SAW濾波器的用途及主要參數(shù)
出處:整理 發(fā)布于:2017-11-25 13:44:46
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。
SAW濾波器主要參數(shù)及定義
封裝:LCCC(無引線陶瓷芯片載體)表面貼裝的形式(體積的產(chǎn)品僅為2.5*2mm,重約22mg。)
中心頻率: 給定相對插入損耗(比如 –3dB)電平的兩個截止頻率值的算術(shù)平均值。
通帶寬度(帶寬): 給定相對插入損耗電平的兩個截止頻率間的頻率間隔。
通帶波紋: 指通帶內(nèi)規(guī)定頻域的損耗之間的差值。對于聲表面波濾波器,還給出了一個通帶波紋的概念,定義為平頂通帶內(nèi)的兩個相鄰峰和谷之間的損耗差值。
阻帶抑制: 在給定頻帶內(nèi)器件的旁瓣電平。
矩形系數(shù): 指兩個規(guī)定的損耗值所確定的頻帶寬度之比,未特別指明時,可用40dB帶寬與3dB帶寬之比來量度。
群時延波動:在規(guī)定通帶范圍內(nèi),群延時的差值。
插入損耗: 在給定端接負(fù)載下,插入濾波器前,信號源直接傳給常以分貝表示。通常情況下,濾波器的插入損耗是用通帶中輸出電平頻率點的插入損耗值來衡量。早期SAW濾波器的插入損耗較大,一般在15dB以上,這對于要求低功耗的通信設(shè)備特別是接收前端是無法接受的。為滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)以及其它用途的要求,人們通過開發(fā)高性能的壓電材料和改進(jìn)IDT設(shè)計,使器件的插入損耗降低到3~4dB,可達(dá)1dB。
當(dāng)壓電基材選定之后,SAW濾波器的工作頻率則由IDT電極條寬度所決定,IDT電極條愈窄,頻率愈高。采用半導(dǎo)體0.35~0.42μm級的精細(xì)加工工藝,可制作出2~3GHz的SAW濾波器。

某日系920MHz頻帶的SAW濾波器參數(shù)表
SAW濾波器的用途
抑制干擾信號,起濾波作用

SAW濾波器應(yīng)用于通信設(shè)備
SAW濾波器在抑制電子信息設(shè)備高次諧波、鏡像信息、發(fā)射漏泄信號以及各類寄生雜波千擾等方面起到了良好的作用,可以實現(xiàn)所需任意的幅頻特性和相頻特性的濾波,這是其它濾波器所難以實現(xiàn)的。
近年來國外已將SAW濾波器片式化,重量約0.2g;另外由于采用了新的晶體材料和的精細(xì)加工技術(shù),使得SAW器件的使用上限頻率提高到2.5—3GHz,從而更加促進(jìn)了SAW濾波器在抗EMI領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。
SAW濾波器以極陡的過渡帶使CATV的鄰頻傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn),與隔頻傳輸相比,頻譜利用率提高了一倍。電視接收機(jī)如果不采用SAW濾波器,不可能工作的這么穩(wěn)定可靠。
事實上,早期SAW濾波器的主要應(yīng)用領(lǐng)域既是以電視機(jī)為代表的視聽類家電產(chǎn)品,進(jìn)入80年代之后,由于電子信息特別是通信產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,為SAW濾波器提供了一個廣闊的市場空間,致使其產(chǎn)量和需求呈現(xiàn)直線上升的趨勢。目前,世界上SAW濾波器的年產(chǎn)量在6億只以上,其中移動通信用小型RF(RadioFrequency射頻,無線電頻率)SAW濾波器就達(dá)到4.3億只。
移動通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端必須經(jīng)過濾波器濾波后才能發(fā)揮作用,由于其工作頻段一般在800MHz.2GHz、帶寬為17.30MHz,故要求濾波器具有低插損、高阻帶抑制和高鏡像衰減、承受功率大、低成本、小型化等特點。
由于在工作頻段、體積和性能價格比等方面的優(yōu)勢,SAW濾波器在移動通信系統(tǒng)的應(yīng)用中獨占鰲頭,這是壓電陶瓷濾波器和單片晶體濾波器所望塵莫及的。在無線尋呼系統(tǒng)中,BP機(jī)接收到的RF信號需先濾波后再放大,濾波器的電氣特性直接影響到接收信號的靈敏度和度。早期生產(chǎn)的BP機(jī)一般采用LC濾波器,由于LC濾波器的調(diào)試復(fù)雜,選擇性和穩(wěn)定性又較差,因此現(xiàn)在已逐步被SAW濾波器所取代。
隨著Internet的迅猛發(fā)展,上網(wǎng)的用戶越來越多,但目前通過電話上網(wǎng)的缺點是帶寬太窄(幾十千赫),速度極慢,而CATV的網(wǎng)絡(luò)頻率資源豐富,不少商家因而均在開發(fā)基于CATV網(wǎng)的寬帶多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng),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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