B82722A2252N001濾波器信號(hào)調(diào)節(jié)器

產(chǎn)品	SAW Filters	產(chǎn)品種類(lèi)	信號(hào)調(diào)節(jié)
制造商	Qualcomm RF360	加工定制
安裝	SMD/SMT	工廠(chǎng)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(lèi)型	SMD/SMT
系列	B39	繞線(xiàn)形式
調(diào)整頻差		負(fù)載電容
頻率	315 MHz to 2.4 GHz	頻率范圍	315 MHz to 2.4 GHz

B82722A2252N001濾波器信號(hào)調(diào)節(jié)器

SAW濾波器應(yīng)用
功能：濾波，讓需要的信號(hào)通過(guò)，濾除不需要的信號(hào)。

應(yīng)用：

電視機(jī)，無(wú)繩電話(huà)，手機(jī)（每只手機(jī)中有聲表濾波器3-5只）CATV網(wǎng)絡(luò)（通過(guò)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(shí)鐘恢復(fù)衛(wèi)星通信及定位（GPS）系統(tǒng)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)通信偵查壓縮接收機(jī) 脈沖壓縮雷達(dá)系統(tǒng)電子偵察用信道化
接收機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)鑰匙進(jìn)入和保密警戒系統(tǒng)遙測(cè)壓控系統(tǒng)其它聲表產(chǎn)品聲表面波濾波器組。

一款高端智能手機(jī)必須要對(duì)多達(dá)15個(gè)頻段的2G、3G和4G無(wú)線(xiàn)接入方式的發(fā)送和接收路徑進(jìn)行濾波，同時(shí)要濾波的還包括：
Wi-Fi、藍(lán)牙和GPS接收器的接收路徑。必須對(duì)各接收路徑的信號(hào)進(jìn)行隔離。還必須要對(duì)出處雜多、難以盡舉的其它外部信
號(hào)進(jìn)行抑制。要做到這點(diǎn)，一款多頻段智能手機(jī)需要4或6個(gè)濾波器和多個(gè)雙工器。如果沒(méi)有聲濾波技術(shù)，這將難以實(shí)現(xiàn)。

不同于SAW濾波器，BAW濾波器內(nèi)的聲波垂直傳播（圖3）。對(duì)使用石英晶體作為基板的BAW諧振器來(lái)說(shuō)，貼嵌于石英基板
頂、底兩側(cè)的金屬對(duì)聲波實(shí)施激勵(lì)，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(zhì)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(jí)，因此，要在載體基板上采用薄膜沉積和微機(jī)
械加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)諧振器結(jié)構(gòu)。

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(yīng)把無(wú)線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)在介質(zhì)表面?zhèn)鞑ィ谳敵龆擞赡鎵弘娦?yīng)將聲信號(hào)
轉(zhuǎn)換為無(wú)線(xiàn)信號(hào)
BAW 是體聲波，采用FBAR技術(shù)，原理基本同SAW，唯一的區(qū)別是聲信號(hào)在介質(zhì)內(nèi)部傳輸，故體積可以做的更小（介質(zhì)的
介電常數(shù)大于空氣）。
BAW相對(duì)來(lái)說(shuō)性能可能更好一些，q值，相位噪聲，體積小等，同時(shí)加工起來(lái)更難，屬于超精細(xì)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(shí)，如3G時(shí)，一般采用BAW，而當(dāng)頻率在1900MHz以下時(shí)，通常采用SAW就能夠滿(mǎn)足要求。

1 聲表面濾波器的應(yīng)用及裝配要求

聲表面濾波器（簡(jiǎn)稱(chēng)SAW）主要作用原理是利用壓電材料的壓電特性，利用輸入與輸出換能器（Transducer）將
電波的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，經(jīng)過(guò)處理后，再把機(jī)械能裝換成電信號(hào)，以達(dá)到過(guò)濾不必要的信號(hào)，提升收訊品質(zhì)
的目的。聲表面濾波器具有工作頻率高、通頻帶寬、選頻特性好、體積小和質(zhì)量輕等特點(diǎn)，并且可采用與集成電路
相同的生產(chǎn)工藝，制造簡(jiǎn)單，成本低。與傳統(tǒng)的LC濾波器相比，其安裝更簡(jiǎn)單、體積更小。缺點(diǎn)為插損比LC諧振
電路大。

