Характарыстыкі п'езаэлектрычнага фільтра

Прагляды: 38 Аўтар: Рэдактар сайта Час публікацыі: 2018-11-02 Паходжанне: Сайт

Запытайцеся

Пасля таго, як электрычны сігнал праходзіць праз фільтр, з частатой змяняецца не толькі яго амплітуда, але і фаза. Каб зразумець уплыў фільтра на працоўны стан ланцуга пасля ўключэння ланцуга, неабходна вывучыць тры характарыстыкі фільтра, а менавіта характарыстыку імпедансу, характарыстыку згасання і фазавую характарыстыку.

Імпедансныя характарыстыкі п'езаэлектрычнай керамікі - гэта ўваходны і выхадны супраціў. Фільтр - гэта прылада, падлучанае да чатырохканальнай сеткі і ўваходу фільтра. Сігнал перадаецца на фільтр і разглядаецца як крыніца сігналу. Унутранае супраціўленне - Zi; прылада, злучаная з выхадам фільтра, выхадам прыёмнага фільтра. Сігнал, які разглядаецца як нагрузка, мае імпеданс ZL; і Zi, і ZL з'яўляюцца імпедансам заканчэння фільтра.

Характарыстычнае супраціўленне

Пры змене імпедансаў нагрузкі Zi і ZL п'езаэлектрычнай керамікі яе ўваходныя і выхадныя імпедансы Z і Z таксама змяняюцца, што ўплывае на працоўны стан фільтра. Што тычыцца фільтра, ён можа мець унікальны імпеданс заканчэння на кожным канцы. Гэты імпеданс дазваляе уваходнаму імпедансу ў канцы даследавання быць дакладна роўным імпедансу нагрузкі ў гэтым канцы. Гэты характарыстычны супраціў з'яўляецца характарыстычным супрацівам фільтра. Характарыстычнае супраціўленне звязана са структурай і параметрамі самога фільтра, а таксама з частатой уваходнага сігналу. Такім чынам, для пэўнага фільтра гэта не фіксаванае значэнне, але яно не залежыць ад імпедансу заканчэння. Калі канчатковы імпеданс фільтра роўны яго характарыстычнаму супраціву, фільтр будзе працаваць у найлепшым стане. Такое злучэнне называецца адпаведным злучэннем фільтра. Паколькі характарыстычны імпеданс залежыць ад частаты, немагчыма зрабіць ідэальнае супадзенне. Калі імпеданс спынення Пізаэлектрычная кераміка, матэрыял P-41, роўны яго характарыстычнаму супраціўленню, уваходны супраціў, калі глядзець з іншага канца, роўны характарыстычнаму супраціўленню гэтага канца.

Характарыстыка згасання

Што тычыцца характарыстыкі згасання або характарыстыкі страт, яна адлюстроўвае згасанне сігналу фільтрам для розных частот або здольнасць фільтра выбіраць розныя частотныя сігналы. Характарыстыка ст п'езаэлектрычная кераміка вытворчасці ў залежнасці ад частоты называецца характарыстыкай згасання фільтра. Згасанне фільтра можна падзяліць на страты перадачы, згасанне перашкод (уносяцца страты) і працоўнае згасанне. Пры выкарыстанні і вымярэнні фільтраў найбольш распаўсюджаным з'яўляецца інтэрвенцыйнае згасанне.

Фазавыя характарыстыкі і характарыстыкі зруху фаз

Электрычны сігнал праходзіць праз фільтр не толькі з амплітудай, але і з фазай. Змена фазы, выкліканая фільтрам, звязана не толькі з частатой, але і са структурай і параметрамі фільтра. Характарыстыка фазы, выкліканая фільтрам у залежнасці ад частаты, называецца фазавай характарыстыкай. Характарыстыка, паводле якой рознасць фаз змяняецца з частатой, называецца характарыстыкай зруху фаз. Для пэўнай характарыстыкі згасання існуе адпаведная ёй фазавая характарыстыка. Для інтэрвенцыйнага згасання існуе прамежкавы зрух фазы, гэта значыць напружанне (ток) на нагрузцы мае змену фазы да і пасля ўстаўлення фільтра. Для згасання перадачы існуе фазавы зрух перадачы, гэта значыць сігнал перадачы фільтра мае фазавы зрух адносна ўваходнага сігналу. Паколькі выхадны сігнал фільтра мае часовую затрымку адносна ўваходнага, яе называюць затрымкай. Затрымка таксама з'яўляецца функцыяй частаты.

