Пъезоэлектрический фильтр

 

О П И С А Н И E (ii)938368

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТЬРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социал истическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву % 266966 (22)Заявлено 09.04.79 (2I) 2748940/18-23 (51)М. Кл.

Н 03 Н 9/46 с присоединением заявки,йЪ тввуавфстюнвй кемктет

COCP ие далек изобретений и вткрыткй (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень Мт 23

Дата опубликования описания 25.06.82 (53) УДK 621.372. . 543.2 (088.8) :Г °

I (72) Автор изобретения

А. Н. Алексеев

«3

Московский ордена Трудового Красного Знаметщ инженерно-физический институт (7l) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

Q 1н 204в K )2оАв y4 >igg

h f

Изобретение относится к радиотехнике, электронике и телемеханике.

По основному авт.св. М 266966 известен пьезоэлектрический фильтр, выполненный из пьезоэлектрической кера3 мической пластины с нанесенными на нее с двух сторон электродами и заполяризо ванной в направлении, перпендикулярном плоскостям электродов, входные и выходные электроды снабжены прямоугольными о выступами, расположенными асимметрично один относительно другого $1J.Недостатком пьезоэлектрического филь- тра является его низкая избирательность, которая оценивается следующими неравен- 5 ствами п н го где Π— минимальное гарантированное затухание в полосе заграждения фильтра

К вЂ” коэффициент прямоугольности амплитудно-частотной характеристики.

Цель изобретения — улучшение избирательности.

Эта цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом фильтре, выполненном из пьезоэлектрической керамической пластины с нанесенными на нее с двух сторон электродами и заполярнзованной в направлении, перпендикулярном плоскостям электродов, входные и выходные электроды снабжены прямоугольными выступами, расположенными асимметрич-». но один относительно другого, два непротиволежащие на противоположных гранях электрода соединены между собой и подключены к общей шине, а отношение, длины грани, перпендикулярной линии разделения, к длине грани, параллельной этой линии, лежит в пределах 1,25 ф.

g 10/Ц ц, где Я„, — механическая добротность пьезоматериала.

На фиг. 1 изображена конструкция пьезоэлектрического фильтра; на фиг. 2схема включения фильтра; на фиг. 3— мостовая электрическая схема замещения.

ЬЗЬМВ

4 моды - ниже соответствующих резонансных частот этих мод колебаний, так как статическая емкость (g Ср + Св ) фЖтивного резонатора продольных колебаний (щэямая ветвь на фиг. 3) по величйне всегда больше статической емкости в, (Ср — С6 ) фиктивного резонатора изгибнйх колебаний (диагональная ветвь на фиг. 3). В указанном диапазоне отношеið ния длин граней пьезопластины, когда к резонансные частоты обеих мод колебаний близки по величине, АЧХ фильтра характеризуется наличием двух полюсов затухания, расположенных по разные стороны от средней частоты, Характер

АЧХ фильтра вблизи его средней частоты ую определяется конкретным значением отношения 0 / 0, выбранным из диапазона

l,25 g 10/(„, верхняя и нижняя грани« щ цы которого соответствуют двугорбой ть. АЧХ с неравномерностью в полосе пропускания, не превышающей ЗДБ, а с редина диапазона - максимально гладкой

АЧХ в полосе пропускания. При этом

2 нижняя область диапазона отношения длин . /8 граней пьезопластины соот ми ветствует наиболее широкой полосе пропускания, величина которой определяется суммой полос пропускания независимых откликов фильтра на резонансных час к ТОТВх изгибной и продольной мод колеба-, е ний.

Использование изобретения позволит существенно улучшить избирательность и увеличить полосу пропускания фильтра.

Пьезоэлектрический фильтр выполнен из прямоугольной пьезоэлектрической пластины l с разделенными на обеих гранях электродами 2-5, снабженными асимметричными выступами 6-9.

Отношение длины В грани, перпендикулярной линии 10 разделения электродо к длине 0<< грани, параллельной этой линии, лежит в пределах 1,25 ф 10/Q+ где Q - механическая добротность пье зоматериала. Для непротиволежаших эле трода 3 и 4 на противоположных гранях пластины соединены между собой и подключены к общей шине.

Электрическая мостовая схема замещения фильтра в области рабочих частот предсгавляет собой однозвенную мостов схему пьезоэлектрического фильтра с резонатором в прямом и диагональном плечах, g <<, Су и Ь, С р эквивалентные динамические индуктивнос и емкость, определяющие резонансные . частоты продольных и изгибных колебаний, С < - статическая емкость пьезоэлемента с неразделенными электродами, .Ся — емкость между непротиволежащими электродами, образованная асимметричнь выступами 6 и 8 или 7 и 9.

Устройство работает следующим образом.

Приложение Электрического сйгнала электродам 2 и 4 вызывает возбуждени колебаний изгиба по грани и продольных колебаний растяжения - сжатия пластинь в направлении, коллинеарном линии 10 разделения электродов. При отношении

3% длин граней, перпендикулярных и параллельных линии разделения электродов, лежащем в диапазоне 1,25 10/Ярд, обе возбуждаемые моды колебаний имеют ю близкие резонансные. частоты. На выходе фильтра на электродах 3 и 5 вследствие прямого пьезоэффекта индуцируется электрический заряд, величина которого мак« симвльна на частотах входного сигнала, соответствующих резонансным частотам

45 обеих мод колебаний (изгибных и продольных) .

А мплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра определяется резонансными свойствами пьезопластины, определяе- мыми кооперативным возбуждением обеих указанных мод колебаний.

Полюс затухания продольной моды колебаний расположен выше, а изгибной

Фор мула изобретения

Пьезоэлектрический фильтр по авт. св.

М 266966, отличающийся тем, что, с целью улучшения избирательности, два непротиволежашие на противопапожных гранях электрода соединены между собой и подключены. к общей шине, а отношение длины грани, перпендикулярной линии разделения электродов, к длине грани, .параллельной этой линии, лежит в пределах 1,25 g 10/Q„, где

Q - механическая добротность пьезоматериала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 266966, кл. Н 03 Н 11/00, 1970..

Составитель Ю. Редкобородый.

Редактор H. Лазаренко Текред M,peéâåñ Корректор А. Ференц

Заказ 4478/77 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж«З5, Раушская наб., д. 4/5

Фпли:щ ППП ".Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4