Pentru a pune în aplicare filtrele de pe valuri de suprafață sunt piezoelectrice folosite, cum ar fi placa de cuarț. Cu toate acestea, cuarț este rar utilizată pentru fabricarea lor. De obicei folosit titanatul de bariu, sau niobat de litiu. Diferența în filtrul SAW din cuarț sau un material ceramic piezoelectric este utilizat, care nu înconjoară oscilației piezoelectric și val de înmulțire a lungul suprafeței. Pentru a evita orice valuri în vrac, care poate distorsiona răspunsul în frecvență, sunt luate măsuri speciale de proiectare.
Excitarea unui val de suprafață pe suprafața plăcii piezoelectrice se realizează de obicei prin intermediul a două fâșii metalice, depuse pe suprafața sa, la o distanță de λ / 2. Pentru a mări eficiența convertorului este crescut numărul de benzi. Figura 1 prezintă un design simplificat al undelor acustice de suprafață a filtrului.
Figura 1. Proiectarea simplificată a filtrului SAW
Această figură arată modul în care unda de suprafață propagates și din nou transformate în oscilații electrice prin intermediul traductorului, similar cu intrarea. Vă rugăm să rețineți că la capetele plăcii piezoelectrice sunt absorbanți de unde acustice, care exclud reflectarea lor. Faptul că valul propagates din cele două părți înseamnă că energia este împărțit în mod egal, și jumătate din ea este absorbită de către absorbantul. Ca rezultat, pierderea dispozitivelor descrise nu poate fi mai mică de 3 dB. O altă limitare fundamentală este aceea că o parte a agentului activ de suprafață să rămână pe producția de energie a traductorului receptorului. În caz contrar, să nu fie în măsură să pună în aplicare răspunsul de frecvență specificat. Ca rezultat, pierderea în banda de trecere pentru unda de suprafață de tip filtru ajunge la 15. 25 dB
Principiul lor de funcționare este similar cu principiul filtrului FIR digitale. Răspunsul la impuls este realizat datorită lungimii benzilor metalice într-un traductor de ieșire piezoelectric. La calcularea idealului selectat (dreptunghiular) caracteristica amplitudine-frecvență. Cerințe EXEMPLU specificație pentru a trece bandă de răspuns în frecvență de filtru este prezentat în figura 2.
Figura 2. idealizată formă de răspuns filtru
Apoi, pentru a se obține răspunsul la impuls, transformata Fourier este făcută din răspunsul ideal pentru frecvență. Pentru a reduce lungimea sa, și, prin urmare, cantitatea benzilor metalice din traductorul de recepție, cu coeficienți de energie scăzute sunt eliminate. Un exemplu de un astfel de răspuns la impuls este prezentată în figura 3.
Figura 3. Forma caracteristici de impuls discrete ale filtrului SAW
Cu toate acestea coeficienții trunchiere fac parte din caracteristica amplitudine-frecvență este distorsionată. Regiunea stopband apar cu un coeficient mic de suprimare a componentei de frecvență nedorite. Pentru a reduce aceste efecte, răspunsul la impuls rezultat este multiplicat cu o fereastra de timp Hamming sau Blackman-Harris. Fiecare coeficient este reprezentat de perechea sa de electrozi traductorului de recepție unda acustică într-un semnal electric. răspuns filtru forma EXEMPLU după tratamentul cu răspunsul la impuls fereastra Blackman-Harris este prezentată în figura 4. Această figură prezintă, de asemenea, răspunsul de frecvență a undei acustice de suprafață de filtrare cu defecți lungimilor de fabricație invertor de benzi metalice.
