聲表面波元器件應用

聲表面波元器件應用解說

聲表面波（SAW）是一種波沿彈性基板的表面傳播。聲表頻率表示為：
F = V / λ
其中 V 是聲表面波的速度 (~3,100m/s)，λ 是 IDT 的週期。

聲表面波器件的類型

器件在（圖 - 1）是一種基本的延時線，因為波需要時間來往返傳感器 - 通常 3 毫米的路徑需 1 微秒時間。與電磁波來比這是非常緊湊的，其中在自由空間，1 微秒的延遲需要 300 米的路徑。 該器件還可以用來作為一個帶通濾波器，因為傳感器最有效的運作是表面聲波波長時等於傳感器間距 - 在其它頻率的波產生的個別方面的差距不是在第一階段，所以振幅衰退當頻率改變。

另一項基本器件是聲表諧振器。這使用陣列的金屬條，與間距 λ/ 2，反射的波浪。這些陣列可以提供強大聲表面波反射，兩組陣列可以用來形成聲表面波腔，並有高達 105 Q 值。這種諧振器通常用於高穩定性的振蕩器。

上述器件只是一些基本類型。許多獨特的變化是可以成為聲表面波器件，其應用範圍從壓電的應變計到脈衝壓縮雷達，以至手機。

最常見的是帶通濾波器組，這非常廣泛使用在無線電系統（包括手機和基站），國內電視。 有許多類型具有不同的優勢，如低形狀因子，低插入損耗，小尺寸，或高頻率運行。 類型種類繁多是可能的，因為幾乎任意形狀，都可以採用光刻技術或類似於半導體處理方式，來定義高精度的表面。 一個典型的聲表面波帶通濾波器的特徵顯示如(圖 - 2)。

聲表面波應用

在電信方面，表面聲波濾波器發揮了關鍵作用。由於其特殊功能，不同的產品正越來越多地使用在不同的傳輸系統：

• 帶通濾波器通常如 RF (Radio Freqency) 射頻濾波器和中頻濾波器 (IF Filter) 應用於通信系統的數據處理。舉幾個例子，這些應用是移動電話基站，點對多點系統，無線電通信系統，專業移動無線電（PMR）技術系統，及無線本地環路（WLL）系統。
• 時鐘恢復濾波器 (Clock recovery filters) 應用於光纖系統的數字再生，如 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 光纖分佈式數據接口，ISDN (integrated services digital network) 整合服務數位網路，LAN (Local Area Network) 局域網等
• 尼奎斯特 (Nyquist) 和殘留邊帶濾波器應用於電視傳輸系統的電視發射機和高品質的接收器，調製器/解調器和轉換器的有線電視頭端等。
• 帶通濾波器應用於基站包括濾波器適用於全球所有標準（TDMA，CDMA，GSM，和 W-CDMA）。濾波器應用於 WLL 環路系統有可用於生產的 CDMA，W-CDMA，DECT，GSM，和專有標準。 中繼式無線電濾波器應用於 PMR 垂直磁記錄基站，移動和手持式應用，提供數字標準 TETRA。

有效設計聲表面波元器件

一般來說，一個聲表濾波器製造商將提供他們最喜愛的元器件作為標準，並為工程師們創造一個設計參考。通常，一個標準的元器件可用於最常見的產品應用。然而，對於應用要求的參數，目前尚未有行業的標準。 在這種情況下，下列提供的信息可以有效地設計一個聲表濾波器：

標稱頻率 Nominal Frequency (F_n)

中心頻率 F₀ 的標稱值和被用作參考頻率的相關標準。單位標稱頻率為兆赫 MHz。

插入損耗 Insertion Loss (IL)

輸出功率對負載阻抗的對數比，在濾波器插入之前的輸出功率對濾波器插入之後的負載阻抗。插入損耗的單位為分貝 dB。先前的聲表濾波器設計技術，常將 10 分貝以下的插入損耗納入常規的設計規範， 但是，可達到的最小插入損耗，一般受分頻寬的影響和影響這一比率的基板材料。插入損耗的值將會慢慢增加接近基板材料的分頻寬極限。例如，8% 分頻寬值，將會漸漸產生較低的插入損耗比 30% 分頻寬值，在使用相同的基板材料條件下。

