Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

150 39 0
Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA TRẦN MẠNH HÀ VỀ MỘT PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ NÂNG CAO HIỆU QUẢ BỘ LỌC THỤ ĐỘNG TẦN SỐ CAO DẠNG SAW ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ HÀ NỘI - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA TRẦN MẠNH HÀ VỀ MỘT PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ NÂNG CAO HIỆU QUẢ BỘ LỌC THỤ ĐỘNG TẦN SỐ CAO DẠNG SAW ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 9520203 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THẾ TRUYỆN PGS.TS HOÀNG SĨ HỒNG HÀ NỘI - 2021 Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang MỞ ĐẦU Mục đích nghiên cứu: Ngày vai trị lọc áp dụng ngun lý sóng âm bề mặt (SAW Surface Acoustic Wave) vô quan trọng sống ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Để đáp ứng nhu cầu sử dụng yêu cầu ngày cao chất lượng, độ tin cậy, kích thước nhỏ gọn, độ bền cao, hoạt động ổn định lâu dài điều kiện mơi trường khắc nghiệt biến động lớn… việc nghiên cứu chế tạo lọc theo nguyên lý SAW vô cần thiết ưu điểm vượt trội so với lọc tương tự - Đối tượng nghiên cứu: Với việc nhu cầu sử dụng sản phẩm, thiết bị ứng dụng nguyên lý sóng âm bề mặt ngày gia tăng ưu điểm Hiện có nhiều nghiên cứu giới nước nhằm nâng cao hiệu hướng tới đối tượng sản phẩm ứng dụng nguyên lý sóng âm bề mặt Trong nội dung đề tài này, NCS tiến hành nghiên cứu tính tốn, thiết kế nhằm nâng cao hiệu lọc sử dụng nguyên lý sóng âm bề mặt (SAW) ứng dụng điện tử viễn thông - Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp phân tích số liệu để đánh giá ưu, nhược điểm việc lựa chọn tham số lọc nhằm đưa tham số phù hợp; + Nhằm thực việc chế tạo lọc SAW, đề tài sử dụng phương pháp mô phần tử hữu hạn (FEM) kết hợp với phương pháp mơ mơ hình mạch tương đương (Mason) để đánh giá tham số lọc trước chế tạo thử nghiệm - Ý nghĩa thực tiễn: Thông qua trình nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu lọc SAW, kết đề tài chế tạo lọc SAW Việc chế tạo lọc SAW dựa kết thiết kế, tính tốn mơ xây dựng bước đầy đủ để chế tạo nội dung mang ý nghĩa thực tiễn đề tài Bộ lọc SAW sau thiết kế, chế tạo ứng dụng thiết bị điều khiển từ xa hoạt động đáp ứng yêu cầu - Ý nghĩa khoa học: Trang NCS Trần Mạnh Hà Trong nội dung đề tài NCS lựa chọn phương pháp mô kết hợp áp dụng phương pháp Mason phương pháp FEM cho đối tượng đối xứng bất đối xứng Ngoài ra, NCS xây dựng sở lý thuyết nhằm thiết kế, chế tạo nâng cao chất lượng lọc SAW kiểu đối xứng bất đối xứng Luận án có số nội dung đóng góp mặt khoa học như: + Luận án đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng lọc SAW bao gồm đề xuất sử dụng lọc bất đối xứng thay đổi tham số cấu trúc (Khoảng cách, số lượng, kích thước) cho đối tượng bất đối xứng; + Luận án xây dựng quy trình hồn chỉnh từ tính tốn, thiết chế tạo lọc SAW, đồng thời tiến hành đo, đánh giá thông số lọc chế tạo sản phẩm chế thử (bộ điều khiển xa) sử dụng lọc - Bộ cục luận án: Bố