通過(guò)對(duì)聲表面濾波器的裝配方法不斷地進(jìn)行改進(jìn)，測(cè)試裝配后的電性能指標(biāo)，可得出如下結(jié)論：

1）傳統(tǒng)工藝方法操作簡(jiǎn)單，濾波器工作頻率較低時(shí)，濾波器性能指標(biāo)基本滿(mǎn)足要求。

2）兩種改進(jìn)型工藝方法，都存在接觸面間隙壓緊的隨機(jī)變量，安裝操作的好壞起到?jīng)Q定因素。濾波器工作頻率較高時(shí)，
濾波器性能指標(biāo)基本滿(mǎn)足要求。采用壓片螺釘拉緊形式，增加結(jié)構(gòu)位置，不易于模塊小型化。

3）優(yōu)化型工藝方法，通過(guò)再流焊將濾波器接地面底座與印制板可靠焊接，徹底消除了接觸面間隙壓緊的隨機(jī)變量，
指標(biāo)得到極大優(yōu)化。濾波器性能不受人為因素影響。

針對(duì)聲表面濾波器不同的應(yīng)用環(huán)境，我們可以采用不同的裝配工藝方案，若應(yīng)用在頻率較低的情況下，可采用壓緊后
手工焊接，并在金屬殼體邊緣與印制板之間點(diǎn)錫加焊的方式裝配；而在應(yīng)用環(huán)境頻率較高的情況下，可采用回流焊接的
裝配工藝，將聲表面濾波器的接地底座與PCB焊接，減小電磁干擾的影響，提高產(chǎn)品的電性能指標(biāo)。

信號(hào)調(diào)節(jié)器是將某種類(lèi)型的電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一種類(lèi)型信號(hào)的設(shè)備。主要用于將常規(guī)儀表很難
讀取的信號(hào)轉(zhuǎn)換為較容易讀取的格式。成功實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換將涉及以下五個(gè)功能：

一、信號(hào)放大：

放大信號(hào)時(shí)，會(huì)增大信號(hào)的整體幅度。例如，信號(hào)放大功能可將 0-10mV 的信號(hào)轉(zhuǎn)換成 0-10V 的信號(hào)。

二、電氣隔離：

電氣隔離會(huì)切斷輸入和輸出信號(hào)之間的電流路徑。也就是說(shuō)輸入與輸出之間無(wú)物理接線(xiàn)。通常將輸
入信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)或磁信號(hào)，然后在輸出端重構(gòu)，即可將輸入信號(hào)傳送到輸出端。通過(guò)切斷輸入
和輸出信號(hào)之間的電流路徑，可有效防止輸入線(xiàn)路中的干擾信號(hào)傳送至輸出端。必須在電位遠(yuǎn)遠(yuǎn)高
于地電位的表面進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須進(jìn)行電氣隔離。電氣隔離也用于避免接地回路。

三、線(xiàn)性化：

將非線(xiàn)性輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成線(xiàn)性輸出信號(hào)。此功能常用于熱電偶信號(hào)。

四、冷端補(bǔ)償：

適用于熱電偶信號(hào)?？呻S著室內(nèi)溫度的波動(dòng)對(duì)熱電偶信號(hào)進(jìn)行調(diào)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(yùn)行。應(yīng)變計(jì)和 RTD 即為兩個(gè)典型示例。

在最常見(jiàn)的組建中，用戶(hù)通常會(huì)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(shí)用戶(hù)也能視覺(jué)確認(rèn)導(dǎo)管和設(shè)備之間的適當(dāng)通訊。用戶(hù)可以選擇顯示實(shí)時(shí)測(cè)量讀數(shù)，或者用自己定義的
屏幕刷新率繪制實(shí)時(shí)測(cè)量圖。盡管一般用戶(hù)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(xiàn)

2、USB接口線(xiàn)

3、BNC-SMA線(xiàn)纜

4、用戶(hù)指南

5、包含CD的軟件驅(qū)動(dòng)和手冊(cè)

6、清潔套裝

7、光纖三米延長(zhǎng)線(xiàn)

主要特點(diǎn)：

1、USB通訊

2、經(jīng)由模擬輸出連接器的全寬帶

3、LED燈技術(shù)，壽命超過(guò)5000小時(shí)，無(wú)性能降級(jí)