通帶寬度 Pass Bandwidth (BWp)

頻率的間隔於3 dB 的相對衰減（最小插入損耗的衰減）。

阻帶寬度 Stop Bandwidth (BWr)

頻率的間隔於指定的值為「甲」分貝的相對衰減（最小插入損耗的衰減）。

轉換帶寬 Transition Bandwidth (BWt)

轉換帶寬可以被稱為邊界，該區介於阻帶和通帶被發現的兩邊之間。

通帶紋波 Pass band Ripple (AR)

通帶內某一規定頻段衰耗的最大變化值。通帶內衰減最低峰值和衰減最大峰值之間的差值。單位是分貝 dB。

群延遲漣波 Group Delay Ripple (GDR)

群延遲最高和最低值的變化值於指定範圍內的通帶。單位 μs 微秒。

抑制 Rejection (REJ.)

聲表面波濾波器的所有的範圍不包括的通帶。抑制也可以稱為抑制範圍或阻帶。我們可以把這種現象稱為範圍，其中相對衰減大於具體的抑制。 只要有適當的材料選擇和設計，50dB 的抑制，或更高，是可能的，可以於分數帶寬和波形因素的範圍內廣泛選擇。

終端阻抗 Terminating Impedance (Zt)

阻抗呈現於濾波器源或負荷。

封裝 Package

影響聲表濾波器封裝大小的因素，包括與中心頻率，帶寬和形狀因子，以及其他次要因素。例如，較低的頻率需要較大的基板，從而給設計師增加封裝尺寸。 因此，封裝體積小型化的重要挑戰，一直是德銘特設計工程師努力追求的目標。在選擇元器件封裝，我們建議闡明一般偏好。德銘特的封裝設計，採用最符合製造成本效益的方法與平衡參數的要求。

概述及相關說明

SAW 聲表元件簡介

聲表SAW 元件主要作用原理是利用壓電材料的壓電特性，利用輸入與輸出換能器（Transducer），將電波的輸入訊號轉換成機械能，經過處理後，再把機械能轉換成電的訊號，以達到過濾不必要的訊號及雜訊，及提升收訊的品質。

聲表面波 SAW 的製作可分為晶圓清洗、鍍金屬膜、上光阻、顯影、蝕刻、去光阻、切割、封裝、上蓋到印刷等相關步驟，具有大量生產、損耗低、及高選擇性，適用於無線通訊等特點。

聲表濾波器 SAW Filters 廣泛應用在各種無線通訊系統、電視機、錄放影機、及全球衛星定位系統接收器上，比傳統的 LC 濾波器安裝更簡單、體積更小。

德銘特電子聲表元件 SAW 的優勢

德銘特電子的聲表濾波器和聲表諧振器取得了成功發展，由於我們靈活的設計能力和成本優化的生產設施。 德銘特除了提供廣泛的標準聲表面波元器件，德銘特有著多行業的工程經驗，涵蓋數百個專門客戶訂製設計的聲表濾波器和諧振器、帶通濾波器、低損耗濾波器和聲表應用的子系統。

如德銘特的經營理念：

• 腳踏實地，精益求精。
• 創造利潤，回饋社會。
• 共創利潤，與客戶分享，是我們經營的最終目標。

德銘特提供高品質的零部件，根據每個客戶的特殊需求，在性能，成本和技術方面，可做相對應的配合。對於陶瓷陷波器有關的市場資源開發或已停產的壓電產品，建議您聯繫我們的銷售部，以便將你的要求轉達德銘特相關部門。

PDF 產品目錄及設計應用下載:

• 聲表面濾波器、聲表面諧振器全系列產品目錄下載。
• 聲表面濾波器諧振器封裝類型與尺寸。
• 聲表諧振器概述及相關說明。
• 有效設計聲表面波元器件。
• 聲表面波元器件應用。