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頂尖濾波器背后的原理竟如此簡(jiǎn)單?
濾波器 字 〔 2017 〕 283
你一定知道Qorvo享譽(yù)業(yè)界的LowDrift SAW、NoDrift SAW和NoDrift BAW高級濾波器,但你可知道這背后它們都基于什么技術(shù)原理么?
其實(shí),B超、聲吶、洗牙機甚至打火機,它們與它們,“同宗同源”,都因為——壓!電!效!應!
壓電效應是這樣滴
壓電效應:某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí),其內部會(huì )產(chǎn)生極化現象,同時(shí)在它的兩個(gè)相對表面上出現正負相反的電荷,當外力去掉后,它又會(huì )恢復到不帶電的狀態(tài)。
原理發(fā)現的故事
皮埃爾·居里(猜得沒(méi)錯,就是居里夫人她老公?。┡c他哥哥雅克·保羅發(fā)現了一些晶體在某一特定方向上受壓時(shí),在它們的表面上會(huì )出現正或負電荷,這些電荷與壓力的大小成正比,而當壓力排除之后電荷也消失。
1881年,兄弟倆發(fā)表了關(guān)于石英與電氣石中壓電效應的精確測量。
1882年,他們證實(shí)了李普曼(G.Lippmann)關(guān)于逆效應的預言:電場(chǎng)引起壓電晶體產(chǎn)生微小的收縮。利用壓電現象,他們還設計了一種壓電石英靜電計——居里計。這種儀器能把分量極微的電量精確地測量出來(lái),并且成為當代石英控制計時(shí)計與無(wú)線(xiàn)電發(fā)報機的先驅。
再補腦——體聲波濾波器原理
在采用石英晶體作為襯底的體聲波諧振器中,石英上下表面的金屬片受電信號激勵,產(chǎn)生電場(chǎng)變化,而電場(chǎng)變化則導致石英晶體發(fā)生形變,造成震動(dòng),即聲波。聲波從頂面跳躍至底面,形成駐波,也就是諧振,如此一來(lái)就可以濾波了。
體聲波諧振器的諧振頻率取決于板材厚度和電極質(zhì)量。在體聲波濾波器發(fā)揮重要作用的高頻率下,壓電層只能有幾微米厚,因此諧振器結構需要采用薄膜沉積和微加工技術(shù),在載波襯底上完成。
通過(guò)使用體聲波技術(shù),能夠開(kāi)發(fā)邊緣斜率極高和抑制能力優(yōu)秀的窄帶濾波器。這使得體聲波成為解決許多干涉難題的首選技術(shù)。體聲波可以處理的頻率高達6GHz,在頻率高于1.9 GHz 的新型LTE頻帶中多有使用,如885026、885043等,對于LTE/Wi-Fi 共存濾波器,體聲波也非常有效,如885067、885033等。另外,體聲波濾波器的尺寸隨著(zhù)頻率的升高而降低,這使得體聲波濾波器成為適用于最嚴格的 3G 和 4G 應用的理想濾波器。
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