SAW濾波器的設計課件

SAW濾波器的設計2012.11SAW器件SAW濾波器SAW諧振器SAW延遲線SAW色散延遲線SAW抽頭延遲線SAW振蕩器SAW卷積器SAW標簽（RFID）SAW傳感器SAW濾波器一）IF濾波器1）橫向濾波器2）單相單向換能器濾波器SPUDT2）諧振單相單向換能器濾波器RSPUDT3）扇形濾波器SLANTED/SPUDT4）橫向耦合諧振濾波器(TCRF)二）RF濾波器1）雙模濾波器(DMS/CRF/LCRF)2）梯形濾波器(LadderType)3）混合濾波器(Hybrid)SAW濾波器的特點1）SAW濾波器具有體積小，重量輕，可靠性高等特點，SAW濾波器是利用叉指換能器在壓電材料上激發(fā)和檢測SAW來實現(xiàn)濾波功能的，SAW速度比電磁波的慢5個數(shù)量級，一般只有幾Km/s，所以SAW濾波器的體積很小。外殼：DIP3825，DIP3512，DIP2712，DIP2212，F(xiàn)11，TO39SMD2409，SMD13.3*6.5，SMD9*7，SMD7*5，SMD5*5，SMD3.8*3.8，SMD3.0*3.0CSP2520，CSP2016，CSP1411，CSP1109，CSP08062）電性能優(yōu)越,a）損耗低，可小于1dBb）帶外抑制高，可達60dBc）矩形度好，矩形系數(shù)可小于1.03d）通帶波動小e）群時延波動小f）相位波動小3）采用半導體平面工藝制作，便于批量生產(chǎn),因而成本低SAW橫向濾波器特點1)設計靈活,幅頻特性和相頻特性可以獨立設計,理論上可于合成任意頻響濾波器2)矩形度高,通帶波動小,帶外抑制高,群時延波動小,相位波動小3)由于換能器的雙向損耗，損耗較大，一般在15dB—35db4)一般用于IF濾波SAW橫向濾波器設計流程1)根據(jù)指標要求選擇基片材料、芯片長度、外殼大小2)將濾波器的頻響移到基帶或低中頻3)確定一個換能器長度,用優(yōu)化算法尋找其加權系數(shù),頻響的通帶和阻帶最好是等波動的4)確定另一個換能器長度,用優(yōu)化算法尋找其加權系數(shù),算法最好是最小二乘法5)將兩換能器的加權系數(shù)序列分別與sin(x)/x函數(shù)進行卷積，然后抽樣，得到兩換能器的加權系數(shù)6)若換能器采用變跡加權，則將換能器傾斜90%以上后，然后乘以孔徑；若換能器采用抽指加權，則先進行抽指加權，然后乘以孔徑7)計算濾波器的頻響8)采用逆付立葉變換，對濾波器頻響進行補償9)生成版圖采用優(yōu)化算法,使誤差函數(shù)最小,可找到加權序列

用同樣的方法,可以找到第二個換能器的加權序列,只是在進行優(yōu)化時,是將兩換能器頻響的乘積進行優(yōu)化,而不是單獨對第二個換能器進行優(yōu)化將加權系數(shù)與Sinc(x)卷積,得到時域波形信號對其進行抽樣,交替乘上+1,-1,然后歸一化,得到換能器的加權系數(shù)該過程就是將基帶信號調制到中心頻率相加起來,得換能器的時域波形調制到中心頻率由于一般采用分裂指結構,即每個周期有4根指條,則需在得到的加權序列的每個隔一數(shù)后添0,例如原先的序列:0.99,-0.93,0.90,-0.85,0.80添0后的序列a(i):0.99,0,-0.93,0,0.90,0,-0.85,0,0.80,0乘以換能器孔徑后,設中間開始的第一根指的坐標y(1)y(i+1)-y(i)=a(i),這樣就可得到

換能器指條的切口坐標,然后1）若采用變跡加權，將濾波器包絡傾斜90%以上。2）若采用抽指加權,利用抽指加權算法對濾波器加權函數(shù)進行抽指加權SAW濾波器的設計2013.01均勻IDT+變跡加權IDT長度較短,一般適用于低成本濾波器,例如TV濾波器,高耦合材料由于體波的影響,帶外抑制一般低于50dB抽指加權IDT+變跡加權IDT一般制作在低耦合材料,帶外抑制可達50dB以上變跡加權IDT+多條耦合器(MSC)+變跡加權IDT一般制作在高耦合材料上,體波影響小,帶外抑制可達60dB,全轉移的多條耦合器條數(shù)若其中:濾波器導納的計算將換能器的結構傳換成脈沖序列,相鄰指條的切口坐標相減,看成脈沖強度,脈沖位置位于兩指條之間為第i個脈沖與第j個脈沖的重疊長度為第i個脈沖的水平方向的位置為第j個脈沖的水平方向的位置SAW速度為頻率因之,與材料有關為Legrandre函數(shù)為換能器2的靜電容為換能器1的靜電容換能器的靜電容：i,j對連接到火線匯流條上的電極求和為第i根電極與第j根電極的有效重疊長度1)計算誤差函數(shù),將分析計算的頻響與理想的德爾塔模型頻響相減,可得誤差頻響2)將誤差函數(shù)除以一個換能器的頻響3)進行逆付立葉變換4)將逆付立葉變換的結構加上第二個換能器的脈沖序列5)將脈沖序列轉換成指條結構濾波器的