SAW濾波器在抗EMI領(lǐng)域獲得的應(yīng)用越來越廣泛

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人類生活水平的逐步提高，家電設(shè)備、移動式和個人攜帶式電子設(shè)備日益增多，于是各電子設(shè)備間的相互影響和干擾問題變得日趨嚴(yán)重和復(fù)雜化。IBM公司對計算機(jī)電源故障進(jìn)行分析后認(rèn)為，近90%的故障源于電磁干擾（EMI）;我國有關(guān)部門1994年對147家企業(yè)生產(chǎn)的不同型號汽車進(jìn)行無線電干擾性能摸底檢測，達(dá)標(biāo)合格汽車僅占1/4。電磁干擾還威脅著人類的健康和安全，海德堡大學(xué)的生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，甚至連微弱的電磁輻射也會通過眼睛侵入大腦，給人們播下癌的種子，因此呼吁人們要警惕“帶電磁的煙霧”。可見，EMI所造成的危害絕不遜于有形的污染。

----而今，如何降低甚至消除電子設(shè)備的EMI已成為全球電子信息業(yè)及消費(fèi)者普遍關(guān)注的問題，世界上為此成立了無線電干擾國際特別委員會（CISPR），美、德、日諸國也分別建立了專門組織FCC、VDE和電磁環(huán)境工程研究會，他們對電子儀器及測量設(shè)備的抗EMI性能要求越來越高，規(guī)定非經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)的產(chǎn)品不得出廠和上市。隨著我國經(jīng)濟(jì)邁入國際范疇，電磁干擾（又稱電磁噪聲）問題已擺在我們面前。

----利用近年來發(fā)展的鐵氧體——陶瓷疊層共燒技術(shù)，可以將若干個鐵氧體疊層電感器和陶瓷疊層電容器集成在一起，經(jīng)過共繞制構(gòu)成截止特性銳敏的片式電磁干擾濾波器。根據(jù)電路特性選擇適當(dāng)?shù)臑V波器可以得到令人十分滿意的抗EMI效果，特別適用于抑制數(shù)字電子設(shè)備及高速數(shù)據(jù)總線產(chǎn)生的噪聲。EMI濾波器按構(gòu)成元件可分為電感器、電容器、LC復(fù)合型濾波器和電容性可變電阻器四種;按構(gòu)成元件材料及生產(chǎn)工藝的不同，則可分為陶瓷型、石英晶體型、介質(zhì)型和聲表面波型EMI濾波器;按具體用途又可分為電源線路用和信號線路用EMI濾波器兩大類。下表列出了有代表性的幾種EMI濾波器及其特點(diǎn)。

----LC復(fù)合型陶瓷濾波器是由鐵氧體電感器L和陶瓷電容器C按不同組合形式構(gòu)成的一類多功能產(chǎn)品，其中心頻率、通帶、振幅、延遲等特性可根據(jù)電路要求靈活設(shè)計，所適應(yīng)范圍相當(dāng)寬，廣泛應(yīng)用于音、視頻家電、通信及辦公自動化設(shè)備的EMI抑制，但最初其頻率較低、體積較大。進(jìn)入90年代后，由于陶瓷疊層印刷技術(shù)的發(fā)展，國外先后開發(fā)出無繩電話用254MHz和380MHz帶通濾波器、便攜電話用700～950MHz濾波器、小功能對講機(jī)用430MHz低通濾波器以及數(shù)字無繩電話用1.9GHz帶通濾波器等LC復(fù)合型片式疊層陶瓷產(chǎn)品，其內(nèi)藏屏蔽層抗干擾強(qiáng)，無需調(diào)整即可適應(yīng)當(dāng)前200MHz～1.5GHz高頻化需求。今后的發(fā)展趨勢是進(jìn)一步高頻化（2GHz以上）、微型化、組件化（內(nèi)藏延遲線、多層諧振器、與濾波器一體化的放大器和混頻器等）和低成本化。

----單片晶體濾波器（MCF）是在石英基片表面配置若干對金屬電極而構(gòu)成的帶通或帶阻濾波器。它利用壓電效應(yīng)的能陷入理論，選擇電極振子的幾何尺寸、返回頻率和電極振子間距控制超聲波的聲學(xué)耦合，從而達(dá)到濾波之目的。其特點(diǎn)是頻率選擇度十分陡峭、損耗低、穩(wěn)定性好、阻帶衰減高，現(xiàn)已在移動通信設(shè)備中大量使用，是必不可少的初級中頻濾波器，對提高整機(jī)靈敏度和抗干擾能力有重要作用。國外MCF產(chǎn)品的實(shí)用化水平為中心頻率數(shù)MHz～150MHz，帶寬0.001～0.1%，頻道間隔12.5～25kHz，最小封裝尺寸為8×8×3.2mm，重僅0.4g。MCF的發(fā)展方向是開發(fā)新型壓電材料、擴(kuò)展帶寬、減少帶內(nèi)延時波動、增大帶外衰減、擴(kuò)充和提高中頻點(diǎn)及線性度、封裝單片尺寸進(jìn)一步小型化和片式化。

----利用介質(zhì)陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率等特點(diǎn)設(shè)計制作的EMI介質(zhì)濾波器，由數(shù)個1/4波長型諧振器縱向多級串聯(lián)或并聯(lián)的梯形線路構(gòu)成。其顯著特點(diǎn)是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄，特別適合便攜電話、汽車電話、無線電臺、無繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級向耦合濾波。國外生產(chǎn)最多的是800～1000MHz范圍內(nèi)的系列EMI介質(zhì)濾波器，其技術(shù)指標(biāo)為插損2～3dB，波紋小于1dB，電壓駐波比約1.5，帶外抑制在規(guī)定頻段內(nèi)可達(dá)20dB以上，一些特殊要求點(diǎn)可達(dá)60dB左右。濾波特性優(yōu)良。其開發(fā)方向是采用新型介質(zhì)材料和其它諧振模式，設(shè)計制作新型的微型化、片式化低插損、高衰減、高性能的EMI介質(zhì)濾波器。

----聲表面波（SAW）濾波器曾一度廣泛用于工作在20MHz以上頻段的次中頻濾波。它在抑制電子設(shè)備高次諧波、鏡像信息、發(fā)射漏泄信號以及各類寄生雜波干擾等方面起到了良好的作用。其特點(diǎn)是可靈活設(shè)計、模擬/數(shù)字兼用、群延遲時間偏差和頻率選擇特性優(yōu)良、輸入輸出阻抗誤差小。近年來已將SAW濾波器片式化，重約0.2g;另外由于采用了新的晶體材料和最新精細(xì)加工技術(shù)，致使SAW器件的使用上限頻率提高到2.5GHz，這必將促進(jìn)SAW濾波器在抗EMI領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。低插損技術(shù)與片式化封裝是這類EMI濾波器目前和今后一段時間內(nèi)的研究開發(fā)方向。