cục luận án gồm phần với chương có: Phần mở đầu, chương nội dung, kết luận kiến nghị Chương (Tổng quan), trình bày tổng quan kỹ thuật sóng âm bề mặt, sở vật lý toán học lọc SAW, phương pháp mô thực tế Phân tích ưu nhược điểm phương pháp từ lựa chọn phương pháp phù hợp cho mơ lọc SAW Qua phân tích ưu, nhược điểm ứng dụng hiệu ứng SAW thực tế, luận án lựa chọn cấu hình lọc SAW đưa định hướng nội dung nghiên cứu phù hợp Chương (Nghiên cứu thiết kế, mô chế tạo lọc SAW), từ khảo sát thuật tốn phương pháp mơ trình bày chương 1, nghiên cứu sinh lựa chọn phương pháp thiết kế mô Từ thông số yêu cầu lọc tiến hành thiết kế lọc, thực mô phỏng, chế tạo lọc SAW Các đặc trưng lọc SAW sau chế tạo khảo sát so sánh với kết mô để chứng minh tính đắn phương pháp mơ lựa chọn Xây dựng toán thiết kế đề xuất bước phù hợp việc mô lọc SAW Chương (Nghiên cứu nâng cao chất lượng lọc SAW), Nghiên cứu tham số ảnh hưởng đến chất lượng lọc SAW tần số, cấu trúc, đề xuất cấu trúc bất đối xứng lọc SAW SPUDT Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang Nghiên cứu đưa chứng minh luận giải việc thay đổi cấu trúc lọc SAW SPUDT ảnh hưởng đến chất lượng lọc Chương đưa đề xuất tham số lọc SAW ảnh hưởng đến chất lượng thiết kế như: vật liệu, độ dày điện cực, số lượng điện cực, đề xuất cấu trúc nhằm nâng cao chất lượng lọc SAW Kết luận kiến nghị: Tóm tắt kết đạt đóng góp luận án, kiến nghị cho hướng phát triển luận án Trang NCS Trần Mạnh Hà CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trong sống vai trò lọc mạch điện tử vô quan trọng, người ta thường sử dụng lọc thực xử lý tín hiệu mạch điện tử Tùy thuộc vào ứng dụng thực tế, loại lọc sử dụng tương ứng để thu dải tín hiệu mong muốn Hiện nay, với tốc độ phát triển sản phẩm điện tử ngày mạnh mẽ việc sử dụng lọc gia tăng gắn liền với lĩnh vực đời sống xã hội như: khoa học, quân sự, công nghiệp, Để đáp ứng nhu cầu sử dụng yêu cầu ngày cao chất lượng, độ tin cậy, kích thước nhỏ gọn, độ bền cao, hoạt động ổn định lâu dài điều kiện môi trường khắc nghiệt biến động lớn, … việc nghiên cứu chế tạo lọc theo nguyên lý sóng âm bề mặt vô cấp thiết ưu điểm vượt trội so với lọc thụ động nay[1][2] Bộ lọc sử dụng nguyên lý sóng âm bề mặt gọi lọc SAW (Surface Acoustic Wave) Bộ lọc SAW chế tạo ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực quan trọng điện tử viễn thông, truyền thông không dây, điều khiển từ xa, … [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13] Theo báo cáo Indutrial ARC (www.industryarc.com/Report/18294/saw-baw-market.html) thị trường SAW tồn cầu ước tính đạt 40,494 tỷ USD vào năm 2023, tốc độ gia tăng hàng năm đạt 18,54% khoảng thời gian từ năm 2017 đến 2023 Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm lọc SAW quan trọng cần thiết Bộ lọc SAW lọc kiểu học sử dụng nguyên lý lan truyền sóng âm bề mặt cộng hưởng sóng bề mặt vật liệu nhằm mục đích lọc tín hiệu [14], [15], [16] Về bản, lọc SAW lọc tương tự hay lọc số thực giải toán chung lọc truyền tín hiệu lọc tần số để có tín hiệu mong muốn Bộ lọc SAW