SAW和@@BAW滤波器@@概述@@

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作者@@:Digi-Key工程师@@ Kaili Simpson

简介@@:为什么@@ SAW 和@@ BAW 相当实用@@?

滤波器@@会评估信号@@并去除不需要的频率@@,同时@@保留所需频率@@。滤声器是移动设备@@@@中最常用的滤波器@@@@。一款高端智能手机必须要对多达@@15个频段@@的@@2G、3G和@@4G无线接入方式的发送和@@接收路径进行滤波@@,同时@@要滤波的还包括@@:蓝牙@@、Wi-Fi和@@其他无线通讯路径@@。这些手机可能需要多达@@40多个滤波器@@@@;随着下一代技术不断膨胀的需求和@@创新@@,未来手机会需要更多的滤波器@@@@。

由分立金宝博@@手机登录@@ 构成的滤波器@@已无法满足当今产品的性能@@、尺寸和@@成本要求@@。但@@值@@得庆幸的是@@,声波滤波器@@@@(如@@SAW和@@BAW)支持工程师@@和@@开发人员在类似单片的完整封装中选择相应的滤波器@@@@。滤声器可以在高频@@和@@低频@@(高达@@6GHz)下工作@@,是物理上最小的滤波器@@之一@@,并且具有满足复杂滤波要求的最佳性能和@@成本点@@。本文将讨论@@SAW和@@BAW滤波器@@的特性@@、差异@@、结构和@@应用@@@@。

术语@@    
SAW 表面声波@@
BAW 体声波@@
衰减@@ 信号@@通过@@RF滤波器@@后引起的振幅损失@@,通常以分贝@@(dB)为单位@@。
插入损耗@@ 由于将金宝博@@手机登录@@ 插入信号@@路径而@@导致的信号@@功率损耗@@。
隔离@@ 将一个信号@@与另一个信号@@分离以防止它们之间的无意交互@@(例如@@@@,传输和@@接收交互@@)。
Q因子@@ 品质因子@@@@(Q因子@@)是滤波器@@损耗的主要决定因素之一@@。Q值@@较低会导致损耗较高并使滤波器@@拐角变圆@@。对于窄带调制来说@@,这种拐角变圆的情况可能会产生问题@@。
滤波通带@@ 信号@@通过@@且相对无衰减@@的区域@@。
波纹@@ 通带中的插入损耗@@的变化@@。
选择性@@ 滤波器@@测量通过抑制特定频率@@(相对于滤波器@@中心频率@@@@)的能力@@。选择性@@通常表示为通过滤波器@@的损耗@@,这发生在与滤波器@@中心频率@@的某些指定差异@@处@@。
带通@@ 允许两个频率之间的所有频率通过@@,同时@@抑制所有其他频率@@。

滤声器有什么用途@@?

前端过滤@@
窄带多频段@@滤波@@
消除特定的干扰源@@
窄带或宽带通@@滤波@@
低通或高通@@滤波@@
注意@@:选择滤声器时@@应考虑的主要技术参数是频率@@、功率容量@@、带宽@@、插入损耗@@、衰减@@和@@温度稳定性@@。

SAW 摘要信息@@
(+)通常比@@@@BAW便宜@@
(+)体积小于传统的腔体和@@陶瓷滤波器@@@@
(+)插入损耗@@低@@/抑制性较好@@
(+)适用于@@GSM、CDMA、3G和@@一些@@4G频段@@
(-)频率达到@@1GHz以上时@@@@,选择性@@下降@@,但@@SAW的可工作频率上限约@@为@@2.7GHz
(-)频率超过@@2.7GHz时@@,由于性能下降@@,SAW的使用受到限制@@
(-)这些设备@@@@对温度敏感@@——基材在较高温度下变得更易弯折@@,会使声速受到负面影响@@。

SAW 滤波器@@ 的结构是什么@@@@?

  • 实际的滤波器@@由压电基材@@(一种为响应机械应力而@@产生电荷的材料@@)制成@@,例如@@@@锂铌酸锂@@、钽酸锂@@、石英或镧镓硅酸盐@@。每种材料均具有不同的电性能和@@温度系数@@。
  • 滤波器@@基板的两侧都覆盖有由梳状指形物形成的金属层@@,该指形物用作叉指式换能器@@(IDT)。(图@@.1)
图@@ .1 : SAW 滤波器@@的内部组成@@

图@@ .1 : SAW 滤波器@@的内部组成@@(由南佛罗里达大学提供@@)

信号@@如@@何通过设备@@@@传输@@?

