聲表濾波器：從GSM到5G，現(xiàn)代電子的隱形英雄

聲表濾波器（Surface Acoustic Wave, SAW Filter）是一種利用聲表面波傳播特性進(jìn)行信號(hào)處理的電子元件。憑借其高選擇性、體積小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，聲表濾波器在無(wú)線通信、電視廣播、雷達(dá)系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將介紹聲表濾波器的工作原理，并通過(guò)詳細(xì)的應(yīng)用實(shí)例展示其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。

工作原理

基本結(jié)構(gòu)

聲表濾波器通常由一個(gè)壓電基底（如石英、鈮酸鋰等）和兩個(gè)金屬電極陣列（即輸入和輸出換能器）組成。壓電基底能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械波（聲波），并反之亦然。

輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換

當(dāng)輸入電信號(hào)加到輸入換能器時(shí)，輸入換能器會(huì)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲表面波。這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程依賴于壓電效應(yīng)，即電信號(hào)在壓電基底上產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變，從而生成聲表面波。

聲波傳播

聲表面波在壓電基底的表面?zhèn)鞑?。通過(guò)調(diào)節(jié)電極的間距和排列，可以控制聲波的頻率響應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)特定頻段的濾波效果。

輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換

聲波到達(dá)輸出換能器后，再次通過(guò)壓電效應(yīng)將聲波轉(zhuǎn)換回電信號(hào)。聲波在傳播過(guò)程中只保留特定頻段的成分，輸出信號(hào)便完成了濾波過(guò)程。

應(yīng)用實(shí)例

1. 無(wú)線通信設(shè)備

移動(dòng)電話

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于射頻前端模塊中的濾波器。
• 具體頻率：GSM、WCDMA、LTE 等移動(dòng)通信頻段（700 MHz - 2600 MHz）。
• 參數(shù)：
  • 中心頻率：900 MHz（例如 GSM 頻段）
  • 帶寬：35 MHz
  • 插入損耗：< 2 dB
  • 帶外抑制：> 40 dB

Wi-Fi 設(shè)備

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段的 Wi-Fi 信號(hào)過(guò)濾。
• 具體頻率：2.4 GHz 和 5 GHz。
• 參數(shù)：
  • 中心頻率：2.45 GHz（例如 2.4 GHz 頻段）
  • 帶寬：80 MHz
  • 插入損耗：< 1.5 dB
  • 帶外抑制：> 45 dB

2. 電視廣播

數(shù)字電視接收器

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于選擇和過(guò)濾特定頻道的信號(hào)。
• 具體頻率：UHF 頻段（470 MHz - 862 MHz）。
• 參數(shù)：
  • 中心頻率：600 MHz
  • 帶寬：8 MHz
  • 插入損耗：< 3 dB
  • 帶外抑制：> 50 dB

3. 雷達(dá)系統(tǒng)

航空雷達(dá)

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于處理回波信號(hào)，幫助檢測(cè)和分析目標(biāo)物的位置和速度。
• 具體頻率：X 波段（8 GHz - 12 GHz）。
• 參數(shù)：
  • 中心頻率：10 GHz
  • 帶寬：200 MHz
  • 插入損耗：< 2 dB
  • 帶外抑制：> 60 dB

4. 頻率合成器

通信基站

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)。
• 具體頻率：1 GHz。
• 參數(shù)：
  • 中心頻率：1 GHz
  • 帶寬：10 MHz
  • 插入損耗：< 1 dB
  • 帶外抑制：> 70 dB

5. GPS 接收器

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于過(guò)濾 GPS 信號(hào)中的噪聲和干擾。
• 具體頻率：L1 頻段（1575.42 MHz）。
• 參數(shù)：
  • 中心頻率：1575.42 MHz
  • 帶寬：2 MHz
  • 插入損耗：< 1 dB
  • 帶外抑制：> 50 dB

6. 無(wú)線麥克風(fēng)

• 應(yīng)用場(chǎng)景：用于選擇和過(guò)濾無(wú)線音頻信號(hào)，減少干擾。
• 具體頻率：UHF 頻段（600 MHz - 800 MHz）。
• 參數(shù)：
  • 中心頻率：700 MHz
  • 帶寬：10 MHz
  • 插入損耗：< 2 dB
  • 帶外抑制：> 40 dB

聲表濾波器通過(guò)其獨(dú)特的工作原理和優(yōu)良的性能，在現(xiàn)代電子設(shè)備中扮演著關(guān)鍵角色。從無(wú)線通信設(shè)備到電視廣播、雷達(dá)系統(tǒng)和 GPS 接收器，聲表濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛且多樣。其高選擇性、體積小、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，使其在信號(hào)處理和濾波場(chǎng)景中具有不可替代的地位。FCom富士晶振為不同應(yīng)用提供可多樣化的聲表濾波器選擇，并以穩(wěn)定的品質(zhì)和深得客戶的好評(píng)。