您的浏览器Javascript被禁用,需开启后体验完整功能, 请单击此处查询如何开启
网页 资讯 视频 图片 知道 贴吧 采购 地图 文库 |

第一章第三节_语文_小学教育_教育专区

4人阅读|次下载

第一章第三节_语文_小学教育_教育专区。1.3 其他形式的滤波器 1.3.1、石英晶体滤波器 一、石英晶体的物理特性 1、石英晶体的结构 图1.3.1(a)表示自然结晶 体,图(b)表示晶体的横断。 为了便于研究,人们根据石 英晶体的物理特


1.3 其他形式的滤波器 1.3.1、石英晶体滤波器 一、石英晶体的物理特性 1、石英晶体的结构 图1.3.1(a)表示自然结晶 体,图(b)表示晶体的横断。 为了便于研究,人们根据石 英晶体的物理特性,在石英晶体 内画出三种几何对称轴,连接两 个角锥顶点的一根轴Z,称为光 轴;在图(b)中沿对角线的三 条X轴,称为电轴;与电轴相垂 直的三条Y轴,称为机械轴。 图1.3.1 石英晶体 的形状及横断面图 1.3 2、石英晶体的切割 石英晶体谐振器是由石英晶体切片而成。各种晶片按 与各轴不同角度切割而成。图1.3.2就是石英晶体几种常 用的切片方式,晶片经制作金属电极,按放于支架并封 装即成为晶体谐振器元件。 图1.3.2 石英晶体的各种切割方式 (a)X切割 (b)Y切割 (c)AT切割 1.3.1 3、石英晶体的电特性 (1)石英晶体特有的正、反两种压电效应: 正压电效应:当沿晶体的电轴或机械轴施以 张力或压力时,就在垂直于电轴的两面上产生 正、负电荷,呈现出电压。 负压电效应:当在垂直于电轴的两面上加交 变电压时,晶体将会沿电轴或机械轴产生弹性 变形(伸张或压缩),称为机械振动。 1.3.1 (2)石英晶体具有谐振回路的特性 因为石英晶体和其它弹性体一样,具有弹性 和惯性,因而存在着固有振动频率。当外加电信 号频率在此自然频率附近时,就会发生谐振现象。 它既表现为晶片的机械共振,又在电路上表现出 电谐振。这时有很大的电流流过晶体,产生电能 和机械能的转换。 (3)具有较小的频率温度特性 二、石英谐振器的弹弹性等性体体的效的质弹电路及阻抗特性 1、等效电路 由于各谐波频率相 量~性较为为,几模小((值十数,0几.很)0,十1H大~m值;, 隔较远,相互影响 0.1)pF; 很小。晶对体作于为某介一质具的静态 ? 体应用电(容。如其工数作值于一般为 音频性基)率,(频图虑次,附因大介b效(或(基泛)。只近此电几电工a频音等常须的可与)~C路作及的效数有石考电以0几是。于?、关各等。英十虑路用考泛极。?片)d此 特 图pS板厚F,面度较积、 图1.3.3 晶体谐振器的等效电路 机械摩(a擦)和包空括泛音在内的等效电路 气阻(尼b引)起谐的振频率附近的等效电路 损耗,值很小(,c)电路符号 为(几~几十) 1.3.1 2、谐振频率 1 串联谐振频率: fq ? 2? LqCq 并联谐振频率: fp ?2?1LC?fq???1?2CCq0??? 式中 C ? CqC0 Cq ? C0 两频率之间的间隔为 ?f ? fp ?fq ?1 2 fq Cq Co 1.3.1 晶体的主要特点是它的等效电感 L q 特别大,而等效电容C q 特别小。晶体谐振器的品质因数为 Qo ? 1 rq Lq Cq 很大,为(几万~几百万) 图1.3.3(b)所示等效电路的阻抗一般表示式为 Z ? ? j 1 ?C0 ? ?rq ?? ? ? j ????Lq ? 