手机终端通信模块主要由天线、射频前端模块、射频收发模块、基带信号处理等组成。射频前端模块介于天线和射频收发模块之间,是智能移动互连领域的重要组成部分。射频前端器件主要包含:滤波器(Filter)、低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)、功率放大器(Power Amplifier,PA)、射频开关(RF Switch)、天线调谐开关(RF Antenna Switch)、双工器(Duplexer)等。射频滤波器由电容、电感、电阻等元件组成,并将特定频率外的信号滤除,保留特定频段内的信号。目前,手机常用滤波器产品主要包含:声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave Filter,SAW Filter)、固贴式薄膜体声波滤波器(SMR Bulk Acoustic Wave Filter)、薄膜腔体谐振滤波器(FilmBulk Acoustic Resonator,FBAR)、滤波器模组,如DiFEM(分集接收模组,集成射频开关和滤波器)、LFEM(集成射频开关、滤波器及低噪声放大器)等。SAW 声表面波元件的制作可分为晶圆清洗、镀金属膜、上光阻、显影、蚀刻、去光阻、切割、封装、等相关步骤。宝安区声表面谐振器测量
SAW 滤波器的特征和优点,正适应了现代通信系统设备及便携式电话轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠等方面的要求。其不足之处是:所需基片材料价格昂贵,另对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造工艺要求高。
虽然SAW和TC-SAW滤波器非常适合约1.5GHz以内的应用,高于1.5GHz时,BAW滤波器非常具有性能优势。BAW滤波器的尺寸还随频率升高而缩小,这使它非常适合要求非常苛刻的3G和4G应用。此外,即便在高宽带设计中,BAW对温度变化也不那么敏感,同时它还具有极低的损耗和非常陡峭的滤波器裙边(filterskirt)。 海珠区声表面谐振器电路详解因为声表面波和衬底发生了强烈的耦合,所以其传播过程中的振幅和速度都会受到衬底参数的影响。
声表面谐振器的主要特点是设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良(可选频率范围为10MHz~3GHz)、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰(EMI)性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻,其体积、重量分别是陶瓷介质滤波器的1/40和1/30左右,且能实现多种复杂的功能。SAW滤波器的特征和优点,适应了现代通信系统设备及便携式电话轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠等方面的要求。其不足之处是所需基片材料的价格昂贵,对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造工艺要求高。受基片结晶工艺苛刻和制造精度要求严的影响,日本富士通、三洋电器、丰田等少数几家掌握压电基片生产技术的制造商垄断了世界SAW滤波器市场。富士通公司控制了移动电话用小型射频声表面谐振器全球市场40%左右的份额,目前其年产量在1.5亿只以上,较小的产品尺寸已达到2.5mm×2mm,重22mg,集倒装式组件和谐振器型滤波器设计于一体,使滤波器性能突破性飞跃。三洋电器公司是世界的视听家电用SAW滤波器制造商之一,为保持其价格上的优势,该公司在我国深圳设有组装厂,年产5000万只。丰田公司主要生产移动通信用声表面谐振器,可提供30多种标准型产品,均适用于表面安装。
早期声表面谐振器的缺陷是插入损耗大(一般在15dB以上),而这对于要求低功耗的通信设备特别是接收前端是完全无法接受的。为满足现代通信系统及其它用途的要求,人们通过开发高性能的压电材料和改进IDT设计,使器件的插入损耗降低到3dB~4dB,可达1dB。而在众多压电材料研究成果中,更为引人注目的是日本村田制作所发明的ZnO/蓝宝石层状结构基片材料,利用这种基片材料,已制造出1.5GHzPDC用射频声表面谐振器,其插入损耗只1.2dB。通过将合适的振荡信号(交流电压)施加到一组经过特定设计的叉指型换能器栅极两端可以激励出SAW信号。
声表面波滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。所谓压电效应,即是当晶体受到机械作用时,将产生与压力成正比的电场的现象。具有压电效应的晶体,在受到电信号的作用时,也会产生弹性形变而发出机械波(声波),即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播,故称为声表面波。声表面波滤波器的英文缩写为SAWF,声表面波滤波器具有体积小,重量轻、性能可靠、不需要复杂调整。在有线电视系统中实现邻频传输的关键器件。声表面波滤波器的特点是:(1)频率响应平坦,不平坦度只为±0.3-±0.5dB,群时延±30-±50ns。(2)SAWF矩形系数好,带外抑制可达40dB以上。(3)插入损耗虽高达25-30dB,但可以用放大器补偿电平损失。与芯片的制造一样,SAW滤波器的工艺和设计同等重要。荔湾区声表面谐振器振荡电路
当压电基材选定之后,声表面谐振器的工作频率则由IDT电极条宽决定。宝安区声表面谐振器测量
声表谐振器也就是声表面滤波器,是在压电基片材料表面产生和传播、且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器——叉指换能器(IDT)。它采用半导体集成电路的平面工艺,在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜,把设计好的两个IDT的掩膜图案,利用光刻方法沉积在基片表面,分别作为输入换能器和输出换能器。其工作原理是输入换能器将电信号变成声信号,沿晶体表面传播,输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。
声表面谐振器在抑制电子信息设备高次谐波、镜像信息、发射漏泄信号以及各类寄生杂波干扰等方面起到良好的作用,可以实现任意所需精度的幅频和相频特性的滤波,这是其它滤波器难以完成的。近年来国外已将声表面谐振器片式化,重量只有0.2g;另外,由于采用了新的晶体材料和的精细加工技术,使声表器件上使用上限频率提高到2.5GHz~3GHz。从而促使声表面谐振器在抗EMI领域获得更***的应用。 宝安区声表面谐振器测量
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