CN107919863B - 包括谐振器的滤波器系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种滤波器系统，该滤波器系统包括：第一谐振器，具有第一谐振频率；以及第二谐振器，具有与第一谐振频率不同的第二谐振频率并且电连接到第一谐振器。第一谐振器相对于频率的第一响应特性和第二谐振器相对于所述频率的第二响应特性包括第一部分和第二部分，在第一部分中第一谐振器的第一相位等于第二谐振器的第二相位，在第二部分中第一相位与第二相位相差180度。第一谐振器的第一电极与第二谐振器的第二电极反相连接。

Description

包括谐振器的滤波器系统
相关申请交叉引用
本申请要求于2016年10月5日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2016-0128569的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
根据示例实施例的装置涉及滤波器系统，更具体地，涉及包括谐振器的滤波器系统。
背景技术
为了对一定范围的声频带中的信号进行滤波，可以使用机械谐振器或电气模拟或数字滤波器。
可以使用各种特性来评估滤波器的性能。例如，过渡区域(裙边)可以是表示通过对声频带的信号进行滤波而获得的信号的通带和阻带如何彼此清楚地区分的指标。当通过滤波器对声频带进行滤波而获得的结果具有窄的过渡区域，并且其通带和阻带彼此清楚地区分时，可以认为滤波器的性能良好。
发明内容
示例实施例可以至少解决上述问题和/或缺点以及以上未描述的其他缺点。此外，示例实施例不需要克服上述缺点，并且可以不克服任何一个上述问题。
提供了包括至少两个谐振器的滤波器系统。
根据示例实施例的一方面，提供了一种滤波器系统，包括：第一谐振器，具有第一谐振频率；以及第二谐振器，具有与第一谐振频率不同的第二谐振频率并且电连接到第一谐振器。第一谐振器相对于频率的第一响应特性和第二谐振器相对于所述频率的第二响应特性包括第一部分和第二部分，在所述第一部分中第一谐振器的第一相位等于第二谐振器的第二相位，在所述第二部分中所述第一相位与所述第二相位相差180度。第一谐振器的第一电极与第二谐振器的第二电极反相连接。
第一谐振器可以包括第一传感器单元，第二谐振器可以包括第二传感器单元。
第一传感器单元可以包括第一下电极、第一压电材料层和第一上电极，第二传感器单元可以包括第二下电极、第二压电材料层和第二上电极，并且第一上电极可以电连接到第二下电极。
第一传感器单元可以包括第一下电极、第一压电材料层和第一上电极，第二传感器单元可以包括第二下电极、第二压电材料层和第二上电极，并且第一下电极可以电连接到第二上电极。
所述滤波器系统还可以包括固定单元，第一谐振器还可以包括从固定单元延伸的第一支撑单元，第一支撑单元的第一侧上布置有第一传感器单元，并且第二谐振器还可以包括从固定单元延伸的第二支撑单元，第二支撑单元的第二侧上布置有第二传感器单元。
第一支撑单元可以具有第一长度，第一长度与第二支撑单元的第二长度不同。
所述第一部分可以是小于第一谐振频率或大于第二谐振频率的频率区域。
在所述第一部分中，所述滤波器系统相对于所述频率的响应特性可以减小得与相对于所述频率的第一响应特性的第一值和相对于所述频率的第二响应特性的第二值之间的差一样多。
所述第二部分可以是第一谐振频率和第二谐振频率之间的频率区域。
在所述第二部分中，根据相对于所述频率的第一响应特性的第一值和相对于所述频率的第二响应特性的第二值之和，所述滤波器系统相对于所述频率的响应特性可以保持恒定。
根据示例实施例的一方面，提供了一种滤波器系统，包括谐振器组的阵列，每个谐振器组包括：第一谐振器，具有第一谐振频率；以及第二谐振器，具有与第一谐振频率不同的第二谐振频率并且电连接到第一谐振器。第一谐振器相对于频率的第一响应特性和第二谐振器相对于所述频率的第二响应特性包括第一部分和第二部分，在所述第一部分中第一谐振器的第一相位等于第二谐振器的第二相位，在所述第二部分中第一相位与第二相位相差180度。第一谐振器的第一电极与第二谐振器的第二电极反相连接。
