GB T 22318.1-2008 声表面波谐振器 第1-1部分：总则和标准值.pdf

1、ICS 31140L 21 a亘中华人民共和国国家标准GBT 2231812008声表面波谐振器第1-1部分：总则和标准值Surface acoustic wave(SAW)resonators-Part卜1：General information and standard values2008-08-06发布(IEC 61019-11：1990，MOD)20090卜01实施宰瞀鹳紫瓣警矬瞥翼发布中国国家标准化管理委员会仪1”刖 罱GBT 2231812008GBT 22318声表面波谐振器分为如下几个部分：第1-1部分：总则和标准值；第12部分：试验条件；第2部分：使用指南；第3部分：标准外

2、形和插脚连接。本部分为GBT 22318的第11部分。本部分修改采用IEC 61019一卜1：1990(声表面波谐振器第1部分：总则、标准值及试验条件第1节：总则和标准值(英文版)。考虑到该产品实际应用情况，本部分对IEC 61019 1-1：1990做了如下技术性修改：一对CATV频道调制器标准标称频率值进行了扩展，增加了4975 MHz279625 MHz间的35个标准标称频率；将“通信用标准标称频率值”改为了“遥控无匙进入系统用标准标称频率值”并将原(145 MHz)一个频率改为了(315 MHz、418 MHz、43392 Mtz、86830 MHz)四个频率；对最小插入衰耗标准值进行

3、了更严格的规定，增加了1 dB和2 dB；对漏率标准值单位按习惯由Pam5s改为Pacm3s，同时对其数值进行了换算；删除了10“1 Pa1213s，并补充了110 Pacm3s；删除了负载谐振频率条款下“注”中有关IEC 302的表述。此外，本部分对IEC 6101911：1 990做了如下编辑性修改：标准名称进行了简化；删除国际标准的前言；IEC第68号出版物相应采用我国GBT2421、GBT 2423；将声表面波机电耦合系数的符号“。”改为“k：”；将图3中零电纳反谐振频率的符号“”改为“”；将图4和图7中的频率标注线分别由实线改为虚线；对图5中各图分别增加了图题；对条款号重新进行了编排

4、。本部分由中华人民共和国信息产业部提出。本部分由全国频率控制和选择用压电器件标委会归口。本部分起草单位：中国电子科技集团公司第二十六研究所。本部分主要起草人：张晓梅、曹亮、赵启鹏、金中洪。1范围声表面波谐振器第11部分：总则和标准值GBT 2231812008GBT 22318的本部分适用于振荡器用声表面波(SAW)谐振器(以下简称“谐振器”)。GBT 2421、GBT 2423应与本部分一起使用。本部分涵盖了多种类型的谐振器通用的检测与试验方法及一般原则。详细规范应给出适用于每种类型谐振器的试验方法及特殊要求。当本部分与详细规范发生冲突时，应优先采用详细规范。2 目的为评估谐振器的机械特性、

5、电性能特性和气候特性而规定统一的标准条件，阐述试验方法、推荐标准值和谐振器使用指南。3术语和定义下列术语和定义适用于GBT 22318的本部分。31 常用术语311声表面波surface acoustic waveSAW一种沿弹性基片表面传播的声波，其幅度随声波进入基片深度的增加而呈指数衰减。312声表面波谐振器surface acoustic wave resonatorSAW谐振器SAWR一种利用声表面波多次反射的谐振器。313单端对谐振器one-port resonator一种具有一对端子的声表面渡谐振器(见图la)。圃 圆a)具有开路阵列的单端对谐振器 b)具有短路阵列的双端对谐振器图

6、1 SAW谐振器的基本结构314双端对谐振器two-port resonator具有输入和输出端口的声表面波谐振器(见图lb)。审审GBT 2231812008315声表面波谐振器型振荡器surface acoustic wave resonator oscillator用声表面波谐振器作为主要频率控制元件的振荡器。316叉指换能器interdigital transducerIDT被沉积在压电基片上，由相互交叉金属电极组成的梳状结构，其作用是利用压电效应把电能转变为声能或把声能变为电能。317指条finger叉指换能器梳状电极中的每一金属单元。318假指dummy finger一种为了抑制声

