聲表面波濾波器(SAW filter)因體積小、可靠度高，不易整合進(jìn)IC制程中，所以成為無(wú)線通訊中最熱門的被動(dòng)元件之一。但隨著操作頻率越來(lái)越高，SAW濾波器對(duì)封裝所產(chǎn)生的電磁干擾效應(yīng)也越來(lái)越敏感，最終導(dǎo)致封裝后的特性與未考慮封裝效應(yīng)的設(shè)計(jì)值有很大的出入。本文介紹了降低SAW濾波器串?dāng)_的簡(jiǎn)單方法。

1、串?dāng)_基本知識(shí)

串?dāng)_(Crosstalk)主要是源自于兩相鄰導(dǎo)體之間所形成的互感與互容，如圖1所示，串?dāng)_會(huì)隨著電路上的繞線布局密度增加而日益嚴(yán)重，尤其是靠近數(shù)據(jù)總線附近的布局，更容易發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是經(jīng)由互容與互感將能量由一個(gè)傳輸線耦合到相鄰的傳輸線上，依發(fā)生的位置不同可以區(qū)分成“近端串?dāng)_(near end crosstalk)”和“遠(yuǎn)端串?dāng)_(far end crosstalk)”。其中，前者有時(shí)又稱“逆向串?dāng)_(backward crosstalk)”，后者又稱為“順向串?dāng)_(forward crosstalk)”。

近端串?dāng)_的振幅大小是由“逆向串?dāng)_系數(shù)”Kb (backward crosstalk coefficient)和干擾線(aggressor line)的入射電壓決定Vin所決定，而近端串?dāng)_的脈沖寬度則等于受擾線(victim line)的傳播延遲時(shí)間的兩倍長(zhǎng)。

遠(yuǎn)端串?dāng)_的振幅大小正比于“順向串?dāng)_系數(shù)”Kf (Forward crosstalk coefficient)和干擾線與受擾線相互平行的線長(zhǎng)X，以及干擾線的入射電壓Vin；遠(yuǎn)端串?dāng)_的振幅大小與入射信號(hào)的上升時(shí)間成反比，而遠(yuǎn)端串?dāng)_的脈沖寬度等于干擾線上入射信號(hào)的上升時(shí)間。

2、電感耦合

電感耦合(互感)的行為就像是一個(gè)變壓器，由于這是個(gè)離散式傳輸線，所以互感也變成一連串的變壓器分布在兩個(gè)相鄰的平行傳輸線上。當(dāng)一個(gè)步階入射電壓Vin從A行進(jìn)到B點(diǎn)時(shí)，每個(gè)分布在干擾線上的變壓器會(huì)依次感應(yīng)干擾電壓能量到受擾線上。當(dāng)受擾線的干擾能量是依順向和逆向，分成相等的能量，但極性相反，這些感應(yīng)沿著受擾線分別往D和C點(diǎn)行進(jìn)。往D方向的順向干擾能量，與入射電壓以及每個(gè)互感分量Lm成正比。由于所有的順向干擾能量幾乎同時(shí)抵達(dá)D點(diǎn)，所以順向干擾能量與兩平行傳輸線的互感總量成正比。如果旦兩平行線的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所產(chǎn)生的互感總量也會(huì)變大，順向干擾能量也隨即增加。

3、電容耦合

電容耦合(互容)在離散式的傳輸線上就像是一連串的電容跨接在兩個(gè)平行傳輸線之間，其中離散式的互容動(dòng)作原理是和離散式互感相類似，唯一的差異就是他們順向干擾能量的極性不一樣。其中，電感耦合的順向干擾能量是負(fù)脈沖，而電容耦合的順向干擾能量則是正脈沖。

4、互感與互容的合成

在一般狀況下，如果以傳統(tǒng)的印刷電路板為例，通常電感耦合與電容耦合所感應(yīng)的能量大致相等，所以順向干擾能量就會(huì)因?yàn)閮烧叩臉O性相反而相互抵消成零。但是假若兩者所感應(yīng)的能量不相等的話，就會(huì)有機(jī)會(huì)出現(xiàn)正脈沖(表示電容耦合的能量大于電感耦合的能量)或是負(fù)脈沖(表示電感耦合的能量大于電容耦合的能量)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)忽略遠(yuǎn)端串?dāng)_的干擾，而較著重于近端串?dāng)_的改善防制措施。

如果印刷電路板上有插槽，或是開口裝置，因而造成接地層不完整的情形，這時(shí)候通常電感耦合分量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電容耦合的分量，因而造成串?dāng)_的負(fù)脈沖變大。在實(shí)際的應(yīng)用情況下，順向串?dāng)_的能量通常不太可能超過(guò)逆向串?dāng)_。

5、SAW濾波器的串?dāng)_屏蔽

在最簡(jiǎn)單的SAW濾波器封裝結(jié)構(gòu)中，整個(gè)結(jié)構(gòu)中只有單純的輸出、輸入與四個(gè)接地的基板，如襯底、接地面和幫定線。當(dāng)兩根幫定線都在同一平面上時(shí)，可以得到較少的電感耦合干擾。因此，打幫定線時(shí)應(yīng)盡量讓輸出輸入端幫定線彼此正交或在同一平面上，且盡量把距離拉遠(yuǎn)。