SAW是表面聲波器件的英文縮寫,它是一種利用表面聲波(Surface Acoustic Wave)原理的電子器件。SAW器件可以將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為表面聲波,使其在表面?zhèn)鞑ィ⑼ㄟ^反向轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換回電信號(hào)。SAW器件的主要用途是頻率濾波器,它可以用于無(wú)線通信、雷達(dá)、電視、音頻等領(lǐng)域。
SAW濾波器是一種常見的聲波濾波器,它可以將特定頻率的聲波信號(hào)從混合信號(hào)中分離出來(lái)。SAW濾波器利用表面聲波的傳輸特性,通過設(shè)定合適的諧振頻率和帶寬來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能。下面將介紹如何將SAW制作成聲波濾波器。
1、SAW濾波器基本原理
SAW濾波器的基本原理是利用聲波在晶體中傳播時(shí)的反射和干涉效應(yīng)。當(dāng)一個(gè)電壓信號(hào)通過輸入電極施加在SAW器件上時(shí),它會(huì)激發(fā)出一系列表面聲波,并在晶體中傳播。這些表面聲波在晶體中傳播時(shí),會(huì)受到晶體結(jié)構(gòu)的影響,因此它們的傳播速度和頻率都會(huì)隨著晶體結(jié)構(gòu)的變化而變化。當(dāng)聲波到達(dá)晶體的反射點(diǎn)時(shí),會(huì)被反射回來(lái),并與反射點(diǎn)處的新聲波干涉,從而形成一個(gè)駐波。這個(gè)駐波的頻率取決于晶體的幾何尺寸和材料特性。
SAW濾波器利用這種駐波的形成來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能。具體來(lái)說,它會(huì)在晶體表面上制造一系列反射點(diǎn),這些反射點(diǎn)會(huì)反射出特定頻率的聲波,并與入射聲波干涉。通過調(diào)整反射點(diǎn)的位置和數(shù)量,可以實(shí)現(xiàn)特定的頻率響應(yīng)。
2、制造SAW濾波器的基本步驟
制造SAW濾波器的基本步驟包括以下幾個(gè)方面:
(1)選擇晶體材料
SAW濾波器的制造需要使用晶體材料,常用的材料有石英、鋰鉭酸鋰、LiNbO3等。不同的晶體材料具有不同的特性,如機(jī)械剛度、聲學(xué)速度、衰減系數(shù)等,需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求來(lái)選擇。
(2)制造反射柵
反射柵是SAW濾波器的核心部件,它由一系列周期性的金屬條組成,用于反射聲波。反射柵的制造需要使用光刻技術(shù)和金屬蒸鍍技術(shù),具體步驟如下:
①在晶體表面涂覆一層光刻膠,然后在上面曝光,形成反射柵的圖案。
②將晶體浸泡在顯影液中,使未曝光區(qū)域的光刻膠被溶解掉。
③使用金屬蒸鍍技術(shù),在晶體表面上鍍上一層金屬,形成反射柵。
(3)制造輸入輸出電極
輸入輸出電極是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波信號(hào)和將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部件,它們需要連接到反射柵上。輸入輸出電極的制造需要使用金屬蒸鍍技術(shù)和光刻技術(shù),具體步驟如下:
①在晶體表面涂覆一層光刻膠,然后在上面曝光,形成輸入輸出電極的圖案。
②將晶體浸泡在顯影液中,使未曝光區(qū)域的光刻膠被溶解掉。
③使用金屬蒸鍍技術(shù),在晶體表面上鍍上一層金屬,形成輸入輸出電極。
(4)封裝和測(cè)試
將反射柵和輸入輸出電極封裝在一個(gè)金屬盒子中,形成SAW濾波器。然后進(jìn)行測(cè)試,包括頻率響應(yīng)、帶寬、衰減等性能指標(biāo)的測(cè)試。
3、SAW濾波器的應(yīng)用
SAW濾波器具有高品質(zhì)因數(shù)、低損耗、高可靠性、體積小等優(yōu)點(diǎn),因此在無(wú)線通信、雷達(dá)、電視、音頻等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
(1)無(wú)線通信
在無(wú)線通信中,SAW濾波器主要用于頻率選擇性放大器(FSA)和頻率合成器(PLL)等模塊中,用于濾除雜散信號(hào)和保證信號(hào)質(zhì)量。SAW濾波器還可以用于調(diào)制解調(diào)器(Modem)中,用于濾除噪聲和保證信號(hào)的穩(wěn)定性。
(2)雷達(dá)
在雷達(dá)中,SAW濾波器主要用于接收機(jī)中,用于濾除雜散信號(hào)和保證目標(biāo)信號(hào)的清晰度。由于SAW濾波器具有高品質(zhì)因數(shù)和低損耗的特點(diǎn),所以在雷達(dá)中也有廣泛的應(yīng)用。
(3)電視
在電視中,SAW濾波器主要用于調(diào)制解調(diào)器中,用于濾除雜散信號(hào)和保證圖像的清晰度。SAW濾波器還可以用于音頻處理中,用于濾除噪聲和提高音頻質(zhì)量。
(4)音頻
在音頻領(lǐng)域,SAW濾波器主要用于音頻處理中,用于濾除噪聲和提高音頻質(zhì)量。SAW濾波器可以用于音頻放大器中,用于濾除雜散信號(hào)和保證音頻的清晰度。
總之,SAW濾波器是一種重要的聲波濾波器,它利用表面聲波的傳輸特性,通過設(shè)定合適的諧振頻率和帶寬來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能。SAW濾波器具有高品質(zhì)因數(shù)、低損耗、高可靠性、體積小等優(yōu)點(diǎn),在無(wú)線通信、雷達(dá)、電視、音頻等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
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