khác lọc truyền thống cấu trúc nguyên lý hoạt động Công nghệ chế tạo lọc SAW dựa hai kỹ thuật liff-off ăn mòn (etching) [3], [17], [18], [19], [20], [21] Trên giới, nghiên cứu ứng dụng lọc SAW lĩnh vực điện, điện tử, viễn thông khoảng năm 1970 phát triển mạnh mẽ năm 1990 Vật Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang liệu áp điện sử dụng lọc SAW chủ yếu loại: Quartz (Thạch anh), Lithium Niobate (LiNbO3), Lithium Tantalate Lanthanum Gallium Silicate [22], [23] Trên giới, sản phẩm thương mại lọc SAW chủ yếu sử dụng đế áp điện khối đế Thạch anh, đế LiNbO [6], [46], [47] Các lọc SAW ứng dụng liên quan đến cảm biến hóa học, quang học, nhiệt, áp suất, gia tốc, sinh học, [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32] Xu hướng nghiên cứu lọc SAW thực chủ yếu dựa mô thực nghiệm, số cơng trình nghiên cứu công bố dựa phương pháp mô sau: - Mô lọc SAW dựa Matlab Simulink [33]: Năm 2006 nhóm tác giả Jiahe Dong nhà khoa học Trường Khoa học Công nghệ Điện tử Trung Quốc tiến hành nghiên cứu đáp ứng tần số lọc SAW với cấu trúc IDT Nhóm nghiên cứu tiến hành phân tích mơ hình tốn học lọc SAW để làm giảm độ suy hao lọc Để mô tả nguyên lý hoạt động lọc SAW tối ưu hóa bước tính tốn, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp giảm cấp ma trận bậc [10x10] xuống bậc [2x2] nhằm đơn giản hóa q trình Tỷ lệ tối ưu hóa đạt theo cơng bố nhóm tác giả Jiahe Dong 0,725 - Mơ lọc SAW sử dụng Concave[34]: Đây báo đăng Tạp chí Cơng nghệ điện Khoa học máy tính Indonesia năm 2015 nhóm tác giả M Elsherbini Bài báo trình bày kết sử dụng phương pháp cải thiện tham số lọc, đồng thời giảm độ suy hao đáp ứng tần số sử dụng công cụ GNU Concave Kết đánh giá dựa tham số như: độ xạ, độ nhạy vật liệu, trở kháng đáp ứng tần số Tất tham số tính tốn dựa cơng thức tốn học truyền thống lọc SAW Kết mô lọc chế tạo có độ suy hao 20,5 (dB) tần số trung tâm 70 (MHz), kết tốt so với lọc thương mại loại có độ suy hao 22,5 (dB) - Mô lọc SAW phương pháp phần tử hữu hạn (sau gọi Phương pháp FEM) [36], [37], [38], [39], [40] Phương pháp FEM sử dụng phổ biến mô lọc SAW ưu điểm khả tính tốn, dễ dàng mơ hình hóa cấu trúc lọc mà khơng phụ thuộc vào việc biết trước mơ hình tốn học Các nghiên cứu thu nhiều kết khả quan, góp phần cải thiện chất lượng lọc dựa kết mô Tuy nhiên, nghiên cứu mô lọc SAW sử Trang NCS Trần Mạnh Hà dụng Phương pháp FEM dừng lại việc mô cấu trúc đối xứng, lọc có cấu trúc bất đối xứng chưa nghiên cứu rộng rãi Trên giới, nghiên cứu lọc có cấu trúc bất đối xứng (SPUDT – Single Phase Unidirectional Transducer) thực với nhiều báo công bố gần như: - Nghiên cứu từ năm 2013 việc thay đổi độ rộng điện cực nhóm nghiên cứu Clinton S.Hartmann Hoa Kỳ Nghiên cứu nhóm đưa số phương pháp thiết kế lọc SAW có cấu trúc bất đối xứng (EWC/SPUDT) [41], cụ thể bao gồm kĩ thuật thay đổi độ rộng điện cực Các kĩ thuật xoay quanh việc điều chỉnh độ rộng vị trí điện cực theo cách định Sau thay đổi tham số (độ rộng vị trí điện cực), đáp ứng tần số thời gian lọc tần số trung tâm 387,5 (MHz) đảm