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聲表面波器件(SAW)的工作原理和應用

如意 ? 來源:晶科鑫 ? 作者:晶科鑫 ? 2020-06-19 08:52 ? 次閱讀

聲表面波器件通常簡稱SAW(Surface Acoustic Wave),聲表面器件在頻率元器件分為兩種:聲表面波諧振器(SAW resonator)和聲表面濾波器(SAW Filter),其原理是基于一種用石英、鈮酸鋰或釬鈦酸鉛等壓電晶體為基片,在其表面拋光后在上面蒸發一層金屬膜,通過光刻工藝制成兩組具有能量轉換功能的交叉指型的金屬電極。分別稱為輸入叉指換能器和輸出叉指換能器。當輸入叉指換能器接上交流電壓信號時,壓電晶體基片的表面就產生振動,并激發出與外加信號同頻率的聲波,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,故稱為聲表面濾波,其中一個方向的聲波被除數吸聲材料吸收,另一方向的聲波則傳送到輸出叉指換能器,被轉換為電信號輸出。

在聲表面波器件中,是信號經過電-聲-電的兩次轉換,由于基片的壓電效應,則叉指換能器具有選頻特性。由此可見是兩個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。利用輸入和輸出換能器將電波的輸入信號轉換成機械能,經過處理后,再把機械能轉換成電的信號,以達到過濾掉不必要的信號和雜訊,提升授勛品質的目標。

聲表面波器件特點:

1.模擬數字兼容;

2.設計靈活性大;

3.輸入輸出阻抗誤差小;

4.群延遲時間偏差;

5.頻率選擇性優良;

6.抗電磁干擾性能好;

7.可靠性高;

8.傳輸損耗小;

9.制作的器件體小量輕。

表面聲波有下列四個主要方面的應用:

1.電子元件方面的應用;如:以聲波傳播為基礎的濾波器、振蕩器、變壓器和傳感器。表面聲波濾波器在移動電話中得到重要的應用。

2.無線電和電視方面的應用;例如;表面聲波濾波器能使無線電接收的頻率范圍很窄和準確。

3.地球物理利用表面聲波和聲波在地球表層傳播的性質,監測和預報地震。

4.利用表面聲波的性質驅動微射流。

聲表面波器件頻率只要應用于中高頻,頻率范圍從70MHz~4GHz,及更高頻率,比較常用的頻點有70MHz, 154M, 315M, 360M, 418M, 433.92M, 868MHz等頻率,封裝分為SMD和DIP兩種封裝。SMD常用的封裝尺寸有1.4*1.1mm,3.0*3.0mm,3.8*3.8mm,5.0*5.0mm,5.0*3.5mm,5.0*5.0mm。DIP常用的封裝有TO-39和F-11這兩種較多。

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