基本介紹
- 中文名：石英晶體濾波器
- 外文名：Shi Ying crystal filter
- 材料：石英材料
- 作用：起濾波的作用
- 特點：抗干擾性能良好
產品介紹,分類,工作原理,特點,用途,初步設計,加工製作,主要技術指標,注意事項,
產品介紹
以石英晶體諧振器作為主要元件而構成的濾波器就叫做晶體濾波器。
分類
分為有源濾波器與無源濾波器
晶體濾波器屬於無源濾波器
按濾波器對信號頻率的作用來分，可以分為以下四種
低通 低於某一規定的頻率(截止頻率)的信號均可通過，高於該頻率的信號均被衰減
高通 高於某一規定的頻率(截止頻率)的信號均可通過，低於該頻率的信號均被衰減
帶通 位於兩個規定頻率（上、下截止頻率）之間的信號均可通過，高於上截止頻率和低於下截止頻率的信號均被衰減
帶阻 位於兩個規定頻率（上、下截止頻率）之間的信號均被衰減，高於上截止頻率和低於下截止頻率的信號均可通過
工作原理
濾波器就是連線在信號源和負載之間的一個四端網路，其輸入端和信號源相接，其輸出端和負載相接。
理想的濾波器，對於處於通帶內的信號，就如同信號源和負載直接連線一樣，沒有任何損耗；對於處於通帶以外阻帶內的信號，就如同信號源和負載斷開一樣，一點信號也沒有。
實際上，這樣的理想性能是不可能達到的，在通帶里信號總會有一點點損耗產生，儘管它很小；在阻帶里也總會有一點點信號從信號源傳到負載上，只不過信號被大大的衰減了，因此把阻帶叫做衰減帶更科學一點。
衰減的定義： 濾波器（四端網路）接入之前信號源傳到負載上的功率與四端網路接入之後信號源傳到負載上的功率之比的自然對數之半，衰減的單位：奈培（N）
特點
由於晶體濾波器的主要元件是晶體，而晶體的品質因數特別高，因此晶體濾波器主要具有以下特點：
頻寬窄 晶體濾波器頻寬可以做到相對頻寬的千分之幾
插入損耗小 普通的晶體濾波器均可達到3~6db
矩形係數小 過渡帶可以做的非常陡峭，矩形係數可達2甚至更小到1點幾
溫度特性好 和晶體的溫度特性基本相同
用途
凡是需要將有用的頻率信號和無用的頻率信號分開並將無用信號抑制下去的地方都可以使用濾波器。例如：
通信、導航等做中頻濾波
儀器、儀表、控制中作信號提純
初步設計
濾波器的設計從最開始的定K式濾波器、m導出濾波器到象參數法設計的濾波器，都是按照設計出的線路的性能去接近對濾波器的要求，一般把這種設計方法叫做分析法設計。
隨著計算機性能的發展和提高，可以按照濾波器的要求來計算出濾波線路及其元件數值，這也叫做綜合法設計。而且已經有人把各種濾波器的性能要求和滿足這種要求的濾波線路及其元件數值製作成表格供設計者查找，設計者只需進行簡單的計算即可完成設計。
對於晶體濾波器來說，從2極點到12極點的電路及其元件數值都已經給出。
加工製作
- 差接橋型濾波器
在實際晶體濾波器的製作中，都用加一個差接變數器的差接橋型濾波器來等效格型濾波器。這樣可以使晶體和其它元件的數目減少一半，但需要注意的是串並臂的阻抗要加大一倍。在實際套用中除了匹配阻抗不同（相差1倍）以外，沒有什麼區別，還為輸入輸出提供了公共接地線，更便於不平衡電路的使用。
- 晶體加工
晶體加工工藝和普通的晶體一樣，需要特別注意的有以下兩點：等效參數的一致性要好一些寄生回響要儘量的做小一點，因此更需要採用能陷公式來確定鍍膜返回量或者確定電極尺寸。
- 變數器加工設計原則
變數器的頻寬要遠大於濾波器的頻寬，變數器的並聯諧振阻抗遠大於濾波器的特性阻抗，變數器的電感量儘可能的大，但要保證還能加上一定的外接調諧電容。
如果端接阻抗和濾波器的特性阻抗不一樣，可通過改變變數器的初、次級所繞的圈數比來實現。
磁芯的選擇：根據濾波器的頻率和所要求的體積選擇
繞制的要求：差接線圈最好用雙線並繞的方法繞制
固定的方式：要求要牢固可靠並且要禁止好
印刷電路板設計：節與節之間最好能分隔開，印刷電路板用的敷銅板的絕緣性能要好
裝配和調試：裝配位置正確，焊接牢靠。
主要技術指標
中心頻率 （標稱頻率）
通頻寬度 3db 6db
通帶波動
插入損耗
阻帶衰減
阻帶範圍
寄生回響
群延遲
注意事項
信號通過濾波器後相位對於頻率的變化率，孔徑太大可能漏掉某些點而使測量數據顯得小一些。 端接阻抗 既可以是純電阻，也可以並上電容，這樣在調試時就把這個電容包括在內了，以免使用者和製造者因端接阻抗的不同而造成測試結果的差異。
