表面声波
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表面声波
表面声波 (SAW) 是沿着表现出弹性的材料表面传播的声波,其振幅通常随着进入材料的深度呈指数衰减,因此它们被限制在大约一个波长的深度。
这种耦合强烈影响波的振幅和速度,使 SAW 传感器能够直接感知质量和机械特性。
Love 和 Rayleigh 波等 SAW 的传播时间往往比体波长得多,因为它们只需要在两个维度上传播,而不是在三个维度上传播。 此外,一般而言,它们的速度高于散装同类产品。
SAW 设备
表面声波器件通过使用电子系统提供广泛的应用,包括延迟线、滤波器、相关器和直流到直流转换器。 这些 SAW 器件的可能性可为雷达系统、通信系统提供潜在领域。
在电子元器件中的应用
这种波通常用于电子电路中称为 SAW 器件的器件中。 SAW 设备用作滤波器、振荡器和变压器,这些设备基于声波的转换。 从电能到机械能的转换(以 SAW 的形式)是通过使用压电材料完成的。
采用 SAW 的电子设备通常使用一个或多个叉指换能器 (IDT) 通过利用某些材料的压电效应将声波转换为电信号,反之亦然。这些设备 通过衬底清洁/处理如抛光、金属化、光刻和钝化/保护(介电)层制造来制造。 这些是用于制造半导体(如硅集成电路)的典型工艺步骤。
器件的所有部分都会影响 SAW 器件的性能,因为瑞利波的传播高度依赖 在基材表面上,它的质量和与基材接触的所有层。 例如,在 SAW 滤波器中,采样频率取决于 IDT 指的宽度,功率处理能力与 IDT 指的厚度和材料有关,温度稳定性不仅取决于基板的温度行为,还取决于 在为 IDT 电极选择的金属上,以及可能覆盖基板和电极的介电层上。
SAW 滤波器现在用于移动电话,与石英晶体(基于体波)、LC 滤波器和波导滤波器等其他滤波器技术相比,在性能、成本和尺寸方面具有技术优势,具体取决于 1.5-2.5 GHz 以下的频率 在射频功率需要被过滤。 频率高于 1.5-2.5 GHz 的 SAW 补充技术基于薄膜体声波谐振器(TFBAR 或 FBAR)。
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SAW器件在广播电视中的应用
SAW 谐振器用于许多使用石英晶体的相同应用,因为它们可以在更高频率下工作。 它们通常用于不需要可调谐性的无线电发射机。 它们通常用于车库门开启器遥控器、计算机xxx设备的短程射频链路以及不需要信道化的其他设备等应用。 在无线电链路可能使用多个信道的情况下,石英晶体振荡器更常用于驱动锁相环。 由于 SAW 器件的谐振频率由晶体的机械特性决定,因此它不会像简单的 LC 振荡器那样漂移,后者的电容器性能和电池电压等条件会发生变化。