Проектирование фильтров на поверхностно-акустических волнах. Чернышова Т.И. - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

случая точностью, методы расчета частотных и временных характеристик, а также топологии конструктивных
элементов и критерии близости рассчитанных характеристик к заданным.
Результатом решения первой задачи синтеза (аппроксимации) должно быть нахождение реализуемых пе-
редаточных функций и импульсных характеристик конструктивных элементов, удовлетворяющих заданным
критериям близости. Результатом же решения второй задачи синтеза (реализации) должен быть расчет тополо-
гии конструктивных элементов и фильтра ПАВ в целом, отвечающих требованиям, заданным на первом и
третьем этапах. Ввиду ограниченности объема здесь будут рассматриваться расчеты электрических характери-
стик и топологии только встречно-штыревых преобразователей ПАВ, наиболее часто используемых при проек-
тировании фильтров.
Входное и выходное сопротивления фильтра ПАВ зависят от апертур входного и выходного ВШП, кото-
рый совместно с контактными площадками и технологическими полями определяет ширину звукопровода. Тре-
бования же к габаритам звукопровода часто диктуются его стоимостью, типом корпуса, в котором будет раз-
мещен фильтр ПАВ и др. Поэтому обычно сопротивления фильтра ПАВ отличаются от сопротивления нагру-
зок, и на его входе и выходе используются активные или пассивные согласующие цепи. Основной целью пятого
этапа является выбор типа согласующей цепи и расчет рабочих параметров фильтра при нагружении на реаль-
ные сопротивления.
Если согласующие цепи относительно широкополосны и их основная задача состоит в уменьшении вно-
симого затухания фильтра, то на этом этапе проектирования обычно достаточно лишь учесть их влияние на
рабочую передаточную функцию фильтра ПАВ. При выходе рабочих параметров за пределы поля допуска воз-
можна коррекция топологии преобразователей, составляющих фильтр. Поскольку влияние широкополосных
согласующих цепей на форму АЧХ и ФЧХ фильтра мало, то коррекция топологии преобразователей в этом
случае также будет сравнительно слабой и монотонной, что не скажется сильно на характере последующих
коррекций, необходимых, например, для учета влияния эффектов второго порядка.
Если согласующие цепи сравнительно узкополосны и они вносят существенный вклад в формирование
общей передаточной функции фильтра, то уже на этапе выбора структурной схемы заданную общую переда-
точную функцию фильтра следует разделить на составляющие передаточные функции преобразователей, дру-
гих конструктивных элементов и согласующих цепей. В таком случае после расчета рабочих параметров на
пятом этапе обычно требуется лишь сравнительно незначительная корректировка топологии преобразователей
для удовлетворения требований к форме АЧХ и ФЧХ.
Пренебрежение влиянием согласующих цепей может привести к сильным искажениям формы АЧХ и ФЧХ
и вызвать коренную перестройку фильтра.
Результатом пятого этапа проектирования должны быть электрические схемы входной и выходной согла-
сующих цепей, расчет их элементов, частотных и временных характеристик, а также определение рабочих пе-
редаточных функций, импульсных характеристик, сопротивлений и расчет топологии всех конструктивных
элементов и фильтра в целом, отвечающих заданным требованиям.
На частотные и временные характеристики фильтра ПАВ эффекты второго порядка оказывают существен-
ное влияние, поэтому практически невозможно создание высококачественного устройства без учета и компен-
сации этих эффектов. Например, на пульсации АЧХ и ФЧХ в полосе пропускания влияют, в первую очередь,
электромагнитная наводка, всевозможные отражения и паразитные ОАВ. Затухание же в полосе заграждения
определяется в основном дифракцией ПАВ, электромагнитной наводкой, генерацией паразитных ОАВ, техно-
логическими погрешностями. Коэффициент прямоугольности ухудшается вследствие дифракции и, особенно в
широкополосных фильтрах, из-за генерации ОАВ. На режекции в заданных нулях АЧХ существенно сказыва-
ются технологические погрешности и др.
Характер эффектов второго порядка зависит в основном от материала звукопровода, конструкции преоб-
разователей и режимов согласования. Поэтому учет эффектов второго порядка производится на шестом этапе
после определения топологии фильтра и вида согласующих цепей.
Причины возникновения этих эффектов, методы расчета и способы их уменьшения весьма разнообразны и
часто для различных эффектов противоречат друг другу. Поэтому уже на первом этапе проектирования необхо-
димо выделить сравнительно узкий перечень параметров, наиболее важных для конкретного фильтра, например
затухание в полосе заграждения, а на втором и третьем этапах определить пути (конструктивные или расчетно-
аналитические) уменьшения искажений из-за каждого эффекта, влияющего на выделенные параметры, напри-
мер дифракции, электромагнитной наводки и паразитных ОАВ. Кроме того, на третьем этапе следует выдирать
конструкции преобразователей и других элементов в фильтрах, минимизирующих одни эффекты, например
материалы звукопроводов с низким уровнем паразитных объемных мод или конструкции экранов, снижающих
электромагнитную наводку. Тогда на рассматриваемом шестом этапе возможно уже независимо провести ком-
пенсацию влияния других эффектов, например, путем корректировки топологии преобразователей.
Если не принималось мер для уменьшения того или иного эффекта, на шестом этапе следует оценить сте-
пень его влияния на заданные параметры преобразователей и фильтра в целом.
Результатом проектирования на шестом этапе должно быть определение окончательной структурной схе-
мы фильтра ПАВ, включая конструкции образующих его элементов и согласующие цепи: расчет рабочих пара-
метров с учетом эффектов второго порядка и расчет топологии всех конструктивных элементов фильтра, в том
числе топологии преобразователей, скорректированной для компенсации влияния некоторых из эффектов.
При необходимости в процессе проектирования может быть введен самостоятельный (седьмой) этап опти-
мизации конструкции фильтра по стоимости, габаритам, массе, чувствительности к технологическим погреш-
ностям, времени изготовления фотошаблонов или выпуска документации и т.д. После этого можно изготовлять

Страницы