Прынцып і электрычныя характарыстыкі п'езаэлектрычных керамічных фільтраў

Прынцып ст П'езадыскі з матэрыялу PZT5 заключаецца ў тым, што п'езаэлектрычны керамічны фільтр распрацаваны з выкарыстаннем рэзанансных характарыстык п'езаэлектрычнага керамічнага вібратара. Калі п'езаэлектрычны керамічны вібратар падключаны паслядоўна паміж крыніцай сігналу і нагрузкай ZL, ён мае характарыстыкі згасання, паказаныя на наступным малюнку.

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

Як відаць з малюнка, калі частата сігналу блізкая да рэзананснай частаты керамічнага асцылятара, яго супраціў найменшы, выхадны сігнал найбольшы, або сігнал мае найменшае згасанне. Так маналітны керамічны вібратар валодае ўласцівасцю фільтрацыі, што эквівалентна 2-полюсному фільтру. Хоць маналітныя п'езаэлектрычныя керамічныя вібратары валодаюць фільтруючымі ўласцівасцямі, характарыстыкі згасання дрэнныя і часта не адпавядаюць патрабаванням да выкарыстання. Каб атрымаць фільтр з добрымі характарыстыкамі, неабходна пэўным чынам камбінаваць п'езаэлектрычныя вібратары.

Праектаванне і разлік п'езаэлектрычнага керамічнага фільтра

Разлік канструкцыі п'езакерамічнага фільтра заснаваны на індэксе прадукцыйнасці дадзенага фільтра, напрыклад, цэнтральнай частаце f0, паласе прапускання Δf, прастакутным каэфіцыенце K, унесеных стратах Bon, абарончай ступені Bz, адпаведным імпедансе Z і электрамеханічным выбары п'езакерамічнага матэрыялу шляхам тэарэтычнага разліку. Каэфіцыент сувязі, рэжым вібрацыі, геаметрыя вібратара, а таксама колькасць вузлоў і структура фільтра ствараюць фільтр, які адпавядае патрабаванням прадукцыйнасці. Метад праектавання фільтра можна ў цэлым падзяліць на два тыпу: метад аналізу і комплексны метад. Абодва метаду маюць свае перавагі і павінны прымяняцца ў канкрэтных сітуацыях. Абагульненыя метады звычайна выкарыстоўваюцца для вузкапалосных фільтраў з паласой прапускання менш за 2 %, у той час як фільтры высокіх нізкіх частот і больш шырокай прапускной здольнасці звычайна распрацоўваюцца з выкарыстаннем аналітыкі. У якасці прыкладу для ілюстрацыі этапаў вылічэння аналітычнай распрацоўкі бярэм Т-фільтр. Вядомымі ўмовамі для разлікаў распрацоўкі звычайна з'яўляюцца цэнтральная частата f0, паласа прапускання Δf, прамавугольны каэфіцыент K, паласа спынення абароны (або згасанне ў паласе спынення), адпаведны імпеданс і стабільнасць. Канчатковыя патрабаванні да дызайну:

1) Уласцівасці матэрыялу: тэмпературны каэфіцыент частоты, адносная дыэлектрычная пранікальнасць, электрамеханічны каэфіцыент сувязі і п'езаэлектрычны каэфіцыент фарфору
2) Памер вібратара: рэжым вібрацыі вібратара, памер структуры
3) Колькасць секцый фільтра і колькасць вібратараў