专利名称：双通道声表面波滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及带通滤波器，具体涉及集成于压电晶体材料上的声表面波带通滤波器。
背景技术：
当电压加载在具有压电特性的基片材料(例如铌酸锂单晶材料)的电极上，会在压电晶体材料的晶格中形成机械畸变。当加载在压电晶体材料电极上的电压为输入的电信号，那么会在压电晶体材料表面的晶格中形成声表面波，该声表面波是一种在压电晶体材料表面传播、振幅随深入基片材料深度的增加而迅速减少的弹性机械波。
声表面波滤波器具有带通滤波器的特性。声表面波滤波器带通滤波功能的实现便是基于上述晶格中形成的声表面波。声表面波滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料(例如铌酸锂单晶材料)的抛光面上制作一定厚度的铝膜，在该铝膜层上通过光刻工艺形成交叉成对的梳状铝电极结构，在该梳状电极结构上施加电信号，便在两梳状电极的叉指间形成声表面波，因此该梳状电极结构起着电声换能器的作用，称其为叉指换能器。两梳状电极的叉指间形成换能器的激励区域，两梳状电极的连接各叉指指条的梳柄部分称为汇流条，信号电压施加于交叉梳状电极的两汇流条上。叉指换能器又分为输入换能器及输出换能器输入换能器将电信号转换成声表面波信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声表面波信号转换成电信号输出。所述输入换能器与输出换能器构成声表面波的传输通道，所述传输通道根据叉指换能器的不同加权结构，对声表面波具有不同的传输特性或带通特性。
与本发明相近的双通道声表面波滤波器有美国专利专利号为5107234(Apr.21，1992)、发明名称为《SURFACE-WAVE FILTER WITH SELECTIVELYCONNECTABLE TRACKS TO PROVEDE A VARIABLE TRANSMISSIONBAND》(传输通带可变以及可选择通道的声表面波滤波器)。该专利的发明点在于设计一个带开关的声表面波滤波器来替代原先具有不同带宽及分别单独封装的多个滤波器，以降低成本。它由集成于同一芯片上的至少两个完全平行布置的声表面波滤波器购成，它们分别有各自完全独立的输入换能器和输出换能器，分别构成独立的平行布置的声表面波的传输通道一个通道处于连接状态，通过连接或者不连接另一个通道，来选择声表面波滤波器的不同的传输通带，如此构成可变传输通带的声表面波滤波器。由于声表面波的传输通道由各自独立的平行布置的输入换能器和输出换能器构成，如此使得声表面波滤波器具有较大的芯片面积，耗费基片材料较多。
发明内容
本发明针对上述现有双通道声表面波滤波器的缺点，提供另一种结构的双通道声表面波滤波器，其占用的芯片面积能有效减小。本发明的技术方案如下 双通道声表面波滤波器，包括集成于压电晶体片上的两个输入端叉指换能器、输出端叉指换能器以及两者之间的屏蔽条，所述两个输入端叉指换能器共用一个输出端叉指换能器；所述两个输入端叉指换能器共用一个梳状电极，共用梳状电极上的中部设置汇流条；所述两个输入端叉指换能器为两个并列交错的切指加权的叉指换能器，所述两个并列交错的切指加权的叉指换能器上的切指包络线的主瓣区域错开排列，处于相互交叉叠放的位置。
上述共用的输出端叉指换能器为等指长叉指换能器。
上述共用梳状电极上的汇流条分段构成，所述汇流条的各分段分别连接所述两个切指加权的叉指换能器上的叉指指条。
本发明在一个标准封装外壳内的同一个芯片上集成和实现双通道滤波器功能。由于两个并列的切指加权的叉指换能器共用一个梳状电极及其上的汇流条，两个切指加权换能器上的切指包络线的主瓣区域错开排列，处于相互交叉叠放的位置，如此使得本发明占用的芯片面积能有效减小，耗费基片材料较少以及减小封装外壳的体积，有效降低制造成本。
