电视SAW滤波器设计原理
2019-05-07
1、理论:
电视中频声表滤波器是一种传输型滤波器,由一个重叠加权的换能器和一个等指长换能器共线组成,S函数模型其总频响可以写成如下形式:H(f )=H(输入)(f)+H(输出)(f)
因此当已知H(f)(即用户要求的频响),根据要求带宽可以求出H(输出)(f)所需指对数N,则H(输出)=sin(wπx)/(nπx), x=(f-f0)/f0,f0为中心频率,这样可以求出H(输入)(f)对其进行付里叶变换可以求出其脉冲响应,对脉冲响应进行抽样(通常为4f0抽样)可以确定输入换器的形状。
2、设计考虑:
上面所讲的是理论情况,实际上我们必须考虑一些效应才能较精确得模拟频响。
A.衍射:根据用户的输出阻抗可以估算出换能器的孔径,通常为8λ0~15λ0。由于输入换能器是重叠加权换能器,由脉冲响应抽样的抽头有一部分重叠较小,它会导致理论计算与实测的结果不同,必须考虑其实际贡献,这在各种刊物上有描述,其中角谱波(A SOW)模型可以较好模拟出。
B.反射:根据传世线理论,波在阻抗不连续处会产生反射,而且声表面波在晶体自由表面和金属化膜表面的声速有些不同,及金属化膜的质量负载影响,在换能器的叉指边缘产生反射,这些反射虽然较小,但由于输入换能器的指对数较多,其产生的反射在中心频率处产生影响,因此输入换能器通常为4f0抽样,这样可以把反射峰从f0移至2f0处,从而减小对通常的影响。
C.体波:叉指换能器也激励体波,在警惕内里反射后到达输出换能器,它也影响器件性能,我们可在警惕背面打毛或开槽,使其影响变得很小。
D.其他影响:声表面波在晶体表面传输到晶片边缘时会产生反射,它可以在两端涂吸声油墨来消除,线电阻的影响及外部电路和电荷分布的影响,也可以在角谱波公式中模拟。末端效应可以通过特殊的结构消除,在输出换能器使用单指可以减小三次回波影响约6db.