Auf Resonatoren basierende HF-Filter, wie beispielsweise BAW- Filter, haben zwei grundsätzliche Topologien, welche anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert werden.

Die erste Topologie (siehe Fig. 1) ist das sogenannte"Lad- der-Filter" (Leiterfilter). Das Ladder-Filter 100 umfasst ein Eingangstor 102 mit einem ersten Eingangsanschluss 104 und einem zweiten Eingangsanschluss 106. Ferner umfasst das Fil- ter 100 ein Ausgangstor 108 mit einem ersten Ausgangsan- schluss 110 und einem zweiten Ausgangsanschluss 112. Am ers- ten Eingangsanschluss 104 des Eingangstors 102 wird ein Ein- gangssignal EIN empfangen, und am ersten Ausgangsanschluss 110 des Ausgangstores 108 wird ein Ausgangssignal AUS ausge- geben. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Filter 100 sind zwischen den ersten Eingangsanschluss 104 und den ersten Ausgangsan- schluss 110 seriell drei Serienresonatoren Rs1, Rs2 und Rs3 ge- schaltet. Ferner sind vier Parallelresonatoren Rp1 bis Rp4 vorgesehen. Der erste Parallelresonator Rpl ist parallel zum Eingangstor 102 geschaltet. Der zweite Parallelresonator Rp2 ist parallel zum ersten Serienresonator Rgi geschaltet. Der dritte Parallelresonator Rp3 ist parallel zum zweiten Serien- resonator Rs2 geschaltet. Der vierte Parallelresonator Rp4 ist

parallel zum Ausgangstor 108 sowie parallel zum dritten Se- rienresonator Rs3 geschaltet. Der zweite Eingangsanschluss 106 sowie der zweite Ausgangsanschluss 112 sind mit einem Be- zugspotential 114, z. B. Masse, verbunden. Die Parallelreso- natoren Rpl bis Rp4 sind ebenfalls gegen das Bezugspotential geschaltet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Filter handelt es sich um ein Ladder-Filter mit 3,5 Stufen (den drei Serienresonatoren Rs1 bis Rs3 und den vier Parallel- resonatoren Rpl bis Rp4). Bei dem Ladder-Filter 100 handelt es sich um eine Filterschaltung mit einem einzelnen Eingang EIN und einem einzelnen Ausgang AUS. Das Ladder-Filter ist ein Filter für unsymmetrische Signale.

In Fig. 2 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel eines be- kannten Lattice-Filters (Brückenfilter) mit zwei Stufen (vier Serienresonatoren und vier Parallelresonatoren) näher erläu- tert. Bei der Beschreibung der Fig. 2 werden ähnliche oder gleiche Bauelemente, die bereits anhand der Fig. 1 beschrie- ben wurden, mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Lattice-Filter 120 empfängt ein symmetrisches Eingangs- signal EIN an dem ersten Eingangsanschluss 104 und an dem zweiten Eingangsanschluss 106 des Eingangstors 102, und gibt ein symmetrisches Ausgangssignal AUS am Ausgangstor 108 an den Anschlüssen 110 und 112 aus. Zwischen dem ersten Ein- gangsanschluss 104 und dem ersten Ausgangsanschluss 110 ist eine Serienschaltung von zwei Serienresonatoren Rs1 und Rs2 vorgesehen. Ebenso ist zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 106 und dem zweiten Ausgangsanschluss 112 eine Serienschal- tung von zwei Serienresonatoren Rs3 und Rs4 vorgesehen. Zwi- schen dem ersten Eingangsanschluss 104 und einem zwischen den Serienresonatoren Rs3 und Rs4 angeordneten Knoten 122 ist ein erster Parallelresonator Rp1 geschaltet. Ferner ist zwischen den zweiten Eingangsanschluss 106 und einen zweiten, zwischen dem ersten Serienresonator Rs1 und dem zweiten Serienresona- tor Rs2 angeordneten Knoten 124 ein zweiter Parallelresonator Rp2 geschaltet. Ferner ist zwischen den zweiten Knoten 124

und den zweiten Ausgangsanschluss 112 ein dritter Parallelre- sonator Rp3 geschaltet, und zwischen den ersten Knoten 122 und den ersten Ausgangsanschluss 110 ist ein vierter Paral- lelresonator Rp4 geschaltet. Das in Fig. 2 dargestellte Fil- ter 120 ist vollständig differential, d. h., beide Ein- gangstore 102 und 110 sind symmetrisch (balanced).

