体声波滤波器功率容量的评估方法

为了解决在体声波(BAW)滤波器的设计中对功率容量指标考虑欠缺的问题,提出了一种BAW滤波器功率容量的评估方法。首先通过BAW滤波器在特定输入功率和环境温度下的声-电磁-热多物理场仿真,得到在自热效应下各单元谐振器的叠层温度平均值;然后将叠层温度平均值作为设计参量引入到Mason模型中,搭建含温度参量的Mason(T)(T为温度)模型;最后在Mason(T)模型中模拟BAW滤波器的传输曲线,根据在全温度范围内各项性能指标是否超标来评估BAW滤波器的功率容量水平。仿真结果表明,在输入功率为23 dBm、环境温度为全温度范围(-25～85℃)时,BAW滤波器的各项指标均未超标;在输入功率为30 dBm、环境温度为30℃时,BAW滤波器的上频带插入损耗和带外抑制已超标,性能出现明显退化。     

一种射频体声波滤波器的版图设计与仿真

射频体声波滤波器品质因子高,尺寸小,其性能已超过声表面波滤波器,将其替代传统的射频滤波器极具性能和价格优势。本文建立了适用于体声波滤波器性能分析的巴特沃斯—范戴克（MBVD）模型,采用梯形级联方式设计了一种射频体声波滤波器的版图。在此基础上以中心频率为1.99GHz,带宽56MHz的体声波滤波器为例,对不同连接级数梯形滤波器的插入损耗、阻带抑制进行了仿真与分析讨论,在4阶滤波器中其带外衰减达到了-29.708dB。采用微机电机械系统工艺制备的2阶和3阶滤波器传输特性的测试曲线与仿真结果基本吻合,表明射频体声波滤波器具有广泛的应用前景。该模拟结果可作为射频体声波滤波器设计的一个重要参考。     

体声波滤波器的电磁-热耦合仿真方法

为了快速有效地得到体声波(BAW)滤波器在给定功率水平下的3D温度分布,提出一种电磁-热耦合仿真方法。首先搭建BAW滤波器的热仿真模型,并设置电磁-热耦合求解方式;然后由热仿真模型生成BAW滤波器的电磁模型,以提取BAW滤波器电磁模型中的导体损耗。最后以提取的损耗作为热仿真的热源,并由电磁-热耦合仿真得到滤波器的3D温度分布。仿真结果表明,在输入功率为1 W时,该BAW滤波器的7只谐振器中,第一只串联谐振器和第一只并联谐振器分别为最热的串联谐振器和最热的并联谐振器;滤波器案例中的热点温度为81.472℃,出现在第一只并联谐振器的顶电极中;冷点温度为49℃,出现在第三只并联谐振器的压电层中。     

一种体声波滤波器仿真设计分析

文中着重阐述了基于微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）技术制造的薄膜体声波谐振器／滤波器，简述了它的结构及原理，分析了其主要特征参数和设计方法，并设计了中心频率为2．4GHz，带宽为100MHz的带通滤波器，展示了薄膜体声波谐振器／滤波器的突出性能，为通信MEMS技术的微型化发展提供了更广阔的道路。     

采用PZT薄膜的体声波RF滤波器设计

在分析体声波滤器的原理、结构及相关参数的基础上,结合锆钛酸铅薄膜的材料特性,提出了一种射频体声波滤波器设计。设计中考虑了衬底、电极的质量加载对中心频点的影响,模拟了不同连接方法下滤波器的频率特性,探讨了薄膜材料的制备、退火、刻蚀工艺的选择与优化。     

体声波滤波器的设计与微加工方法

提出了一种易于使用的薄膜体声波(FBAR)滤波器的4步设计方法,以一种FDD-LTE Band7的Rx滤波器为例展示了该方法的应用流程。第一步,根据FBAR滤波器的中心频率和带宽指标,确定FBAR薄膜叠层中各层薄膜的厚度。第二步,得到滤波器的电路结构。第三步,得到每个FBAR单元的谐振区面积;为此,将串联FBAR单元的谐振区面积、并联FBAR单元与串联FBAR单元的谐振区面积比值作为两组优化参数;将给定滤波器的插入损耗和带外抑制指标作为优化目标,利用ADS软件中的梯度优化算法,得到其优化值。第四步,旨在使滤波器的带内纹波最小化。设计中采用一种新的FBAR电极厚度调整方法,故意使串联FBAR的串联谐振频率与并联FBAR的并联谐振频率频率值不等,但相差很小,实现了该目标。由于案例设计结果中,SiO2支撑层的厚度仅300nm,需要在背面通孔刻蚀的微加工工艺中工序保留良好,因此,提出了一种基于绝缘衬底上的Si(SOI)圆片中埋氧层(BOX)缓冲的两步通孔刻蚀工艺方案,该方法利用了BOX的刻蚀自停止特性。研究结果表明,Rx滤波器插入损耗为0.6dB,在Tx频段的带外抑制为40.4dB,带内纹波为0.4dB。由此验证了该设计方法的可行性。     

