單片機(jī)第一章.ppt

1、第1章 諧振回路,1.1 高頻電路中的元器件 1.1.1 高頻電路中的元件 1.1.2 高頻電路中的有源器件 1.2 簡單諧振回路 1.2.1 串聯(lián)諧振回路 1.2.2 并聯(lián)諧振回路 1.2.3 耦合回路,1.3 濾波器 1.3.1 石英晶體諧振器 1.3.2 集中濾波器 1.3.3 衰減器與匹配器 本章小結(jié),第一章教學(xué)基本要求,內(nèi)容提要,諧振回路在高頻電路中即為選頻網(wǎng)絡(luò)，它能選出我們 需要的頻率分量和濾除不需要的頻率量。 在高頻電子線路中應(yīng)用的選頻網(wǎng)絡(luò)分為兩大類： 第一類是由電感和電容元件組成的振蕩回路（也稱諧 振回路），它又可分為單諧振回路和耦合諧振回路； 第二類是各種濾波器，如LC集中參

2、數(shù)濾波器，石英晶 體濾波器，陶瓷濾波器和聲表面波濾波等。,1.1高頻電路中的元器件,各種高頻電路基本上是由有源器件、無源元件和無源網(wǎng) 絡(luò)組成的。 高頻電路中使用的元器件與在低頻電路中使用的元器件基本相同，但是注意它們在高頻使用時的高頻特性。 高頻電路中的元件主要是電阻（器）、電容（器）和電 感（器）, 它們都屬于無源的線性元件。高頻電路中完成信 號的放大，非線性變換等功能的有源器件主要是二極管，晶體管和集成電路。,1.1.1高頻電路中的元件,1.電阻器 一個實(shí)際的電阻器，在低頻時主要表現(xiàn)為電阻特性，但在高頻使用時不僅表現(xiàn)有電阻特性的一面，而且還表現(xiàn)有電抗特性的一面。電阻器的電抗特性反映的就是高

3、頻特性。,一個電阻R的高頻等效電路如圖所示，其中CR為分布電容，LR為引線電感，R為電阻。,電阻的高頻等效電路,2.電感線圈的高頻特性 電感線圈在高頻頻段除表現(xiàn)出電感L的特性外，還具有一定的損耗電阻r和分布電容。在分析一般長、中、短波頻段電路時，通常忽略分布電容的影響。因而，電感線圈的等效電路可以表示為電感L和電阻r串聯(lián)，如圖所示。,電感線圈的串聯(lián)等效電路,電阻r隨頻率增高而增加，這主要是集膚效應(yīng)的影響。所謂集膚效應(yīng)是指隨著工作頻率的增高，流過導(dǎo)線的交流電流向?qū)Ь€表面集中這一現(xiàn)象，當(dāng)頻率很高時，導(dǎo)線中心部位幾乎完全沒有電流流過，這相當(dāng)于把導(dǎo)線的橫截面積減小為導(dǎo)線的圓環(huán)面積，導(dǎo)電的有效面積較直流

4、時大為減小，電阻r增大。工作頻率越高，圓環(huán)的面積越小，導(dǎo)線電阻就越大。 （演 示 ）,膚效應(yīng)示意圖,設(shè)流過電感線圈的電流為I，則電感L上的無功功率為I2L，而線圈的損耗功率，即電阻r的消耗功率為I2r，故由式（1.1.1）得到電感的品質(zhì)因數(shù),( 1.1.1 ),( 1.1.2 ),Q值是一個比值，它是感抗L與損耗電阻r之比，Q值越高損耗越小，一般情況下, 線圈的Q值通常在幾十到一二百左右。,在無線電技術(shù)中通常不是直接用等效電阻r，而是引入線圈的品質(zhì)因數(shù)這一參數(shù)來表示線圈的損耗性能。 品質(zhì)因數(shù)定義為無功功率與有功功率之比 :,在電路分析中，為了計(jì)算方便，有時需要把電感與電阻串聯(lián)形式的線圈等效電路