Hinsichtlich der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Filter wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Serienresonato- ren und Parallelresonatoren vorzugsweise um BAW-Resonatoren handelt, wobei die Serienresonatoren Rs1 bis Rs4 mit einer vorbestimmten Resonanzfrequenz hergestellt sind. Die Paral- lelresonatoren Rp1 bis Rp4 sind hinsichtlich der Frequenzei- genschaften im wesentlichen identisch zu den Serienresonato- ren, sind jedoch hinsichtlich der Resonanzfrequenz, vergli- chen mit den Resonanzfrequenzen der Serienresonatoren ver- stimmt, um so die erwünschte Filterwirkung zu erreichen. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die im Ladder-Filter 100 verwendeten Serienresonatoren und Parallelresonatoren von den im Lattice-Filter 120 verwendeten Serienresonatoren und Pa- rallelresonatoren unterscheiden, insbesondere bei Filter- schaltungen mit im wesentlichen gleichen Filtercharakteristi- ken, aber unterschiedlicher Topologie.

Wie sich aus der obigen Erörterung der Fig. 1 und 2 ergibt, existiert bei dem Ladder-Filter 100 lediglich die Möglich- keit, ein unsymmetrisches Eingangssignal zu empfangen, und ein entsprechend unsymmetrisches Ausgangssignal auszugeben.

Ebenso ermöglicht das Lattice-Filter 120 lediglich den Emp- fang eines symmetrischen Eingangssignals und die Ausgabe ei- nes symmetrischen Ausgangssignals.

Es existieren jedoch Anwendungen, bei denen es erforderlich ist, eine Transformation/Umwandlung eines unsymmetrischen Eingangssignals in ein symmetrisches Ausgangssignal durchzu- führen. Ferner existieren Anwendungen, bei denen alternativ oder zusätzlich zu der Umwandlung vom unsymmetrischen Signal

in ein symmetrisches Signal an den Eingängen und Ausgängen unterschiedliche Torimpedanzen existieren, die ebenfalls ge- handhabt werden müssen.

Das herkömmliche Verfahren, um eine entsprechende Umwand- lung/Transformation durchzuführen besteht darin, eine Extra- komponente vorzusehen, welche als Symmetrierbauglied (Balun) bezeichnet wird. Das Symmetrierbauglied kann entweder ein magnetischer Übertrager (magnetischer Transformator), eine LC-Schaltung oder eine Streifenleitungsstruktur auf einer ge- druckten Schaltungsplatine sein. Bei akustischen Oberflächen- wellenfiltern kann eine akustische Symmetrier-Funktion ohne zusätzliche Komponenten implementiert werden, wodurch jedoch das Verhalten des Gesamtfilters erheblich verschlechtert wird. Ferner führt diese Symmetrier-Funktion dazu, dass diese Filter gegenüber elektrostatischen Entladungen sehr empfind- lich sind, und ferner werden die Fähigkeiten in der Handha- bung von Leistungen drastisch begrenzt.

Im Zusammenhang mit BAW-Filtern sind bisher nur wenige Ansät- ze vorgeschlagen worden, um eine Umwandlung/Transformation von unsymmetrischen Signalen in symmetrische Signale durchzu- führen.

Ein Beispiel zur Umwandlung von unsymmetrischen Signalen in symmetrische Signale besteht darin, die aus Fig. 1 und 2 be- kannten Filterschaltungen zu kombinieren, also an den Ausgang des Ladder-Filters 100 das Lattice-Filter 120 anzuschließen.

Dieser Ansatz hat erhebliche Nachteile für praktische Anwen- dungen eines solchen Filters. Die gerade beschriebene Anord- nung ist insbesondere dahingehend nachteilhaft, dass diese lediglich für"schwebende (floating) differentielle Lasten herangezogen werden kann, also kein HF- Leckstrom gegen Masse zugelassen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Filterschal-

