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什么是晶体滤波器?
      发布时间:2016/7/18       阅读:406

晶体滤波器crystal filter,用晶体谐振器组成的滤波器。与LC谐振回路构成的滤波器相比,晶体滤波器在频率选择性、频率稳定性、过渡带陡度和插入损耗等方面都优越得多,已广泛用于通信、导航、测量等电子设备。
分为:
一:分立式晶体滤波器
由分立式晶体谐振器和分立式电子元件构成的滤波器。图2a的差接桥型晶
体滤波器是其一种。在滤波性能上它和格型滤波器等效,但所用的晶体谐振器数目可减少一半。其阻抗特性及衰减特性如图2b 和c。在f1至f3之间,z1和z2的符号相反,又由于变压器次级两端电压的极性相反,两臂中的电流同号相加,所以f1至f3间为滤波器的通频带。同理,当ff3时,z1和z2同号,两臂电流异号相减;所以f1~f3两侧以外的区域为阻带。z1=z2时,输出为零。分立式晶体
滤波器可实现的中心频率为10千赫到350兆赫,相对带宽为0.01%~10%。

二:集成式晶体滤波器采用集成电路工艺制作的晶体滤波器,有单片的、串联单片的和多片的三种类型。
单片晶体滤波器  由镀在AT切(见石英晶体)石英片上若干对电极形成的耦合谐振器组成。图3为其中最简单的四电极单片晶体滤波器电路结构及其等效电路。输入谐振器随所加信号电压而产生厚度切变振动,晶片因受电极质量负荷的影响,电极区的谐振频率比非电极区的低,使弹性波在两区边界发生反射,从而使绝大部分能量陷落在电极区内,少量泄漏的能量则耦合到与之相邻的谐振器。这样依次相传到输出谐振器,再变为电信号。适当地设计电极尺寸、谐振器间距和频率镀回率,就可以控制弹性波在晶片中的传播,从而实现滤波功能。
串联单片晶体滤波器  由若干用电容耦合的单片晶体滤波器组成(图4)。其优点是利于调整工作频率和抑制寄生频率。
多片晶体滤波器  由串联的耦合谐振器、并联的单谐振器和电容器组成(图5)。其特点是能在靠近通频带的频率上形成若干衰减峰,有利于抑制干扰和改善滤波性能。
集成式晶体滤波器体积小、可靠性高而且造价低。但其中心频率只有4.5~350兆赫,相对带宽为0.01%~0.3%,所以在要求中心频率低、通频带宽的场合尚不能取代分立式晶体滤波器。

三:单片晶体滤波器
采用集成工艺在压电基片上镀上若干对电极,如图6(a)所示。每对电极构成一个谐振元件,基片两端的电极还兼有机电换能功能,极间部分起耦合元件的作用,其等效电路如图6(b),这是一个带通滤波器。
单片晶体滤波器采用集成工艺,有体积小、稳定性高、成本低等优点;通常做成带通,主要采用石英晶体作基片,工作频段在5~200MHz,相对带宽约为0.01%~0.3%。由于其工作原理和机械滤波器相同,也称作单片机械滤波器,这种滤波器也可用多块单片组成,以降低工艺要求。

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