声表面波谐振器(Surface Acoustic Wave Resonator,简称SAWR)是一种利用固体材料中的声表面波在晶片表面上进行传递和反射的原理来实现声学滤波、频率控制等功能的无源电子元件。其工作原理基于压电材料的压电特性,通过输入与输出换能器将电信号转换成机械能,再将机械能转换回电信号。
声表面波器件的工作原理是,基片左端的换能器(输入换能器)通过逆压电效应将输入的电信号转变成声信号,此声信号沿基片表面传播,最终由基片右边的换能器(输出换能器)将声信号转变成电信号输出。整个声表面波器件的功能是通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理,并利用声-电换能器的特性来完成的。
声表面波谐振器通常使用石英、铌酸锂或钎钛酸铅等压电晶体作为基片。在这些基片上,通过蒸发一层金属膜并利用光刻技术制作换能器。换能器的作用是将电信号转换为声信号,并在基片表面形成声波。声波在基片表面传播时,会经历反射和干涉,形成驻波。驻波的频率与换能器的几何形状和基片的物理特性有关。
声表面波谐振器具有许多优点,包括尺寸小、重量轻、功耗低、频率稳定性好、抗电磁干扰能力强等。这些特性使得声表面波谐振器在无线通信、滤波器、传感器等领域有着广泛的应用。例如,在无线通信中,声表面波谐振器可以作为频率控制元件,提供高稳定性的参考频率。在传感器中,声表面波谐振器可以检测气体、液体或固体的物理或化学变化,并将这些变化转换为电信号进行分析。
总之,声表面波谐振器是一种利用声波在固体表面传播的特性来实现信号处理的电子元件,其工作原理涉及到压电效应、声波传播和信号转换等多个物理过程。