  • 电信号@@被提供给设备@@@@的一端@@;此端的梳状@@IDT将信号@@转换为声能@@,并将其作为表面声波@@发送到基板上@@。然后声波被另一个@@IDT转换回金宝博@@手机登录@@ 另一端的电子信号@@@@。

它如@@何过滤掉特定的频率@@?

  • 穿过基板表面的声波移动的速度慢于任一端上@@IDT的电气速度@@。而@@穿过基板的波发生的延迟在接收端的@@IDT处相结合@@,进而@@产生了有限冲激响应@@(FIR)滤波器@@响应@@。
  • 通过调整穿过基板的行进距离和@@@@IDT指的尺寸@@,可改变冲激响应@@。而@@这就决定了带宽@@@@、中心频率@@、类型和@@其他因素@@。

其他考虑因素@@

  • 中心频率@@的范围从@@50MHz到约@@@@2.7GHz。
  • 可处理@@10-30dBm信号@@,但@@不适用于@@高功率信号@@@@。
  • 标准@@SAW中的频率温度系数存在问题@@(约@@-50ppm/℃),但@@也可以使用更为昂贵@@的温度补偿模型@@,其系数低至@@@@-15至@@-25ppm/℃。
BAW 摘要信息@@
(+)在高频@@(1.5GHz-6GHz)下性能高于@@SAW
(+)优秀的@@Q——通常情况下@@,其损耗极低且带外衰减@@大@@
(+)滤波器@@尺寸随着频率的增加而@@降低@@,因此非常适用于@@要求苛刻的@@3G和@@4G应用@@
(+)对温度变化的敏感度远低于@@SAW
(-)比@@SAW贵@@

BAW 详细信息@@

BAW 滤波器@@的结构@@是什么@@@@?

BAW通常使用石英晶体作为压电基板@@。石英的顶部和@@底部均带有金属贴片@@。(图@@.2)

BAW 滤波器@@的结构@@

图@@ .2 : BAW 滤波器@@的结构@@

信号@@如@@何通过设备@@@@传输@@?

  • 位于石英顶部和@@底部的金属片会激发声波@@,该声波会在贴片和@@晶体之间来回反弹@@。BAW中的声波以垂直方式传播@@,而@@SAW滤波器@@则采用水平行进路径@@。

它如@@何过滤掉特定的频率@@?

  • 谐振频率与薄膜厚度成反比@@@@,这同时@@适用于@@金属和@@介电层@@。例如@@@@,减少顶层金属的厚度可以增加共振频率@@。这就是滤波器@@尺寸随着频率的升高而@@降低的原因@@。
  • 通过将声波能量存储在压电材料中@@,BAW可以实现非常高的品质@@(Q),从而@@转换成带外衰减@@大且极具竞争性的滤波器@@@@。

其他考虑因素@@

  • 其他类型的@@BAW滤波器@@包括@@FBAR(薄膜体声波@@谐振器@@)和@@BAW-SMR(固态装配谐振器@@BAW)设备@@@@,其中包括能够很好地捕获声波并产生高声能的附加微结构@@——因而@@在微波频率和@@相同尺寸的条件下@@,此类滤波器@@的@@Q值@@要高于任何其他的滤波器@@@@。

文章摘要@@

滤波器@@在所有信号@@处理应用@@中都至@@关重要@@。随着现代无线技术的进步@@,对滤波器@@的需求越来越少@@,但@@质量要求却越来越高@@。声波滤波器@@@@不是借助分立金宝博@@手机登录@@ 来制作尺寸限制滤波器@@并处理寄生电容对滤波的影响@@,而@@是提供了更好的解决方案@@。这些无源@@、单片式滤波器@@采用了紧凑的@@IC设计@@,具有体积小@@、成本低且@@Q因子@@高的特点@@,并且能够满足高度特定和@@高性能的滤波要求@@。SAW滤波器@@适用于@@较低频率@@(最高@@2.7GHz),BAW滤波器@@则适用于@@较高频率@@(2.7GHz-6GHz)。得益于这些滤声器@@,RF应用@@的@@ 滤波器@@设计@@@@ 已经改为@@ 滤波器@@选择@@ ,大大简化了这一过程@@。

文章来源@@:digikey

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