Сигналлар билан ишлаш Пассив ва актив фильтрлар: паст, юқори частотали

Пьезоэлектрик фильтрлар


Пьзоэлектрик фильтрлар. Умумий физика курсидан маьлумки, баьзи бир кристаллар электр майдонига қуйилганда, улар механик деформацияга учрайди. Кристаллни пластина шаклида қирқиб, уни ўзгарувчан электр майдонга жойлаштирилса, у гоҳ сикилиб, гоҳ кенгайиб тебранма ҳаракатга келади. Бу ҳодиса пъезоэлектрик эффект деб аталади. Пьезоэлетрик зффектга эга бўлган кристалларга кварц, сегмент тузи, титанатбарий, ниабатлитий ва шунга ўхшаш кристаллар киради. Кварц крисгалидан ясалган пластина доира ва тўртбурчак шаклида X ёки Y кристалл график ўкларга нисбатан перпендикуляр ҳолда қирқилиб, унинг икки томони ток ўтказадиган модда билан қопланади (масалан, кумуш). Сўнгра бирор пласмас қобиқ ичига жойлаштирилиб, ток ўтказадиган соҳаларидан металл ўтказгич чиқарилади. Бу система кварц резонатори деб юритилади. Пластинанинг хусусий тебрниш частотаси пластина қалинлигига боғлиқ бўлади. Пластина қалинлиги ортиши билан резананс частотаси камая боради. Кварц резонаторлари ташқи муҳит ҳарорати ўзгариши билан ўз резонанс частотасини деярли ўзгартирмайди. Шу сабабли кварц резонаторлари ёрдамида частота ўтказиш полосаси кичик бўлган фильтрларни тузиш мумкин. Пластина Х, Y ўкларига нисбатан қирқилишига қараб, ундаги тебранишлар бўйлама ёки кўндаланг бўлиши мумкин. Шу билан бирга резонаторда асосий резонанс частотали тебранишлардан ташқари унинг 1,3,5 гармоникаларига тенг бўлган тебранишларни ҳам ҳосил килиш мумкин. Шу сабабли фильтрни резонаторнинг асосий частотасидан ташқари унинг гармоникаларига тўғри келадиган частоталарга ҳам мослаш мумкин. Умумий ҳолда резонаторнинг эквивалент схемасини қуйидагича ифодалаш мумкин (11.1-расм). Бунда СО резонатор электродлари орасидаги хусусий сиғим, L_I, C₁, R_l, L₂ С₂, R₂ лар частотаси асосий ва гармоникаларига мос келадиган контурлар. Агар фильтр сифатида фақат асосий частота ёки аниқ бир гармоникадан фойдаланилса, резонатор бир контурли ҳолда ифодаланади (2.8.б)-расм). 2.8.в)-расмда резонаторнинг принципиал схемаларда белгиланиш шакли келтирилган.



2.8-расм. Резонаторнинг эквивалент схемалари: а)кўп контурли, б) бир контурли, в) схематик белгиси.


Резонаторнинг асллиги жуда юқори бўлади. Масалан, кварц кристалл резонаторнинг асллиги 10⁶ Пьезокерамикли резонаторники бир неча минг атрофида бўлади. Шуни эьтиборга олиб ,эквивалент схемадаги R₁, R₂ ларни ҳисобга олмаса ҳам бўлади. Лекин қолган L_I, C_O, C₁ лар орасидаги муносабатни аниқлаш осон эмас. Умумий ҳолларда С_О/С₁ нисбат аниқланиши мумкин ҳолос Бу нисбатнинг минимал қиймати кварц резонаторлари асосий частотаси учун 125 га, керамикли резонаторларда 20-30 атрофида бўлади.
Пьезоэлектрик резонаторлар иштирокида ясалган фильтрлар «Нарвон» ва «Кўприк» схемаларида қурилади. «Нарвон» схемасида бўйлама ва кундаланг шохчалар элементар резонаторлар билан алмаштирилади ва қўшимча сиғимлар уланади. Бунда ҳосил бўлган фильтрнинг частота ўтказиш полосаси жуда кичик бўлади. Унинг нисбий кенглиги


атрофида бўлади.
Частота ўтказиш полосаси кенг бўлган фильтр ҳосил килиш учун кўприк схемадан фойдаланилади ва фильтрга қушимча индуктивликлар уланади