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更多>>SAW濾波器的組成特點(diǎn)及工作原理
來源:http://mbassoc.com 作者:zhaoxiandz 2013年07月16
聲表面波(SAW)技術(shù)是六十年代末期才發(fā)展起來的一門新興科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,它是聲學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的一門邊緣學(xué)科。聲表面波技術(shù)的發(fā)展相當(dāng)迅猛,其應(yīng)用領(lǐng)域從最開始的軍用雷達(dá)發(fā)展到現(xiàn)在幾乎遍及整個無線電通訊,特別是移動通訊技術(shù)的高速發(fā)展,更進(jìn)一步地推動了聲表面波技術(shù)的發(fā)展。聲表面波濾波器(SAWF)是利用壓電陶瓷、鈮酸鋰、石英等壓電石英晶體振蕩器材料的壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性制成的一種換能式無源帶通濾波器,是一種采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料,利用其壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性而制成的濾波專用器件。SAW濾波器廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)、手機(jī)、GPS定位、衛(wèi)星通訊和有線電視等電器設(shè)備。
聲表面波濾波器的性能特點(diǎn)
①選擇性好。選擇性一般可達(dá)140dB左右,可確保圖像的清晰度。
②頻帶寬,動態(tài)范圍大,且中心頻率不受信號強(qiáng)度的影響,能確保圖像、彩電、聲音的正常傳輸,不相互干擾。
③性能穩(wěn)定,可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),不易老化。
④使用方便,裝配時(shí)只需插入和焊接即可,無需調(diào)節(jié)。
⑤插入損耗較大,使用時(shí)需在前級加寬頻帶放大器,以補(bǔ)償插入損耗。
SAW聲表濾波器的性能特點(diǎn),正適應(yīng)了現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)備以及移動通訊輕薄短小化和高頻化、數(shù)字化、高性能、高可靠性等方面的要求。其不足之處是:所需基片材料價(jià)格昂貴,另外對基片的定向、切割、研磨、拋光和制造工藝要求高,受到基片結(jié)晶工藝苛刻和制造精度要求嚴(yán)的影響。
聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)
表面波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖及符號如下圖所示。它是以石英、鈮酸鋰或釬鈦酸鉛等壓電晶體為基片,經(jīng)表面拋光后在其上蒸發(fā)一層金屬膜,通過光刻工藝制成兩組具有能量轉(zhuǎn)換功能的交叉指型的金屬電極,分別稱為輸入叉指換能器和輸出叉指換能器。當(dāng)輸入叉指換能器接上交流電壓信號時(shí),壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動,并激發(fā)出與外加信號同頻率的聲波,此聲波主要沒著基片的表面的與叉指電極升起的方向傳播,故稱為聲表面波,其中一個方向的聲波被除數(shù)吸聲材料吸收,別一方向的聲波則傳送到輸出叉指換能器,被轉(zhuǎn)換為電信號輸出。 在聲表面波濾波器中,信號經(jīng)過電-聲-電的兩次轉(zhuǎn)換,由于基片的壓電效應(yīng),則叉指換能器具有選頻特性。顯然,兩個叉指換能器的共同作用,使聲表面波濾波器的選頻特性較為理想。下圖為聲表面波濾波器的幅頻特性。
聲表面濾波器工作原理
聲表面濾波器是在一塊具有壓電效應(yīng)的材料基片上蒸發(fā)一層金屬膜,然后經(jīng)光刻,在兩端各形成一對叉指形電極組成。當(dāng)在發(fā)射換能器上加上信號電壓后,就在輸入叉指電極間形成一個電場使壓電材料發(fā)生機(jī)械振動(即超聲波)以超聲波的形式向左右兩邊傳播,向邊緣一側(cè)的能量由吸聲材料所吸收。在接收端,由接收換能器將機(jī)械振動再轉(zhuǎn)化為電信號,并由叉指形電極輸出。它是以石英、鈮酸鋰或釬鈦酸鉛等壓電晶體為基片,經(jīng)表 面拋光后在其上蒸發(fā)一層金屬膜,通過光刻工藝制成兩組具有能量轉(zhuǎn)換功能的交叉指型的金屬電極,分別稱為輸入叉指換能器和輸出叉指換能器。 當(dāng)輸入叉指換能器接上交流電壓信號時(shí),壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動,并激發(fā)出與外加信號同頻率的聲波,此聲波主要沒著基片的表面的與叉指電極升起的方向傳播,故稱為聲表面波,其中一個方向的聲波被除數(shù)吸聲材料吸收,別一方向的聲波則傳送到輸出叉指換能器,被轉(zhuǎn)換為電信號輸出。聲表面波濾波器具有工作頻率高、通頻帶寬、選頻特性好、體積小和重量輕等特點(diǎn),并且可采用與集成電路相同的生產(chǎn)工藝,制造簡單,成本低,頻率特性的一致性好,因此廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。