模拟滤波器群时延的优化设计

为解决滤波器幅频特性算术对称性和相位平直度之间的矛盾,提出了一种基于极点放置技术和电路改进技术的滤波器优化设计方法,即在网络综合法设计的滤波器电路基础上,利用极点放置技术和电路改进技术对电路结构进行改进,然后用最小二乘法使群时延特性逼近一条直线,同时利用无约束优化算法对整个电路进行优化使幅频特性线性对称。仿真结果表明,该方法能够使滤波器幅频特性算术对称,通带内能得到较好的群时延特性,而且电路结构简单,阶数少,插入损耗低。     

基于CMOS工艺的高性能射频滤波器:体声波滤波器(BAW)

过去几年中,随着射频集成电路技术和系统结构的发展,移动电话中射频部分的很多分立器件已被替换。最为明显的就是接收机中分立的低噪声放大器(LNA)和中频(IF)滤波器已经被集成到射频集成电路中。可以预期各射频模块将逐步被集成到标准BiCMOS或CMOS集成电路中,但还是有几类射频元件的集成不太容易做到,其中就包括射频滤波器。所有的移动电话都需要射频滤波器以保护敏感的接收(Rx)信道,使之免受其他用户的发送(Tx)信号及各种射频源产生的噪声干扰。移动电话可能要求当Rx信号比干扰信号强度低120dB时仍能工作。而前置放大器无法提供足够小的互调以满足这种要求。     

体声波滤波器自动布局工具的设计开发

为了实现体声波（BAW）滤波器版图的自动排布和构建滤波器的三维模型,开发了一款体声波滤波器自动布局工具。根据文献提出的BAW梯形滤波器布局设计流程,基于.NET平台,使用C#语言,创建生成滤波器版图的功能界面。根据输入的薄膜体声波谐振器(FBAR)个数和面积大小生成对应的多边形外接圆,通过FBARs的串并联连接情况,生成放置外接圆的位置,并生成多边形。生成多边形后,用户只需对其进行微调(拖动、旋转等),即可在保证滤波器性能的情况下,得到面积尽可能小的版图。在所完成的滤波器版图基础上,根据滤波器的结构参数和建模方式, 在AutoCAD中导入写好的动态链接库,创建生成滤波器三维模型的功能界面。输入FBAR膜层厚度等参数后,软件自动生成滤波器的三维模型。并自动保存为可导入电磁仿真软件的dwg文件或sat文件,方便滤波器的电磁仿真。设计开发过程中所用滤波器的结构参数等即为该文验证所设计软件的案例。证明了所开发软件的可行性。即软件在保证滤波器性能的情况下,最大限度地缩小版图面积,提高滤波器在晶圆上的面积利用率,且节省了滤波器设计人员的时间和精力。     

体声波滤波器理论及仿真

基于微加工技术制造的体声波滤波器品质因子高达数千,其性能已超过表面波滤波器,且可通过标准集成电路技术生产,将其用来替代通信系统中的传统射频滤波器,极具性能和价格优势。因此,该文以T型电路结构为基础,以固有衰减为出发点,推导体声波滤波器的通带和阻带频率特性。并以中心频率2.4 GHz、带宽36 MHz的体声波滤波器为例,作了详尽的分析和说明,并用Matlab软件仿真了其阻抗特性和传输特性。     

基于倾斜换能器的高性能声表面波滤波器设计

基于倾斜换能器结构,采用112°XY-LiTaO3基片材料,加入群延时波动优化。同时对器件孔径、膜厚、占空比、换能器、反射器的波长及指对数进行优化,得到通带波动小于0.2dB,群延时波动小于22ns,矩形系数小于1.6的高性能声表面波滤波器。该文研制的器件具有通带平坦,群延时波动小和矩形度高等特点,有很好的实用性。     

