m推演型聲表面波高通濾波器設(shè)計(jì)

　　m推演型梯形SAW高通濾波器

　　一級(jí)結(jié)構(gòu)

　　m推演型梯形SAW高通電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。該電路由串聯(lián)元件一個(gè)單端對(duì)諧振器和并聯(lián)元件一個(gè)LC串聯(lián)諧振回路組成。將單端對(duì)諧振器用作串聯(lián)元件可以在反諧振頻率附近產(chǎn)生大的衰減^[2]，在設(shè)計(jì)中，反諧振頻率設(shè)置成極點(diǎn)頻率f_n。

　　根據(jù)梯形濾波器的傳通截止條件可知：當(dāng)X_s>0且X_s<-X_p或X_s<0且X_s>-X_p時(shí)形成通帶，當(dāng)X_s<0且X_s<-X_p或X_s>0且X_s>-X_p時(shí)形成衰減帶^[3]。SAW高通濾波器的電抗仿真曲線如圖4所示，其中A，C點(diǎn)分別代表單端對(duì)諧振器的諧振頻率和反諧振頻率點(diǎn)^[4]，B、D點(diǎn)為滿足X_s=-X_p的頻率點(diǎn)。經(jīng)分析可以得出，當(dāng)濾波器工作頻率低于A頻率點(diǎn)時(shí)，形成衰減帶，當(dāng)濾波器工作頻率在A和B之間時(shí)，形成通帶，當(dāng)濾波器工作頻率在B和D之間時(shí)，形成衰減帶，當(dāng)濾波器工作在大于頻率點(diǎn)D時(shí)，形成通帶。當(dāng)A、B頻率點(diǎn)之間間隔較小時(shí)，就可以近似認(rèn)為該濾波器為高通濾波器。

　　多級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)

　　多階L型電路級(jí)聯(lián)可以獲得更大的衰減^[5]。四階m推演型高通濾波器的結(jié)構(gòu)如圖5(a)所示，簡(jiǎn)化后的m推演型低通濾波器結(jié)構(gòu)如圖5(b)所示。因?yàn)閱味藢?duì)諧振器的插入損耗較大^[6]，所以用電容元件代替中間單端對(duì)諧振器，如圖5(c)所示。因?yàn)镃₁=C₂=C₃=C₄,L₁=L₂=_L3=L₄,所以，C_p=0.5C₁，L_p=2L₁。借助典型LCR模型仿真得到的四階m推演型SAW高通濾波器頻率響應(yīng)如圖6所示。

　　基于單端對(duì)諧振模型設(shè)計(jì)m推演型SAW高通濾波器

　　原理介紹

　　M推演型SAW高通濾波器主要是由單端對(duì)諧振器構(gòu)成，濾波器的性能與濾波器結(jié)構(gòu)、基板參數(shù)直接相關(guān)^[6]。在設(shè)計(jì)m推演型SAW高通濾波器時(shí)，基于SAW單端對(duì)諧振模型進(jìn)行建模是一種簡(jiǎn)單、快速以及有效的方法。

　　SAW濾波器的基本元件是單端對(duì)諧振器，它的結(jié)構(gòu)如圖7所示?？梢钥闯鲋饕Y(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)部分：反射柵陣、叉指換能器以及叉指換能器和反射柵陣之間的間隙^[7]。利用ADS能夠?qū)Σ嬷笓Q能器、反射柵陣和叉指換能器和反射柵陣之間的間隙分別進(jìn)行建模，包括利用動(dòng)態(tài)電阻表示反射柵陣、梅森等效電路模型^[8]實(shí)現(xiàn)叉指換能器建模以及采用理想傳輸線表示反射柵陣與叉指換能器之間的間隙。采用以上幾種手段實(shí)現(xiàn)單端對(duì)諧振器模型設(shè)計(jì)，單端對(duì)諧振器模型的ADS實(shí)現(xiàn)如圖8所示。