bảo Tuy nhiên nghiên cứu đưa thay đổi cấu trúc, chưa có nghiên cứu đầy đủ nguyên lý, mối quan hệ tham số độ rộng điện cực - Các nghiên cứu TriQuint Semiconductor Inc R.E Chang S Malocha thiết kế lọc băng thông rộng với đáp ứng pha hệ số hình dạng cải thiện [42] Bài báo đưa phương pháp làm giảm sai lệch lý thuyết mô thực nghiệm thông qua việc sử dụng phương pháp SEM (Kính hiển vi điện tử quét) kết hợp chỉnh sửa sai lệch kích thước điện cực Kết thực điều chỉnh lọc băng thông rộng đạt 17% tần số 400 (MHz) Các kết nghiên cứu nhóm R.E Chang S Malocha giới hạn đánh giá dựa thực nghiệm - Năm 2017, nhóm nghiên cứu Xupeng Zhao Đại học Giao thông Thượng Hải, Trung Quốc [43] phát triển thiết bị thám sát độ sâu lòng đất ứng dụng SPUDT SAW nhằm nâng cao khả đâm xuyên đất với mục đích thay hệ thống Radar quản lí hệ thống ống ngầm thành phố thơng minh Thử nghiệm nhóm cơng bố thiết bị ứng dụng SPUDT SAW có độ sâu thám sát tối đa 1,3 (m), kết tốt so với loại Radar xuyên lòng đất thông thường đạt 1,0 (m) Công bố chưa đưa sở lý thuyết việc thay đổi tham số cấu trúc (ở SPUDT SAW) ảnh hưởng đến chất lượng lọc Bên cạnh nghiên cứu ứng dụng bật nêu trên, giới cịn có kết nghiên cứu khác cấu trúc SPUDT lọc SAW Tuy nhiên, phần lớn nghiên cứu dừng mức độ ứng dụng dựa việc thay đổi trực tiếp Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang thực tế tham số mà chưa đưa nghiên cứu lí luận cụ thể để chứng minh tính đắn việc thực thay đổi [44], [45] Ở Việt Nam có số nghiên cứu thiết bị ứng dụng nguyên lý SAW bao gồm: lọc, cộng hưởng, cảm biến SAW Tuy nhiên nghiên cứu dừng lại mô phỏng, chưa có kết trình bày hồn chỉnh q trình chế tạo từ tính tốn lý thuyết, mơ phỏng, đến chế tạo thực nghiệm Một số nghiên cứu bật liên quan đến thiết bị ứng dụng SAW công bố như: - Các nghiên cứu [48], [49] nhóm tác giả Hồng Sĩ Hồng với: Mơ 2D phương pháp FEM cho lọc SAW loại delay-line đế Thạch anh; Mơ cộng hưởng sóng âm bề mặt có cấu trúc hai lớp sử dụng phương pháp FEM hay Mô đáp ứng tần số cộng hưởng cao tần SAW phương pháp mơ hình mạch tương đương; - Nhóm nghiên cứu Dương Tấn Phước với mô hoạt động linh kiện SAW 120 (MHz) với cấu trúc chọn lọc từ phương pháp Taguchi [50]; - Nhóm nghiên cứu Chử Đức Trình – Đại học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội với nghiên cứu đầu phun mực thông minh dùng hệ thống cảm biến chất lỏng dựa cấu trúc SAW [51] - Về mặt mô chế tạo thực nghiệm, nội dung đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Bộ Công Thương năm 2015 Nghiên cứu sinh (NCS) với vai trị thành viên thực nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lọc cộng hưởng SAW Nội dung đề tài tập trung thiết kế, mô chế tạo với lọc, cộng hưởng có kết cấu đối xứng, sử dụng phương pháp FEM để mơ Mặc dù có nhiều nghiên cứu giới lọc cộng hưởng SAW, phạm vi nước cơng trình nghiên cứu lọc SAW cách có hệ thống từ tính tốn thiết kế, mơ đến chế tạo thử nghiệm Trong đó, bên cạnh việc sử dụng đế áp điện khối dạng Thạch anh, nghiên cứu mở rộng cho đế áp điện dạng màng mỏng (AlN/Si) Cấu