基于 SAW 和 BAW 技術(shù)的組件都采用聲波，但方式不同，性能水平也不同，尤其是在較高頻率下。

聲波似乎超出了射頻/微波設(shè)計的有用范圍，但這種低頻波在高頻系統(tǒng)中非常有效。它們構(gòu)成了聲表面波 (SAW) 和體聲波(BAW)諧振器、濾波器、晶體振蕩器和延遲線的基礎(chǔ)?；谶@些技術(shù)的組件已進入許多應(yīng)用，從汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和智能手機到軍用雷達系統(tǒng)。

SAW 和 BAW組件提供了純電子組件所沒有的特殊特性，具有高性能水平。但是它們有什么不同呢？什么條件有利于 SAW 濾波器而不是 BAW 濾波器，反之亦然？

SAW 和 BAW 組件均采用叉指式換能器 (IDT) 將電能轉(zhuǎn)換為機械聲波，然后再轉(zhuǎn)換為電能，從而實現(xiàn)聲學(xué)領(lǐng)域的信號處理。考慮到射頻/微波頻率如何轉(zhuǎn)換為較短波長的聲學(xué)信號，可以為處理高頻電磁 (EM) 信號的 SAW 結(jié)構(gòu)創(chuàng)建極小的濾波器和諧振器。

然而，這些小的結(jié)構(gòu)特征終限制了實際制造 SAW 濾波器（聲表面波濾波器）或諧振器（聲表面波晶體諧振器）的高端頻率。由于小型結(jié)構(gòu)中的高電流密度，功率處理能力也變得有限。

不同但互補

在 SAW 組件中，聲波穿過彈性壓電材料的表面，其波幅通常隨著進入基板材料的深度呈指數(shù)衰減。

這種聲波現(xiàn)象由瑞利勛爵于 1885 年首次發(fā)現(xiàn)，他用它來解釋地震后聲波如何沿著地球表面?zhèn)鞑?。因此，穿過 SAW 濾波器的聲波有時被稱為瑞利波。相比之下，BAW 組件中的聲波穿過壓電材料并存儲在壓電材料中。

如果有的話，SAW 和 BAW 是互補的技術(shù)。在 SAW 換能器的尺寸變得無法控制之前，諸如濾波器之類的 SAW 組件可以制造到大約 2.0 或 2.5 GHz。另一方面，BAW 組件有時被稱為“高頻 SAW”，可用于 2.7 GHz 及更高頻率的濾波、延遲線和其他功能。對于某些應(yīng)用，例如長期演進 (LTE) 無線系統(tǒng)，SAW 和 BAW 濾波器都起作用；在這種情況下，分別在較低頻段和較高頻段。

眾所周知，聲表面波濾波器比體聲波濾波器更容易隨溫度漂移，因此一些設(shè)計人員在必須在寬工作溫度范圍內(nèi)使用的電路或系統(tǒng)中選擇體聲波濾波器。然而，近年來，許多 SAW 制造商開發(fā)了溫度補償或?qū)囟雀幻舾械?SAW 濾波器，即使在較寬的工作溫度范圍內(nèi)也能提供穩(wěn)定的頻率工作。

壓電是主要材料

SAW 和 BAW 組件依靠壓電材料來傳遞或存儲聲能，材料的選擇對濾波器或諧振器的性能有很大影響。在任一類型的組件中，壓電材料層通常由頂部和底部金屬層制成，并安裝到基板材料上以保持穩(wěn)定性。SAW 元件的壓電材料必須表現(xiàn)出*佳的機械和電氣性能。

表面波的運動會隨著基板材料的類型而變化，例如鈮酸鋰 (LiNbO3) 或鉭酸鋰 (LiTaO3)。一種因其可制造性和性能水平而獲得廣泛認可的壓電材料是氮化鋁 (AlN)。除了 SAW 和 BAW 器件之外，壓電材料還用于制造微機電系統(tǒng) (MEMS) 組件。

壓電材料還可以支持 SAW 濾波器的不同帶寬，具體取決于類型。已發(fā)現(xiàn)基本石英材料適用于低帶寬濾波器，而鉭酸鋰適用于中等帶寬品種。鈮酸鋰通常用于具有寬帶寬的 SAW 濾波器。然而，與大多數(shù)高頻組件一樣，這些材料會產(chǎn)生其他權(quán)衡以換取此類性能特征。特別是，鈮酸鋰以高溫依賴性和比其他一些壓電材料更高的損耗而著稱。

