Мостовая схема с резонатором в каждом плече.

 

Улучшить фильтрующие свойства схемы можно в мостовой схеме фильтра с резонатором в каждом плече рис.3.10а.

 

a) б)

Рис. 3.10

на рис.3.10б показана эквивалентная электрическая схема (симметричная часть схемы не показана).

На рис.3.10 обозначено:

Пэi (i = 1¸ 4) – пьезоэлектрический резонатор с параметрами L_si и C_si

, (i = 1 ¸ 4)

где

С_pi (i = 1¸ 4) – статическая емкость резонатора;

С_Нi (i = 1¸ 4) – емкость добавочного конденсатора.

При симметричном расположении полюсов затухания относительно средней частоты полосы пропускания фильтра формулы для расчета элементов фильтра имеет вид:

; ;

; ;

; ; (3.10)

; ;

где ; ;

; ;

; .

Фильтр эквивалентен по характеристикам двухзвенному мостовому фильтру рассмотренному ранее. Рабочее затухание рассчитывается по формуле (3.8), потери на средней частоте полосы пропускания определяются по формуле (3.9)

На рис.3.11 приведены характеристики рабочего затухания двухзвенного фильтра с резонатором в каждом плече при

и ;

	a = 1

Рис. 3.11

При использовании катушек индуктивности (рис3.12) можно расширить полосу пропускания фильтра до 8% [5]

Рис. 3.12

Лестничная схема пьезоэлектрического фильтра (рис3.4) проще мостовой т.к. допускает использование одного резонатора. Лестничные схемы приводятся к эквивалентным мостовым схемам и рассчитываются по аналогичным формулам [5]. Однако в следствии узкополосности лестничные схемы применяются реже мостовых.

 

Пример 3.2.

Расчитать полосовой фильтр сосредоточенной избирательности на частоте 1МГц с полосой пропускания 2кГц. Избирательность по соседнему каналу приема 60 дБ. Сосдний канал расположен на частоте MГц. Фильтр должен работать в интервале температур от – 60^о С до + 85^о С.

1. Выбор схемы ФСН.

Относительная полоса пропускания фильтра равна:

где D = f_a – f_B = 2 кГц.; МГц

Учитывая узкую полосу пропускания, высокую избирательность и требующуюся стабильность характеристик в дмиапазоне температур выбираем двухзвенную мостовую схему фильтра с пьезоэлектрическим резонатором в каждом плече. Пьезоэлектрический резонатор выполняем на кварцевой пластине АТ – среза с колебаниями сдвига по толщине.

2. Расчет параметров фильтра.

Выбираем фильтр с симметричным расположением полюсов затухания f_¥ справа и слева от полосы пропускания т.е. по формулам (3.10) находим:

Задаемся характеристическим сопротивлением фильтра Z_m = 10 кОм. Тогда

пФ;

пФ;

пФ;

пФ;

Гн;

Гн;

Гц;

Гц;

Считая, что фильтр согласован на входе и выходе т.е. R_H = Z_m и из графика рис.3.11

При расстройке

находим, что ослабление соседнего канала для двухзвенного фильтра будет более а_неп = 10 неп» 86 дБ, что ч избытком обеспечит заданным требованиям 60 дБ.

Потери фильтра на средней частоте для одного звена находим по формуле (3.11)

неп = 0,78 дБ

Поскольку фильтр двухзвенный потери а₀₂ = 2а₀₁ = 1.56 дБ.

3. Расчет параметров кварцевых пластин резонатора.

Параметры пластин кварцевых резонаторов АТ – среза находим, пользуясь таблицей 3.1.

1 резонатор (Пэ1).

Толщина кварцевой пластинки

см

площадь пластинки

см²

параллельная емкость С_р1 (емкость кварцедержателя)

пФ

емкость дополнительного конденсатора

пФ

2 резонатор (Пэ2).

Толщина кварцевой пластинки

см

площадь пластинки

см²

параллельная емкость С_р2

пФ

емкость дополнительного конденсатора

пФ

Ввиду симметрии мостовой схемы считаем, что для одного звена параметры кварцевого резонатора Пэ1 равны параметрам Пэ3, С_Н1 = С_Н3, а так же Пэ2 = Пэ4, С_Н2 = С_Н4.

Второе звено идентично первому. Схема одного звена фильтра приведена на рис.3.10а.

Глава 4