tung zu schaffen, welche auf einfache Art und Weise herzu- stellen ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Filterschaltung nach Anspruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Filterschaltung, mit ersten Resonatoren mit einer festgelegten ersten Resonanzfre- quenz ; zweiten Resonatoren mit einer gegenüber der ersten Resonanz- frequenz verschobenen zweiten Resonanzfrequenz ; einer ersten symmetrischen Stufe mit zumindest einem ersten Resonator und mit zumindest einem zweiten Resonator ; einer zweiten symmetrischen Stufe mit zumindest einem ersten Resonator und mit zumindest einem zweiten Resonator ; und einem Übertragerelement, das zwischen die erste symmetrische Stufe und die zweite symmetrische Stufe geschaltet ist und dieselben miteinander koppelt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die oben anhand der bekannten Ansätze dargelegten Probleme gelöst, da erfindungs- gemäß auf eine"Mischstruktur"der Filterschaltung hinsicht- lich der verwendeten Filtertopologien in den unterschiedli- chen Stufen verzichtet wird. Anders als in den bekannten An- sätzen wird keine Mischung aus einer Ladder-Filtertopologie und einer Lattice-Filtertopologie herangezogen. Erfindungsge- mäß wird statt dessen eine erste symmetrische Stufe und eine zweite symmetrische Stufe herangezogen, welche jeweils glei- che erste Resonatoren und gleiche zweite Resonatoren verwen- den, wobei sich die"Gleichheit"der in den Stufen verwende- ten Resonatoren auf die Resonanzfrequenzeigenschaften dersel- ben beziehen.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine solche Filterschaltung auf einfache Art und Weise her- stellbar ist, da es nunmehr nicht mehr erforderlich ist drei oder vier unterschiedliche Resonator-Typen mit unterschiedli- chen Resonanzfrequenzen auf einem Chip herzustellen. Es ist lediglich erforderlich, zwei unterschiedliche Typen von Reso- natoren, nämlich die oben bereits näher beschriebenen Paral- lelresonatoren und Serienresonatoren, herzustellen, die dann in beiden Stufen verwendet werden. In beiden Filterstufen werden gleiche Resonatoren eingesetzt, wobei die Parallelre- sonatoren jeweils um den gleichen Betrag gegenüber den Se- rienresonatoren verstimmt sind.

Die Filterschaltung ist vorzugsweise durch die erste symmet- rische Stufe, die zweite symmetrische Stufe und das Übertra- gerelement gebildet, wobei diese Elemente alle auf einem ge- meinsamen Chip/Substrat gebildet sind.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet die Filterschaltung sowohl als erste Stu- fe als auch als zweite Stufe eine symmetrische Brückenschal- tung (Lattice-Filtertopologie), so dass die Vorteile der Lat- tice-Filtertopologie auch in der Eingangsstufe (erste symmet- rische Stufe) der Filterschaltung ausgenutzt werden können.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, sind die einzelnen Resonatoren BAW-Resonatoren, deren Resonanzfre- quenz im wesentlichen durch die auf dem Chip abgeschiedene Schichtfolge aus unterer Elektrode, piezoelektrischem Materi- al und oberer Elektrode festgelegt ist. Bei diesem Ausfüh- rungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Filterschaltung beson- ders vorteilhaft, da hier aufgrund der Verwendung von nur zwei Resonatortypen in den unterschiedlichen Stufen eine ein- fache Herstellung gewährleistet ist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er- findung ist das Übertragerelement derart ausgestaltet, dass ein Wicklungsverhältnis desselben derart gewählt ist, um eine Impedanztransformation zwischen einem Eingangsimpedanzpegel und einem Ausgangsimpedanzpegel durchzuführen. Auch hier kön- nen hinsichtlich der Resonanzeigenschaften in den zwei Stufen identische BAW-Resonatoren herangezogen werden, die sich le- diglich in der Resonatorfläche auf dem Chip unterscheiden, da die Resonatorfläche umgekehrt proportional zur Impedanz ist.

Wie oben schon ausgeführt, ist die Resonanzeigenschaft des BAW-Resonators im wesentlichen durch die Schichtfolge beste- hend aus unterer Elektrode, piezoelektrischem Material und oberer Elektrode festgelegt (Wahl des Materials, Dicke der einzelnen Schichten, etc. ), ist im wesentlichen also unabhän- gig von einer Fläche des Resonators auf dem Chip.

Gemäß einem wiederum weiteren Ausführungsbeispiel der vorlie- genden Erfindung kann das Übertragerelement als Differential- Transformator ausgebildet sein, um entweder eine Differenti- al-Transformation ausschließlich in der Eingangsstufe oder sowohl in der Eingangsstufe als auch in der Ausgangsstufe durchzuführen. Der Vorteil der Verwendung eines Differential- Transformators besteht darin, dass hier die ursprüngliche Lattice-Filterkonfiguration durch eine vereinfachte Filter- konfiguration ersetzt werden kann, wobei hier insbesondere eine Mehrzahl von Resonatoren mit einer vorbestimmten Impe- danz durch eine niedrigere Anzahl von Resonatoren mit einer höheren Impedanz ersetzt werden können, so dass hier der Flä- chenbedarf pro Stufe deutlich reduziert werden kann.