Figura 4. Răspunsul de frecvență al filtrului SAW folosind o fereastra Blackman-Harris, fără și cu inexactitățile de fabricație
Prin urmare, filtrele SAW care funcționează pe un principiu diferit dezvoltat. Baza construcției lor sunt rezonatoare SAW. Principiul de funcționare a acestor rezonatoare se bazează pe reflexia unei unde acustice de suprafață (sau, mai degrabă unda de suprafață pătrunde mai adânc piezoelectrice) grilaje reflectorizante. Distanța dintre benzile conductoare (sau caneluri), ca și în cazul precedent, este egală cu jumătate din lungimea de undă. Distanța dintre reflectoarele este selectat multiplu al lungimii undei acustice pe frecvența de tuning rezonator. Ca urmare, un val permanent între reflectoare. rezonatoare SAW diferite tipuri proiecta prezentat în Figura 5.
Figura 5. Construcția undei acustice de suprafață rezonator
Figura 6. Circuitul echivalent al undei acustice de suprafață rezonator
Cu utilizarea rezonatori filtrelor SAW sunt realizate, o astfel de filtre de cuarț convenționale. Conform acestui principiu, sunt de obicei puse în aplicare filtre BANDPASS de bandă îngustă. Principiul lor de funcționare se bazează pe bine-cunoscute filtrele Butterworth și Chebyshev. Pierderea în passband în care determinați rezonatori factorului de calitate și 2 pot fi de 3 dB. care vă permite să utilizați acest tip de filtre SAW în etapa de intrare a receptoarelor și a etapelor de ieșire de emițătoare. Cele mai frecvente diagrama scara. Ca un exemplu, un circuit de filtru duplexor:
Figura 7. Diagrama duplexor SAW rezonator
O altă variantă de realizare a suprafeței filtrului rezonatori unde acustice realizate pe cele două traductoare, structura care este prezentată în figura 5b. circuitul său echivalent este prezentat în Figura 8. Acest lucru permite circuitele dezlega dispozitivele de intrare și de ieșire.
Figura 8. Circuitul echivalent rezonator cu două traductoare piezoelectrice
Acum, pe o placă piezoelectric poate implementa mai multe cavități, ca reflectoare pentru o frecvență nu afectează frecvența de rezonanță a celuilalt rezonator. Design-ul de filtrare pentru undele de suprafață cu două cavități este prezentat în Figura 9
Figura 9. Designul filtru bazat pe valuri de suprafață cu două rezonatoare
Circuitul echivalent al acestui filtru este prezentat în Figura 10. Circuit de serie sunt conectate în paralel, formând astfel doi poli în filtru bandpass de ordinul al doilea Cebîșev sau Butterworth.
Figura 10. Circuitul echivalent al filtrului cu rezonatori val doua suprafață
Realizată în acest filtru caracteristică amplitudine-frecvență ilustrativ prezentat în figura 11.
Figura 11. Caracteristica amplitudine-frecvență a filtrului cu două rezonatoare
Filtrele disponibile comercial utilizate de la patru la opt cavități. Deoarece polii filtru de frecvență de bandă de trecere sunt diferite unele de altele ușor, reflectoarele de diferite rezonatoare, vom fi văzut ca un reflector de mare. Aspect SAW filtre cu capacul superior este prezentat în figura 12.
Figura 12. Aspectul filtrelor SAW și plăci de cuarț
Cele mai renumite filtre producator intern pe unde acustice de suprafață pot fi numite profil „AEC“ (de exemplu, filtru de A177-44.925M1). Pentru a aduce intrare sale și impedanță de ieșire la valoarea standard de producător 50 ohmi recomandă utilizarea soluție deja bine-cunoscute filtrăm rezistențele de transformare. Deoarece acest filtru low-pass, va elimina simultan problemele de răspuns de frecvență non-ideală la frecvențele superioare care pot fi numite triplu efect ecou sau influența valului în vrac.
Figura 13. Diagrama potrivirea filtrului SAW cu valoarea rezistenței standard de maximum 50 ohmi
Filtre produse de EPCOS străine conțin toate circuitul de potrivire în interiorul carcasei, prin urmare, este suficient pentru a oferi impedanță de sarcină și impedanța sursei de semnal de 50 de ohmi, și vom obține un răspuns predeterminat.
Figura 14. Un exemplu de răspuns în frecvență al firmei filtru SAW B9909 EPCOS
Împreună cu articolul „Filtre SAW“ se va citi: