專利名稱：變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種變壓器，特別是有關(guān)于一種可輸出能量相等的輸出信號以及濾除雜訊(undesired signal)的變壓器。
背景技術(shù)：
圖1為傳統(tǒng)芯片型變壓器的布局示意圖。變壓器10包含一初級線圈120及一次級線圈140。初級線圈120具有兩個端點Pl及P2 ；次級線圈140亦具有兩個端點Sl及S2。 變壓器10為一平面式變壓器(planar transformer)，亦即，初級線圈120及次級線圈140 呈平面狀，且初級線圈120及次級線圈140位于不同平面，例如初級線圈120位于次級線圈 140的正上方或正下方。變壓器10可以應(yīng)用于一平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(balim)。以下以次級線圈140的端點Sl接地為例進行說明。因次級線圈140的端點Sl接地，而端點S2未接地，使得端點Sl與端點S2具有不同的阻抗值。而初級線圈120的兩端點Pl及P2分別對應(yīng)于次級線圈140的兩個對應(yīng)點 ΡΓ及P2’，其中變壓器10為一平面式變壓器，故對應(yīng)點ΡΓ及P2’分別位于端點Pl及P2 的正上方或正下方。如圖1所示，對應(yīng)點ΡΓ至端點S2的距離較遠(yuǎn)，而對應(yīng)點P2’至端點 S2的距離較近。也就是說，對應(yīng)點ΡΓ及P2’至端點S2的信號傳輸距離并不相等。由于端點Sl與端點S2具有不同的阻抗值，且對應(yīng)點ΡΓ及P2’至端點S2的信號傳輸距離并不相等，導(dǎo)致初級線圈120的兩端點Pl及P2分別具有不同的輸入阻抗。因此，當(dāng)兩相等能量的輸入信號分別輸入至初級線圈120的兩端點Pl及P2時，會相對應(yīng)地自次級線圈140的端點S2輸出不相等能量的兩輸出信號，因而造成變壓器10的輸出信號能量不相等的問題。此外，當(dāng)變壓器10應(yīng)用于通信系統(tǒng)的傳送器時，因為傳送器的電路并非理想，因此傳送器中除了所要傳輸?shù)男盘栔?，還包含了非理想電路所造成的傳輸信號的二階諧波 (second-order harmonic)信號。當(dāng)傳送器中傳輸信號的能量越大，相對的傳送器中二階諧波信號亦越大。而當(dāng)二階諧波信號太大，將容易影響具有芯片型電感(in-chip inductor) 的電路，如壓控振蕩器(voltage-controlled oscillator, VC0)。嚴(yán)重者甚至?xí)淖儔嚎卣袷幤鞯妮敵鲱l率，然已知變壓器并無濾除雜訊(undesired signal)的功能。因此，十分殷切需要發(fā)展出一種可以輸出能量相等的輸出信號以及濾除雜訊(例如二階諧波信號)的變壓器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于解決變壓器輸出信號能量不相等以及雜訊干擾的問題。本發(fā)明提出一種變壓器，包含第一平面線圈，具有兩輸入端，該兩輸入端間具有一間距；以及第二平面線圈，具有兩輸出端；其中，該兩輸入端于該第二線圈相對位置對應(yīng)兩對應(yīng)點，該兩對應(yīng)點于該第二平面線圈上的一線圈路徑距離大致相等于該間距。本發(fā)明還提出一種變壓器，包含第一線圈，用以輸入一輸入信號；第二線圈，用以產(chǎn)生對應(yīng)于該輸入信號的一輸出信號；以及一濾波電路，用以調(diào)整該變壓器于一預(yù)定頻率的阻抗值，以濾除該輸出信號位于該預(yù)定頻率的部分，該濾波電路包含一濾波線圈，該濾波線圈所涵蓋的范圍至少部分重疊于該第一線圈與該第二線圈兩者其中之一。傳統(tǒng)的變壓器無法輸出能量相等的輸出信號，而且只是用來作為能量轉(zhuǎn)換，并沒有用來濾除雜訊。因此，本發(fā)明提出一種可以輸出能量相等的輸出信號，亦可以濾除雜訊的變壓器。為了能更進一步了解本發(fā)明特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明，并非用來對本發(fā)明加以限制。



