B39131B3647Z710濾波器信號調節(jié)器

產品	SAW Filters	產品種類	信號調節(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

B39131B3647Z710濾波器信號調節(jié)器

一、聲學濾波器市場分析

隨著全球聯(lián)網(wǎng)設備增多，射頻前端系統(tǒng)需求量增多，濾波器的需求量自然增多。千億級設備連接，
這是物聯(lián)網(wǎng)應用的網(wǎng)絡需求，未來全球移動通信網(wǎng)絡連接的設備總量將達到千億規(guī)模。根據(jù)IMT-2020
5G推進組預測，到2020年全球移動終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設備）數(shù)量將超過100億，其中中國將超過20億。

射頻頻段增多，濾波器的需求量自然增多。從1G-->2G-->3G-->4G，再到5G，射頻的頻段不斷增多，
其射頻器件的應用數(shù)量也快速增加。從射頻前端使用濾波器的數(shù)量來看，隨著頻段數(shù)量的增加，射頻濾
波器件的需求量也相應增加。

中國移動要求的5模13頻分為8個FDD頻段和5個TDD頻段。因為FDD是頻分復用的，需要含有接收器、
發(fā)射器的雙工器，同時接收還需要一個單獨的濾波器，所以一個頻段需要3個濾波器，總共24只。TDD
模式5個頻段，每個頻段需要一個發(fā)射以及一個接收的濾波器，共10個。再加上手機上的wifi、GPS、
藍牙等，濾波器數(shù)量達到30-40個。

聲表面波/體聲波濾波器

聲表采用將電能轉換為表面聲波的方式，利用聲波共振效應實現(xiàn)的濾波。該聲表面波濾波器的特點是體積非常小，
Q值相對LC高，采用半導體工藝適合批量生產。一只800MHz左右的濾波器體積大概只有一個0805電容大小。其
缺點是功率容量小，不適合小批量定制產品，研發(fā)周期長，研發(fā)成本高。

螺旋濾波器:

螺旋濾波器是一種半集總參數(shù)的濾波器，其采用放置在空腔內的螺旋電感的自諧振來實現(xiàn)諧振器，通過相鄰諧振器的空間磁場實現(xiàn)耦合。

其優(yōu)點是：體積較腔體小，Q值、功率容量較LC高。其缺點是：較難實現(xiàn)寬帶，高頻部分電感不易實現(xiàn)。

螺旋濾波器通常用在500MHz以下20%相對帶寬，100W平均功率，對插損有一定要求的場合。

紋波：濾波器通帶內S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。

介質濾波器

介質濾波器是采用介質填充的四分之一波長短路線或者二分之一開路線實現(xiàn)的半集總濾波器。其優(yōu)點是Q值較LC高，可以實現(xiàn)較LC
濾波器頻率高的濾波器。其缺點是寄生較近，諧振器需要定制。

交指濾波器最大的特點是可以實現(xiàn)寬帶，如果采用冗余諧振桿，考慮到機加可是線性，其相對帶寬通?？梢詫掃_60%。同時在K波段時，
寬帶的梳狀濾波器機加基本無法加工并且調試螺釘無法放置，因此在該條件下通常采用交指結構。交指結構與梳狀相比其寄生通帶較近，
通常其寄生通帶在1.8F0左右。同體積下，交指濾波器較梳狀濾波器功率容量大。

濾波器是無線通訊系統(tǒng)必不可少的關鍵性部件。

濾波器種類繁多，各種濾波器具有不同的性能特點，因此在濾波器選擇時，通常需要綜合考慮客戶的實際使用環(huán)境以及客戶性能需
求才能做出正確、有效、可靠的選擇。

在客戶對濾波器指標概念比較模糊時，通常需要詢問客戶體積、損耗、帶外需要抑制的頻率以及抑制度、功率容量等。根據(jù)這幾個
簡單的指標要求基本可以判斷出濾波器種類。

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換為聲信號在介質表面?zhèn)鞑?，在輸出端由逆壓電效應將聲信?br /> 轉換為無線信號
BAW 是體聲波，采用FBAR技術，原理基本同SAW，唯一的區(qū)別是聲信號在介質內部傳輸，故體積可以做的更?。ń橘|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。

1、SAW Filter

聲表面波（SAW）濾波器廣泛應用于2G接收機前端以及雙工器和接收濾波器。SAW濾波器集低插入
損耗和良好的抑制性能于一身，不僅可實現(xiàn)寬帶寬，其體積還比傳統(tǒng)的腔體甚至陶瓷濾波器小得多。
因為SAW濾波器制作在晶圓上，所以可以低成本進行批量生產。SAW技術還支持將用于不同頻段的
濾波器和雙工器整合在單一芯片上，且僅需很少或根本不需額外的工藝步驟。