4、大氣環(huán)境自動(dòng)補(bǔ)償

全球聲學(xué)濾波器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

一、TC-SAW

對(duì)于聲表面波器件來(lái)說(shuō)，對(duì)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(hù)頻帶越來(lái)越窄，并且消費(fèi)設(shè)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(lái)越嚴(yán)重。

一種替代方法是使用溫度補(bǔ)償（TC-SAW）濾波器，它是在IDT的結(jié)構(gòu)上另涂覆一層在溫度升高時(shí)剛度會(huì)加強(qiáng)
的涂層。溫度未補(bǔ)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(bǔ)償工藝需要加倍的掩模層，所以，TC-SAW濾波器更復(fù)雜、制造成本也相對(duì)更高。

目前TC-SAW技術(shù)越來(lái)越成熟，國(guó)外大廠(chǎng)基本都有推出相應(yīng)產(chǎn)品，在手機(jī)射頻前端取得不少應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)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(kāi)發(fā)出克服以往聲表面波弱點(diǎn)的 I.H.P.SAW（Incredible High Performance
-SAW）。村田意將SAW技術(shù)發(fā)揮到極致（4GHz以下），目前量產(chǎn)的頻率可達(dá)3.5GHz。

I.H.P.SAW可以實(shí)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(diǎn)，具體如下：

1） 高Q值：在1.9GHz頻帶上的諧振器試制結(jié)果顯示，其Q值特性的峰值超過(guò)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(guò)同時(shí)控制線(xiàn)膨脹系數(shù)和聲速來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的溫度特性。以往SAW的TCF轉(zhuǎn)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(hào)后IDT會(huì)產(chǎn)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(dǎo)致故障。 I.H.P.SAW可將電極產(chǎn)生的熱量高效地從基板一側(cè)散發(fā)出去，可將通電時(shí)的溫度上升幅度降至以往SAW
的一半以下。低TCF和高散熱性?xún)煞N效果，使其在高溫下也能穩(wěn)定工作。

新型體聲波濾波器

目前市面上的體聲波濾波器基本上基于多晶薄膜工藝。而初創(chuàng)公司Akoustis Technologies, Inc.
發(fā)明的Bulk ONE? BAW技術(shù)是采用單晶AlN-on-SiC諧振器，據(jù)稱(chēng)性能能夠提升30%。

Akoustis技術(shù)公司(前稱(chēng)為Danlax,Corp.)是根據(jù)美國(guó)內(nèi)華達(dá)州法律于2013年4月10日注冊(cè)成立，
總部設(shè)在北卡羅來(lái)納州的亨茨維爾。2015年4月15日，公司更名為Akoustis技術(shù)公司。2017年
3月，登陸納斯達(dá)克。

目前Akoustis已經(jīng)宣布推出了三款商用濾波器產(chǎn)品：第一款是用于三頻WiFi路由器應(yīng)用的商
用5.2 GHz BAW RF濾波器；第二款是針對(duì)雷達(dá)應(yīng)用的3.8 GHz BAW RF濾波器；第三款A(yù)KF
-1652是針對(duì)未來(lái)4G LTE和5G移動(dòng)設(shè)備5.2 GHz BAW RF濾波器

封裝微型化濾波器

濾波器的封裝微型化主要是指的是采用晶圓級(jí)封裝技術(shù)。
Qorvo的CuFlig互聯(lián)技術(shù)使用銅柱凸點(diǎn)代替線(xiàn)焊。晶圓級(jí)封裝濾波器取消了陶瓷封裝，可以實(shí)
RF360公司DSSP（Die-Sized SAW Packaging，裸片級(jí)聲表封裝）和TFAP技術(shù)（Thin-Film
Acoustic Packaging，薄膜聲學(xué)封裝技術(shù))，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品微型化，并可提供2in1，甚至4in1的
濾波器模組?，F(xiàn)尺寸更小，設(shè)備更輕薄。


不同產(chǎn)品類(lèi)別的新的標(biāo)準(zhǔn)封裝尺寸：雙工器1.8mm*1.4mm，2in1濾波器：1.5mm*1.1mm，
單一濾波器：1.1mm*0.9mm。


射頻前端集成化模塊化

國(guó)際大廠(chǎng)一直致力于射頻前端的集成化及模塊化，比如高通RF360方案；Murata將濾波器、
RF開(kāi)關(guān)、匹配電路等一體化的模塊；Qorvo RF Fusion解決方案等。