5、轉(zhuǎn)換為電感與電阻的并聯(lián)形式。 下圖中的LP、R表示并聯(lián)形式的參數(shù)。,( 1.1.3 ),電感線圈串、并聯(lián)等效電路,根據(jù)等效電路的原理，在左圖中1-2兩端的導(dǎo)納應(yīng)等于右圖中1-2兩端的導(dǎo)納，即,由上式，并用式(1.1.2)就可以得到,( 1.1.4 ),由上述結(jié)果表明，一個高Q電感線圈，其等效電路可以表示為串聯(lián)形式,也可以表示為并聯(lián)式行。在兩種形式中，電感值近似不變，串聯(lián)電阻與并聯(lián)電阻的乘積等于感抗的平方。,當(dāng)Q 1時，則,由式(1.1.4)看出，r越小R就越大，即損耗小，反之，則損耗大。 一般地，r為幾歐的量級，變換成R則為幾十到幾百千歐。 Q 也可以用并聯(lián)形式的參數(shù)表示。 由式(1.1.4)

6、有 上式代入(1.1.2)得 上式表明，若以并聯(lián)形式表示Q時，則為并聯(lián)電阻與感抗之比。,3.電容器的高頻特征 一個實(shí)際的電容器除表現(xiàn)電容特性外，也具有損耗電阻和分布電感。 在分析一般米波以下頻段的諧振回路時，常常只考慮電容和損耗。 電容器的等效電路也有兩種形式，如圖所示。,電容器的串、并聯(lián)等效電路,r,C,R,為了說明電容器損耗的大小，引入電容器的品質(zhì)因數(shù)Q，它等于容抗與串聯(lián)電阻之比,( 1.1.5 ),( 1.1.6 ),電容器損耗電阻的大小主要由介質(zhì)材料決定。 Q值可達(dá)幾千到幾萬的數(shù)量級，與電感線圈相比, 電容器的損耗常常忽略不計(jì)。,若以并聯(lián)等效電路表示，則為并聯(lián)電阻與容抗之比。,同理，可

7、以推導(dǎo)出上圖串、并聯(lián)電路的變換式:,當(dāng)Q 1時，它們近似式為,上面分析表明，一個實(shí)際的電容器，其等效電路可以表示為串聯(lián)形式，也可以表示為并聯(lián)形式。 兩種形式中電容值近似不變，串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的乘積等于容抗的平方。,1.1.2高頻電路中的有源器件 從原理上看，用于高頻電路的各種有源器件，與用于低頻或其他電子線路的器件沒有根本不同。 只是由于工作在高頻范圍，對器件的某些性能要求更高。 隨著半導(dǎo)體和集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，能滿足高頻應(yīng)用要求的器件越來越多，也出現(xiàn)了一些專門用途的高頻半導(dǎo)體器件。,1.二極管 半導(dǎo)體二極管在高頻中主要用于檢波、調(diào)制、解調(diào)及混頻等非線性變換電路中，工作在低電平。因此主要

8、用點(diǎn)接觸式二極管和表面勢壘二極管(又稱肖特基二極管)。兩者都利用多數(shù)載流子導(dǎo)電機(jī)理，它們的極間電容小，工作頻率高。,變?nèi)荻O管的記憶電容Cj與外加反偏電壓U之間呈非線性關(guān)系。變?nèi)荻O管在工作時處于反偏截止?fàn)顟B(tài)，基本上不消耗能量，噪聲小，功率高。 將它用于振蕩回路中，可以做成電調(diào)諧器，也可以構(gòu)成自動調(diào)諧電路等。 變?nèi)莨苋粲糜谡袷幤髦校梢酝ㄟ^改變電壓來改變振蕩信號的頻率。這種振蕩器稱為壓控振蕩器(VCO)，壓控振蕩器是鎖相環(huán)路的一個重要部件。,電調(diào)諧器和壓控振蕩器也廣泛用于電視接收機(jī)的高頻頭中。具有變?nèi)菪?yīng)的某些微波二極管(微波變?nèi)萜?還可以進(jìn)行非線性電容混頻、倍頻。 還有一種以P型，N型和本征

