表面聲波濾波器

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學生 : 張煌輝 學號 :G990K026

班級 : 電子碩一

表面聲波濾波器

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表面聲波濾波器應用

 由於表面聲波元件( Surface Acoustic Wave Dev ices )具有相當高的品質因數( Quality Facto r )與頻率穩定度,且其亦具有體積小、重量輕、

與 IC 製程技術相容等優點,因此被廣泛應用於無 線通訊上的濾波器、諧振器與振盪器之設計。以目 前已開發的表面聲波元件,主要涵蓋在 10MHz~3GH z 之間,舉凡射頻信號發射 / 接收以及信號處理

,甚或電視視訊、衛星通訊,雷達系統等等,皆可 得以應用之。

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 1. 無線射頻模組發射 / 接收端

如遙控器、編解碼器 等。

 2. 無線通訊

如行動電話(含汽車電話)、大哥大、呼叫器 等。

 3. 中頻電路訊號處理

本地振盪電路、光纖通訊、數據傳輸 等。

 4. 視訊傳播

如中頻濾波電路,衛星電視接收、有線電視轉換器, 及 高解析度電視( HDTV ) 等。…

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表面聲波元件之種類

 表面聲波元件的構造,依照交叉指狀電極 Interdi gitalTransducer ; IDT )的設計不同,可以產生 以下分類 :

a. 橫向濾波器( Transverse Filter )

b. 複線耦合濾波器( Multistrip Coupler Filter

; MSC Filter )

c. 多指濾波器( Interdigited Interdigital Tran sducer ; IIDT Filter )

d. 雙模濾波器( Double-Mode Filter ; DM Filte r )

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表面聲波元件的發展

 在 1855 年英國科學家 Lord Rayleigh 於地震研 究領域就發現了表面聲波的存在,此後則將此現象 運用於地震研究上,此表面波亦被稱為 Rayleigh wave ;直到 1965 年美國人 White, R.M. 及 Voltm er,F.W. 發現在壓電晶體上鍍上交叉指狀電極( In terdigital Transducer : IDT ),則可產生表面 聲波,而後便開啟了表面聲波元件於電子射頻信號 處理領域中的應用。

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表面聲波濾波器原理

如圖所示,主要構成的要素 為在一光滑的壓電材料基板 上製作出兩組交指叉電極換 能器,由輸入端外加一時變 電壓信號,使相鄰的交指叉 電極間產生逆壓電效壓,將 電能轉換成機械能,並在壓 電基板表面激發出機械振動 波,波穿過兩組換能器間延 遲距離傳遞至另一組交指叉 電極,藉由正壓電效應,將 接收到的機械振動波轉換成 電能訊號,來達到濾波的效 果。

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交叉指狀電極的設計

 表面聲波元件的中心頻率主要取決於指狀電極的間 距,指狀電極的重疊長度 W 則直接影響表面聲波元 件輸出時信號振幅的大小,一般而言,重疊長度越 長其振幅越大,也就是插入損失越小;而重疊長度 越短其振幅越小,也就是插入損失較大,不過過長 的重疊長度非但無法降低插入損失,反而只是徒增 元件的大小而已,所以經由最佳化的設計後可得一 適當的重疊長度。

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交叉指狀電極設計圖形

Figure

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