малі втрати і пульсації АЧХ в смузі
високий рівень придушення сигналу за смугою
Конструкція фільтра на ПАР
Малюнок 2.1 Базова конструкція фільтра на ПАР
На малюнку 2.1 приведена широко поширена конструкція смугового фільтра на ПАР. Фільтр складається з п'єзоелектричної підкладки і двох перетворювачів. Заземлений електрод служить для зменшення прямої електромагнітної наводки. В якості перетворювачів зазвичай використовуються найбільш ефективні зустрічно-штирові системи електродів. Недоліком ВШП є те, що порушувані ними поверхневі хвилі поширюються в обидві сторони, що призводить до збільшення втрат і спотворення амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) фільтра. Для усунення хвиль, що поширюються в небажаному напрямку, служать поглиначі, розташовувані на кінцях п'єзоелектричної підкладки.
АЧХ фільтра повністю визначається характеристиками перетворювачів, так як п'єзоелектрична підкладка частотно-залежними властивостями зазвичай не володіє. АЧХ ВШП однозначно пов'язане з числом, розташуванням і взаємним перекриттям випромінюючих електродів. Змінюючи топологію перетворювачів, можна формувати різноманітні АЧХ. Зміна ступеня перекриття електродів перетворювача називається аподизація; ВШП з однаковим відстанню між штирями - еквідистантним, з неоднаковим відстанню - нееквідістантнимі перетворювачами.
3. Технологія виготовлення фільтрів на поверхнево-акустичних хвилях
3.1 Конструювання і технологія виготовлення звукопроводу фільтрів
Найбільш поширена загальна схема виготовлення фільтрів ПАР включає в себе наступні основні технологічні операції: виготовлення п'єзоелектричного звукопровода, виготовлення фотоорігінала і фотошаблона, металізація звукопровода, формування зустрічно-штирьових структур перетворювачів і контактних шин, монтаж, складання і герметизація фільтра.
Основні параметри фільтрів ПАР: робоча частота, смуга пропускання, внесене згасання, температурна стабільність, спотворення через ефектів другого порядку і т.п.- Визначаються, в першу чергу, характеристика?? і матеріалу звукопровода. Тому для кожної конструкції вибір матеріалу звукопровода необхідно проводити, виходячи з конкретних заданих характеристик фільтра. Для звукопровода можуть бути використані як монокристалічні, так і полікристалічні (п'єзокерамічні) матеріали. Монокристали відрізняються досконалістю структури, що забезпечує малі втрати на поширення ПАР (близько 0,1 ... 0,5 дБ/см на частотах до 2 ГГц). Крім того, вони стабільні в часі, при серійному виготовленні мають високу відтворюваність параметрів.
У фільтрах з смугою до? f/f=2 ... 5% найбільш широко використовується кварц SiO 2 різних зрізів, оскільки малий коефіцієнт електромеханічного зв'язку дозволяє отримати низький рівень відбитих сигналів навіть при числі електродів більш 200 -300. Крім того, кварц відрізняється високою температурною стабільністю, і тому можуть бути отримані кристали, що дозволяють створити Звукопроводи довжиною 100 ... 200 мм.
Для звукопроводу фільтрів з смугою до? f/f 0=50 ... 60% застосовується в основному ніобат літію LiNbO 3, який завдяки великому коефіцієнту електромеханічного зв'язку ks дозволяє зменшити затухання у фільтрі при числі електродів не більше 10. З монокристалічних матеріалів до числа перспективних для використання у фільтрах ПАР можна віднести танталу тлить LiTaO 3, германат вісмуту Bi 13 GeО 20, парателлурід Тео 2, селен Se, а також плівки окису цинку ZnO і нітриду алюмінію AlN на сапфірі і деякі інші. Танталат літію LiTaO 3 є поки єдиним матеріалом, в якому висока п'єзоелектрична активність поєднується з хорошою термостабильностью. Тому LiТаО 3 в першу чергу представляє інтерес для термостабільних фільтрів. Германат вісмуту Bi 2 GeO 20 є підходящим матеріалом для ліній затримки на великі тривалості через дуже низькій швидкості поширення ПАР і для фільтрів зі складною зустрічно штирьовий структурою завдяки відносно великим розмірам випускаються кристалів. Недоліком Bi 2 GeO 20 є високий ТКЗ. Поєднання низької швидкості і хорошою термостабильности парателлурита Тео 2 робить його перспективним матеріалом для малогабаритних термостабільних пристроїв на ПАР. Цікавим для використання в пристроях, керованих світлом, є селен Se, який поряд з високими п'єзоелектричними властивостями володіє напівпровідниковими властивостями і фотопроводимостью. Плівки окису цинку ZnO і нітриду алюмінію AlN н асапфіре дають можливість використовувати не пьезоелектріческійматеріал (сапфір) як в якості власне звукопровода фільтра, так і підкладки для формування структури підсилювальних каскадів, наприклад, в частотно виборчих микросборках на основі фільтрів ПАР. Завдяки вис...
