Eienskappe van piëzo-elektriese filter

Kyke: 38 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2018-11-02 Oorsprong: Werf

Doen navraag

Nadat die elektriese sein deur die filter beweeg het, verander nie net sy amplitude met frekwensie nie, maar ook sy fase verander met frekwensie. Om die effek van die filter op die bedryfstoestand van die stroombaan te verstaan nadat die stroombaan betrokke is, is dit nodig om die drie kenmerke van die filter te bestudeer, naamlik die impedansie-eienskap, die verswakkingskenmerk en die fasekenmerk.

Impedansie-eienskappe van piëzo-elektriese keramiek is insetimpedansie en uitsetimpedansie. Die filter is 'n toestel wat aan die vierterminale netwerk gekoppel is en die toevoer van die filter. Die sein word na die filter oorgedra en word as die seinbron beskou. Die interne weerstand is Zi; die toestel gekoppel aan die uitset van die filter, die uitset van die ontvangsfilter. Die sein, beskou as 'n las, het 'n impedansie van ZL; beide Zi en ZL is die terminasieimpedansie van die filter.

Kenmerkende impedansie

Wanneer die terminasie-impedansies Zi en ZL van die piëzo-elektriese keramiek verander, word sy inset- en uitsetimpedansies Z en Z ook verander, wat die werktoestand van die filter beïnvloed. Vir 'n filter kan dit 'n unieke beëindigingsimpedansie aan elke kant beëindig. Hierdie impedansie stel die insetimpedansie aan die einde van die studie in staat om presies gelyk te wees aan die lasimpedansie aan daardie einde. Hierdie kenmerkende impedansie is die kenmerkende impedansie van die filter. Die kenmerkende impedansie hou verband met die struktuur en parameters van die filter self, en ook aan die frekwensie van die insetsein. Daarom, vir 'n sekere filter, is dit nie 'n vaste waarde nie, maar dit is onafhanklik van die beëindigingsimpedansie. As die finale impedansie van die filter gelyk is aan sy kenmerkende impedansie, sal die filter die beste werkende toestand kry. Hierdie verbinding word die bypassende verbinding van die filter genoem. Aangesien die kenmerkende impedansie frekwensieafhanklik is, is dit onmoontlik om 'n perfekte pasmaat te maak. Wanneer die beëindiging impedansie van P-41 materiaal pizo-elektriese keramiek is gelyk aan sy kenmerkende impedansie, die insetimpedansie gesien van die ander kant is gelyk aan die kenmerkende impedansie van daardie kant.

Verswakking kenmerk

Oor die verswakkingskenmerk of die verlieskenmerk, dit weerspieël die verswakking van die sein deur die filter vir verskillende frekwensies, of die vermoë van die filter om verskillende frekwensieseine te kies. Die kenmerk van die piëzo-elektriese keramiekvervaardiging as 'n funksie van frekwensie word die verswakkingskenmerk van die filter genoem. Die verswakking van die filter kan verdeel word in transmissieverlies, interferensiedemping (invoegverlies) en werkdemping. In die gebruik en meting van filters is die mees algemene die intervensionele verswakking.

Fase-eienskappe en faseverskuiwingskenmerke

Die elektriese sein gaan deur die filter nie net met sy amplitude nie, maar ook met sy fase. Die faseverandering wat deur die filter veroorsaak word, hou nie net verband met frekwensie nie, maar ook met die struktuur en parameters van die filter. Die kenmerk van die fase wat deur die filter as 'n funksie van frekwensie veroorsaak word, word die fasekenmerk genoem. Die eienskap dat die faseverskil met frekwensie wissel, word die faseverskuiwingskenmerk genoem. Vir 'n sekere verswakkingskenmerk is daar 'n fasekenmerk wat daarmee ooreenstem. Vir die intervensionele verswakking is daar 'n tussenliggende faseverskuiwing, dit wil sê, die spanning (stroom) op die las het 'n faseverandering voor en nadat die filter ingevoeg is. Vir transmissiedemping is daar 'n transmissiefaseverskuiwing, dit wil sê die transmissiesein van die filter het 'n faseverskuiwing relatief tot die insetsein. Aangesien die uitsetsein van die filter 'n tydvertraging met betrekking tot die inset het, word daar na verwys as vertraging. Die vertraging is ook 'n funksie van frekwensie.

Beginsel en elektriese eienskappe van piëzo-elektriese keramiekfilters

Die beginsel van die PZT5-materiaal piëzo-skywe is dat die piëzo-elektriese keramiekfilter ontwerp is deur die resonansie-eienskappe van die piëzo-elektriese keramiekvibrator te gebruik. Wanneer 'n piëso-elektriese keramiekvibrator in serie tussen die seinbron en die las ZL gekoppel word, het dit die verswakkingskenmerke wat in die volgende figuur getoon word.

$AS5JI%BU3[_[FI{3U}{GX5L$

Soos gesien kan word uit die figuur, wanneer die seinfrekwensie naby die resonante frekwensie van die keramiese ossillator is, is sy impedansie die kleinste, die uitsetsein die grootste, of die sein het die minste verswakking. So 'n monolitiese keramiek vibrator het die eienskap van filter, wat gelykstaande is aan 'n 2-terminale filter. Alhoewel monolitiese piëso-elektriese keramiekvibrators filtereienskappe het, is die verswakkingseienskappe swak en voldoen dit dikwels nie aan die vereistes vir gebruik nie. Om 'n filter met goeie werkverrigting te verkry, is dit nodig om die piëzo-elektriese vibrators op 'n sekere manier te kombineer.

Ontwerp en berekening van piëzo-elektriese keramiekfilter

Die ontwerpberekening van die piëzo-keramiekfilter is gebaseer op die werkverrigting-indeks van 'n gegewe filter, soos die middelfrekwensie f0, die bandwydteΔf, die reghoekige koëffisiënt K, die invoegingsverlies Bon, die verdedigingsgraad Bz, die bypassende impedansie Z, en die elektromeganiese seleksie van die piëzo-keramiekmateriaal deur teoretiese berekening. Die koppelingskoëffisiënt, die vibrasiemodus, die geometrie van die vibrator, en die aantal nodusse en struktuur van die filter skep 'n filter wat aan prestasievereistes voldoen. Die ontwerpmetode van die filter kan oor die algemeen in twee tipes verdeel word: ontledingsmetode en omvattende metode. Beide metodes het hul eie voordele en moet in spesifieke situasies toegepas word. Veralgemeende metodes word oor die algemeen gebruik vir smalbandfilters met bandwydtes minder as 2%, terwyl hoëdeurlaatlaagdeurlaatfilters en groter bandwydtefilters tipies ontwerp word deur gebruik te maak van analise. Neem die T-filter as 'n voorbeeld om die berekeningstappe van die analitiese ontwerp te illustreer. Die bekende voorwaardes vir ontwerpberekening is oor die algemeen middelfrekwensie f0, bandwydte-verdedigingskoëffisiënt K, (stoporband-verdedigingskoëffisiënt). verswakking), bypassende impedansie en stabiliteit. Finale vereistes vir ontwerp:

1) Materiaaleienskappe: frekwensiekoëffisiënt van temperatuur, relatiewe diëlektriese konstante, elektromeganiese koppelingskoëffisiënt en piëzo-elektriese koëffisiënt van porselein
2) Vibratorgrootte: vibratorvibrasiemodus, struktuurgrootte
3) Aantal filterseksies en aantal vibrators