akustische Filter akustische Oberflächenwellen (SAW, surface acoustic wave)-Resonatoren aufweist.

11. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 7, wobei zumindest einer von einem Filter-Serien-Induktor und einem Filter-Serien-Leiter des akustischen Filters mit dem Induktor des Serien-Resonanzschaltkreises kombiniert ist, und der Kondensator des Serien-Resonanzschaltkreises innerhalb des akustischen Filters enthalten ist.

12. Der Anpassungsschaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die zweite Einrichtung einen Anschluss oder eine Anschlussstelle zum Empfangen oder Senden von RF-Signalen von einem Empfänger oder einem Sender, respektive, aufweist.

13. Der Anpassungsschaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei zumindest einer von dem Induktor und dem Kondensator des Serien-Resonanzschaltkreises innerhalb von einer von der ersten Einrichtung oder der zweiten Einrichtung implementiert ist.

14. Der Anpassungsschaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner aufweisend:
einen anderen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine andere Serienresonanzfrequenz, die näherungsweise die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen anderen Induktor und einen anderen Kondensator, die in Serie mit der ersten Einrichtung auf der dem Serien-Resonanzschaltkreis entgegengesetzten Seite der ersten Einrichtung verbunden sind, aufweist,
wobei das eine Ende des Nebenschluss-Induktors zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und der ersten Einrichtung verbunden ist und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors mit einer Bezugsmasse verbunden ist.

15. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 14, ferner aufweisend:
einen anderen Nebenschluss-Induktor, der dazu ausgebildet ist, die Impedanz der ersten Einrichtung an die Anpassungsimpedanz bei der Anpassungsresonanzfrequenz weiter umzuwandeln, wobei ein Ende des anderen Nebenschluss-Induktors zwischen dem anderen Serien-Resonanzschaltkreis und der ersten Einrichtung, auf der dem Serien-Resonanzschaltkreis entgegengesetzten Seite der ersten Einrichtung verbunden ist, und ein anderes Ende des anderen Nebenschluss-Induktors mit der Bezugsmasse verbunden ist.

16. Ein Anpassungsschaltkreis, der dazu ausgebildet ist, eine breitbandige Impedanzanpassung von einer ersten und einer zweiten Einrichtung zum Verarbeiten von Radiofrequenz(RF)-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich bereitzustellen, wobei die erste Einrichtung inhärent kapazitiv ist, wobei der Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen Nebenschluss-Induktor, der dazu ausgebildet ist, eine Impedanz der ersten Einrichtung an eine Anpassungsimpedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz umzuwandeln, wobei die Anpassungsresonanzfrequenz in einem mittleren Abschnitt des breitbandigen Frequenzbereichs ist,
einen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine Serienresonanzfrequenz, die näherungsweise die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen Induktor und einen Kondensator, die in Serie verbunden sind, aufweist, und
einen zusätzlichen Serien-Kondensator, der in Serie zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und der ersten Einrichtung verbunden ist, wobei der Serien-Resonanzschaltkreis und der zusätzliche Serien-Kondensator dazu ausgebildet sind, die Anpassungsimpedanz der ersten Einrichtung und des Nebenschluss-Induktors in eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz entsprechend dem breitbandigen Frequenzbereich weiter umzuwandeln,
wobei ein Ende des Nebenschluss-Induktors zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und dem zusätzlichen Serien-Kondensator verbunden ist und ein anderes Ende des Nebenschluss-Induktors mit einer Bezugsmasse verbunden ist.

17. Ein Anpassungsschaltkreis, der dazu ausgebildet ist, eine breitbandige Impedanzanpassung von einer ersten und einer zweiten Einrichtung zum Verarbeiten von Radiofrequenz(RF)-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich bereitzustellen, wobei die erste Einrichtung inhärent kapazitiv ist, wobei der Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen Nebenschluss-Induktor, der dazu ausgebildet ist, eine Impedanz der ersten Einrichtung in eine Anpassungsimpedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz umzuwandeln, wobei die Anpassungsresonanzfrequenz in einem mittleren Abschnitt des breitbandigen Frequenzbereichs ist,
einen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine Serienresonanzfrequenz, die näherungsweise die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen Induktor und einen Kondensator, die in Serie mit der ersten Einrichtung geschaltet sind, aufweist, und
einen zusätzlichen Serien-Induktor, der in Serie mit der ersten Einrichtung auf einer dem Serien-Resonanzschaltkreis entgegengesetzten Seite der ersten Einrichtung verbunden ist, wobei der Serien-Resonanzschaltkreis und der zusätzliche Serien-Induktor dazu ausgebildet sind, die Anpassungsimpedanz der ersten Einrichtung und des Nebenschluss-Induktors in eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz entsprechend dem breitbandigen Frequenzbereich weiter umzuwandeln, wobei ein Ende des Nebenschluss-Induktors mit der ersten Einrichtung verbunden ist und ein anderes Ende des Nebenschluss-Induktors mit einer Bezugsmasse verbunden ist.

18. Ein Anpassungsschaltkreis, der eine breitbandige Impedanzanpassung ermöglicht von einer inhärent kapazitiven Einrichtung mit Einrichtungen, die verschiedene Impedanzen aufweisen, zum Verarbeiten von Radiofrequenz(RF)-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich, wobei der Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen zusätzlichen Serien-Induktor, der dazu ausgebildet ist, ein Kapazitätsverhalten von einer hohen Impedanz in eine niedrigere Impedanz umzuwandeln,
einen Nebenschluss-Induktor, der dazu ausgebildet ist, die niedrigere Impedanz in eine Anpassungsimpedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz umzuwandeln, wobei die Anpassungsresonanzfrequenz in einem mittleren Abschnitt des breitbandigen Frequenzbereichs ist, und
einen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine Serienresonanzfrequenz, die näherungsweise die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen Induktor und einen Kondensator, die in Serie mit der inhärent kapazitiven Einrichtung an einer Niedrigimpedanzseite verbunden sind, aufweist, wobei der Serien-Resonanzschaltkreis dazu ausgebildet ist, die Anpassungsimpedanz in eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz entsprechend dem breitbandigen Frequenzbereich umzuwandeln,
wobei der zusätzliche Serien-Induktor in Serie zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und der inhärent kapazitiven Einrichtung verbunden ist, und wobei ein Ende des Nebenschluss-Induktors zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und dem zusätzlichen Serien-Induktor verbunden ist und ein anderes Ende des Nebenschluss-Induktors mit einer Bezugsmasse verbunden ist.

19. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 18, ferner aufweisend:
einen anderen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine andere Serienresonanzfrequenz, die näherungsweise die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen anderen Induktor und einen anderen Kondensator, die in Serie mit der inhärent kapazitiven Einrichtung auf einer zu dem Serien-Resonanzschaltkreis entgegengesetzten Seite der inhärent kapazitiven Einrichtung verbunden ist, aufweist, wobei der andere Serien-Resonanzschaltkreis dazu ausgebildet ist, die Anpassungsimpedanz weiter umzuwandeln.

20. Ein Anpassungsschaltkreis, der eine breitbandige Impedanzanpassung ermöglicht von einer inhärent kapazitiven Einrichtung mit Einrichtungen, die verschiedene Impedanzen aufweisen, zum Verarbeiten von Radiofrequenz(RF)-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich, wobei der Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen zusätzlichen Serien-Kondensator, der dazu ausgebildet ist, ein Kapazitätsverhalten von einer niedrigen Impedanz in eine höhere Impedanz umzuwandeln,
einen Nebenschluss-Induktor, der dazu ausgebildet ist, die höhere Impedanz in eine Anpassungsimpedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz umzuwandeln, wobei die Anpassungsresonanzfrequenz in einem mittleren Abschnitt des breitbandigen Frequenzbereichs ist, und
einen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine Serienresonanzfrequenz, die näherungsweise die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen Induktor und einen Kondensator, die in Serie mit der inhärent kapazitiven Einrichtung auf einer Hochimpedanzseite verbunden sind, aufweist, wobei der Serien-Resonanzschaltkreis dazu ausgebildet ist, die Anpassungsimpedanz an eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz entsprechend dem breitbandigen Frequenzbereich umzuwandeln,
wobei der zusätzliche Serien-Kondensator in Serie zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und der inhärent kapazitiven Einrichtung verbunden ist, und
wobei ein Ende des Nebenschluss-Induktors zwischen dem Serien-Resonanzschaltkreis und dem zusätzlichen Serien-Kondensator verbunden ist und ein anderes Ende des Nebenschluss-Induktors mit einer Bezugsmasse verbunden ist.

21. Der Anpassungsschaltkreis gemäß Anspruch 20, ferner aufweisend:
einen anderen Serien-Resonanzschaltkreis, der eine andere Serienresonanzfrequenz, die im Wesentlichen die gleiche wie die Anpassungsresonanzfrequenz ist, aufweist und der einen anderen Induktor und einen anderen Kondensator, die in Serie mit der inhärent kapazitiven Einrichtung auf einer zu dem Serien-Resonanzschaltkreis entgegengesetzten Seite der inhärent kapazitiven Einrichtung verbunden sind, aufweist, wobei der andere Serien-Resonanzschaltkreis dazu ausgebildet ist, die Anpassungsimpedanz weiter umzuwandeln.

22. Eine geschaltete Leistungsverstärker-Duplexer(S-PAD, switched power amplifier duplexer)-Vorrichtung, die einen zusammengesetzten breitbandigen Frequenzbereich aufweist, wobei die S-PAD-Vorrichtung Folgendes aufweist:
einen Festkörperschalter, der dazu ausgebildet ist, eine Schaltkreiseinrichtung mit einem von einer Mehrzahl von akustischen Filtern, die eine entsprechende Mehrzahl von verschiedenen Frequenzbändern innerhalb des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs aufweisen, zu verbinden,
einen ersten Anpassungsschaltkreis, der dazu ausgebildet ist, eine Impedanz des Festkörperschalters und eine Impedanz der Schaltkreiseinrichtung anzupassen, wobei der erste Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen ersten Serien-Resonanzschaltkreis, der einen ersten Induktor und einen ersten Kondensator, die zwischen dem Festkörperschalter und der Schaltkreiseinrichtung verbunden sind, aufweist, wobei der erste Serien-Resonanzschaltkreis eine vorbestimmte erste Resonanzfrequenz innerhalb eines mittleren Abschnitts des zusammengesetzten breitbandigen Frequenzbereichs aufweist, und
einen zweiten Anpassungsschaltkreis, der dazu ausgebildet ist, Impedanzen von dem Festkörperschalter und einem akustischen Filter von der Mehrzahl der akustischen Filter anzupassen, wobei der zweite Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen zweiten Serien-Resonanzschaltkreis, der einen zweiten Induktor und einen zweiten Kondensator, die zwischen dem Festkörperschalter und dem einen akustischen Filter verbunden sind, aufweist, wobei der zweite Serien-Resonanzschaltkreis eine vorbestimmte zweite Resonanzfrequenz innerhalb des mittleren Abschnitts des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs aufweist,
wobei einer von dem ersten Anpassungsschaltkreis und dem zweiten Anpassungsschaltkreis ferner einen ersten Nebenschluss-Induktor aufweist, der an einem Ende zwischen dem Festkörperschalter und einem von dem ersten Serien-Resonanzschaltkreis oder dem zweiten Serien-Resonanzschaltkreis, respektive, verbunden ist, und der an einem entgegengesetzten Ende mit einer Bezugsmasse verbunden ist, wobei der erste Abzweig-Induktor dazu ausgebildet ist, die Impedanz des Festkörperschalters in eine Anpassungsimpedanz für eine Anpassungsresonanzfrequenz umzuwandeln, wobei die Anpassungsresonanzfrequenz innerhalb des mittleren Abschnitts des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs ist, und
wobei jeder von dem ersten Serien-Resonanzschaltkreis und dem zweiten Serien-Resonanzschaltkreis dazu ausgebildet ist, die Anpassungsimpedanz des Festkörperschalters und des ersten Nebenschluss-Induktors in eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz innerhalb des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs weiter umzuwandeln.

23. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei der eine von dem ersten Anpassungsschaltkreis und dem zweiten Anpassungsschaltkreis, der den ersten Nebenschluss-Induktor nicht enthält, ferner einen zweiten Nebenschluss-Induktor aufweist, der an einem Ende zwischen dem Festkörperschalter und einem von dem ersten Serien-Resonanzschaltkreis oder dem zweiten Serien-Resonanzschaltkreis, der den ersten Nebenschluss-Induktor nicht enthält, respektive, verbunden ist, und der an einem gegenüberliegenden Ende mit der Bezugsmasse verbunden ist.

24. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei, wenn die Impedanz der Schaltkreiseinrichtung und die Impedanz des einen akustischen Filters nicht gleich sind, der erste Anpassungsschaltkreis ferner eines der Folgenden aufweist:
einen zusätzlichen Induktor, der in Serie mit dem ersten Serien-Resonanzschaltkreis und dem Festkörperschalter verbunden ist, wenn die Impedanz der Schaltkreiseinrichtung niedriger als die Impedanz des einen akustischen Filters ist, oder
einen zusätzlichen Kondensator, der in Serie mit dem ersten Serien-Resonanzschaltkreis und dem Festkörperschalter verbunden ist, wenn die Impedanz der Schaltkreiseinrichtung größer als die Impedanz des einen akustischen Filters ist.

25. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei mindestens einer von dem ersten Induktor und dem ersten Kondensator innerhalb der Schaltkreiseinrichtung implementiert ist.

26. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei mindestens einer von dem ersten Induktor und dem ersten Kondensator innerhalb des Festkörperschalters implementiert ist.

27. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei der erste Kondensator als ein Gleichstrom(DC)-Block arbeitet, was ein Erfordernis von einem gesonderten Gleichstrom-blockierenden Kondensator eliminiert.

28. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 27, wobei mindestens einer von dem zweiten Induktor und dem zweiten Kondensator innerhalb der einen Filtereinrichtung implementiert ist.

29. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß Anspruch 28, wobei der zweite Induktor innerhalb der einen Filtereinrichtung als ein Anpassungsinduktor, der eine vergrößerte Induktanz aufweist, implementiert ist.

30. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 27, wobei mindestens einer von dem zweiten Induktor und dem zweiten Kondensator innerhalb des Festkörperschalters implementiert ist.

31. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 30, wobei der erste Nebenschluss-Induktor bewirkt, dass ein Imaginärteil der Impedanz des Festkörperschalters für Frequenzen innerhalb des breitbandigen Frequenzbereichs, die größer als die Anpassungsresonanzfrequenz sind, weniger kapazitiv ist, und für Frequenzen innerhalb des breitbandigen Frequenzbereichs, die niedriger als die Anpassungsresonanzfrequenz sind, induktiv ist.

32. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 31, wobei die eine Filtereinrichtung einen akustischen Dünnschichtvolumenresonator (FBAR, film bulk acoustic resonator) aufweist.

33. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 32, wobei die Schaltkreiseinrichtung einen Verstärker aufweist, der dazu ausgebildet ist, Radiofrequenz(RF)-Signale in einer Mehrzahl von Frequenzbändern innerhalb des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs zu verstärken.

34. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß Anspruch 33, wobei der Verstärker außerhalb der S-PAD-Vorrichtung implementiert ist.

35. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei die Schaltkreiseinrichtung eine Antenne aufweist, die ausgebildet ist zum zumindest einen von Empfangen und Senden von Radiofrequenz(RF)-Signalen in einer Mehrzahl von Frequenzbändern innerhalb des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs.

36. Die S-PAD-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 bis 35, wobei der Festkörperschalter ferner ausbildet ist, die Schaltkreiseinrichtung wahlweise mit einem anderen von der Mehrzahl der akustischen Filter zu verbinden, wobei die S-PAD-Vorrichtung ferner aufweist:
einen dritten Anpassungsschaltkreis, der dazu ausgebildet ist, Impedanzen von dem Festkörperschalter und von dem anderen einen der akustischen Filter von der Mehrzahl der akustischen Filter anzupassen, wobei der dritte Anpassungsschaltkreis aufweist:
einen dritten Serien-Resonanzschaltkreis, der einen dritten Induktor und einen dritten Kondensator, die zwischen dem Festkörperschalter und dem anderen einen von den akustischen Filtern verbunden sind, aufweist, wobei der dritte Serien-Resonanzschaltkreis eine vorbestimmte dritte Resonanzfrequenz innerhalb eines mittleren Abschnitts von einem anderen breitbandigen Frequenzbereich aufweist.

Description:
TECHNISCHER HINTERGRUND

Radiofrequenz(RF)- und Mikrowellen-Schalter werden verwendet, um zwischen verschiedenen Hochfrequenz-Übertragungspfaden umzuschalten, wenn die verschiedenen Übertragungspfade voneinander isoliert sind. Herkömmliche RF- und Mikrowellen-Schalter sind in zahlreichen Arten von Systemen implementiert, wie etwa Testsystemen, RF-Front-Ends und dergleichen.

Allgemein gibt es zwei Gruppen von RF- und Mikrowellen-Schaltern: elektromechanische Schalter und Festkörperschalter. Elektromechanische Schalter verwenden elektromagnetische Induktion, um zwischen mechanischen Kontakten umzuschalten. Festkörperschalter jedoch weisen keine beweglichen Teile auf. Aufgrund von bestimmten vorteilhaften Parametern von Festkörperschaltern, wie etwa hohe Schaltgeschwindigkeit, kurze Einstellzeit und lange Betriebslebensdauer, werden diese typischerweise in Mobiltelefonen und anderen RF-Front-End-Modulen (FEMs) für Zeitduplex(TDD, time division duplex)-Anwendungen, wie etwa TDD-geschaltete Leistungsverstärker-Duplexer(S-PAD, switched power amplifier duplexer)-Module. Weil Festkörperschalter auf Halbleitertechnologien beruhen, wie etwa Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs, metal-oxide semiconductor field-effect transistors), weisen sie inhärent ein kapazitives Verhalten auf. Dieses inhärent kapazitive Verhalten wird sich wie ein Impedanzumformer verhalten, der die Anpassung der an dem Schaltereingang und dem Schalterausgang verbundenen Schaltkreise beeinflusst. Selbst wenn die an dem Schaltereingang und dem Schalterausgang verbundenen Schaltkreise aneinander angepasst sind (z.B. beide 50 Ohm) bei einer Abwesenheit des Festkörperschalters, wird der Festkörperschalter zu einer Fehlanpassung führen, wenn er zwischen diese beiden Schaltkreise hinzugefügt wird, und zwar aufgrund seines inhärent kapazitiven Verhaltens. Daher muss die kapazitive Impedanz eines Festkörperschalters kompensiert werden oder mittels eines Anpassungsschaltkreises in eine Entwurfsimpedanz (z.B. 50 Ohm) umgewandelt werden.

1A ist ein vereinfachtes Blockschaltbild von einem herkömmlichen Kompensations-/Anpassungsschaltkreis. Herkömmliche Kompensations-/Anpassungsschaltkreise enthalten typischerweise einen Nebenschluss-Induktor. Beispielsweise und mit Bezugnahme auf 1A, umfasst ein Anpassungsschaltkreis 100 einen einzelnen Nebenschluss-Induktor 110, um das kapazitive Verhalten des Festkörperschalters 120 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) zu kompensieren, um eine Anpassung zwischen dem Festkörperschalter 120 (oder einer anderen vergleichbaren inhärent kapazitiven Einrichtung) und dem Filter 130 (oder einem anderen elektronischen Schaltkreis, wie beispielsweise etwa eine Antenne, ein Leistungsverstärker oder ein gemeinsamer Empfangs(Rx)-PAD), bereitzustellen. Das Kompensationsnetzwerk (z.B. der Nebenschluss-Induktor 110) kann alternativ an der entgegengesetzten Seite des Festkörperschalters 120 angeordnet werden, anstatt zwischen dem Schalter 120 und der Einrichtung 130, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Eine derartige Kompensation/Anpassung führt jedoch zu einer beschränkten Bandbreite, was für S-PAD-Module der nächsten Generation unzulänglich ist. Breitbandige Lösungen für Kompensations-/Anpassungsschaltkreise werden in verschiedenen Szenarien benötigt, wie etwa dem Abdecken einer erhöhten Anzahl von Mobil-Bändern, die gleichzeitige mehrere TDD-Bänder verwenden, unter Verwendung der gleichen Antenne für mehrere Frequenzbänder, wobei die mehreren Frequenzbänder mittels eines einzelnen breitbandigen Multiband-Leistungsverstärker überdeckt werden, und wobei verschiedene Empfangspfade an einem gemeinsamen Rx-PAD kombiniert werden.

1B ist ein vereinfachtes Blockschaltbild des herkömmlichen Anpassungsschaltkreises 100 aus der Sicht des Festkörperschalters 120. Genauer gesagt weist der Festkörperschalter 120 einen Eingangsanschluss 121 und einen Ausgangsanschluss 122 auf. Die Entwurfsimpedanz 161’ (bezogen auf eine Bezugsmasse) an dem Punkt der Verbindung (Anschluss 161) des Eingangsanschlusses 121 mit einer anderen Komponente (z.B. bei einer Bezugsebene 131) ist typischerweise etwa 50 Ohm, und die Entwurfsimpedanz 162’ (bezogen auf Masse) an dem Punkt der Verbindung des Ausgangsanschlusses 122 mit einer anderen Komponente (z.B. bei einer Bezugsebene 132) ist ebenfalls typischerweise etwa 50 Ohm. Es wird angemerkt, dass die Angaben der Impedanzen 161’ und 162’ nicht vorhanden wären, wenn der entsprechende Eingangsanschluss 121 und Ausgangsanschluss 122 des Festkörperschalters 120 mit anderen Komponenten, wie etwa dem Filter 130 in 1A, verbunden gezeigt ist.

Der Nebenschluss-Induktor 110 des herkömmlichen Anpassungsschaltkreises 100 kompensiert den kapazitiven Teil des Festkörperschalters 120 durch Umwandeln einer Impedanz. Beispielsweise ist 2A ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust (return loss) des Festkörperschalters 120 in einem EIN-Zustand und in Anpassung mit einem herkömmlichen Nebenschluss-Induktor 110 zeigt. Der Nebenschluss-Induktor 110 ist so dimensioniert, dass das gesamte Frequenzband (z.B. von 1,8 GHz bis 2,7 GHz) so gut wie möglich angepasst ist. Folglich ist der Nebenschluss-Induktor 110 so dimensioniert, dass die Impedanz m1 an dem linken Rand des anzupassenden Frequenzbandes (z.B. etwa 1,8 GHz) und die Impedanz m2 an dem rechten Rand des anzupassenden Frequenzbandes (z.B. etwa 2,7 GHz) in Bezug zueinander näherungsweise komplex konjugiert sind. Die Kurve 223 zwischen den Impedanzen m1 und m2 repräsentiert Impedanzen des kompletten anzupassenden Frequenzbandes, wobei die Impedanzen m1 und m2 die Ränder von diesem Frequenzband sind. In diesem Beispiel ist beispielhaft die Impedanz m1 als eine komplexe Zahl Z0·(0,720 + j0,409) angegeben, und die Impedanz m2 ist als eine komplexe Zahl Z0·(0,722 – j0,408) angegeben, wobei Z0 die für das Smith-Diagramm verwendete Referenzimpedanz ist. Die resultierende Anpassungsresonanzfrequenz ist irgendwo in der Mitte des anzupassenden Frequenzbandes, was in diesem Beispiel etwa 2,2 GHz ist (so wie das durch den negativen Peak 222 in 2B und den positiven Peak 224 in 2C, die unten besprochen werden, angedeutet ist). Die Impedanz m0 in 2A ist die resultierende Impedanz bei dieser Anpassungsresonanzfrequenz des Festkörperschalters 120, indem mit einem herkömmlichen Nebenschluss-Induktor 110 angepasst worden ist. So wie das aus dem Smith-Diagramm offensichtlich ist, sind die Impedanzen auf der Rückwärtsverlust-Kurve 223 in 2A zwischen der Impedanz m1 am linken Rand des anzupassenden Frequenzbandes und der Impedanz m0 näherungsweise in der Mitte des anzupassenden Frequenzbandes induktiv, während die Impedanzen auf der Rückwärtsverlust-Kurve 223 zwischen der Impedanz m0 und der Impedanz m2 am rechten Rand des anzupassenden Frequenzbandes kapazitiv sind, obwohl die Impedanzen zwischen der Impedanz m0 und der Impedanz m2 weniger kapazitiv als der inhärent kapazitive Festkörperschalter 120 ohne den Nebenschluss-Induktor 110 sind. Die Anpassungsresonanzfrequenz ist der Frequenzpunkt, bei dem die Anpassung am besten (das heißt nahezu ideal) ist, und liegt folglich näherungsweise innerhalb der Mitte des anzupassenden Frequenzbandes.

2B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust (S-Parameter S11) des mit dem Nebenschluss-Induktor angepassten Festkörperschalters 120 in einem EIN-Zustand in Dezibel (dB) bei der Bezugsebene (reference plane) 131 entsprechend der Entwurfsimpedanz 161 als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 2C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust (S-Parameter S21) des mit dem Nebenschluss-Induktor angepassten Festkörperschalters 120 in dem EIN-Zustand in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Die erzielte Impedanzanpassung hat jedoch eine beschränkte Bandbreite, was für TDD(time division duplex)-Multiband-Anwendungen der nächsten Generation nicht akzeptabel ist. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die 2B und 2C den Rückwärtsverlust und den Einfügungsverlust für das Impedanzanpassungsfrequenzband 38 (2570 MHz–2620 MHz) und das Frequenzband 39 (1880 MHz–1920 MHz) in einem zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereich (composite broadband frequency range) unter Verwendung des einen Nebenschluss-Induktors 110 darstellt, würde der Rückwärtsverlust nur etwa 10 dB am linken und rechten Rand des anzupassenden Frequenzbandes sein, was nicht ausreichend ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beispielhaften Ausführungsformen werden am besten aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung verstanden, wenn diese mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen zum Zweck der Darstellung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein. Wo immer dies anwendbar und praktikabel ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente.

