SAW 表面声波滤波器实战要点：原理、选型清单与 PCB 布局踩坑记录

导读

做 BLE/Wi‑Fi、GNSS、Sub‑GHz 或超外差 IF 时，SAW 滤波器负责“塑形”频谱、抑制带外与阻塞。本文更偏工程落地：从原理 → 参数 → 应用场景 → 版图与匹配 → S 参数判读，并附实测建议与外链，方便查缺补漏与项目复盘。

目录

• 一、SAW 如何工作的
• 二、指标怎么抓（带工程含义）
• 三、技术对比一句话版
• 四、应用位姿（Playbook
• 五、板级落地 7 条硬核建议
• 六、S 参数现场速查
• 七、选型清单（Checklist）
• 八、常见问答
• 延伸阅读

一、SAW 如何工作的

• 压电基片表面传播弹性波，IDT（金属叉指）实现电↔声转换；通过电极周期与反射栅形成带通传输函数。
• 中心频率近似：f0 ≈ v_s / λ（声速与电极周期决定）；通带平坦与群时延由加权与声路长度决定。
• 工程直觉：走线越“克制”、匹配越贴近 50 Ω，板上通带纹波越小、EVM 越好。

二、指标怎么抓（带工程含义）

1. 中心频率 & 分数带宽 ：先覆盖占用带宽，再把制造公差 + TCF（温漂）算进去；通带建议 ≥ 1.2× 占用带宽。
2. 插入损耗 IL ：直接进噪声系数与链路预算；低 IL 能“养”住 LNA/ADC 动态范围。
3. 通带纹波 & 群时延 ：纹波低、群时延平稳，调制保真更好（对高阶 QAM 明显）。
4. 回波损耗 / VSWR ：端口匹配差会把纹波和等效 IL 放大。
5. 功率与线性度 ：靠近 PA 的器件慎用 SAW，留意压缩与长期老化。
6. 温度特性 ：车规/室外优先考虑 TC‑SAW 。

三、技术对比一句话版

• SAW ：30 MHz–2.5 GHz，窄‑中带宽，性价比高；功率承受与温漂一般。
• TC‑SAW ：与 SAW 类似但温漂稳，成本略高。
• BAW/FBAR ：高频/较宽带、功率承受更好，成本更高、匹配更敏感。
• 离散 LC ：重构灵活但 Q 与一致性受限，温漂要补偿。

蜂窝高频多见 BAW/FBAR；中低频多见 SAW/TC‑SAW。

四、应用位姿（Playbook）

• GNSS L1/L2/L5 ：天线/LNA 与混频之间放窄带 SAW，抑制蜂窝/Wi‑Fi 阻塞；配合低相噪 TCXO 改善 TTFF 与跟踪稳态。
• 2.4 GHz ISM（BLE/Zigbee/Wi‑Fi 共存） ：中等带宽 SAW 控制邻道与 PA 带外；通带需覆盖不同 PHY 带宽。
• Sub‑GHz（315/433/868/915 MHz） ：窄带 SAW 提升选择性，关注 IL 与群时延对 FSK/LoRa 的影响。
• 超外差 IF（10.7/21.4 MHz） ：看“裙边”陡度与群时延一致性，语音/位流更干净。
• EMI/EMC ：混频/ADC 前加 SAW，能削弱带外噪声混叠。

五、板级落地 7 条硬核建议

1. 受控阻抗 ：走线短直，过孔/焊盘过渡做平滑过度。
2. 地围栏 ：器件四角与走线两侧加密过孔，回流路径更“紧”。
3. 匹配网络 ：L 或 Π 即可，务必在“实板 + VNA”上二次微调。
4. 隔直电容 ：贴端口放，选 NP0/C0G ，小容值减少额外“啃带”。
5. ESD ：选 < 1 pF 低电容 TVS，测一下穿越 S21 再定型。
6. 声路 Keepout ：器件声路下方禁布铜，减少耦合与附加损耗。
7. 屏蔽 ：强 EMI 环境加金属罩；避开强时钟与高速沿。

六、S 参数现场速查

• 校准与去嵌 ：先 SOLT/TRL 校准，再去嵌夹具过渡。
• 三件事 ：
  • S21：插损、通带纹波、边缘陡度；
  • ∠S21：相位线性，微分得群时延 τg；
  • S11/S22：端口匹配，匹配差会引入纹波与等效 IL 上升。
• GNSS L1 小板复现 ：串联电感“拉回”中心并对称裙边，输出并电容把回损拉到 ≥ 15 dB ；地围栏与走线收短，可把纹波再削 0.2–0.4 dB 、等效 IL 降约 0.3 dB ；把 ESD 换成更低电容型号，裙边更干净。

七、选型清单（Checklist）

• 频段/频道：中心对齐 + 预留 TCF 与制造偏差。
• 通带：≥ 1.2× 占用带宽（含 LO 漂移）。
• IL 预算：更新链路预算，别“饿”到 LNA/ADC。
• 群时延：通带内尽量平，关注 EVM。
• 功率：离 PA 远些，或选 BAW/双工器方案。
• 温度与可靠性：车规/户外优先 TC‑SAW 。
• 版图与封装：脚位/过孔/Keepout 落地可行。
• 合规：阻塞/邻道/带外排放留余量。

八、常见问答

Q：SAW 端口需要直流偏置吗？

A：多数为交流耦合，不需要直流偏置；严格按器件绝对额定值与 ESD 建议执行。

Q：能把 SAW 放在 PA 后？

A：一般不建议，功率与线性度风险大，优先双工器或 BAW。

Q：板上通带纹波过大怎么排查？

A：先看端口匹配与夹具过渡，其次看走线/地回流，最后才动器件本身。

延伸阅读

• Surface Acoustic Wave (SAW) Filters—From Fundamentals to Design‑In（原文与更多图示）

  https://www.fujicrystal.com/news_details/saw-filter-communications-signal-processing.html