Электромеханические фильтры

Лекция №9

Методы повышения стабильности частоты автогенератора

1)Термостатирование (узел автогенератора помещают в термостат);

2) Применение элементов с низкими ТКИ и ТКЕ;

3) Температура компенсации (ТКИ и ТКЕ берут разных знаков);

4) Повышение стабильности напряжения источника питания;

5) Буферизация (снятие нагрузки с колебательного контура);

 

Все эти меры приводят к уменьшению нестабильности частоты

= 10^-4 – 10^-5

Кварцевая стабилизация частоты

 

Дальнейшее повышение стабильности частоты достигается с использованием кварцевых резонаторов.

Рис. 9.1 эквивалентная электрическая схема кварца

 

Кварцевый резонатор – кристалл кварца с напыленными обкладками. Основное свойство высокая стабильность частоты механических колебаний.

Электрическая схема кварцевого резонатора

Д.у. механических колебаний кварца и д.у колебательного контура – подобны.

В такой схеме два резонанса: последовательный и параллельный.

 

Схема рис. 9.1 имеет два резонанса: параллельный и последовательный

 

(9.1)

Рис. 9.2а график зависимости сопротивления кварца от частоты

единицы десятки Гц (очень близко расположены друг к другу)

 

Рис. 9.2б кварцевый резонатор в емкостной трехточке

Рис. 9.3 Осциляторная схема автогенератора ()

Рис. 9.4 включение кварца в цепь ОС ()

= 10^-5 – 10^-6

Если еще улучшать, то à все меры…. (термостатирование….)

 

Фильтры

Предназначены для выделения определенной полосы частот из спектра сигнала и подавление на других частотах (ФНЧ, ФВЧ, ППФ) или подавления частот спектра сигнала (ПЗФ. РФ)

 

Классификация фильтров

По виду АЧХ

Рис. 9.5 АЧХ ФНЧ и ФВЧ

 

 

 

Рис. 9.6 АЧХ ППФ и ПЗФ

 

Рис. 9.7 АЧХ РФ

 

По типу

Два основных типа: пассивные (большинство) и активные.

Основные типы пассивных фильтров

1) LC и RC– фильтры (LCФ, RCФ);

2) Пьезокерамические фильтры (ПКФ);

3) Кварцевые фильтры (КФ);

4) Фильтры на поверхностно акустических волнах (ПАВ);

5) Электромеханические фильтры (ЭМФ)

 

фильтры пп 2, 3, 4 – пьезокерамика (пьезотроника)

 

Основные типы активных фильтров

1) С RC цепями в ОС (ARCФ);

2) Гираторы;

3) Фильтры на ПЗС – матрицах;

4) Фильтры на коммутационных элементах;

5) Синхронные фильтры и т.д.

 

Рис. 9.8 Добротности (Q) и частотный диапазон применения фильтров

RC и LC-фильтры

Рис. 9.8 RC-ФНЧ “Г“ образный

Рис. 9.10 RC-ФВЧ “Г“ образный

Рис. 9.11 LC-ФНЧ “Г“ образный и “П“ образный

 

 

Рис. 9.12 LC-ФВЧ “Г“ образный и “П“ образный

 

 

Рис. 9.13 LC-ППФ “Г“ образный

 

 

Рис. 9.13 LC-ППФ с параллельными и последоввательными контурами

 

 

Рис. 9.14 LC-РФ с паралл. и посл. контурами

 

LC-фильтры имеет ряд преимуществ:

- гибкость согласованиия;

- низкие потери;

- малые собственные шумы;

- дешевизна.

 

Электромеханические фильтры

 

 

 

 

Рис. 9.15 принцип действия

 

П1 и П2 – магнитострикционные преобразователи.

 

Резонаторы – сталь, Al, Mg

Связка – текстолит;

Q= 1000-2000