9、(I)型三種半導(dǎo)體構(gòu)成的PIN二極管，它具有較強(qiáng)的正向電荷儲存能力。它的高頻等效電阻受正向直流電流的控制，是一種可調(diào)電阻。它在高頻及微波電路中可以用做電可控開關(guān)、限幅器、電調(diào)衰減器或電調(diào)移相器。,2.晶體管與場效應(yīng)管 在高頻中應(yīng)用的晶體管仍然是雙極晶體管和多種場效應(yīng)管，這些管子比用于低頻的管子性能更好，在外形結(jié)構(gòu)方面也有所不同。 高頻晶體管有兩大類型： 一類是做小信號放大的高頻小功率管，對它們的主要要求是高增益和低噪聲； 另一類為高頻功率放大管，除了增益外，要求其在高頻有較大的輸出功率。,3.集成電路 用于高頻的集成電路的類型和品種要比用于低頻的集成電路少得多,主要分為通用型和專用型兩種。 目

10、前通用型的寬帶集成放大器，工作頻率可達(dá)一、二百兆赫茲，增益可達(dá)五、六十分貝，甚至更高。 用于高頻的晶體管模擬乘法器，工作頻率也可達(dá)一百兆赫茲以上。,1.2簡單諧振回路,諧振回路由電感線圈和電容組成，當(dāng)外界授予一定能量，電路參數(shù)滿足一定關(guān)系時，可以在回路中產(chǎn)生電壓和電流的周期振蕩回路。若該電路在某一頻率的交變信號作用下,能在電抗原件上產(chǎn)生最大的電壓或流過最大的電流，即具有諧振特性，故該電路又稱諧振回路。,諧振回路按電路的形式分為：,1.串聯(lián)諧振回路 2.并聯(lián)諧振回路 3.耦合諧振回路,用途：,1.利用他的選頻特性構(gòu)成各種諧振發(fā)大器 2.在自激振蕩器中充當(dāng)諧振回路 3.在調(diào)制、變頻、解調(diào)充當(dāng)選頻網(wǎng)

11、絡(luò),本章討論各種諧振回路在正弦穩(wěn)態(tài)情況下的諧 振特性和頻率特性。,1.2.1 串聯(lián)諧振回路,下圖是最簡單的串聯(lián)回路。 圖中r是電感線圈L中的電阻， r通常很小，可以忽略，C為電容。,振蕩回路的諧振特性可以從它們的阻抗頻率特性看出來。 當(dāng)信號角頻率為時，其串聯(lián)阻抗為：,( 1.2.1 ),回路阻抗的模|Zs|和幅角隨變化的曲線分別如下圖所示：,|Zs|,O,O,當(dāng)r； 當(dāng)0時，回路呈感性，|Zs|r； 當(dāng)0時，感抗與容抗相等，|Zs|最小，并為純電阻r， 我們稱此時發(fā)生了串聯(lián)諧振，且串聯(lián)諧振角頻率0為:,( 1.2.2 ),串聯(lián)諧振頻率0是串聯(lián)振蕩回路的一個重要參數(shù)。 若在串聯(lián)振蕩回路兩端加一恒

12、壓信號U，則發(fā)生串聯(lián)諧振時因阻抗最小，流過電路的電流最大，稱為諧振電流，其值為,在任意頻率下的回路電流I與諧振電流之比為,( 1.2.3 ),其模為 其中,( 1.2.4 ),Q被稱為回路的品質(zhì)因數(shù)，它是振蕩回路的另一個重要參數(shù)。 根據(jù)式（1.2.3）畫出相應(yīng)的曲線如圖所示，稱為諧振曲線。,Q1Q2,由圖可知回路的品質(zhì)因數(shù)越高，諧振曲線越尖銳，回路選擇性越好。,在實(shí)際應(yīng)用時，外加的頻率與回路諧振頻率0之差=-0表示頻率偏離諧振頻率0的程度，稱為失諧。 當(dāng)與0很接近時,在串聯(lián)回路中，電阻、電感、電容上的電壓值與電抗值成正比，因此串聯(lián)諧振時電感及電容上的電壓為最大，其值為電阻上電壓值的Q倍，也就是

