22 18

IB В

dWlHn

OJ 0,3 0.5 07 р

Рис. 3.14. Зависимость температурного коэффициента частоты от отношения р кварцевой пластины со срезом XY/-5°

Рис. 3.15. Характеристики рабочего затухания двузвенного фильтра с учетом потерь в резонаторах

Kf,Kru,-cM

OJ 0,2 0,3 a,f 0,5 р

Рис. 3.16. Зависимости частотного коэффициента kj и последовательной индуктивности Ls ед от отношения р кварцевой пластины со срезом XY/ 5<.

Рис. 3.17. Преобразованная двуз-венная мостовая схема фильтра

16. Пользуясь рис. 3.16 для ранее выбранного значения ЬЦ и типа среза, находят частотный коэффициент kf и последовательную индуктивность Ьед рсзонаторз на 1 см толщины его пластины.

17. Определяют длину пластины резонатора: I = 1" = kflfp.

18. Вычисляют ширину пластины резонатора: Ь = Ь" - Ы/I.

19. Определяют толщину пластины резонатора: t = LjL,

20. Рассчитывают статическую параллельную емкость Ср резонатора, например, при колебаниях по длине пластины: Ср =

г1Ь „ zlb -

= ЗбяМО" р""збя?м011 8 -абсолютная диэлектрическая

проницаемость материала пластины (для кварца 8 = 4,55).

21. Находят емкость С„ добавочного конденсатора: Ch=Coi-Ср;

На данном этапе расчет фильтра заканчивают. Однако для повышения стабильности затухания в полосе задерживания можно выполнить преобразование исходной схемы. В частности, для мостовой схемы (рис. 3.11) выносят за ее пределы части емкостей Со1 и Со2- Преобразованная схема фильтра представлена на рис. 3.17. Емкости конденсаторов Са-С вычисляют по формулам С2=Сз = =Со2-С„; С4=Сн-1-Сн; С5=С,=Со2-С. Полученные значения округляют до ближайших номинальных емкостей конденсаторов, установленных по ГОСТ 2519-67. Тип конденсаторов выбирают, учитывая:

а) температурную стабильность емкости конденсатора (чем меньше температурный коэффициент емкости конденсатора, тем выше температурная стабильность параметров фильтра);

б) зависимость размеров и массы конденсаторов от параметров фильтра (чем меньше габаритные размеры и масса конденсаторов, тем меньше аналогичные параметры фильтра);

в) заданные условия эксплуатации, требования по обеспечению надежности, стоимостные показатели и т. п.;

г) предполагаемую конструкцию фильтра (герметизированная, негерметизированная, с использованием печатного монтажа и т. п.).

Таким образом, уже на стадии выбора элементной базы необходимо принять решение по конструкторскому выполнению фильтра. С этой целью анализируют существующие конструкции фильтров. Наиболее распространенными являются конструкции пьезоэлектрических фильтров, выполненные в виде негерметизирован-ного функционального узла с использованием печатного монтажа; герметизированных модулей в металлических корпусах и этаже-рочных микромодулей.

Приведем некоторые рекомендации по выбору основного направления конструирования пьезоэлектрических фильтров. Сначала решают, конструировать фильтр в обычном или в микромодульном исполнении. Основным критерием при этом является его элементная база. Если номинальные значения емкости С„ом>

>>0,047 мкФ, индуктивности L„om>2,5 мГн, температурный коэффициент индуктивности aL<3-10"* °С~\ добротность Q>90, то фильтр в виде этажерочного микромодуля на типовых микроплатах выполнить сложно. Таким образом, чем ниже рабочая частота фильтра, тем больше вероятность его исполнения в виде функционального узла с печатным монтажом. Вопрос о герметизации решается в зависимости от условий эксплуатации фильтра и конструкторского выполнения пьезоэлектрического резонатора. Если в рассчитанном фильтре применяют пьезоэлектрический резонатор, выпускаемый специализированным предприятием, а в этом случае он всегда герметизированный, то при соответствующих условиях эксплуатации фильтр не герметизируют. И наоборот, если нужно спроектировать пьезоэлектрический резонатор совместно с другими элементами фильтра, то конструкцию последнего целесообразно выполнять с учетом обеспечения герметичности. После выбора конструкции фильтра в общем виде приступают к его вычерчиванию.

Рекомендуется такая последовательность вычерчивания пьезоэлектрического фильтра, реализованного в виде негерметизиро-ванной конструкции узла, с использованием печатного монтажа.

1. Установочные характеристики элементов фильтра представляют в виде таблицы.

2. Методом аналитической компоновки рассчитывают ориенти-

ровочную площадь платы: 5 = 2 is, где п - число элементов

1= 1

фильтра; к = 0,7 0,8 - коэффициент заполнения площади платы.

3. Задаваясь, например, длиной /д платы, определяют ее ширину /ц,. Для проверки приемлемости полученных значений следует предварительно выполнить компоновку элементов. При этом нужно достичь минимальных габаритных размеров и электромагнитной совместимости между входом фильтра (зажимы а, с) и его выходом (зажимы Ь, d) (рис. 3.18). Наиболее типичной ошибкой является перенос электрической принципиальной схемы на компоновочный эскиз (рис. 3.18, а). В данном случае такой подход обусловливает необходимость установки двух перемычек, что ухудшает технологичность конструкции. Вариант компоновки, представленный на рис. 3.18, б, несколько лучше, но длина платы увеличилась и, следовательно, снизила ее устойчивость к механи-