Saw filter что это

Saw filter что это

Фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) в МТУСИ

17 июня 2020 г. Лаборатория акустоэлектронных устройств НИЛ-03 в МТУСИ отметила своё 10-летие!
Ответственное отношение к делу, непременная приверженность политике качества продукции остаются нашим девизом.

Научно-исследовательская лаборатория «Акустоэлектронные устройства» НИЛ-3303 (с 2018 года НИЛ-03) в составе научно-исследовательской части МТУСИ организована в 2010 году бывшими сотрудниками Технического Центра Функциональной Электроники (ТЦФЭ) ОАО «Московский НИИ Радиосвязи (МНИИРС)».

Основу лаборатории «Акустоэлектронные устройства» составляет коллектив высококвалифицированных специалистов, имеющих более чем 40-летний опыт проведения НИОКР по созданию устройств на ПАВ и подготовке их производства: мелкосерийного (100-1000 штук ) для систем космической связи и радиолокации, среднесерийного (10-500 тысяч штук) для навигационной аппаратуры и систем мобильной связи и крупносерийного (1,0-3,0 миллиона штук) для телевизионных приемников.

Главным направлением деятельности лаборатории «Акустоэлектронные устройства» в МТУСИ является разработка, организация изготовления, проведение испытаний и поставка фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ), линий задержки, дисперсионных линий задержки на ПАВ, в том числе с приемкой ОТК.

Технологические линии на используемых контрактных производствах позволяют изготавливать разработанные устройства на ПАВ с частотами от 20 МГц до 3000 МГц при партиях от десятков до миллионов штук в месяц.

Контрактное производство в России сертифицировано в соответствии со стандартом ISO 9001.

Все наши изделия подвергаются 100% контролю качества, в том числе по электрическим параметрам с протоколированием результатов.

Услуги, оказываемые лабораторией «Акустоэлектронные устройства»:

Наша лаборатория занимается поставками фильтров на ПАВ уже в течении 10 лет для самых разных применений.

Среди наших Заказчиков немало организаций, выполняющих государственные контракты.

Источник

Лаборатория
акустоэлектронных
фильтров
(Фильтры на ПАВ)

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

РАЗРАБОТКИ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ:

2. БАЗОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ И РЕАЛИЗОВАННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНСВЕРСАЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ

2.1. Фильтры с высокими вносимыми потерями IL=20-25 дБ:

2.2. Фильтры на ПАВ с уменьшенными вносимыми потерями IL=4-16 дБ:

3. БАЗОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ И РЕАЛИЗОВАННЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЗОНАТОРНЫХ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ С МАЛЫМИ ВНОСИМЫМИ ПОТЕРЯМИ IL=1.5-6.0 ДБ:

ВВЕДЕНИЕ

В1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ

Поверхностные акустические волны (ПАВ) – это упругие деформации в твердом теле, имеющие преимущественно продольную компоненту. Поперечная компонента, направленная в глубь твердого тела, мала. Поэтому ПАВ распространяются в приповерхностном слое, глубиной не более 3-4 длин волн.

Основными элементами акустического тракта устройств на ПАВ являются входной и выходной преобразователи и пьезоэлектрический звукопровод (подложка) между ними. Характеристики устройств на ПАВ формируются за счет частотно-зависимого преобразования электрического сигнала в акустическую волну входным преобразователем и акустической волны в электрический сигнал выходным преобразователем. Скорость ПАВ составляет 3-4 км/сек, т.е. на 4 порядка меньше скорости электромагнитной волны. Этим обусловлены габариты устройств на ПАВ, меньшие на 2-3 порядка по сравнению с электромагнитными аналогами.

В2. УСЛОВНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ

Устройства на ПАВ можно условно разделить на два класса: трансверсальные и резонаторные.

Трансверсальные устройства являются неминимально-фазовыми и позволяют при проектировании независимо задавать АЧХ и ФЧХ сложной формы, например, симметричную АЧХ и линейную фазу, или несимметричную АЧХ и нелинейную фазу.

Модель, описывающая в первом приближении трансверсальное устройство на ПАВ, близка к модели цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой.

