B82721K2262N001濾波器信號調(diào)節(jié)器,調(diào)制協(xié)調(diào)器
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北京友盛興業(yè)科技有限公司
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Qualcomm/RF360濾波器
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B82721J2122N020濾波器信號調(diào)節(jié)器,B39458M1865D100濾波器信號調(diào)節(jié)器,B82623G0001A008濾波器信號調(diào)節(jié)器,B39471B4033Z610濾波器信號調(diào)節(jié)器
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產(chǎn)品 | SAW Filters | 產(chǎn)品種類 | 信號調(diào)節(jié) |
制造商 | Qualcomm RF360 | 加工定制 | |
安裝 | SMD/SMT | 工廠包裝數(shù)量 | 1 |
總頻差 | 1PPMMHz | 最大工作溫度 | + 125 C |
最小工作溫度 | - 40 C | 端接類型 | SMD/SMT |
系列 | B39 | 繞線形式 | |
調(diào)整頻差 | 負載電容 | ||
頻率 | 315 MHz to 2.4 GHz | 頻率范圍 | 315 MHz to 2.4 GHz |
B82721K2262N001濾波器信號調(diào)節(jié)器,調(diào)制協(xié)調(diào)器
SAW濾波器應用
功能:濾波,讓需要的信號通過,濾除不需要的信號。
應用:
電視機,無繩電話,手機(每只手機中有聲表濾波器3-5只)CATV網(wǎng)絡(通過CATV上網(wǎng)可使信息傳輸速度提高幾十倍以上)
光纖通信系統(tǒng)時鐘恢復衛(wèi)星通信及定位(GPS)系統(tǒng)擴頻通信系統(tǒng)通信偵查壓縮接收機 脈沖壓縮雷達系統(tǒng)電子偵察用信道化
接收機導航系統(tǒng)無鑰匙進入和保密警戒系統(tǒng)遙測壓控系統(tǒng)其它聲表產(chǎn)品聲表面波濾波器組。
一款高端智能手機必須要對多達15個頻段的2G、3G和4G無線接入方式的發(fā)送和接收路徑進行濾波,同時要濾波的還包括:
Wi-Fi、藍牙和GPS接收器的接收路徑。必須對各接收路徑的信號進行隔離。還必須要對出處雜多、難以盡舉的其它外部信
號進行抑制。要做到這點,一款多頻段智能手機需要4或6個濾波器和多個雙工器。如果沒有聲濾波技術,這將難以實現(xiàn)。
不同于SAW濾波器,BAW濾波器內(nèi)的聲波垂直傳播(圖3)。對使用石英晶體作為基板的BAW諧振器來說,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。而板坯厚度和電極質(zhì)量(mass)決定了
共振頻率。在BAW濾波器大顯身手的高頻,其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。
SAW Filter 與 BAW Filter 的區(qū)別
SAW 是聲表面波濾波器,在輸入端由壓電效應把無線信號轉(zhuǎn)換為聲信號在介質(zhì)表面?zhèn)鞑ィ谳敵龆擞赡鎵弘娦獙⒙曅盘?br />
轉(zhuǎn)換為無線信號
BAW 是體聲波,采用FBAR技術,原理基本同SAW,唯一的區(qū)別是聲信號在介質(zhì)內(nèi)部傳輸,故體積可以做的更?。ń橘|(zhì)的
介電常數(shù)大于空氣)。
BAW相對來說性能可能更好一些,q值,相位噪聲,體積小等,同時加工起來更難,屬于超精細加工。BAW有3層,上下為
金屬電極,中間為壓電材料,諧振在2G左右的厚度大概為(0.1um(電極),3um(壓電層),0.1um(電極)),所以加
工難度較大,成本目前還是較高。
頻率較高時,如3G時,一般采用BAW,而當頻率在1900MHz以下時,通常采用SAW就能夠滿足要求。


全球聲學濾波器技術發(fā)展趨勢
一、TC-SAW
對于聲表面波器件來說,對溫度非常敏感。在較高溫度下,襯底材料的硬度易于下降,聲波速度也因此下降。
由于保護頻帶越來越窄,并且消費設備的指定工作溫度范圍較大(通常為-20℃至85℃),因此這種局限性的
影響越來越嚴重。
一種替代方法是使用溫度補償(TC-SAW)濾波器,它是在IDT的結構上另涂覆一層在溫度升高時剛度會加強
的涂層。溫度未補償SAW器件的頻率溫度系數(shù)(TCF)通常約為-45ppm/℃,而TC-SAW濾波器則降至-15到
-25ppm/℃。但由于溫度補償工藝需要加倍的掩模層,所以,TC-SAW濾波器更復雜、制造成本也相對更高。
目前TC-SAW技術越來越成熟,國外大廠基本都有推出相應產(chǎn)品,在手機射頻前端取得不少應用,而國內(nèi)的工
藝仍需要摸索。
二、高頻SAW
普通SAW基本上是2GHz以下,村田開發(fā)出克服以往聲表面波弱點的 I.H.P.SAW(Incredible High Performance
-SAW)。村田意將SAW技術發(fā)揮到極致(4GHz以下),目前量產(chǎn)的頻率可達3.5GHz。
I.H.P.SAW可以實現(xiàn)與BAW相同或高于BAW的特性,并兼具了BAW的溫度特性、高散熱性的優(yōu)點,具體如下:
1) 高Q值:在1.9GHz頻帶上的諧振器試制結果顯示,其Q值特性的峰值超過了3000,比以往Qmax為1000左右的
SAW得到了大幅度的改善。
(2)低TCF:它通過同時控制線膨脹系數(shù)和聲速來實現(xiàn)良好的溫度特性。以往SAW的TCF轉(zhuǎn)換量非常大(約為-40
ppm/℃),而 I.H.P.SAW可將其改善至±8ppm/℃以下。
(3)高散熱性:向RF濾波器輸入大功率信號后IDT會產(chǎn)生熱量,輸入更大功率則可能因IDT發(fā)熱而破壞電極,從而
導致故障。 I.H.P.SAW可將電極產(chǎn)生的熱量高效地從基板一側散發(fā)出去,可將通電時的溫度上升幅度降至以往SAW
的一半以下。低TCF和高散熱性兩種效果,使其在高溫下也能穩(wěn)定工作。


在通信設備中,射頻信號處理單元負責信號的發(fā)送與接收,包含射頻收發(fā)器、天線、
射頻前端等。其中,射頻前端由一系列組件構成,包含功率放大器(PA)、濾波器
(Filters)、開關(Switch)、雙工器(Diplexer/Duplexer,由 2 個濾波器組成)、
低噪聲放大器(LNA) 等,分別對應不同的射頻信號處理功能,本篇將就射頻關鍵
器件濾波器進行專題分析。
一、定義及功能
射頻濾波器又名“射頻干擾濾波器”,是消費電子中必不可缺的重要元器件之一。射
頻濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路,主要負責對通信通道中的信號頻率
進行濾波。濾波器允許符合特定頻率的信號通過,同時抑制其他不需要的頻率信號,
可解決不同頻段和通信系統(tǒng)之間產(chǎn)生的信號干擾問題,廣泛應用于基站和終端設備的
射頻信號處理系統(tǒng)中。從射頻信號處理系統(tǒng)的布局來看,在射頻發(fā)射路徑中,濾波器
位于功率放大器的后側;在射頻接收路徑中,濾波器位于低噪聲放大器的前側。
射頻前端的信號傳輸路徑分為發(fā)射通道和接收通道,(1)發(fā)射通道路徑為“基帶芯片
- 射頻收發(fā)模塊-開關-PA-濾波器/雙工器-開關-天線-信號”;(2)接收通道路徑為“
信號- 天線-開關-濾波器/雙工器-LNA-開關-射頻收發(fā)模塊-基帶芯片”。
二、關鍵性能指標
射頻濾波器性能的優(yōu)劣直接影響通訊系統(tǒng)的通信質(zhì)量。Q 值、帶寬、阻帶抑制度、插入
損耗、延遲時間等是衡量濾波器性能的指標。其中,Q 值和插入損耗是選擇濾波器的最
常用、最主要的性能指標。
三、濾波器分類
聲學濾波器是目前手機應用的主流濾波器,可分為聲表濾波器(SAW 濾波器)和體聲