1A ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Anpassungsschaltkreis veranschaulicht.

1B ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Anpassungsschaltkreis für einen Festkörperschalter veranschaulicht.

2A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust eines Impedanz-angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand unter Verwendung des herkömmlichen Anpassungsschaltkreises aus der 1B zeigt.

2B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust eines Impedanz-angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand als eine Funktion der Frequenz unter Verwendung des herkömmlichen Anpassungsschaltkreises aus der 1B zeigt.

2C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust eines Impedanz-angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand als eine Funktion der Frequenz unter Verwendung der herkömmlichen Anpassungsschaltkreises aus der 1B zeigt.

3A ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Anpassungsschaltkreis veranschaulicht, der mit einem einzelnen Eingangsanschluss eines Festkörperschalters, der mehrere Ausgangsanschlüssen aufweist, verbunden ist.

3B ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Anpassungsschaltkreis veranschaulicht, der mit mehreren Ausgangsanschlüssen, respektive, von einem Festkörperschalter, der einen einzigen Eingangsanschluss aufweist, verbunden ist.

4A ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit der gleichen Impedanz veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

4B ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit der gleichen Impedanz veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

4C ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit der gleichen Impedanz veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

5 ist ein Smith-Diagramm, das einen Rückwärtsverlust eines Festkörperschalters in einem EIN-Zustand mit einem Anpassungsschaltkreis, der wie in 4A gezeigt konfiguriert ist, zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

6A ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters aus der 4A als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

6B ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters aus der 4A als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

7 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis zwischen einer ersten und einer zweiten Einrichtung zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

8A ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit der gleichen Impedanz und mit zusätzlichen seriellen Elemente veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

8B ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit der gleichen Impedanz und mit zusätzlichen seriellen Elementen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

8C ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit der gleichen Impedanz und mit zusätzlichen seriellen Elementen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

9A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust eines Festkörperschalters in einem EIN-Zustand mit einem Anpassungsschaltkreis, der wie in 8A gezeigt konfiguriert ist, zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

9B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 8A als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

9C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 8A als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

10 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das LC-Serien-Resonanzschaltkreise an beiden Seiten eines Festkörperschalters zum Anpassen von Vorrichtungen mit der gleichen Impedanz veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

11A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust eines Festkörperschalters in einem EIN-Zustand mit einem Anpassungsschaltkreis, der wie in 10 gezeigt konfiguriert ist, zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

11B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 10 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

11C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 10 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

12 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis zum Anpassen von Einrichtungen mit den gleichen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

13 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit den verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

14A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust eines Festkörperschalters in einem EIN-Zustand mit einem Anpassungsschaltkreis, der wie in 13 gezeigt konfiguriert ist, zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

14B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 13 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

14C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 13 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

15 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das LC-Serien-Resonanzschaltkreise an beiden Seiten eines Festkörperschalters zum Anpassen von Einrichtungen mit verschiedener Impedanz veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

16A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust eines Festkörperschalters in einem EIN-Zustand mit einem Anpassungsschaltkreis, der wie in 15 gezeigt konfiguriert ist, zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

16B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 15 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

16C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 15 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

17 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen einer Einrichtung mit verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

18A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust eines Festkörperschalters in einem EIN-Zustand mit einem Anpassungsschaltkreis, der wie in 17 gezeigt konfiguriert ist, zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

18B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 17 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

18C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 17 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

19 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das LC-Serien-Resonanzschaltkreise auf beiden Seiten eines Festkörperschalters zum Anpassen von Einrichtungen mit verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

20A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust eines Festkörperschalters in einem EIN-Zustand mit einem Anpassungsschaltkreis, der wie in 19A gezeigt konfiguriert ist, zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

20B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 19 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

20C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters in einem EIN-Zustand in der 19 als eine Funktion der Frequenz zeigt, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

21 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein beispielhaftes System oder Modul mit mehreren Anpassungsschaltkreisen zum Anpassen von Einrichtungen mit verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung werden repräsentative Ausführungsformen, die spezifische Einzelheiten offenbaren, für Zwecke der Darstellung und nicht zur Beschränkung dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Lehren bereitzustellen. Es wird jedoch für einen Fachmann in dem technischen Fachgebiet, der den Vorteil der vorliegenden Offenbarung gehabt hat, offensichtlich, dass andere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Lehren, die von den spezifischen hierin offenbarten Einzelheiten abweichen, innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche verbleiben. Des Weiteren können Beschreibungen von wohlbekannten Vorrichtungen und Verfahren ausgelassen werden, um die Beschreibung der repräsentativen Ausführungsformen nicht zu verschleiern. Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind offensichtlich innerhalb des Umfangs der vorliegenden Lehren.

Ein Festkörperschalter ist eine Einrichtung mit mehreren Eingängen. In der einfachsten Konfiguration ist ein Festkörperschalter, wie etwa der oben besprochene Festkörperschalter 120, eine Einrichtung mit zwei Anschlüssen, die einen Eingangsanschluss 121 und einen Ausgangsanschluss 122 aufweist. Wenn der Festkörperschalter 120 „EIN“ ist, sind der Eingangsanschluss 121 und der Ausgangsanschluss 122 verbunden, wodurch das RF-Signal durchgeleitet wird, obwohl diese Verbindung wahrscheinlich einige Verluste aufweist. Insbesondere kann in dieser Konfiguration der Nebenschluss-Induktor 110 mit dem Ausgangsanschluss 122 (wie in 1 gezeigt) oder mit dem Eingangsanschluss 121 des Festkörperschalters 120 verbunden sein, um das kapazitive Verhalten des Schalters zu kompensieren und um eine Anpassung bereitzustellen, respektive.

Alternative Konfigurationen sind in den 3A und 3B gezeigt, die vereinfachte Blockschaltbilder von Anpassungsschaltkreisen eines Festkörperschalters sind, welcher Schalter dazu ausgebildet ist, ein Schalten zwischen einem gemeinsamen Eingangsanschluss und mehreren Ausgangsanschlüssen oder zwischen mehreren Eingangsanschlüssen und einem gemeinsamen Ausgangsanschluss zu ermöglichen. Insbesondere zeigt 3A einen Anpassungsschaltkreis, der einen Nebenschluss-Induktor 310 aufweist, der mit einem gemeinsamen Eingangsanschluss 321 eines Festkörperschalters 320, der drei Ausgangsanschlüsse 322, 323 und 324 aufweist, verbunden ist. Im Vergleich dazu zeigt 3B mehrere Anpassungsschaltkreise, die Nebenschluss-Induktoren 310A, 310B und 310C aufweisen, die respektive mit den drei Ausgangsanschlüssen 322, 323 und 324 des Festkörperschalters 320 verbunden sind, wobei der Schalter auch den gemeinsamen Eingangsanschluss 321 (ohne Nebenschluss-Induktor) aufweist. Das Verbinden des Anpassungsschaltkreises mit dem gemeinsamen Eingangsanschluss 321 ist vorteilhaft aus der Sichtweise, dass dies die Anzahl der benötigten Komponenten (Nebenschluss-Induktoren) verringert. Anderenfalls würde jeder von den Ausgangsanschlüssen 322, 323 und 324 einen Nebenschluss-Induktor 310A, 310B und 310C benötigen. Jedoch kann das Vorhandensein der mehreren Nebenschluss-Induktoren 310A, 310B und 310C bevorzugt sein, wenn die Ausgangsanschlüsse bereits derartige Elemente zum Zweck der Abstimmung (tuning) oder für andere Zwecke erfordern.

Es sei angemerkt, dass, obwohl die 3A und 3B mit einem gemeinsamen Eingangsanschluss 321 und mehreren Ausgangsanschlüssen 322, 323 und 324 gezeigt sind, es verstanden werden sollte, dass die gleichen Prinzipien auf Anpassungsschaltkreise für Festkörperschalter, die mehrere Eingangsanschlüsse und einen gemeinsamen Ausgangsanschluss aufweisen, anwendbar sind. Auch sind, obwohl dies nicht notwendigerweise spezifisch angemerkt ist, die Anordnung und die Funktionalität des Anpassungsschaltkreises (oder der Anpassungsschaltkreise) für einen Festkörperschalter, der einen gemeinsamen Eingangs-/Ausgangsanschluss und mehrere Ausgangs-/Eingangsanschlüsse aufweist, gleichermaßen auch auf die verschiedenen Ausführungsformen, die nachfolgend besprochen werden, anwendbar.

Die 4A bis 4C sind vereinfachte Blockschaltbilder, die Anpassungsschaltkreise von Festkörperschaltern zum Anpassen von Einrichtungen mit der gleichen Impedanz veranschaulichen, gemäß repräsentativer Ausführungsformen.

Mit Verweis auf 4A ist ein Anpassungsschaltkreis 400A dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung von einem Festkörperschalter 420 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 421 und dem Ausgangsanschluss 422 bereitzustellen, zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich, der ein einzelnes breitbandiges Frequenzband oder mehrere beschränkte Frequenzbänder (innerhalb eines zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs) aufweisen kann. Eine Impedanz 461’ ist die Impedanz an dem Punkt der Verbindung (Anschluss 461) des Eingangsanschlusses 421 mit einer anderen Komponente, der für Zwecke der Vereinfachung als der Schaltkreiseingangsanschluss bezeichnet wird. Eine Impedanz 462’ ist die Impedanz an dem Punkt der Verbindung (Anschluss 462) des Ausgangsanschlusses 422 mit einer anderen Komponente, der für Zwecke der Vereinfachung als Schaltkreisausgangsanschluss bezeichnet wird. Die Impedanzen 461’ und 462’ sind gleich zueinander (z.B. jeweils etwa 50 Ohm) und sind auf eine Bezugsmasse (reference ground) bezogen (so wie auch die anderen hierin besprochenen Impedanzen).

In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Anpassungsschaltkreis 400A einen Nebenschluss-Induktor 410 und einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412, der eine entsprechende Serienresonanzfrequenz aufweist, die mit dem Eingangsanschluss 421 des Festkörperschalters 420 verbunden sind. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412 umfasst einen Induktor 414 und einen Kondensator 416 als serielle Elemente, die in Bezug zueinander in einer beliebigen Reihenfolge angeordnet sein können. Mit Verweis auf den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412 wird der Induktor 414 zum Zweck der Vereinfachung als ein „Induktor“ bezeichnet, obwohl es verstanden wird, dass der Induktor 414 (ebenso wie jeder andere „Induktor“, der in der vorliegenden Offenbarung bezeichnet wird) durch irgendein Element (oder irgendwelche anderen Elemente), die primär induktive Eigenschaften aufweisen, implementiert sein kann, wie beispielsweise etwa eine Übertragungsleitung, ein Anschlussdraht und/oder ein Induktor, in Abhängigkeit von dem exakten Wert, der benötigt wird, um die Anpassungsfunktionalität einzurichten. In ähnlicher Weise wird der Kondensator 416 zum Zweck der Vereinfachung als ein „Kondensator“ bezeichnet, obwohl es verstanden wird, dass der Kondensator 416 (ebenso wie jeder andere „Kondensator“, der in der vorliegenden Offenbarung bezeichnet wird) durch irgendein Element (oder irgendwelche anderen Elemente), die primär kapazitive Eigenschaften aufweisen, implementiert sein kann. In der dargestellten Ausführungsform ist ein Ende des Nebenschluss-Induktors 410 zwischen dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412 und dem Festkörperschalter 420 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 410 ist mit einer Bezugsmasse verbunden.

Mit Verweis auf 4B ist ein Anpassungsschaltkreis 400B dazu ausgebildet, um eine breitbandige Impedanzanpassung des Festkörperschalters 420 an dem Eingangsanschluss 421 und dem Ausgangsanschluss 422 in im Wesentlichen derselben Weise, wie das oben mit Verweis auf 4A besprochen worden ist, bereitzustellen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Anpassungsschaltkreis 400B den Nebenschluss-Induktor 410 und den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412. Jedoch, im Unterschied zu dem Anpassungsschaltkreis 400A, ist der Nebenschluss-Induktor 410 mit dem Ausgangsanschluss 422 verbunden, während der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412 mit dem Eingangsanschluss 421 des Festkörperschalters 420 verbunden ist. Das heißt, ein Ende des Nebenschluss-Induktors 410 ist mit dem Ausgangsanschluss 422 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 410 ist mit der Bezugsmasse verbunden. So wie das oben besprochen worden ist, umfasst der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412 den Indikator 414 und den Kondensator 416 als serielle Elemente, die in Bezug zueinander in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sein können. In anderer Hinsicht funktioniert der Anpassungsschaltkreis 400B im Wesentlichen auf dieselbe Weise, wie das in Bezug zu dem Anpassungsschaltkreis 400A besprochen worden ist.