trúc lựa chọn ban đầu để thiết kế lọc SAW cấu trúc delay-line với đế áp điện màng mỏng AlN/Si, sau thực nghiên cứu để thay đổi cấu trúc lọc SAW Trong đó, mơ lọc SAW có cấu trúc bất đối xứng phương pháp phần tử hữu hạn (Phương pháp FEM) kết hợp mơ hình mạch tương đương (Phương pháp Mason) nội dung cơng trình nghiên cứu Kết luận án đề xuất cấu trúc bất đối xứng Trang NCS Trần Mạnh Hà lọc SAW (SPUDT) với giải thích mặt lý thuyết sở việc thay đổi cấu trúc, nội dung đề tài Bộ lọc SAW thiết kế, chế tạo thực nghiệm phương pháp ăn mịn phịng thí nghiệm Viện ITIMS, Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau chế tạo, đáp ứng tần số lọc SAW kiểm tra thơng số Phịng thí nghiệm Đo lường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Phòng thử nghiệm Viện Đo lường Việt Nam Kết thực nghiệm so sánh với kết mô để kiểm tra tin cậy cơng trình nghiên cứu 1.2 Cơ sở lý thuyết chung 1.2.1 Khái niệm sóng âm bề mặt Xét vật thể tích V diện tích bề mặt S, vật thể có mơi trường vật chất mang đặc tính đàn hồi[52] Khi ngoại lực với tần số ≥ (Hz) tác động lên bề mặt S thời gian định gây biến dạng đàn hồi vật thể, làm cho phân tử vật chất bề mặt bên vật thể dao động Các dao động lan truyền từ nguồn kích thích qua mơi trường khác nhau, trình lan truyền dao động bị suy hao lượng Các dao động lan truyền không gian theo thời gian gọi sóng[53] Tần số biên độ dao động khác phân tử bề mặt phân tử bên vật thể Người ta phân loại sóng xuất q trình lan truyền sóng thân (body waves) sóng bề mặt (surface waves) Hình 1-1 minh họa việc lan truyền sóng thân sóng bề mặt có kích thích Sóng thân lan truyền bên (qua khối thể tích V) vật thể sóng bề mặt lan truyền dọc theo bề mặt tự vật thể (diện tích S)[54][55] Các sóng thân lan truyền bên vật liệu có nhiều dạng như: sóng Shear (Shear-horizontal wave) song song với bề mặt, sóng Khối (Bulk wave) biến thể gồm sóng dọc SSBW (longitudinal SSBW), sóng ngang SSBW (transverse SSBW)[56]… Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 131 Đáp ứng tần số đồ thị cho trường hợp 50 IDT, 40 IDT, 30 IDT 20 IDT thể qua hình sau: PL- 11 Đáp ứng tần số trường hợp đồ thị Trang 132 NCS Trần Mạnh Hà Thay đổi thông số hàm truyền a Trường hợp 1: Tăng hệ số X, hệ số X cao độ dốc lớn đồ thị tiệm cận nhiều Hàm ban đầu: Hn(f) = H x xH ; Hàm thử: Hn2(f) = H x xH PL- 12 Thay đổi tham số X lên gấp lần Trong Hình PL- 12 thấy rằng, tăng tham số x lên lần chất lượng lọc cải thiện, đáp ứng tần số có độ dốc tốt hơn, độ lọc lựa cao hơn, cải thiện độ suy hao, độ rộng băng thông hẹp Tiếp theo, để khảo sát thay đổi của việc tăng tham số chất lượng lọc tiếp tục thử hàm thứ có tham số x tăng thêm gấp lần Hàm thử có giá trị sau: Hn2(f) = H x xH Về phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 133 PL- 13 Thay đổi tham số X lên lần PL- 14 Thay đổi tham số X lên 10 lần Xem Hình PL- 13, tham số x tiếp tục tăng sổ chất lượng cải thiện, độ suy hao cải thiện đáng kể (-100 so với -150), độ lọc lựa Trang 134 NCS Trần Mạnh Hà tốt hơn, độ rộng băng thông hẹp Chúng ta tiếp