Пьезоэлектрические резонаторы и фильтры

В пьезоэлектрических фильтрах роль резонатора выполняет пластинка, вырезанная специальным образом из материала, обладающего пьезоэлектрическим эффектом ( например, из кристалла кварца). Пьезоэффект кварцевой пластинки заключается в появлении на ее поверхностях электрических зарядов при механическом воздействии на пластинку.

Если пьезопластинку поместить между металлическими обкладками и подать на обкладки переменное напряжение, то пластинка начнет совершать механические колебания. На поверхности пластинки возникнут электрические заряды, и во внешней цепи потечет ток. При механическом резонансе амплитуда колебаний пластинки будет максимальной, а ток во внешней цепи –то же максимален. Это подобно резонансу в последовательном контуре.

Рабочий диапазон 10⁴-10⁷ Гц, добротность резонаторов  очень большая ( 10000 – 20000), у конденсаторов – тоже большая. Далее показана схема замещения пьезорезонатора с емкостью держателя резонатора C_O и его динамическими параметрами L_d C_d .                                                                                                           

По схеме замещения получается реактивный ДП класса ∞ - 0

с 2 резонансными частотами ω _РН, где сопротивление равно 0 и ω_РТ, где сопротивление равно ∞. Относительный резонансный промежуток очень небольшой – доли процента.

                                                                                                    

Далее приведена мостовая схема режекторного фильтра с

 пьезорезонатором в одном плече и индуктивностью в другом. Для согласованного включения здесь используются трансформаторы. Существует теорема для реактивных мостовых фильтров. По ней полоса пропускания находится в диапазоне частот, где знаки реактивных сопротивлений плеч моста разные, а полоса задерживания там, где знаки одинаковые. Пьезоэлектрические фильтры с кварцевыми резонаторами называют кварцевыми. Добротность кварцевых фильтров достигает 10...20 тысяч единиц. У таких фильтров малая ПП или ПЗ – меньше 1 % от средней частоты.

Графики сопротивлений и схема замещения пьезорезонатора приведены ниже.

                                                                                                         

Резонансные частоты ω _РН и ω_РТ                                                                                                   резонатора будут частотами среза

Граничными). При равенстве                                                                                     сопротивлений ветвей моста

 (точка пересечения ω_∞ )                                                                                              будет всплеск ослабления (А_С=∞).

Если заменить в схеме фильтра индуктивность на емкость, то получится полосовой фильтр

Модернизированная мостовая схема

Главный недостаток мостовой схемы : много элементов и нет общего провода между входом и выходом для подключения земли (корпуса). Еще надо включать трансформаторы для согласования. Эти недостатки можно устранить, если применить модернизированную схему, состоящую из двух секций и сумматора тока. Коэффициент передачи по напряжению такой схемы равен рабочему коэффициенту передачи мостовой

схемы. .

 

Здесь можно использовать катушку индуктивности, а можно применить схему с ОУ и конденсатором во 2 секции, дающие эквивалентную индуктивность Добротность у катушек – небольшая ( 15 – 100 ),. Поэтому желательно избавляться от катушек индуктивности.

 

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 706; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!