Резонаторные устройства являются минимально-фазовыми и могут быть описаны в первом приближении на основе классической теории цепей. К резонаторным устройствам относятся одно-входовые и двух-входовые резонаторы, полосовые лестничные и мостовые фильтры, полосовые фильтры на резонаторах с электрической или акустической связью, фильтры верхних и нижних частот, режекторные фильтры.

В3. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ

В3.2. Недостатки:

В4. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ

1. ТРАНСВЕРСАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПАВ

1.1. На двунаправленных встречно-штыревых преобразователях (ВШП) (с потерями IL=20-25 дБ)

Аналоги :Частоты 10-1500 МГц (15 ГГц). Полосы пропускания BW3=3-80%.

1.2. На однонаправленных преобразователях с уменьшенными потерями IL=6-14 дБ

Аналоги: Частоты 30-1000 МГц (2500 МГц). Полосы пропускания BW3=0,5-30 %.

Основные параметры трансверсальных фильтров на ПАВ

Saw filter что это. img70. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img70. картинка Saw filter что это. картинка img70

ТРАНСВЕРСАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ДВУНАПРАВЛЕННЫХ ВШП
(Потери IL=15-25 дБ. Полосы BW3=3-75%)

Saw filter что это. img73. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img73. картинка Saw filter что это. картинка img73Saw filter что это. img75. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img75. картинка Saw filter что это. картинка img75
аа
Saw filter что это. img77. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img77. картинка Saw filter что это. картинка img77Saw filter что это. img7B. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img7B. картинка Saw filter что это. картинка img7B
б
Saw filter что это. img79. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img79. картинка Saw filter что это. картинка img79
вб
Рис.1.1. Схема работы трансверсального фильтра на ПАВ:
а – структура фильтра с двумя двунаправленными встречно-штыревыми преобразователями в одном акустическом канале;
б – структурная схема трансверсального устройства;
в – структурная схема для расчета S-параметров фильтра через матрицы элементов его электрического и акустического трактов
Рис.1.2. Трансверсальный фильтр на ПАВ с двумя акустическими каналами и с селективным многополосковым ответвителем (МПО) между ними:
а – структурня схема для расчета S-параметров фильтра;
б – структура секционированного селективного МПО и его параметры

Saw filter что это. img81. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img81. картинка Saw filter что это. картинка img81

Рис.1.3. Сборка трансверсального фильтра ФП-479 (140/20 МГц) в
металло-стеклянном корпусе 151.15-8 (DIP 19.5×14.5×5.0 мм)

Saw filter что это. img83. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img83. картинка Saw filter что это. картинка img83

Рис.1.4. Рекомендуемая схема включения в корпусе DIP 19.5 x 14.5 x 5.0 мм

Частотные характеристики трансверсального фильтра на ПАВ FP-479 (140/20 МГц) на
двунаправленных встречно-штыревых преобразователях

Saw filter что это. a. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a. картинка Saw filter что это. картинка aSaw filter что это. b. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b. картинка Saw filter что это. картинка b
аб
Saw filter что это. v. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v. картинка Saw filter что это. картинка vSaw filter что это. g. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g. картинка Saw filter что это. картинка g
вг

Частотные характеристики трансверсального фильтра на ПАВ ФП-331 (500/36 МГц) на двунаправленных встречно-штыревых преобразователях

Saw filter что это. img1B. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img1B. картинка Saw filter что это. картинка img1BSaw filter что это. img1D. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img1D. картинка Saw filter что это. картинка img1D
аб
Saw filter что это. img1F. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img1F. картинка Saw filter что это. картинка img1FSaw filter что это. img21. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img21. картинка Saw filter что это. картинка img21
вг

ФИЛЬТРЫ НА ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ОДНОФАЗНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ
(Потери IL=6-12 дБ. Полосы BW3=0,5-10,0 %)

