Фильтры на ПАВ (Общий каталог)

Фильтры на поверхностных акустических волнах (фильтры на ПАВ) широко используются в составе современных систем связи. Это обусловлено сочетанием высоких электрических характеристик таких устройств (в том числе малых вносимых потерь, высокой избирательности и малого коэффициента прямоугольности) с их малыми габаритными размерами. Кроме того, фильтры на ПАВ имеют более устойчивые характеристики к внешним воздействующим факторам по сравнению с их аналогами на LC-элементах и пьезокерамике.

Основные достоинства ПАВ фильтров следуют из их структуры:  

  • малые размеры;
    независимость фазочастотной характеристики (ФЧХ) от амплитудно-частотной (АЧХ);
  • высокая прямоугольность АЧХ;
  • превосходная внеполосная режекция;
  • температурная стабильность.

По полному технологическому циклу ООО «БУТИС» производит фильтры на ПАВ до 1200 МГц. С учетом заказных кристальных элементов, размещаемых на контрактных производствах — до 3330 МГц.

Возможность массового производства, экономичность и воспроизводимость таких устройств обусловлены применением планарной групповой технологии при их изготовлении.

В настоящее время хорошо проработаны и серийно выпускаются следующие основные типы ПАВ фильтров, различие которых заключается в их физической конструкции:

  • линии задержки ;
  • резонаторные фильтры ;
  • фильтры с малыми потерями ;
  • широкополосные фильтры .

Простейший ПАВ фильтр (Рис.1) содержит два встречно-штыревых преобразователя (ВШП), предназначенных для взаимного преобразования электрических и акустических сигналов, расположенных на полированной пьезоэлектрической подложке (кварц, ниобат лития, танталат лития, лангасит и т.д.) .

Каждый ВШП состоит из двух вложенных друг в друга гребенок металлических электродов.

image001

Электроды ВШП обычно расположены на расстоянии 1/2 или 1/4 длины акустической волны на центральной частоте фильтра, что ограничивает верхний предел центральной частоты минимальным размером ширины электрода, реализуемым при стандартной технологии.

Нижний предел центральной частоты фильтра ограничен допустимой длиной пьезоэлектрической подложки.

Таким образом, ПАВ фильтры используются для обработки радиосигналов в диапазоне частот от 10 МГц до 2 ГГц.

Обычный ПАВ-преобразователь является двунаправленным излучателем, что ограничивает минимальные вносимые потери на уровне 6 дБ. Наличие ряда эффектов второго порядка, таких как резистивные потери в электродах и соединительных шинах, рассогласование акустических и электрических импедансов преобразователей, низкие значения коэффициента электромеханической связи доступных для применения пьезоэлектриков, увеличивает уровень вносимых потерь в реальном фильтре до 15…30 дБ.

В последние годы появились новые конструкции фильтров на ПАВ, обеспечивающие вносимые потери на уровне 1…7 дБ за счет использования внутренних переотражений, например, продольно-связанная структура, показанная на Рис.2.

image002

Выбор конструктивного решения определяется совокупностью требований, предъявляемых к электрическим характеристикам конкретного ПАВ фильтра : 

  1. Центральная частота фильтра;
  2. Вносимое затухание в полосе пропускания;
  3. Ширина полосы пропускания по уровню -3 дБ;
  4. Ширина полосы пропускания по уровню -40 дБ;
  5. Неравномерность АЧХ фильтра в заданной полосе пропускания;
  6. Ширина полосы задерживания;
  7. Уровень подавления внеполосных сигналов в полосе задерживания;
  8. Допустимость наличия гармонических составляющих и их уровень по отношению к первой гармонике;
  9. Неравномерность и форма характеристики группового времени запаздывания (ГВЗ) в полосе пропускания фильтра;
  10. Сопротивление нагрузки по входу и выходу;
  11. Допустимость применения согласующих элементов ;
  12. Рабочий диапазон температур;
  13. Желаемое конструктивное исполнение (тип корпуса).

Общие рекомендации по Фильтрам на ПАВ

Рекомендации для ручной пайки Фильтров в SMD – корпусах.

Пайка выводов фильтра в корпусе SMD должна производиться припоем с температурой плавления не более 150°С при помощи паяльника с температурой жала не более 160°С.

Требуется предварительный прогрев корпуса со скоростью не более 10°С/мин до температуры 100°С.

При пайке рекомендуется использовать флюс радиомонтажный, нейтральный ЛТИ-120.

Время пайки не должно превышать 10 секунд.

Рекомендации для ручной пайки ПАВ-фильтра в корпусе с выводами (например — МСШ-4-04).

Пайка выводов фильтров должна производиться припоем ПОС-61 ГОСТ 21930 при помощи паяльника  с температурой жала  не более 235°C.

Максимальное время касания каждого вывода жалом паяльника 3 с.

Минимальное время между пайками соседних выводов 5 с.

Минимальное время между пайками одних и тех же выводов 5 мин.

Рекомендации для автоматической пайки

Допускается пайка корпусов фильтра по периметру к монтажным элементам припоем с температурой плавления не более 150°С и паяльником с температурой жала не более 160°С.

Требуется предварительный прогрев корпуса со скоростью не более 10°С/мин до температуры 100°С.

При пайке рекомендуется использовать флюс радиомонтажный, нейтральный ЛТИ-120.

Время пайки не должно превышать 10 секунд.

Температурная кривая для автоматической пайки.
Рис. 1. Температурная кривая для автоматической пайки.