专利名称：信号电路以及具备信号电路的信息处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号电路以及具备该信号电路的信息处理装置。
技术背景目前提出了防止因从移动无线设备的天线端子侵入的静电使内部 电路破坏的技术。例如，在专利文献l (特开2003-133989号公报)中公开了，通过 在双工器和天线端子之间插入由电感以及电容构成的高通电路，和有 电感和电容构成的共振器来保护电路的技术。并且，在专利文献2 (特开2004-72584号公报)中公开了，在天 线端子和滤波器之间的信号线上插入变阻器和电感来保护电路的技 术。另外，在专利文献3 (特开2004-253948号公报)中公开了，在天 线端子和滤波器之间的信号线上插入并联共振电路来保护电路的技 术。专利文献l:特开2003-133989号公报 专利文献2:特开2004-72584号公报 专利文献3:特幵2004-253948号公报发明内容为了防止从移动无线设备的天线端子进入的静电的破坏，必须要 对0 300MHz带域的信号进行衰减。在实际的移动无线设备中发生的 静电破坏，虽然主要原因是人体在带电状态下接触天线端子，但是主 要是由于在这种情形下发生的信号波形为0 300MHz的频率成分。在 上述的专利文献中也假设了这样的静电破坏。但是，在专利文献1中记载的技术，如图1所示，是在双工器与 天线端子之间插入由电感L2与电容C2构成的高通电路，和由电感L3 与电容C3构成的共振器的结构。如果利用由电感L3与电容C3构成 的共振器对产生静电破坏的频率成分进行衰减，那么由于共振的尖锐 度非常高，对应该被衰减的0 300MHz的带域进行一样的衰减很困难， 有可能使一部分带域未被衰减而通过。另外，如果降低共振的尖锐度， 会增大系统的通过带域，也就是说会在应该通过的900MHz附近的插 入损失增大。另外，因为以300MHz以下的频率发生共振的电感、电 容的值很大，将部件内置在电介质基板内将很困难，阻碍移动无线设 备所要求的小型化。进一步，维持多个频带的匹配也很困难。比如， EGSM和DCS的双频带天线共用器的情况，特别是会有增大作为 EGSM带域的卯0MHz频带的插入损失顾虑。另外，在专利文献2中记载的技术，如图2所示，是在天线端子 与滤波器之间的信号线插入变阻器与电感的结构。这种情况下，因为 电路中插入有变阻器，由于带域被变阻器的容量与电感的共振频率附 近的狭窄的频率范围限制，与专利文献1同样，有可能使一部分带域 未经衰减而通过。另外，由于变阻器自身价格高，与变阻器一起必须 要并联直流漏电用的电感等，阻碍了小型化和成本降低。另外，在专利文献3中记载的技术中，因为采用了并联共振电路， 基于共振的通过带域不能扩大，与专利文献1和2—样，有可能使一 部分带域未经衰减而通过。进一步，因为对于防止静电破坏所必须的 仅仅对300MHz以下的带域进行衰减很困难，因此不管是对应双频带 还是对应多频带都很困难。因此，本发明的目的是解决上述课题，提供可靠性高的信号电路 以及使用该信号电路的信息处理装置。为了解决上述课题，本发明具备将第一频带的信号，和与上述 第一频带相比为低频的第二频带的信号分离的信号分离部；输入有从 上述信号分离部输出的上述第一频带的信号的第一 SAW滤波器；输入 有从上述信号分离部输出的上述第二频带的信号的第二SAW滤波器； 和使上述第二频带的信号通过，并限制与上述第二频带相比为低频的 信号的通过，配置在连结上述信号分离部和上述第二 SAW滤波器的信 号线之间的高通滤波器。根据本发明，可以提供可靠性更高的信号电路，以及使用该信号
电路的情报处理装置。本发明的其他的目的，特征以及优点将根据以下关于附图的本发 明的实施例的记载得知。