Saw filter что это. img26. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img26. картинка Saw filter что это. картинка img26Saw filter что это. img28. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img28. картинка Saw filter что это. картинка img28
аб
Saw filter что это. img2A. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img2A. картинка Saw filter что это. картинка img2ASaw filter что это. img2C. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img2C. картинка Saw filter что это. картинка img2C
вг
Saw filter что это. img2D. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img2D. картинка Saw filter что это. картинка img2DSaw filter что это. img2F. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img2F. картинка Saw filter что это. картинка img2F
Saw filter что это. ris1. Saw filter что это фото. Saw filter что это-ris1. картинка Saw filter что это. картинка ris1
де
Рис.1.7. Трехэлектродный однофазный однонаправленный преобразователь (ОНП):
а – элементарная секция;
б – возбуждение ПАВ;
в – отражение ПАВ
Рис.1.8. Трансверсальный фильтр ФП-322 (110.5/1.1 МГц) на однофазных однонаправленных преобразователях:
а – топология фильтра;
б – сборка в корпусе SMD 9.1 x 7.1 x 1.6 мм;
в – схема включения

Частотные характеристики трансверсального фильтра на ПАВ ФП-322 (110,5/1,1 МГц)
на однофазных однонаправленных преобразователях

Saw filter что это. a1. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a1. картинка Saw filter что это. картинка a1Saw filter что это. b1. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b1. картинка Saw filter что это. картинка b1
аб
Saw filter что это. v1. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v1. картинка Saw filter что это. картинка v1Saw filter что это. g1. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g1. картинка Saw filter что это. картинка g1
вг

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-521 (134.5/3.9 МГц)
на однофазных однонаправленных преобразователях

Saw filter что это. a2. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a2. картинка Saw filter что это. картинка a2Saw filter что это. b2. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b2. картинка Saw filter что это. картинка b2
аб
Saw filter что это. v2. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v2. картинка Saw filter что это. картинка v2Saw filter что это. g2. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g2. картинка Saw filter что это. картинка g2
вг

ФИЛЬТРЫ НА КВАЗИ-ВЕЕРНЫХ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ
(Потери IL=8-18 дБ. Полосы BW3=3-30%)

Saw filter что это. img3D. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img3D. картинка Saw filter что это. картинка img3DSaw filter что это. img3F. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img3F. картинка Saw filter что это. картинка img3F
Рис.1.11. Топология фильтра на квази-веерных ОНПРис.1.13. Схема включения фильтра ФП-448 в корпусе SMD 19.0×6.5×1.8 мм, KD-V98286, KYOCERA, Япония

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-448 (70/2,1 МГц)
на квази-веерных однонаправленных преобразователях

Saw filter что это. a3. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a3. картинка Saw filter что это. картинка a3Saw filter что это. b3. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b3. картинка Saw filter что это. картинка b3
аб
Saw filter что это. v3. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v3. картинка Saw filter что это. картинка v3Saw filter что это. g3. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g3. картинка Saw filter что это. картинка g3
вг

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-458 (70/30,3 МГц)
на квази-веерных однонаправленных преобразователях

Saw filter что это. a4. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a4. картинка Saw filter что это. картинка a4Saw filter что это. b4. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b4. картинка Saw filter что это. картинка b4
аб
Saw filter что это. v4. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v4. картинка Saw filter что это. картинка v4Saw filter что это. g4. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g4. картинка Saw filter что это. картинка g4
вг

ФИЛЬТРЫ НА ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ОТВЕТВИТЕЛЯХ
(Потери IL=4-6 дБ. Полосы BW3=5-15%)

Saw filter что это. img50. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img50. картинка Saw filter что это. картинка img50Saw filter что это. img52. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img52. картинка Saw filter что это. картинка img52
Рис.1.15. Структурная схема фильтра на ПАВ с малыми вносимыми потерями с ОНП на U –образных направленных ответвителяхРис.1.17. Схема включения фильтра ФП-305 в корпусе SMD 13,3×6,5×1,8 мм, IRK 12F2-5857C-C, NTK Technical Ceramics, Япония

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-305 на направленных ответвителях

Saw filter что это. img57. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img57. картинка Saw filter что это. картинка img57Saw filter что это. img59. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img59. картинка Saw filter что это. картинка img59
аб
Saw filter что это. img5B. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img5B. картинка Saw filter что это. картинка img5BSaw filter что это. img5D. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img5D. картинка Saw filter что это. картинка img5D
вг