隨著Internet的迅猛發(fā)展,全球上網(wǎng)用戶愈來愈多,但目前通過電話上網(wǎng)的最大缺點(diǎn)是帶寬太窄(幾十千赫),下載速度極慢,而CATV網(wǎng)絡(luò)頻率資源豐富,不少商家因此均在開發(fā)基于CATV網(wǎng)的寬帶多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)(如VOD等),通過CATV上網(wǎng)可使信息傳輸速度提高幾十倍以上,在這些系統(tǒng)中都要用到高性能的SAW濾波器來解決鄰頻抑制問題??梢?,SAW濾波器的市場前景十分可觀。
①選擇性好。選擇性一般可達(dá)140dB左右,可確保圖像的清晰度。
②頻帶寬,動態(tài)范圍大,且中心頻率不受信號強(qiáng)度的影響,能確保圖像、彩電、聲音的正常傳輸,不相互干擾。
③性能穩(wěn)定,可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),不易老化。
④使用方便,裝配時(shí)只需插入和焊接即可,無需調(diào)節(jié)。
⑤插入損耗較大,使用時(shí)需在前級加寬頻帶放大器,以補(bǔ)償插入損耗。
SAW聲表濾波器的性能特點(diǎn),正適應(yīng)了現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)備以及移動通訊輕薄短小化和高頻化、數(shù)字化、高性能、高可靠性等方面的要求。其不足之處是:所需基片材料價(jià)格昂貴,另外對基片的定向、切割、研磨、拋光和制造工藝要求高,受到基片結(jié)晶工藝苛刻和制造精度要求嚴(yán)的影響。
聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)
表面波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖及符號如下圖所示。它是以石英、鈮酸鋰或釬鈦酸鉛等壓電晶體為基片,經(jīng)表面拋光后在其上蒸發(fā)一層金屬膜,通過光刻工藝制成兩組具有能量轉(zhuǎn)換功能的交叉指型的金屬電極,分別稱為輸入叉指換能器和輸出叉指換能器。當(dāng)輸入叉指換能器接上交流電壓信號時(shí),壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動,并激發(fā)出與外加信號同頻率的聲波,此聲波主要沒著基片的表面的與叉指電極升起的方向傳播,故稱為聲表面波,其中一個方向的聲波被除數(shù)吸聲材料吸收,別一方向的聲波則傳送到輸出叉指換能器,被轉(zhuǎn)換為電信號輸出。 在聲表面波濾波器中,信號經(jīng)過電-聲-電的兩次轉(zhuǎn)換,由于基片的壓電效應(yīng),則叉指換能器具有選頻特性。顯然,兩個叉指換能器的共同作用,使聲表面波濾波器的選頻特性較為理想。下圖為聲表面波濾波器的幅頻特性。

聲表面濾波器是在一塊具有壓電效應(yīng)的材料基片上蒸發(fā)一層金屬膜,然后經(jīng)光刻,在兩端各形成一對叉指形電極組成。當(dāng)在發(fā)射換能器上加上信號電壓后,就在輸入叉指電極間形成一個電場使壓電材料發(fā)生機(jī)械振動(即超聲波)以超聲波的形式向左右兩邊傳播,向邊緣一側(cè)的能量由吸聲材料所吸收。在接收端,由接收換能器將機(jī)械振動再轉(zhuǎn)化為電信號,并由叉指形電極輸出。它是以石英、鈮酸鋰或釬鈦酸鉛等壓電晶體為基片,經(jīng)表 面拋光后在其上蒸發(fā)一層金屬膜,通過光刻工藝制成兩組具有能量轉(zhuǎn)換功能的交叉指型的金屬電極,分別稱為輸入叉指換能器和輸出叉指換能器。 當(dāng)輸入叉指換能器接上交流電壓信號時(shí),壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動,并激發(fā)出與外加信號同頻率的聲波,此聲波主要沒著基片的表面的與叉指電極升起的方向傳播,故稱為聲表面波,其中一個方向的聲波被除數(shù)吸聲材料吸收,別一方向的聲波則傳送到輸出叉指換能器,被轉(zhuǎn)換為電信號輸出。聲表面波濾波器具有工作頻率高、通頻帶寬、選頻特性好、體積小和重量輕等特點(diǎn),并且可采用與集成電路相同的生產(chǎn)工藝,制造簡單,成本低,頻率特性的一致性好,因此廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。
隨著Internet的迅猛發(fā)展,全球上網(wǎng)用戶愈來愈多,但目前通過電話上網(wǎng)的最大缺點(diǎn)是帶寬太窄(幾十千赫),下載速度極慢,而CATV網(wǎng)絡(luò)頻率資源豐富,不少商家因此均在開發(fā)基于CATV網(wǎng)的寬帶多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)(如VOD等),通過CATV上網(wǎng)可使信息傳輸速度提高幾十倍以上,在這些系統(tǒng)中都要用到高性能的SAW濾波器來解決鄰頻抑制問題??梢?,SAW濾波器的市場前景十分可觀。
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