Mit Verweis auf 4C ist ein Anpassungsschaltkreis 400C dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung des Festkörperschalters 420 an dem Eingangsanschluss 421 und dem Ausgangsanschluss 422 in im Wesentlichen derselben Weise, wie das mit Verweis auf die 4A besprochen worden ist, bereitzustellen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Anpassungsschaltkreis 400C den Nebenschluss-Induktor 410 und den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412. Jedoch, im Unterscheid zu dem Anpassungsschaltkreis 400A, ist der Nebenschluss-Induktor 410 mit dem Eingangsanschluss 421 verbunden, während der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412 mit dem Ausgangsanschluss 422 des Festkörperschalters 420 (effektiv die entgegengesetzte Konfiguration des Anpassungsschaltkreises 400B) verbunden ist. Das heißt, ein Ende des Nebenschluss-Induktors 410 ist mit dem Eingangsanschluss 421 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 410 ist mit der Bezugsmasse verbunden. So wie das oben besprochen worden ist, umfasst der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412 den Induktor 414 und den Kondensator 416 als serielle Elemente, die in Bezug zueinander in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sein können. In anderer Hinsicht funktioniert der Anpassungsschaltkreis 400C in im Wesentlichen derselben Weise, wie das oben in Bezug zu dem Anpassungsschaltkreis 400A besprochen worden ist.

In der Summe, weil der Eingangsanschluss 421 und der Ausgangsanschluss 422 durch den Festkörperschalter 420 (oder eine andere vergleichbare, inhärent kapazitive Einrichtung) vertauscht werden können, ist es allgemein unerheblich, an welcher Seite des Festkörperschalters 420 die Komponenten (z.B. der Nebenschluss-Induktor 410 und der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 412) des Anpassungsschaltkreises (z.B. die Anpassungsschaltkreise 400A, 400B und 400C) angeordnet sind, was bedeutet, dass die mit dem Eingangsanschluss 421 des Festkörperschalters 420 verbundenen Komponenten alternativ mit dem Ausgangsanschluss 422 verbunden sein können, und umgekehrt. So wie das oben erwähnt worden ist, wenn der Festkörperschalter 420 dazu ausgebildet wäre, ein Umschalten zwischen zwei oder mehreren Ausgangsanschlüssen/Eingangsanschlüssen auf einen gemeinsamen Eingangsanschluss/gemeinsamen Ausgangsanschluss, respektive, zu ermöglichen (so wie das beispielsweise in den 3A und 3B gezeigt ist), kann es vorteilhaft sein, die Komponenten des Anpassungsschaltkreises an dem gemeinsamen Eingangsanschluss/gemeinsamen Ausgangsanschluss anzuordnen, um die Anzahl der Komponenten zu verringern. Jedoch kann es unter vielfältigen Umständen Sinn machen, alle oder einige der Komponenten des Anpassungsschaltkreises an den mehreren Ausgangsanschlüssen/Eingangsanschlüssen anzuordnen, vorausgesetzt, dass diese bereits derartige Komponenten zum Zweck des Abstimmens oder für andere Zwecke erfordern.

5A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust des Halbleiterschalters 420 in einem EIN-Zustand (außer wo das anderweitig angegeben wird, sind die Smith-Diagramme und die anderen Schaubilder durchgängig in dieser Beschreibung mit dem entsprechenden Festkörperschalter (oder den entsprechenden Festkörperschaltern) bestimmt) in einem EIN-Zustand durchgängig in dieser Beschreibung) mit dem Anpassungsschaltkreis 400A, der wie in 4A gezeigt konfiguriert ist, zeigt (obwohl die 5A im Wesentlichen gleichermaßen auch auf den Halbleiterschalter 420 mit den Anpassungsschaltkreisen 400B oder 400C in den 4B oder 4C anwendbar wäre. Das Smith-Diagramm zeigt eine Kurve 523, die Impedanzen eines Frequenzbandes (z.B. 1,4 GHz bis 3,1 GHz), das das vollständige anzupassende Frequenzband zwischen den entsprechenden Rändern dieses Frequenzbandes (z.B. 1,8 GHz bis 2,7 GHz) umfasst, darstellt. Eine Kurve 521 zeigt einen S-Parameter S11 (Vorwärtsreflexionskoeffizient) bei der Bezugsebene 431 und eine Kurve 522 zeigt einen S-Parameter S22 (Rückwärtsreflexionskoeffizient) bei der Bezugsebene 432 des angepassten Festkörperschalters 420.

Der Serien-Resonanzschaltkreis 412, zusätzlich zu dem Nebenschluss-Induktor 410, wandelt beispielsweise die in dem Smith-Diagramm der 2A gezeigte Impedanz weiter um. Der Serien-Resonanzschaltkreis 412, der unterhalb seiner Serienresonanzfrequenz als ein kapazitives Element arbeitet und oberhalb seiner Serienresonanzfrequenz als ein induktives Element arbeitet, wird das induktive und kapazitive Verhalten des inhärent kapazitiven Festkörperschalters 420 zumindest teilweise kompensieren, zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 410. Diese Kompensation ist durch eine Schleife 545 in der S11-Kurve 521 des Smith-Diagramms angezeigt, welche Schleife aufgrund des Serien-Resonanzschaltkreises 412 ausgebildet wird, was insbesondere die Anpassung an den Rändern des anzupassenden Frequenzbandes (Durchlassbandränder) in diesem Beispiel um etwa 5 dB Rückwärtsverlust und um etwa 0,3 dB Einfügungsverlust verbessert, so wie das in den 6A und 6B, respektive, gezeigt ist. Die Serienresonanzfrequenz des Serien-Resonanzschaltkreises 412 ist näherungsweise dieselbe Frequenz wie die Anpassungsresonanzfrequenz.

6A ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust (return loss) des angepassten Festkörperschalters 420 in Dezibel (dB) als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 6B ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust (insertion loss) des angepassten Festkörperschalters 420 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Mit Verweis auf 6A zeigt die Kurve 525 den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 420 bei der Bezugsebene 431 (S-Parameter S11), und die Kurve 526 zeigt den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 420 bei der Bezugsebene 432 (S-Parameter S22). Zum Zweck des Vergleichs ist eine gestrichelte Kurve 535 bereitgestellt, um die Rückwärtsverluste des herkömmlich angepassten Festkörperschalters 120 (wie in 2B gezeigt) anzuzeigen, die bei der Bezugsebene 431 und der Bezugsebene 432 im Wesentlichen dieselben ist. Wie oben erwähnt, zeigt die Kurve 525 eine Verbesserung des Rückwärtsverlustes von etwa 5 dB bei etwa 1,8 GHz und etwa 2,7 GHz des zusammengesetzten breitbandigen Frequenzbereichs, im Vergleich zu der gestrichelten Kurve 535, aufgrund der Hinzufügung des LC-Serien-Resonanzschaltkreises 412 zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 410.

Gleichermaßen und mit Verweis auf 6B zeigt die Kurve 527 den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 420 zwischen den Anschlüssen 461 und 462 (S-Parameter S21). Zum Zweck des Vergleichs ist eine gestrichelte Kurve 537 bereitgestellt, um den Einfügungsverlust eines herkömmlich angepassten Festkörperschalters 120 zwischen den Anschlüssen 161 und 162 (z.B. wie in 2C gezeigt) anzuzeigen. Wie oben erwähnt, zeigt die Kurve 527 eine Verbesserung des Einfügungsverlusts von etwa 0,3 dB bei etwa 1,8 GHz und etwa 2,7 GHz des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs im Vergleich zu der gestrichelten Kurve 537, aufgrund der Hinzufügung des LC-Serien-Resonanzschaltkreises 412 zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 410.

7 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform, zwischen einer ersten und einer zweiten Einrichtung veranschaulicht.

Mit Verweis auf 7 ist ein Anpassungsschaltkreis 600 dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung von einer ersten Einrichtung 620 (z.B. ein Festkörperschalter oder eine andere vergleichbare, inhärent kapazitive Einrichtung) und einer zweiten Einrichtung 630 (z.B. ein Filter, eine Antenne, ein Leistungsverstärker, ein gemeinsamer Empfangs-(Rx)-PAD oder andere elektronische Einrichtungen) zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich bereitzustellen, wobei der Frequenzbereich ein einzelnes breitbandiges Frequenzband oder mehrere beschränkte Frequenzbänder innerhalb eines zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs umfassen kann. Die erste und die zweite Einrichtung 620 und 630 können auch als eine Quelle und eine Last, respektive, bezeichnet werden. Ein Beispiel eines zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs kann sich von etwa 1800 MHz bis etwa 2700 MHz erstrecken, und kann mehrere Zeitduplex(TDD, time division duplex)-Frequenzbänder enthalten, wie etwa das Frequenzband 34 (2010 MHz–2025 MHz), das Frequenzband 38 (2570 MHz–2620 MHz), das Frequenzband 39 (1880 MHz–1920 MHz), das Frequenzband 40 (2300 MHz–2400 MHz) und das Frequenzband 41 (2496 MHz–2690 MHz). Selbstverständlich können verschiedene breitbandige Frequenzbereiche und/oder verschiedene Kombinationen von darin enthaltenen Frequenzbändern umfasst sein, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Anpassungsschaltkreis 600 ähnlich wie der Anpassungsschaltkreis 400A in der 4A, außer dass er vollständig an dem Ausgangsanschluss 622 der ersten Einrichtung 620 (im Gegensatz zu dem Eingangsanschluss 621) angeordnet ist. Der Anpassungsschaltkreis 600 umfasst einen Nebenschluss-Induktor 610 und einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612, der eine entsprechende Serienresonanzfrequenz aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Gerät 620 und 630 verbunden sind. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612 umfasst einen Induktor 614 und einen Kondensator 616 als serielle Elemente, die in Bezug in irgendeiner Reihenfolge zueinander angeordnet sein können. Mit Verweis auf den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612 kann der Induktor 614 durch irgendein Element (oder irgendwelche Elemente), die primär induktive Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise etwa eine Übertragungsleitung, ein Anschlussdraht und/oder ein Induktor, implementiert werden, in Abhängigkeit von dem exakten Wert, der benötigt wird, um die Anpassungsfunktionalität einzurichten. In ähnlicher Weise kann der Kondensator616 durch irgendein Element (oder irgendwelche Elemente), die primär kapazitive Eigenschaften aufweisen, implementiert werden. Ein Ende des Nebenschluss-Induktors 610 ist zwischen dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612 und der ersten Einrichtung 620 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 610 ist mit einer Bezugsmasse verbunden.

So wie das oben besprochen worden ist, ist der Nebenschluss-Induktor 610 dazu ausgebildet, die Impedanzen der ersten Einrichtung an dem linken und rechten Rand des anzupassenden Frequenzbands umzuwandeln, so dass diese in Bezug zueinander näherungsweise komplex konjugiert sind, so wie das oben beschrieben worden ist. Aus dieser Bedingung resultiert eine Anpassungsresonanzfrequenz. Im Vergleich dazu ist die Betriebsfrequenz der Frequenzbereich, in dem der Anpassungsschaltkreis anwendbar ist. Das heißt, die Betriebsfrequenz ist das Frequenzband, über dem die breitbandige Impedanzanpassung für den Betrieb der ersten Einrichtung 620 und der zweiten Einrichtung 630 anwendbar ist. Weil die Anpassungsresonanzfrequenz normalerweise eine Frequenz ist, ist die Betriebsfrequenz normalerweise ein Frequenzband, das anzupassen ist, wie etwa die Frequenzbänder des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs, die von dem Anpassungsschaltkreis 620 unterstützt werden sollen.

Die Anpassungsresonanzfrequenz ist in dem anzupassenden Frequenzband (z.B. von den mehreren Frequenzbändern), das heißt im Wesentlichen zwischen der Niedrig- und der Hochfrequenzbegrenzung zentriert, so wie dies oben besprochen worden ist. Folglich ist der Imaginärteil der umgewandelten Impedanz von der ersten Einrichtung 620 deshalb, weil der Nebenschluss-Induktor 610 kapazitiv (obwohl weniger kapazitiv) ist für Frequenzen größer als die Anpassungsresonanzfrequenz, und die Impedanz nun induktiv ist für Frequenzen kleiner als die Anpassungsresonanzfrequenz.

Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612 des Anpassungsschaltkreises 600 ist dazu ausgebildet, die Anpassungsimpedanz der ersten Einrichtung 620 und des Nebenschluss-Induktors 610 in eine dem breitbandigen Frequenzbereich entsprechende Entwurfs-Anpassungsimpedanz weiter umzuwandeln. Um dies zu erreichen, wird der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612 hinzugefügt, weil er für Frequenzen, die kleiner als seine Serienresonanzfrequenz sind, als ein kapazitives Element arbeitet und für Frequenzen, die größer als seine Serienresonanzfrequenz sind, als ein induktives Element arbeitet. Somit erzielt das Hinzufügen des Induktors 614 und des Kondensators 616 als der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612 die erforderliche, breitbandige Impedanzanpassung. Die Serienresonanzfrequenz des LC-Serien-Resonanzschaltkreises 612 ist in dem anzupassenden Frequenzband ähnlich, typischerweise in einem mittleren Abschnitt des Frequenzbandes, und ist näherungsweise dieselbe wie die Anpassungsresonanzfrequenz.