Основные параметры трансверсальных фильтров на ПАВ

Saw filter что это. img63. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img63. картинка Saw filter что это. картинка img63

2. РЕЗОНАТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПАВ С МАЛЫМИ ВНОСИМЫМИ ПОТЕРЯМИ IL=1,5-6,0 ДБ

2.1. Сверх-узкополосные фильтры на поперечно-связанных резонаторах

Частоты: F0=70-1000 МГц. Полосы пропускания BW3=0,05-0,2%. Потери IL=3-8 дБ.

2.2. Узко-полосные лестничные резонаторные фильтры на ПАВ (без акустической связи резонаторов)

Частоты: F0=400-3200 МГц. Полосы пропускания BW3=2-3%. Потери: IL=1,2-4,0 дБ.

2.3. Средне-полосные фильтры на ПАВ на продольно-связанных резонаторах

Частоты: 100-2400 МГц. Полосы пропускания BW3=3-8%. Потери: IL=1,8-6,0 дБ.

2.4. Средне-полосные фильтры на ПАВ с комбинированием лестничных и акустически связанных звеньев

Зарубежные аналоги отсутствуют.

Преимущества: высокая избирательность.

Недостатки: сложность проектирования и изготовления.

Основные параметры резонаторных фильтров на ПАВ

Saw filter что это. img67. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img67. картинка Saw filter что это. картинка img67

2.1. СВЕРХ-УЗКОПОЛОСНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПОПЕРЕЧНО-СВЯЗАННЫХ РЕЗОНАТОРАХ
(Полосы BW3=0,05-0,2%. Вносимые потери IL=3-8 дБ)

Saw filter что это. img6B. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img6B. картинка Saw filter что это. картинка img6B

Рис. 2.1. Одно-входовый резонатор на ПАВ

Saw filter что это. img6F. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img6F. картинка Saw filter что это. картинка img6F

Рис.2.2. Звено фильтра из двух резонаторов с поперечной акустической связью

Фильтр на ПАВ ФП-728 с поперечно-связанными парами резонаторов

Saw filter что это. img6. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img6. картинка Saw filter что это. картинка img6Saw filter что это. img8. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img8. картинка Saw filter что это. картинка img8
аб
Saw filter что это. img9. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img9. картинка Saw filter что это. картинка img9
в
Saw filter что это. imgD. Saw filter что это фото. Saw filter что это-imgD. картинка Saw filter что это. картинка imgD
г

Рис.2.3. Двух-звенный фильтр ФП-728 (85,38 / 0,05 МГц) с парами акустически связанных резонаторов
и электрической связью между звеньями
а – топология фильтра;
б – сборка в корпусе : SMD 9.1 x 4.8 x 1.6 mm, KD-V93742, KYOCERA, Япония,
в – эквивалентная схема;
г – рекомендуемая схема включения

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-728 (85,38 / 0,05 МГц) на поперечно-связанных резонаторах

Saw filter что это. a5. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a5. картинка Saw filter что это. картинка a5Saw filter что это. b5. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b5. картинка Saw filter что это. картинка b5
аб
Saw filter что это. v5. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v5. картинка Saw filter что это. картинка v5
в

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-702 (130,4 / 0,1 МГц) на поперечно-связанных резонаторах

Saw filter что это. img15. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img15. картинка Saw filter что это. картинка img15Saw filter что это. img17. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img17. картинка Saw filter что это. картинка img17
аб
Saw filter что это. img19. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img19. картинка Saw filter что это. картинка img19
в

2.2. УЗКО-ПОЛОСНЫЕ ЛЕСТНИЧНЫЕ РЕЗОНАТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПАВ (Полосы 2-3%. Потери IL=1,3-4,0 дБ)