7、表面波的波前畸变而设置的不激励声表面波的指条。319汇流条bus bar一种把相同极性的指条连接在一起的公共电极。谐振器通过它与外电路连接。3110短路条shorting bda一种使各个金属条互连的共用电极(见图lb)。3111变迹apodisationSAW谐振器的寄生抑制spurious suppression for saw resonator叉指换能器长度范围内的指条叠加变化产生的加权，目的是抑制横向寄生模式。3112声表面波机电耦台系数surface acoustic wave coupling coefficient意：声表面波机电耦合系数定义如下：一lAvvl式中：n一表面电势

8、短路条件和开路条件下产生的相对速度变化。3113栅状反射器grating reflector它通常利用金属条带、沟槽或介质条提供的周期不连续性来实现的一种声表面波反射阵列。3114金属条阵列metal strip array提供电学扰动和质量负载扰动，一种用电学开路或电学短路金属条实现的周期不连续性阵列。3115沟槽阵列grooved array由表面形状扰动实现周期不连续性，一种在基片表面制作的浅沟槽阵列。3116介质条阵列ridge array由表面的质量负载扰动实现周期不连续性的一种介质薄条带阵列。2GBT 2231812008311 7短路阵列shorted array一种金属条间电学

9、短路的金属条阵列(见图lb)。3118开路阵列opened array一种金属条间电学开路的金属条阵列(见图la)。3119质量负载mass loading在声表面波传播过程中由基片表面上的涂层质量产生的一种扰动。3120叉指换能器孔径interdigital transducer aperture叉指换能器指条的最大有效重叠长度，约等于声表面波波束宽度，孔径可表述为长度单位或波长的归一化单位。32工作特性321标称频率nominal frequency由制造商给定的或从技术规格书上给出的用来识别谐振器工作频率的技术指标。322工作频率working frequency谐振器及其相关电路的工作

10、频率。323频率容差3231总容差overall tolerance由特定原因或多种原因的综合作用而导致的工作频率与标称频率之间的最大允许偏差。3232调节容差adjustment tolerance在特定的基准温度条件下工作频率与标称频率的允许偏差。3233老化容差ageing tolerance在特定条件下由于工作时间而导致的允许偏差。3234温度范围容差tolerance over the temperature range在给定的温度范围内相对于基准温度下的频率的最大允许偏差。3235驱动电平容差tolerance due to level of drive variation由于驱动

11、电平变化导致的允许偏差。324工作温度范围operating temperature range谐振器的性能在规定公差内时在外壳所测量的温度范围。325可工作温度范围operable temperature range谐振器能连续输出信号，但性能不要求控制在规定公差内的在外壳所测量的温度范围。3GBT 2231812008326贮存温度范围storage temperature range谐振器贮存后，没有引起性能超过规定公差的永久变化的温度范围。327基准温度reference temperature基准温度是对谐振器进行检测的温度。对温度受控谐振器来说，基准温度就是受控温度范围的中点值；对

12、温度不受控制的谐振器来说，基准温度通常为25土2。328寄生谐振spurious resonance谐振器的一种谐振状态，它与工作频率有关的谐振不同。329横向寄生谐振transverse spurious resonance一种由于高阶横向模式激励而导致的寄生谐振，这种现象出现在较高频率处。对叉指换能器进行变迹加权以与横向模断面匹配可以抑制横向寄生谐振。3210驱动电平level of drive对谐振器施加影响的工作条件的一种度量，用吸收功率来表述(特定条件下也用驱动电流或电压表示)。3211直流击穿电压DCbreakdown voltage导致谐振器毁坏的最低直流电压。32j2老化age

