石英晶体滤波器23一

主讲 元辉
高 频 电 子 线 路
自学要求：
2、传输线变压器的绕制方法与普通变压器的 绕制方法、结构、接地方式等有什么不同？ 3、理想传输线变压器的条件是什么？理想情 况下传输线变压器的特性阻抗是否呈纯阻？
4、传输线变压器有哪些用途？
主讲 元辉
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作业二：
一、P.31 1.6 1.7 1.8
电感 Lq 电容Cq 电 阻 分别相当于机械振 动时的等效质量、 等效弹性模数和等 效阻尼。
rq
等效于压电 陶瓷谐振子 的固定电容 值；
图2.3.5 单片陶瓷滤波器的等效电路和符号 (a)等效电路 (b)单端口符号图 (c)双端口符号图
显然，具有与石英相同的谐振特性，其 Q 值高于 LC回路，低于石英晶体。
主讲 元辉
2.3.2
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2.3.3、表面声波滤波器(自学)
表面声波滤波器的结构如图1.3.7所示。
图2.3.7 表面声波滤波器结构示意图
主讲 元辉
2.3.3
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2.4 宽带阻抗变换网络（自学）
自学要求：
1、传输线变压器与普通变压器的区别？ 影响传输线变压器上、下限频率的主要因 素是什么
主讲 元辉 几种常用的切片方式。
2.3
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3、石英晶体的电特性
（1）石英晶体特有的正、反两种压电效应
正压电效应：沿电轴或机械轴加张力或压
力，则在垂直于电轴的两个面上产生正、负电
荷。
负压电效应：在垂直于电轴的两个面上加 交变电压时，沿电轴或机械轴产生弹性变形 （伸张或压缩），称为机械振动。 （2）石英晶体具有谐振回路的特性。
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2.3 常用滤波器 2、石英晶体的切割
2.3.1、石英晶体滤波器
一、石英晶体的物理特性 1、石英晶体的结构
图2.3.2 （a）X切割 石英晶体的各种切割方式 （b）Y切割 （c）AT切割
图2.3.1 石英晶体 晶片经制作金属电极，按放于支架并封装即
的形状及横断面图
成为晶体谐振器元件。 石英晶体谐振器是由石英晶体切片而成。各种晶 片按与各轴不同角度切割而成。图2.3.2就是石英晶体
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二、试分析图示框图中发送设备端和接受设备 端的阻抗变换器的阻抗变比是多少？
主讲 元辉
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作业：2.10 2.11 2.12 2.15 2.16 2.17
主讲 元辉
（3）具有较小的频率温度特性。
主讲 元辉
2.3.1
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二、石英谐振器的等效电路及阻抗特性
弹性体的弹 1、等效电路 弹性体的质 量，值很大， 性模数，值 为（几十m 较小， ～几十）H； 为（0.01～ 0.1）pF；
由于各谐波频率相 隔较远，相互影响 晶体作为介质的静态 很小。对于某一具 电容。其数值一般为 体应用（如工作于 （几～几十)pF，较 大。 与石英片厚度、 基频或工作于泛 图（ a）是考 介电常数、极板面积 wk.baidu.com），只须考虑该 虑基频及各 有关。 频率附近的电路特 次泛音的等 S 性，因此可以用图 C0 效电路。 （b）等效。 d
Cq、rq 由晶体尺寸决定，由于晶体的物理特性 Lq、
它们受外界因素（如温度、震动等）的影响小。 •② 有非常高的品质因数。而普通LC振荡回路的 Q
值只能到几百。
•③ 晶体在工作频率附近阻抗变化率大，具有很
高的并联谐振阻抗。
主讲 元辉
2.3.1
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2.3.2 陶瓷滤波器
利用陶瓷材料的压电效应构成.单片陶瓷滤波器又称 为单端口陶瓷滤波器。

损耗，值很小， 为（几～几十）
图2.3.3 晶体谐振器的等效电路 （a）包括泛音在内的等效电路 机械摩擦和空 （b）谐振频率附近的等效电路 气阻尼引起的 （c）电路符号
主讲 元辉
2.3.1
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2、谐振频率
1 串联谐振频率：f q 2 LqCq
Cq f q 1 并联谐振频率：f p 2 LC 2C0 1
图2.3.3（b）所示等效电路的阻抗一般表示式为
1 j Lq Cq Z 1 1 rq j Lq j 2 C C q q 0 1 2 1 jX e 2 上式在忽略 rq 后可简化为 Z j C0 p 1 2 主讲 元辉 1 j rq C0
式中
C
CqC0 Cq C0
两频率之间的间隔为
1 Cq f f p f q f q 2 Co
2.3.1
主讲 元辉
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晶体的主要特点是它的等效电感 Lq 特别大，而等效电容Cq 特别小。晶体谐振器的品质因数为
1 Lq Qo 很大，为（几万~几百万） rq Cq 3、晶体的等效阻抗
2.3.1
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1 1 2 Z j jX e 2 C0 p 1 2
2 q

图1.3.4 晶体谐振器的电抗曲线
f f p f q 决定了滤波器的通 当晶体作滤波器使用时，
带宽度。
主讲 元辉
2.3.1
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4、石英晶体的特点
晶体谐振器与一般振荡回路比较，有以下几个明 显的特点： • ① 晶体的谐振频率f p和 fq非常稳定。这是因为