Saw filter что это. img1F1. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img1F1. картинка Saw filter что это. картинка img1F1Saw filter что это. img22. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img22. картинка Saw filter что это. картинка img22
аа
Saw filter что это. bb. Saw filter что это фото. Saw filter что это-bb. картинка Saw filter что это. картинка bbSaw filter что это. img23. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img23. картинка Saw filter что это. картинка img23
б
Saw filter что это. vv. Saw filter что это фото. Saw filter что это-vv. картинка Saw filter что это. картинка vv
в
Рис.2.6. Элементарные звенья лестничного резонаторного фильтра:
а – одновходовый резонатор и его эквивалентная схема;
б – несимметричные звенья фильтра для аксиальных нагрузок;
в – симметричные звенья фильтра для балансных нагрузок
Рис.2.7. Лестничный фильтр ФП-645 на 12 одно-входовых резонаторах для балансных нагрузок:
а – схема с учетом паразитных эффектов на СВЧ;
б – сборка фильтра в корпусе SMD 3.8×3.8 мм

Частотные характеристики лестничного фильтра на ПАВ ФП-645 (1220 / 14 МГц) с балансными нагрузками 200/200 Ом.

Saw filter что это. a6. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a6. картинка Saw filter что это. картинка a6Saw filter что это. b6. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b6. картинка Saw filter что это. картинка b6
аб
Saw filter что это. v6. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v6. картинка Saw filter что это. картинка v6
в

Частотные характеристики лестничного фильтра на ПАВ ФП-637 (465 /9 МГц) с нагрузками 50/50 Ом.

Saw filter что это. a7. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a7. картинка Saw filter что это. картинка a7Saw filter что это. b7. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b7. картинка Saw filter что это. картинка b7
аб
Saw filter что это. v7. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v7. картинка Saw filter что это. картинка v7Saw filter что это. g7. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g7. картинка Saw filter что это. картинка g7
вг

2.3. СРЕДНЕ-ПОЛОСНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПАВ НА ПРОДОЛЬНО-СВЯЗАННЫХ РЕЗОНАТОРАХ
(Вносимые потери IL=2,8-3,5 дБ. Полосы BW3=2-8%)

Saw filter что это. img4. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img4. картинка Saw filter что это. картинка img4Saw filter что это. img7. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img7. картинка Saw filter что это. картинка img7
аб
Saw filter что это. img8. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img8. картинка Saw filter что это. картинка img8
в

Рис. 2.10. Фильтр на продольно-связанных резонаторах:
а – структура однозвенного фильтра; б – структура двух-звенного фильтра;в – эквивалентная схема двух-звенного фильтра

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-518 (150,5 / 6,0 МГц) на продольно-связанных резонаторах

Saw filter что это. a8. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a8. картинка Saw filter что это. картинка a8Saw filter что это. b8. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b8. картинка Saw filter что это. картинка b8
аб
Saw filter что это. v8. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v8. картинка Saw filter что это. картинка v8Saw filter что это. g8. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g8. картинка Saw filter что это. картинка g8
вг

Частотные характеристики фильтра на ПАВ ФП-514 (278,5 / 7,3 МГц) на продольно-связанных резонаторах

Saw filter что это. a9. Saw filter что это фото. Saw filter что это-a9. картинка Saw filter что это. картинка a9Saw filter что это. b9. Saw filter что это фото. Saw filter что это-b9. картинка Saw filter что это. картинка b9
аб
Saw filter что это. v9. Saw filter что это фото. Saw filter что это-v9. картинка Saw filter что это. картинка v9Saw filter что это. g9. Saw filter что это фото. Saw filter что это-g9. картинка Saw filter что это. картинка g9
вг

2.4. ФИЛЬТРЫ НА ПАВ С КОМБИНИРОВАНИЕМ ЛЕСТНИЧНЫХ И АКУСТИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ ЗВЕНЬЕВ

Saw filter что это. img12. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img12. картинка Saw filter что это. картинка img12Saw filter что это. img14. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img14. картинка Saw filter что это. картинка img14
аб

Рис.2.13. Фильтр ФП-517 (484 / 5,0 МГц) с комбинированием лестничных и продольно-связанных резонаторных звеньев:
а – эквивалентная схема; б – измеренные частотные характеристики фильтра

Основные параметры резонаторных фильтров на ПАВ

Saw filter что это. img20. Saw filter что это фото. Saw filter что это-img20. картинка Saw filter что это. картинка img20

Copyright 2010© НИЛ-33. All Rights Reserved.

