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行信號處理的電子元件。憑借其高選擇性、體積小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，聲表濾波器在無線通信、電視廣播、雷達系統(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，并通過詳細的應(yīng)用實例展示其在各個領(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壓電基底（如石英、鈮酸鋰等）和兩個金屬電極陣列（即輸入和輸出換能器）組成。壓電基底能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換為機械波（聲波），并反之亦然。

輸入信號轉(zhuǎn)換

當輸入電信號加到輸入換能器時，輸入換能器會將電信號轉(zhuǎn)換成聲表面波。這個轉(zhuǎn)換過程依賴于壓電效應(yīng)，即電信號在壓電基底上產(chǎn)生機械應(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，實現(xiàn)特定頻段的濾波效果。

輸出信號轉(zhuǎn)換

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

應(yīng)用實例

1. 無線通信設(shè)備

移動電話

• 應(yīng)用場景：用于射頻前端模塊中的濾波器。
• 具體頻率：GSM、WCDMA、LTE 等移動通信頻段（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)用場景：用于 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段的 Wi-Fi 信號過濾。
• 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)用場景：用于選擇和過濾特定頻道的信號。
• 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. 雷達系統(tǒng)

航空雷達

• 應(yīng)用場景：用于處理回波信號，幫助檢測和分析目標物的位置和速度。
• 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)用場景：用于產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號。
• 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)用場景：用于過濾 GPS 信號中的噪聲和干擾。
• 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. 無線麥克風(fēng)

• 應(yīng)用場景：用于選擇和過濾無線音頻信號，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

聲表濾波器通過其獨特的工作原理和優(yōu)良的性能，在現(xiàn)代電子設(shè)備中扮演著關(guān)鍵角色。從無線通信設(shè)備到電視廣播、雷達系統(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，使其在信號處理和濾波場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。