单片晶体滤波器

发布时间：2022-12-30 14:13
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2110

　　单片晶体滤波器是采用蒸发与光刻技术生产的器件，在其表面装有金属电极的石英晶片组成的机电滤波器。其有点事不需要变压器、电感器和其他分立器件，所以比通用滤波器的体积更小。另外，只要得到了需要的加固装置、掩膜、设计数据等，它的成本就会非常之低。

单片晶体滤波器

单片晶体滤波器参数及术语

　　标称频率：通常是指Fig.1中中间频率的标准值，用于频率参考的标准。

　　通带宽度：这是一个频率间隔，这时的相对衰耗等于或低于指定的衰耗值

　　带内波动：这是通带内中达到最高衰耗时，最大和最小损耗之间的最大差值

　　插入损耗：这是区分滤波器插入和未插入时的衰耗值的，它可分为最小损耗和恒定损耗。最小损耗是指插入损耗的最小值，恒定损耗是指在标称频率时的损耗。两者都可作为衰耗的参考标准，通常将最小损耗作为标准。

　　阻带宽度：指相对衰耗等于或高于指定值时，此时的频率间隔值。

　　固定衰耗和带宽：这是指在衰耗带宽中一定会存在的相对损耗和频率间隔。

　　终端阻抗：这是电源阻抗或负载阻抗对滤波器自身在造成的阻抗值，它通常被指定为电阻和等效电阻。

　　耦合电容：为4极滤波器原理前后连接的电容。

　　平衡型和不平衡型：平衡型是指一对终端的任何一个都不会连接到容器中；不平衡型则是指一对终端中的其中一个会连接到容器上。

　　衰减曲线：尽管根据滤波器设计因数不同有很多衰减曲线，这些因数如：特殊功能，位置，衰减电极数量。基本的衰减特性已在Fig.3中被做为典型例子表现了出来，此时带宽特性表现为统一带


单片晶体滤波器一般特性

　　※ 一只石英晶体滤波器所呈现的最显着的特性是通带滤波器还是间歇滤波器，取决于晶体谐振器所用的相关部件。

　　晶体滤波器中最常用的通带滤波器的一般特性我们将在这里做以下解释：

　　适用范围：通带滤波器根据外表基本结构不同可以分为2类：

　　※“窄通带滤波器”，其元件只由共鸣器和电容组成，并且设计的通带宽度为中心频率的0.005% ~ 0.6% 。最大带宽取决于晶体谐振器的电容比，精密的限定主要取决于谐振器的Q 值和频率的稳定性。

　　线圈和电容以串联或并联的形式与谐振器的各元件相连接，带宽的最底限度取决于线圈Q值的稳定性。另一方面，谐振器的电容比和表象特性易在最高限度时出现问题，它取决于线圈或变压器的稳定性。

　　※“中等通带滤波器”是由很大部分的中间范围带宽的滤波器人工改造而成，或是由部分上述的窄通带滤波器组成的。

　　线圈在这些滤波器中被要求来抵消电路中谐振器和电容的作用。带宽的最大限度值与晶体的电容比和线圈的Q 值相关。最低限度的决定条件与窄通带滤波器的相同。

　　Fig.2显示了带通滤波器在通带卡和标称频率相关的一般结构范围。

　　严格来说，可实行的范围将会由几个条件的变化而不同，如特殊的要求，终端衰耗，带内波动，尺寸和价格等。


单片晶体滤波器测试电路

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　　滤波器　　滤波器是对波进行过滤的器件，是一种让某一频带内信号通过，同时又阻止这一频带外信号通过的电路。　　滤波器主要有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种，按照电路工作原理又可分为无源和有源滤波器两大类。本文主要对低通、高通还有带通三种滤波器做以下简单的介绍，希望电子爱好者的朋友们看完有一点小小的收获。　　低通滤波器　　电感阻止高频信号通过而允许低频信号通过，电容的特性却相反。信号能够通过电感的滤波器、或者通过电容连接到地的滤波器对于低频信号的衰减要比高频信号小，称为低通滤波器。　　低通滤波器原理很简单，它就是利用电容通高频阻低频、电感通低频阻高频的原理。对于需要截止的高频，利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过;对于需要放行的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点让它通过。　　最简单的低通滤波器由电阻和电容元件构成，如下图。该低通滤波器的作用是让低于转折频率f。的低频段信号通过， 而将高于转折频率f。的信号去掉。RC无源低通滤波器RC无源低通滤波器的幅频特性曲线　　这一低通滤波器的工作原理是这样：当输入信号Vin中频率低于转折频率f。的信号加到电路中时，由于C的容抗很大而无分流作用，所以这一低频信号经R输出。当Vin中频率高于转折频率f。时，因C的容抗已很小，故通过R的高频信号由C分流到地而无输出，达到低通的目的。这一RC低通滤波器的转折频率f。由下式决定：低通滤波器除这种RC电路外，还可以是LC等电路形式。　　高通滤波器　　最简单的高通滤波器是“一阶高通滤波器”，它的的特性一般用一阶线性微分方程表示，它的左边与一阶低通滤波器完全相同，仅右边是激励源的导数而不是激励源本身。当较低的频率通过该系统时，没有或几乎没有什么输出，而当较高的频率通过该系统时，将会受到较小的衰减。　　实际上，对于极高的频率而言，电容器相当于“短路”一样，这些频率，基本上都可以在电阻两端获得输出。换言之，这个系统适宜于通过高频率而对低频率有较大的阻碍作用，是一个最简单的“高通滤波器”，如下图。RC元件构成的高通滤波器　　RC高通滤波器的幅频特性曲线　　这一电路的工作原理是这样：当频率低于f。的信号输入这一滤波器时，由于C1的容抗很大而受到阻止，输出减小，且频率愈低输出愈小。当频率高于f。的信号输入这一滤波器时，由于C1容抗已很小，故对信号无衰减作用，这样该滤波器具有让高频信号通过，阻止低频信号的作用。这一电路的转折频率f。由下式决定：　　高通滤波器除可以用元件外，还可以用LC构成。　　带通滤波器　　带通滤波器是一种仅允许特定频率通过，同时对其余频率的信号进行有效抑制的电路。由于它对信号具有选择性，故而被广泛地应用现在电子设计中。比如RLC振荡回路就是一个模拟带通滤波器。带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。带通滤波器的作用　　一个理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带，在通带内没有放大或者衰减。实际上，并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度的dB数来表示。　　通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而，随着滚降范围越来越小，通带就变得不再平坦，开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显，这种效应称为吉布斯现象。以上是三种常见的滤波器的简单介绍，其实滤波器的种类多种多样，在这里我们就不一一介绍了。
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