Источник

Модули SAW (ПАВ) компании Murata для автоэлектронных систем

Каждый год выпускается множество новых автомобилей. Расширение мирового автопарка неизбежно ведет к увеличению количества аварий, усложнению дорожной обстановки, повышению уровня загрязнения окружающей среды. В сложившихся обстоятельствах растет потребность в автомобильных системах, призванных повысить безопасность автомобилей и снизить их негативное влияние на природу.

Для решения указанных проблем многие страны ведут разработку так называемых интеллектуальных транспортных систем (ITS — Intelligent Transport Systems). Для успешного осуществления таких проектов необходимо, чтобы использование автомобильных электронных устройств было согласовано с работой ITS. Примером устройства, которое может работать в контакте с ITS, является система бесконтактного доступа RKE (Remote Keyless Entry), увеличивающая удобство и безопасность транспортного средства. Этой системой оборудуется все большее число современных автомобилей. Схема RKE дублирует обычный способ открывания двери с помощью ключа, и такая «двухключевая» система становится промышленным стандартом.

Среди новых устройств, получивших широкое распространение в последнее время, можно также назвать иммобилайзеры, содержащие схему электронной идентификации, которая позволяет осуществлять запуск двигателя, а также различные бесконтактные переключатели, работающие совместно с RKE. При разработке устройств, предназначенных для повышения безопасности и защиты окружающей среды, большое внимание уделяется системам автоматического контроля давления в шинах TMPS (Tire Pressure Monitoring Systems). В некоторых странах использование подобных систем является обязательным, многие автопроизводители предлагают TMPS в качестве опции.

Можно назвать еще ряд автомобильных электронных устройств, приобретающих все большую популярность в последнее время. К ним относятся системы автомобильной навигации, системы автоматической оплаты ETC (Electronic Toll Collection) и различные устройства телекоммуникации. Одним из базовых компонентов, необходимых для работы трех указанных систем, является устройство на поверхностных акустических волнах (ПАВ или SAW — Surface Acoustic Wave devices). Далее мы обсудим особенности и тенденции развития подобных элементов в автоэлектронике.

SAW-резонаторы для блоков RKE и TMPS

Резонатор на поверхностных акустических волнах представляет собой генератор, работающий в диапазоне частот от 300 до 800 МГц. Он отличается высокой стабильностью частоты. Такой осциллятор достаточно дешев и практически не нуждается в настройке, благодаря чему для устойчивой работы ему требуется минимальное количество внешних элементов (рис. 1).

Saw filter что это. 110p1 9. Saw filter что это фото. Saw filter что это-110p1 9. картинка Saw filter что это. картинка 110p1 9

Компания Murata производит широкую номенклатуру SAW-резонаторов для различных применений. Эти элементы не только являются самыми малогабаритными на рынке (максимальный типоразмер 3,0×3,0×1,15 мм), но и имеют целый набор уникальных свойств.

Тонкий корпус, низкое сопротивление

Использование оригинальной технологии корпусирования позволило уменьшить толщину корпуса с 1,15 до 0,85 мм, это значение является максимальным для новых элементов. Кроме того, применение оригинальной конструкции электрода дало возможность снизить резонансные потери с 2,2 дБ (типовое значение) до 1,5 дБ и менее (в диапазоне 300 МГц), что, в свою очередь, позволило уменьшить ток потребления.

Жесткий допуск, высокая надежность

Применение новейших технологий позволило уменьшить разброс параметров с ±170 млн –1 (типовое значение) до ±50 млн –1 (в диапазонах 300 и 400 МГц). Кроме того, оптимизация процесса ультразвуковой сварки выводов позволила расширить температурный диапазон до –40…125 °С, что является одним из основных требований, предъявляемых к автоэлектронике.

Расширенный частотный диапазон

SAW-резонаторы Murata способны поддерживать высокочастотный диапазон 800 МГц. Данные элементы предназначены, прежде всего, для использования в автомобильных электронных устройствах, разрабатываемых в соответствии с европейскими стандартами.

