如何在電路板上安裝和匹配 SAW 濾波器，發揮 SAW 濾波器的最佳性能，這對于應用 SAW 濾波器的人員很重要，為此我們介紹 SAW 濾波器的使用和匹配。

一般的 SAW 濾波器在接入電路中都要求前后級加匹配，這些匹配結構和元件值由濾波器制造廠家提供，系統人員在設計 PCB 時就要考慮匹配。我們要避免將匹配元件安裝在 SAW 濾波器的內部，這不象LC 濾波器容易將匹配和濾波器作為一個整體考慮。如果將匹配元件安裝在 SAW 濾波器的內部，器件的可靠性將是一個很大的問題。

SAW 濾波器匹配的目的是：

(1)取得小的駐波系數。特別是高損耗 SAW 濾波器，其駐波系數一般在 5~10，匹配后可以改善到2~5。對于低損耗 SAW 濾波器通過匹配可以使駐波系數達到 1.2~2。(2)取得小的損耗。對于損耗在 30~40dB 的高損耗 SAW 濾波器通過匹配可以得到 20~25dB 的損耗。而對于 SPUDT 的濾波器，要求必須匹配才能得到小的損耗。(3)取得平坦的通帶特性。對于大帶寬 SAW 濾波器、TCRF 濾波器、SPUDT 濾波器等如果不匹配，通帶波紋很大，匹配后不但損耗降低，而且可以得到平坦的通帶特性。(4)LC 匹配網絡設計得當，可以起到 LC 濾波器的作用，提高遠端帶外抑制。

SAW 濾波器的匹配不同于其他濾波器的匹配，針對不同結構的 SAW 濾波器其匹配目標不同。對于高損耗 SAW 濾波器并不需要與外部電路完全的共軛理想匹配，因為在較大的聲輻射條件下，改進理想匹配雖然可以實現低損耗，但卻是以增加幅度和相位波動為代價的。這些器件通常有意使器件在一定程度上失配。對于中等損耗的 SPUDT 濾波器，其匹配也不完全是理想電匹配。對于 1~4dB 的低損耗 SAW 濾波器則要求盡量理想電匹配以取得最小損耗。

為了使聲表面波器件應用簡單，濾波器的輸入輸出端一般采用二元件進行匹配。對不同的 SAW 濾波器 S 參數，匹配網絡不同，需要根據 Smith 圓圖，選取合適的匹配網絡結構。在 Smith 圓圖中，經匹配從起點到目的位置點經過的曲線長度越短，匹配后頻響特性越好。如圖 1(c)中兩條曲線分別對應于圖 1(a)、(b)的匹配電路網絡。

匹配結構確定后，如何找到匹配元件值?一般有兩種方法：一是試驗法。借助于矢量網絡分析儀的Smith圓圖和頻響圖實際匹配。二是借助于矢量網絡分析儀，提取SAW濾波器的S參數，計算濾波器的四端網絡導納Y參數，通過軟件匹配計算匹配元件值，最后指導試驗匹配。

實際 SAW 濾波器匹配時需要注意的問題：

(1) 評估板和系統板上的匹配元件值有些差異，其原因是分布參數不同，需要微調元件值。

(2) 高損耗濾波器通常要求失配，以得到好的通帶特性。

(3) 低損耗濾波器通常要求最佳匹配，以得到小的損耗和駐波系數(SWR)。

(4) 損耗越小的濾波器對匹配元件值越敏感

SAW 濾波器與 LC 濾波器、介質濾波器、腔體濾波器相比，損耗大、信號延遲時間長，因此 SAW 濾波器的裝配比其他濾波器更講究。例如：一個 25dB 損耗 SAW 濾波器，要求濾波器帶外抑制大于 55dB，則對 PC 板隔離度要求大于 80dB。因此，抑制好輸入輸出之間的直通信號是 SAW 濾波器的裝配的主要問題。

SAW 濾波器的直通信號對濾波器性能的影響有兩方面：一是惡化帶外抑制;二是通帶波紋增大。圖 2是橫向 SAW 濾波器的典型脈沖響應，圖 3 是同一只 SAW 濾波器不同安裝引起直通信號抑制不同，得到的濾波效果也完全不同。

SAW 濾波器的直通來源大致有三方面：一是 PC 板的布線帶來的輸入輸出之間的雜散電容 C1、C2;二是輸入輸出的匹配之間的耦合;三是匹配地和濾波器的地并不是理想地，由地電阻引起耦合。如圖 4 所示。

針對直通信號的來源，比較好的 SAW 濾波器的 PC 板按圖 5 設計，并注意如下幾點：(1) 采用雙面大面積接地的 PC 板。

(2) PC 板作些垂直交叉金屬化孔，減小 PC 板間的電容耦合。

(3) 濾波器接地底座緊貼 PC 板，以便接地良好。可能的話，外殼邊緣與 PC 板加焊幾個點。

(4) 輸入輸出匹配元件垂直放置，特別是電感，以減小互耦。

(5) 匹配網絡和濾波器各自的地電流回路盡量短，以減小地電流回路引起的耦合。

(6) 輸入輸出的匹配元件盡量遠，以便降低匹配元件之間的直達信號。

(7) 可能的話，在濾波器輸入輸出間的 PC 板開隔離槽減小 PC 板介質層引起的 RF 泄漏。

(8) 可能的話，在濾波器輸入輸出間、匹配網絡間加隔離腔。

審核編輯：湯梓紅