CN1011934B

CN1011934B - 同步信号提取声表面波滤波器

Info

Publication number: CN1011934B
Application number: CN 88103334
Authority: CN
Inventors: 任崇贤; 董光临; 高汉东
Original assignee: TIANJIN PHOTOELECTRIC COMMU CO
Current assignee: TIANJIN PHOTOELECTRIC COMMU CO
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1991-03-06
Also published as: CN1038556A

Abstract

本发明公开一种适用于高速率(100MHZ-1000MHZ)长距离光纤通信传输系统的同步信号提取声表面波滤波器设计方案并例举了一实施例的具体结构与特性。

Description

本发明涉及声表面波（SAW-Surface Acoustic Wane）滤波器，尤其涉及一种适用于高速率长距离光纤通信系统中的同步信号提取（syncnronizing extraction）SAW滤波器。

在高速率通信传输系统中，为了从输入信号中提取同步信号，恢复传输中引起的信号振幅衰减，需要高负载Q值的同步信号提取滤波器（一般负载Q值≥700-800）。目前，在同轴电缆PCM系统中，用作同步的螺旋振子负载Q值较低（Q值为120-170），不能用作为高速率长距离的光纤通信传输系统中的同步信号提取滤波器。利用体波理论制成的单片晶体滤波器，有可能胜任这一工作，但由于其基片的加工技术，在高于100MHZ时，比较困难，不易批量生产。在100MHZ-1000MHZ频率范围内，SAW滤波器加工较容易，便于大批生产，并且有很高的负载Q值（大于700-800）。此外，同有源器件相比，它属于无源器件范畴，这对降低整个系统的噪声和功耗都十分有利。

如上所述，由于声表面波滤波Q值高，工艺性好，近年来，它得到了广泛地应用，有关SAW滤波器的专利文献与资料较多。如：美国专利号4308510专利涉及一种用于电视技术的相对一定中心频率获得非对称频率特性的SAW滤波器，又如中国专利号CN85101813发明专利（日本株式会社日立制作所-申请人）等等。涉及相同于本发明的文献资料，目前尚未发现。

鉴于上述有关现有技术现状，本发明的目的，是提供一种用于高速率通信传输系统的同步信号提取SAW滤波器，其负载Q值为700-800。

本发明是采用横向式（非谐振器式）滤波器结构。即用一ST切压电石英晶体片为基片，在其片镜面上构成一对其电极配置为3叉指换能器和4叉指换能器，每一周期分别为A-A-B-B，A′-A′-B′-B′，各为57组和73组的声表面波输入输出可逆换能器，输入信号从输入换能器输入，经激励，产生弹性表面波，沿着向前方向传播，由输出换能器接收经它转换成电信号而输出。

为了使电输入信号不直接传给输出换能器，在换能器面，设置一电屏蔽物并使滤波器阻抗与外电路阻抗匹配。

为了使作为其基片的石英压电晶体片工作时产生的体波信号能被吸收，在基片反面涂一层既能吸收这样体波信号又具有牢固粘接作用的胶状物。

为了使沿传播方向传到基片端面的SAW能被吸收，消除它引起二阶效应，在基片端面涂一层吸声物质。

本发明为得到较高的阻带抑制，选用其外壳腔体宽度与工作频率波长比为λC/λ＜＜1（λC为腔体截止波长，λ为腔体工作波长）。

本发明SAW滤波器中心频率精确度为60-80ppm。我们是采用控制基片镜面上金属膜厚度在600 -700

内的办法来达到的。

根据本发明设计的SAW滤波器，如上所述，其工艺性能好，宜于批量生产。其技术性能指标均能满足高速率长距离通信系统的需要。它是高速率光纤通信系统中理想的同步信号提取SAW滤波器。

下面将通过对本发明一实施例的介绍，对本发明细节予以详细完整地描述。

图1为本发明一实施例结构立体示意图。图中（1）为四叉指型换能器，（2）为三叉指型换能器，（3）为换能器间电屏蔽条，（4）石英压电晶体片，（5）为输入输出线，（6）为金属屏蔽盒，（7）为粘接胶，8为盒盖，（9）为吸声材料。

