低损耗平衡不平衡变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低损耗的平衡不平衡变换器，其包括均由非对称平面螺旋式电感构成的初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈的绕线圈以相同的间隔相互交错分布在同一个平面上；初级线圈和次级线圈分别具有位于绕线圈外侧的第一连接端和位于绕线圈内侧的引出端，初级线圈和次级线圈的引出端分别通过过孔连接线引至绕线圈外侧形成第二连接端。采用上述方案后，本实用新型专利技术的平衡不平衡变换器，初级线圈和次级线圈的绕线圈在环绕过程中都不存在着过孔连接线，只在从绕线圈内侧将引出端引出时用到一处过孔连接线，而且降低了线圈的电阻，增加了线圈的Q值，从而减少了信号的损耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高频信号传输处理
，特别是涉及一种适合于集成电路或电路模块上使用的螺旋型低损耗平衡不平衡变换器。
技术介绍
平衡不平衡变换器用于把高频信号从不平衡的单相信号变换为平衡的双相差动信号，或从双相差动信号变换为单相信号，在高频信号传输处理
中应用极其广泛。平面螺旋式平衡不平衡变换器以其平面构造特别适用于高频集成电路或高频电路模块上。平衡不平衡变换器由初级线圈和次级线圈构成，用于把不平衡信号转换为双相的平衡信号时，在性能上一般要求损耗小，相位误差小。US20100060402美国专利技术专利公开了这种平面对称螺旋式结构，初级线圈和次级线圈分别由一个平面螺旋式对称电感构成，其构造如图4所示。作为把不平衡信号转换为平衡信号时，312端为不平衡单相信号输入端，314端接地，332端和334端则为相位差180度的差动平衡信号输出端。因为332端和334端的配线走向是对称的，所以这种构造可以得到较好的相位误差特性。但是，不论是初级线圈或次级线圈，总是存在两个以上的交叉点。在多层配线的集成电路制造工艺中，最上层配线的厚度可以做的比较厚，配线的电阻比较小，可是，其他的配线层的厚度则难以做厚。这样，在交叉点地方总是要把其中的一条线配置为较薄的配线，配线电阻较大，再加上不同配线层的配线互接时需要配置过孔，更使得线圈的总电阻增加，所以，这种构造的平衡不平衡变换器的损耗比较大。为了减少线圈的电阻，US20140225698专利则采用了单匝线圈的构造以减少信号的损耗。但是，这种构造在相同的工作频率下需要的面积大，增加了器件的制造成本。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种低损耗的平衡不平衡变换器。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案:低损耗的平衡不平衡变换器，包括均由非对称平面螺旋式电感构成的初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈的绕线圈以相同的间隔相互交错分布在同一个平面上，并以对角对称的方式排布；初级线圈和次级线圈分别具有位于绕线圈外侧的第一连接端和位于绕线圈内侧的引出端，初级线圈和次级线圈的引出端分别通过过孔连接线引至绕线圈外侧形成第二连接端。上述初级线圈的绕线圈与上述次级线圈的绕线圈以对角对称的方式排布。采用上述方案后，与现有技术相比，本技术的有益效果是:初级线圈和次级线圈的绕线圈在环绕过程中都不存在着过孔连接线，只在从绕线圈内侧将引出端引出时用到一处过孔连接线，而且降低了线圈的电阻，增加了线圈的Q值，从而减少了信号的损耗。而且本技术中，初级线圈和次级线圈的绕线圈以相同的间隔相互交错分布在同一个平面上，线图设计十分简单。【附图说明】图1为本技术的平衡不平衡变换器的结构示意图；图2为图1中平衡不平衡变换器的初级线圈结构示意图；图3图1中平衡不平衡变换器的次级线圈结构示意图。图4为US20100060402美国专利技术专利公开的转换器构造图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术进一步说明。低损耗的平衡不平衡变换器，如图1-3所示，包括均由非对称平面螺旋式电感构成的初级线圈I和次级线圈2，初级线圈I和次级线圈2的绕线圈以相同的间隔相互交错分布在同一个平面上，并以对角对称的方式排布，绕线过程中不存在过孔连接线。初级线圈I具有位于绕线圈外侧的第一连接端11和位于绕线圈内侧的引出端120，次级线圈2具有位于绕线圈外侧的第一连接端22和位于绕线圈内侧的引出端210。