SAW滤波器的设计课件

SAW滤波器的设计2012.11SAW器件SAW滤波器SAW谐振器SAW延迟线SAW色散延迟线SAW抽头延迟线SAW振荡器SAW卷积器SAW标签（RFID）SAW传感器SAW滤波器一）IF滤波器1）横向滤波器2）单相单向换能器滤波器SPUDT2）谐振单相单向换能器滤波器RSPUDT3）扇形滤波器SLANTED/SPUDT4）横向耦合谐振滤波器(TCRF)二）RF滤波器1）双模滤波器(DMS/CRF/LCRF)2）梯形滤波器(LadderType)3）混合滤波器(Hybrid)SAW滤波器的特点1）SAW滤波器具有体积小，重量轻，可靠性高等特点，SAW滤波器是利用叉指换能器在压电材料上激发和检测SAW来实现滤波功能的，SAW速度比电磁波的慢5个数量级，一般只有几Km/s，所以SAW滤波器的体积很小。外壳：DIP3825，DIP3512，DIP2712，DIP2212，F11，TO39SMD2409，SMD13.3*6.5，SMD9*7，SMD7*5，SMD5*5，SMD3.8*3.8，SMD3.0*3.0CSP2520，CSP2016，CSP1411，CSP1109，CSP08062）电性能优越,a）损耗低，可小于1dBb）带外抑制高，可达60dBc）矩形度好，矩形系数可小于1.03d）通带波动小e）群时延波动小f）相位波动小3）采用半导体平面工艺制作，便于批量生产,因而成本低SAW横向滤波器特点1)设计灵活,幅频特性和相频特性可以独立设计,理论上可于合成任意频响滤波器2)矩形度高,通带波动小,带外抑制高,群时延波动小,相位波动小3)由于换能器的双向损耗，损耗较大，一般在15dB—35db4)一般用于IF滤波SAW横向滤波器设计流程1)根据指标要求选择基片材料、芯片长度、外壳大小2)将滤波器的频响移到基带或低中频3)确定一个换能器长度,用优化算法寻找其加权系数,频响的通带和阻带最好是等波动的4)确定另一个换能器长度,用优化算法寻找其加权系数,算法最好是最小二乘法5)将两换能器的加权系数序列分别与sin(x)/x函数进行卷积，然后抽样，得到两换能器的加权系数6)若换能器采用变迹加权，则将换能器倾斜90%以上后，然后乘以孔径；若换能器采用抽指加权，则先进行抽指加权，然后乘以孔径7)计算滤波器的频响8)采用逆付立叶变换，对滤波器频响进行补偿9)生成版图采用优化算法,使误差函数最小,可找到加权序列

用同样的方法,可以找到第二个换能器的加权序列,只是在进行优化时,是将两换能器频响的乘积进行优化,而不是单独对第二个换能器进行优化将加权系数与Sinc(x)卷积,得到时域波形信号对其进行抽样,交替乘上+1,-1,然后归一化,得到换能器的加权系数该过程就是将基带信号调制到中心频率相加起来,得换能器的时域波形调制到中心频率由于一般采用分裂指结构,即每个周期有4根指条,则需在得到的加权序列的每个隔一数后添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乘以换能器孔径后,设中间开始的第一根指的坐标y(1)y(i+1)-y(i)=a(i),这样就可得到

换能器指条的切口坐标,然后1）若采用变迹加权，将滤波器包络倾斜90%以上。2）若采用抽指加权,利用抽指加权算法对滤波器加权函数进行抽指加权SAW滤波器的设计2013.01均匀IDT+变迹加权IDT长度较短,一般适用于低成本滤波器,例如TV滤波器,高耦合材料由于体波的影响,带外抑制一般低于50dB抽指加权IDT+变迹加权IDT一般制作在低耦合材料,带外抑制可达50dB以上变迹加权IDT+多条耦合器(MSC)+变迹加权IDT一般制作在高耦合材料上,体波影响小,带外抑制可达60dB,全转移的多条耦合器条数若其中:滤波器导纳的计算将换能器的结构传换成脉冲序列,相邻指条的切口坐标相减,看成脉冲强度,脉冲位置位于两指条之间为第i个脉冲与第j个脉冲的重叠长度为第i个脉冲的水平方向的位置为第j个脉冲的水平方向的位置SAW速度为频率因之,与材料有关为Legrandre函数为换能器2的静电容为换能器1的静电容换能器的静电容：i,j对连接到火线汇流条上的电极求和为第i根电极与第j根电极的有效重叠长度1)计算误差函数,将分析计算的频响与理想的德尔塔模型频响相减,可得误差频响2)将误差函数除以一个换能器的频响3)进行逆付立叶变换4)将逆付立叶变换的结构加上第二个换能器的脉冲序列5)将脉冲序列转换成指条结构滤波器的