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更多>>SAW滤波器的组成特点及工作原理
来源:http://www.zhaoxiandz.com 作者:zhaoxiandz 2013年07月16
声表面波(SAW)技术是六十年代末期才发展起来的一门新兴科学技术领域,它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。声表面波技术的发展相当迅猛,其应用领域从最开始的军用雷达发展到现在几乎遍及整个无线电通讯,特别是移动通讯技术的高速发展,更进一步地推动了声表面波技术的发展。声表面波滤波器(SAWF)是利用压电陶瓷、铌酸锂、石英等压电石英晶体振荡器材料的压电效应和声表面波传播的物理特性制成的一种换能式无源带通滤波器,是一种采用石英晶体、压电陶瓷等压电材料,利用其压电效应和声表面波传播的物理特性而制成的滤波专用器件。SAW滤波器广泛应用于彩色电视机、手机、GPS定位、卫星通讯和有线电视等电器设备。
声表面波滤波器的性能特点
①选择性好。选择性一般可达140dB左右,可确保图像的清晰度。
②频带宽,动态范围大,且中心频率不受信号强度的影响,能确保图像、彩电、声音的正常传输,不相互干扰。
③性能稳定,可靠性高,抗干扰能力强,不易老化。
④使用方便,装配时只需插入和焊接即可,无需调节。
⑤插入损耗较大,使用时需在前级加宽频带放大器,以补偿插入损耗。
SAW声表滤波器的性能特点,正适应了现代通信系统设备以及移动通讯轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠性等方面的要求。其不足之处是:所需基片材料价格昂贵,另外对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造工艺要求高,受到基片结晶工艺苛刻和制造精度要求严的影响。
声表面波滤波器的结构
表面波滤波器的结构示意图及符号如下图所示。它是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片,经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜,通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极,分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接上交流电压信号时,压电晶体基片的表面就产生振动,并激发出与外加信号同频率的声波,此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播,故称为声表面波,其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收,别一方向的声波则传送到输出叉指换能器,被转换为电信号输出。 在声表面波滤波器中,信号经过电-声-电的两次转换,由于基片的压电效应,则叉指换能器具有选频特性。显然,两个叉指换能器的共同作用,使声表面波滤波器的选频特性较为理想。下图为声表面波滤波器的幅频特性。
声表面滤波器工作原理
声表面滤波器是在一块具有压电效应的材料基片上蒸发一层金属膜,然后经光刻,在两端各形成一对叉指形电极组成。当在发射换能器上加上信号电压后,就在输入叉指电极间形成一个电场使压电材料发生机械振动(即超声波)以超声波的形式向左右两边传播,向边缘一侧的能量由吸声材料所吸收。在接收端,由接收换能器将机械振动再转化为电信号,并由叉指形电极输出。它是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片,经表 面抛光后在其上蒸发一层金属膜,通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极,分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。 当输入叉指换能器接上交流电压信号时,压电晶体基片的表面就产生振动,并激发出与外加信号同频率的声波,此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播,故称为声表面波,其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收,别一方向的声波则传送到输出叉指换能器,被转换为电信号输出。声表面波滤波器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点,并且可采用与集成电路相同的生产工艺,制造简单,成本低,频率特性的一致性好,因此广泛应用于各种电子设备中。
随着Internet的迅猛发展,全球上网用户愈来愈多,但目前通过电话上网的最大缺点是带宽太窄(几十千赫),下载速度极慢,而CATV网络频率资源丰富,不少商家因此均在开发基于CATV网的宽带多媒体数据广播系统(如VOD等),通过CATV上网可使信息传输速度提高几十倍以上,在这些系统中都要用到高性能的SAW滤波器来解决邻频抑制问题。可见,SAW滤波器的市场前景十分可观。
①选择性好。选择性一般可达140dB左右,可确保图像的清晰度。
②频带宽,动态范围大,且中心频率不受信号强度的影响,能确保图像、彩电、声音的正常传输,不相互干扰。
③性能稳定,可靠性高,抗干扰能力强,不易老化。
④使用方便,装配时只需插入和焊接即可,无需调节。
⑤插入损耗较大,使用时需在前级加宽频带放大器,以补偿插入损耗。
SAW声表滤波器的性能特点,正适应了现代通信系统设备以及移动通讯轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠性等方面的要求。其不足之处是:所需基片材料价格昂贵,另外对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造工艺要求高,受到基片结晶工艺苛刻和制造精度要求严的影响。
声表面波滤波器的结构
表面波滤波器的结构示意图及符号如下图所示。它是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片,经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜,通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极,分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接上交流电压信号时,压电晶体基片的表面就产生振动,并激发出与外加信号同频率的声波,此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播,故称为声表面波,其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收,别一方向的声波则传送到输出叉指换能器,被转换为电信号输出。 在声表面波滤波器中,信号经过电-声-电的两次转换,由于基片的压电效应,则叉指换能器具有选频特性。显然,两个叉指换能器的共同作用,使声表面波滤波器的选频特性较为理想。下图为声表面波滤波器的幅频特性。
声表面滤波器是在一块具有压电效应的材料基片上蒸发一层金属膜,然后经光刻,在两端各形成一对叉指形电极组成。当在发射换能器上加上信号电压后,就在输入叉指电极间形成一个电场使压电材料发生机械振动(即超声波)以超声波的形式向左右两边传播,向边缘一侧的能量由吸声材料所吸收。在接收端,由接收换能器将机械振动再转化为电信号,并由叉指形电极输出。它是以石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体为基片,经表 面抛光后在其上蒸发一层金属膜,通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极,分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。 当输入叉指换能器接上交流电压信号时,压电晶体基片的表面就产生振动,并激发出与外加信号同频率的声波,此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播,故称为声表面波,其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收,别一方向的声波则传送到输出叉指换能器,被转换为电信号输出。声表面波滤波器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点,并且可采用与集成电路相同的生产工艺,制造简单,成本低,频率特性的一致性好,因此广泛应用于各种电子设备中。
随着Internet的迅猛发展,全球上网用户愈来愈多,但目前通过电话上网的最大缺点是带宽太窄(几十千赫),下载速度极慢,而CATV网络频率资源丰富,不少商家因此均在开发基于CATV网的宽带多媒体数据广播系统(如VOD等),通过CATV上网可使信息传输速度提高几十倍以上,在这些系统中都要用到高性能的SAW滤波器来解决邻频抑制问题。可见,SAW滤波器的市场前景十分可观。
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