所述谐振器组可以包括第一谐振器组至第n谐振器组，n可以是大于2的整数，并且所述谐振器组之中的一谐振器组中包括的谐振器之间的谐振频率差可以小于所述谐振器组之中的另一谐振器组的谐振器之间的谐振频率差。
所述谐振器组可以包括第一谐振器组和第二谐振器组，第一谐振器组可以包括1-1谐振器和1-2谐振器，第二谐振器组可以包括2-1谐振器和2-2谐振器，并且所述1-1谐振器和所述1-2谐振器之间的谐振频率差可以小于所述1-1谐振器和所述2-1谐振器之间的谐振频率差。
所述1-1谐振器、所述1-2谐振器、所述2-1谐振器和所述2-2谐振器可以包括压电传感器。
所述压电传感器之中的所述1-1谐振器的第一压电传感器可以包括第一下电极和第一上电极，所述压电传感器之中的所述1-2谐振器的第二压电传感器可以包括第二下电极和第二上电极，并且所述第一上电极可以电连接到所述第二下电极。
所述压电传感器之中的所述1-1谐振器的第一压电传感器可以包括第一下电极和第一上电极，所述压电传感器之中的所述1-2谐振器的第二压电传感器可以包括第二下电极和第二上电极，并且所述第一下电极可以电连接到所述第二上电极。
所述滤波器系统还可以包括固定单元，所述1-1谐振器还可以包括从固定单元延伸的第一支撑单元，第一支撑单元的第一侧上布置有所述压电传感器之中的所述1-1谐振器的第一压电传感器，并且所述1-2谐振器还可以包括从固定单元延伸的第二支撑单元，第二支撑单元的第二侧上布置有所述压电传感器之中的所述1-2谐振器的第二压电传感器。
第一支撑单元可以具有第一长度，第一长度与第二支撑单元的第二长度不同。
根据示例实施例的一方面，提供了一种滤波器系统，包括：第一谐振器，具有第一谐振频率，并包括第一下电极和布置在所述第一下电极上的第一上电极；以及第二谐振器，具有与第一谐振频率不同的第二谐振频率，并包括第二下电极和布置在所述第二下电极上的第二上电极。所述第一上电极电连接到所述第二下电极，或者所述第一下电极电连接到所述第二上电极。
所述滤波器系统还可以包括固定单元，第一谐振器还可以包括从固定单元延伸的第一支撑单元，第一支撑单元的第一侧上布置有所述第一上电极和所述第一下电极，第二谐振器还可以包括从固定单元延伸的第二支撑单元，第二支撑单元的第二侧上布置有所述第二上电极和所述第二下电极，第一谐振器还可以包括与第一支撑单元的所述第一侧相对的第一相对侧上布置的第一质量单元和第一材料层，并且第二谐振器还可以包括与第二支撑单元的所述第二侧相对的第二相对侧上布置的第二质量单元和第二材料层。
附图说明
根据结合附图进行的对示例实施例的以下描述，上述和/或其他方面将更清楚并且更容易理解，附图中：
图1是根据示例实施例的包括谐振器的滤波器系统的平面图；
图2A和图2B是根据示例实施例的包括谐振器的滤波器系统的截面图；
图3A和图3B是示出了根据示例实施例的滤波器系统的谐振器之间的电极连接关系的截面图；
图4A和图4B是示出了根据示例实施例的相对于谐振频率分别为f1和f2的谐振器的频率的响应特性的曲线图；
图5是示出了根据示例实施例的相对于包括谐振器的滤波器系统的频率的响应特性的曲线图；
图6是根据示例实施例的包括多个谐振器的滤波器系统的平面图；
图7A是示出了根据示例实施例的相对于多个谐振器的频率的响应特性的曲线图；
图7B是示出了根据示例实施例的相对于包括多个谐振器的滤波器系统的频率的响应特性的曲线图；
图8是根据另一示例实施例的包括谐振器的滤波器系统的平面图；
图9是示出了包括图8的谐振器的滤波器系统的响应特性的曲线图；以及
图10是根据示例实施例的包括滤波器系统的声学接口装置的透视图。
具体实施方式
现将详细参考示例实施例，其示例在附图中示出。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件，并且为了清楚的说明，每个构成元件的尺寸和厚度可以被夸大。应当理解，当将预定材料层称为存在于基底或另一层上时，该预定材料层可以通过直接接触基底或另一层而存在，或者可以在该预定材料层和基底或另一层之间存在第三层。此外，在下面的示例实施例中构成每个层的材料都是示例，因此可以使用其他材料来构成每一层。
