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CMOS多路加权SAW滤波器高频模拟开关研究
CMOS多路加权SAW滤波器高频模拟开关研究
概述
近年来，随着无线通信技术的高速发展，人们对于高性能、低成本、小尺寸滤波器的需求越来越大，这也促进了射频滤波器的不断发展。射频滤波器在无线通信中扮演着至关重要的角色。SAW滤波器（SurfaceAcousticWaveFilter）不仅有很好的频带选择性和深淘汰度，而且没有粘滞陷区和蒙混陷区，有着简单、紧凑、轻便等诸多优势。本文研究了一种CMOS多路加权SAW滤波器，在此基础上分析了高频模拟开关对滤波器性能的影响。
SAW滤波器工作原理
SAW滤波器的过程是将电信号转化成声压波，经过压电晶体振荡产生高频机械波，然后再转化成电信号，最终实现信号的滤波。压电振荡器是一种利用压电效应使机械振动，从而产生电信号的晶体。当压电晶体中施加电场时，它就会产生机械应变，从而产生超声波。同时，当压力卸载之后会在晶体中产生电压。这个过程被称作压电效应。
图1：SAW滤波器示意图
CMOS多路加权SAW滤波器
与传统的压电滤波器不同，CMOS多路加权SAW滤波器利用CMOS工艺将多个压电滤波器并联在一起，形成一个“滤波器阵列”。与传统的压电滤波器相比，CMOS多路加权SAW滤波器在性能和实现方面有诸多优势。由于利用了传统CMOS工艺制造，因此实现的成本非常低，同时体积也非常小，可以方便地集成到一些微型的无线通信模块中。
图2：CMOS多路加权SAW滤波器结构示意图
高频模拟开关对滤波器性能的影响
在CMOS多路加权SAW滤波器中，由于多个压电滤波器并联，因此滤波器的频率响应可以叠加多路输出。但是，在实现过程中，高频模拟开关会对滤波器性能造成一定的影响。当高频模拟开关关闭时，输入信号可以进入到压电晶体中；当高频模拟开关打开时，压电晶体输出的信号可以进入到滤波器输出端。在此过程中，高频模拟开关的开关频率以及开关特性会对滤波器的选择性、深淘汰度和信噪比造成不同程度的影响。
针对这个问题，可以通过研究和设计一些特殊的高频模拟开关电路来最大化地减小这个影响。例如，采用开关电容的高频模拟开关电路，可以尽量减少开关频率过高时的开关电流峰值和瞬间电压跳动，从而减小对滤波器性能的影响。此外，还可以借助仿真软件和实验室测试来进行优化和比较。
结论
本文研究了一种CMOS多路加权SAW滤波器，并分析了高频模拟开关对滤波器性能的影响。通过特殊的高频模拟开关电路的设计，可以最大限度地减小高频模拟开关对滤波器性能的影响。总而言之，SAW滤波器在通信领域具有广泛的应用前景，并且在未来的发展中有着非常高的潜力。