声表面波元器件应用

声表面波元器件应用解说

声表面波基片
图 - 1 - 声表面波基片

声表面波(SAW)是一种波沿弹性基板的表面传播。声表频率表示为:
F = V / λ
其中 V 是声表面波的速度 (~3,100m/s),λ 是 IDT 的周期。

声表面波器件的类型

器件在(图 - 1)是一种基本的延时线,因为波需要时间来往返传感器 - 通常 3 毫米的路径需 1 微秒时间。与电磁波来比这是非常紧凑的,其中在自由空间,1 微秒的延迟需要 300 米的路径。 该器件还可以用来作为一个带通滤波器,因为传感器最有效的运作是表面声波波长时等于传感器间距 - 在其它频率的波产生的个别方面的差距不是在第一阶段,所以振幅衰退当频率改变。

带通滤波器的特性
图 - 2 - 带通滤波器的特性

另一项基本器件是声表谐振器。这使用阵列的金属条,与间距 λ/ 2,反射的波浪。这些阵列可以提供强大声表面波反射,两组阵列可以用来形成声表面波腔,并有高达 105 Q 值。这种谐振器通常用于高稳定性的振荡器。

上述器件只是一些基本类型。许多独特的变化是可以成为声表面波器件,其应用范围从压电的应变计到脉冲压缩雷达,以至手机。

最常见的是带通滤波器组,这非常广泛使用在无线电系统(包括手机和基站),国内电视。 有许多类型具有不同的优势,如低形状因子,低插入损耗,小尺寸,或高频率运行。 类型种类繁多是可能的,因为几乎任意形状,都可以采用光刻技术或类似于半导体处理方式,来定义高精度的表面。 一个典型的声表面波带通滤波器的特征显示如(图 - 2)

声表面波应用

在电信方面,表面声波滤波器发挥了关键作用。由于其特殊功能,不同的产品正越来越多地使用在不同的传输系统:

  • 带通滤波器通常如 RF (Radio Freqency) 射频滤波器和中频滤波器 (IF Filter) 应用于通信系统的数据处理。举几个例子,这些应用是移动电话基站,点对多点系统,无线电通信系统,专业移动无线电(PMR)技术系统,及无线本地环路(WLL)系统。
  • 时钟恢复滤波器 (Clock recovery filters) 应用于光纤系统的数字再生,如 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 光纤分布式数据接口,ISDN (integrated services digital network) 整合服务数位网路,LAN (Local Area Network) 局域网等
  • 尼奎斯特 (Nyquist) 和残留边带滤波器应用于电视传输系统的电视发射机和高品质的接收器,调制器/解调器和转换器的有线电视头端等。
  • 带通滤波器应用于基站包括滤波器适用于全球所有标准(TDMA,CDMA,GSM,和 W-CDMA)。滤波器应用于 WLL 环路系统有可用于生产的 CDMA,W-CDMA,DECT,GSM,和专有标准。 中继式无线电滤波器应用于 PMR 垂直磁记录基站,移动和手持式应用,提供数字标准 TETRA。

有效设计声表面波元器件

SAW 声表滤波器常用的参数术语
SAW 声表滤波器常用的参数术语

一般来说,一个声表滤波器制造商将提供他们最喜爱的元器件作为标准,并为工程师们创造一个设计参考。通常,一个标准的元器件可用于最常见的产品应用。然而,对于应用要求的参数,目前尚未有行业的标准。 在这种情况下,下列提供的信息可以有效地设计一个声表滤波器:

标称频率 Nominal Frequency (Fn)

中心频率 F0 的标称值和被用作参考频率的相关标准。单位标称频率为兆赫 MHz。

插入损耗 Insertion Loss (IL)

输出功率对负载阻抗的对数比,在滤波器插入之前的输出功率对滤波器插入之后的负载阻抗。插入损耗的单位为分贝 dB。先前的声表滤波器设计技术,常将 10 分贝以下的插入损耗纳入常规的设计规范, 但是,可达到的最小插入损耗,一般受分频宽的影响和影响这一比率的基板材料。插入损耗的值将会慢慢增加接近基板材料的分频宽极限。例如,8% 分频宽值,将会渐渐产生较低的插入损耗比 30% 分频宽值,在使用相同的基板材料条件下。

通带宽度 Pass Bandwidth (BWp)

频率的间隔于3 dB 的相对衰减(最小插入损耗的衰减)。

阻带宽度 Stop Bandwidth (BWr)

频率的间隔于指定的值为“甲”分贝的相对衰减(最小插入损耗的衰减)。

转换带宽 Transition Bandwidth (BWt)

转换带宽可以被称为边界,该区介于阻带和通带被发现的两边之间。

通带纹波 Pass band Ripple (AR)

通带内某一规定频段衰耗的最大变化值。通带内衰减最低峰值和衰减最大峰值之间的差值。单位是分贝 dB。

群延迟涟波 Group Delay Ripple (GDR)

群延迟最高和最低值的变化值于指定范围内的通带。单位 μs 微秒。

抑制 Rejection (REJ.)

声表面波滤波器的所有的范围不包括的通带。抑制也可以称为抑制范围或阻带。我们可以把这种现象称为范围,其中相对衰减大于具体的抑制。 只要有适当的材料选择和设计,50dB 的抑制,或更高,是可能的,可以于分数带宽和波形因素的范围内广泛选择。

终端阻抗 Terminating Impedance (Zt)

阻抗呈现于滤波器源或负荷。

封装 Package

影响声表滤波器封装大小的因素,包括与中心频率,带宽和形状因子,以及其他次要因素。例如,较低的频率需要较大的基板,从而给设计师增加封装尺寸。 因此,封装体积小型化的重要挑战,一直是德利特设计工程师努力追求的目标。在选择元器件封装,我们建议阐明一般偏好。德利特的封装设计,采用最符合制造成本效益的方法与平衡参数的要求。

概述及相关说明

SAW 声表元件简介

声表SAW 元件主要作用原理是利用压电材料的压电特性,利用输入与输出换能器(Transducer),将电波的输入讯号转换成机械能,经过处理后,再把机械能转换成电的讯号,以达到过滤不必要的讯号及杂讯,及提升收讯的品质。

声表面波 SAW 的制作可分为晶圆清洗、镀金属膜、上光阻、显影、蚀刻、去光阻、切割、封装、上盖到印刷等相关步骤,具有大量生产、损耗低、及高选择性,适用于无线通讯等特点。

声表滤波器 SAW Filters 广泛应用在各种无线通讯系统、电视机、录放影机、及全球卫星定位系统接收器上,比传统的 LC 滤波器安装更简单、体积更小。

德利特电子声表元件 SAW 的优势

德利特电子的声表滤波器和声表谐振器取得了成功发展,由于我们灵活的设计能力和成本优化的生产设施。 德利特除了提供广泛的标准声表面波元器件,德利特有着多行业的工程经验,涵盖数百个专门客户订制设计的声表滤波器和谐振器、带通滤波器、低损耗滤波器和声表应用的子系统。

如德利特的经营理念:

  • 脚踏实地,精益求精。
  • 创造利润,回馈社会。
  • 共创利润,与客户分享,是我们经营的最终目标。

德利特提供高品质的零部件,根据每个客户的特殊需求,在性能,成本和技术方面,可做相对应的配合。对于陶瓷陷波器有关的市场资源开发或已停产的压电产品,建议您联系我们的销售部,以便将你的要求转达德利特相关部门。

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