首頁晶振行業(yè)動(dòng)態(tài) 單片晶體濾波器MCF提供高水平的性能
單片晶體濾波器MCF提供高水平的性能
來源：http://eitherspanlaw.com 作者：億金電子 2019年05月27
單片晶體濾波器,MCF技術(shù)用于在無線電基站和其他高性能無線電接收器等應(yīng)用中,提供小巧有效的帶通濾波器.單片晶體濾波器MCF提供高水平的性能,其中包括在無線電基站的中頻放大器部分和其他形式的高級(jí)無線電接收器中使用的應(yīng)用需要帶通濾波器.
雖然一種選擇是使用石英晶體帶通濾波器,但單片濾波器能夠提供更好的性能并且可以做得更小.使用類似于半導(dǎo)體技術(shù)的技術(shù),單片晶體濾波器使用單個(gè)石英晶片制造,以提供非常高的性能水平.
表面貼裝單片晶體濾波器Courtesy Murata
單片晶體濾波器：基礎(chǔ)知識(shí)
傳統(tǒng)上,晶體濾波器由許多分立晶體制成.然而,這些設(shè)計(jì)需要使用多個(gè)單獨(dú)的晶振晶體-通常使用六個(gè)或八個(gè)來提供所需的性能.因此它們變得很大并且需要仔細(xì)的設(shè)計(jì)和組裝.
單片晶體濾波器MCF不是使用多個(gè)分立晶體,而是使用單晶元件和兩組電極鍍?cè)诒砻嫔?有兩種方法可以做到這一點(diǎn)：
1.相同的電極：第一種方法是有兩組相同的電極,頂部和底部.
2.單個(gè)公共接地電極：或者可以將單個(gè)電極電鍍到一個(gè)表面上,作為具有兩個(gè)電極的公共接地,一個(gè)用于輸入,另一個(gè)用于頂部的輸出.
像大多數(shù)用于射頻應(yīng)用的晶體一樣,使用AT切割-晶體的切割由從原始石英晶體切割毛坯的角度定義,切割角度定義了晶體毛坯的許多特性和因此整個(gè)過濾器.將兩組電極放置在晶體上.電極通過晶體中的機(jī)械共振彼此耦合,以提供高選擇性的濾光器.
單片晶體濾波器MCF的概念
用于單片晶體濾波器的石英晶體MCF以與普通石英晶體相同的方式生長和切割.這些天使用合成石英,并且切割,研磨和研磨坯料,因?yàn)樗鼈冇糜诰w諧振器.
一旦坯料完成,電極就沉積在石英上.這些通常是鋁,銀或金,它們必須在非常受控的條件下沉積,以便它們覆蓋所需的區(qū)域并具有正確的厚度.電極的厚度可用于將濾波器修整到其精確的諧振頻率.使電極稍微變厚會(huì)降低頻率,從而使最終性能滿足非常嚴(yán)格的要求.
4極單片晶體濾波器空白Courtesy Euroquartz
與標(biāo)準(zhǔn)石英晶體一樣,單片晶體濾波器MCF依賴于石英在其工作中表現(xiàn)出的壓電效應(yīng).當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)在一對(duì)電極上時(shí),它們會(huì)在晶體上產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng).這些受到晶體元件的機(jī)械共振的影響,并且只有通過晶體管的通帶內(nèi)的那些信號(hào)才能被第二對(duì)電極拾取.
濾波器的主要諧振區(qū)域位于上表面和下表面上的電極之間.電極之間的晶片厚度將等于nλ/2,其中λ是晶體中振動(dòng)的波長.
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單片晶體濾波器的組成,MCF顯示諧振節(jié)點(diǎn)
注意：此濾波器使用單個(gè)公共接地電極
濾波器的操作可以用等效電路來解釋.這有幾個(gè)元素,每個(gè)元素都增加了濾波器的整體性能.
石英晶體單片濾波器的等效電路
單片晶體濾波器MCF電路的操作有幾個(gè)要素.
L1/C1和L2/C2：這是兩個(gè)串聯(lián)諧振電路.這些等效組分的實(shí)際值由石英元件的機(jī)械尺寸和性質(zhì)決定.
L3：這表示兩個(gè)諧振電路之間的內(nèi)部耦合內(nèi)的內(nèi)部耦合.假設(shè)L1=L2,它通常等于kx L1.它可以從帶寬除以中心頻率（B/F0）計(jì)算得出.耦合常數(shù)的典型值約為0.0005.
Co：這是輸入和輸出的頂部和底部電極之間的寄生電容-它們被假定為相同.該電容可以容納在濾波器外部和外部電路內(nèi)的輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)內(nèi).