高通滤波器分析及其仿真

分析了THKSS-D型信号与系统实验箱的高通滤波器实验模块,用S平面分析法给出其幅频特性和相频特性,根据通频带定义给出该滤波器截止频率,对有源和无源高通滤波器进行比较,并用Matlab软件对其频率特性进行仿真。     

级联型声表面横波滤波器

该文介绍了在压电石英基片上具有一阶温度系数为0的声表面横波滤波器,制作出高频、高带外抑制窄带滤波器,并采用两只声表面横波滤波器联级后的方式,提高带外抑制性能。测试结果表明,滤波器的频率为1 219.4 MHz,损耗为9.38 dB,-1 dB带宽为0.743 MHz,-3 dB带宽为1.06 MHz,-40 dB带宽为2.94 MHz,群延时波动在偏离中心频率-100～100 kHz时的值小于100 ns,且输入、输出端驻波均小于2。     

群时延的快速测量方法

群时延是射频器件测试中的一项重要待测指标。提出了一种新的群时延测量方法,改善了分辨率和准确性之间的矛盾,同时便于快速实现。本方法所得到的测量结果可用于对射频器件的频率响应特性进行校准,以消除信号通过射频器件时产生的幅度和相位失真,进而减小射频器件对通信和信号处理系统性能所产生的影响。仿真结果验证了提出的测量方法的有效性。     

基于声表面波技术的微波程控延迟线

国际通用的无线电高度计频段在4．3GHz，高度计校准和相应的目标模拟一般都采用同轴电缆延迟线或声体波微波延迟线。通过方案的对比，介绍了一种利用声表面波高频延迟线进行程控级联，并采用电路上下变频使其工作在微波频段上的微波程控延迟线，经过理论与实验分析，给出了测试结果，为SAWDL的应用提供了新的思路。     

FFT滤波误差分析

针对工程中FFT存在滤波误差的问题对FFT的滤波原理进行了推导,分析指出了FFT运算与复调制滤波器组滤波运算之间存在的差异,推导出了误差项,并对该误差项造成的相频响应非线性和通带波纹增大进行了仿真分析;对该频率响应误差造成的滤波性能下降进行了仿真验证;针对误差形成原理给出了消除误差的方法;最后分析指出了FFT滤波存在固有的相位超前现象,并根据其产生的原因给出了有效应对措施。     

ZVS-PWM移相变换器的滤波研究

通过把互感滤波器应用到ZVS-PWM移相变换器的输出端，详细分析了互感滤波器对全桥移相ZVS-PWM变换器的影响，并利用PSPICE软件对全桥移相ZVS-PWM变换器及其改进电路进行了仿真，分析了互感滤波器应用在ZVS-PWM中的二阶滤波模式，比较了互感滤波与L、C滤波的效果，通过仿真验证了理论分析的结果。     

具有小杂波激励的新切型基片—Y—78°X—90°LiNbO3

本文给出低杂波激励新切型基片——Y-78°X-90°LiNbO_3的一些研究结果,它是一种比常用的几种LiNbO_3基片在更宽的频带范围内有更低的杂波激励,它有中等的机电耦合系数和温度系数.是一种较好的中等带宽SAW滤波器基片材料.     

应用于低中频和零中频DVB调谐器中8阶信道滤波器设计

An eighth order active-RC filter for low-IF and zero-IF DVB tuner applications is presented, which is implemented in Butterworth biquad structure. An automatic frequency tuning circuit is introduced to compensate the cut-off frequency variation using a 6-bit switched-capacitor array. Switched-resistor arrays are adopted to cover different cut-off frequencies in low-IF and zero-IF modes. Measurement results show that precise cut-off frequencies at 2.5, 3, 3.5 and 4 MHz in zero-IF mode, 5, 6, 7 and 8 MHz in low-IF mode can be achieved, 60 dB frequency attenuation can be obtained at 20 MHz, and the in-band group delay agrees well with the simulation. Two-tone testing shows the in-band IM3 achieves -52 dB and the out-band IM3 achieves -55 dB with -11 dBm input power. This proposed filter circuit, fabricated in a SMIC 0.18μm CMOS process, consumes 4 mA current with 1.8 V power supply.