具主动校准机制的声波装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具主动校准机制的声波装置。具主动校准机制的声波装置包括至少一声波双工器、一压控振荡器、频率鉴别器及一控制电路。声波双工器包括一传送滤波器及一接收滤波器。压控振荡器包括一校准共振腔。传送滤波器、接收滤波器及校准共振腔设置于同一压电材料基板上。频率鉴别器可依据校准共振腔的一频偏程度，产生对应的一校准信号。控制电路再依据校准信号，调整传送滤波器或接收滤波器的操作频率。

Acoustic wave device with active calibration mechanism

The invention discloses an acoustic wave device with an active calibration mechanism. Acoustic wave device with automatic calibration mechanism includes at least one acoustic wave duplexer, a voltage controlled oscillator, a frequency discriminator and a control circuit. An acoustic duplexer includes a transmission filter and a receive filter. The voltage controlled oscillator includes a calibrated resonant cavity. The transmitting filter, the receiving filter and the calibrated resonant cavity are arranged on the same piezoelectric material substrate. Frequency discriminator based on a frequency calibration of the resonant cavity bias, a calibration signal generating corresponding. The control circuit adjusts the operation frequency of the transmission filter or the receive filter according to the calibration signal.

【技术实现步骤摘要】
具主动校准机制的声波装置
本专利技术是有关于一种声波装置，且特别是有关于一种具主动校准机制的声波装置。
技术介绍
请参照图1，其绘示声波装置(acoustic-wavedevice)900的示意图。声波装置900包括一压电材料基板(piezoelectricsubstrate)910、一压电薄膜层(piezofilmlayer)920及一指叉电容结构930。表面声波在指叉电容结构930上传播，并利用压电薄膜层920，将电信号转换成声信号应用后再转换为电信号。随着表面声波技术的发展，声波装置900已在各方面有不同的应用。例如，声波装置900可作为移动电话的滤波器、振荡器、变压器和传感器。声波装置900亦可应用于无线电和电视方面，使无线电接收的频率范围很窄和准确。或者，声波装置900可利用表面声波和声波在地球表层传播的性质，监测和预报地震。然而，由于指叉电容结构930与压电薄膜层920的热膨胀系数不同，可能产生翘曲的现象。请参照图2A，其绘示声波装置900位于低温状态的示意图。当声波装置900位于低温状态时，指叉电容结构930收缩程度大于压电薄膜层920的收缩程度，而造成两侧向上翘曲的现象。在低温时，指叉电容结构930的间距(pitch)缩小，而将使信号朝向高频偏移。请参照图2B，其绘示声波装置900位于高温状态的示意图。当声波装置900位于高温状态时，指叉电容结构930扩张程度大于压电薄膜层920的扩张程度，而造成两侧向下翘曲的现象。在高温时，指叉电容结构930的间距(pitch)拉大，而将使信号朝向低频偏移。请参照图3A，其绘示声波装置900在不同温度的插入损耗(Insertionloss)曲线图。频率响应曲线L11为摄氏20度所量测的插入损耗曲线，频率响应曲线L12为摄氏50度所量测的插入损耗曲线，频率响应曲线L13为摄氏85度所量测的插入损耗曲线。由三条频率响应曲线L11、L12、L13可知，随着温度的上升，插入损耗逐渐往低频飘移。请参照图3B，其绘示声波装置900在不同温度的反射损耗(Returnloss)曲线图。频率响应曲线L21为摄氏20度所量测的反射损耗曲线，频率响应曲线L22为摄氏50度所量测的反射损耗曲线，频率响应曲线L23为摄氏85度所量测的反射损耗曲线。由三条频率响应曲线L21、L22、L23可知，随着温度的上升，反射损耗逐渐往低频飘移。此外，除了温度所产生的信号变异以外，制程的偏差也会使声波装置900产生信号变异。举例来说，指叉电容结构930的间距过小时，将使信号朝向高频偏移。指叉电容结构930的间距过大时，将使信号朝向低频偏移。如上所述，温度与制程所造成的信号变异一直是难以克服的技术瓶颈，研究人员均致力于改善这方面的情况。
技术实现思路
本专利技术有关于一种具主动校准机制的声波装置，其利用复制的校准共振腔，来了解传送共振腔与接收共振腔因温度因素或制程因素所发生的信号变异，进而执行主动校准的动作。根据本专利技术的第一方面，提出一种具主动校准机制的声波装置(acoustic-wavedevice)。具主动校准机制的声波装置包括至少一声波双工器(acoustic-waveduplexer)、一压控振荡器(voltage-controlledoscillator,VCO)、一频率鉴别器(frequencydiscriminator)及一控制电路。声波双工器包括一传送滤波器(TXfilter)及一接收滤波器(RXfilter)。压控振荡器包括一校准共振腔及一可调制负阻抗电路。传送滤波器、接收滤波器及校准共振腔设置于同一压电材料基板上。频率鉴别器依据校准共振腔的一频偏程度，产生对应的一校准信号。控制电路连接声波双工器及频率鉴别器。控制电路再依据校准信号，调整传送滤波器或接收滤波器的操作频率。根据本专利技术的第二方面，提出一种具主动校准机制的声波装置(acoustic-wavedevice)。具主动校准机制的声波装置包括至少一声波双工器(acoustic-waveduplexer)、一锁相回路(phase-lockedloop,PLL)及一控制电路。声波双工器包括一传送滤波器(TXfilter)及一接收滤波器(RXfilter)。锁相回路至少包括一压控振荡器(voltage-controlledoscillator,VCO)。压控振荡器包括一校准共振腔及一可调制负阻抗电路。传送滤波器、接收滤波器及校准共振腔设置于同一压电材料基板上。锁相回路依据校准共振腔的一频偏程度，产生对应的一校准信号。控制电路连接声波双工器及锁相回路。控制电路再依据校准信号，调整传送滤波器或接收滤波器的操作频率。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：附图说明图1绘示声波装置(acoustic-wavedevice)的示意图。图2A绘示声波装置位于低温状态的示意图。图2B绘示声波装置位于高温状态的示意图。图3A绘示声波装置在不同温度的插入损耗(Insertionloss)曲线图。图3B绘示声波装置在不同温度的反射损耗(Returnloss)曲线图。图4绘示一实施例的具主动校准机制的声波装置的示意图。图5绘示声波双工器的示意图。图6A绘示可变电容设定于不同电容值的插入损耗曲线图。图6B绘示可变电感设定于不同电感值的插入损耗曲线图。图7A～7C绘示可变电感的不同设计的示意图。图8绘示图4数字式调频的压控振荡器的示意图。图9绘示另一实施例的具主动校准机制的声波装置的示意图。图10绘示图9模拟式调频的压控振荡器的示意图。其中，附图标记：100、200：具主动校准机制的声波装置110：声波双工器111：传送滤波器112：接收滤波器115：相位偏移器120：压控振荡器121、2211：可调制负阻抗电路130：频率鉴别器140、240：控制电路180：切换器190、910：压电材料基板220：锁相回路221：压控振荡器222：时脉信号源223：第一分频器224：鉴频鉴相器225：充电泵226：二阶RC滤波器227：第二分频器900：传统的声波装置920：压电薄膜层930：指叉电容结构C1、C2、C4：可变电容C3：二位元电容I1、I2：可变电感Ia：切换型电感Ib：微机电型电感Ic：电压器型电感L11、L12、L13、L21、L22、L23、L31、L32、L33、L41、L42、L43：频率响应曲线S11：调整信号S12：反馈信号S13、S23：校准信号U1：传送共振腔U2：接收共振腔U3：校准共振腔T0：晶体管具体实施方式请参照图4，其绘示一实施例的具主动校准机制的声波装置(acoustic-wavedevice)100的示意图。声波装置100包括至少一声波双工器(acoustic-waveduplexer)110、一压控振荡器(voltage-controlledoscillator,VCO)120、一频率鉴别器(frequencydiscriminator)130及一控制电路140。声波双工器110包括一传送滤波器(TXfilter)111及一接收滤波器(RXfilter)112。传送滤波器111用以传送信号，接收滤波器112用以接收信号。在一实施例中，声波装置100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具主动校准机制的声波装置，其特征在于，包括：至少一声波双工器，包括：一传送滤波器；及一接收滤波器；一压控振荡器，包括：一校准共振腔，该传送滤波器、该接收滤波器及该校准共振腔设置于同一压电材料基板上；一频率鉴别器，依据该校准共振腔的一频偏程度，产生对应的一校准信号；以及一控制电路，连接该声波双工器及该频率鉴别器，该控制电路再依据该校准信号，调整该传送滤波器或该接收滤波器的操作频率。