13、ing长期参数变化longterm parameter variation某参数(例如：谐振频率)随长时间发生的变化。注：通常以单位时间的参数变化来表示。33单端对谐振器331单端对谐振器等效电路one-port resonator equivalent circuit其阻抗与谐振频率附近的谐振器阻抗等效的一种电路。通常用一个动态(串联)支路再并联一个静电容来表示，而串联支路则依次由串联动态电感、动态电容和动态电阻表示。动态电感、动态电容和动态电阻的串联支路通常分别用L。、c，和R。表示。并联静电容用co表示(见图2)。注：可以把谐振器的电阻和电抗看作频率的函数，同时，根据图3中的阻抗和导纳图

14、来定义在谐振频率附近产生的频率特性。4图2单端对谐振器等效电路GBT 2231812008332谐振频率3321最大导纳(最小阻抗)频率frequency of maximum admittance(minimum impedance)。谐振器在谐振频率附近出现最大导纳对应的频率(见图3和图4)，也称为谐振频率。频率厂X，钐夕1 档圈3单端对SAW谐振器的矢量导纳圈频率mz一图4插入在一个串联传输线中的单端对SAW谐振器的典型频率特性(见3321和3331)3322动态(串联)谐振频率motional(series)resonance frequencyf，谐振器等效电路的串联支路的谐振频率(

15、见图3)。3323零电纳谐振频率resonance frequency of zero susceptance。在规定条件下，其阻抗是呈阻性的谐振器两个频率中低的一个频率(见图3)。GBT 2231812008333反谐振频率3331最小导纳(最大阻抗)频率frequency of minimum admittance(maximum impedance)f。谐振器在谐振频率附近出现最小导纳的一种频率，也称为反谐振频率(见图3和图4)。3332并联谐振频率(无损耗)parallel resonance frequency(Iossless)f，串联支路和并联电容的并联谐振频率(见图3)。333

16、3零电纳反谐振频率anti-resonance frequency of zero susceptancef。在规定条件下，其阻抗是呈阻性的谐振器两个频率中高的一个频率(见图3)。334动态电阻motional resistanceR，等效电路的动态(串联)支路电阻(见图2)。335动态电容motional capacitanceC1等效电路的动态(串联)支路电容(见图2)。336动态电感 motional inductanceLl等效电路的动态(串联)支路电感(见图2)。337并联电容 shunt capacitanceCo并接在谐振器等效电路动态(串联)支路的电容(见图2)。338品质因数

17、quality factorQ谐振器的品质因数可根据2z，sL，R，而得到，Q值的大小受声表面波传播损耗、电极的电阻、模式转换损耗等诸多因数的制约。339电容比capacitance ratior并联电容(静态)(Co)与动态电容(c。)之比。3310灵敏度figure of meritM灵敏度由Qr得到，它表示谐振器的频率敏感度。6GBT 22318120083311负载电容load capacitanceCL参与决定谐振器负载谐振频率的有效外部电容(见图5)。3312负载谐振电阻load resonance resistanceRL在负载谐振频率，L下，与一个固定的外部电容串联的谐振器的电

18、阻。注：R。的值与R。的值有关：RLRl(1+C0CL)233，13负载谐振频率load resonance frequency，I在规定条件下，与串联或并联负载电容有关的谐振器，其阻抗呈阻性时，有两个谐振频率；当负载电容串联时，该频率是两个频率中低的一个，当负载电容并联时，该频率是两个频率中高的一个(见图5)。寸+ 频率 f L厂a)单端对SAW谐振器电抗曲线+，|夕 频率五厂b)带串联负载电容的单端对SAW谐振器电抗曲线图5谐振和反谐振频率7GBT 2231812008a摄脚c)带并联负载电容的单端对SAW谐振器电抗曲线圈5(续)在实际应用中，就负载电容的某一个给定值而言，这些频率都是确定

