声表面滤波器(SAW)是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。所谓压电效应,即是当晶体受到机械作用时,将产生与压力成正比的电场的现象。具有压电效应的晶体,在受到电信号的作用时,也会产生弹性形变而发出机械波(声波),即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播,故称为声表面波
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。
声表面波滤波器的结构示意图及符号如图1所示。它是以石英晶振的石英、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。
图1 声表面波滤波器结构及符号
在声表面滤波器中,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。图2为声表面波滤波器的幅频特性。
图2 声表面波滤波器的幅频特性
声表面滤波器(SWA)虽为模拟器件,但由于其良好的滤波特性,在众多领域被广泛应用,特别是在有线电视系统中,图像中频滤波器、伴音滤波器、频道残留边带滤波器等SWAF器件均为实现邻频传输的关键。除此之外,在 GPS接收机中的前端滤波器,由于具有抗干扰能力强的特点,SAW器件也被大量采用。