SAW-фильтры для блоков RKE и TMPS

Производители интеллектуальных автомобильных систем используют SAW-фильтры в приемниках устройств бесконтактного доступа систем TMPS. Такие фильтры, работающие в диапазонах частот 300, 400 или 800 МГц, применяются во входных каскадах различных блоков, при этом частотный диапазон выбирается в зависимости от стандарта региона.

Применение SAW-фильтров позволяет существенно повысить входную чувствительность ресиверов. Требования, предъявляемые к ним, включают низкое вносимое затухание и высокий коэффициент подавления сигнала вне полосы пропускания. Задачей компании Murata является разработка коммерческих фильтров, удовлетворяющих частотным стандартам Японии, Северной Америки и Европы, и их выпуск в самом миниатюрном из доступных на рынке корпусов.

SAW-фильтры могут производиться с узкой и широкой полосой пропускания в зависимости от конкретных требований рынка. В широкополосных версиях, предназначенных для диапазона 300 МГц, используется подложка из танталата лития (LT), обеспечивающая низкое значение вносимых потерь (типовое значение 1,2 дБ) и высокий коэффициент подавления (55 дБ) на частотах, отстоящих от основной более чем на 21,4 МГц (рис. 2). В узкополосных фильтрах диапазона 400 МГц применяется кристаллическая подложка, обеспечивающая лучшую температурную стабильность на низких температурах. Вносимые потери элементов данного типа находятся на уровне 2,1 дБ (типовое значение), ширина полосы пропускания — около 750 кГц (типовое значение) на уровне 3 дБ, а ослабление сигнала на частоте, отстоящей от резонансной на 1 МГц, составляет 18 дБ (рис. 3).

Saw filter что это. 110p2 8. Saw filter что это фото. Saw filter что это-110p2 8. картинка Saw filter что это. картинка 110p2 8

Saw filter что это. 110p3 9. Saw filter что это фото. Saw filter что это-110p3 9. картинка Saw filter что это. картинка 110p3 9

Для того чтобы обеспечить уровень надежности, требуемый в автомобильной промышленности, для защиты электродов фильтров применяются специальные защитные пленки. В дальнейшем Murata собирается выпускать специализированные SAW-фильтры с характеристиками, специально адаптированными для систем RKE и TPMS, в миниатюрном корпусе 3,0×3,0×1,15 мм.

SAW-фильтры для автомобильных систем навигации

Наибольшую популярность навигационные автомобильные системы получили в Японии, где широко распространено бесплатное предложение подобных блоков для практической оценки. Как показывает практика, начав пользоваться системой, клиенты уже не могут от нее отказаться. В других странах популярность навигационных комплексов также растет, что обусловлено их высокими потребительскими свойствами. Анализ рынка показывает, что пользователи объединяют системы автомобильной навигации с приемниками цифрового вещания, информационными дисплеями, а также устройствами ETC и DSRC (Dedicated Short Range Communications — специализированная связь на коротких расстояниях для автомобилей). Система связи DSRC разработана организацией ASTM International на основе протокола 802.11a, она позволяет электронной аппаратуре (бортовой компьютерной системе) движущегося автомобиля без остановок обмениваться данными с придорожными компьютерными станциями.

Используя оригинальную конструкцию электродов и уникальную технологию корпусирования, Murata успешно разрабатывает SAW-фильтры с низкими вносимыми потерями и высокой добротностью для применения в качестве радиочастотных фильтров в автомобильных GPS-системах (рис. 4). Для того чтобы обеспечить наибольшее число применений, SAW-фильтры в миниатюрных корпусах 2,5×2,0×1,0 мм на основе LT-подложек производятся как с резонансной, так и с многозвенной (лестничной) характеристикой. Основное внимание Murata уделяет повышению надежности компонентов, ориентированных на автомобильный рынок. С этой целью компания широко применяет керамические корпуса, обеспечивающие высокие изоляционные свойства и герметичность. Для рынка мобильных телефонов Murata производит фильтры в сверхминиатюрных полимерных корпусах CSP (Chip-Size Package) размером 1,35×1,05×0,6 мм.