Es ist möglich, unter Verwendung von Gleichungen näherungsweise Werte für den Nebenschluss-Induktor 610, den Induktor 614 und den Kondensator 616 zu berechnen. Jedoch aufgrund von Abweichungen in der physikalischen Verwirklichung, wie beispielsweise etwa verfügbare Werte der Oberflächen-montierten Einrichtungen (SMDs, surface mounted devices), parasitären Effekten und Toleranzen, können die genauen Werte typischerweise unter Verwendung eines kommerziellen Optimierers gefunden werden.

Die 8A bis 8C sind vereinfachte Blockschaltbilder, die Anpassungsschaltkreise von Halbleiterschaltern für Anpassungseinrichtungen mit der gleichen Impedanz, von denen jede ein zusätzliches serielles Element in Serie mit dem Serien-Resonanzschaltkreis umfasst, veranschaulichen, gemäß repräsentativer Ausführungsformen.

Mit Verweis auf 8A ist ein Anpassungsschaltkreis 800A dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 820 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 821 und dem Ausgangsanschluss 822 bereitzustellen zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich, der ein einzelnes breitbandiges Frequenzband oder mehrere beschränkte Frequenzbänder innerhalb eines zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs umfasst, wie oben erwähnt. Eine Impedanz 861’ (bezogen auf die Bezugsmasse) an dem Punkt der Verbindung (Anschluss 861) des Eingangsanschlusses 821 mit einer anderen Komponente (z.B. bei der Bezugsebene 831) ist typischerweise etwa 50 Ohm. Eine Impedanz 862’ (bezogen auf die Bezugsmasse) an dem Punkt der Verbindung (Anschluss 862) des Ausgangsanschlusses 822 mit einer anderen Komponente (z.B. bei der Bezugsebene 832) ist ebenfalls typischerweise etwa 50 Ohm.

In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Anpassungsschaltkreis 800A einen Nebenschluss-Induktor 810, einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812, der eine entsprechende Serienresonanzfrequenz aufweist, und einen zusätzlichen Serien-Kondensator 818, der zwischen dem Eingangsanschluss 821 des Festkörperschalters 820 und dem Anschluss 861 verbunden ist. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 umfasst einen Induktor 814 und einen Kondensator 816 als serielle Elemente (die in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sind). In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende des Nebenschluss-Induktors 810 zwischen dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 und dem zusätzlichen Serien-Kondensator 818 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 810 ist mit einer Bezugsmasse verbunden.

Mit Verweis auf 8B ist ein Anpassungsschaltkreis 800B dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung des Festkörperschalters 820 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 821 und dem Ausgangsanschluss 822 in im Wesentlichen der gleichen Weise, wie das mit Verweis auf 8A besprochen worden ist, bereitgestellt. In der dargestellten Ausführungsformen umfasst der Anpassungsschaltkreis 800B den Nebenschluss-Induktor 810, den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 und einen zusätzlichen Serien-Induktor 817. Der Nebenschluss-Induktor 810 ist mit dem Eingangsanschluss 821 des Festkörperschalters 820 verbunden. Das heißt, ein Ende des Nebenschluss-Induktors 810 ist zwischen dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 und dem Eingangsanschluss 821 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 810 ist mit der Bezugsmasse verbunden. Der Anpassungsschaltkreis 800B unterscheidet sich von dem oben besprochenen Anpassungsschaltkreis 800A dadurch, dass er den zusätzlichen Serien-Induktor 817 anstelle eines zusätzlichen Serien-Kondensators 818 umfasst, und der zusätzliche Serien-Induktor 817 ist auf der dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 entgegengesetzten Seite des Festkörperschalters 820 angeordnet. Genauer gesagt umfasst der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 den Induktor 814 und den Kondensator 816 als serielle Elemente, die in irgendeiner Reihenfolge in Bezug zueinander angeordnet sein können, die in Serie mit dem Eingangsanschluss 821 des Festkörperschalters 820 verbunden sind, während der zusätzliche Serien-Induktor 817 in Serie mit dem Ausgangsanschluss 822 des Festkörperschalters 820 verbunden ist. In einer alternativen Konfiguration können der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 und der Nebenschluss-Induktor 810 mit dem Ausgangsanschluss 822 verbunden sein, und der zusätzliche Serien-Induktor 817 kann mit dem Eingangsanschluss 821 des Festkörperschalters 820 verbunden sein, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen.

Mit Verweis auf 8C ist ein Anpassungsschaltkreis 800C dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung des Festkörperschalters 820 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 821 und dem Ausgangsanschluss 822 in im Wesentlichen derselben Weise, wie das mit Verweis auf 8B besprochen worden ist, bereitzustellen. In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Anpassungsschaltkreis 800C den Nebenschluss-Induktor 810, den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 und einen zusätzlichen Serien-Induktor 817, obwohl der Nebenschluss-Induktor 810 mit dem Ausgangsanschluss 822 des Festkörperschalters 820 verbunden ist, im Gegensatz zu dem Eingangsanschluss 821. Das heißt, ein Ende des Nebenschluss-Induktors 810 ist zwischen dem Ausgangsanschluss 822 und dem zusätzlichen Serien-Induktor 817 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 810 ist mit der Bezugsmasse verbunden. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 ist der gleiche wie oben besprochen. In einer alternativen Konfiguration kann der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 810 mit dem Ausgangsanschluss 822 verbunden sein, und der Nebenschluss-Induktor 810 und der zusätzliche Serien-Induktor 817 können mit dem Eingangsanschluss 821 des Festkörperschalters 820 verbunden sein, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen.

9A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 820 mit dem Anpassungsschaltkreis 800A, der wie in 8A gezeigt konfiguriert ist (obwohl 9A im Wesentlichen gleichermaßen auf den Festkörperschalter 820 mit dem Anpassungsschaltkreis 800B oder 800C in den 8B oder 8C anwendbar wäre), zeigt. Der Serien-Resonanzschaltkreis 812 und der zusätzliche Serien-Kondensator 818, zusätzlich zu dem Nebenschluss-Induktor 810, wandeln die Impedanz weiter um als in dem Smith-Diagramm der 4A gezeigt. Der Serien-Resonanzschaltkreis 812 und der zusätzliche Serien-Kondensator 818 werden das induktive und das kapazitive Verhalten des inhärent kapazitiven Festkörperschalters 820 zumindest teilweise kompensieren, zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 810. Diese Kompensation ist in dem Smith-Diagramm durch eine Schleife 945 angedeutet, wobei die Schleife 945 selbst durch den Serien-Resonanzschaltkreis 810 ausgebildet wird und durch den zusätzlichen Serien-Kondensator 818 zu ein wenig höheren Impedanzen verschoben wird, was die einzelne Rückwärtsverlustkerbe (z.B. wie in 6A gezeigt) in zwei Kerben (wie in 9B gezeigt) aufteilt, was zu mehr Bandbreite führt. Das Smith-Diagramm umfasst eine Kurve 925, die den S-Parameter S11 (Vorwärtsreflexionskoeffizient) zeigt, und eine Kurve 926, die den S-Parameter S22 (Rückwärtsreflexionskoeffizient) des angepassten Festkörperschalters 820 zeigt. In der gezeigten Ausführungsform entspricht die S11-Kurve 925 dem Eingangsanschluss 821 (bei der Bezugsebene 831), mit dem der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812 und der zusätzliche Serien-Kondensator 818 verbunden sind.

In dem gezeigten Beispiel wird, weil die Schleife 545 in dem in 5 gezeigten Smith-Diagramm nicht „symmetrisch“ um den Anpassungspunkt (z.B. 50 Ohm) ist, der zusätzliche Serien-Kondensator 818 zwischen dem inhärent kapazitiven Festkörperschalter 820 und dem Nebenschluss-Induktor 810 angeordnet, wie in 8A gezeigt, was zu der Schleife 945 in dem Smith-Diagramm führt, die nun „symmetrisch“ um den Anpassungspunkt (z.B. 50 Ohm) ist. Alternativ dazu kann der zusätzliche Serien-Induktor 817 zwischen dem inhärent kapazitiven Festkörperschalter 820 und dem Anschluss 862 angeordnet werden, wie in den 8B und 8C gezeigt. Die zusätzlichen seriellen Elemente in den verschiedenen Konfigurationen verbessern daher die Anpassung weiter, insbesondere an den Rändern des anzupassenden Frequenzbandes (Durchlassbandränder), in diesem Beispiel um etwa 8 dB Rückwärtsverlust und um etwa 0,1 dB Einfügungsverlust, wie in den 9B und 9C, respektive, gezeigt.

Die Festlegung, welches serielle Element (der zusätzliche Serien-Induktor 817 oder der zusätzliche Serien-Kondensator 818) hinzugefügt werden soll, hängt davon ab, auf welcher Seite des Festkörperschalters 820 der Entwerfer das zusätzliche serielle Element einzubauen wünscht. Folglich ist es möglich, das zusätzliche serielle Element, das im Hinblick auf die Technologie trefflich ist, auszuwählen, was einzigartige Vorteile für irgendeine bestimmte Situation bereitstellt oder anwendungsspezifische Entwurfserfordernisse von verschiedenen Implementierungen erfüllt, so wie das für einen Fachmann offensichtlich wäre. Wenn das zusätzliche serielle Element hinzugefügt wird, müssen die anderen Komponenten (z.B. der Nebenschluss-Induktor 810, der Induktor 814 und der Kondensator 816) fein abgestimmt werden. Jedoch ist die Dimensionierung im Wesentlichen die gleiche wie oben beschrieben, oder sie kann durch eine Optimierung unter Verwendung eines kommerziellen Optimierers erzielt werden, wie oben erwähnt.

9B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 820 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 9C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 820 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Mit Verweis auf 9B zeigt die Kurve 925 den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 820 bei der Bezugsebene 831 (S-Parameter S11), und die Kurve 926 zeigt den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 820 bei der Bezugsebene 832 (S-Parameter S22). Zum Zweck des Vergleichs ist eine gestrichelte Kurve 935 bereitgestellt, um den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 420 bei der Bezugsebene 431 anzudeuten, und eine gestrichelte Kurve 936 ist bereitgestellt, um den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 420 bei der Bezugsebene 432 anzudeuten, wobei die Anpassung des Anpassungsschaltkreises 400A das zusätzliche serielle Element nicht enthält. Wie oben erwähnt, zeigt die Kurve 925 eine Verbesserung des Rückwärtsverlusts von etwa 8 dB bei etwa 1,8 GHz und etwa 2,7 GHz, im Vergleich zu der gestrichelten Kurve 935, und die Kurve 926 zeigt ebenfalls eine Verbesserung des Rückwärtsverlusts von etwa 8 dB bei etwa 1,8 GHz und etwa 2,7 GHz, im Vergleich zu der gestrichelten Kurve 936, aufgrund des zusätzlichen seriellen Elements in dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 812. Dies ist, weil die oben mit Verweis auf den Anpassungsschaltkreis 400A in 4A erwähnte, einzelne Kerbe aufgrund des zusätzlichen Serien-Kondensators 818 nun in zwei Kerben aufgeteilt ist. Dies kann auch in dem Smith-Diagramm in 9A mit der „symmetrischen“ Schleife 945 um den Anpassungspunkt herum gesehen werden, wie oben besprochen.

Gleichermaßen und mit Verweis auf 9C zeigt die Kurve 927 den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 820 bezüglich der Anschlüsse 861 und 862 (S-Parameter S21). Zum Zweck des Vergleichs ist eine gestrichelte Kurve 937 bereitgestellt, um den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 420 anzuzeigen. Wie oben erwähnt, zeigt die Kurve 927 eine Verbesserung des Einfügungsverlusts von etwa 0,1 dB bei etwa 1,8 GHz und etwa 2,7 GHz des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs, im Vergleich zu der gestrichelten Kurve 937, aufgrund des zusätzlichen seriellen Elements, nämlich dem zusätzlichen Serien-Induktor 817 oder dem zusätzlichen Serien-Kondensator 818.

10 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis an beiden Seiten eines Festkörperschalters veranschaulicht zum Anpassen von Einrichtungen mit der gleichen Impedanz, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

Mit Verweis auf 10 ist der Anpassungsschaltkreis 1000 dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 1020 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 1021 und dem Ausgangsanschluss 1022 bereitzustellen zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich oder in mehreren beschränkten Frequenzbändern innerhalb eines zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs. Eine Impedanz 1061’ des Anschlusses 1061 und eine Impedanz 1062’ des Anschlusses 1062 sind zueinander gleich (z.B. jeweils etwa 50 Ohm).