Die erfindungsgemäße Filterschaltung wird vorzugsweise zum Umwandeln eines unsymmetrischen Signals in ein symmetrisches Signal bzw. zum Umwandeln eines symmetrischen Signals in ein unsymmetrisches Signal verwendet, wobei zusätzlich eine Impe- danztransformation durchführbar ist. Gemäß einem anderen Aus- führungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Filterschaltung auch für symmetrische Eingangssignale und symmetrische Aus-

gangssignale mit einem großen Gleichtaktfehler verwendet wer- den.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Anmeldung sind in den Unteransprüchen definiert.

Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevor- zugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein bekanntes Ladder-Filter mit 3,5 Stufen und drei Serienresonatoren und vier Parallelresonatoren ; Fig. 2 ein bekanntes Lattice-Filter mit zwei Stufen und vier Serienresonatoren und vier Parallelresonatoren ; Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filterschaltung mit einer symmetrischen Eingangsstufe und mit einer symmetrischen Ausgangsstufe ; Fig. 4 elektrisch äquivalente Brückenschaltungen ; Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filterschaltung mit einer Differential-Transformation in der symmetrischen Eingangsstufe ; und Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filterschaltung mit einer Differential-Transformation sowohl in der symmetrischen Eingangsstufe als auch in der symmetri- schen Ausgangsstufe.

Anhand der Fig. 3 wird nachfolgend ein bevorzugtes Ausfüh- rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filterschaltung näher be- schrieben. Dieses Ausführungsbeispiel beschreibt eine Filter- schaltung, um ein unsymmetrisches Eingangssignal in ein sym- metrisches Ausgangssignal umzuwandeln, wobei die Filterschal- tung zwei symmetrische (balanced) Stufen aufweist, die über

einen magnetischen Übertrager (magnetischen Transformator) miteinander gekoppelt sind.

Die erfindungsgemäße Filterschaltung ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 400 versehen, und umfasst ein Eingangs- tor 402, welches einen ersten Eingangsanschluss 404 und einen zweiten Eingangsanschluss 406 aufweist. Ferner umfasst die Filterschaltung 400 ein Ausgangstor 408, welches einen ersten Ausgangsanschluss 410 und einen zweiten Ausgangsanschluss 412 aufweist. Ein unsymmetrisches Eingangssignal EIN liegt am ersten Eingangsanschluss 404 des Eingangstors 402 an, und der zweite Eingangsanschluss 406 des Eingangstors 402 ist mit ei- nem Bezugspotential 412, z. B. Masse, verbunden. Am Ausgangs- tor 408 liegt das symmetrische Ausgangssignal AUS an den Aus- gangsanschlüssen 410 und 412 an. Die Filterschaltung 400 um- fasst somit eine erste Stufe I und eine zweite Stufe II, wo- bei sowohl die erste Stufe I als auch die zweite Stufe II bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel symmetrische Stufen sind, die als Lattice-Filtertopologie ausgestaltet sind. Die erste Stufe I umfasst zusätzlich zu den Eingangsanschlüssen 404 und 406 einen ersten Ausgangsanschluss 416 und einen zweiten Aus- gangsanschluss 418. Die Stufe II umfasst zusätzlich zu den zwei Ausgangsanschlüssen 410 und 412 einen ersten Eingangsan- schluss 420 und einen zweiten Eingangsanschluss 422.

Die Stufe I umfasst zwei Serienresonatoren Rs1l und Rosi2. Fer- ner sind zwei Parallelresonatoren Rpil und Rp12 vorgesehen. Die Serienresonatoren und die Parallelresonatoren sind im wesent- lichen gleich hergestellt, wobei jedoch die Parallelresonato- ren gegenüber den Serienresonatoren verstimmt sind, also de- ren Resonanzfrequenz um einen vorbestimmten Betrag von der Resonanzfrequenz der Serienresonatoren verschoben sind. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Serienresonator Rsii zwischen den ersten Eingangsanschluss 104 und den ersten Ausgangsanschluss 416 der Stufe I geschaltet.

Der zweite Serienresonator Rosi2 ist zwischen den zweiten Ein- gangsanschluss 406 und den zweiten Ausgangsanschluss 418 der

Stufe I geschaltet. Der erste Parallelresonator Rpll ist zwi- schen den Eingangsanschluss 404 und den zweiten Ausgangsan- schluss 418 der Stufe I geschaltet. Der zweite Parallelreso- nator Rpl2 ist zwischen den zweiten Eingangsanschluss 406 und den ersten Ausgangsanschluss der Stufe I geschaltet.

Ähnlich wie die Stufe I enthält auch die Stufe II zwei Se- rienresonatoren Rs21 und Rs22, sowie zwei Parallelresonatoren Rp21 und Rp22. Der erste Serienresonator Rs1l der Stufe II ist zwischen den zweiten Eingangsanschluss 422 der Stufe II und den ersten Ausgangsanschluss 410 geschaltet. Der zweite Se- rienresonator Rs22 ist zwischen den ersten Eingangsanschluss 420 der Stufe II und den zweiten Ausgangsanschluss 412 ge- schaltet. Der erste Parallelresonator Rp21 ist zwischen den ersten Eingangsanschluss der Stufe II und den ersten Aus- gangsanschluss 410 geschaltet. Der zweite Parallelresonator Rp22 ist zwischen den zweiten Eingangsanschluss 422 der Stufe I und dem zweiten Ausgangsanschluss 412 geschaltet.

Die Serienresonatoren in der ersten Stufe I und die Serienre- sonatoren in der zweiten Stufe II sind im wesentlichen bau- gleich, zumindest hinsichtlich des Frequenzverhaltens dersel- ben. Ebenso sind die Parallelresonatoren der zwei Stufen I und II zumindest hinsichtlich des Frequenzverhaltens bau- gleich.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Resonato- ren der Filterschaltung 400 durch BAW-Resonatoren gebildet, und bei einem solchen Ausführungsbeispiel sind die Serienre- sonatoren der zwei Filterstufen I und II durch identische Schichtfolgen, bestehend aus unterer Elektrode, piezoelektri- schem Material und obere Elektrode gebildet, wobei sich die Identität hierbei auf die Schichtfolge, die verwendeten Mate- rialien und Dicken etc. der einzelnen Schichten bezieht.

Gleiches gilt für die Parallelresonatoren, die lediglich auf- grund geringfügiger Unterschiede der einzelnen gerade genann- ten Parameter eine Verstimmung hinsichtlich deren Resonanz-

frequenz gegenüber den Serienresonatoren aufweisen. Die Par- allelresonatoren in den zwei Stufen sind ebenfalls identisch.

Zwischen der ersten Stufe I und der zweiten Stufe II ist ein magnetischer Übertrager 424 angeordnet. Der magnetische Ü- bertrager 424 umfasst eingangsstufenseitig eine Primärwick- lung 426 und ausgangsstufenseitig eine Sekundärwicklung 428.

Die Primärwicklung 426 ist zwischen den ersten und den zwei- ten Ausgangsanschluss 416,418 der Eingangsstufe I geschal- tet, und die Sekundärwicklung 428 des Übertragers 424 ist zwischen den ersten Eingangsanschluss und den zweiten Ein- gangsanschluss der Ausgangsstufe II geschaltet, so dass eine Kopplung der ersten Stufe I und der zweiten Stufe II bewirkt wird. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 3 gezeigt ist, umfasst die Sekundärwicklung 428 einen Mittenanschluss 430, der mit dem Bezugspotential, z. B. Mas- se, verbunden ist. Hierdurch wird die Sekundärwicklung in ei- ne erste Sekundärwicklung 428a und eine zweite Sekundärwick- lung 428b unterteilt.

Die in Fig. 3 gezeigte Filterschaltung 400 ist vorzugsweise auf einem gemeinsamen Chip gebildet, so dass die Resonatoren der ersten Stufe, die Resonatoren der zweiten Stufe, der Ü- bertrager sowie die erforderlichen Verbindungsleitungen ge- meinsam auf diesem Chip gebildet sind.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Filterschaltung werden zwei Lattice-Stufen I und II über den On-Chip-Transformator (On-Chip-Übertrager) 424 miteinander gekoppelt. Die erste Stufe I umfasst die Primär- wicklung 426 des Übertragers 424 als Last, welche praktisch "schwebend" (floating) ist. Aus diesem Grund arbeitet diese Lattice-Stufe I ordnungsgemäß und hat die Verhaltensvorteile, die normalerweise bei dieser Topologie gegenüber Ladder- Filtern angetroffen wird. Die Verbesserungen bestehen in ei- ner verbesserten Sperrbanddämpfung, in geringeren Einfügungs- verlusten, sowie in einem breiteren Durchlassband.

Der Übertrager 424 blockiert fast vollständig die Gleichtakt- signale und erzeugt ein symmetrisches Signal an dessen sekun- därer Windung 428. Wie erwähnt, kann ein Mittelanschluss 430 vorgesehen sein, der mit der Sekundärwindung verbunden ist, wodurch die Effekte von parasitären Streukapazitäten redu- ziert werden.

Die zweite Lattice-Stufe II wird verwendet, um die Steilheit des Übergangs vom Durchlassband zum Sperrband zu verbessern und um gleichzeitig eine zusätzliche Sperrbanddämpfung zu er- halten.