图1为本发明结构实施例的示意图； 图2为图1功能结构的示意图； 图3为图1输入端叉指换能器上切指加权包络线结构的示意图； 图4为图1输入端叉指换能器切指加权方法的示意图； 图5为图1结构实施例的频谱曲线图；
具体实施例方式 下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明。
见图1至图3，本发明包括集成于压电晶体片7上的分别由输入端叉指换能器2、5与输出端叉指换能器11以及两者之间的屏蔽条17构成的两个声表面波的传输通道A、B，所述两个声表面波的传输通道A、B的输入端叉指换能器2、5共用一个输出端叉指换能器11，所述共用的输出端叉指换能器11为等指叉指换能器。上述所构成的两个声表面波的传输通道A、B即构成两个声表面波横向滤波器。共用一个输出端叉指换能器11可以使两个滤波器的输出阻抗完全相同，便于进行电路匹配。输入端叉指换能器2、5将电能转变为声表面波机械能；输出端叉指换能器11相反，将声表面波机械能转变为电能，如此完成信号的滤波和传输。所述两个声表面波传输通道的输入端叉指换能器共用一个梳状电极3，共用梳状电极3上的中部设置汇流条4。共用梳状电极3上的汇流条4分段构成，汇流条4的各分段分别连接所述两个切指加权的叉指换能器2、5上的叉指指条。所述两个声表面波的传输通道的输入端叉指换能器2、5为两个并列交错的的切指加权的叉指换能器。见图3，与所述两个并列交错的切指加权的叉指换能器上的切指包络线8、9及15、16构成的主瓣区域10及14错开排列，处于相互交叉叠放的位置。从图1可见，如此使双通道声表面波滤波器的芯片宽度明显变窄。
图1中汇流条1、4、6、12、13分别为接电端口，所述接电端口分别通过压焊丝与封装外壳的引线脚连接，每一个输入或输出叉指换能器分别有两根汇流条。输入端接电端口1、4、6选择不同的接电方式，双通道声表面波滤波器对应有不同的电性能，例如可以具有不同的中心频率、带宽、矩形因子、带外抑制等性能，如图5所示。当输入端叉指换能器的两根回流条有不同的电位时，该叉指换能器便能激发声表面波；而当输入端叉指换能器的两根回流条有相同电位时，则不能激发声表面波。例如图1中，当接电端口1和端口4接入不同的电位，端口4与端口6电位相同时，输入端叉指换能器2工作，叉指换能器5不工作。当接电端口1、4的电位相同，而接电端口4、6的电位不同时，叉指换能器2不工作，叉指换能器5工作。当接电端口1、4以及4、6的电位都不同时，叉指换能器2、5同时工作，如图5所示。
图1、图3中所示实施例的输出端叉指换能器11为等指叉指换能器，共用梳状电极3上的汇流条4由分段构成，汇流条4的各分段分别连接所述两个切指加权的叉指换能器上的叉指指条。
图3为图1输入端叉指换能器的切指加权包络线结构的示意图。见图3，输入端叉指换能器通过改变叉指长度的加权方法来获得所需的频率特性。见图1、图3，15、16是输入端叉指换能器2经过切指加权后形成的包络线，8、9是输入端叉指换能器5经过切指加权后形成的包络线。输入端叉指换能器2、5的叉指指条的交叉部分形成叉指换能器的激励区域，即由图3中切指包络线15、16及8、9所围成的区域，在激励区域内电能转换为声表面波能，其中区域14及10分别为激励主瓣区域。输出端叉指换能器11为等指长叉指换能器，其切指包络线为直线，在其激励区域内接收的声表面波能转换为电能。
作为图1所示本发明实施例的实际应用，例如可以作为一带开关的声表面波数字或者模拟多制式电视接收机的中频滤波器。该声表面波滤波器通过开关根据所需制式进行不同传输带宽间的切换。图2所示声表面波的传输通道A、B有不同的传输带宽。图2所示实施例中通道A为PAL制式的图像中频滤波器，通道B为N制式的内载波中频滤波器。当图1中端口1输入高电平，端口4及6同时输入低电平时，通道A的叉指换能器2工作，通道B的叉指换能器5不工作，叉指换能器2与输出端换能器11形成的滤波器为一PAL制式的图像滤波器。当端口1和端口4同时输入高电平，端口6输入低电平时，通道A的叉指换能器2不工作，通道B的叉指换能器5工作，叉指换能器5与输出端换能器11形成的滤波器为一N制式的内载波滤波器。同理，输入端口1，4，6可以选择输入其他不同的高低电平组合，以使叉指换能器2、5分别工作，或者同时工作，以获得不同输出带宽的声表面波滤波器。
图4为图1输入端叉指换能器切指加权方法的示意图。见图4，输入端叉指换能器2、5指条的切指加权方法的实施方式可以为首先按常规方法分别单独设计集成双通道声表面波滤波器中两个通道输入端的切指加权的叉指换能器2、5，叉指换能器2、5在芯片上为并列交错布置；叉指换能器2、5共用一个梳状电极，共用梳状电极上的中部设置汇流条4；见图3、图4，为了使所述叉指换能器2、5上的切指加权包络线的主瓣区域10、14在集成芯片上错开排列以及处于相互交叉叠放的位置，设计时将叉指换能器2、5的主瓣区域10、14进行相对位移，例如，将第一个换能器2的主瓣区域14向左移动几个波长，同时将第二个换能器5的主瓣区域10向右移动几个波长，移动至使得两个叉指换能器2、5的主瓣区域10、14在芯片的位置上相互岔开，如图4所示；再将叉指换能器2左边的一部分指条18截断并舍弃，以及将叉指换能器5右边的一部分指条19截断并舍弃；将叉指换能器2、5相互靠拢，使叉指换能器2、5及其主瓣区域10、14在集成芯片上交叉叠放，此时共用梳状电极上的汇流条4只能分段构成，汇流条4的各分段分别连接所述两个切指加权的叉指换能器2、5上的叉指指条。图4中距离L即为叉指换能器2、5交叉叠放后在集成芯片上变窄的尺寸。
设计时预先计算上述叉指换能器2、5的截断长度以及预先确定两叉指换能器2、5的主瓣在集成芯片上的位置，使截断后叉指换能器2、5的长度和本发明的设计长度相同，以保证足够长的脉冲响应。截断后，由于舍弃部分指条，致使叉指换能器2、5的脉冲响应发生改变，导致声表面波滤波器的性能改变，在设计时可按按常规方法对叉指换能器2、5指条的切指加权(切指包络线形态)做出相应的补偿。
由于共用一个等指长接收换能器11，接收换能器的指长和中心也要发生变化。在设计时应根据滤波器的电性能指标，可应用常规方法对接收换能器11的指长和中心(切指包络线形态)也作出相应的补偿。
权利要求
1.一种双通道声表面波滤波器，包括集成于压电晶体片上的两个输入端叉指换能器、输出端叉指换能器以及两者之间的屏蔽条，其特征在于所述两个输入端叉指换能器共用一个输出端叉指换能器；所述两个输入端叉指换能器共用一个梳状电极，共用梳状电极上的中部设置汇流条；所述两个输入端叉指换能器为两个并列交错的的切指加权的叉指换能器，所述两个并列交错的切指加权的叉指换能器上的切指包络线的主瓣区域错开排列，处于相互交叉叠放的位置。
2.按照权利要求1所述的双通道声表面波滤波器，其特征在于所述共用的输出端叉指换能器为等指叉指换能器。
3.按照权利要求1所述的双通道声表面波滤波器，其特征在于所述共用梳状电极上的汇流条分段构成，所述汇流条的各分段分别连接所述两个切指加权的叉指换能器上的叉指指条。
全文摘要
本发明涉及集成双通道声表面波滤波器，包括集成于压电晶体片上的两个输入端叉指换能器、输出端叉指换能器以及两者之间的屏蔽条，其特征在于所述两个输入端叉指换能器共用一个输出端叉指换能器以及共用一个梳状电极，共用梳状电极上的中部设置汇流条；两个并列的输入端叉指换能器的切指包络线的主瓣区域错开排列，处于相互交叉叠放的位置；所述共用梳状电极上的汇流条分别分段连接两个输入端叉指换能器的指条。如此使得本发明占用的芯片面积有效减小，耗费基片材料减少以及减小封装外壳的体积，降低制造成本。
文档编号H03H9/64GK101316099SQ20081012421
公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者倪山林, 王为标 申请人:无锡市好达电子有限公司