In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Anpassungsschaltkreis 1000 einen Nebenschluss-Induktor 1010 und zwei LC-Serien-Resonanzschaltkreise, einschließlich eines ersten LC-Serien-Resonanzschaltkreises 1012A und eines zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreises 1012B, von denen jeder eine entsprechende Serienresonanzfrequenz aufweist. Der erste LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1012A ist mit dem Eingangsanschluss 1021 des Festkörperschalters 1020 verbunden, und der zweite LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1012B ist mit dem Ausgangsanschluss 1022 des Festkörperschalters 1020 verbunden. Der erste LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1012A umfasst einen ersten Induktor 1014A und einen ersten Kondensator 1016A als serielle Elemente, und der zweite LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1012B umfasst einen zweiten Induktor 1014B und einen zweiten Kondensator 1016B als serielle Elemente. Diese seriellen Elemente können in Bezug zueinander in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sein. In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende des Nebenschluss-Induktors 1010 zwischen dem ersten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1012A und dem Eingangsanschluss 1021 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 1010 ist mit einer Bezugsmasse verbunden. Alternativ dazu kann der Nebenschluss-Induktor 1010 auf der entgegengesetzten Seite sein, so dass ein Ende des Nebenschluss-Induktors 1010 zwischen dem Ausgangsanschluss 1022 und dem zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1012B verbunden ist und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 1010 mit der Bezugsmasse verbunden ist, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen.

11A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1020 mit dem Anpassungsschaltkreis 1000, der wie in 10 gezeigt konfiguriert ist, zeigt. Der erste und der zweite Serien-Resonanzschaltkreis 1012A und 1012B, zusätzlich zu dem Nebenschluss-Induktor 1010, wandeln die Impedanz weiter um, als das beispielsweise in dem Smith-Diagramm der 4A gezeigt ist. Die durch die zusätzlichen LC-Serien-Resonanzschaltkreise (1012A, 1012B) bereitgestellte Kompensation ist in dem Smith-Diagramm durch eine Schleife 1145 angedeutet. Das funktionelle Prinzip der LC-Serien-Resonanzschaltkreise (1012A, 1012) ist im Wesentlichen das gleiche wie oben beschrieben (z.B. mit Verweis auf die 4A4C), wird jedoch auf sowohl den Eingangs- als auch den Ausgangsanschluss 1021 und 1022 des Festkörperschalters 1020 angewendet. Die Schleife 1145 ebenso wie die Kurven 1125 und 1126 in der 11B unten (die im Wesentlichen die gleichen sind) ist in dem Smith-Diagramm der 11A für die anzupassenden Frequenzen um den Anpassungspunkt herum, was folglich anzeigt, dass die Impedanzumwandlung auf 50 Ohm funktioniert.

11B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1020 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 11C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 1020 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Mit Verweis auf 11B zeigt die Kurve 1125 den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1020 bei der Bezugsebene 1031 (S-Parameter S11), ebenso wie bei der Bezugsebene 1032 (S-Parameter S22). Zum Zweck des Vergleichs ist in 11B eine gestrichelte Kurve 1135 bereitgestellt, um die Rückwärtsverluste des herkömmlichen, angepassten Festkörperschalters 120 (wie in 2B gezeigt) anzuzeigen, die bei der Bezugsebene 131 und der Bezugsebene 132 im Wesentlichen dieselben sind. Die Kurve 1125 zeigt eine Verbesserung des Rückwärtsverlusts von etwa 20 dB bei etwa 1,8 GHz und etwa 2,7 GHz und zeigt eine sehr niedrige Welle (ripple) (glatte Kurve) in dem gesamten Durchlassband des breitbandigen Frequenzbereichs im Vergleich zu der gestrichelten Kurve 1135, aufgrund der zusätzlichen ersten und zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreises 1012A, 1012B.

In ähnlicher Weise und mit Verweis auf 11C zeigt die Kurve 1127 den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 1020 von dem Anschluss 1061 zu dem Anschluss 1062 (S-Parameter S21). Zum Zweck des Vergleichs ist eine gestrichelte Kurve 1137 bereitgestellt, um den Einfügungsverlust des herkömmlichen, angepassten Festkörperschalters 120 von dem Anschluss 161 zu dem Anschluss 162 in der 1B anzudeuten. Die Kurve 1127 zeigt eine Verbesserung des Einfügungsverlusts von etwa 0,3 dB bei etwa 1,8 GHz und etwa 2,7 GHz des breitbandigen Frequenzbereichs, im Vergleich zu der gestrichelten Kurve 1137, aufgrund der zusätzlichen LC-Serien-Resonanzschaltkreise 1012A und 1012B.

12 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein beispielhaftes System oder Modul mit mehreren Anpassungsschaltkreisen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

Mit Verweis auf 12 umfasst das beispielhafte System oder Modul zwei Anpassungsschaltkreise, nämlich den Anpassungsschaltkreis 600 (wie z.B. in 7 gezeigt) und den Anpassungsschaltkreis 1200, die dazu ausgebildet sind, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 1220 mit sowohl einem akustischen Filter, angedeutet durch einen repräsentativen akustischen Dünnschichtvolumenresonator(FBAR, film bulk acoustic resonator)-Filter 1230 als auch einem Leistungsverstärker 1240. Selbstverständlich kann der Festkörperschalter 1220 eine andere Art einer vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung sein, und der FBAR-Filter 1230 und der Leistungsverstärker 1240 können andere Arten von Filtern, Verstärkern oder anderen elektronischen Komponenten sein, respektive, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen. Beispielsweise kann der FBAR-Filter 1230 durch irgendeine Art eines akustischen Volumenwellen(BAW, bulk acoustic wave)-Resonatorfilters ersetzt werden. Auch zeigt 12 einen allgemeinen Fall, obwohl in verschiedenen Konfigurationen einer von den Nebenschluss-Induktoren (z.B. Nebenschluss-Induktor 610 oder Nebenschluss-Induktor 1210) ausgelassen werden kann, so dass das System effektiv zu dem in 10 gezeigten Anpassungsschaltkreis 1000 wird. So wie das oben mit Verweis auf 7 besprochen worden ist, ist die Impedanz des Festkörperschalters 1220 verschieden von der Impedanz des FBAR-Filters 1230 und des Leistungsverstärkers 1240, was die Implementierung der Anpassungsschaltkreise 600 und 1200, respektive, erforderlich macht.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Anpassungsschaltkreis 600 den Nebenschluss-Induktor 610 und den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612, die zwischen dem Festkörperschalter 1220 und dem FBAR-Filter 1230 verbunden sind, und der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 612 umfasst den Induktor 614 und den Kondensator 616, die in Serie verbunden sind, wie oben besprochen. Die Beschreibung des Anpassungsschaltkreises 600 wird deshalb nicht wiederholt.

Ähnlich wie der Anpassungsschaltkreis 600 umfasst der Anpassungsschaltkreis 1200 einen Nebenschluss-Induktor 1210 und einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1212, der eine entsprechende Serienresonanzfrequenz aufweist. Der Anpassungsschaltkreis 1200 ist zwischen dem Festkörperschalter 1220 und dem Leistungsverstärker 1240 verbunden. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1212 umfasst einen Induktor 1214 und einen Kondensator 1216 als serielle Elemente. Ein Ende des Nebenschluss-Induktors 1210 ist zwischen dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1212 und dem Festkörperschalter 1220 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 1210 ist mit einer Bezugsmasse verbunden. So wie das oben besprochen worden ist, ist der Nebenschluss-Induktor 1210 dazu ausgebildet, eine Impedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz an den Anpassungspunkt in einem Smith-Diagramm umzuwandeln. Die Anpassungsresonanzfrequenz ist in dem anzupassenden Frequenzband, typischerweise irgendwo in dem mittleren Abschnitt. Folglich ist der Imaginärteil der Impedanz des Festkörperschalters 1220 immer noch kapazitiv (obwohl weniger kapazitiv) für Frequenzen größer als die Anpassungsresonanzfrequenz, und die Impedanz ist nun induktiv für Frequenzen kleiner als die Anpassungsresonanzfrequenz, so wie das oben mit Verweis auf den Anpassungsschaltkreis 600 besprochen worden ist.

Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1212 des Anpassungsschaltkreises 1200 ist dazu ausgebildet, die Anpassungsimpedanz des Festkörperschalters 1220 und des Nebenschluss-Induktors 1210 weiter umzuwandeln in eine Entwurfs-Anpassungsimpedanz, die dem breitbandigen Frequenzbereich entspricht, der verschieden von dem breitbandigen Frequenzbereich, der durch den Anpassungsschaltkreis 600 überdeckt wird, sein kann. Um dies zu erreichen, arbeitet der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1212 als ein kapazitives Element für Frequenzen kleiner als dessen Serienresonanzfrequenz, und arbeitet als ein induktives Element für Frequenzen größer als diese Serienresonanzfrequenz. Folglich erzielt das Hinzufügen des Induktors 1214 und des Kondensators 1216 als der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1212 die erforderliche breitbandige Anpassung. Die Serienresonanzfrequenz des LC-Serien-Resonanzschaltkreises 1212 ist im anzupassenden Frequenzband, typischerweise im mittleren Abschnitt.

Allgemein empfängt der Festkörperschalter 1220 ein RF-Eingangssignal (das z.B. Frequenzen aus einem oder mehreren Mehrfachbändern aufweisen kann), das mittels des Leistungsverstärkers 1240 verstärkt worden ist, über den Anpassungsschaltkreis 1200. Der Festkörperschalter 1220 umfasst mindestens zwei Ausgänge, die durch die repräsentativen Ausgangsanschlüsse 1221 und 1222 angedeutet sind. In dem gezeigten Beispiel ist der Ausgangsanschluss 1221 mit dem FBAR-Filter 1230 über den Anpassungsschaltkreis 600 verbunden. Der Ausgangsanschluss 1222 kann mit einem anderen Filter (FBAR oder anderweitig, oder irgendeinem anderen elektronischen Gerät) über einen anderen Anpassungsschaltkreis (nicht gezeigt) verbunden sein. Selbstverständlich kann die Anzahl der Ausgänge des Festkörperschalters 1220, ebenso wie die Art der elektronischen Einrichtungen, mit denen sie verbunden sind, variieren, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen.

Mit Verweis auf den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1212 wird der Induktor 1214 zum Zweck der Vereinfachung als ein „Induktor“ bezeichnet, obwohl es verstanden wird, dass der Induktor 1214 (ebenso wie irgendein anderer „Induktor“, der in der vorliegenden Offenbarung bezeichnet ist) durch irgendein anderes Element (oder andere Elemente), das (oder die) primär induktive Eigenschaften aufweist (oder aufweisen), wie beispielsweise etwa eine Übertragungsleitung, ein Anschlussdraht und/oder ein Induktor, implementiert werden, in Abhängigkeit von dem genauen Wert, der benötigt wird, um die Anpassungsfunktionalität einzurichten, so wie das oben erwähnt worden ist. In ähnlicher Weise wird der Kondensator 1216 zum Zweck der Erleichterung als ein „Kondensator“ bezeichnet, obwohl es verstanden wird, dass der Kondensator 1216 (ebenso wie irgendein anderer „Kondensator“, der in der vorliegenden Offenbarung identifiziert ist) durch irgendein Element (oder irgendwelche Elemente), das (oder die) primäre kapazitive Eigenschaften aufweist (oder aufweisen), implementiert werden kann. In 12 ist der Induktor 1214 als ein einzelner Serien-Induktor gezeigt, obwohl in alternativen Ausführungsformen der Induktor 1214 durch zwei oder mehr Serien-Induktoren, die direkt miteinander verbunden sein können oder die mit entgegengesetzten Enden des Kondensators 1216 verbunden sein können, implementiert werden kann. Alternativ dazu kann der Induktor 1214, zumindest teilweise, durch einen Serien-Induktor, der bereits in dem Ausgangs-Anpassungsschaltkreis des Leistungsverstärkers 1240 implementiert ist, z.B. unter Verwendung eines höheren Werts des SMD-Chip-Induktors.

Insbesondere wirkt auch der Kondensator 1216 in 12 als Gleichstrom-Blocker (DC block). Deshalb wird kein zusätzlicher blockierender Kondensator für den Leistungsverstärker 1240 benötigt. Auch ermöglicht die Verwendung einer Festkörpertechnologie, wie etwa komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS, complementary metal-oxide semiconductor), für den Halbleiterschalter 1220 eine leichte und akkurate Implementierung von Kondensatoren. Der Kondensator 1216 könnte daher beispielsweise innerhalb des Halbleiterschalters 1220 implementiert sein. Der Kondensator 1216 kann alternativ innerhalb des Leistungsverstärkers 1240 implementiert sein, wenn die relativen Positionen des Kondensators 1216 und des Induktors 1214 vertauscht werden.

In der gezeigten Ausführungsform ist der FBAR-Filter 1230 so gezeigt, dass er einen repräsentativen Serien-FBAR 1231 und einen repräsentativen Nebenschluss-FBAR 1233 umfasst. Die Anzahl und die Positionen von Serien- und/oder Nebenschluss-FBARs des FBAR-Filters 1230 können variieren, um einzigartige Vorteile für irgendwelche bestimmte Situationen bereitzustellen oder um anwendungsspezifische Entwurfserfordernisse von verschiedenen Implementierungen zu erfüllen, so wie das für einen Fachmann offensichtlich wäre. Der FBAR-Filter 1230 umfasst an dem Eingang auch einen Induktor 1235, der typischerweise verwendet wird, um die Impedanz des FBAR-Filters 1230 anzupassen.

Wenn die relativen Positionen des Kondensators 616 und des Induktors 614 des LC-Serien-Resonanzschaltkreises 612 vertauscht werden, oder wenn die relativen Positionen des Kondensators 616 und des Serien-Induktors 1235 vertauscht werden, kann der Induktor 614 zusammen mit dem Serien-Induktor 1235 als eine Komponente implementiert werden. Dies kann beispielsweise unter Verwendung eines höheren Wertes eines SMD-Chip-Induktors erzielt werden. Auch kann in alternativen Konfigurationen der Kondensator 616 beispielsweise auf den FBAR-Filter 1230-Chip verschoben werden. Das heißt, wenn der Kondensator 616 und der Serien-Induktor 1235 die relativen Positionen vertauschen, kann der Kondensator 616 beispielsweise als ein gesonderter Resonator implementiert werden, der bei der Betriebsfrequenz des FBAR-Filters 1230 akustisch inaktiv ist. In ähnlicher Weise, wenn der Kondensator 616 und der Induktor 614 die relativen Positionen vertauschen, kann der Kondensator 616 innerhalb des Festkörperschalters 1220 implementiert sein.

13 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen von Einrichtungen mit verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Der Anpassungsschaltkreis umfasst ein zusätzliches serielles Element in Serie mit dem Serien-Resonanzschaltkreis, um die verschiedenen Impedanzen anzupassen.

Mit Verweis auf 13 ist ein Anpassungsschaltkreis 1300 dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 1320 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 1321 und dem Ausgangsanschluss 1322 bereitzustellen zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich, der ein einzelnes breitbandiges Frequenzband oder mehrere beschränkte Frequenzbänder innerhalb eines zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs umfassen kann. In der gezeigten Ausführungsform sind die Impedanz 1361’ des Anschlusses 1361 und die Impedanz 1362’ des Anschlusses 1362 voneinander verschieden, wobei die Impedanz 1361’ die niedrige Impedanz(z.B. etwa 30 Ohm)-Seite ist und die Impedanz 1362’ die Hoch-Impedanz(z.B. etwa 50 Ohm)-Seite ist. Folglich ist der Anpassungsschaltkreis 1300 dazu eingerichtet, das kapazitive Verhalten des Festkörperschalters zu kompensieren und zusätzlich eine Umwandlung von niedriger zu hoher Impedanz auszuführen.

Der Anpassungsschaltkreis 1300 umfasst einen Nebenschluss-Induktor 1310 und einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1312, der eine entsprechende Serienresonanzfrequenz aufweist, und einen zusätzlichen Serien-Induktor 1317, der an dem Eingangsanschluss 1321 des Festkörperschalters 1320 (an der Niedrig-Impedanz-Seite) verbunden ist. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1312 umfasst einen Induktor 1314 und einen Kondensator 1316 als serielle Elemente (die in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sind). In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende des Nebenschluss-Induktors 1310 zwischen dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1312 und dem zusätzlichen Serien-Induktor 1317 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 1310 ist mit einer Bezugsmasse verbunden.

14A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1320 mit dem Anpassungsschaltkreis 1300, der wie in 13 gezeigt konfiguriert ist, bei der Bezugsebene 1331, die dem Anschluss 1361 entspricht, zeigt. Der Serien-Resonanzschaltkreis 1312 und der zusätzliche Serien-Induktor 1317 werden das induktive und das kapazitive Verhalten des inhärent kapazitiven Festkörperschalters 1320 zumindest teilweise kompensieren, zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 1310. Diese Kompensation ist in dem Smith-Diagramm durch eine Schleife 1445 angezeigt, die aufgrund des Serien-Resonanzschaltkreises 1312 und des zusätzlichen Serien-Induktors 1317 ausgebildet und verschoben ist.

14B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1320 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 14C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 1320 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Mit Verweis auf 14A zeigt die Kurve 1425 den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1320 bei der Bezugsebene 1331, die dem Anschluss 1361 entspricht (S-Parameter S11), und die Kurve 1426 zeigt den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1320 bei der Bezugsebene 1332, die dem Anschluss 1362 entspricht (S-Parameter S22). Die Schleife 1445 und die Kurven 1425 und 1426 sind in dem in 14A gezeigten Smith-Diagramm für die anzupassenden Frequenzen um den Anpassungspunkt herum, wodurch angedeutet wird, dass die Impedanzumsetzung (impedance transformation) von 30 Ohm nach 50 Ohm funktioniert. Mit Verweis auf 14C zeigt die Kurve 1427 den Einfügungsverlust des Festkörperschalters 1320 von dem Anschluss 1361 zu dem Anschluss 1362 (S-Parameter S21).

15 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis an beiden Seiten eines Festkörperschalters zum Anpassen von Einrichtungen mit verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Das heißt, der Anpassungsschaltkreis umfasst zwei LC-Serien-Resonanzschaltkreise, von denen einer in Serie mit einem zusätzlichen seriellen Element ist, so wie das oben mit Verweis auf 13 besprochen worden ist, um die verschiedenen Impedanzen anzupassen.

Mit Verweis auf 15 ist ein Anpassungsschaltkreis 1500 dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 1520 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 1521 und dem Ausgangsanschluss 1522 bereitzustellen zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich. In der gezeigten Ausführungsform sind die Impedanz 1561’ des Anschlusses 1561 und die Impedanz 1562’ des Anschlusses 1562 voneinander verschieden, wobei die Impedanz 1561’ die Niedrig-Impedanz(z.B. etwa 30 Ohm)-Seite und die Impedanz 1562’ die Hoch-Impedanz(z.B. etwa 50 Ohm)-Seite ist. Folglich ist der Anpassungsschaltkreis 1500 dazu ausgebildet, eine Umsetzung von einer niedrigen zu einer hohen Impedanz auszuführen.

Der Anpassungsschaltkreis 1500 umfasst einen Nebenschluss-Induktor 1510, einen ersten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512A und einen zusätzlichen Serien-Induktor 1517, der mit dem Eingangsanschluss 1521 und dem Anschluss 1561 verbunden ist, und einen zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512B, der mit dem Ausgangsanschluss 1522 und dem Anschluss 1562 verbunden ist. Jeder von dem ersten und dem zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512A und 1512B weist eine entsprechende Serienresonanzfrequenz auf. Der erste LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512A ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie der in 13 gezeigte LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1312 zum Umsetzen zwischen einer niedrigen und einer hohen Impedanz. Das heißt, der erste LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512A umfasst einen Induktor 1514A und einen Kondensator 1516A als serielle Elemente (die in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sind). Der zusätzliche Serien-Induktor 1517 kann als ein zusätzliches serielles Element innerhalb des Anpassungsschaltkreises 1500 angesehen werden. In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende des Nebenschluss-Induktors 1510 zwischen dem ersten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512A und dem zusätzlichen Serien-Induktor 1517 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 1510 ist mit einer Bezugsmasse verbunden. Der zweite LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512B umfasst einen Induktor 1514B und einen Kondensator 1516B (die in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sind).

16A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1520 mit dem Anpassungsschaltkreis 1500, der wie in 15 gezeigt konfiguriert ist, zeigt. Der erste LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512A und der zusätzliche Serien-Induktor 1517 ebenso wie der zweite LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1512B werden das induktive und das kapazitive Verhalten des inhärent kapazitiven Festkörperschalters 1520 zumindest teilweise kompensieren, zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 1510. Diese Kompensation ist in dem Smith- Diagramm durch eine Schleife 1645 angedeutet, die aufgrund des ersten und des zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreises 1512A und 1512B und des zusätzlichen Serien-Induktors 1517 ausgebildet und verschoben ist. Zusätzlich zeigt die Kurve 1625 den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1520 bei der Bezugsebene 1531, die dem Anschluss 1561 entspricht (S-Parameter S11), und die Kurve 1526 zeigt den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1520 bei der Bezugsebene 1532, die dem Anschluss 1562 entspricht (S-Parameter S22). Die Schleife 1645 und die Kurven 1625 und 1626 sind in dem Smith-Diagramm für die anzupassenden Frequenzen um den Anpassungspunkt herum, wodurch angedeutet wird, dass die Impedanzumsetzung von 30 Ohm nach 50 Ohm funktioniert.

16B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1520 in dB bei der Bezugsebene 1531, die dem Anschluss 1561 entspricht, und der Bezugsebene 1532, die dem Anschluss 1562 entspricht, respektive, als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 16C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 1520 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Mit Verweis auf 16B zeigt die Kurve 1625 den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1520 bei der Bezugsebene 1531 (S-Parameter S11) und bei der Bezugsebene 1532 (S-Parameter S22), die im Wesentlichen dieselben sind. Mit Verweis auf 16C zeigt die Kurve 1627 den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters von dem Anschluss 1561 zu dem Anschluss 1562 (S-Parameter S21). Folglich ist man in der Lage, die Anpassung zu verbessern, indem ein zusätzlicher LC-Serien-Resonanzschaltkreis (1512A, 1512B) an beiden Seiten des Festkörperschalters 1520 bereitgestellt wird, mittels ungleicher Anschlussimpedanzen. In dem gezeigten Beispiel umfasst die Verbesserung einen näherungsweise 10 dB besseren Rückwärtsverlust und eine sehr niedrige Welle (ripple) (glatte Kurve) in dem gesamten Durchlassband des zusammengesetzten, breitbandigen Frequenzbereichs.

17 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Anpassungsschaltkreis eines Festkörperschalters zum Anpassen von Einrichtungen mit den verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Der Anpassungsschaltkreis umfasst ein zusätzliches serielles Element in Serie mit dem Serien-Resonanzschaltkreis, um die verschiedenen Impedanzen anzupassen.

Mit Verweis auf 17 ist ein Anpassungsschaltkreis 1700 dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 1720 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 1721 und dem Ausgangsanschluss 1722 bereitzustellen zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich. In der gezeigten Ausführungsform sind die Impedanz 1761’, die dem Anschluss 1761 entspricht, und die Impedanz 1762’, die dem Anschluss 1762 entspricht, voneinander verschieden, wobei die Impedanz 1761’ die Hoch-Impedanz(z.B. etwa 50 Ohm)-Seite ist und die Impedanz 1762’ die Niedrig-Impedanz(z.B. etwa 30 Ohm)-Seite ist. Folglich ist der Anpassungsschaltkreis 1700 dazu ausgebildet, eine Umsetzung von einer hohen zu einer niedrigen Impedanz auszuführen.

Der Anpassungsschaltkreis 1700 umfasst einen Nebenschluss-Induktor 1710, einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1712, der eine entsprechende Serienresonanzfrequenz aufweist, und einen zusätzlichen Serien-Kondensator 1718, der an dem Eingangsanschluss 1721 des Festkörperschalters 1720 (an der Hoch-Impedanz-Seite) verbunden ist. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1712 umfasst einen Induktor 1714 und einen Kondensator 1716 als serielle Elemente (die in einer beliebigen Reihenfolge angeordnet sind). In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende des Nebenschluss-Induktors 1710 zwischen dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1712 und dem zusätzlichen Serien-Kondensator 1718 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 1710 ist mit einer Bezugsmasse verbunden.

18A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1720 mit dem Anpassungsschaltkreis 1700 bei der Bezugsebene 1731, die dem Anschluss 1761 entspricht, und der Bezugsebene 1732, die dem Anschluss 1762 entspricht, respektive, die wie in 17 gezeigt konfiguriert sind, zeigt. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1712 wird das induktive und das kapazitive Verhalten des inhärent kapazitiven Festkörperschalters 1720 zumindest teilweise kompensieren, zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 1710. Diese Kompensation ist in dem Smith-Diagramm durch eine Schleife 1845, die aufgrund des LC-Serien-Resonanzschaltkreises 1712 ausgebildet ist, angezeigt. Zusätzlich zeigt die Kurve 1825 den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1720 bei der Bezugsebene 1731 (S-Parameter S11), und die Kurve 1826 zeigt den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1720 bei der Bezugsebene 1732 (S-Parameter S22). Die Schleife 1845 und die Kurven 1825 und 1826 sind in dem Smith-Diagramm für die anzupassenden Frequenzen um den Anpassungspunkt herum, was andeutet, dass die Impedanzumsetzung von 50 Ohm nach 30 Ohm funktioniert.

18B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1720 in dB bei der Bezugsebene 1731 und der Bezugsebene 1732, respektive, als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 18C ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 1820 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Mit Verweis auf 18B zeigt die Kurve 1825 den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1720 bei der Bezugsebene 1731 (S-Parameter S11), und die Kurve 1826 zeigt den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1720 bei der Bezugsebene 1732 (S-Parameter S22). Mit Verweis auf 18C zeigt die Kurve 1827 den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 1720 von dem Anschluss 1761 zu dem Anschluss 1762 (S-Parameter S21).

19 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis an beiden Seiten eines Festkörperschalters zum Anpassen von Einrichtungen mit verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Das heißt, der Anpassungsschaltkreis umfasst zwei LC-Serien-Resonanzschaltkreise, von denen einer in Serie mit einem zusätzlichen seriellen Element verbunden ist, so wie das oben mit Verweis auf 17 besprochen worden ist, um die verschiedenen Impedanzen anzupassen.