图2中（a）与（b）分别为图1中三叉指型换能器（2）与四叉指型换能器（1）的平面结构示意图。图中λ为中心频率声表面波波长， (3λ)/4 为两电极组间宽度，A-A-B-B为每四叉指组型分布，A′-A′-B′-B′为每三叉指组型分布，W为孔径。

图3为图1SAW滤波器的测量频率-衰耗特性。

上图清晰完整地表明了本发明的结构及其性能。

本发明实施例SAW滤波器，如上所述，是采用横向式（非谐振器式）滤波器结构，如图1所示。输入输出换能器（1）与（2）为组合式电极换能器。这种类型换能器，其电极间能抵消内部内的反射波，与一般的SAW滤波器常用的分裂指型电极相比，在相同的工艺条件下，上限工作频率可以提高一倍。为了提高其阻带的抑制作用，换能器（1）与（2）分别采用三叉指组型和四叉指组型换能器，如图2中（a）与（b）图所示其叉指为三个或四个一组排列。四叉指组型每一周期为A-A-B-B，三叉指组型每一周期为A′-A′-B′-B′（图2）。换能器两叉指电极面宽度为 (3λ)/4 。式中λ为中心频率表面波波长。基片（4）上换能器（1）与（2）是通过对650

的铝真空镀膜光刻而制成，其中心频率为139.264MHZ。

为了得到滤波器负载Q值（亦即 (fo)/(△f) ）大于700-800，基片（4）上的叉指型输入输出换能分别为57个周期，与73个周期的换能器。

为了得到良好的电屏蔽特性，换能器（1）与（2）之间加一电屏蔽条。换能器（1）与（2）孔经选用1425微米，从而使输出输入阻抗为50欧姆，以满足与外电路阻抗相匹配的要求。

其实施例中，基片（4）采用37°50′ST切单镜面石英压电晶体片，其温度系数为10^-6/℃，以满足本SAW滤波器要求Q≥700-800。

实例中吸声材料（9），采用铅橡胶，如上所述，用以吸收传播到基片（4）端面的SAW波信号，消除由此引起的二阶效应。粘结胶（7）采用掺银粉的207胶，如上所述，此胶不但具有牢固粘接作用，还有吸收由于基片（4）产生的不需要的体波信号。屏蔽盒（6）采用31×15×5.5mm的金属盒，以满足SAW滤波器外壳腔体宽度同工作频率波长比λC/λ＜＜1（λC腔体截止波长，λ为腔体工作波长）。两换能器（1）与（2）之间隔离度为α（dB）＝27.25（ (d)/(a) ），式中d为两换能器（1）与（2）之间距离，a为腔体宽度。由上式可以看出，间隔越大，腔体越窄，电馈通越低

本发明SAW同步信号提取滤波器要求Q值大于或等于700，这意味着滤波器相对带宽很窄，即170KHZ，小于Q＝ (fo)/(△f) ，因此，调整到准确的中心频率是一件十分困难的工作，一般要求中心频率准确度在60-70PPm，我们通过以下方法达到这一精确度。即该SAW滤波器中心频率139.262MHZ精确度调在60-70PPm内。

1、控制基片（4）上铝金属膜厚度在600 -700

以内。因为在金属膜材料一定时，金属膜厚度越厚，声表面波传播速度越低。

2、调整在基片（4）图形轴向与X轴的夹角来改变SAW传播速度。

Claims

1、一种同步信号提取声表面波滤波器，包括一压电性基片，一对置于该基片镜面上的电极配置为3叉指型与四叉指型的换能器，一置于该对换能器间的电屏蔽物、用来防止电输入信号直接传给输出换能器，一置于该基片端面的吸波物质、以吸收沿传播方向传到基片端面的SAW和消除因它引起二阶效应、一层涂在该基片反面的吸收体波且起粘接作用的胶状物，其特征是所述基片为ST切压电石英晶片；所说的叉指换能器为周期分别为A-A-B-B、A’-A’-B’-B’、组数为57组和73组、孔径W为1425微米，叉指电极组间宽度为3λ/4的SAW输入输出可逆换能器。

2、根据权利要求1规定的输入输出换能器，其特征是选用控制基片镜面上的金属膜厚度在600 -700 范围内以调整其中心频率在60-70PPm内。