图1是根据示例实施例的包括谐振器10和20的滤波器系统100的平面图。图2A和图2B是根据示例实施例的包括谐振器10和20的滤波器系统100的截面图。
参考图1和图2A，根据示例实施例的滤波器系统100可以包括至少两个谐振器10和20。谐振器10和20可以分别称为第一谐振器10和第二谐振器20。第一谐振器10和第二谐振器20可以分别包括固定单元11以及在例如x方向的方向上延伸的第一和第二支撑单元14和24。可以在第一和第二支撑单元14和24上分别形成第一和第二传感器单元12和22以及第一和第二质量单元16和26。
详细地，第一传感器单元12和第一质量单元16可以形成在第一谐振器10的第一支撑单元14上。第二传感器单元22和第二质量单元26可以形成在第二谐振器20的第二支撑单元24上。可以在第一和第二支撑单元14和24的两侧上分别形成第一和第二传感器单元12和22以及第一和第二质量单元16和26。第一和第二传感器单元12和22可以分别形成在第一和第二支撑单元14和24的与固定单元11相邻的侧上。第一和第二质量单元16和26可以分别形成在第一和第二支撑单元14和24的相对远离固定单元11的另一侧上。
固定单元11是第一和第二支撑单元14和24从其延伸的区域。固定单元11可以包括用作电子设备的基板的材料，并且材料不限于此。第一和第二支撑单元14和24可以具有梁的形状，并且可以被称为悬臂。第一和第二支撑单元14和24的一端被固定在固定单元11上，并且第一和第二支撑单元14和24的另一端未被其他材料固定，而可以具有自由形状。第一和第二支撑单元14和24可以包括硅等。
第一和第二传感器单元12和22可以分别形成在第一和第二支撑单元14和24的作为从固定单元11突出的区域的侧上。在根据示例实施例的包括谐振器的滤波器系统中，第一和第二传感器单元12和22可以是压电传感器。第一传感器单元12可以具有上电极12c和下电极12a分别形成在压电材料层12b上和下方的结构。也就是说，第一传感器单元12可以包括位于第一支撑单元14上的下电极12a、位于下电极12a上的压电材料层12b和位于压电材料层12b上的上电极。第二传感器单元22可以具有与第一传感器单元12相同的结构。
第一和第二传感器单元12和22的下电极12a和上电极12c可以包括金属材料，例如钼。压电材料层12b可以包括可用于压电传感器中的任何压电材料。压电材料可以包括例如AlN、ZnO、SnO、PZT、ZnSnO3、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))或PMN-PT。
用于形成在第一和第二支撑单元14和24的另一侧上形成的第一质量单元16的材料可以没有特别限制。第一质量单元16可以包括金属，例如Au。第一和第二谐振器10和20的第一和第二支撑单元14和24以及第一和第二质量单元16和26(除第一和第二传感器单元12和22外)可以是非传感器单元。可选地，还可以在下电极12a和第一支撑单元14之间形成绝缘层。
图2B是在z轴方向上切割的图1的第一谐振器10的截面图。第二谐振器20可以具有与第一谐振器10相同的结构。图2B示出了在第一支撑单元14和第一质量单元16之间附加地形成材料层13的结构。材料层13可以在设计第一和第二谐振器10和20时任意地形成，或者可以通过使用用于形成第一和第二传感器单元12和22的材料与第一和第二传感器单元12和22同时形成。材料层13可以执行与第一和第二质量单元16和26实质上相同的功能。
在根据当前示例实施例的滤波器系统100的情况下，第一谐振器10和第二谐振器20可以具有彼此不同的谐振频率。例如，第一谐振器10可以具有谐振频率f1，第二谐振器20可以具有谐振频率f2。第一和第二谐振器10和20的谐振频率可以根据第一和第二支撑单元14和24的结构而变化，并且在诸如第一和第二谐振器10和20的第一和第二支撑单元14和24的厚度和宽度等其他条件相同的情况下，可以根据第一和第二支撑单元14和24的长度来确定。第一谐振器10的第一支撑单元14可以具有长度L1，并且第二谐振器20的第二支撑单元24可以具有长度L2。第一谐振器10的第一支撑单元14的长度L1和第二谐振器20的第二支撑单元24的长度L2可以彼此不同。因此，第一谐振器10的谐振频率f1和第二谐振器20的谐振频率f2可以彼此不同。