tục xem xét với trường hợp tham số x tăng lên gấp 10 lần Hàm thử sau: Hn2(f) = H x xH Từ Hình PL- 14 tham số x tăng lên 10 lần, thấy số chất lượng cải thiện đáng kể số độ suy hao từ -150 xuống đến -50, số độ lọc lựa, độ dốc, độ rộng băng thông cải thiện Kết luận: Khi tăng tham số x cải thiện chất lượng hàm Hn(f) = Hx xH , dạng đồ thị hàm truyền lọc SAW b Trường hợp 2: Tăng bậc hàm, đồ thị dốc hơn, độ lớn trung bình tín hiệu suy hao giảm Chúng ta tiếp tục xem xét mối liên quan tăng số bậc hàm tham số chất lượng lọc Chúng ta so sánh hàm với số bậc sau: Hàm ban đầu: Hn(f) = H x xH ; Hàm thử: Hn2(f) = H x xH PL- 15 So sánh tăng bậc Hình PL- 15 thấy tăng số bậc hàm từ lên lần chất lượng lọc khơng cải thiện nhiều, thấy chút cải thiện độ dốc Tiếp Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 135 tục tăng số bậc lên có hàm sau: Hn2(f) = H x xH , sau dùng phần mềm Matlab có Hình PL- 16 Tương tự có hàm Hn2(f) = Hx xH đồ thị Hình PL- 17 PL- 16 so sánh tăng bậc PL- 17 So sánh tăng bậc 10 c Trường hợp : Chúng ta khảo sát đặc tính lọc bất đối xứng cách cộng thêm hàm - Hàm thử 1: Với hàm ban đầu Hn(f) = H x 01 hàm số có dạng sau: PL- 18 So sánh sau cộng thêm hàm sin 2x - Hàm thử 2: Hn2(f) = H + + H PL- 19 Cộng thêm hàm Sin 3x Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 137 - Hàm thử 3: Hn2(f) = H + + + PL- 20 Cộng thêm hàm sin 4x H Trang 138 NCS Trần Mạnh Hà So sánh IDT SPUDT a So sánh bước sóng - Trường hợp : λ0 = 19,5 μm PL- 21 Đáp ứng lọc trường hợp λ0 = 19,5 μm so sánh SPUDT Bi-IDT Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 139 - Trường hợp 2: λ0 = 36,0 μm PL- 22 Đáp ứng lọc với λ0 = 36μm so sánh SPUDT Bi-IDT Trang 140 NCS Trần Mạnh Hà b Ảnh hưởng vật liệu PL- 23 Đáp ứng tần số lọc SAW-SPUDT với IDT Al PL- 24 Đáp ứng tần số lọc SAW-SPUDT với IDT Cu Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 141 PL- 25 Đáp ứng tần số lọc SAW-SPUDT với IDT Au PL- 26 So sánh đáp ứng tần số lọc SAW-SPUDT với IDT Al, Cu Au Trang 142 NCS Trần Mạnh Hà c Ảnh hưởng độ dày PL- 27 Đáp ứng tần số SAW trường hợp h/λ 0=2,5% PL- 28 Đáp ứng tần số SAW trường hợp h/λ 0=5% Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 143 PL- 29 Đáp ứng tần số SAW trường hợp h/λ 0=7% PL- 30 Đáp ứng tần số SAW trường hợp h/λ 0=10% Trang 144 NCS Trần Mạnh Hà PL- 31 Đáp ứng tần số SAW trường hợp d Ảnh hưởng số lượng IDT PL- 32 Thay đổi số cặp điện cực IDT với λ0 = 19,5 μm Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang 145 PL- 33 Thay đổi số cặp điện cực IDT với λ0 = 36,0 μm ... chất lượng lọc SAW tần số, cấu trúc, đề xuất cấu trúc bất đối xứng lọc SAW SPUDT Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang... ứng dụng lọc SAW lĩnh vực điện, điện tử, viễn thông khoảng năm 1970 phát triển mạnh mẽ năm 1990 Vật Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện. .. phổ Các ứng dụng thiết bị điều khiển nay, người ta chủ yếu sử dụng lọc SAW như: Về phương pháp tính tốn, thiết kế nâng cao hiệu lọc thụ động tần số cao dạng SAW ứng dụng điện tử viễn thông Trang