Saw filter что это. 110p4 6. Saw filter что это фото. Saw filter что это-110p4 6. картинка Saw filter что это. картинка 110p4 6

40-мегагерцовые фильтры промежуточной частоты для систем ETC

Устройства ЕТС (Enhanced Transmission Correction — усовершенствованный протокол передачи данных с коррекцией ошибок, применяемый в сотовых сетях) позволяют водителям осуществлять платежи за проезд по скоростным магистралям без остановки у пунктов оплаты. Подобные устройства нужны не только водителям: они способствуют улучшению дорожной обстановки, снижению транспортного шума и загазованности у постов приема платежей. Кроме того, уменьшение количества остановок позволяет экономить горючее. Впервые системы ЕТС появились в Японии в 2001 году, с тех пор количество пользователей растет очень быстро, что выражается в увеличении числа автоматизированных постов ETC на магистралях в различных странах. Росту числа пользователей ЕТС способствует тот факт, что с развитием этого сервиса увеличивается и размер скидок на электронные платежи.

Когда появились первые ЕТС-устройства, компания Murata разработала серию фильтров промежуточной частоты в корпусе 3,8×3,8×1,5 мм, специально предназначенных для применения в ресиверах данных систем. В ПЧ-фильтрах с частотой 40 МГц используется так называемая BGS-волна (Bleustein-Gulyaev-Shimizu) — плоская гармоническая горизонтально поляризованная волна сдвига (или SH-волна), характеристики которой хорошо сочетаются с параметрами SAW-фильтра. BGS-волна может быть возбуждена при поляризации керамической подложки по ее поверхности, что сопровождается полным отражением от краев подложки без изменения режима осцилляции. Таким образом, при использовании данного типа волн в ПЧ-фильтрах отпадает необходимость применения специальных рефлекторов, что позволяет создавать сверхминиатюрные элементы (рис. 5).

Saw filter что это. 110p5 3. Saw filter что это фото. Saw filter что это-110p5 3. картинка Saw filter что это. картинка 110p5 3

При производстве SAW-фильтров Murata использует технологии, позволяющие создавать подложки и поляризовать их по поверхности. Формирование отражающих краевых областей производится с высокой точностью, что необходимо для качественной работы волнового фильтра BGS. Компоненты данного типа выпускаются в корпусе 3,0×3,0×1,15 мм, ПЧ-фильтры обеспечивают все требуемые характеристики, при этом уровень вносимых потерь не превышает 8 дБ, а ослабление составляет более 20 дБ на частотах, отстоящих от резонанса на ±5 МГц, и 31 дБ на частотах, отстоящих от резонанса на ±10 МГц (рис. 6).

Saw filter что это. 110p6 2. Saw filter что это фото. Saw filter что это-110p6 2. картинка Saw filter что это. картинка 110p6 2

Компания планирует выпустить модификацию фильтра такого типа для применения в системах DSRC, которые используются, например, на стоянках автотранспорта, бензозаправочных станциях и парковках при магазинах. В настоящее время проводится тестирование подобных устройств для использования в системах передачи информации и сервисных системах дорожных узлов связи, внедрение которых началось с 2007 года.

Взгляд в будущее

В мире увеличивается количество водителей пожилого возраста. Этот факт, в сочетании с другими автомобильными проблемами, такими как рост количества аварий, перегруженность дорог, загрязнение окружающей среды, требует самого пристального внимания производителей автомобильной электроники. Эволюция электронных устройств должна идти в направлении создания комплексных интеллектуальных транспортных систем (ITS), обеспечивающих безопасность транспорта посредством получения и обработки интегральных данных о состоянии водителей, автомобилей и дорог. Устройства SAW являются фундаментом для построения подобных комплексов. Murata производит широкую гамму фильтров для автомобильных применений, продукция компании имеет сертификат TS16949, определяющий стандарты качества для управляющих систем. Производство и развитие SAW-устройств для автоэлектроники будет продолжаться в направлении улучшения характеристик, совершенствования конструкции и повышения надежности.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *