Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2017-07-09 | 570 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Пьезоэлектрический резонатор – основной элемент фильтра, состоит из пьезоэлектрической пластины (пьезоэлемента) с электродами и держателем.
В пьезоэлектрическом резонаторе имеют место как прямой, так и обратный пьезоэлектрические эффекты. Прямой пьезоэлектрический эффект заключается в том, что при приложении к пьезоэлектрику механического воздействия на гранях его возникают электрические заряды. Обратный пьезоэлектрический эффект состоит в том, что при приложении электрического напряжения к пьезоэлектрику в нем возникают механические напряжения. В качестве пьезоэлектрика применяются кристаллы кварца, кристаллы виннокислого калия и пьезокерамика.
а) б)
Рис.3.1
Последовательную емкость Cs называют динамической емкостью, в отличии от статической емкости Cр, представляющей собой емкость конденсатора, образованного электродами с пьезоэлектрической пластиной в качестве диэлектрика. Сопротивление Rs характеризует потери, которые оцениваются с помощью добротности резонатора Q. Для кварцевых резонаторов добротность лежит в пределах Q = 104 ¸ 106.
Частота последовательного резонанса резонатора равна
частота параллельного резонанса резонатора равна
Кривая зависимости сопротивления эквивалентного двухполюсника от частоты показана на рис.3.1б. интервал fp – fs называют резонансным промежутком пьезоэлектрического резонатора.
Кроме основного резонанса пьезоэлектрический резонатор может иметь еще ряд дополнительных резонансов, ухудшающих его характеристики.
|
Важным параметром резонатора является так же температурный коэффициент частоты (ТКЧ)
В зависимости от диапазона частот используется тот или иной тип колебаний пластины. Для частот ниже 40 кГц применяются бруски с колебаниями изгиба. Для частот 40 ¸ 200 кГц используются пластины с продольными колебаниями по длине на основной частоте. В диапазоне 200 ¸ 800 кГц применяются резонаторы с колебаниями по длине на гармониках, а так же с колебаниями сдвига по толщине. В диапазоне 0,6 ¸ 20 МГц применяются резонаторы с колебаниями сдвига по толщине на основной частоте и на гармониках, а для частот выше 20 МГц – резонаторы с колебаниями сдвига по толщине на гармониках.
Пьезоэлектрическая пластина имеет прямоугольную или круглую форму. Электродами являются тонкие пленки металла, нанесенные на большие грани пластины. В зависимости от требований к фильтру в нем используются пластины различных срезов. Срез пластины кварца определяется по углу распиловки кристалла пьезоэлектрика относительно его осей XYZ. Наиболее употребительными являются срезы XY, GT, AT, BT.
Эквивалентные параметры пьезоэлектрического резонатора рассчитываются по формулам, зависящим от типа колебания и среза. В таблице 3.1 даны формулы для расчета параметров резонатора с колебаниями сдвига по толщине. В качестве материала в данном случае чаще всего используется кварц. Толщина пластины t (см), площадь пластины S (см2), частота f (МГц).
Таблица 3.1
Характеристика | Срез АТ | Срез ВТ |
Диапазон частот, МГц | 0,6 ¸ 20 | 5 ¸ 20 |
Частота fs, МГц | ||
Индуктивность Ls, Гн | ||
Емкость Cs , нФ | 10-2. S . fs | 0,263 . 10-2. S . fs |
Отношение емкостей | ||
Температурный коэффициент Тс | 2 . 10-4 на 1оС | -8 . 10-4 на 1оС |
3.2. Некоторые общие вопросы теории электрических фильтров.
Прежде чем приступить к анализу пьезоэлектрического фильтра, следует заменить пьезоэлектрические резонаторы их схемами замещения. После этого схема пьезоэлектрического фильтра превращается в обычную электрическую схему, к которой целиком применимы теория четырехполюсника и обычные приемы анализа фильтра.
|
Характеристической постоянной передачи gc симметричного четырехполюсника называется отношение
где - напряжения и токи на входе и выходе четырехполюсника, при условии, что четырехполюсник на входе и выходе нагружен на сопротивление Z c, равное характеристическому.
Вещественная часть a c называется характеристическим затуханием, а мнимая часть b с – характеристической фазой четырехполюсника.
Для построения схем пьезоэлектрических фильтров чаще всего используется мостовая схема и схемы лестничного типа.
Рис. 3.2
где Z1 и Z2 – сопротивления плеч мостовой схемы,
;
Сопротивления плеч берут чисто реактивными, поэтому ;
Рассмотрим функцию Н. Если знаки X1 и X2 одинаковы, функция Н является вещественной величиной и характеристическое затухание аc > 0 а полоса частот в которой аc > 0 называется полосой задерживания. Когда X1 и X2 имеют разные знаки, то Н – чисто мнимая величина, и характеристическое затухание аc = 0, а полоса частот в которой аc = 0 называется полосой пропускания. Частоты, которые разделяют полосы пропускания и задерживания, называются частотами среза. Значению Н = 1 соответствует бесконечно большое затухание или полюс затухания.
Рис. 3.3
а) б) в)
Рис. 3.4
на рис 3.4. приведены: Г- образная (а), Т – образная (б) и П – образная (в) схемы.
|
|
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!