必威体育精装版几种滤波器.docx

PAGE PAGE # 、LC集中选择性滤波器： 1.常用的LC式集中选择性滤波器 LC的品质因数一般在100~200范围内 C0卄 C0 卄 Co Co Co C0 彳卜 丄LC2C2C23 2C2丄 口 丄L C 2C2C23 2C2 丄 口 FL ? |+ - ()? C 图1.1常用LC集中选择性滤波器 组成：五节单节滤波器，六个调谐电路 Rs：表示信号源内阻 Rl:表示负载电阻 Vs：表示输入电压 Vo：表示输出电压 2.单节LC滤波器。 图1.2 单节LC滤波器 (1) (1) 由式（1）与图1.3可得： 图1.3 单节滤波器的电抗曲线当f f2时，乙、Z 图1.3 单节滤波器 的电抗曲线 当fl ：：：f ：：：f2时，乙、乙异号且满 足式（1），单节滤波器为通带； 当f fl时，乙、Z2异号但不满 足式（1），单节滤波器为阻带。 五节集中滤波器的滤波特性曲线如图 3虚线所示。其截止频率为 仃、f2，中心频率为fo。中心频率：f0，滤波器的通频带宽度: -f = f2 —仃。 该滤波器的传通条件为 0=（Z1/4Z2）=-1，即在通带内要求阻抗z1和z2异号，并且4z2 z1 。根据此条件分析图中所示单节 滤波器的通带和阻带。 当f f2时，乙、乙同号，为容性，为阻带； 当f1 f f2时，Z、乙异号，且满足I 4Z2I |Z 1 |,为通带。 当f f1时，乙和乙异号，但I 4Z2I |Z 1 I ，为阻带。 二、石英晶体滤波器 特点 用石英晶体切割成的石英谐振器，其品质因数Q可达几万甚至几 百万，因而可以构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特性很陡峭、通 带衰减很小的滤波器。石英谐振器广泛应用与频率稳定度极高的振荡 电路中。 物理特性 石英晶体谐振器是由天然或人工生成的石英晶体切片制成， 石英 晶体是SiO2的结晶体，在自然界中以六角锥体出现。 (a)(b) (a) (b) 图2.1石英晶体的结晶和横断面图 ZZ轴（光轴）:连接两个角锥顶点（1条） XX轴（电轴）：沿对角线的轴（3条） YY轴（机械轴）：电轴相垂直的轴（3条） 沿着不同的轴切下，有不同的切型， X切型、Y切型、AT切型、BT 3.压电效应 石英晶体谐振器之所以能成为电的谐振器， 是由于它具有压电效 应。 晶体受外力作用而变形时，就在它对应的表面上产生正负电荷， 呈现出电压，称为正压电效应。 当在晶体两面加交变电压时，晶体就会发生周期性的振动，振动 的大小基本上正比于电压幅度，振动的性质决定于电压的极性，这称 为反压电效应 4.英晶体振谐器的等效电路和符号 Co :代表石英晶体支架静电电量，一般1jt Co :代表石英晶体支架静电电量，一般 1 jt JT I 图2.2石英晶体振谐器的 等效电路 为几至几十pF Lq :晶体质量（惯性） （几亨至十分之几亨） Cq：晶体等效弹性模数 晶体本 （百分之几皮法） 身特性 rq：摩擦损耗 （几至几百欧） 石英晶体的特点是: 效电感Lq特别大、等效电容 Cq特别小，故石英晶体的 Q值 Q「\；很大（一般为几万到几百万）,这是普通LC电路无法比 拟的。 p 由于CO＞＞Cq这意味着等效电路中的接入系数 C0很小，因此 外电路影响很小。 石英谐振器的等效电抗（阻抗特性）串联谐振角 频时 1ZU并联谐i CqC0 频 时 1 ZU并联谐 i Cq C0 振角频率 显然3 p＞ 3，由于Cq?C0 因此3 p与3 q很接近 一 p=Cq 接入系数 C0很小，一般为 10-3数量级。 等效电路的阻抗一般表示为 .1 -_ .1 - _ j I Z Z1 Z2 国 C0 I Ze = Z1 Z2 rq j （ Lq 1 rq j（Lq：，Cq）—j 1 1 一__1 -Co 上式忽略rq后可简化为乙二 上式忽略rq 后可简化为乙二jX / 2 t 2 1 1 _^q /豹 M — I - 图2.3 图2.3 石英晶体谐振器的电 抗曲线 当灼=壮时，乙二0 , Lq、C串联谐振; 当= .p时，ze =回路并联谐振； 当，＞ -p或「＜ q时，j X e为容性； 当「＞「＞ q时，j X e为感性，其电 抗曲线如图2.3所示。 、陶瓷滤波器 1.陶瓷滤波器：利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器称为陶 瓷滤波器。 优点：陶瓷容易焙烧，可以制成各种形状，适合滤波器小型化; 而且耐热性、耐湿性较好，很少受环境影响 品质因数Ql为几百，比LC滤波器高,远低于石英晶体滤波器。2.单片陶瓷滤波器的等效电路和符号C0 :为压电陶瓷谐振子的固定电容;Lq ?:为机械振动的等效质量;G ：为机械振动的等效弹性模数;农：为机械振动的等效阻尼;串联谐振频率?二 品质因数Ql为几百，比LC滤波器高