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单片晶体滤波器MCF提供高水平的性能

来源：http://www.yijindz.com 作者：亿金电子 2019年05月27

单片晶体滤波器,MCF技术用于在无线电基站和其他高性能无线电接收器等应用中,提供小巧有效的带通滤波器.单片晶体滤波器MCF提供高水平的性能,其中包括在无线电基站的中频放大器部分和其他形式的高级无线电接收器中使用的应用需要带通滤波器.
虽然一种选择是使用石英晶体带通滤波器,但单片滤波器能够提供更好的性能并且可以做得更小.使用类似于半导体技术的技术,单片晶体滤波器使用单个石英晶片制造,以提供非常高的性能水平.

表面贴装单片晶体滤波器Courtesy Murata

单片晶体滤波器：基础知识
传统上,晶体滤波器由许多分立晶体制成.然而,这些设计需要使用多个单独的晶振晶体-通常使用六个或八个来提供所需的性能.因此它们变得很大并且需要仔细的设计和组装.
单片晶体滤波器MCF不是使用多个分立晶体,而是使用单晶元件和两组电极镀在表面上.有两种方法可以做到这一点：
1.相同的电极：第一种方法是有两组相同的电极,顶部和底部.
2.单个公共接地电极：或者可以将单个电极电镀到一个表面上,作为具有两个电极的公共接地,一个用于输入,另一个用于顶部的输出.
像大多数用于射频应用的晶体一样,使用AT切割-晶体的切割由从原始石英晶体切割毛坯的角度定义,切割角度定义了晶体毛坯的许多特性和因此整个过滤器.将两组电极放置在晶体上.电极通过晶体中的机械共振彼此耦合,以提供高选择性的滤光器.

单片晶体滤波器MCF的概念

用于单片晶体滤波器的石英晶体MCF以与普通石英晶体相同的方式生长和切割.这些天使用合成石英,并且切割,研磨和研磨坯料,因为它们用于晶体谐振器.
一旦坯料完成,电极就沉积在石英上.这些通常是铝,银或金,它们必须在非常受控的条件下沉积,以便它们覆盖所需的区域并具有正确的厚度.电极的厚度可用于将滤波器修整到其精确的谐振频率.使电极稍微变厚会降低频率,从而使最终性能满足非常严格的要求.

4极单片晶体滤波器空白Courtesy Euroquartz

与标准石英晶体一样,单片晶体滤波器MCF依赖于石英在其工作中表现出的压电效应.当信号出现在一对电极上时,它们会在晶体上产生机械振动.这些受到晶体元件的机械共振的影响,并且只有通过晶体管的通带内的那些信号才能被第二对电极拾取.
滤波器的主要谐振区域位于上表面和下表面上的电极之间.电极之间的晶片厚度将等于nλ/2,其中λ是晶体中振动的波长.

单片晶体滤波器的组成,MCF显示谐振节点

注意：此滤波器使用单个公共接地电极
滤波器的操作可以用等效电路来解释.这有几个元素,每个元素都增加了滤波器的整体性能.

石英晶体单片滤波器的等效电路

单片晶体滤波器MCF电路的操作有几个要素.
L1/C1和L2/C2：这是两个串联谐振电路.这些等效组分的实际值由石英元件的机械尺寸和性质决定.
L3：这表示两个谐振电路之间的内部耦合内的内部耦合.假设L1=L2,它通常等于kx L1.它可以从带宽除以中心频率（B/F0）计算得出.耦合常数的典型值约为0.0005.
Co：这是输入和输出的顶部和底部电极之间的寄生电容-它们被假定为相同.该电容可以容纳在滤波器外部和外部电路内的输入和输出匹配网络内.
Cp：Cp是整体晶体滤波器的谐振元件上的寄生漏电容.该电容需要保持尽可能小,以防止滤波器上的信号泄漏,这会损害其阻带衰减性能
单片晶体滤波器可以设计用于各种频率.然而成本上升,随着制造变得越来越严格,随着SMD晶振晶体变得更小和更脆弱,废品率上升,频率也随之增加.在需要高频操作的情况下,这些单片滤波器可以以泛音模式运行,这导致晶体元件比基频工作时更大,因此更加坚固.

2极单片晶体滤波器空白Courtesy Euroquartz

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