Ciri-ciri penapis piezoelektrik

Pandangan: 38 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbit: 2018-11-02 Asal: tapak

Tanya

Selepas isyarat elektrik melalui penapis, bukan sahaja amplitudnya berubah dengan frekuensi, tetapi juga fasanya berubah dengan frekuensi. Untuk memahami kesan penapis terhadap keadaan operasi litar selepas litar terlibat, adalah perlu untuk mengkaji tiga ciri penapis iaitu ciri impedans, ciri pengecilan dan ciri fasa.

Ciri-ciri impedans seramik piezoelektrik ialah impedans input dan impedans keluaran. Penapis ialah peranti yang disambungkan ke rangkaian empat terminal dan input penapis. Isyarat dihantar ke penapis dan dianggap sebagai sumber isyarat. Rintangan dalaman ialah Zi; peranti yang disambungkan kepada output penapis, output penapis penerima. Isyarat, dianggap sebagai beban, mempunyai impedans ZL; kedua-dua Zi dan ZL ialah impedans penamatan penapis.

Impedans ciri

Apabila impedans penamatan Zi dan ZL seramik elektrik piezo berubah, impedans input dan outputnya Z dan Z juga berubah, yang mempengaruhi keadaan kerja penapis. Untuk penapis, ia boleh menamatkan galangan penamatan unik pada setiap hujung. Impedans ini membolehkan galangan input pada penghujung kajian adalah sama dengan galangan beban pada penghujung itu. Impedans ciri ini ialah impedans ciri penapis. Impedans ciri berkaitan dengan struktur dan parameter penapis itu sendiri, dan juga dengan kekerapan isyarat input. Oleh itu, untuk penapis tertentu, ia bukan nilai tetap, tetapi ia adalah bebas daripada impedans penamatan. Jika impedans akhir penapis adalah sama dengan impedans cirinya, penapis akan mendapat keadaan kerja yang terbaik. Sambungan ini dipanggil sambungan padanan penapis. Oleh kerana impedans ciri adalah bergantung kepada frekuensi, adalah mustahil untuk membuat padanan yang sempurna. Apabila impedans penamatan Seramik pizoelektrik bahan P-41 adalah sama dengan impedans cirinya, impedans input yang dilihat dari hujung yang lain adalah sama dengan impedans ciri hujung itu.

Ciri pengecilan

Mengenai ciri pengecilan atau ciri kehilangan, Ia mencerminkan pengecilan isyarat oleh penapis untuk frekuensi yang berbeza, atau keupayaan penapis untuk memilih isyarat frekuensi yang berbeza. Ciri-ciri yang Pembuatan seramik piezoelektrik sebagai fungsi frekuensi dipanggil ciri pengecilan penapis. Pengecilan penapis boleh dibahagikan kepada kehilangan penghantaran, pengecilan gangguan (kehilangan sisipan), dan pengecilan kerja. Dalam penggunaan dan pengukuran penapis, yang paling biasa ialah pengecilan intervensi.

Ciri fasa dan ciri anjakan fasa

Isyarat elektrik melalui penapis bukan sahaja dengan amplitudnya tetapi juga dengan fasanya. Perubahan fasa yang disebabkan oleh penapis bukan sahaja berkaitan dengan kekerapan, tetapi juga kepada struktur dan parameter penapis. Ciri fasa yang disebabkan oleh penapis sebagai fungsi frekuensi dipanggil ciri fasa. Ciri bahawa perbezaan fasa berbeza dengan kekerapan dipanggil ciri anjakan fasa. Untuk ciri pengecilan tertentu, terdapat ciri fasa yang sepadan dengannya. Untuk pengecilan intervensi, terdapat anjakan fasa intervening, iaitu voltan (arus) pada beban mempunyai perubahan fasa sebelum dan selepas penapis dicelah. Untuk pengecilan penghantaran, terdapat anjakan fasa penghantaran, iaitu isyarat penghantaran penapis mempunyai anjakan fasa berbanding isyarat input. Memandangkan isyarat keluaran penapis mempunyai kelewatan masa berkenaan dengan input, ia dirujuk sebagai kelewatan. Kelewatan juga merupakan fungsi kekerapan.

Prinsip dan ciri elektrik penapis seramik piezoelektrik

Prinsip yang Cakera piezo bahan PZT5 ialah penapis seramik piezoelektrik direka dengan menggunakan ciri resonans penggetar seramik piezoelektrik. Apabila penggetar seramik piezoelektrik disambungkan secara bersiri antara sumber isyarat dan beban ZL, ia mempunyai ciri pengecilan yang ditunjukkan dalam rajah berikut.

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

Seperti yang dapat dilihat dari rajah, apabila frekuensi isyarat berada berhampiran frekuensi resonans pengayun seramik, impedansnya adalah yang terkecil, isyarat keluaran adalah yang terbesar, atau isyarat mempunyai pengecilan paling sedikit. Jadi penggetar seramik monolitik mempunyai sifat penapisan, yang bersamaan dengan penapis 2 terminal. Walaupun penggetar seramik piezoelektrik monolitik mempunyai sifat penapisan, ciri pengecilan adalah lemah dan sering gagal memenuhi keperluan untuk digunakan. Untuk mendapatkan penapis dengan prestasi yang baik, adalah perlu untuk menggabungkan penggetar piezoelektrik dengan cara tertentu.

Reka bentuk dan pengiraan penapis seramik piezoelektrik

Pengiraan reka bentuk penapis seramik piezo adalah berdasarkan indeks prestasi penapis yang diberikan, seperti frekuensi tengah f0, lebar jalurΔf, pekali segi empat tepat K, kehilangan sisipan Bon, darjah pertahanan Bz, galangan padanan Z, dan pemilihan elektromekanikal bahan seramik piezo melalui pengiraan teori. Pekali gandingan, mod getaran, geometri penggetar, dan bilangan nod serta struktur penapis mencipta penapis yang memenuhi keperluan prestasi. Kaedah reka bentuk penapis boleh dibahagikan kepada dua jenis: kaedah analisis dan kaedah komprehensif. Kedua-dua kaedah mempunyai kelebihan tersendiri dan mesti digunakan dalam situasi tertentu. Kaedah umum biasanya digunakan untuk penapis jalur sempit dengan lebar jalur kurang daripada 2%, manakala laluan rendah laluan tinggi dan penapis jalur lebar yang lebih besar biasanya direka menggunakan analitik. Mengambil penapis T sebagai contoh untuk menggambarkan langkah pengiraan reka bentuk analisis. Syarat yang diketahui untuk pengiraan reka bentuk secara amnya ialah frekuensi tengah f0, lebar jalur Δf, pekali atan, jalur hentian segi empat tepat K, jalur henti dan penolakan jalur henti. kestabilan. Keperluan akhir untuk reka bentuk:

1) Sifat bahan: pekali kekerapan suhu, pemalar dielektrik relatif, pekali gandingan elektromekanikal dan pekali piezoelektrik porselin
2) Saiz penggetar: mod getaran penggetar, saiz struktur
3) Bilangan bahagian penapis dan bilangan penggetar