Hinsichtlich des anhand der Fig. 3 beschriebenen Ausführungs- beispiels wird darauf hingewiesen, dass jede der zwei Stufen I und II ferner modifiziert werden könnte, um Kerben in einem Bereich zwischen dem Durchlassband und dem Sperrband des Fil- ters zu erzeugen, was durch die Verwendung von leicht unter- schiedlichen Flächen für die Serienresonatoren und die Paral- lelresonatoren erreicht werden kann.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, mit der anhand der Fig. 3 beschriebenen Filterschaltung eine Im- pedanztransformation durchzuführen. Wenn eine Eingangsimpe- danz und eine Ausgangsimpedanz am Eingangstor 402 und am Aus- gangstor 408 unterschiedlich sind, kann mittels der Filter- schaltung 400 eine entsprechende Impedanztransformation unter Verwendung des Übertragers 424 durchgeführt werden, indem der Übertrager derart ausgestaltet wird, dass dieser ein geeigne- tes Wicklungsverhältnis für die primäre Wicklung und die se- kundäre Wicklung aufweist. Als eine Folge der unterschiedli- chen Impedanzen in den zwei Stufen I und II sind auch die Flächen der verwendeten Resonatoren in den jeweiligen Stufen unterschiedlich.

Obwohl die Filterschaltung gemäß Fig. 3 für die Impedanzwand- lung von unterschiedlichen Eingangs-und Ausgangsimpedanzen

mit geringer Differenz geeignet ist, kann es bei großen Impe- danzunterschieden zu Problemen kommen, da es allgemein schwierig und problematisch ist, sehr kleine und sehr große Resonatoren auf dem gleichen Chip anzuordnen. In dieser Situ- ation ist es angeraten, anstelle der in Fig. 3 dargelegten Struktur die nachfolgend anhand der Fig. 5 oder anhand der Fig. 6 beschriebene Schaltungsanordnung zu verwenden.

Unter Verwendung der in Fig. 4 wiedergegebenen äquivalenten Schaltbilder für eine symmetrische Brückenschaltung (linke Abbildung), eine Gabelschaltung (mittlere Abbildung) und eine Differentialbrückenschaltung (rechte Abbildung), welche auf dem Gebiet der Elektrotechnik gut bekannt sind, wird die in Fig. 3 dargestellte erste Stufe I, welche eine symmetrische Brückenschaltung ist, in eine Differential-Brückenschaltung gemäß der rechten Abbildung in Fig. 4 umgewandelt.

Die sich ergebende Struktur ist in Fig. 5 gezeigt, wobei hier bereits anhand der Fig. 3 beschriebene Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Wie aus einem Vergleich mit Fig.

3 zu erkennen ist, ist die zweite Stufe II im wesentlichen unverändert geblieben, lediglich die Stufe I, welche in Fig.

3 als symmetrische Brückenschaltung dargestellt war, wurde, entsprechend Fig. 4, durch eine äquivalente Schaltung er- setzt, welchen einen Differential-Übertrager (Differential- Transformator) umfasst. Der Transformator 424 umfasst nun eingangsstufenseitig eine erste Primärwicklung 426a und eine zweite Primärwicklung 426b. Die Eingangsstufe I umfasst le- diglich einen Serienresonator Rgi und lediglich einen Paral- lelresonator Rpl, wobei der Serienresonator Rs1 zwischen den Eingangsanschluss 404 des Eingangstors und einen ersten An- schluss der ersten Primärwicklung 426a geschaltet ist. Der Parallelresonator Rpl ist zwischen den Eingangsanschluss 404 des Eingangstores und einen ersten Anschluss der zweiten Pri- märwicklung 426b geschaltet. Der zweite Eingangsanschluss 406 des Eingangstores ist mit einem zweiten Anschluss der ersten

Primärwicklung 426a und mit einem zweiten Anschluss der zwei- ten Primärwicklung 426b verschaltet.

Wie Fig. 5 in Verbindung mit Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, wird bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass jegliche symmetrische Brückenstruktur durch eine äquivalente Schaltung ersetzt wer- den kann, die einen Differential-Transformator umfasst, wie dies anhand der Fig. 4 dargestellt ist. Nachdem der Übertra- ger (Transformator) in jedem Fall für die Umwandlung gemäß Fig. 3 erforderlich ist, bedeutet der Ersatz des Übertragers gemäß Fig. 2 durch einen Differential-Transformator keinen zusätzlichen Aufwand.

Unter Verwendung der in Fig. 4 dargestellten Äquivalenzen kann gezeigt werden, dass die zwei Resonatoren Rpil und Rp12 mit der jeweiligen Impedanz Zparallelt und die zwei Resonatoren Rs1l und Rs12 mit der jeweiligen Impedanz Zseriell durch ledig- lich einen Resonator Rsi und Rpl ersetzt werden können, wobei der Parallelresonator Rpl die doppelte Impedanz (zweimal Zpa- rallel) verglichen mit den Parallelresonatoren aus Stufe I in Fig. 3 aufweist. Der Serienresonator Rs1 hat ebenfalls eine Impedanz von zwei mal Zseriellt also dem Doppelten der Impedanz eines der Serienresonatoren wie in Fig. 3. Da die Impedanz eines BAW-Resonators umgekehrt proportional zu dessen Resona- torfläche ist, lässt sich durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 die Gesamtfläche der Resonatoren der Stufe I gegenüber der Gesamtfläche der Resonatoren der Stufe I wie sie in Fig.

3 gezeigt sind, um den Faktor 4 reduzieren. Die in Fig. 5 dargestellte Konfiguration ist insbesondere für solche Fil- terschaltungen geeignet, bei denen zwischen der Eingangsimpe- danz und der Ausgangsimpedanz ein großer Unterschied besteht.

Verglichen der Filterschaltung gemäß Fig. 3 wird das Flächen- verhältnis zwischen dem größten Resonator und dem kleinsten Resonator auf dem Chip um einen Faktor von etwa 2 verbessert.

Es ist vorteilhaft, den Differential-Transformator am niede- rimpedanten Anschluss oder Tor des Filters vorzusehen, also

in der Konfiguration wie es in Fig. 5 gezeigt ist, sofern der Pegel der Eingangsimpedanz niedriger ist als der Pegel der Ausgangsimpedanz am Ausgangstor 408. Das Resonanzverhalten der Resonatoren ist gegenüber Fig. 3 im wesentlichen unverän- dert.

Anhand der Fig. 6 wird nachfolgend ein weiteres Ausführungs- beispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert, bei dem zusätzlich zu dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel auch die zweite Stufe II, welche noch als symmetrische Brü- ckenstruktur ausgebildet war, durch eine entsprechende äqui- valente Schaltung mit einem Differential-Transformator er- setzt wurde. In Fig. 6 sind diejenigen Elemente, die bereits in den vorhergehenden Figuren beschrieben wurden, mit glei- chen Bezugszeichen versehen.

Wie zu erkennen ist, entspricht die Stufe I gemäß dem Ausfüh- rungsbeispiel aus Fig. 6 der Stufe I, die anhand der Fig. 5 beschrieben wurde. In der Stufe II wurden, ähnlich wie es o- ben anhand der Fig. 5 in Bezug auf die Stufe I beschrieben wurde, die zwei Serienresonatoren R., 21 und Rs22 durch einen Se- rienresonator Rs2 mit der doppelten Impedanz ersetzt. Ebenso wurden die Parallelresonatoren Rp21 und Rp22 durch einen Paral- lelresonator Rp2 mit der doppelten Impedanz ersetzt. Ähnlich wie bei der Stufe I wurde der Übertrager 424 nun auch aus- gangsstufenseitig derart ausgebildet, dass derselbe eine ers- te Sekundärwicklung 428a und eine zweite Sekundärwicklung 428b umfasst. Der Parallelresonator Rp2 ist zwischen einen ersten Anschluss der ersten Sekundärwicklung 428a und zwi- schen den ersten Ausgangsanschluss 410 des Ausgangstors 408 geschaltet. Der Serienresonator Rs2 ist zwischen einen ersten Anschluss der zweiten Sekundärwicklung 428b und den ersten Ausgangsanschluss 410 geschaltet. Der zweite Ausgangsan- schluss 412 ist mit einem zweiten Anschluss der ersten Sekun- därwicklung 428a und mit einem zweiten Anschluss der zweiten Sekundärwicklung 428b verbunden.

Die in Fig. 6 dargestellte Schaltung führt bezüglich beider Tore, dem Eingangstor 402 und dem Ausgangstor 408 eine Diffe- rential-Transformation vor. In beiden Stufen I und II ergibt sich verglichen mit der Schaltung gemäß Fig. 3 eine Einspa- rung an Resonatorfläche um einen Faktor von etwa 4. Dies ist insbesondere für Filter von Interesse, welche bei Frequenzen von unterhalb 1,7 GHz arbeiten, oder für Filter, deren Impe- danzen viel niedriger als 50 Ohm sind, da in diesen Fällen die Chipfläche normalerweise durch die Resonatorgröße domi- niert wird.

Die anhand der Fig. 3,5 und 6 beschriebenen Filterschaltun- gen umfassen eine Eingangsstufe I, welche ein unsymmetrisches Eingangssignal empfängt, sowie eine Ausgangsstufe II, welche ein symmetrisches Ausgangssignal abgibt. Es wird jedoch an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in Fig. 3,5 und 6 gezeigten Filterschaltungen eben so gut arbeiten, wenn das Eingangssignal ein symmetrisches Signal oder ein teilweise symmetrisches Signal mit einem großen Gleichtaktfehler ist.

In diesem Fall ist es ausreichend, die in Fig. 3,5 und 6 ge- zeigte Verbindung des ersten Anschlusses 406 des Eingangsto- res 402 mit dem Bezugspotential (Masse) zu lösen und statt dessen die zweite Signalleitung dort anzuschließen.

Hinsichtlich der obigen Beschreibung wird darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Eingänge und Ausgänge grundsätzlich austauschbar sind. Dies bedeutet, dass die Richtung des Sig- nalflusses umgekehrt werden können. Daher sind alle Struktu- ren sowohl dazu geeignet eine unsymmetrische Signalquelle und eine symmetrische Last oder eine unsymmetrische Last und eine symmetrische Signalquelle zu verwenden. Die Position der Mittelabgriffe der Obertragerwicklungen kann für einen inver- sen Betriebsmodus geändert werden.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass diese, im Gegensatz zum Stand der Technik, einen miniaturi- sierten magnetischen Transformator als Zwischenstufenelement

zwischen symmetrischen Filterstufen verwendet, wodurch Gleichtaktsignale abgeblockt werden. Gemäß einem weiteren As- pekt der vorliegenden Erfindung wird zumindest in einer Stufe eine Differential-Transformation durchgeführt, wodurch sich erhebliche Flächeneinsparungen bei der Anordnung der Elemente auf einer Chipfläche ergeben, und gleichzeitig eine verein- fachte Impedanztransformation durchgeführt werden kann.

Die vorliegende Anmeldung wurde oben anhand bevorzugter Aus- führungsbeispiele beschrieben, bei denen BAW-Resonatoren ver- wendet wurden. Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht auf die Verwendung von BAW-Resonatoren beschränkt, sondern kann allgemein auf Filterschaltungen mit mehreren Resonatoren an- gewandt werden, wobei hier insbesondere auch SAW-Resonatoren, Leitungsresonatoren, Resonatoren aus konzentrierten Bauele- menten, etc. in Betracht kommen.

Die oben beschriebenen Filterschaltungen umfassten jeweils zwei Stufen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Zusätzlich zu den beschriebe- nen Stufen können bei den erfindungsgemäßen Filterschaltungen eine oder mehrere Stufen eingangsseitig und/oder ausgangssei- tig vorgesehen sein. Diese weiteren Stufen können mit den üb- rigen Stufen durch einfaches Verbinden derselben und/oder ü- ber Übertrager gekoppelt sein.

Bezugszeichen 100 Ladder-Filter 102 Eingangstor 104 erster Eingangsanschluss 106 zweiter Eingangsanschluss 108 Ausgangstor 110 erster Ausgangsanschluss 112 zweiter Ausgangsanschluss 114 Bezugspotential 120 Lattice-Filter 122 Knoten 124 Knoten 400 Filterschaltung 402 Eingangstor 404 erster Eingangsanschluss 406 zweiter Eingangsanschluss 408 Ausgangstor 410 erster Ausgangsanschluss 412 zweiter Ausgangsanschluss 414 Bezugspotential 416 erster Ausgangsanschluss der Stufe I 418 zweiter Ausgangsanschluss der Stufe II 420 erster Eingangsanschluss der Stufe II 422 zweiter Eingangsanschluss der Stufe II 424 Übertrager 426 Primärwicklung 426a erste Primärwicklung 426b zweite Primärwicklung 428 Sekundärwicklung 428a erste Sekundärwicklung 428b zweite Sekundärwicklung 430 Mittenanschluss I erste symmetrische Stufe II zweite symmetrische Stufe EIN Eingangssignal AUS Ausgangssignal

Rslt Rs2, Rs3, Rs4 Serienresonatoren Rp1, Rp2, Rp3, Rp4 Parallelresonatoren Rs11, Rs12, Rs21, Rs22 Serienresonatoren Rp11, Rp12, Rp21, Rp22 Parallelresonatoren