120初級線圈
140次級線圈
20、30、60變壓器
220,320,620初級線圈
240、340、640次級線圈
350,650濾波電路
360,660濾波線圈
380,680電容
70傳送器
710壓控振蕩器
730除頻電路
740混頻器
770功率放大器
790天線
具體實施例方式
圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例所繪示的變壓器的布局示意圖。變壓器20包含一初級線圈220及一次級線圈M0。初級線圈220具有兩個端點P3及P4，兩者間具有一間距d ；次級線圈240亦具有兩個端點S3及S4。變壓器20可以應(yīng)用于一平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器(balim)。當(dāng)變壓器20應(yīng)用于平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器時，可將次級線圈240的端點S3耦接一固定電位，例如接地。以下以次級線圈240的端點S3接地為例進行說明。本發(fā)明適當(dāng)?shù)卦O(shè)計初級線圈220及次級線圈240相對應(yīng)的繞線方式，以達(dá)到使初級線圈220的兩端點P3及P4具有相等的輸入阻抗的目的。如圖2所示，初級線圈220的兩端點P3及P4分別對應(yīng)于次級線圈240相對位置的兩個對應(yīng)點P3’及P4’。對應(yīng)點P3’ 及P4’兩者在次級線圈240上相當(dāng)接近，兩者的線圈路徑距離約略相等于端點P3及P4的間距d，而此間距d相對于對應(yīng)點P3’至端點S4的線圈路徑距離與對應(yīng)點P4’至端點S4的線圈路徑距離而言是非常小，故對應(yīng)點P3’至端點S4的線圈路徑距離與對應(yīng)點P4’至端點 S4的線圈路徑距離可視為大致相等。也就是說，對應(yīng)點P3’及P4’至端點S4的信號傳輸距離大致相等。因此，盡管端點S3與端點S4具有不同的阻抗值，因為對應(yīng)點P3’及P4’至端點S4的信號傳輸距離大致相等，使得對應(yīng)點P3’及P4’具有大致相等的阻抗值，進而使初級線圈220的兩端點P3及P4也具有相等的輸入阻抗。所以，當(dāng)兩相等能量的輸入信號分別自端點P3及P4輸入至初級線圈220時，因端點P3及P4具有相等的輸入阻抗，故該兩輸入信號分別經(jīng)由端點P3及P4耦合進初級線圈220的能量系相等。兩輸入信號經(jīng)過初級線圈220與次級線圈240的電磁耦合作用后，會相對應(yīng)地自次級線圈240的端點S4輸出相等能量的兩輸出信號。由前述說明可知，變壓器20能輸出能量相等的輸出信號，解決了已知變壓器輸出信號能量不相等的問題。為了使初級線圈220的兩端點P3及P4具有相等的輸入阻抗，在此實施例中，初級線圈220由端點P3開始由外往內(nèi)進行繞線，經(jīng)過一中間點C3之后，再由內(nèi)往外進行繞線至端點P4。相對于初級線圈220的繞線方式，次級線圈MO由端點S3開始由內(nèi)往外進行繞線，經(jīng)過一中間點C4之后，再由外往內(nèi)進行繞線至端點S4。藉由前述的繞線方式，可使對應(yīng)點P3’相當(dāng)接近對應(yīng)點P4’，兩者的線圈路徑距離約略相等于端點P3及P4的間距d，而此間距d相對于對應(yīng)點P3’至端點S4的線圈路徑距離與對應(yīng)點P4’至端點S4的線圈路徑距離而言非常小，故對應(yīng)點P3’及P4’至端點S4的線圈路徑距離可視為大致相等。