13、恒壓源的電壓值的Q倍。 發(fā)生諧振的物理意義是，此時電容和電感中儲存的最大能量相等。,令 為廣義失諧量，則式(1.2.3) 可寫成,當(dāng)保持外加信號的幅值不變而改變其頻率時，將回路電流值下降為諧振值的1/2時所對應(yīng)的頻率范圍稱回路的通頻帶，亦稱回路帶寬，通常用B表示。 令上式等于1/2，則可以推得=1，從而可得帶寬為,串聯(lián)振蕩回路的相位特性與其輻角特性相反。 在諧振 時回路中的電流、電壓關(guān)系如圖所示。 圖中 與 同相， 和 分別為電感和電容上的電壓。 由圖可知， 和 反相。,1.2.2 并聯(lián)諧振回路,串聯(lián)諧振回路適用于電源內(nèi)阻為低內(nèi)阻的情況或低阻抗電路。 當(dāng)頻率不是非常高時，并聯(lián)諧振回路應(yīng)用最廣。

14、 1. 并聯(lián)諧振回路原理 并聯(lián)諧振回路是與串聯(lián)諧振回路對偶的電路，其等效電路見下圖：,C,L,r,當(dāng)并聯(lián)諧振回路電納部分b0時，回路兩端電壓 與電流 同相，稱為并聯(lián)諧振。并設(shè)并聯(lián)諧振的角頻率為 ，則,式中電導(dǎo)和電納分別為,并聯(lián)諧振,即,可見，諧振時，回路的感抗和容抗近似相等。,當(dāng) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1時，則,通常將這時感抗和容抗的數(shù)值稱為回路的特性阻抗，用字母表示。即：,諧振時，由于電納b=0,總導(dǎo)納只包含電導(dǎo)部分,稱為諧振電導(dǎo),用gp表示,回路的特性阻抗與回路電阻r之比稱為回路的品質(zhì)因數(shù)。即：,諧振時，回路兩端的電壓 與信號源電流 同相，,下面我們分析，當(dāng)電路諧振時，流過電感支路和電容支路的電流與信號

15、源電流 的相位關(guān)系。,其諧振阻抗為,電感支路的電流為： 電容支路的電流為：,( 1.2.4 ),當(dāng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于時，式1.2.4可簡化為 由式1.2.4，1.2.5可知，在諧振時，電感支路的電流在數(shù)值上比電源的電流約大倍，相位滯后接近 ；電容支路的電流在數(shù)值上比電源電流大倍，但相位超前 。它們的向量關(guān)系如下圖所示。,( 1.2.5 ),代換電路 為了分析問題方便，往往將并聯(lián)諧振電路又左圖變向右圖。根據(jù)式,( 1.2.6 ),當(dāng)r遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于L時，(接近 0 ),由1.2.6式可知，在諧振情況下，和不變，只是令 即可。,于是,頻率特性 所謂回路的頻率特性就是 回路端電壓 與頻率的關(guān)系。 如右圖所示。,L,

16、C,g,1.2.7,式1.2.7就是并聯(lián)回路的幅頻特性和相頻特性,將其幅頻特性歸一化。,考慮 和 ，上式中,式中 稱為相對失諧。,于是,由右圖可見，回路Q 值越高，曲線越尖銳。所以 在電子線路中常用諧振回路 從不同頻率的各種信號中選 擇所需要的信號，諧振回路 的這種性質(zhì)稱為選擇性?；?路Q值越高，選擇性越好。 當(dāng)失諧不大時，即離開諧 振頻率不太遠(yuǎn)時，f + f0 2f0 于是相對失諧,Q1Q2,0,N( f ),由圖可見(見下頁) 當(dāng) 0( 即 f f0 )時， 即電壓 滯后電流 , 回路呈容性；,式中f = f - f0是相對于諧振頻率 f0的失諧量，于是 式1.2.7的相頻特性可簡化為,當(dāng)