在根据当前示例实施例的包括谐振器的滤波器系统100中，当从第一和第二谐振器10和20的外部施加振动、声音或力时，可以根据第一和第二质量单元16和26的行为产生惯性力。当第一和第二支撑单元14和24的谐振频率与外部振动、声音或力的频率相匹配时，可以产生共振，并且在这种情况下，惯性力可增加。惯性力引起第一和第二传感器单元12和22的弯矩，并且弯矩使应力被施加到第一和第二传感器单元12和22的每一层。压电材料层12b可以产生与施加到压电材料层12b的应力成比例的电荷量，并且因此与下电极12a和上电极12c之间的电容成反比地产生电压。因此，在根据当前示例实施例的包括谐振器的滤波器系统中，对由外部影响(例如来自第一和第二谐振器10和20外部的振动、声音或力)在第一和第二传感器单元12和22中产生的电压进行检测和分析，因此可以获得关于外部影响(例如振动、声音或力)的信息。
图3A和图3B是示出了根据示例实施例的滤波器系统100的谐振器10和20之间的电极连接关系的截面图。图3A和图3B仅示出了分别在图1的第一和第二谐振器10和20的第一和第二支撑单元14和24上的第一和第二传感器单元12和22。
参考图1、图3A和图3B，根据示例实施例的包括谐振器10和20的滤波器系统100可以具有反相连接电极结构，在该电极结构中相邻的两个谐振器(例如，第一和第二谐振器10和20)的电极12a、12c、22a和22c彼此反相连接。在本说明书中，描述“第一和第二谐振器10和20的电极12a、12c、22a和22c具有“反相连接电极结构””可以表示相邻的两个谐振器之一的上电极和所述相邻的两个谐振器中的另一个的下电极可以彼此电连接，或者所述相邻的两个谐振器之一的下电极和所述相邻的两个谐振器中的另一个的上电极可以彼此电连接。详细地，如图3A所示，第一谐振器10的上电极12c可以电连接到第二谐振器20的下电极22a(S1)。在这种情况下，第一谐振器10的下电极12a和第二谐振器20的上电极22c可以连接到地。此外，如图3B所示，第一谐振器10的下电极12a可以电连接到第二谐振器20的上电极22c(S2)。在这种情况下，第一谐振器10的上电极12c和第二谐振器20的下电极22a可以连接到地。
此外，在本说明书中，下电极12a和22a可以表示分别通过直接接触第一和第二支撑单元14和24而形成的电极，或分别与第一和第二支撑单元14和24相邻而形成的电极。另外，上电极12c和22c可以表示分别与第一和第二支撑单元14和24间隔开并且分别直接形成在压电材料层12b和22b上的电极。
图3A和图3B所示的第一和第二谐振器10和20之间的电极连接结构可以应用于本发明构思的另一示例实施例，而没有限制。例如，图8的包括谐振器的滤波器系统300的谐振器组P1、P2、P3、...、Pn中的谐振器可以具有与图3A和图3B所示相同的电极结构。
在根据当前示例实施例的滤波器系统100的情况下，第一和第二谐振器10和20可以分别具有谐振频率f1和谐振频率f2。由于第一谐振器10的第一支撑单元14的长度与第二谐振器20的第二支撑单元24的长度不同，所以谐振频率f1和f2可以不同。这里，假定谐振频率f2大于谐振频率f1(f1＜f2)。
图4A和图4B是示出了根据示例实施例的相对于谐振频率分别为f1和f2的谐振器的频率的响应特性的曲线图。图4A和图4B的横轴表示波长，图4A的纵轴表示考虑相位的位移值，图4B的纵轴表示绝对位移值。
在图1的机械谐振器的情况下，相位在谐振频率f1和f2之前和之后可以改变180度。参考图4A，具有谐振频率fl的第一谐振器10的响应特性可以表示为响应特性R1，并且具有谐振频率f2的第二谐振器20的响应特性可以表示为响应特性R2。当考虑绝对位移值而不考虑相位时，具有谐振频率f1的第一谐振器10的响应特性和具有谐振频率f2的第二谐振器20的响应特性可以分别表示为图4B的响应特性R1和R2。
