扒一扒SAW、BAW、FBAR滤波器原理

2023-07-03

SAW滤波器的基本理论

SAW是在压电基片材料表面产生并传播,且振幅随着深入基片材料的深度增加而迅速减少的一种弹性波。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(Interdigital Transducer,IDT),分别用作发射换能器和接收换能器。
发射换能器将RF信号转换为声表面波,在基片表面上传播,经过一定的延迟后,接收换能器将声信号转换为电信号输出。滤锋岩波过程是在电到声和声到电的转换中实现,所以可以将SAW滤波器等效为一个两端口的无源网络,如图2所示。图中H1(ω)是发射(或输入)叉指换能器IDT1的频率响应, H2(ω)是接收(或输出)叉指换能器IDT2的频率响应, H3 (ω)是SAW在两叉指换能器间的传输特性。设声表面波的波速是Vs,由于银逗御Vs是非色散性的,显然H3(ω)可等效为一个具有一定延时t0的全通时延网络。若输入和输出叉指换能器中心间的距离为L,则有
式中A3为常数,一般记为1。于是,SAW滤波器总的传输函数(或频率响应)是应用傅里叶变换指卖特性,在分析中考虑1|)(|3≈ωH,因此,可以不计入)(3ωH。声表面波滤波器的频率响应为

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