Пъезоэлектрический фильтр Советский патент 1982 года по МПК H03H9/46 

Изобретение относится к радиотехнике, .электронике и телемеханике. По основному авт. св. М 266966 известен пьезоэлектрический фильтр, выполненный из пьезоэлектрической керамической пластины с нанесенными на нее с двух сторон электродами и заполяризо- ванной в направлении, перпендикулярном плоскостям электродов, ВХОДНЬЮ и ВЬ1ХОД- ные электроды снабжены прямоугольными выступами, расположенными асимметрично один относительно другого . Недостатком пьезоэлектрического филь тра является его низкая изб1фательность, которая оценивается следующими неравенствамиqp$2oA i К„ |20А« , 1 - - минимальное гарантированное затухание в полосе заграждения фильтра Кр - коэффициеггг 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 заполяризованной в на1фавлении, перпендикулярном плоскостям электродов, входные и выходные электроды снабжены прямоугольными Выступами, {неположенными асиммехрич-,. но один относительно др.угого, два непротивопежащке 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 ± ± 1О /Рдд, где Qjy, - механическая доб хугность пьезоматериала. На фиг. 1 изображена конструкция пьезоэлектрического фильтра; на фиг. 2 схема в слючения фильтра; на фиг. 3 мостовая электрическая схема замещения. 3&3 Пьезоэлектричеокий фильтр вьшсшнен из прямоугольной пьезоэлектрическсГй пластины 1 с разделенными на обеих гранях электродаТди 2-5, снабженными асимметричными выступами 6-9. Отношение длины В грани, перпендикулярной линии 10 разделения электродов к длине ,( грани, параллельной этой. линии, лежит в пределах 1,25 i 10/Q, где 9дд - механическая добротность пьезоматериала. Для непротиволежаших электрода 3 и 4 на гфотивоположных гранях пластины соединены менаду собой и под|р1ючены к общей шине. Электрическая мостовая схема замещения фильтра в области рабочих частот хредставляет собой однозвенную мостовую схему пьезоэлектрического фильтра с резонат9ром в прямом и диагональном плечах, L п Sn и Ug, , Cg эквивалентные динамические индуктивност и емкость, определяющие резонансные частоты продольных и изгибных колебаний, С р - статическая емкость пьезоэлемента с неразделенными электродами, Cg - емкость между негротивопежащими электродами, образованная асимметричным выступами 6 и 8 или 7 и 9. Устройство работает следующим обра Приложение электрического к электродам 2 и 4 вызывает возбуждение колебаний изгиба по грани и продольных колебаний растяжения - сжатия пластины в нахфавлении, коллинеарном линии 1О разделения электродов. При отнсшвнии . длин граней, перпендикулярных и параллельных линии разделения электродов, лежащем в диапазоне 1,25 t 10/CJfAi обе возбуждаемые моды колебаний имеют близкие резонансные частоты. На вьосоде фильтра на электродах 3 и 5 врледствие хчрямого пьезоэффекта индушфуется электрический заряд, величина котсрого максимальна на частотах входного сигнала, соответствующих резонансным частотам обеих мод колебаний (изгибных и продопьных). Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра определяется резонансными свойствами пьезопластины, определяемыми кооперативным возбуждением обеих указанных мод колебаний. Попюс затухания продольной моды колебаний расположен вьпле, а изгибной S моды - ниже соответствующих резонансных частот этих мод колебаний, так как статическая емкость ( Ср -f- Cg ) ф1рстивного резонатора гфодольных колебаний (прямая, ветвь на фиг. З) по величине всегда больше статической емкости ( ) фиктивного резонатора изгибных колебаний (диагональная ветвь на фиг, З). В указанном диапазоне отношення длин граней пьезопластины, когда резодёшсные 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 частотьг определяется конкретным значением отношения , выбранным из диапазона 1,25 i 10/Q, верхняя и нижняя границы которого соответствуют двугорбой АЧХ с неравномерностью в полосе пропускания, не 1февьииающей ЗДБ, а середина диапазона - максимально гладкой АЧХ в полосе пропускания. При этом нижняя область диапазона отношения длин К граней пьезопластины соответствует наиболее широкой полосе пропускания, величина которой огфеделяется суммой полос гфопускания независимых откликов фильтра на резонансных . тотах изгибной и продольной мод колоба-, |ний. Использование изобретения позволит существенно улучшить избирательность и увеличить полосу пропускания фильтра. Формула изобретения Пьезоэлектрический фильтр по авт. св. М 266966, отличающийся тем, что, с целью улучшения избирательности, два нехфотиволежащие на противоположных граняк электрода соединены между собой и подключены- к общей шине, отношение длины грани, перпендикулифной линии разделения электродов, к длине грани, параллельной этой линии, лежит в пределах1,25 i , где д - механическая добротность пьезоматериала. , , ИстЬчншси информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 266966, кл. Н 03 Н 11/ОО, 197О. .

/А

3

Фиг.

ZC.

г д

°--| Irn

/г:

т г

5 Фиг.1

fputj