在图4A中，根据第一谐振器10的频率的响应特性R1的相位和根据第二谐振器20的频率的响应特性R2的相位相同的部分可以被称为第一部分。详细地，第一部分可以表示小于第一谐振器10的谐振频率f1和第二谐振器20的谐振频率f2的频率部分(f＜f1、f2)，或者大于第一谐振器10的谐振频率f1和第二谐振器20的谐振频率f2的频率部分(f＞f1、f2)。第一部分可以被称为“同相部分”。此外，在图4A中，根据第一谐振器10的频率的响应特性R1的相位和根据第二谐振器20的频率的响应特性R2的相位彼此相反的部分可以被称为第二部分。详细地，第二部分可以表示在第一谐振器10的谐振频率f1和第二谐振器20的谐振频率f2之间的频率部分(f1＜f＜f2)。第二部分可以被称为“异相部分”。
在如图3A或图3B所示的第一和第二谐振器10和20的情况下，电极可以具有反相连接的电极结构，并且如图5所示，可以获得根据频率的响应特性F。
图5是示出了根据示例实施例的相对于包括谐振器的滤波器系统的频率的响应特性F的曲线图。
参考图5，在频率小于谐振频率f1或大于谐振频率f2的第一部分中，即，在“同相部分”中，信号可以减小得与根据第一和第二谐振器10和20的频率的响应特性值的差一样多。这表示为方程1。作为参考，在第一部分中，即，在“同相部分”中，响应特性R1和R2的值彼此不同。
[方程1]
F＝|(R1+R2)/2|(f＜f1、f2或f＞f1、f2)
此外，在第二部分中，即，在“异相部分”中，信号可以通过根据第一和第二谐振器10和20的频率的响应特性值之和来保持。这表示为方程2。
[方程2]
F＝|(R1-R2)/2|(fl＜f＜f2)
因此，根据当前示例实施例的包括谐振器的滤波器系统的响应特性可以被获得为图5中的F。也就是说，可以在第一谐振器10的谐振频率f1和第二谐振器20的谐振频率f2之间的“异相部分”中获得高信号。然而，在“同相部分”中，即，在谐振频率f1和f2的两个外部，信号极大降低，因此表达了尖锐倾斜。在这种情况下，在作为第一部分和第二部分之间的边界的谐振频率f1和f2的两个外部，信号值极大减小。因此，根据当前示例实施例的包括谐振器的滤波器系统可以获得具有较窄宽度和非常大倾斜度的过渡区域或裙边。具有较窄宽度和非常大倾斜度的过渡区域的滤波器特性被称为尖锐裙边特性。
图6是根据另一示例实施例的包括多个谐振器的滤波器系统200的平面图。
参考图6，根据当前示例实施例的包括谐振器的滤波器系统200可以具有包括多于两个谐振器的结构。图1所示的滤波器系统100包括两个谐振器，即，第一谐振器10和第二谐振器20。然而，根据本发明构思的示例实施例不限于此，即，如图6所示，谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn的数目不受限制。谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn可以具有通过从固定单元11突出和延伸的阵列结构。压电传感器PE可以形成在每个谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn的与固定单元11相邻的侧上。如图6所示，谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn可以具有彼此不同的长度，并且谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn的谐振频率可以彼此不同。
图7A是示出了根据示例实施例的相对于多个谐振器的频率的响应特性的曲线图。图7B是示出了根据示例实施例的相对于包括多个谐振器的滤波器系统的频率的响应特性的曲线图。