Mit Verweis auf 19 ist ein Anpassungsschaltkreis 1900 dazu ausgebildet, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 1920 (oder einer anderen vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung) an dem Eingangsanschluss 1921 und dem Ausgangsanschluss 1922 bereitzustellen zum Verarbeiten von RF-Signalen in einem breitbandigen Frequenzbereich. In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Impedanz 1961’ des Anschlusses 1961 und die Impedanz 1962’ des Anschlusses 1962 voneinander verschieden sind, wobei die Impedanz 1961’ die Hoch-Impedanz(z.B. etwa 50 Ohm)-Seite ist und die Impedanz 1962’ die Niedrig-Impedanz(z.B. etwa 30 Ohm)-Seite ist. Folglich ist der Anpassungsschaltkreis 1900 dazu ausgebildet, eine Umsetzung von einer hohen zu einer niedrigen Impedanz auszuführen.

Der Anpassungsschaltkreis 1900 umfasst einen Nebenschluss-Induktor 1910, einen ersten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912A und einen zusätzlichen Serien-Kondensator 1918, der mit dem Eingangsanschluss 1921 verbunden ist, und einen zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912B, der mit dem Ausgangsanschluss 1922 verbunden ist. Jeder von dem ersten und dem zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912A und 1912B weist eine entsprechende Serienresonanzfrequenz auf. Der erste LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912A ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1712, der in 17 gezeigt ist, zum Umsetzen zwischen einer hohen und einer niedrigen Impedanz. Das heißt, der erste LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912A umfasst einen Induktor 1914A und einen Kondensator 1916A als serielle Elemente (die in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sind). In der gezeigten Ausführungsform ist ein Ende des Nebenschluss-Induktors 1910 zwischen dem ersten LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912A und dem zusätzlichen Serien-Kondensator 1918 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 1910 ist mit einer Bezugsmasse verbunden. Der zweite LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912B umfasst einen Induktor 1914B und einen Kondensator 1916B als serielle Elemente (die in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sind).

20A ist ein Smith-Diagramm, das den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1920 mit dem Anpassungsschaltkreis 1900, der wie in 19 gezeigt konfiguriert ist, zeigt. Der erste und der zweite LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1912A und 1912B werden das induktive und das kapazitive Verhalten des inhärent kapazitiven Festkörperschalters 1920 zumindest teilweise kompensieren, zusammen mit dem Nebenschluss-Induktor 1910. Diese Kompensation ist in dem Smith-Diagramm durch eine Schleife 2045 angezeigt, die aufgrund des ersten und des zweiten LC-Serien-Resonanzschaltkreises 1912A und 1912B und dem zusätzlichen Serien-Kondensator 1918 ausgebildet und verschoben ist. Zusätzlich zeigt die Kurve 2025 den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1920 bei der Bezugsebene 1931 (S-Parameter S11), und die Kurve 2026 zeigt den Rückwärtsverlust des Festkörperschalters 1920 bei der Bezugsebene 1932 (S-Parameter S22). Die Schleife 2045 und die Kurven 2025 und 2026 sind in dem Smith-Diagramm für die anzupassenden Frequenzen um den Anpassungspunkt herum, was andeutet, dass die Impedanzumsetzung von 50 Ohm nach 30 Ohm funktioniert.

20B ist ein Schaubild, das den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1920 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt, und 20B ist ein Schaubild, das den Einfügungsverlust des angepassten Festkörperschalters 1920 in dB als eine Funktion der Frequenz in GHz zeigt. Mit Verweis auf 20B zeigt die Kurve 2025 den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1920 bei der Bezugsebene 1931 (S-Parameter S11), und die Kurve 2026 zeigt den Rückwärtsverlust des angepassten Festkörperschalters 1920 bei der Bezugsebene 1932 (S-Parameter S22). Mit Verweis auf 20C zeigt die Kurve 2027 den Einfügungsverlust des Festkörperschalters 1920 zwischen dem Anschluss 1961 und dem Anschluss 1962 (S-Parameter S21). Demnach ist man in der Lage, die Anpassung zu verbessern, indem ein zusätzlicher LC-Serien-Resonanzschaltkreis (1912A, 1912B) an beiden Seiten des Festkörperschalters 1920 bereitgestellt wird, mittels ungleicher Anschlussimpedanzen.

21 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein beispielhaftes System oder Modul mit mehreren erweiterten Anpassungsschaltkreisen zum Anpassen von Einrichtungen mit verschiedenen Impedanzen veranschaulicht, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.

Mit Verweis auf 21 umfasst das beispielhafte System oder Modul zwei Anpassungsschaltkreise, nämlich einen Anpassungsschaltkreis 1300 und einen Anpassungsschaltkreis 2100, die dazu ausgebildet sind, eine breitbandige Impedanzanpassung eines Festkörperschalters 2120 mit sowohl einem Filter, angedeutet durch einen repräsentativen FBAR-Filter 2130, als auch einem Leistungsverstärker 2140 bereitzustellen. Selbstverständlich kann der Festkörperschalter 2120 irgendeine andere Art einer vergleichbaren, inhärent kapazitiven Einrichtung sein, und der FBAR-Filter 2130 und der Leistungsverstärker 2140 können andere Arten von Filtern, Verstärkern oder anderen elektrischen Einrichtungen, respektive, sein, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen. So wie das oben besprochen worden ist, ist die Impedanz des Festkörperschalters 2120 verschieden von den Impedanzen des FBAR-Filters 2130 (z.B. 50 Ohm) und des Leistungsverstärkers 2140 (z.B. 30 Ohm), weshalb die Anpassungsschaltkreise 1300 und 2100 erforderlich sind.

In der gezeigten Ausführungsform ist der Anpassungsschaltkreis 1300 zwischen dem Leistungsverstärker 2140 und dem Festkörperschalter 2120 verbunden und ist dazu ausgebildet, eine Umsetzung von einer niedrigen zu einer hohen Impedanz auszuführen. Der Anpassungsschaltkreis 1300 umfasst den Nebenschluss-Induktor 1310, den LC-Serien-Resonanzschaltkreis 1312, der den Induktor 1314 und den Kondensator 1316 als serielle Elemente aufweist, und den zusätzlichen Serien-Induktor 1317, so wie das oben mit Verweis auf 13 besprochen worden ist. Eine weitere Beschreibung des Anpassungsschaltkreises 1300 wird deshalb nicht wiederholt.

Ähnlich wie der Anpassungsschaltkreis 1300 umfasst der Anpassungsschaltkreis 2100 einen Nebenschluss-Induktor 2110, einen LC-Serien-Resonanzschaltkreis 2112 und einen zusätzlichen Serien-Kondensator 2118. Der Anpassungsschaltkreis 2100 ist zwischen dem Festkörperschalter 1220 und dem FBAR-Filter 2130 verbunden und ist dazu ausgebildet, eine Umsetzung von einer niedrigen zu einer hohen Impedanz auszuführen. Der LC-Serien-Resonanzschaltkreis 2112 weist eine entsprechende Resonanzfrequenz auf und umfasst einen Kondensator 2116 und einen Induktor 2114 als serielle Elemente (die in irgendeiner Reihenfolge angeordnet sind). Ein Ende des Nebenschluss-Induktors 2110 ist zwischen dem zusätzlichen Serien-Kondensator 2118 und dem LC-Serien-Resonanzschaltkreis 2112 verbunden, und das andere Ende des Nebenschluss-Induktors 2110 ist mit einer Bezugsmasse verbunden. So wie das besprochen worden ist, ist der Nebenschluss-Induktor 2110 dazu ausgebildet, eine Impedanz bei einer Anpassungsresonanzfrequenz in den Anpassungspunkt in einem Smith-Diagramm umzuwandeln. Die Anpassungsresonanzfrequenz ist in dem anzupassenden Frequenzband, typischerweise irgendwo in einem mittleren Abschnitt des anzupassenden Frequenzbandes. Folglich ist der Imaginärteil der Impedanz des Festkörperschalters 2120 immer noch kapazitiv (obwohl weniger kapazitiv) für Frequenzen größer als die Anpassungsresonanzfrequenz, und die Impedanz ist nun induktiv für Frequenzen kleiner als die Anpassungsresonanzfrequenz.

Der Festkörperschalter 2120 empfängt ein RF-Eingangssignal (z.B. mit mehreren Bändern), das von dem Leistungsverstärker 2140 verstärkt worden ist, über den Anpassungsschaltkreis 1300. Der Festkörperschalter 2120 umfasst mindestens zwei Ausgänge, die durch die repräsentativen Ausgangsleitungen 2122 und 2123 angedeutet sind. In dem gezeigten Beispiel ist die Ausgangsleitung 2122 mit dem FBAR-Filter 2130 über den Anpassungsschaltkreis 2100 verbunden. Die Ausgangsleitung 2123 kann mit einem anderen Filter (oder einer anderen elektronischen Einrichtung) über einen anderen Anpassungsschaltkreis (nicht gezeigt) verbunden sein. Selbstverständlich können die Anzahl der Ausgänge des Festkörperschalters 2120 ebenso wie die Arten der elektronischen Einrichtungen, mit denen diese verbunden sind, variieren, ohne von dem Umfang der vorliegenden Lehren abzuweichen.

Der Kondensator 1316 funktioniert auch als ein Gleichstrom-Block. Daher wird für den Leistungsverstärker 2140 kein zusätzlicher blockierender Kondensator benötigt. Auch ermöglicht die Verwendung einer Festkörpertechnologie, wie etwa CMOS, für den Festkörperschalter 2120 eine leichte und akkurate (oder genaue) Implementierung der Kondensatoren. Der zusätzliche Serien-Kondensator 2118 könnte daher beispielsweise innerhalb des Festkörperschalters 2120 implementiert sein.

In der gezeigten Ausführungsform ist der FBAR-Filter 2130 so gezeigt, dass es einen repräsentativen Serien-FBAR 2131 und einen repräsentativen Nebenschluss-FBAR 2133 umfasst. Die Anzahl und Anordnung von Serien- und/oder Nebenschluss-FBARs des FBAR-Filters 2130 kann variieren, um einzigartige Vorteile für irgendwelche bestimmten Situationen bereitzustellen oder um anwendungsspezifische Entwurfserfordernisse von verschiedenen Implementierungen zu erfüllen, so wie das für einen Fachmann offensichtlich wäre. Der FBAR-Filter 2130 umfasst auch einen Serien-Induktor 2135 an dem Eingang, der typischerweise verwendet wird, um die Impedanz des FBAR-Filters 2130 anzupassen.

Wenn die relativen Positionen des Kondensators 2116 und des Induktors 2114 des LC-Serien-Resonanzschaltkreises 2112 vertauscht wären, oder wenn die relativen Positionen des Kondensators 2116 und des Serien-Induktors 2135 vertauscht wären, kann der Induktor 2114 zusammen mit dem Serien-Induktor 2135 als eine Komponente implementiert werden. Dies kann beispielsweise erzielt werden, indem ein höherer Wert eines SMD-Chip-Induktors verwendet wird. Auch kann in alternativen Konfigurationen der Kondensator 2116 beispielsweise in den FBAR-Filter 2130-Chip verschoben werden. Wenn der Kondensator 2116 und der Serien-Induktor 2135 die relativen Positionen vertauschen, kann der Kondensator 2116 als gesonderter Resonator implementiert werden, der beispielsweise bei der Betriebsfrequenz des FBAR-Filters 2130 akustisch inaktiv ist. Es sei angemerkt, dass in alternativen Konfigurationen die Impedanz des Leistungsverstärkers 2140 dieselbe wie die des FBAR-Filters 2130 sein kann, in welchem Fall der zusätzliche Serien-Induktor 1317 und der zusätzliche Serien-Kondensator 2118 ausgelassen werden können, und der Schaltkreis beispielsweise effektiv zu dem in 12 gezeigten Schaltkreis, der oben beschrieben ist, wird. Selbstverständlich kann einer von den Anpassungsschaltkreisen 1300 oder 2100 ausgelassen werden, in Abhängigkeit von den bestimmten Anpassungserfordernissen. Wenn nur einer von den Anpassungsschaltkreisen 1300 oder 2100 verwendet wird, kann er bei dem gemeinsamen Anschluss des Festkörperschalters 2120 angeordnet sein, so dass nur einer von den implementierten Anpassungsschaltkreisen 1300 oder 2100 benötigt wird, was eine kompaktere Implementierung aufgrund von weniger Komponenten bereitstellt. Andererseits, wenn der implementierte Anpassungsschaltkreis 1300 oder 2100 an jedem Ausgangsanschluss des Festkörperschalters 2120 angeordnet ist, hat dies den Vorteil von individuellen Abstimmungsmöglichkeiten für mehrere Pfade.

Die verschiedenen Komponenten, Materialien, Strukturen und Parameter sind nur zur Veranschaulichung und als Beispiel und nicht in irgendeinem beschränkenden Sinne enthalten. Im Hinblick auf diese Offenbarung können Fachleute in dem technischen Gebiet die vorliegenden Lehren implementieren, indem sie ihre eigenen Anwendungen und benötigten Komponenten, Materialien, Strukturen und Ausrüstung bestimmen, um diese Anwendungen zu implementieren, während sie innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche verbleiben.