高通POP3D設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的3D封裝技術(shù)，單一封裝內(nèi)集成了單芯片多模功率放大器和天線(xiàn)開(kāi)
關(guān)（AS），并將濾波器和雙工器集成到一個(gè)單一基底中，然后將基底置于基礎(chǔ)組件之上，整
合成一個(gè)單一的“3D”芯片組組合，從而降低了整體的復(fù)雜性，摒棄了當(dāng)今射頻前端模塊中
常見(jiàn)的引線(xiàn)接合。


Qorvo RFFusion解決方案包含三種模塊化解決方案，實(shí)現(xiàn)高、中、低頻段頻譜區(qū)域全覆蓋。
各模塊都集成了功率放大器 (PA)、開(kāi)關(guān)和濾波器。

在通信設(shè)備中，射頻信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)信號(hào)的發(fā)送與接收，包含射頻收發(fā)器、天線(xiàn)、
射頻前端等。其中，射頻前端由一系列組件構(gòu)成，包含功率放大器（PA）、濾波器
（Filters）、開(kāi)關(guān)（Switch）、雙工器（Diplexer/Duplexer，由 2 個(gè)濾波器組成）、
低噪聲放大器（LNA） 等，分別對(duì)應(yīng)不同的射頻信號(hào)處理功能，本篇將就射頻關(guān)鍵
器件濾波器進(jìn)行專(zhuān)題分析。

一、定義及功能
射頻濾波器又名“射頻干擾濾波器”，是消費(fèi)電子中必不可缺的重要元器件之一。射
頻濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，主要負(fù)責(zé)對(duì)通信通道中的信號(hào)頻率
進(jìn)行濾波。濾波器允許符合特定頻率的信號(hào)通過(guò)，同時(shí)抑制其他不需要的頻率信號(hào)，
可解決不同頻段和通信系統(tǒng)之間產(chǎn)生的信號(hào)干擾問(wèn)題，廣泛應(yīng)用于基站和終端設(shè)備的
射頻信號(hào)處理系統(tǒng)中。從射頻信號(hào)處理系統(tǒng)的布局來(lái)看，在射頻發(fā)射路徑中，濾波器
位于功率放大器的后側(cè)；在射頻接收路徑中，濾波器位于低噪聲放大器的前側(cè)。

射頻前端的信號(hào)傳輸路徑分為發(fā)射通道和接收通道，（1）發(fā)射通道路徑為“基帶芯片
- 射頻收發(fā)模塊-開(kāi)關(guān)-PA-濾波器/雙工器-開(kāi)關(guān)-天線(xiàn)-信號(hào)”；（2）接收通道路徑為“
信號(hào)- 天線(xiàn)-開(kāi)關(guān)-濾波器/雙工器-LNA-開(kāi)關(guān)-射頻收發(fā)模塊-基帶芯片”。

二、關(guān)鍵性能指標(biāo)
射頻濾波器性能的優(yōu)劣直接影響通訊系統(tǒng)的通信質(zhì)量。Q 值、帶寬、阻帶抑制度、插入
損耗、延遲時(shí)間等是衡量濾波器性能的指標(biāo)。其中，Q 值和插入損耗是選擇濾波器的最
常用、最主要的性能指標(biāo)。

三、濾波器分類(lèi)

聲學(xué)濾波器是目前手機(jī)應(yīng)用的主流濾波器，可分為聲表濾波器（SAW 濾波器）和體聲
波濾波器（BAW 濾波器）。按照射頻濾波器的應(yīng)用場(chǎng)景和材料工藝兩個(gè)方向進(jìn)行分類(lèi)：

（一）按應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)
射頻濾波器在無(wú)線(xiàn)通信終端的基站市場(chǎng)和手機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用最多，因此按照應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)，
濾波器可分為通信基站濾波器和手機(jī)濾波器。不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)濾波器的要求不同，因此
手機(jī)濾波器與基站濾波器的體積、制造工藝、適用寬帶、成本、功率容量等特征存在明
顯差異?；緸V波器更注重高穩(wěn)定性、大帶寬、大功率等指標(biāo)，而手機(jī)濾波器對(duì)價(jià)格、
體積（手機(jī)射頻濾波器尺寸為毫米級(jí)別，基站射頻濾波器為厘米級(jí)別）更為敏感。

