Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Philippe DEFRANOULD : Directeur Industriel de Thomson Microsonics - Docteur en Physique
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Peter WRIGHT : Directeur de la stratégie de Thomson Microsonics - Docteur-ingénieur
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Les composants à ondes de surface SAW (Surface Acoustic Wave) sont des dispositifs discrets de traitement analogique du signal. Ils sont critiques pour le fonctionnement de beaucoup de systèmes électroniques modernes. Ce sont des composants passifs, bien adaptés pour réaliser des fonctions telles que ligne à retard, filtrage et source stable de fréquence.
Les paragraphes qui suivent ont pour ambition de décrire les principaux aspects de la conception et des technologies de fabrication de filtres à ondes de surface (FOS) dits à « faible perte », les structures « classiques » étant présentées par ailleurs. Nous ne développons que les structures à un seul niveau de métallisation qui seules sont l’objet actuellement d’applications significatives, décrites en fin d’article. Ce sont les structures à transducteur unidirectionnel à une seule phase dit SPUDT (Single Phase Uni-Directional Transducer) dont il existe plusieurs variantes comme les DART (Distributed Acoustical Reflection Transducer) ou les IIDT (Interdigitated InterDigital Transducer) et les structures à base de résonateurs que ce soit du type couplé dites CRF (Coupled Resonator Filter) et guidé dites TCF (Transversely Coupled Filter) ou encore du type Impédant avec les configurations « échelle » (ladder) et « pont équilibré » (balanced bridge).
Les thèmes abordés s’appuient sur les bases théoriques des ondes acoustiques et des structures classiques des filtres à ondes de surfaces développées de façon détaillée dans plusieurs ouvrages. Les lecteurs sont donc invités à consulter ces ouvrages cités en fin de cet article, dans « Pour en savoir plus ». Ne seront rappelés dans cet article que les points qui ont été jugés indispensables à une bonne compréhension de l’exposé.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1980 par Philippe COEURÉ
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Conclusion/tendances4. Applications
Les filtres FOS à faible perte ou non sont aujourd’hui des composants essentiels entrant dans une large gamme de produits grand public dans le domaine de la radiotélévision (téléviseur, magnétoscope, radio numérique...) des radiocommunications (téléphone mobile, réseaux locaux et téléphone sans fil...), des systèmes de sécurité et de l’automobile (commande à distance sans fil). On trouve aussi des cas d’emploi en électronique professionnelle, transmission à fibre optique, communications satellite, communication sans fil entre calculateurs.
C’est à partir des spécificités des configurations que l’on peut classer les domaines d’applications de chacune d’elles. En regard des paramètres critiques, le tableau 12 présente les applications possibles les plus adaptées de trois des principales configurations avec leurs points faibles et leurs points forts.
Pour les radiotéléphones de normes GSM (Global System for Mobile Communication ), les FOS sont efficaces aussi bien dans la partie fréquence intermédiaire (FI) pour le filtrage de la bande passante de canal que dans la partie antenne pour le filtrage des bandes HF d’émission et de réception.
La figure 27 est un exemple de conception de la partie radio d’un terminal GSM employant cinq filtres SAW.
Un exemple de filtre FI, le FB 71-200 à configuration R-SPUDT sur quartz est décrit dans le tableau 13. Sa fonction de filtrage, très sélective, est représentée sur la figure 28 : elle réalise le filtrage des canaux adjacents de largeur 200 kHz.
Une seconde réalisation plus récente, le FB 188-200, présente une réponse encore plus sélective (figure 29) mais le fait remarquable est la réduction de dimension du composant qui passe de 15,9 × 8 mm2 à 7 × 5 mm2 (tableau 13) grâce à la configuration TCF utilisée. Des pertes encore plus faibles peuvent être obtenues en faisant appel à une configuration CRF comme illustrée sur la figure 30 représentant la réponse du FB 150-100.
Un exemple de réalisation pour le GSM, le FB 900-25 conçu avec un...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DIEULESAINT (E.), HARTEMAN (P.) - Perfectionnements aux dispositifs acousto-électriques à ondes acoustiques de surface, notamment à usage de filtre. - Brevet 2.040.881, avr. 1969.
-
(2) - DEVRIES (A.J.), SREENIVASAN (T.), SUBRAMANIAN (S.), WOJCIK (T.J.) - Detailed description of a commercial surface-wave TV IF filter. - 1974 IEEE Ultrasonics Symposium, p. 147-52.
-
(3) - ASH (E.A.) - Surface Grating Reflectors and resonators. - Proceeding IEEE International Microwave Symposium, mai 1970, p. 385-6.
-
(4) - MATHAEI (G.L.), O’SHAUGHNESSY (B.P.), BARMAN (F.) - Relation for analysis and design of Surface Wave Resonators. - IEEE Transsactions Sonics & Ultrasonics SU-23, mars 1976, p. 99-107.
-
(5) - CROSS (P.S.), SCHMIDT (R.V.) - Coupled Surface-Acoustic-Wave Resonators. - The Bell System Technical Journal, vol. 56, no 8, oct. 1977, p. 1447-82.
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(6)...
NORMES
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Test Method Standard Microcircuit Department of Defense - MIL-STD-883 -
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Code Division Multiple Access - CDMA -
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Digital-Advanced Mobile Phone Service - D-AMPS -
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Wide-Code Division Multiple Access - W-CDMA -
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Universal Mobile Telecommunication System - UMTS -
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Global System for Mobile communication - GSM -
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Personal Communication System - PCS -
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Digital Communication System - DCS -
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Digital European Cordless Telephone - DECT -
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