因此， 即便端點S3與端點S4具有不同的阻抗值，端點P3及P4亦可具有相等的輸入阻抗。在另一實施例中，若將前述初級線圈220及次級線圈240的繞線方式對調(diào)，同樣可達(dá)到相同的目的。需注意的是，前述實施例的繞線方式非用以限定本發(fā)明，凡可使初級線圈220的兩端點 P3及P4于次級線圈240所對應(yīng)的兩個對應(yīng)點P3’及P4’至次級線圈MO的一輸出端點的線圈路徑距離大致相等者，或使得對應(yīng)點P3’至對應(yīng)點P4’的線圈路徑距離大致相等于端點P3及P4的間距d者，皆屬于本發(fā)明的范疇內(nèi)。圖2所繪示的變壓器20為一平面式變壓器(planar transformer)，亦即，初級線圈220及次級線圈240呈平面狀，且初級線圈220 及次級線圈240位于不同平面，平面式變壓器適合使用于一芯片中。圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例所繪示的變壓器的布局示意圖。變壓器30包含一初級線圈320、一次級線圈340及一濾波電路350。濾波電路350包含一濾波線圈360及一電容380。初級線圈320具有兩個端點P5及P6 ；次級線圈340亦具有兩個端點S5及S6。 濾波線圈360具有兩個端點S7及S8，用以串聯(lián)電容380。在本實施例中，變壓器30利用濾波電路350調(diào)整變壓器30于一預(yù)定頻率上的阻抗值，藉由濾波線圈360在預(yù)定頻率上產(chǎn)生的阻抗變化，降低變壓器30對具有該預(yù)定頻率的信號的耦合效率，藉以濾除該預(yù)定頻率上的信號。因此，變壓器30的頻率轉(zhuǎn)換特性，除了有帶通(bandpass)的特性之外，同時亦具有濾除預(yù)定頻率的雜訊(undesired signal)的
5能力。圖4為已知變壓器的頻率轉(zhuǎn)換特性示意圖，其代表一信號經(jīng)過變壓器之后，其能量與頻率之間的關(guān)系，其中，頻率f0是初級線圈320及次級線圈340和其周圍所有的電容的共振頻率(resonant frequency)，初級線圈320及次級線圈340在頻率f0具有較佳的轉(zhuǎn)換特性。圖5為變壓器30的頻率轉(zhuǎn)換特性示意圖。其中，頻率f0’是變壓器30和其周圍所有的電容的共振頻率；而頻率fl則為濾波線圈360和電容380串聯(lián)的共振頻率。由圖5 可看出變壓器30在頻率fl的阻抗很小，因此頻率為fl的信號經(jīng)過變壓器30之后可視同被濾除了。需注意的是，頻率fl可以藉由調(diào)整濾波電路350的電容值及電感值來改變。也就是說，藉由調(diào)整濾波電路350的電容值及電感值，可改變?yōu)V波電路350所要濾除頻率為f 1 的信號。需注意的是，頻率fl的值非用以限定本發(fā)明。由前述說明可知，本發(fā)明的變壓器30可藉由適當(dāng)?shù)卣{(diào)整濾波線圈360的電感值以及電容380的電容值，改變變壓器30在一預(yù)定頻率上的阻抗值，例如頻率Π，使得具有頻率fl的雜訊經(jīng)過該變壓器30后被濾除。也就是說，本發(fā)明提出利用適當(dāng)?shù)卣{(diào)整濾波線圈 360的電感值以及電容380的電容值，以改變變壓器30在雜訊的頻率上的阻抗值，例如在雜訊的頻率上產(chǎn)生一低阻抗區(qū)域，因而改變變壓器30的頻率轉(zhuǎn)換特性，達(dá)到濾除雜訊的功
能。而濾波電路350所要濾除之頻率fl可表示為
權(quán)利要求
1.一種變壓器，包含第一平面線圈，具有兩輸入端，該兩輸入端間具有一間距；以及第二平面線圈，具有兩輸出端；其中，該兩輸入端于該第二平面線圈相對位置對應(yīng)兩對應(yīng)點，該兩對應(yīng)點于該第二平面線圈上的一線圈路徑距離大致相等于該間距。