17、 =0 ( 即f = f0 )時， ，即電壓 與 同相 位，回路呈純阻性。 同時還可以看出，Q越高，在 f0 附近，相位頻率特性 越陡。,0,例1.2.1 設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載，信號中心頻率fs=10MHz，回路電容C=50pf， (1)試計(jì)算所需的線圈電感值。 (2)若線圈品質(zhì)因數(shù)為Q=100，試計(jì)算回路諧振電阻及 回路帶寬。 (3)若放大器所需的帶寬B=0.5MHZ， 則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大的電阻 才能滿足放大器所需帶寬要求?,解：(1)計(jì)算L值,將f0=fS=10MHz代入得 L=5.07,(2)回路諧振電阻和帶寬,回路帶寬為,(3)求滿足0.5MHz帶寬的并聯(lián)電阻。設(shè)回路上

18、并聯(lián)電阻為R1，并聯(lián)后的總電阻為R1/R0，總的回路有載品質(zhì)因數(shù)為QL。,2.信號源內(nèi)阻及負(fù)載電阻對并聯(lián)諧振回路的影響 考慮到信號源內(nèi)阻( )和負(fù)載( )對并聯(lián)諧振回路的影響的電路如圖所示,并聯(lián)回路與信號源和負(fù)載連接,令諧振回路總電導(dǎo)為，則,gs,C,L,gp,gL,現(xiàn)設(shè)無載Q值為Q0 ( 沒有接入負(fù)載和電流內(nèi)阻的Q值 ) 有載Q值為QL( -接入負(fù)載和電流內(nèi)阻的Q值 ),則,于是,結(jié)論: 回路并聯(lián)接入的gs和gL越大(即Rs和RL越小)，則QL較Q0下降就越多 , 也就是信號源內(nèi)阻和負(fù)載電阻的旁路作用越嚴(yán)重。,3.抽頭并聯(lián)振蕩電路,一、 自耦變壓器耦合連接 如圖，在不考慮自耦變壓器的損耗前提

19、下，從1、3兩端 看過去阻抗R上所得到的功率P1與2，3端RL所得到的功率P2 相等，并設(shè)13端的電壓為U1，23端的電壓為U2。,Rs,C,N1,N2,RL,Rs,L,L,C,RL,1,2,3,1,3,V2,可以寫出,說明它對回路的影響減小,引入接入系數(shù)，以p表示：,它表示在總?cè)?shù)N1中接入N2所占比例。所以P在01之間，調(diào)節(jié)P的大小可以改變折合電阻的數(shù)值。P越小，RL與回路的接入部分越少，對回路影響越小，RL就越大。,或,二、 雙電容抽頭耦合連接,電路如圖，回路電容值,負(fù)載電阻RL接在電容的抽頭部分2 3端，同樣可以把RL等效折合到1 3端。 RL的折合公式為,上式可以用功率相等的方法證明

20、，也可以用串、并聯(lián)等效代換公式導(dǎo)出?，F(xiàn)在用這種方法證明。,Rs,L,C1,C2,RL,C1,C2,RLs,C1,C2,RL,1,2,3,1,3,2,C,證明：把圖中RL與C2的并聯(lián)形式轉(zhuǎn)換為串連形式,當(dāng) 時，可得,再把RLS與C1、C2串連形式轉(zhuǎn)換成并聯(lián)形式,式中， 將1.2.8 代入1.2.9得,由于 ，所以 RLRL , 其接入系數(shù)公式為,（1.2.8）,（1.2.9）,雖然雙電容抽頭的連接方式多了一個電容元件，但是， 它避免了繞制變壓器和線圈抽頭的麻煩，調(diào)整方便，同時還 起到隔電流作用。再頻率較高時，可將分部電容作為此類電 路總的電容，這個方法得到廣泛應(yīng)用。,三、雙電感抽頭耦合連接,這里

