現今的類比數位轉換器(ADC)與數位類比轉換器(DAC)一般皆屬於差動電路設計。差動電路具有許多勝過單端(Single-ended)設計的優點，包括熱雜訊的共模拒斥、次諧波、以及電源雜訊與突波。此外，相對於單端輸出設計，差動電路允許每個輸出端配置一半的電壓。
而另一邊的分立式收發器，則通常會被設計成單端輸出的50歐姆匹配元件，諸如低雜訊訊號放大器(LNA)、混波器、以及中頻增益放大器。連結差動式ADC或DAC，則需要運用單端轉差動、或差動轉單端之變壓器或換衡器(Balun)。
對於ADC而言，輸入端需配置去頻疊濾波之重要功能，其可用來濾除寬頻熱雜訊，進一步防止雜訊混入ADC的第一奈斯奎特區(頻率定義為ADC取樣率的一半)。如果放大器透過較寬頻寬驅動ADC，則超出第一奈斯奎特區的放大器輸出雜訊在ADC取樣過程中便會混入第一奈斯奎特區，並加入ADC的雜波底值，進而使訊號鏈的整體雜訊性能衰減。去頻疊濾波器配置到放大器之後與ADC輸入端之前，即可限制放大器的頻寬而局限其輸出雜訊對ADC雜波底值的影響。此外，去頻疊濾波器更會濾除接收器上產生的寬頻突波，這些訊號若不加以濾除，還可能混入ADC的第一奈斯奎特區。類似的原理，DAC輸出端配置差動濾波器可濾除DAC產生的寬頻雜訊與突波。
在ADC與DAC濾波器方面，業界偏好的設計是透過差動低通濾波器(LPF)濾除雜訊與突波。濾波元件往往占用許多基板空間，業者如Mini-Circuits則推出一系列微型化雙重/差動式濾波器來解決此問題。
考量上述差動訊號之優點，業界偏向於將差動訊號盡可能置於訊號鏈後部，使其盡量遠離在接收器之後、以及發送器之前。圖1顯示基於上述這些假設的收發器。差動濾波器包含2個單端濾波器，每個濾波器匹配50瓦或單一真正差動濾波器匹配100瓦。無論何種情況，若想從單端轉到差動模式並提供匹配的阻抗，便需借助阻抗轉換元件。採用換衡器是業界慣用的方式，如圖1所示。這裡應注意的是換衡器可配置在收發器鏈的許多位置，進而構成差動訊號。圖1中，換衡器與差動濾波器是兩個分立元件，但如Mini-Circuits開發的換衡器濾波器整合式單一元件，可簡化設計並減少占板空間。
圖1 使用分立元件的典型射頻收發器
整合式差動濾波器優點
差動式設計的優點除了共模拒斥，還有兩個單端訊號之間的增益與相位匹配。理想的情況下，兩個單端通道擁有相同的增益以及180度的異相(Out of Phase)。由於差動訊號通道上的增益與相位不平衡將導致共模雜訊、突波、甚至次諧波的衰減拒斥，因此完全整合差動濾波器能最佳化元件匹配，把誤差減至最低，此外不僅可節省電路板空間，還因線路縮短更進一步減少增益與相位誤差。
Mini-Circuits的一系列差動濾波器提供在小型封裝中採用低溫共燒陶瓷(LTCC)基板，封裝可從0805涵蓋至1210。
LTCC技術益處
低溫共燒陶瓷(LTCC)多年來一直是表面黏著設計的熱門技術，因為它具備強固、再現性(Repeatability)、以及低成本等特性。LTCC電路基板可堆疊最多30個分層，在不同LTCC卷帶分層之間還可結合介電與導電材料。LTCC材料通常具有低介電損耗，其介電常數(Dk)介於5到10之間。高Dk值也促成更小的LTCC電路尺寸。隨著Dk提高，單位空間的電容值也會升高，進而使建置差動濾波器的整體空間可更進一步縮小。
嚴密控制電路尺寸與尺寸公差可確保LTCC設計能在毫米波頻率(頻率從30GHz起，波長僅10mm或0.394吋)運行。LTCC濾波器和通用基板具備許多相同的效益，包括振幅與相位匹配濾波器通道，這些通道可支援差動式系統，另外還有將多個濾波電路整合在一片基板上從而節省空間的好處。
在LTCC相對其他技術的許多優勢中，有一點就是LTCC濾波器相對較小。能夠堆疊多達35層的元件使業者能實作出各種複雜的電路拓撲，達到無人能及的微縮程度。這些元件由於採用陶瓷材料與單片結構，因此非常強固而適用於各種極端環境，包括太空、低溫設備及高振動應用條件等。
直到最近，LTCC主要用在低於10GHz頻寬的應用，但由於近期材料系統與電路拓撲的進步，使射頻元件設計商能進一步開發出頻寬達到毫米波等級的濾波器。LTCC能容納所有型態的電路，包括集總(lumped)、離散(Distributed)、腔體(Cavities)(SIW)，因此適合各類型應用，範圍包含特高頻(VHF)通訊、5G以至於其他新興高頻率系統。
從經濟層面來看，LTCC由於本身高重現性與低成本的特點，因此成為許多量產型設計的理想技術。業者如Mini-Circuits提供產量上的多元彈性，無論開發階段的小量試產，或是生產階段數千至數百萬的量產均可涵蓋，其使許多經特殊設計的非經常性工程(NRE)成本相對較低，於設計與生產方面的前置時間也進而縮短。
(本文由Mini-Circuits提供)