高频电子电路1.3

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1、1.3集中选频放大器高频电路中，将放大和选频分开，即先用集中选频滤波器来完成信号的选择，然后用集成宽带电路进行信号放大。1.3.1集中选频滤波器1.LC式集中选频滤波器实际上就是由多节调谐回路构成的LC滤波器，在高性能电路中用得越来越少。2.石英晶体滤波器1）物理特性石英晶体具有正、反两种压电效应。且换能性能具有谐振特性，在谐振频率，换能效率最高。当晶体片的固有频率与外加电源频率相等时，晶体片就产生谐振。2）石英晶体振谐器的等效电路和符号a石英片相当一个串联谐振电路，可用集中参数Lq、Cq、rq来模拟，Lq为晶体的Lq质量（惯性），C为等效弹性模数，rqg为机械振动中

2、的摩擦损耗。JTCqC0右图表示石英谐振器的基频等效电路。rq电容C称为石英谐振器的静电容。其0容量主要决定于石英片尺寸和电极面积。bsC0d一般C0在几PF～几十PF。式中—石英CqLq介电常数，s—极板面积，d—石英片厚a度CCorqqPC0b石英晶体的特点是：①等效电感L特别大、等效电容C特别小，因此，石英晶qq1Lq体的Q值Qq很大，一般为几万到几百万。这是rCqq普通LC电路无法比拟的。②由于C0Cq，这意味着等效电路中的接入系数很小,因此外电路影响很小。3）石英谐振器的等效电抗（阻抗特性）石英晶体有两个谐振角频率。一个是左边支路的串联谐振角频

3、率，即石英片本身的自然角频率。另一个为石英谐振器的q并联谐振角频率。p串联谐振频率1qLCqq并联谐振频率11pCCLC0qqLqCC0q显然由于CC,因此与很接近pqq0pqCq11PpqqC0-3接入系数p很小，一般为10数量级，所以与很接近。pqxo11jrqj(Lq)z1z20C0Cqqzp0Ozz1112rj(L)j感qqCC性容性q0容性2211/q上式忽略rq后可简化为z0jx0j22C01p/当=时z=0L、C串谐谐振，当=，

4、z=，回q0qqp0路并谐谐振。当,时,jx为容性。pq0当时,jx为感性。其电抗曲线如上图所示。pq0必须指出，在与的角频率之间，谐振器所呈现qp的等效电感2211/qLe222C1/0p并不等于石英晶体片本身的等效电感L。q石英晶体滤波器工作时，石英晶体两个谐振频率之间感性区的宽度决定了滤波器的通带宽度。3.陶瓷滤波器利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，称为陶瓷滤波器。它常用锆钛酸铅[Pb(zrTi)O]压电陶瓷材料（简称3PZT）制成。这种陶瓷片的两面用银作为电极，经过直流高压极化之后具有和石英晶体相类似的压电效

5、应。优点：容易焙烧，可制成各种形状；适于小型化；且耐热耐湿性好。它的等效品质因数Q为几百，比石英晶体低但比LC滤波L高。符号及等效电路图中C等效为压电陶瓷谐振子的固定0电容；L为机械振动的等效质量；CLqqq为机械振动的等效弹性模数；R为机q2LCCo械振动的等效阻尼；其等效电路与晶q体相同。Rq1其串联谐振频率qLCqq11并联谐振频率pCCLCq0qLqCCq0式中，C为C0和C8串联后的电容。四端陶瓷滤波器：如将陶瓷滤波器连成如图所示的形式，即为四端陶瓷滤波器。图(a)为由二个谐振子组成的滤波器，图(b)为由五个谐振子组

6、成四端滤波器。谐振子数目愈多，滤波器的性能愈好。2L12L2(a)(b)4.声表面波滤波器声表面波滤波器SAWF（SurfaceAcousticWaveFilter）是一种以铌酸锂、石英或锆钛酸铅等压电材料为衬底（基体）的一种电声换能元件。1.结构与原理：声表面波滤器是在经过研磨抛光的极薄的压电材料基片上，用蒸发、光刻、腐蚀等工艺制成两组叉指状电极，其中与信号源连接的一组称为发送叉指换能器，与负载连接的一组称为接收叉指换能器。当把输入电信号加到发送换能器上时，叉指间便会产生交变电场。发送叉指发收叉指压电基片换能器换能器吸声材料RsRL~Us声表面波滤器的滤波特性，如中

7、心频率、频带宽度、频响特性等一般由叉指换能器的几何形状和尺寸决定。这些几何尺寸包括叉指对数、指条宽度a、指条间隔b、指条有效长度B和周期长度M等。上图是声表面波滤波器的基本结构图。严格地说，传输的声波有表面波和体波，但主要是声面波。在压电衬底的另一端可用第二个叉指形换能器将声波转换成电信号。符号及等效电路声表面波滤波器的符号如图(a)所示，图(b)为它的等效电路.其左边为发送换能器，i和G表示信号源。G中消耗的功率ss相当于转换为声能的功率。右边为接收换能器，G为负载电导L，G中消耗的功率相当于再转换为电能的功率。L出IsCCGLG入sGG(a)(b