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发表于 2021-4-22 13:26:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
大家一起来欣赏一下那些常见的声波滤波器
大家好,今天就整理的一些关于声波滤波器的文章资料,简单做个声波滤波器的概念科普。

最近在看关于声波滤波器的文章,也持续推出了几篇基础理论。当然还没有真正到声波滤波器部分。常见的声波滤波器包括SAW, BAW, FBAR和XBAR,目前网上XBAR的资料还比较少。我们今天简单介绍一下 前三种吧。那个XBAR,等我学的再深入一点再分享。

No.1 SAW 滤波器

SAW 并不是see的过去时,而是 Surface Acoustic Wave 的缩写,也就是声表面波滤波器。

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声表面波滤波器(SAWF)是利用压电陶瓷、铌酸锂、石英及氮化铝等压电石英晶体振荡器材料的压电效应和声表面波传播的物理特性制成的一种换能式无源带通滤波器。目前,基于AlN的SAW器件因其高的声传播速度(大于5500 m/s)和低的声传播损耗而在高频应用中引起了广泛的关注。  
SAW滤波器广泛应用于彩色电视机、手机、GPS定位、卫星通讯和有线电视等电器设备。

SAW滤波器的一些原理示意图如下:(来自公开网络,仅供学习参考)

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No.2 BAW 滤波器

BAW 就是体声波滤波器,BulkAcoustic Wave的缩写。相比SAW滤波器,BAW滤波器更适合于高频率。跟SAW/TC-SAW滤波器一样,BAW 滤波器的大小也随着频率增加而减少。另外,BAW滤波器有对温度变化不敏感,插入损耗小,带外衰减大(steep filterskirts)等优点。

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虽然SAW和TC-SAW滤波器非常适合约1.5GHz以内的应用,但高于1.5GHz时,BAW滤波器非常具有性能优势。BAW滤波器的尺寸还随频率升高而缩小,这使它非常适合要求非常苛刻的3G\4G\5G应用。此外,即便在高宽带设计中,BAW对温度变化也不那么敏感,同时它还具有极低的损耗和非常陡峭的滤波器裙边(filter skirt)。

与SAW滤波器不同,声波在BAW滤波器里是垂直传播。从名字也可以看出,SAW是surface, 沿着表面传播,BAW是bulk,物体内传播。对使用石英晶体作为基板的BAW谐振器来说,贴嵌于石英基板顶、底两侧的金属对声波实施激励,使声波从顶部表面反弹至底部,以形成驻声波。而板坯厚度和电极质量(mass)决定了共振频率。在BAW滤波器大显身手的高频,其压电层的厚度必须在几微 米量级,因此,要在载体基板上采用薄膜沉积和微机械加工技术实现谐振器结构。

为使声波不散漫到基板上,通过堆叠不同刚度和密度的薄层形成一个声布拉格(Bragg)反射器。这种方法被称为牢固安装谐振器的BAW或BAW-SMR器件。
BAW 滤波器的工作原理示意图如下:(来自公开网络,仅用于学习分享)

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No.3 FBAR 滤波器

FBAR滤波器是薄膜腔声谐振滤波器(FilmBulk Acoustic Resonator)的简称,FBAR滤波器不同于以前的滤波器,是使用硅底板、借助mems技术以及薄膜技术而制造出来的,现阶段的FBAR滤波器已经具备了略高于普通SAW滤波器的特性。

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FBAR滤波器在下一代无线通信和无线接入产品中的应用,当今的无线移动产品除了对体积,省电要求越来越高之外,更朝着多功能,多频段,多系统,多协议的融合与集成。当今的无线移动产品除了对体积,省电要求越来越高之外,更朝着多功能,多频段,多系统,多协议的融合与集成的方向发展。
FBAR的示意图如下:

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今天就到这里了,泛泛而谈,给大家一个浅浅的认识。所有内容皆参考自公开文档,仅作学习分享,如有侵权,请联系更改。

来源: 射频学堂

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