聲表面濾波器概述

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(duì)叉指形電極組成。當(dāng)在發(fā)射換能器上加上信號(hào)電壓后，就在輸入叉指電極間形成一個(gè)電場(chǎng)使壓電材料發(fā)生機(jī)械振動(dòng)(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(dòng)再轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并由叉指形電極輸出。

表面波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)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(guò)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(chēng)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(hào)時(shí)，壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動(dòng)，并激發(fā)出與外加信號(hào)同頻率的聲波，此聲波主要沿著基片的表面的與叉指電極升起的方向傳播，故稱(chēng)為聲表面濾波，其中一個(gè)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(hào)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(jiǎn)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。

在聲表面波濾波器中，信號(hào)經(jīng)過(guò)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(gè)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。

表面波濾波器它是以石英、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(guò)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(chēng)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(hào)時(shí)，壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動(dòng)，并激發(fā)出與外加信號(hào)同頻率的聲波，此聲波主要沒(méi)著基片的表面的與叉指電極升起的方向傳播，故稱(chēng)為聲表面波，其中一個(gè)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(hào)輸出。

在聲表面波濾波器中，信號(hào)經(jīng)過(guò)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(gè)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。

聲表面波(SAW)技術(shù)是六十年代末期才發(fā)展起來(lái)的一門(mén)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(mén)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(kāi)始的軍用雷達(dá)發(fā)展到現(xiàn)在幾乎遍及整個(gè)無(wú)線(xiàn)電通訊，特別是移動(dòng)通訊技術(shù)的高速發(fā)展，更進(jìn)一步地推動(dòng)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(wú)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(zhuān)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(xiàn)電視等電器設(shè)備。

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(dòng)態(tài)范圍大，且中心頻率不受信號(hào)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(wú)需調(diào)節(jié)。

⑤插入損耗較大，使用時(shí)需在前級(jí)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(dòng)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(duì)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。