表面波-SAW(SurfaceAcousticWave)就是在压电基片材料表面产生和传播、 且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器--叉指换能器 (IDT)。它采用半导体集成电路的平面工艺,在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜,把设计好的两个IDT的掩膜图案,利用光刻方法沉积在基片表面,分别作 为输入换能器和输出换能器。其工作原理是输入换能器将电信号变成声信号,沿晶体表面传播,输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。
在当今电子产品横行的时代,一些电子产品的生产厂家越来越多,家庭机顶盒(解码器)就是其中一种,随着高档DVR-PVR和高分辨率电视接收器的普及,用户需要多根电缆与放在屋顶的抛物面天线连接。成本高昂的设施,尤其是杂乱而又不美观的电缆,以及物业提出的一些限制性的要求,制约了卫星接收器市场的更新换代。今天,由于有了单根电缆传播集团建议采用的单根电缆播放系统,只用现有的电缆,便可以连接所有的设备。数字娱乐节目提供商已经采用了这种技术。
这些系统的关键元素是声表面滤波器。SAW滤波器用于电视频道的选择,已经为得到“单根电缆传播集团”(SCD)认证的最重要的集成电路生产厂商所承认和验证。SAW滤波器生产厂家为这一应用开发出了两组滤波器。两种都与欧洲单根电缆播送标准Cenelec EN16769兼容,也与目前正在研究的“复用住宅单元”(MDU)标准兼容。
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。
声表面谐振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。
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。
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,此声波主要沿着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播,故称为声表面滤波,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。
由于通信技术的发展,对信号源的高频化、高准确度和高 稳定度提出了越来越高的要求.信号源的设计一般是采用石英晶体谐振器在低频下产生振荡(一般为几兆赫~几十兆 赫),然后采用倍频的办法形成高频信号,这样作的优点是石英晶体谐振器的频率稳定度高,缺点是线路复杂,体积大,成 本高,同时经过几次倍频之后,相位噪声变大.采用声表面谐振器可以直接在GHz频带产生振荡而形成高频信号,无需 倍频.这样简化了线路,缩小了体积,降低了成本,减小了相位 噪声,同时提高了振荡器的可靠性. 由于上述原因,在几百兆赫~2千兆赫的频率范围之内, 采用声表面谐振器作为频率控制元件得到较快的发展,引起了电路工程师们的广泛关注.根据这一要求,我们克服了材料、设计、微细加工工艺和测试方面的困难,研制出了GHz频 带的高p值高准确度声表面谐振器,并对其应用进行了初步研究。
SMD声表滤波器性能与其它的滤波器技术相比更有优势,其表现为体积小,频率选择性更好,输出更加平衡,集成度更好等特点,精湛的生产工艺是领航滤波器企业的源头。未来国产晶振厂家还将不断的继续研究生产压电晶体系列,如石英晶振、有源晶振、温补晶振、都是各大晶振厂家的研究对象,运用领域也非常广泛,主要用在电视机、机顶盒、汽车电子、无线通讯的等领域。
现有贴片SAW滤波器外形为经过实用考验的3×3 mm陶瓷密封外壳,插件型SAW器件的TO-39R系列和F11系列都为金属外壳封装、具有很高的可靠性与兼容性。电极的钝化涂层进一步改善了声表面滤波器的质量。所有的滤波器都与RoHS指导命令兼容,产品完全不含有铅物体。