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