為了形成 SAW 或 BAW 濾波器或諧振器，不同類型的金屬薄膜沉積在壓電材料的頂部和底部。這些金屬包括鋁 (Al) 和鎢 (W)，分別用于較低和較高的功率水平。在此類聲學(xué)組件中，諧振頻率與薄膜厚度成反比，金屬層和介電層都有助于確定諧振頻率。例如，去除一些頂層金屬厚度可以增加諧振頻率。

在壓電材料中存儲聲波能量有其優(yōu)點。在較高頻率下，體聲波諧振器能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)化為高選擇性濾波器的高品質(zhì)因數(shù) (Q)。例如，對于帶通濾波器，通過非常尖銳的濾波器裙邊可以實現(xiàn)低通帶插入損耗。這實現(xiàn)了對靠近所需通帶的信號的高度抑制，這已成為許多無線通信標準的情況。BAW 濾波器往往比 SAW 濾波器更適合更高功率電平的信號，因為其精細的電路特性會在更高功率電平下受到電遷移性能下降的影響。

作為延遲線，這兩種技術(shù)在其頻率范圍內(nèi)都是有效的，SAW 延遲線的尺寸比 BAW 延遲線要小一些，而且成本更低。聲表面波延遲線的工作頻率低于體聲波延遲線，并且與體聲波延遲線相比，它們可以引入電路或系統(tǒng)的延遲時間量有所限制。

什么可用？

作為頻率諧振器或振蕩器，SAW 具有極低的噪聲性能，具有出色的相位噪聲。例如，以晶體振蕩器和鎖相振蕩器而聞名的 Synergy Microwave Corp. 還提供一系列頻率約為 2 GHz 的 SAW 振蕩器。該公司的 HFSO800-5H 壓控 SAW 振蕩器在 +0.5 至 +5.0 V dc 的 20 mA 電流下運行時可提供 800 MHz 的穩(wěn)定輸出。它表現(xiàn)出極低的單邊帶 (SSB) 相位噪聲 –150 dBc/Hz，僅與載波偏移 10 kHz。該振蕩器和 SAW 振蕩器系列中的其他成員采用緊湊的表面貼裝器件 (SMD) 封裝。

對于更高的頻率，Vectron International 的 VS-401 型壓控 SAW 振蕩器可用于 1.3 至 2.5 GHz 的光接收器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。對于 1.75 GHz 的頻率，SSB 相位噪聲為 –119 dBc/Hz，偏離載波 10 kHz。它采用 13 × 20 毫米 SMD 封裝，但該公司提供表面貼裝、通孔和配備連接器的封裝的 SAW 濾波器和振蕩器。

一個明顯的趨勢是設(shè)計和生產(chǎn)更小的 SAW 和 BAW 組件，以盡可能減少電路的占用空間和重量。隨著電子終端產(chǎn)品不斷向更小、更輕、更便攜的方向發(fā)展，組件設(shè)計人員在開發(fā)相應(yīng)的更小、更輕的信號處理組件（例如濾波器）方面感受到了更大的壓力。Qorvo 近推出的 SAW 和 BAW 濾波器證明了這一點。

在另一個示例中，Qorvo 和 RFMW Ltd. 宣布推出 TriQuint 的 885128 型 BAW 濾波器，用于 2.4 GHz 多種無線標準的共存，特別是 WLAN、Wi-Fi 和藍牙系統(tǒng)。BAW 濾波器允許無線技術(shù)與第四代 (4G) 長期演進 (LTE) 無線通信系統(tǒng)共存。

885128 采用該公司的 LowDrift 和 NoDrift 溫度穩(wěn)定技術(shù)，可在 –40 至 +95°C 的工作溫度范圍內(nèi)*大限度地減少頻率漂移。它在尺寸僅為 1.1 × 0.9 × 0.5 mm 的 SMD 外殼中處理高達 4 W (+36 dBm) 的輸入功率（圖 1）。

同時，Qorvo 和 RFMW 推出了更高頻率的型號 857271 456-MHz SAW 濾波器。它在 456 MHz 的中心頻率下提供 39.6-MHz、1.4-dB 的帶寬，用于 WCDMA/LTE 應(yīng)用。它采用陶瓷表面貼裝封裝，尺寸為 7.01 × 5.51 × 1.70 mm。

作為 SAW 和 BAW 組件的簡單“區(qū)別”，BAW 設(shè)備可以處理比 SAW 組件更高的頻率和更高的功率水平，盡管 SAW 組件的成本往往較低。當然，在 Qorvo 示例中，兩種濾波器類型均采用外觀相似的 SMD 封裝，盡管濾波器的中心頻率存在顯著差異。一般而言，這些技術(shù)不同但非?；パa，在同一系統(tǒng)設(shè)計中使用兩種技術(shù)的組件并不罕見。