1 ?Cq ?? ?????? 上式在忽略 rq rq ? ? j ????Lq ? 1 ?Cq ? ??? ? j 后可简化为 Z 1 ?C0 ??j 1 ?C0 1??q2 ?2 1??p2 ?2 ? jXe 1.3.1 Z ??j 1 ?C0 1??q2 ?2 1??p2 ?2 ? jXe 由此式画出的电抗曲线如图1.3.4所示。由该图知: 当? ? ? p ,? ? ? q 时, X e 呈容性。 当 ?q ????p 时, X e 呈感性。 图1.3.4 晶体谐振器的电抗曲线 当 J T 作滤波器使用时,?f ? fp ? fq 决定了滤波器的通 带宽度。 1.3.1 晶体谐振器与一般振荡回路比较,有以下几个明显 的特点: ? ① 晶体的谐振频率 f p 和 f q 非常稳定。这是因为 L q 、C q 、r q 由晶体尺寸决定,由于晶体的物理特性 它们受外界因素(如温度、震动等)的影响小。 ?② 有非常高的品质因数。而普通LC振荡回路的 Q 值只能到几百。 ?③ 晶体在工作频率附近阻抗变化率大,具有 很高的并联谐振阻抗。 1.3.1 1.3.2 陶瓷滤波器 利用陶瓷材料的压电效应构成.单片陶瓷滤波器又称为 单端口陶瓷滤波器。 等效于压电 陶瓷谐振子 的固定电容 值; r 电感 L q 电容C q 电 q 阻 分别相当于机械振 动时的等效质量、 等效弹性模数和等 效阻尼。 图1.3.5 单片陶瓷滤波器的等效电路和符号 (a)等效电路 (b)单端口符号图 (c)双端口符号图 显然,具有与石英相同的谐振特性,其 Q 值高于 LC回路,低于石英晶体。 1.3.2 1.3.3、表面声波滤波器 表面声波滤波器的结构如图1.3.7所示。 图1.3.7 表面声波滤波器结构示意图 1.3.3 简单工作原理 电信号由交叉指形换能器转换成声波。换能器 的工作原理是利用压电衬底对电场作用时的膨胀 和收缩效应。图1.3.7中表面声波滤波器电场是由 沉积在压电衬底表面的两个平行交错(即交叉指形) 的薄膜金属电极上的电位差形成的。一个时变电 信号(交流信号源供给)输入,引起压电衬底振动, 并沿其表面产生声波。严格地说,传输的声波有 表面波和体波,但主要是表面波。在压电衬底的 另一端可用第二个叉指形换能器将声波转换成电 信号。 沿弹性体表面传递的声波,有n节换能器,(n+1) 个电极或 N ? n个2 周期段。指间距b、指宽a决定声波波 长。 换能器频率 f0 ? ? d ,? 传播速度。 周期段长(波长): ?0?M?2(a?b) 当外加信号频率 f s ? 时f0 , 各节所发出的表面波同相迭加,振幅最大, 总振幅 As ? nA0 (A 0 为每节所激发声波强度振幅)。 当 f s 偏离f 0 ,强度减小 (原因是各 A 0 振幅不变,但相位变化)。 表面声波滤波器的幅频特性为具有 s in x x 的函数形式, 式中x?n??f f0 ,(?f ? f ? f0 )。 1.3.3 目前表面声波滤波器的中心频率可在10MHz~ 1GHz之间,相对带宽0.5为00 5000 ,插入损耗最低仅几个dB, 矩形系数可达1.2。 图1.3.8所示为一接有声表面波滤波器的预中放电路, 滤波器输出端与一宽带放大器相接。 图1.3.8 声表面波滤波器与放大器连接 1.3.3
+申请认证

文档贡献者

蔡珍

教师

97378 128088 5.0
文档数 浏览总量 总评分
1 /2

相关文档推荐

喜欢此文档的还喜欢