【技术特征摘要】
2016.03.15 TW 105107942;2016.03.15 TW 1051079441.一种具主动校准机制的声波装置，其特征在于，包括：至少一声波双工器，包括：一传送滤波器；及一接收滤波器；一压控振荡器，包括：一校准共振腔，该传送滤波器、该接收滤波器及该校准共振腔设置于同一压电材料基板上；一频率鉴别器，依据该校准共振腔的一频偏程度，产生对应的一校准信号；以及一控制电路，连接该声波双工器及该频率鉴别器，该控制电路再依据该校准信号，调整该传送滤波器或该接收滤波器的操作频率。2.如权利要求1所述的具主动校准机制的声波装置，其特征在于，该控制电路以数字的方式调整该传送滤波器及该接收滤波器的操作频率。3.如权利要求1所述的具主动校准机制的声波装置，其特征在于，该传送滤波器包括多个传送共振腔，各该传送共振腔的尺寸与该校准共振腔的尺寸实质上相同，该接收滤波器包括多个接收共振腔，各该接收共振腔的尺寸与该校准共振腔的尺寸实质上相同。4.如权利要求1所述的具主动校准机制的声波装置，其特征在于，该传送滤波器包括多个传送共振腔，各该传送共振腔的材质与该校准共振腔的材质实质上相同，该接收滤波器包括多个接收共振腔，各该接收共振腔的材质与该校准共振腔的材质实质上相同。5.如权利要求1所述的具主动校准机制的声波装置，其特征在于，该传送滤波器包括至少一可变电容及至少一可变电感，该控制电路控制该可变电容或该可变电感，以调整该传送滤波器的操作频率。6.如权利要求1所述的具主动校准机制的声波装置，其特征在于，该接收滤波器包括至少一可变电容及至少一可变电感，该控制电路控制该可变电容或该可变电感，以调整该传送滤波器的操作频率。7.如权利要求1所述的具主动校准机制的声波装置，其特征在于，该压控振荡器还包括一可调制负阻抗电路，该可调制负阻抗电路包括多个二位元电容，该频率鉴别器控制该些二位元电容，以获得该校准共振腔的该频偏程度。8.一种具主动校准机制的声波装置，其特征在于，包括：至少一声波双...

【专利技术属性】
技术研发人员：林珩之，杨金龙，
申请(专利权)人：络达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71