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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Lire l’articleINTRODUCTION
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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Configurations des filtres à « faible perte »1. Concept de « faible perte »
La figure 1 représente une structure « classique » de filtre à deux transducteurs en ligne, le transducteur d’entrée transforme l’énergie électrique en énergie acoustique et inversement pour le transducteur de sortie. Les transducteurs sont composés d’électrodes métalliques réalisées sur un cristal piézo-électrique comme représenté schématiquement (vue en coupe) sur la figure 2 qui est un exemple à deux électrodes par longueur d’onde acoustique λ ; une période p étant constituée par une électrode de largeur a et d’un espace interélectrode b.
L’analyse d’une telle structure [15]Composants à ondes élastiques. montre qu’elle se comporte approximativement comme un filtre à réponse impulsionnelle FIR (Finite Impulse Response ). Cette réponse est la convolution des réponses des deux transducteurs, elle est entièrement contrôlée dans le domaine temporel par le dessin des transducteurs fixant l’échantillonnage (position des électrodes) et la pondération (recouvrement entre électrodes). Un exemple de réponse de ce type de structure est présenté sur la figure 3 où l’on remarque la bande passante à transition extrêmement raide avec une perte d’insertion élevée (21 dB).
Depuis leur introduction au milieu des années 1960, les composants SAW ont d’abord été intensivement développés pour des applications militaires, telles que la compression d’impulsion pour l’amélioration des performances des radars (portée, résolution) et les convoluteurs essentiels pour les besoins des communications à spectre élargi. La première invention significative permettant de synthétiser une fonction de filtrage à ondes de surface a été brevetée en 1969 par deux ingénieurs de Thomson-CSF [1]...
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Concept de « faible perte »
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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