晶体滤波器

文章摘要：晶体滤波器以高频率稳定度和频率衰减特性陡峭震现在滤波技术中，晶体滤波器主要由特殊设计的石英谐振器构成，天然石英晶体器少而昂贵，现代用水热法培育人造石英晶体技术相当成熟且能成批生产，如性能良好的压电晶体有铌酸锂、钥酸锂等。石英晶体采用的石英片是按一定方位从晶体中切割而成，按切割方位角不同而分为AT、BT、CT、DT、ET、GT等不同切型。石英晶体谐振器1、谐振器特性 石英晶体是具有正反压电效应各向异性的结晶体，有非常稳定的物理特性和化学特性，并具有弹性振动损耗小、机械强度大等优点。石英晶体和其它弹性体一样，存在由惯性和弹性所决定的固有振动频率。当石英有固有振动频率与外电源频率相等时，石英晶体就

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晶体滤波器

以高频率稳定度和频率衰减特性陡峭震现在滤波技术中，晶体滤波器主要由特殊设计的石英谐振器构成，天然石英晶体器少而昂贵，现代用水热法培育人造石英晶体技术相当成熟且能成批生产，如性能良好的压电晶体有铌酸锂、钥酸锂等。石英晶体采用的石英片是按一定方位从晶体中切割而成，按切割方位角不同而分为AT、BT、CT、DT、ET、GT等不同切型。

石英晶体谐振器

1、谐振器特性  石英晶体是具有正反压电效应各向异性的结晶体，有非常稳定的物理特性和化学特性，并具有弹性振动损耗小、机械强度大等优点。石英晶体和其它弹性体一样，存在由惯性和弹性所决定的固有振动频率。当石英有固有振动频率与外电源频率相等时，石英晶体就产生谐振，具有振荡电路特性，它的谐振频率等于晶体的机械振动的固有频率。

石英晶体有良好的频率温度特性图5.1-9给出几种典型切型频率温度特性曲线。

图5.1-9 几种切型的频率温度特性曲线

由图可知AT切型在-55~+85度之间频率变化都很小，特别是在-20~+40度范围内，频率基本上与温度无关。

2、石英谐振器等交电路及电抗频率特性

（1）石英谐振器等效电路 模拟晶体谐振点附近情况，它相当于一个串联谐振电路，因此可用集中参数LS、CS、RS来等效，LS称之动态电感，CS称之动态电容，RS称之动态电阻，其基频等效电路见图5.1-10

图5.1-10  石英谐振器基频等效电路

图中右边支路的电容C0称为石英谐振器的静电容。它是以石英为介质在两极板间形成的电容，其容量主要决定于石英片尺寸和电极面积，可用下式表示；

式中E为石英的介电常数；S为极板面积；D为石英片厚度。

C0一般在几皮法到几十皮法之间。

石英晶体的Q值非常高，是一般LC振荡回路远所不及，Q值与动态参数关系为

目前广泛使用的AT切型密封谐振器Q值，一般为（50~300）*10的3次方，而精密型的Q值可达（1~5）*10的8次方。

（2）石英谐振器等效电路电抗频率特性 由等效电路可知，有两个谐振角频率，一为左支路的串联谐振角频率WS，即石英片本身自然角频率

另一石英谐振器的并联谐振角频率

当忽略动态电阻RS的影响时，由石英晶体和等效电路可求其效电抗X。

其电抗频率特性曲线示于图5.1-11。

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