Cp：Cp是整體晶體濾波器的諧振元件上的寄生漏電容.該電容需要保持盡可能小,以防止濾波器上的信號(hào)泄漏,這會(huì)損害其阻帶衰減性能
單片晶體濾波器可以設(shè)計(jì)用于各種頻率.然而成本上升,隨著制造變得越來越嚴(yán)格,隨著SMD晶振晶體變得更小和更脆弱,廢品率上升,頻率也隨之增加.在需要高頻操作的情況下,這些單片濾波器可以以泛音模式運(yùn)行,這導(dǎo)致晶體元件比基頻工作時(shí)更大,因此更加堅(jiān)固.
2極單片晶體濾波器空白Courtesy Euroquartz
雖然一種選擇是使用石英晶體帶通濾波器,但單片濾波器能夠提供更好的性能并且可以做得更小.使用類似于半導(dǎo)體技術(shù)的技術(shù),單片晶體濾波器使用單個(gè)石英晶片制造,以提供非常高的性能水平.
表面貼裝單片晶體濾波器Courtesy Murata
傳統(tǒng)上,晶體濾波器由許多分立晶體制成.然而,這些設(shè)計(jì)需要使用多個(gè)單獨(dú)的晶振晶體-通常使用六個(gè)或八個(gè)來提供所需的性能.因此它們變得很大并且需要仔細(xì)的設(shè)計(jì)和組裝.
單片晶體濾波器MCF不是使用多個(gè)分立晶體,而是使用單晶元件和兩組電極鍍?cè)诒砻嫔?有兩種方法可以做到這一點(diǎn)：
1.相同的電極：第一種方法是有兩組相同的電極,頂部和底部.
2.單個(gè)公共接地電極：或者可以將單個(gè)電極電鍍到一個(gè)表面上,作為具有兩個(gè)電極的公共接地,一個(gè)用于輸入,另一個(gè)用于頂部的輸出.
像大多數(shù)用于射頻應(yīng)用的晶體一樣,使用AT切割-晶體的切割由從原始石英晶體切割毛坯的角度定義,切割角度定義了晶體毛坯的許多特性和因此整個(gè)過濾器.將兩組電極放置在晶體上.電極通過晶體中的機(jī)械共振彼此耦合,以提供高選擇性的濾光器.
單片晶體濾波器MCF的概念
一旦坯料完成,電極就沉積在石英上.這些通常是鋁,銀或金,它們必須在非常受控的條件下沉積,以便它們覆蓋所需的區(qū)域并具有正確的厚度.電極的厚度可用于將濾波器修整到其精確的諧振頻率.使電極稍微變厚會(huì)降低頻率,從而使最終性能滿足非常嚴(yán)格的要求.
4極單片晶體濾波器空白Courtesy Euroquartz
濾波器的主要諧振區(qū)域位于上表面和下表面上的電極之間.電極之間的晶片厚度將等于nλ/2,其中λ是晶體中振動(dòng)的波長.
單片晶體濾波器的組成,MCF顯示諧振節(jié)點(diǎn)
濾波器的操作可以用等效電路來解釋.這有幾個(gè)元素,每個(gè)元素都增加了濾波器的整體性能.
石英晶體單片濾波器的等效電路
L1/C1和L2/C2：這是兩個(gè)串聯(lián)諧振電路.這些等效組分的實(shí)際值由石英元件的機(jī)械尺寸和性質(zhì)決定.
L3：這表示兩個(gè)諧振電路之間的內(nèi)部耦合內(nèi)的內(nèi)部耦合.假設(shè)L1=L2,它通常等于kx L1.它可以從帶寬除以中心頻率（B/F0）計(jì)算得出.耦合常數(shù)的典型值約為0.0005.
Co：這是輸入和輸出的頂部和底部電極之間的寄生電容-它們被假定為相同.該電容可以容納在濾波器外部和外部電路內(nèi)的輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)內(nèi).
Cp：Cp是整體晶體濾波器的諧振元件上的寄生漏電容.該電容需要保持盡可能小,以防止濾波器上的信號(hào)泄漏,這會(huì)損害其阻帶衰減性能
單片晶體濾波器可以設(shè)計(jì)用于各種頻率.然而成本上升,隨著制造變得越來越嚴(yán)格,隨著SMD晶振晶體變得更小和更脆弱,廢品率上升,頻率也隨之增加.在需要高頻操作的情況下,這些單片濾波器可以以泛音模式運(yùn)行,這導(dǎo)致晶體元件比基頻工作時(shí)更大,因此更加堅(jiān)固.
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