基站射頻濾波器主要分為金屬腔體濾波器（應(yīng)用于2G-4G時(shí)代基站，應(yīng)用率達(dá)95，產(chǎn)
業(yè)鏈成熟，適用于低頻通信）和介質(zhì)濾波器（使用5G基站建設(shè)小型化和輕量化需求，
是5G 基站的新風(fēng)口），對(duì)應(yīng)的制造工藝分別是金屬精密加工和介質(zhì)燒結(jié)；手機(jī)射頻濾
波器主要為聲波濾波器，包含SAW、TC-SAW、BAW、FBAR等，對(duì)應(yīng)的制造工藝為半
導(dǎo)體制造工藝。

（二）按工藝材料分類(lèi)

射頻濾波器可分為聲學(xué)濾波器、晶體濾波器、陶瓷濾波器，其中聲學(xué)濾波器（SAW、
BAW）是目前手機(jī)應(yīng)用的主流濾波器。根據(jù)技術(shù)不同，聲學(xué)濾波器又可分為聲表濾波
器（SAW 濾波器）和體聲波濾波器（BAW 濾波器）兩種。其中，SAW 濾波器產(chǎn)品包
括普通的SAW、具有溫度補(bǔ)償特性的TC-SAW 濾波器及高頻 I.H.P-SAW；BAW濾波器
產(chǎn)品包括BAW-SMR 和FBAR。

四、SAW 濾波器

SAW 濾波器采用半導(dǎo)體平面工藝制作，具有良好的一致性和重復(fù)性，并可實(shí)現(xiàn)低成本
批量生產(chǎn)。一般的 SAW 濾波器由壓電材料襯底和兩個(gè) IDT 交叉環(huán)能器構(gòu)成。IDT 交叉
換能器是由交叉排列的金屬電極組成，左側(cè) IDT 將電信號(hào)轉(zhuǎn)成聲波，右側(cè) IDT 將聲波轉(zhuǎn)
成電信號(hào)。IDT 能把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波主要是因?yàn)槠湎路綁弘娨r底產(chǎn)生壓電效應(yīng)，其中
SAW 濾波器的壓電材料一般采用濾波器常用的壓電材料有鉭酸鋰（LiTaO3）、鈮酸鋰（
LiNbO3）、二氧化硅（SiO2）等。

（一）工作原理

SAW 濾波器的基本原理是在輸入端通過(guò)壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)為聲信號(hào)在介質(zhì)表面上傳播，
而在輸出端由逆壓電效應(yīng)將聲信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)。對(duì)于 SAW，也叫 Rayleighsurface wave，
既有縱波也有橫波。固體中粒子以橢圓軌跡震動(dòng)，橢圓的長(zhǎng)軸垂直于固體表面，隨著固體
深度越深，粒子運(yùn)動(dòng)幅度越小。

穿過(guò)基板表面的聲波（在固體材料中，交替的機(jī)械形變會(huì)產(chǎn)生3,000 至12,000 米/ 秒速度
的聲波）移動(dòng)的速度慢于任一端上 IDT 的電氣速度。而穿過(guò)基板的波發(fā)生的延遲在接收端
的 IDT 處相結(jié)合，產(chǎn)生極高品質(zhì)因數(shù)（Q 值可達(dá)數(shù)千）的駐波，進(jìn)而產(chǎn)生了有限沖激響應(yīng)
（FIR）濾波器響應(yīng)。通過(guò)調(diào)整穿過(guò)基板的行進(jìn)距離和 IDT 指的尺寸，可改變沖激響應(yīng)。而
這就決定了帶寬、中心頻率、類(lèi)型和其他因素。

SAW的頻率基本可以參考公式：F=V/λ，其中 V 是 SAW 的速率，大約為 3100m/s，λ是
IDT 電極間距。從公式可以看出 SAW濾波器的頻率與 IDT 電極間距成反比，頻率越高，IDT
電極間距越小。在 IDT 小間距下，電流密度太大會(huì)導(dǎo)致電子遷移和發(fā)熱問(wèn)題，所以 SAW濾波
器不太適合 2.5GHz 以上的頻率。SAW 濾波器對(duì)溫度變化也敏感，性能隨溫度升高而變差，
溫度升高時(shí)，基片材料的剛度變小，聲波速度變小。溫度補(bǔ)償濾波器(TC-SawFilter)就是為了
改善濾波器的溫度性能，在 IDT 上增加保護(hù)涂層改善其溫度特性，使其在溫度升高時(shí)，剛度增
加，改善溫度特性的同時(shí)也會(huì)使得濾波器成本上升。