参考图7A，每个谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn相对于频率的响应特性可以被彼此不同地表示，因为图6所示的谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn的谐振频率彼此不同。例如，曲线S11和S12表示相对于谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn中相邻两个谐振器的频率的响应特性。通过改变频率，在从扬声器产生声音之后，测量根据当前示例实施例的滤波器系统的谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn产生的电压信号，来测量上述相对于频率的响应特性。
参考图7B，在将图6的谐振器r1、r2、r3、r3、r4、...、rn中两个相邻谐振器的电极反相电连接之后，研究相对于频率的响应特性。可以看出，过渡区域的宽度较窄，并且过渡区域的倾斜度非常大。例如，在曲线S10和S20的情况下，曲线S10和S20具有较窄宽度的过渡区域，该过渡区域是曲线的从上端向下端向下的区域，并且当与图7A的谐振器的曲线S11和S12的频率响应特性相比时，曲线S10和S20具有非常大的倾斜度。以这种方式，在根据当前示例实施例的包括谐振器的滤波器系统中，滤波器系统可以表现出尖锐裙边，即具有较窄宽度和非常大倾斜度的过渡区域。
图8是根据另一示例实施例的包括谐振器的滤波器系统300的平面图。图8示出了多个谐振器组的阵列。
参考图8，根据另一示例实施例的包括谐振器的滤波器系统300可以包括多个谐振器P11、P12、P21、P22、...，并且谐振器P11、P12、P21、P22、...中的每一个可以具有彼此不同的谐振频率。这里，滤波器系统300的谐振器P11、P12、P21、P22、...可以被划分为多个谐振器组P1、P2、P3、...、Pn。例如，谐振器P11和P12可以构成第一谐振器组P1，谐振器P21和P22可以构成第二谐振器组P2。以这种方式，滤波器系统300可以包括第一谐振器组P1至第n谐振器组Pn(这里，n是大于2的整数)。
第一至第n谐振器组P1、P2、P3、...、Pn的谐振器可以具有彼此不同的谐振频率。然而，第一至第n谐振器组P1、P2、P3、...、Pn中包括的谐振器P11、P12、P21、P22、...可以具有幅度彼此非常相似的谐振频率。例如，第一谐振器组P1可以包括1-1谐振器P11和1-2谐振器P12。1-1谐振器P11和1-2谐振器P12可以不具有相同的谐振频率，但是其谐振频率之差可以极小。此外，第二谐振器组P2可以包括2-1谐振器P21和2-2谐振器P22。2-1谐振器P21和2-2谐振器P22可以不具有相同的谐振频率，但是其谐振频率之差可以非常小。
如上所述，在相同谐振器组P1、P2、P3、...、Pn中形成的谐振器之间的谐振频率差可以非常小，并且当与其他谐振器组P1、P2、P3、...、Pn的谐振器相比时，谐振频率差可以进一步小。例如，第一谐振器组P1的1-1谐振器P11和1-2谐振器P12之间的谐振频率差可以小于1-1谐振器P11和第二谐振器组P2的2-1谐振器P21之间的谐振频率差。此外，第二谐振器组P2的2-1谐振器P21和2-2谐振器P22之间的谐振频率差可以小于2-1谐振器P21和第一谐振器组P1的1-1谐振器P11之间的谐振频率差。
如图1所示，谐振器P11、P12、P21、P22、...的谐振频率可以根据谐振器P11、P12、P21、P22、...的支撑单元的长度来确定。第n谐振器组Pn中的谐振器之间的长度差d1可以小于谐振器组P1、P2、P3、...、Pn之间的长度差d2。
图9是示出了包括图8的谐振器的滤波器系统300相对于频率的响应特性的曲线图。这里，示出了第一谐振器组P1的1-1谐振器P11和1-2谐振器P12的响应特性。
参考图9，可以看出，1-1谐振器P11的频率响应特性曲线P11与1-2谐振器P12的频率响应特性曲线P12非常相似。这是因为，如图8所示，同一谐振器组P1中的1-1谐振器P11和1-2谐振器P12的谐振频率彼此非常相似，并且1-1谐振器P11和1-2谐振器P12的支撑单元14和24可以具有彼此相似的长度。
