[发明专利]具主动校准机制的声波装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种声波装置，且特别是有关于一种具主动校准机制的声波装置。

背景技术

请参照图1，其绘示声波装置(acoustic-wave device)900的示意图。声波装置900包括一压电材料基板(piezoelectric substrate)910、一压电薄膜层(piezo film layer)920及一指叉电容结构930。表面声波在指叉电容结构930上传播，并利用压电薄膜层920，将电信号转换成声信号应用后再转换为电信号。

随着表面声波技术的发展，声波装置900已在各方面有不同的应用。例如，声波装置900可作为移动电话的滤波器、振荡器、变压器和传感器。声波装置900亦可应用于无线电和电视方面，使无线电接收的频率范围很窄和准确。或者，声波装置900可利用表面声波和声波在地球表层传播的性质，监测和预报地震。

然而，由于指叉电容结构930与压电薄膜层920的热膨胀系数不同，可能产生翘曲的现象。请参照图2A，其绘示声波装置900位于低温状态的示意图。当声波装置900位于低温状态时，指叉电容结构930收缩程度大于压电薄膜层920的收缩程度，而造成两侧向上翘曲的现象。在低温时，指叉电容结构930的间距(pitch)缩小，而将使信号朝向高频偏移。

请参照图2B，其绘示声波装置900位于高温状态的示意图。当声波装置900位于高温状态时，指叉电容结构930扩张程度大于压电薄膜层920的扩张程度，而造成两侧向下翘曲的现象。在高温时，指叉电容结构930的间距(pitch)拉大，而将使信号朝向低频偏移。

请参照图3A，其绘示声波装置900在不同温度的插入损耗(Insertion loss)曲线图。频率响应曲线L11为摄氏20度所量测的插入损耗曲线，频率 响应曲线L12为摄氏50度所量测的插入损耗曲线，频率响应曲线L13为摄氏85度所量测的插入损耗曲线。由三条频率响应曲线L11、L12、L13可知，随着温度的上升，插入损耗逐渐往低频飘移。

请参照图3B，其绘示声波装置900在不同温度的反射损耗(Return loss)曲线图。频率响应曲线L21为摄氏20度所量测的反射损耗曲线，频率响应曲线L22为摄氏50度所量测的反射损耗曲线，频率响应曲线L23为摄氏85度所量测的反射损耗曲线。由三条频率响应曲线L21、L22、L23可知，随着温度的上升，反射损耗逐渐往低频飘移。

此外，除了温度所产生的信号变异以外，制程的偏差也会使声波装置900产生信号变异。举例来说，指叉电容结构930的间距过小时，将使信号朝向高频偏移。指叉电容结构930的间距过大时，将使信号朝向低频偏移。

如上所述，温度与制程所造成的信号变异一直是难以克服的技术瓶颈，研究人员均致力于改善这方面的情况。

发明内容

本发明有关于一种具主动校准机制的声波装置，其利用复制的校准共振腔，来了解传送共振腔与接收共振腔因温度因素或制程因素所发生的信号变异，进而执行主动校准的动作。

根据本发明的第一方面，提出一种具主动校准机制的声波装置(acoustic-wave device)。具主动校准机制的声波装置包括至少一声波双工器(acoustic-wave duplexer)、一压控振荡器(voltage-controlled oscillator,VCO)、一频率鉴别器(frequency discriminator)及一控制电路。声波双工器包括一传送滤波器(TX filter)及一接收滤波器(RX filter)。压控振荡器包括一校准共振腔及一可调制负阻抗电路。传送滤波器、接收滤波器及校准共振腔设置于同一压电材料基板上。频率鉴别器依据校准共振腔的一频偏程度，产生对应的一校准信号。控制电路连接声波双工器及频率鉴别器。控制电路再依据校准信号，调整传送滤波器或接收滤波器的操作频率。