Ngày đăng: 21/10/2021, 07:23

Hình ảnh liên quan

Hình 1-4 Cấu trúc tinh thể khi chưa có ngoại lực tác dụng[69][70]. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 1.

4 Cấu trúc tinh thể khi chưa có ngoại lực tác dụng[69][70] Xem tại trang 13 của tài liệu.
Hình 1-5 Cấu trúc tinh thể khi có ngoại lực tác dụng[69][70]. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 1.

5 Cấu trúc tinh thể khi có ngoại lực tác dụng[69][70] Xem tại trang 14 của tài liệu.
Hình 1-7 Sự phân cực chung trong vật liệu[65]. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 1.

7 Sự phân cực chung trong vật liệu[65] Xem tại trang 15 của tài liệu.
Hình 1-10 thể hiện cấu trúc của một bộ lọc SAW bao gồm hai thành phần cơ bản là đế áp điện và bộ chuyển đổi IDT (Inter Digital Transducer), bộ chuyển đổi IDT có cấu trúc kiểu răng lược được White và Voltmer đề xuất vào năm 1965 [79]. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 1.

10 thể hiện cấu trúc của một bộ lọc SAW bao gồm hai thành phần cơ bản là đế áp điện và bộ chuyển đổi IDT (Inter Digital Transducer), bộ chuyển đổi IDT có cấu trúc kiểu răng lược được White và Voltmer đề xuất vào năm 1965 [79] Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hệ số hình dạng (Shaping Factor) là một giá trị thể hiện độ xấp xỉ của bộ lọc so với lí tưởng - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

s.

ố hình dạng (Shaping Factor) là một giá trị thể hiện độ xấp xỉ của bộ lọc so với lí tưởng Xem tại trang 31 của tài liệu.
Hình 1-19 So sánh đáp ứng tần số của bộ lọc SAW và bộ lọc dải thông L C. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 1.

19 So sánh đáp ứng tần số của bộ lọc SAW và bộ lọc dải thông L C Xem tại trang 33 của tài liệu.
1.4.2. Mô hình mạch tương đương Mason - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

1.4.2..

Mô hình mạch tương đương Mason Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hiện hình - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

i.

ện hình Xem tại trang 41 của tài liệu.
B4. Quang khắc tạo hình IDT - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

4..

Quang khắc tạo hình IDT Xem tại trang 45 của tài liệu.
Hình 2-1 Hình ảnh mặt cắt ngang và các tham số của bộ lọc SAW [101][86] - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 2.

1 Hình ảnh mặt cắt ngang và các tham số của bộ lọc SAW [101][86] Xem tại trang 52 của tài liệu.
Hình 2-8 Đáp ứng tần số của bộ lọc SAW đế màng mỏng AlN [86] - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 2.

8 Đáp ứng tần số của bộ lọc SAW đế màng mỏng AlN [86] Xem tại trang 57 của tài liệu.
b) Hình ảnh bộ IDT trên mặt nạ được phóng to - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

b.

Hình ảnh bộ IDT trên mặt nạ được phóng to Xem tại trang 61 của tài liệu.
- Hình ảnh gắn cố định mặt nạ trên bề mặt đế AlN/Si thể hiện trong Hình 2-15. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

nh.

ảnh gắn cố định mặt nạ trên bề mặt đế AlN/Si thể hiện trong Hình 2-15 Xem tại trang 63 của tài liệu.
Hình 2-17 Hình ảnh sau khi ăn mòn - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 2.

17 Hình ảnh sau khi ăn mòn Xem tại trang 64 của tài liệu.
là CH3COOH/HNO3/H3PO 4/H2O theo tỉ lệ lần lượt: 1/4/4/1, Hình 2-17 thể hiện hình ảnh sau khi được ăn mòn. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

l.

à CH3COOH/HNO3/H3PO 4/H2O theo tỉ lệ lần lượt: 1/4/4/1, Hình 2-17 thể hiện hình ảnh sau khi được ăn mòn Xem tại trang 64 của tài liệu.
Hình 2-20 Hình ảnh bộ lọc SAW được đo thử nghiệm tại Viện Đo lường - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 2.