初级线圈的引出端120和次级线圈的引出端210在从绕线圈的内侧引出到外侧时，因为与绕线圈形成了交叉，所以需要用过孔连接线121和211引到与相应的绕线圈不同的配线层，通过了交叉部分后，再用过孔连接线121和211引到与相应的绕线圈相同的配线层上形成第二连接端12和21。因为初级线圈I和次级线圈2的每一个绕线圈都有着相同的中心，电流流过每一个绕线圈所产生的磁力线都是初级线圈I和次级线圈2所共有，这样，信号就可以从初级线圈I传到次级线圈2，或从次级线圈2传到初级线圈I。本技术的平衡不平衡变换器可以用在高频电路的前端，把信号从不平衡的输入信号转换为差动的双相平衡的输出信号，也可以用在高频电路的后端，将双相差动输入信号转换为单项的不平衡信号输出。在前端应用的场合，不平衡输入信号加到初级线圈的第一连接端11上，再把初级线圈的第二连接端12接地，这样就可在次级线圈的第二连接端21和第一连接端22得到相位差为180度的差动双相输出平衡信号。这是因为不平衡的输入信号经过初级线圈I流到接地的第二连接端12，使得初级线圈I中流过励磁电流，在初级线圈I的内外侧空间中产生交变磁力线，从而在次级线圈2上产生感应出的高频信号。因为第二连接端21和第一连接端22的负荷相同，所以第二连接端21和第一连接端22输出的信号是相位相反，增幅一致的双相差动平衡信号。反之，在后端应用的场合，差动的平衡信号分别加到次级线圈的第二连接端21和第一连接端22，同样的把初级线圈I的第二连接端12接地，这样就可在初级线圈I的第一连接端11得到单相的不平衡输出信号。在上述的信号传送过程中，如果线圈的电阻较大，则励磁电流减少，信号传送的损耗就增加。而本技术的构造中，无论初级线圈I和次级线圈2的匝数是多少，到连接端为止都只要一处过孔连接线。在集成电路应用中，只要把绕线圈的配线层设定在厚的配线层，那么，过孔连接线即使设定在较薄的配线层，因为只有一处，而且配线较短，可以把线圈的电阻做到很小。于是，信号的损耗可以大大地减少。另外，本技术的构造在线图的设计上也可带来方便。图2-3为本技术的平衡不平衡变换器的初级和次级线圈的构造。图2为初级线圈构造，图3为次级线圈构造，从图中可以看出，图2和图3中的初级线圈I和次级线圈2是对角对称的关系，也就是说，把图2进行上下翻转，再左右翻转后就可得到图3的形状，然后再把这两个图叠在同一个中心上，就成了本技术的平衡不平衡变换器的构造。特别提出的是，本说明书为了方便起见，把线圈的构造画为圆角螺旋形状，在实际应用中，线圈可以为三角形以上的任意多角形，特别是8角形构造尤为合适。所以，本技术的权利不限于本说明书说表示的构造，只要符合本说明书所表明的旨意，原理一致的任何多角形构造都属于本技术的权利范围内。还有，作为本技术的一个特殊例子，上述的说明中描述了初级线圈I与次级线圈2为对角对称的关系。在实际应用中，输入端和输出端可能不被配置在同一条直线上，而可能被配置在相互垂直的方向或者其他任意夹角的两个方向上，这样，初级线圈I和次级线圈2就不成为对角对称的关系。但是，根据本技术的宗旨可以理解到，在设计过程中，初级线圈I和次级线圈2可以先被设计为对角对称的，然后再把输入或者输出的引出端配置位置按照线圈走向规则顺移到其他位置上，这样输入端和输出端引出线之间就可以配置为任意的夹角。也就是说，本技术的保护范围并不受到对角对称配置的限制。【主权项】1.低损耗的平衡不平衡变换器，其特征在于:包括均由非对称平面螺旋式电感构成的初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈的绕线圈以相同的间隔相互交错分布在同一个平面上；初级线圈和次级线圈分别具有位于绕线圈外侧的第一连接端和位于绕线圈内侧的引出端，初级线圈和次本文档来自技高网...

【技术保护点】
低损耗的平衡不平衡变换器，其特征在于：包括均由非对称平面螺旋式电感构成的初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈的绕线圈以相同的间隔相互交错分布在同一个平面上；初级线圈和次级线圈分别具有位于绕线圈外侧的第一连接端和位于绕线圈内侧的引出端，初级线圈和次级线圈的引出端分别通过过孔连接线引至绕线圈外侧形成第二连接端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建钦，泽入明弘，
申请(专利权)人：厦门科塔电子有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35