[实用新型]开关切换型双通道声表面波滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及带通滤波器，具体涉及集成于压电晶体材料上的声表面波 带通滤波器。

背景技术

当电压加载在具有压电特性的基片材料(例如铌酸锂单晶材料)的电极上， 会在压电晶体材料的晶格中形成机械畸变。当加载在压电晶体材料电极上的电 压为输入的电信号，会在压电晶体材料表面的晶格中形成声表面波，该声表面 波是一种在压电晶体材料表面传播、振幅随深入基片材料深度的增加而迅速减 少的弹性机械波。

声表面波滤波器具有带通滤波器的特性。声表面波滤波器带通滤波功能的 实现便是基于上述晶格中形成的声表面波。声表面波滤波器的基本结构是在具 有压电特性的基片材料(例如铌酸锂单晶材料)的抛光面上制作一定厚度的铝 膜，在该铝膜层上通过光刻工艺形成交叉成对的梳状铝电极结构，在该梳状电 极结构上施加电信号，便在两梳状电极的叉指间形成声表面波，因此该梳状电 极结构起着电声换能器的作用，称其为叉指换能器。两梳状电极的叉指间形成 换能器的激励区域，两梳状电极的连接各叉指指条的梳柄部分称为汇流条，信 号电压施加于交叉梳状电极的两汇流条上，各汇流条通过电接点与外电路连 接。叉指换能器又分为输入换能器及输出换能器：输入换能器将电信号转换成 声表面波信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声表面波信号转换 成电信号输出。所述输入换能器与输出换能器构成声表面波的传输通道，所述 传输通道根据叉指换能器的不同加权结构，具有不同的声表面波传输特性或带 通特性。

现有技术中，存在开关切换型双通道声表面波滤波器，其可以将输入端叉 指换能器的电极通过开关切换来实现其声表面波传输通道不同的传输功能。如 参考文献：1992 IEEE发表的论文《开关型滤波器的设计和二阶效应的补偿 “Design of Switchable Inline Filter and Compensation of Second Order Effects”，1992 IEEE ULTRASONICS SYMPOOSIUM-15》。该论文提出的一种设计 方法如图1所示，首先将双通道滤波器看成是两个独立的单通道滤波器A及A1 来设计。叉指换能器的声波传输通道是由其交叉重叠部分的包络线的外沿决定 的，如图1中叉指换能器A的声波传输通道为TDA，叉指换能器B的声波传输 通道为TDB。两个叉指换能器A和B的声波传输通道TDA和TDB是完全分开的。 其中叉指换能器B是这样设计的，首先分别设计两个单通道的叉指换能器A和 A1，通过将两个叉指换能器的脉冲技术指标相加或者相减，进行加权设计得到 叉指换能器B，如图1所示，使得图1中叉指换能器B的声波传输通道TDB的 宽度(声孔径)小于叉指换能器A或A1的声波传输通道的宽度(声孔径)。见 图2，芯片的宽度主要决定于两个声波传输通道宽度TDA和TDB的和，如此就 能缩小芯片面积，降低成本。

上述设计方法的缺点是：单独设计的输入端叉指换能器A及A1都是中间 部分叉指的交叉重叠长度较大(如图1中的DA和DA1)，而两端交叉重叠长度 较小。由于第二个通道B是经过将两个单独设计的输入端叉指换能器通过脉冲 技术指标相加或者相减得到的，为了减小芯片的面积，必须使第二通道的宽度 TDB尽可能地小，如此进行加权设计时的补偿空间狭小，变得异常困难，甚至无 法达到设计要求，使滤波器性能变坏。为了达到设计要求，只能加大第二通道 B的宽度，这又使芯片面积增加，成本增加。

实用新型的内容

本实用新型针对现有开关切换型双通道声表面波滤波器的上述缺点，提供 另一种开关切换型双通道声表面波滤波器，其占用的芯片面积更小，并且更容 易实现加权设计的补偿。

本实用新型的技术方案如下：