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声表滤波器:从GSM到5G,现代电子的隐形英雄

FCom富士晶振 2024-07-25 15:28 次阅读

声表滤波器(Surface Acoustic Wave, SAW Filter)是一种利用声表面波传播特性进行信号处理的电子元件。凭借其高选择性、体积小、稳定性好等优点,声表滤波器在无线通信、电视广播、雷达系统等领域得到了广泛应用。本文将介绍声表滤波器的工作原理,并通过详细的应用实例展示其在各个领域中的应用情况。

工作原理

基本结构

声表滤波器通常由一个压电基底(如石英、铌酸锂等)和两个金属电极阵列(即输入和输出换能器)组成。压电基底能够将电信号转换为机械波(声波),并反之亦然。

输入信号转换

当输入电信号加到输入换能器时,输入换能器会将电信号转换成声表面波。这个转换过程依赖于压电效应,即电信号在压电基底上产生机械应变,从而生成声表面波。

声波传播

声表面波在压电基底的表面传播。通过调节电极的间距和排列,可以控制声波的频率响应特性,实现特定频段的滤波效果。

输出信号转换

声波到达输出换能器后,再次通过压电效应将声波转换回电信号。声波在传播过程中只保留特定频段的成分,输出信号便完成了滤波过程。

应用实例

1. 无线通信设备

移动电话

  • 应用场景:用于射频前端模块中的滤波器。
  • 具体频率:GSM、WCDMA、LTE 等移动通信频段(700 MHz - 2600 MHz)。
  • 参数
    • 中心频率:900 MHz(例如 GSM 频段)
    • 带宽:35 MHz
    • 插入损耗:< 2 dB
    • 带外抑制:> 40 dB

Wi-Fi 设备

  • 应用场景:用于 2.4 GHz 和 5 GHz 频段的 Wi-Fi 信号过滤。
  • 具体频率:2.4 GHz 和 5 GHz。
  • 参数
    • 中心频率:2.45 GHz(例如 2.4 GHz 频段)
    • 带宽:80 MHz
    • 插入损耗:< 1.5 dB
    • 带外抑制:> 45 dB

2. 电视广播

数字电视接收器

  • 应用场景:用于选择和过滤特定频道的信号。
  • 具体频率:UHF 频段(470 MHz - 862 MHz)。
  • 参数
    • 中心频率:600 MHz
    • 带宽:8 MHz
    • 插入损耗:< 3 dB
    • 带外抑制:> 50 dB

3. 雷达系统

航空雷达

  • 应用场景:用于处理回波信号,帮助检测和分析目标物的位置和速度。
  • 具体频率:X 波段(8 GHz - 12 GHz)。
  • 参数
    • 中心频率:10 GHz
    • 带宽:200 MHz
    • 插入损耗:< 2 dB
    • 带外抑制:> 60 dB

4. 频率合成器

通信基站

  • 应用场景:用于产生稳定的频率信号。
  • 具体频率:1 GHz。
  • 参数
    • 中心频率:1 GHz
    • 带宽:10 MHz
    • 插入损耗:< 1 dB
    • 带外抑制:> 70 dB

5. GPS 接收器

  • 应用场景:用于过滤 GPS 信号中的噪声和干扰。
  • 具体频率:L1 频段(1575.42 MHz)。
  • 参数
    • 中心频率:1575.42 MHz
    • 带宽:2 MHz
    • 插入损耗:< 1 dB
    • 带外抑制:> 50 dB

6. 无线麦克风

  • 应用场景:用于选择和过滤无线音频信号,减少干扰。
  • 具体频率:UHF 频段(600 MHz - 800 MHz)。
  • 参数
    • 中心频率:700 MHz
    • 带宽:10 MHz
    • 插入损耗:< 2 dB
    • 带外抑制:> 40 dB

声表滤波器通过其独特的工作原理和优良的性能,在现代电子设备中扮演着关键角色。从无线通信设备到电视广播、雷达系统和 GPS 接收器,声表滤波器的应用领域广泛且多样。其高选择性、体积小、稳定性好的特点,使其在信号处理和滤波场景中具有不可替代的地位。FCom富士晶振为不同应用提供可多样化的声表滤波器选择,并以稳定的品质和深得客户的好评。

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