21、L1與L2是沒有耦合的，它們各自屏蔽起來，串連組 成回路電感，若將RL折合到13端可得,由于， 則，其接入系數(shù)為,因該電路電感需要采用屏蔽措施，故起應(yīng)用不如前面幾種廣泛。,Rs,L,L1,L2,RL,Rs,C,L,RL,1,3,2,1,3,當(dāng)外接負(fù)載不為純阻，還包含電抗部分時，上述等效關(guān)系仍然成立,例如,由上式可知，電阻折合變大，而電容折合變小(實(shí)際容抗變大)。充電位低端向高端折合的一般規(guī)律式阻抗變大。,C,RL,CL,C,L,RL,CL,等效折合的方法也完全適用于信號流,信號流與負(fù)載可以分別采用部分接入形式，右圖就是接收機(jī)中常用的連接形式。圖中，信號流自耦合變壓器形式接入，接入系數(shù)為p1；負(fù)

22、載以變壓器的形式接入，接入系數(shù)為p2。,L,C,Rs,L,CL,Rl,Rs,C,RP,L,P1,P2,Rs,例 2 如圖2 11， 抽頭回路由電流源激勵, 忽略回路本身的固有損耗, 試求回路兩端電壓u(t)的表示式及回路帶寬。 ,解 由于忽略了回路本身的固有損耗, 因此可以認(rèn)為Q。 由圖可知, 回路電容為,諧振角頻率為,電阻R1的接入系數(shù),等效到回路兩端的電阻為,回路兩端電壓u(t)與i(t)同相, 電壓振幅U=IR=2 V, 故,輸出電壓為,回路有載品質(zhì)因數(shù),回路帶寬,結(jié)論： 部分接入法可實(shí)現(xiàn)阻抗變換 作用： 1）使信號源內(nèi)阻、負(fù)載電阻對諧振回路的輸入輸出特性影響減?。?2）可以利用部分接入

23、法可實(shí)現(xiàn)阻抗變換的特性實(shí)現(xiàn)輸入、輸出阻抗匹配。,1.3 濾波器,1.3.1 石英晶體的物理特性： 石英是礦物質(zhì)硅石的一種（也可人工制造），化學(xué)成分是SiO2，其形狀為結(jié)晶的六角錐體。圖(a)表示自然結(jié)晶體，圖(b)表示晶體的橫截面。為了便于研究，人們根據(jù)石英晶體的物理特性，在石英晶體內(nèi)畫出三種幾何對稱軸，連接兩個角錐頂點(diǎn)的一根軸ZZ，稱為光軸，在圖(b)中沿對角線的三條XX軸，稱為電軸，與電軸相垂直的三條YY軸，稱為機(jī)械軸。,沿著不同的軸切下，有不同的切型，X切型、Y切型、AT切型、BT、CT等等。 石英晶體具有正、反兩種壓電效應(yīng)。當(dāng)石英晶體沿某一電軸受到交變電場作用時，就能沿機(jī)械軸產(chǎn)生機(jī)械振

24、動，反過來，當(dāng)機(jī)械軸受力時，就能在電軸方向產(chǎn)生電場。且換能性能具有諧振特性，在諧振頻率，換能效率最高。,石英晶體和其他彈性體一樣，具有慣性和彈性，因而存在著固有振動頻率，當(dāng)晶體片的固有頻率與外加電源頻率相等時，晶體片就產(chǎn)生諧振。,器件封裝圖,2. 石英晶體振諧器的等效電路和符號,石英片相當(dāng)一個串聯(lián)諧振電路，可用集中參數(shù)Lq、Cq、rq來模擬，Lq為晶體的質(zhì)量（慣性），Cq 為等效彈性模數(shù)，rg 為機(jī)械振動中的摩擦損耗。,右圖表示石英諧振器的基頻等效電路。 電容C0稱為石英諧振器的靜電容。其容量主要決定于石英片尺寸和電極面積。 一般C0在幾PF 幾十PF。式中 石英介電常數(shù)，s 極板面積，d 石

25、英片厚度,C,0,r,q,C,q,L,q,J,T,b,a,r,q,L,q,C,q,C,o,a,b,石英晶體的特點(diǎn)是： 等效電感Lq特別大、等效電容Cq特別小，因此，石英晶 體的Q值 很大，一般為幾萬到幾百萬。這是 普通LC電路無法比擬的。 由于 ，這意味著等效電路中的接入系數(shù)很小, 因此外電路影響很小。,3. 石英諧振器的等效電抗（阻抗特性） 石英晶體有兩個諧振角頻率。一個是左邊支路的串聯(lián)諧振角頻率q，即石英片本身的自然角頻率。另一個為石英諧振器的并聯(lián)諧振角頻率p。 串聯(lián)諧振頻率 并聯(lián)諧振頻率,顯然,接入系數(shù)p很小，一般為10-3數(shù)量級，所以p與q很接近。,上式忽略 rq 后可簡化為 當(dāng) =

