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淺談濾波器

jf_pJlTbmA9 ? 來源:Arrow ? 作者:Arrow ? 2023-11-29 16:20 ? 次閱讀
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隨著現(xiàn)在人們對網(wǎng)絡的速度需求的不斷提升,手機網(wǎng)絡也在不斷的演進,由最初的2G到現(xiàn)在的5G,網(wǎng)絡速度在不斷的提升,由最初的手機只能用于通話到現(xiàn)在的智能社會,萬物互聯(lián),給人們的生活帶來了很大的便利,同時這些也給手機射頻的設計帶來了很多挑戰(zhàn),濾波器的選型就是其中一個,網(wǎng)絡的不斷演進導致架構越來越復雜,頻段越來越多,頻段與頻段之間的干擾,頻段的倍頻干擾都是目前濾波器的設計需要考慮的問題,下面就和大家簡單介紹一下濾波器的工藝和參數(shù)。

1. 濾波器工藝

目前濾波器主要的工藝:

SAW,BAW,IPD,LTCC

SAW:Surface Acoustic Wave聲表面波濾波器,利用壓電效應,當對晶體施以電壓,晶體將發(fā)生機械形變,將電能轉換為機械能。當這種晶體被機械壓縮或展延時,機械能又轉換為電能。在晶體結構的兩面形成電荷,使電流流過端子,形成端子間的電壓。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(jīng)只能用在一些要求比較低的場合。

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BAW:Bulk Acoustic Wave帶諧振腔體聲波濾波器,聲波垂直傳播,貼嵌于石英基板頂、底兩側的金屬對聲波實施激勵,使聲波從頂部表面反彈至底部,以形成駐聲波。在>2.5GHz的頻段,BAW壓電層的厚度必須在幾微米量級,因此,要在載體基板上采用薄膜沉積和微機械加工技術實現(xiàn)諧振器結構。為了把聲波的能量局限在濾波器體內,通過堆疊不同厚度和密度的薄層形成一個聲布拉格(Bragg)反射器?;蛘咄ㄟ^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(xiàn)低插入損耗和高Q值,成為高性能射頻系統(tǒng)的首選。BAW濾波器的成本目前還很高,這成為了限制BAW普及的重要因素。

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IPD:Integrated Passive Devices是半導體無源器件技術,可以用來制作LC濾波電路,所制成的濾波器稱為IPD濾波器。一種集成LC低通濾波器制作工藝為通過光刻、金屬沉積、干法刻蝕、高溫氧化將電感和電容刻蝕在硅基板上,電感和電容之間通過引線孔光刻方式實現(xiàn)連接,利用通孔和PCB載板接合封裝,簡易圖片如下:

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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(fā)出的新型材料技術。LTCC是將低溫燒結陶瓷粉制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制出所需要的電路圖形,并將多個無源器件嵌入其中進行疊壓,最后在1000℃以下進行燒結,從而形成LTCC無源器件。LTCC制造圖如下:

wKgZomVdhT-AECLoAADj8y3oZRg015.jpg

2. 濾波器的主要參數(shù)

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范圍內的信號損耗,插損越小,性能越好。

帶外抑制:通帶頻率范圍以為的衰減能力,代表其對不需要的信號的衰減能力。

wKgZomVdhUGAMRmaAACeNMqtAzc722.jpg

在濾波器設計的過程中,這是兩個相互平衡的指標,對于帶外抑制比較好的器件必然會引起其帶內插損的增加,如果設計考慮帶內插損比較小,帶外抑制必然會降低。

溫度漂移:濾波器在不同溫度下S參數(shù)發(fā)生漂移的現(xiàn)象。參考下圖的S參數(shù):

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溫度上升時,S參數(shù)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(shù)向右移動,這樣會導致帶內插損在通帶的低頻部分增大,對于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(xù)耐功率能力,一般使用CW波進行測試,

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如上圖表示的是對應測試頻點極限耐功率能力。

wKgaomVdhUWAZ9FTAADM2Sh8bAs867.jpg

如上圖表示的是可持續(xù)耐功率能力。

以上是對濾波器的一些粗略簡介,對于客戶不同的需求,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。

文章轉載自:Arrow

審核編輯 黃宇

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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