2.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于，該變壓器應(yīng)用于一芯片中。
3.如權(quán)利要求2所述的變壓器，其特征在于，該第一平面線圈自該兩輸入端中的一輸入端開始沿第一方向進行繞線，經(jīng)過第一中間點，再沿第二方向進行繞線至該兩輸入端中的另一輸入端，而該第二平面線圈系自該兩輸出端中的一輸出端開始沿該第二方向進行繞線，經(jīng)過第二中間點，再沿該第一方向進行繞線至該兩輸出端中的另一輸出端。
4.如權(quán)利要求2所述的變壓器，其特征在于，該第一平面線圈與該第二平面線圈位于不同平面。
5.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于，還包含一濾波電路，用以調(diào)整該變壓器于一預(yù)定頻率的阻抗值，以濾除該預(yù)定頻率的信號。
6.如權(quán)利要求5所述的變壓器，其特征在于，該濾波電路包含一濾波線圈及一電容。
7.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于，該第二平面線圈的該兩輸出端中的一輸出端接一固定電位。
8.一種變壓器，包含第一線圈，用以輸入一輸入信號；第二線圈，用以產(chǎn)生對應(yīng)于該輸入信號的一輸出信號；以及一濾波電路，用以調(diào)整該變壓器于一預(yù)定頻率的阻抗值，以濾除該輸出信號位于該預(yù)定頻率的部分，該濾波電路包含一濾波線圈，該濾波線圈所涵蓋的范圍至少部分重疊于該第一線圈與該第二線圈兩者其中之一。
9.如權(quán)利要求8所述的變壓器，其特征在于，該變壓器應(yīng)用于一芯片中。
10.如權(quán)利要求8所述的變壓器，其特征在于，該濾波電路還包含一電容。
11.如權(quán)利要求10所述的變壓器，其特征在于，該濾波電路利用該濾波線圈及該電容于該預(yù)定頻率產(chǎn)生該低阻抗值，以濾除該輸出信號位于該預(yù)定頻率的部分。
12.如權(quán)利要求11所述的變壓器，其特征在于，該預(yù)定頻率與該濾波線圈的電感值及該電容之值的乘積成反比。
13.如權(quán)利要求8所述的變壓器，其特征在于，該第一線圈與該第二線圈位于不同平面，該濾波線圈與該第一線圈及該第二線圈兩者其中之一位于同一平面。
14.如權(quán)利要求8所述的變壓器，其特征在于，該第一線圈、該第二線圈及濾波線圈皆位于不同平面。
15.如權(quán)利要求8所述的變壓器，其特征在于，該第一線圈及該第二線圈位于同一平面，該濾波線圈與該第一線圈及該第二線圈位于不同平面。
16.如權(quán)利要求8所述的變壓器，其特征在于，該第一線圈、該第二線圈及該濾波線圈位于同一平面。
17.如權(quán)利要求8所述的變壓器，其特征在于，該第二線圈具有兩端點，該兩端點中的一端點耦接一固定電位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變壓器，包含第一平面線圈，具有兩輸入端，該兩輸入端間具有一間距；以及第二平面線圈，具有兩輸出端；其中，該兩輸入端于該第二平面線圈相對位置對應(yīng)兩對應(yīng)點，該兩對應(yīng)點于該第二平面線圈上的一線圈路徑距離相等于該間距。
文檔編號H01F27/34GK102314999SQ201010231518
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者陳旻珓 申請人:晨星半導(dǎo)體股份有限公司, 晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司