淺談濾波器
發布時間:2022-12-22 來源:ARROW 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著現在人們對網絡的速度需求的不斷提升,手機網絡也在不斷的演進,由最初的2G到現在的5G,網wang絡luo速su度du在zai不bu斷duan的de提ti升sheng,由you最zui初chu的de手shou機ji隻zhi能neng用yong於yu通tong話hua到dao現xian在zai的de智zhi能neng社she會hui,萬wan物wu互hu聯lian,給gei人ren們men的de生sheng活huo帶dai來lai了le很hen大da的de便bian利li,同tong時shi這zhe些xie也ye給gei手shou機ji射she頻pin的de設she計ji帶dai來lai了le很hen多duo挑tiao戰zhan,濾lv波bo器qi的de選xuan型xing就jiu是shi其qi中zhong一yi個ge,網wang絡luo的de不bu斷duan演yan進jin導dao致zhi架jia構gou越yue來lai越yue複fu雜za,頻pin段duan越yue來lai越yue多duo,頻pin段duan與yu頻pin段duan之zhi間jian的de幹gan擾rao,頻pin段duan的de倍bei頻pin幹gan擾rao都dou是shi目mu前qian濾lv波bo器qi的de設she計ji需xu要yao考kao慮lv的de問wen題ti,下xia麵mian就jiu和he大da家jia簡jian單dan介jie紹shao一yi下xia濾lv波bo器qi的de工gong藝yi和he參can數shu。
1. 濾波器工藝
目前濾波器主要的工藝:
SAW,BAW,IPD,LTCC
SAW: Surface Acoustic Wave聲表麵波濾波器,利用壓電效應,當dang對dui晶jing體ti施shi以yi電dian壓ya,晶jing體ti將jiang發fa生sheng機ji械xie形xing變bian,將jiang電dian能neng轉zhuan換huan為wei機ji械xie能neng。當dang這zhe種zhong晶jing體ti被bei機ji械xie壓ya縮suo或huo展zhan延yan時shi,機ji械xie能neng又you轉zhuan換huan為wei電dian能neng。在zai晶jing體ti結jie構gou的de兩liang麵mian形xing成cheng電dian荷he,使shi電dian流liu流liu過guo端duan子zi,形xing成cheng端duan子zi間jian的de電dian壓ya。SAW濾波器有一定的局限。SAW在1.5GHz以下使用非常合適,但是在工作頻率超過1.5GHz時,SAW的Q值開始下降,到2.5GHz時,SAW的選擇性已經隻能用在一些要求比較低的場合。
BAW:Bulk Acoustic Wave帶諧振腔體聲波濾波器,聲波垂直傳播,貼嵌於石英基板頂、底兩側的金屬對聲波實施激勵,使聲波從頂部表麵反彈至底部,以形成駐聲波。在>2.5GHz的頻段,BAW壓ya電dian層ceng的de厚hou度du必bi須xu在zai幾ji微wei米mi量liang級ji,因yin此ci,要yao在zai載zai體ti基ji板ban上shang采cai用yong薄bo膜mo沉chen積ji和he微wei機ji械xie加jia工gong技ji術shu實shi現xian諧xie振zhen器qi結jie構gou。為wei了le把ba聲sheng波bo的de能neng量liang局ju限xian在zai濾lv波bo器qi體ti內nei,通tong過guo堆dui疊die不bu同tong厚hou度du和he密mi度du的de薄bo層ceng形xing成cheng一yi個ge聲sheng布bu拉la格ge(Bragg)反射器。或者通過堆疊不同材質的薄層形成一個反射器。BAW濾波器在高頻段可實現低插入損耗和高Q值,成為高性能射頻係統的首選。BAW濾波器的成本目前還很高,這成為了限製BAW普及的重要因素。
IPD:Integrated Passive Devices是半導體無源器件技術,可以用來製作LC濾波電路,所製成的濾波器稱為IPD濾波器。一種集成LC低通濾波器製作工藝為通過光刻、金屬沉積、幹法刻蝕、高溫氧化將電感和電容刻蝕在矽基板上,電感和電容之間通過引線孔光刻方式實現連接,利用通孔和PCB載板接合封裝,簡易圖片如下:
LTCC:Low Temperature Co-fired Ceramic即低溫共燒結陶瓷,是1982年由美國休斯公司開發出的新型材料技術。LTCC是將低溫燒結陶瓷粉製成厚度精確而且致密的生瓷帶,在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導體漿料印刷等工藝製出所需要的電路圖形,並將多個無源器件嵌入其中進行疊壓,最後在1000℃以下進行燒結,從而形成LTCC無源器件。LTCC製造圖如下:
2. 濾波器的主要參數
通帶帶寬:需要通過的頻帶寬度。
帶內插損:通過濾波器的頻率帶寬範圍內的信號損耗,插損越小,性能越好。
帶外抑製:通帶頻率範圍以為的衰減能力,代表其對不需要的信號的衰減能力。
在zai濾lv波bo器qi設she計ji的de過guo程cheng中zhong,這zhe是shi兩liang個ge相xiang互hu平ping衡heng的de指zhi標biao,對dui於yu帶dai外wai抑yi製zhi比bi較jiao好hao的de器qi件jian必bi然ran會hui引yin起qi其qi帶dai內nei插cha損sun的de增zeng加jia,如ru果guo設she計ji考kao慮lv帶dai內nei插cha損sun比bi較jiao小xiao,帶dai外wai抑yi製zhi必bi然ran會hui降jiang低di。
溫度漂移:濾波器在不同溫度下S參數發生漂移的現象。參考下圖的S參數:
溫度上升時,S參數向左移動,這樣會導致帶內插損在通帶的高頻部分增大,溫度降低時,S參數向右移動,這樣會導致帶內插損在通帶的低頻部分增大,對於不同工藝的濾波器其溫漂效果不一樣,BAW工藝的濾波器的溫漂會很小,有些甚至可以做到零溫漂。
耐功率能力:指濾波器能夠承受的最大功率,分為兩種:極限耐功率能力和可持續耐功率能力,一般使用CW波進行測試,
如上圖表示的是對應測試頻點極限耐功率能力。
如上圖表示的是可持續耐功率能力。
以上是對濾波器的一些粗略簡介,對於客戶不同的需求,可以提供不同的選擇,希望能夠對大家在認識和了解濾波器有一些幫忙。
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