26、q時z0 = 0 Lq、Cq串諧諧振，當(dāng) = p，z0 = ，回路并諧諧振。 當(dāng) 為容性。 當(dāng) 時,jx0 為感性。其電抗曲線如上圖所示。,并不等于石英晶體片本身的等效電感Lq。 石英晶體濾波器工作時，石英晶體兩個諧振頻率之間感性區(qū)的寬度決定了濾波器的通帶寬度。,必須指出，在q與p的角頻率之間，諧振器所呈現(xiàn)的等效電感,1.陶瓷濾波器 利用某些陶瓷材料的壓電效應(yīng)構(gòu)成的濾波器，稱為陶瓷濾波器。它常用鋯鈦酸鉛Pb(zrTi)O3壓電陶瓷材料（簡稱PZT）制成。,這種陶瓷片的兩面用銀作為電極，經(jīng)過直流高壓極化之后具有和石英晶體相類似的壓電效應(yīng)。 優(yōu)點(diǎn)：容易焙燒，可制成各種形狀；適于小型化；且耐熱耐濕性

27、好。 它的等效品質(zhì)因數(shù)QL為幾百，比石英晶體低但比LC濾波高。,1.3.2 集中濾波器,符號及等效電路,圖中C0 等效為壓電陶瓷諧振子的固定電容；Lq 為機(jī)械振動的等效質(zhì)量；Cq 為機(jī)械振動的等效彈性模數(shù)；Rq為機(jī)械振動的等效阻尼；其等效電路與晶體相同。,并聯(lián)諧振頻率 式中，C 為C0和C8串聯(lián)后的電容。,其串聯(lián)諧振頻率,2. 陶瓷濾波器電路 四端陶瓷濾波器： 如將陶瓷濾波器連成如圖所示的形式，即為四端陶瓷濾波器。圖(a)為由二個諧振子組成的濾波器，圖(b)為由五個諧振子組成四端濾波器。諧振子數(shù)目愈多，濾波器的性能愈好。,聲表面波濾波器SAWF（Surface Acoustic Wave Fi

28、lter） 是一種以鈮酸鋰、石英或鋯鈦酸鉛等壓電材料為襯底（基體）的一種電聲換能元件。 1. 結(jié)構(gòu)與原理： 聲表面波濾器是在經(jīng)過研磨拋光的極薄的壓電材料基片上，用蒸發(fā)、光刻、腐蝕等工藝制成兩組叉指狀電極，其中與信號源連接的一組稱為發(fā)送叉指換能器，與負(fù)載連接的一組稱為接收叉指換能器。當(dāng)把輸入電信號加到發(fā)送換能器上時，叉指間便會產(chǎn)生交變電場。,3.聲表面波濾波器,聲表面波濾器的濾波特性，如中心頻率、頻帶寬度、頻響特性等一般由叉指換能器的幾何形狀和尺寸決定。這些幾何尺寸包括叉指對數(shù)、指條寬度a、指條間隔b、指條有效長度 B和周期長度M等。上圖是聲表面波濾波器的基本結(jié)構(gòu)圖。嚴(yán)格地說，傳輸?shù)穆暡ㄓ斜砻娌ê腕w波，但主要是聲面波。在壓電襯底的另一端可用第二個叉指形換能器將聲波轉(zhuǎn)換成電信號。,聲表面波濾波器的符號如圖(a)所示，圖(b)為它的等效電路. 其左邊為發(fā)送換能器，is和Gs表示信號源。G中消耗的功率相當(dāng)于轉(zhuǎn)換為聲能的功率。右邊為接收換能器，GL為負(fù)載電導(dǎo)，G