波濾波器(BAW 濾波器)。按照射頻濾波器的應用場景和材料工藝兩個方向進行分類:
(一)按應用場景分類
射頻濾波器在無線通信終端的基站市場和手機市場應用最多,因此按照應用場景分類,
濾波器可分為通信基站濾波器和手機濾波器。不同應用場景對濾波器的要求不同,因此
手機濾波器與基站濾波器的體積、制造工藝、適用寬帶、成本、功率容量等特征存在明
顯差異?;緸V波器更注重高穩(wěn)定性、大帶寬、大功率等指標,而手機濾波器對價格、
體積(手機射頻濾波器尺寸為毫米級別,基站射頻濾波器為厘米級別)更為敏感。
基站射頻濾波器主要分為金屬腔體濾波器(應用于2G-4G時代基站,應用率達95,產(chǎn)
業(yè)鏈成熟,適用于低頻通信)和介質(zhì)濾波器(使用5G基站建設小型化和輕量化需求,
是5G 基站的新風口),對應的制造工藝分別是金屬精密加工和介質(zhì)燒結;手機射頻濾
波器主要為聲波濾波器,包含SAW、TC-SAW、BAW、FBAR等,對應的制造工藝為半
導體制造工藝。
(二)按工藝材料分類
射頻濾波器可分為聲學濾波器、晶體濾波器、陶瓷濾波器,其中聲學濾波器(SAW、
BAW)是目前手機應用的主流濾波器。根據(jù)技術不同,聲學濾波器又可分為聲表濾波
器(SAW 濾波器)和體聲波濾波器(BAW 濾波器)兩種。其中,SAW 濾波器產(chǎn)品包
括普通的SAW、具有溫度補償特性的TC-SAW 濾波器及高頻 I.H.P-SAW;BAW濾波器
產(chǎn)品包括BAW-SMR 和FBAR。
四、SAW 濾波器
SAW 濾波器采用半導體平面工藝制作,具有良好的一致性和重復性,并可實現(xiàn)低成本
批量生產(chǎn)。一般的 SAW 濾波器由壓電材料襯底和兩個 IDT 交叉環(huán)能器構成。IDT 交叉
換能器是由交叉排列的金屬電極組成,左側 IDT 將電信號轉(zhuǎn)成聲波,右側 IDT 將聲波轉(zhuǎn)
成電信號。IDT 能把電信號轉(zhuǎn)換成聲波主要是因為其下方壓電襯底產(chǎn)生壓電效應,其中
SAW 濾波器的壓電材料一般采用濾波器常用的壓電材料有鉭酸鋰(LiTaO3)、鈮酸鋰(
LiNbO3)、二氧化硅(SiO2)等。
(一)工作原理
SAW 濾波器的基本原理是在輸入端通過壓電效應將電信號轉(zhuǎn)為聲信號在介質(zhì)表面上傳播,
而在輸出端由逆壓電效應將聲信號轉(zhuǎn)為電信號。對于 SAW,也叫 Rayleighsurface wave,
既有縱波也有橫波。固體中粒子以橢圓軌跡震動,橢圓的長軸垂直于固體表面,隨著固體
深度越深,粒子運動幅度越小。
穿過基板表面的聲波(在固體材料中,交替的機械形變會產(chǎn)生3,000 至12,000 米/ 秒速度
的聲波)移動的速度慢于任一端上 IDT 的電氣速度。而穿過基板的波發(fā)生的延遲在接收端
的 IDT 處相結合,產(chǎn)生極高品質(zhì)因數(shù)(Q 值可達數(shù)千)的駐波,進而產(chǎn)生了有限沖激響應
(FIR)濾波器響應。通過調(diào)整穿過基板的行進距離和 IDT 指的尺寸,可改變沖激響應。而
這就決定了帶寬、中心頻率、類型和其他因素。
SAW的頻率基本可以參考公式:F=V/λ,其中 V 是 SAW 的速率,大約為 3100m/s,λ是
IDT 電極間距。從公式可以看出 SAW濾波器的頻率與 IDT 電極間距成反比,頻率越高,IDT
電極間距越小。在 IDT 小間距下,電流密度太大會導致電子遷移和發(fā)熱問題,所以 SAW濾波
器不太適合 2.5GHz 以上的頻率。SAW 濾波器對溫度變化也敏感,性能隨溫度升高而變差,
溫度升高時,基片材料的剛度變小,聲波速度變小。溫度補償濾波器(TC-SawFilter)就是為了
改善濾波器的溫度性能,在 IDT 上增加保護涂層改善其溫度特性,使其在溫度升高時,剛度增
加,改善溫度特性的同時也會使得濾波器成本上升。
2)確認收貨前請仔細核驗產(chǎn)品質(zhì)量,避免出現(xiàn)以次充好的情況。
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