图1表示的是现有ESD保护电路的结构。 图2表示的是现有ESD保护电路的结构。 图3表示的是本发明第一实施例的ESD保护电路的结构。 图4表示的是本发明第二实施例的ESD保护电路的结构。 图5表示的是本发明第三实施例的ESD保护电路的结构。 图6表示的是本发明第四实施例的ESD保护电路的结构。 图7表示的是本发明第五实施例的ESD保护电路的结构。 图8表示的是本发明第六实施例的ESD保护电路的结构。 图9表示的是本发明第七实施例的天线共用器的结构。
具体实施方式
作为本发明的实施方式，以在具有0.8 2.4GHz的多频带高频开 关功能的天线共用器中，以使用搭载有弹性表面波滤波器(以下简称 为SAW)的复合模式的ESD (Electrostatic Discharge:静电放电)保护 电路的移动无线设备为例进行说明。如上述说明，在移动无线设备中， 由于从天线端子侵入的静电，使得内部电路有被破坏的危险，特别是 在天线共用器上使用的SAW, PIN (正-本征-负Positive - Intrinsic -Negative) 二极管，GaAs (砷化镓:Gallium Arsenide)开关等部件上， 需要设置针对ESD破坏的保护电路进行保护。以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明。在说明各实施方 式的全部附图中，具有同一功能的部分附加以同一符号。以下，参照 附图对本发明的具有多频段高频开关功能的天线共用器的实施方式进 行说明。图3表示本发明的第一实施例，是对应EGSM (增强型全球移动 通信系统Extended Global System for Mobile Communications)、 DCS (数字通信系统Digital Communication System)的双频带天线共用器
的框图。在图3中，Ant为天线端子，Dip为连接在天线端子Ant上的双工 器，双工器Dip对通过天线端子Ant的EGSM的880MHz 960MHz 带的信号和DCS的1710MHz 1880MHz的信号进行分波。高频开关 SW1将由双工器Dip分波的高频侧的信号，即DCS的信号1710MHz 1880MHz向发送侧低通滤波器LPF1和接收侧滤波器SAW1切换。另 外，高频开关SW2将由双工器Dip分波的低频侧的信号，即EGSM的 信号向发送侧低通滤波器LPF2和接收侧滤波器SAW2切换。在双工器Dip与高频开关SW2之间的信号线上，并列连接有具有 18nH电感系数的电感L4。在该电感L4的另一侧连接有GND端子。 另外，双工器与高频开关SW2的信号线，换句话说，在电感L4与高 频幵关SW2之间的信号线上串联有静电容量为15pF的电容C4。通过使电感L4的电感系数为18nH以下，可以提高除去引起静电 破环的静电的效果。而且，因为当电感系数的值太小时，会破坏信号 通过带域的匹配，增大插入损失，应考虑到保证静电破坏的等级来选 择该数值。另外，由于电容C4的静电容量在15pF以下，可以更有效 的除去引发静电破坏的静电。因为上述的电感L4的电感系数在18nH 以下，对于电容C4的静电容量的数值进行选择，以使构成的高通滤波 器，对引起静电破坏的静电频率成分0 300MHz进行衰减。而且另一 方面，当电容C4的静电容量太小时，会增大信号通过带域的插入损失， 因此应考虑到保证静电破坏的等级而选择其数值。另外，对电感L4和 电容C4选择匹配的数值，以起到保护电路不受静电破坏的功能，同时， 适合信号通过带域的匹配，确保静电破坏的等级，且使插入损失控制 在最小限度。利用上述结构，对使得0 300MHz带域的信号被进行充分地衰减， 并且可以将插入损失的劣化控制在0.05dB以内，作为天线共用器可以 确保充分的ESD耐性。另外，因为可以只衰减对防止静电破坏有用的 300MHz以下的带域，不仅是双频带，也可以用对应于3频带以上的多 频带。而且，由于在双工器Dip中充分地抑制了0 300MHz的带域，因 此SAW1不需要保护电路。由于向SAW1输入了在双工器中通过高通
滤波器后的信号，所以0 300MHz带域的信号经过衰减。另一方面， 向SAW2输入了在双工器中通过低通滤波器的信号，所以0 300MHz 的信号并未经过衰减，所以需要插入如上所述的保护电路。图4表示作为本发明的第二实施例的对应于EGSM、 DCS的双频 带天线共用器的框图。在本发明的电路构造中，除了在SW2与LPF2 之间附加电感L5以外，其他与本发明第一实施例电路构造相同。这里 若使电感L5的电感系数为39nH以下，则在作为EGSM发送带的 900MHz带上，电感L5以及由LPF2构成的电路的SW2侧的阻抗将低 于50Q。由于这样的结构，可以避免由Ant施加的静电，流入容易受 到静电破坏的SAW2，而将静电引导至相对更耐受静电的LPF2侦ij。根 据本结构，可以获得比本发明第一实施例更大的ESD耐性。图5表示本发明第三实施例的对应于EGSM、 DCS的双天线共用 器的框图。在本实施例发明的电路构造中，除了在SAW2与SW2之间 附加电感L6以及电容C5以外，与本发明第一实施例电路构造相同。 电感L6的电感系数为6nH 12nH，为了与SAW2匹配而附加电容C5， 其容量大约为2pF 4pF。因为该电感L6使静电旁路(by-path)至GND， 可以进一步提高ESD的保护效果。另外，由于利用电容C5，可使SAW2 的匹配最适合，因此可以防止EGSN Rx的损耗劣化。另外电感L6和 电容C5定值很小，可以容易地安装在层叠基板内，可以抑制尺寸和成 本的增加。图6表示本发明第四实施例的对应于EGSM、 DCS的双频带天线 共用器的框图。在实施例的电路构造中，除了在SAW2与SW2之间附 加定值为6nH 12nH的电感L6以及具有大约2pF 4pF容量的电容 C5，并且在SW2与LPF2之间附件加具有定值在39nH以下的电感L5 以外，与本发明第一实施例电路构造相同。也就是说，本实施例为本 发明的第二实施例与本发明的第三实施例的组合。根据本实施例，可 以避免由Ant施加的静电，容易受到静电破坏的SAW2，而将其引导 至相对更耐受静电的LPF2侧，同时，由于电感L6使静电旁路至GND， 所以可以进一步提高ESD的保护效果。另外，由于利用电容C5使得 SAW2的匹配最适合，从而可以防止EGSMRx的损耗劣化。因此可以 得到更大的ESD耐性。 图7表示本发明第五实施例的对应于EGSM、 DCS的双频带天线 共用器的框图。在本发明的电路构造中，除了在SW2与SAW2之间附 加定值为47pF以下的电容C6以外，与本发明第四实施例电路构造相 同。根据本实施例，由于利用电感L5使从低通滤波器LPF2的Ant侧 看的阻抗成为低于50Q的低阻抗，因此，在可以避免由Ant施加的静 电流入容易受到静电破坏的SAW2，而将静电引导至相对更耐受静电 的LPF2侧，电感L6使静电旁路至GND，并且抑制低频带的高通滤波 器由电感L6以及电容C6构成，所以可以进一步提升ESD的保护效果。 另夕卜，由于利用电容C5使SAW2的匹配最适合，因此可以防止EGSM Rx的损耗劣化。因此，可以得到更大的ESD耐性。也就是说，因为不 仅在双工器和高频开关SW2之间的信号线上插入有高通滤波器，还在 高频开关SW2与SAW2之间的信号线上插入有高通滤波器，所以可以 大大提高ESD耐性。并且，从低成本，小型化的观点看，可以不在高 频丌关SW2之间的信号线上插入高通滤波器，而仅在高频开关SW2 与SAW2之间的信号线上插入高通滤波器。图8表示本发明第六实施例的对应于EGSM、 DCS的双频带天线 共用器的框图。在本实施例中，高频开关电路置换为作为半导体开关 的GaAs开关。GaAs开关与SAW同样ESD耐性低。在本实施例中， 作为GaAs开关GaAs2的保护电路，在Ant与GaAsl之间附加了构成 高通滤波器的电感L4和电容C4，该高通滤波器作为第一 ESD保护电 路，抑制0 300MHz低频带。利用本电路来保护GaAs2的ESD。但 是， 一部分静电通过GaAs2到达SAW2。在本实施例中，在GaAs2和 SAW2之间，作为第二ESD保护电路具有电感L6以及电容C5。本电 路的构造与本发明的第三实施例电路结构相同，提高ESD保护效果。 另外由于在双工器Dip上的中充分抑制了 0 300MHz带域，因此 GaAsl不需要保护电路。另外，在本实施例中，虽然使用了GaAs作为半导体开关元件，但 是本发明也同样可以使用其他的CMOS (互补金属氧化物半导体 Complementary Metal Oxide Semiconductor)开关，HEMT (高电子迁禾多 率晶体管High Electron Mobility Transistor)开关等其他半导体开关， 或者MEMS (微型机电系统Micro Electro Mechanical Systems)等的
开关。另外，在确保由电感L4与电容C4构成的第一ESD保护电路必 要的ESD耐性的情况下，可以删除由电感L6以及电容C5构成的第二 ESD保护电路。图9是本发明第七实施例的天线共用器构造的模式示意图，将本 发明的ESD保护电路与双工器和开关电路、构成低通滤波器的电路， 以及传送线路等的一部分一起内置在电介质基板内，另一方面，将PIN 二极管，SAW，以及电阻，电容、电感等芯片部品件安装在电介质基 板上。如图9所示，1是电介质基板，通过将电介质层2和导体图案3 交替层叠而使得各元件或端子连接。另外，在形成电介质基板1时， 可以在电介质基板l内，通过使导体图案3层叠为螺旋状而形成电感， 通过使多个导体图案3相对而形成电容，而将电路的一部分内置于电 介质基板1内。另外，在电介质基板1的上面利用导体图案形成用于 安装SAW4、二极管5、及电阻、电容、电感等芯片部件6的接地(land) 屯极，以及，用于搭载覆盖基板上面的金属盖7的接地电极。另一方 而，在电介质基板1的底面上利用导体图案3形成天线端子、发送端 子、高频开关、控制端子。上述ESD保护电路以及使用ESD保护电路的移动无线设备，因为 ESD的耐性很高，可靠性也可以得到提高。另外，虽然在上述的各实施例中，以对应EGSM， DCS的双系统 为例进行说明，但是本发明并不局限于此，也可以适用于将PCS (个 人通信设备Personal Communication Service)与GSM850 (移动通信 全球系统850: Global System for Mobile Communications 850)组合的 三频带系统或者包含这些全部这些的多频带系统也可以适用。进一步 的，在将PDC (个人数字蜂窝系统Personal Digital Cellular)和或者 PHS (个人手机系统Personal Handyphone System)、 GPS (全球定位 系统Global Positioning System)、蓝牙(Bluetooth)、 W-CDMA (宽 频编码分割多重通讯方式Wideband Code Division Multiple Access)、 cdma2000等多个系统复数组合的天线共用器中，作为对从天线侵入的 静电的保护电路，通过在天线与高频开关之间并联地插入电感，以及 串联插入电容，也可以获得同样的效果。 对上述内容加以如下总结。在上述的实施例中，在与天线端子连接的双工器和发送系类的低 通滤波器，以及与SAW连接的高频开关之间并联插入电感，并串联插 入电容。根据这样的结构，利用连接在天线端子上的对通过带域的不同的 信号进行分波的双工器，和在由上述双工器分波后的低频侧，作为第 一保护电路的并联连接的的电感，将引起静电破坏的静电直流成分吸收至GND，由此，可以保护高频开关之后的电路。而且，由于在作为 第一保护电路的电感的紧接之后串联连接作为第二保护电路的电容， 可以更有效地使引起静电破坏的静电直流成分向作为第一电路的电感 吸收，同时由于通过构成高通滤波器，可以使引起静电破坏的静电的 频率成分衰减，从而能够保护高频开关以后的电路。另外，特别的，如果使用电感系数在18nH以下的电感，可以更加 确实地保护电路。另外，特别的，如果使用电容的静电容量在15pF以 下，可以更加确实地保护电路。而且，即是电感与电容的定值很小， 由于可以通过调节双工器的、添加该电容和电感侧的阻抗，而实现匹 配，因此可以将插入损失的增加抑制到最小。另外，因为并联电感， 以及串联电容的定值小，可以使电路的一部分以及全部内置在于层叠 层基板之内，从而实现小型、低高度、廉价的保护电路。如上，根据本发明的实施方式，利用与天线端子相连接的双工器、 发送类的低通滤波器、以及在与SAW相连接的高频开关之间插入并联 插入的电感、和串联插入的电容，可以有效地抑制从天线流入的ESD， 因此可以通过小型，并且廉价的结构避免由ESD引起的元件破坏。虽然上述内容关于实施例进行了描述，本发明并不局限于此，本 技术领域工作人员，可以在本发明的精神以及附加的权利要求的范围 内做出各种变更以及修改。
权利要求
1.一种信号电路，其特征在于，具备将第一频带的信号，和与所述第一频带相比为低频的第二频带的信号分离的信号分离部；输入有从所述信号分离部输出的所述第一频带的信号的第一SAW滤波器；输入有从所述信号分离部输出的所述第二频带的信号的第二SAW滤波器；和使所述第二频带的信号通过，并限制与所述第二频带相比为低频的信号的通过，配置在连结所述信号分离部和所述第二SAW滤波器的信号线之间的高通滤波器。
2. —种信号电路，其特征在于，具备将第一频带的信号，和与所述第一频带相比为低频的第二频带的信号分离的信号分离部；将从所述信号分离部输出的所述第一频带的信号在发送侧和接收侧间切换的第一切换电路；连接于所述第一切换电路的接收侧的第一 SAW滤波器-，连接于所述第一切换电路的发送侧的第一低通滤波器；将从所述信号分离部输出的所述第二频带的信号在发送侧和接收侧间切换的第二切换电路；连接于所述第二切换电路的接收侧的第二 SAW滤波器； 连接于所述第二切换电路的发送侧的第二低通滤波器； 使所述第二频带的信号通过，并限制与所述第二频带相比为低频的信号的通过的高通滤波器，其中，所述高通滤波器配置在连结所述信号分离部和所述第二切换电路的信号线之间。
3. 根据权利要求l所述的信号电路，其特征在于 所述高通滤波器发挥所述第二SAW过滤器的保护电路的作用。
4. 根据权利要求l所述的信号电路，其特征在于 所述高通滤波器具备，发挥所述第二 SAW滤波器的第一保护电路的作用的并联电感，和配置在所述第二 SAW滤波器的所述并联电感的后段，发挥第二保护电路的作用的串联电容。
5. 根据权利要求2所述的信号电路，其特征在于在所述第二切换电路和所述第二低通滤波器之间配置并联电感。
6. 根据权利要求2所述的信号电路，其特征在于在所述第二切换电路和所述第二 SAW滤波器之间配置并联电感以及并联电容。
7. 根据权利要求2所述的信号电路，其特征在于在所述第二切换电路和所述第二 SAW滤波器之间配置并联电感、并联电容以及串联电容。
8. —种信号电路，其特征在于，具备将第一频带的信号，与所述第一频带相比为低频的第二频带的信 号，以及与所述第二频带相比为低频的第三频带的信号分离的信号分离部；输入有从所述信号分离部输出的所述第一频带的信号的第一SAW 滤波器；输入有从所述信号分离部输出的所述第二频带的信号的第二 SAW 滤波器；输入有从所述信号分离部输出的所述第三频带的信号的第三SAW 滤波器；禾口使所述第三频带的信号通过，并限制与所述第三频带相比为低频 的信号的通过，配置在连结所述信号分离部和所述第三SAW滤波器的 信号线之间的高通滤波器。
9. 一种信号电路，其特征在于，具备将第一频带的信号，和与所述第一频带相比为低频的第二频带的 信号分离，并输出所述第一频带的信号以及所述第二频带的信号的信 号分离部；在所述信号分离部的所述第二频带的信号的输出侧，由并联电感 以及配置在所述并联电感的后段的串联电容构成的电路部。
10. —种信号电路，其特征在于，具备将第一频带的信号，和与所述第一频带相比为低频的第二频带的 信号分离，输出所述第一频带的信号以及所述第二频带的信号的信号分离部；在所述信号分离部的所述第二频带的信号的输出侧，限制与所述 第二频带相比为低频带的信号的通过，并使所述第二频带以及与第二 频带相比为高频的信号通过的电路部。
11. 一种信号电路，其特征在于，具备将第一频带的信号，和与所述第一频带相比为低频的第二频带的 信号分离的信号分离部；输入有从所述信号分离部输出的所述第一频带的信号的第一电路部；输入有从所述信号分离部输出的所述第二频带的信号的第二电路 部；禾卩限制与所述第二频带相比为低频带的信号的通过，并使所述第二 频带以及与第二频带相比为高频的信号通过的第三电路部。
12. —种ESD保护电路，其特征在于，包括 与天线端子连接的、对通过带域的不同信号进行分波的双工器； 在由所述双工器分波后的低频侧成为第一保护电路的并联电感，-在所述电感的后段成为第二保护电路的串联电容。
13. 根据权利要求12所述的ESD保护电路，其特征在于，包括 对由所述双工器分波后的低频侧的信号进行切换的高频开关电路；连接在所述高频开关电路和发送端子之间的低通滤波器； 在所述高频开关电路和低通滤波器之间成为第三保护电路的并联 电感。
14. 根据权利要求13所述的ESD保护电路，其特征在于，包括 在所述高频开关电路和SAW滤波器之间成为第四保护电路的并联电感和并联电容。
15. 根据权利要求14所述的ESD保护电路，其特征在于，包括 在所述高频开关电路和SAW滤波器之间成为第四保护电路的并联电感和并联电容；在所述高频开关电路和SAW滤波器之间成为第五保护电路的串
16. 根据权利要求12所述的ESD保护电路，其特征在于 所述高频开关电路由PIN 二极管构成。
17. 根据权利要求12所述的ESD保护电路，其特征在于 所述高频开关电路由半导体开关构成。
18. 根据权利要求12所述的ESD保护电路，其特征在于 构成所述ESD保护电路的电感和电容的至少一部份内置于电介质基板内。
19. 一种天线共用器，其特征在于 搭载有如权利要求12所述的ESD保护电路。
20. —种信息处理装置，其特征在于如权利要求1所述的信号电路为ESD保护电路，具有该信号电路。
全文摘要
本发明提供一种使用小型化廉价的ESD保护电路具有ESD耐性的高频滤波器，特别是，具有多频带高频开关功能的天线共用器，其具有将第一频带的信号，和与该第一频带相比为低频的第二频带的信号分离的信号分离部；输入有从信号分离部输出的第一频带的信号的第一SAW滤波器；输入有从信号分离部输出的上述第二频带的信号的第二SAW滤波器；和使上述第二频带的信号通过，并限制与上述第二频带相比为低频的信号的通过，配置在连结上述信号分离部和上述第二SAW滤波器的信号线之间的高通滤波器。
文档编号H04B1/50GK101167260SQ20068001413
公开日2008年4月23日 申请日期2006年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者木岛正人, 比企野治, 芝隆司 申请人:日立视听媒介电子股份有限公司