可以根据1-1谐振器P11和1-2谐振器P12之间的谐振频率差来控制表示第一谐振器组P1的频率响应特性的曲线P1的带宽。也就是说，当1-1谐振器P11和1-2谐振器P12之间的谐振频率差增加时，表示第一谐振器组P1的频率响应特性的曲线P1的带宽可以变宽。此外，当1-1谐振器P11和1-2谐振器P12之间的谐振频率差减小时，曲线P1的带宽可以变窄。为了控制谐振频率差，可以控制1-1谐振器P11和1-2谐振器P12的支撑单元的长度。也就是说，当1-1谐振器P11和1-2谐振器P12的支撑单元14和24之间的长度差增加时，曲线P1的带宽可以变宽，并且当第一和第二支撑单元14和24之间的长度差减小时，曲线P1的带宽可以变窄。该特性也可以同样地应用于图1所示的包括第一谐振器10和第二谐振器20的滤波器系统100。
图10是根据示例实施例的包括滤波器系统的声学接口装置的透视图。
参考图10，声学接口装置可以包括基座101、基座101上的滤波器系统110和将电信号从滤波器系统110发送到外部信号分析单元的传输线112和114。这里，基座101可以是印刷电路基板，并且可以包括分析从滤波器系统110接收的电信号的信号分析单元。具有围绕滤波器系统110的至少一部分的形状的壳体120可以包括在基座101上。壳体120可以朝滤波器系统110反射诸如噪声或在滤波器系统110外部产生的语音之类的声音。可以由滤波器系统110中包括的谐振器来感测外部声音。这里，滤波器系统110可以具有根据本发明构思的示例实施例的包括谐振器的谐振器阵列结构。
根据本发明构思的示例实施例的滤波器系统可以实现为芯片，并且可以应用于需要声学传感器的各种设备，例如TV或汽车。滤波器系统可以用于通过从外部声音去除噪声来确保提高语音识别率，或者通过允许无噪声地识别用户语音来提高通信质量。此外，滤波器系统还可以用于提高语音识别装置的性能，例如执行声音的频率分析的语音识别设备或助听器。此外，滤波器系统可以用作振动传感器以感测诸如振动之类外力。
根据本发明构思的滤波器系统可以使作为要感测区域的频率范围的通带与包括除了要感测区域之外的频率范围的阻带之间的过渡区域(裙边)的宽度最小化，因此，可以实现尖锐的裙边特性。此外，具有改进响应特性的滤波器系统可以通过控制谐振器之间的电极连接结构来实现。
尽管已经参考附图详细描述了上述示例实施例，但是本领域普通技术人员可以理解，示例实施例可以仅在描述性意义上被考虑，而不是为了限制的目的。因此，本发明构思的范围不是由本发明构思的详细描述而是由所附权利要求限定的精神和范围来限定。

Claims (14)

1.一种滤波器系统，包括：
第一谐振器，具有第一谐振频率；
第二谐振器，具有与所述第一谐振频率不同的第二谐振频率并且电连接到所述第一谐振器；以及
固定单元，
其中，所述第一谐振器包括第一传感器单元，以及所述第二谐振器包括第二传感器单元，
其中，所述第一谐振器还包括从所述固定单元延伸的第一支撑单元，所述第一支撑单元的第一侧上布置有所述第一传感器单元，
其中，所述第二谐振器还包括从所述固定单元延伸的第二支撑单元，所述第二支撑单元的第二侧上布置有所述第二传感器单元，
其中，所述第一谐振器相对于频率的第一响应特性和所述第二谐振器相对于所述频率的第二响应特性包括第一部分和第二部分，在所述第一部分中所述第一谐振器的第一相位与所述第二谐振器的第二相位相同，在所述第二部分中所述第一相位与所述第二相位彼此相反，以及
所述第一谐振器的第一电极与所述第二谐振器的第二电极反相连接。
2.根据权利要求1所述的滤波器系统，其中，所述第一传感器单元包括第一下电极、第一压电材料层和第一上电极，
所述第二传感器单元包括第二下电极、第二压电材料层和第二上电极，以及
所述第一上电极电连接到所述第二下电极。
3.根据权利要求1所述的滤波器系统，其中，所述第一传感器单元包括第一下电极、第一压电材料层和第一上电极，
所述第二传感器单元包括第二下电极、第二压电材料层和第二上电极，以及
所述第一下电极电连接到所述第二上电极。
4.根据权利要求1所述的滤波器系统，其中，所述第一支撑单元具有第一长度，所述第一长度与所述第二支撑单元的第二长度不同。
5.根据权利要求1所述的滤波器系统，其中，所述第一部分是小于所述第一谐振频率或大于所述第二谐振频率的频率区域。
6.根据权利要求5所述的滤波器系统，其中，在所述第一部分中，所述滤波器系统相对于所述频率的响应特性减小得与相对于所述频率的所述第一响应特性的第一值和相对于所述频率的所述第二响应特性的第二值之间的差一样多。
7.根据权利要求1所述的滤波器系统，其中，所述第二部分是所述第一谐振频率和所述第二谐振频率之间的频率区域。
8.根据权利要求7所述的滤波器系统，其中，在所述第二部分中，根据相对于所述频率的所述第一响应特性的第一值和相对于所述频率的所述第二响应特性的第二值之和，所述滤波器系统相对于所述频率的响应特性保持恒定。
9.一种滤波器系统，包括：
谐振器组的阵列，每个谐振器组包括：
第一谐振器，具有第一谐振频率；以及
第二谐振器，具有与所述第一谐振频率不同的第二谐振频率并且电连接到所述第一谐振器，其中，所述第一谐振器相对于频率的第一响应特性和所述第二谐振器相对于所述频率的第二响应特性包括第一部分和第二部分，在所述第一部分中所述第一谐振器的第一相位与所述第二谐振器的第二相位相同，在所述第二部分中所述第一相位与所述第二相位彼此相反，以及
所述第一谐振器的第一电极与所述第二谐振器的第二电极反相连接，
其中，所述谐振器组包括第一谐振器组和第二谐振器组，所述第一谐振器组包括1-1谐振器和1-2谐振器，所述第二谐振器组包括2-1谐振器和2-2谐振器，以及所述1-1谐振器和所述1-2谐振器之间的谐振频率差小于所述1-1谐振器和所述2-1谐振器之间的谐振频率差，
其中，所述1-1谐振器、所述1-2谐振器、所述2-1谐振器和所述2-2谐振器包括压电传感器，
其中，所述滤波器系统还包括固定单元，
其中，所述1-1谐振器还包括从所述固定单元延伸的第一支撑单元，所述第一支撑单元的第一侧上布置有所述压电传感器之中的所述1-1谐振器的第一压电传感器，以及
所述1-2谐振器还包括从所述固定单元延伸的第二支撑单元，所述第二支撑单元的第二侧上布置有所述压电传感器之中的所述1-2谐振器的第二压电传感器。
10.根据权利要求9所述的滤波器系统，其中，所述谐振器组包括第一谐振器组至第n谐振器组，
n是大于2的整数，以及
所述谐振器组之中的一谐振器组中包括的谐振器之间的谐振频率差小于所述谐振器组之中的另一谐振器组的谐振器之间的谐振频率差。
11.根据权利要求9所述的滤波器系统，其中，所述压电传感器之中的所述1-1谐振器的第一压电传感器包括第一下电极和第一上电极，
所述压电传感器之中的所述1-2谐振器的第二压电传感器包括第二下电极和第二上电极，以及
所述第一上电极电连接到所述第二下电极。
12.根据权利要求9所述的滤波器系统，其中，所述压电传感器之中的所述1-1谐振器的第一压电传感器包括第一下电极和第一上电极，
所述压电传感器之中的所述1-2谐振器的第二压电传感器包括第二下电极和第二上电极，以及
所述第一下电极电连接到所述第二上电极。
13.根据权利要求9所述的滤波器系统，其中，所述第一支撑单元具有第一长度，所述第一长度与所述第二支撑单元的第二长度不同。
14.一种滤波器系统，包括：
第一谐振器，具有第一谐振频率，并包括第一下电极和布置在所述第一下电极上的第一上电极；以及
第二谐振器，具有与所述第一谐振频率不同的第二谐振频率，并包括第二下电极和布置在所述第二下电极上的第二上电极，
其中，所述第一上电极电连接到所述第二下电极，或者所述第一下电极电连接到所述第二上电极，
其中，所述滤波器系统还包括固定单元，
所述第一谐振器还包括从所述固定单元延伸的第一支撑单元，所述第一支撑单元的第一侧上布置有所述第一上电极和所述第一下电极，
所述第二谐振器还包括从所述固定单元延伸的第二支撑单元，所述第二支撑单元的第二侧上布置有所述第二上电极和所述第二下电极，
所述第一谐振器还包括与所述第一支撑单元的所述第一侧相对的第一相对侧上布置的第一质量单元和第一材料层，以及
所述第二谐振器还包括与所述第二支撑单元的所述第二侧相对的第二相对侧上布置的第二质量单元和第二材料层。
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