機(jī)械濾波器設(shè)計

機(jī)械濾波器自1947年問世以來，由于他具有高選擇性、高可靠性、高穩(wěn)定性和體積小、重量輕、成本低以及適合自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，所以在電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。

機(jī)械濾波器雙稱機(jī)電濾波器或電氣機(jī)械濾波器。機(jī)械濾波器通常只能設(shè)計成

1）第一種結(jié)構(gòu)形式（見圖5.1-18A）由機(jī)械諧振子、機(jī)械耦合子和機(jī)電換能器三部分組成。機(jī)械振動單元包括振子和耦合子，如圖中虛線部分所示。大多數(shù)機(jī)械濾波器，尤其是中、高頻機(jī)械濾波器均屬于此種結(jié)構(gòu)。

2）第二種結(jié)構(gòu)形式（見圖5.1-18B），沒有耦合子，只有振子和換能器組合為一體，稱為一個“組合”，一般一個組合就構(gòu)成一個濾波器，有的低通濾波器采用這種結(jié)構(gòu)。

3）第三種結(jié)構(gòu)形式（見圖5.1-18C），振子和換能器合為一體構(gòu)成一個組合，然后將兩個或兩個以上組合用導(dǎo)線連接起來組成濾波器。一部分中、低頻機(jī)械濾波器采用此種結(jié)構(gòu)。

4）第四種結(jié)構(gòu)形式（見圖5.1-19D），與第三種不同的是將兩個或兩個以上組合用耦合子連接起來，一部分低、中頻機(jī)械濾波器采用這種結(jié)構(gòu)。

上述結(jié)構(gòu)是機(jī)械濾波器的核心，大多數(shù)機(jī)械濾波器在輸入和輸出端沒有由電感和電容組成的“匹配網(wǎng)絡(luò)”，它們也是主要組成部分。

（2）機(jī)械濾波器的工作原理 機(jī)械濾波器工作過程包括機(jī)電換能和機(jī)械振動兩部分。通過匹配網(wǎng)絡(luò)輸入和電信號，加到換能器上，它將電信號轉(zhuǎn)換成同頻率、具有一定振動模式的機(jī)械振動，此機(jī)械振動對頻率具有選擇特性，將通過選擇后的機(jī)械振動信號傳輸?shù)捷敵鰮Q能器上，通過能量轉(zhuǎn)換再把機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成同頻率電信號，再經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)輸出，從而達(dá)到濾波器傳遞頻帶、抑止阻頻帶的作用。

由振子和耦合子構(gòu)成的機(jī)械振動系統(tǒng)是機(jī)械濾波器的主體，它們都是由恒彈性合金--含鎳、鉻、鈦的鐵合金材料制成，最常用的是N142CRT1合金。恒彈性合金的楊氏彈性模量在一定的溫度范圍內(nèi)變化很小。在機(jī)械濾波器中，也是用溫度頻率系數(shù)B1來衡量它的溫度穩(wěn)定性，鎳鉻鈦在-20~+60`度范圍內(nèi)的B1為±5*10的負(fù)6次方度左右，因此，機(jī)械濾波器的溫度穩(wěn)定性要比陶瓷濾波器的好。

（3）實用機(jī)械濾波器分類（見表5.1-14）