19、的，可用下式求得：1 。 L。C-(c。+CL)五。“了再西干i注：33 2和3，33定义的频率是以最常用的术语列举出来的。此外还有许多与谐振器相关的频率。如果需要更高的准确性或者从频率检测推导出谐振器等效电路参数(例如：谐振器动态参数值)，则应参考IEC 60444相关方法。34双端对谐振器341双端对谐振器等效电路two-port resonator equivalent circuit一种与谐振器在谐振频率附近的阻抗相同的电路，它通常用双端对网络来表示。这个双端对网络由串联的动态电感、动态电容和动态电阻支路、输入和输出端口并联电容及一个标准变压器组成。动态(串联)支路的动态电感、动态电容

20、和动态电阻分别由L1、c。和R。表示。并联(输入输出)电容由crN和C。UT表示。标准变压器的电压比可根据输入和输出换能器结构导出。当两种结构相同时，雪的值是一致的(见图6)。a)同相型 b)反相型图6双端对谐振器等效电路342输入电容input capacitanceCIN与谐振器等效电路输入端子并联的电容(见图6)。343输出电容 output capacitanceCoUT与谐振器等效电路输出端子并联的电容。8GBT 2231812008344双端对谐振器的串联谐振频率motional resonance frequency for two-port resonatorfs双端对谐振器等

21、效电路串联支路的谐振频率。345空载Q值unloaded qualify factorQu谐振器固有的品质因数，由2，s L1R。求得。346有载Q值loaded qualify factorQ。连接了外部电路的谐振器的品质因数，其定义为中心频率与3 dB带宽之比。347插入衰耗(针对双端对谐振器)insertion attenuation插入谐振器前和插入谐振器后提供给负载阻抗的功率比的对数值。348最小插入衰耗(针对双端对谐振器)minimum insertion attenuation在标称频率附近的最小插入衰耗值(见图7)。349中心频率(针对双端对谐振器)centre frequen

22、cyc以最小插入衰耗点为参考，衰减到一个给定值的左右两个频率的平均值。3410寄生谐振抑制spurious resonance rejection最小寄生谐振衰耗与最小插入衰耗之间的差值(见图7)。3411工作相移operating phase shift中心频率下输入端和输出端之间的相移，声表面波谐振器的相移通常设计为零度(o。)或180。3412调谐电感tuning inductance连接到输人端口或输出端口的电感，用来对所需振荡频率进行调谐。曼凑l图7双端子谐振器的典型频率特性频睾MF：z一GBT 22318120084标准值41标准标称频率值，单位为MHz411 RF视频、射频调制器

23、的标准标称频率值4625 55256225 642583Z5 86259725 1032517625 1772518925 1992555925 59125412 CATV频道调制器的标准标称频率值4975 57758525 1682519225 2002511225 1202514425 1522523225 235625243625 247625255625 259625271625 275625666 668678 680413遥控无匙进入系统用标准标称频率值57256725912517125183252112562325657517625208251282516025239625248

24、252636252796256726886125772595251752518425471257725184252162513625224252402525162526725567674690315、418、43392、8683042标准工作温度范围-2070、-2050、-1060、060、-2555、一154543负载电容标准值1 pF、2 pF、5 pF、75 pF、10 pF、15 pF、20 pF44标准驱动电平0001 mW、001 mW、005 mW、01 mW、02 mW、05 mW、1 mW、2 mW、5 mW、10 mW、Z0mW、30mW45最小插入衰耗标准值1 dB、2 dB、3 dB、6 dB、10 dB、15 dB46漏率标准值110 1 Pacm3s、110 2 Pacm3s、110 3 Pacm3s、1104 Pacm3s47气候类别4008556(见GBT 2421-1999附录A)注；谐振器的工作温度范围大于4085时，应规定与工作温度范围相符合的气候类别。5标记10在每一个谐振器上应清楚、牢固地标明下列信息a)标称频率；b)制造厂名称或代码、商标；c)生产日期(或生产批号)；d)能完整定义谐振器所需的其他任何信息。注：对微型外壳来说，嚣用一种可代替的标记系统来代替上述标记。GBT 2231812008