20 Hình ảnh bộ lọc SAW được đo thử nghiệm tại Viện Đo lường Xem tại trang 66 của tài liệu.
Bảng 5 Bảng kết quả so sánh đo tại PTN và Viện Đo lường - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Bảng 5.

Bảng kết quả so sánh đo tại PTN và Viện Đo lường Xem tại trang 67 của tài liệu.
Hình 2-24 So sánh đáp ứng tần số giữa mô phỏng và chế tạo SAW - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 2.

24 So sánh đáp ứng tần số giữa mô phỏng và chế tạo SAW Xem tại trang 71 của tài liệu.
Hình 2-25 Mạch thu hoàn chỉnh - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 2.

25 Mạch thu hoàn chỉnh Xem tại trang 71 của tài liệu.
Hình 3-1 Đáp ứng tần số của bộ lọc SAW đối xứng và bất đối xứng [104] - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 3.

1 Đáp ứng tần số của bộ lọc SAW đối xứng và bất đối xứng [104] Xem tại trang 76 của tài liệu.
Hình 3-4 Cấu trúc hình học của SPUDT mô phỏng - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 3.

4 Cấu trúc hình học của SPUDT mô phỏng Xem tại trang 83 của tài liệu.
Bảng 7 Thông số cấu trúc hình học của SPUDT mô phỏng - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Bảng 7.

Thông số cấu trúc hình học của SPUDT mô phỏng Xem tại trang 84 của tài liệu.
Hình 3-8 Đáp ứng tần số kiểu Mason của bộ lọc với sóng dạng sin2(x) - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 3.

8 Đáp ứng tần số kiểu Mason của bộ lọc với sóng dạng sin2(x) Xem tại trang 89 của tài liệu.
Hình 3-9 Đáp ứng tần số của bộ lọc kiểu Mason với sóng dạng sin(x) và sin(2x) - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 3.

9 Đáp ứng tần số của bộ lọc kiểu Mason với sóng dạng sin(x) và sin(2x) Xem tại trang 89 của tài liệu.
Hình 3-13 Đáp ứng tần số của bộ lọc SPUDT với IDT là Al, Cu và Au Bảng 10 Đặc tính của bộ lọc SAW trong trường hợp các điện cực Al, Cu, Au - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 3.

13 Đáp ứng tần số của bộ lọc SPUDT với IDT là Al, Cu và Au Bảng 10 Đặc tính của bộ lọc SAW trong trường hợp các điện cực Al, Cu, Au Xem tại trang 96 của tài liệu.
Hình 3-14 Đáp ứng tần số của SPUDT trong các trường hợp h/λ0[114] - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

Hình 3.

14 Đáp ứng tần số của SPUDT trong các trường hợp h/λ0[114] Xem tại trang 97 của tài liệu.
Xem Hình PL- 13, khi tham số x được tiếp tục tăng thì các chỉ sổ về chất lượng đều được cải thiện, độ suy hao được cải thiện đáng kể (-100 so với -150), độ lọc lựa - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

em.

Hình PL- 13, khi tham số x được tiếp tục tăng thì các chỉ sổ về chất lượng đều được cải thiện, độ suy hao được cải thiện đáng kể (-100 so với -150), độ lọc lựa Xem tại trang 138 của tài liệu.
Hình PL- 15 chúng ta thấy khi tăng số bậc của hàm từ 2 lê n3 lần thì chất lượng - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

nh.

PL- 15 chúng ta thấy khi tăng số bậc của hàm từ 2 lê n3 lần thì chất lượng Xem tại trang 139 của tài liệu.
phần mềm Matlab chúng ta có Hình PL- 16. Tương tự chúng ta có hàm Hn2(f )= - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

ph.

ần mềm Matlab chúng ta có Hình PL- 16. Tương tự chúng ta có hàm Hn2(f )= Xem tại trang 140 của tài liệu.
Hx xH và đồ thị tại Hình PL- 17. - Về một phương pháp tính toán, thiết kế nâng cao hiệu quả bộ lọc thụ động tần số cao dạng saw ứng dụng trong điện tử viễn thông

x.

xH và đồ thị tại Hình PL- 17 Xem tại trang 140 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan