單片晶體濾波器MCF提供高水平的性能
來源：http://www.lbfp.com.cn 作者：億金電子 2019年05月27
單片晶體濾波器,MCF技術用于在無線電基站和其他高性能無線電接收器等應用中,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無線電接收器中使用的應用需要帶通濾波器.
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.使用類似于半導體技術的技術,單片晶體濾波器使用單個石英晶片制造,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：基礎知識
傳統上,晶體濾波器由許多分立晶體制成.然而,這些設計需要使用多個單獨的晶振晶體-通常使用六個或八個來提供所需的性能.因此它們變得很大并且需要仔細的設計和組裝.
單片晶體濾波器MCF不是使用多個分立晶體,而是使用單晶元件和兩組電極鍍在表面上.有兩種方法可以做到這一點：
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.單個公共接地電極：或者可以將單個電極電鍍到一個表面上,作為具有兩個電極的公共接地,一個用于輸入,另一個用于頂部的輸出.
像大多數用于射頻應用的晶體一樣,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過濾器.將兩組電極放置在晶體上.電極通過晶體中的機械共振彼此耦合,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,因為它們用于晶體諧振器.
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.使電極稍微變厚會降低頻率,從而使最終性能滿足非常嚴格的要求.
4極單片晶體濾波器空白Courtesy Euroquartz
與標準石英晶體一樣,單片晶體濾波器MCF依賴于石英在其工作中表現出的壓電效應.當信號出現在一對電極上時,它們會在晶體上產生機械振動.這些受到晶體元件的機械共振的影響,并且只有通過晶體管的通帶內的那些信號才能被第二對電極拾取.
濾波器的主要諧振區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是晶體中振動的波長.
單片晶體濾波器的組成,MCF顯示諧振節點
注意：此濾波器使用單個公共接地電極
濾波器的操作可以用等效電路來解釋.這有幾個元素,每個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電路的操作有幾個要素.
L1/C1和L2/C2：這是兩個串聯諧振電路.這些等效組分的實際值由石英元件的機械尺寸和性質決定.
L3：這表示兩個諧振電路之間的內部耦合內的內部耦合.假設L1=L2,它通常等于kx L1.它可以從帶寬除以中心頻率（B/F0）計算得出.耦合常數的典型值約為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的輸入和輸出匹配網絡內.
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泄漏,這會損害其阻帶衰減性能
單片晶體濾波器可以設計用于各種頻率.然而成本上升,隨著制造變得越來越嚴格,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行,這導致晶體元件比基頻工作時更大,因此更加堅固.
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.使用類似于半導體技術的技術,單片晶體濾波器使用單個石英晶片制造,以提供非常高的性能水平.
表面貼裝單片晶體濾波器Courtesy Murata
傳統上,晶體濾波器由許多分立晶體制成.然而,這些設計需要使用多個單獨的晶振晶體-通常使用六個或八個來提供所需的性能.因此它們變得很大并且需要仔細的設計和組裝.
單片晶體濾波器MCF不是使用多個分立晶體,而是使用單晶元件和兩組電極鍍在表面上.有兩種方法可以做到這一點：
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.單個公共接地電極：或者可以將單個電極電鍍到一個表面上,作為具有兩個電極的公共接地,一個用于輸入,另一個用于頂部的輸出.
像大多數用于射頻應用的晶體一樣,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過濾器.將兩組電極放置在晶體上.電極通過晶體中的機械共振彼此耦合,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.使電極稍微變厚會降低頻率,從而使最終性能滿足非常嚴格的要求.
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是晶體中振動的波長.
單片晶體濾波器的組成,MCF顯示諧振節點
濾波器的操作可以用等效電路來解釋.這有幾個元素,每個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：這是兩個串聯諧振電路.這些等效組分的實際值由石英元件的機械尺寸和性質決定.
L3：這表示兩個諧振電路之間的內部耦合內的內部耦合.假設L1=L2,它通常等于kx L1.它可以從帶寬除以中心頻率（B/F0）計算得出.耦合常數的典型值約為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的輸入和輸出匹配網絡內.
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泄漏,這會損害其阻帶衰減性能
單片晶體濾波器可以設計用于各種頻率.然而成本上升,隨著制造變得越來越嚴格,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行,這導致晶體元件比基頻工作時更大,因此更加堅固.
2極單片晶體濾波器空白Courtesy Euroquartz
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