存在于具有一定對稱性晶體內的壓電效應是聲濾波器的“電動機”及“發(fā)電機”。當對這種晶體施以
電壓，晶體將發(fā)生機械形變，將電能轉換為機械能。當這種晶體被機械壓縮或展延時，機械能又轉換
為電能。在晶體結構的兩面形成電荷，使電流流過端子和/或形成端子間的電壓。電氣和機械能量間的
這種轉換的能量損耗極低，無論電/機還是機/電能量轉換，效率都可高達99.99%。



在固態(tài)材料中，交替的機械形變會產生3,000至12,000米/秒速度的聲波。在聲濾波器內，對聲波進行
導限以產生極高品質因數(shù)（Q值可達數(shù)千）的駐波（standingwaves）。這些高Q值的諧振是聲濾波器
的頻率選擇性和低損耗特性的基礎。


在一款基礎SAW濾波器中，電輸入信號通過間插的金屬交指型換能器（IDT）轉換為聲波，這種IDT是
在諸如石英、鉭酸鋰（LiTaO3）或鈮酸鋰（LiNbO3）等壓電基板上形成的。在一款非常小設備內，IDT
的低速特性非常適合眾多波長通過。

介質濾波器

介質濾波器利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率等特點
設計制作的，由數(shù)個長型諧振器縱向多級串聯(lián)或并聯(lián)的梯形線路構成。其特點是插入損耗小、耐功率性好、
帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，便攜電話、汽車電話、無線耳機、
無線麥克風、無線電臺、無繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級向耦合濾波。

有源電力濾波器

有源電力濾波器是一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進
行補償，可以彌補無源濾波器的缺點，獲得比無源濾波器更好的補償特性，是一種理想的補償諧波裝置。早
在70年代，有源電力濾波器的基本原理和主電路拓撲結構就已被確定，但由于受當時的技術條件限制，未能
使有源電力濾波器得以實施。進入80年代后，新型電力電子器件的出現(xiàn)、PWM控制技術的發(fā)展以及瞬時無功
功率理論的提出，極大地促進了有源電力濾波器技術的發(fā)展。國外已開始在工業(yè)和民用設備上廣泛使用有源電
力濾波器，并且單機裝置的容量逐步提高，其應用領域從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)供電質量的
方向發(fā)展。

信號調節(jié)器是將某種類型的電子信號轉換成另一種類型信號的設備。主要用于將常規(guī)儀表很難
讀取的信號轉換為較容易讀取的格式。成功實現(xiàn)這種轉換將涉及以下五個功能：

一、信號放大：

放大信號時，會增大信號的整體幅度。例如，信號放大功能可將 0-10mV 的信號轉換成 0-10V 的信號。

二、電氣隔離：

電氣隔離會切斷輸入和輸出信號之間的電流路徑。也就是說輸入與輸出之間無物理接線。通常將輸
入信號轉換為光信號或磁信號，然后在輸出端重構，即可將輸入信號傳送到輸出端。通過切斷輸入
和輸出信號之間的電流路徑，可有效防止輸入線路中的干擾信號傳送至輸出端。必須在電位遠遠高
于地電位的表面進行測量時，必須進行電氣隔離。電氣隔離也用于避免接地回路。

三、線性化：

將非線性輸入信號轉換成線性輸出信號。此功能常用于熱電偶信號。

四、冷端補償：

適用于熱電偶信號。可隨著室內溫度的波動對熱電偶信號進行調節(jié)。

五、激發(fā)：

許多傳感器均需要一定形式的激發(fā)方能運行。應變計和 RTD 即為兩個典型示例。

在最常見的組建中，用戶通常會將0‐5V的模擬輸出電壓水平配置到自己感興趣的溫度或壓力范圍，同
時用戶也能視覺確認導管和設備之間的適當通訊。用戶可以選擇顯示實時測量讀數(shù)，或者用自己定義的
屏幕刷新率繪制實時測量圖。盡管一般用戶更喜歡在SPC-HR上使用125 Hz，但可以以各種不同的文件
格式記錄和保存數(shù)據(jù)。

SKR-DEV套裝包含以下部件：

1、電源適配器和電線

2、USB接口線

3、BNC-SMA線纜

4、用戶指南

5、包含CD的軟件驅動和手冊

6、清潔套裝

7、光纖三米延長線

主要特點：

1、USB通訊

2、經由模擬輸出連接器的全寬帶

3、LED燈技術，壽命超過5000小時，無性能降級

4、大氣環(huán)境自動補償

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品，在手機射頻前端取得不少應用，而國內的工
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。