压电陶瓷滤波器原理及其设计

压电陶瓷滤波器原理及其设计

随着电子技术的发展，电子设备更趋于小型化，在许多方面，LC 滤波器 由于受到电感元件限制而不能满足现代技术发展的要求。而具有机械谐振特性 和能量转换能力的压电陶瓷，和压电晶体一样，在滤波器技术中得到广泛应用。

1、压电陶瓷振子目前，陶瓷滤波器使用的压电陶瓷振子，其相对带宽为 0.5%~20%，品质因数 QM 在 600~3000 范围内，大量生产的陶瓷振子频率温度 范围为 1KHZ~几十兆赫，具体又可分为音频（3KHZ 以下）、甚低叔 （3~30KHZ）、低频（30~300KHZ）、中频（300~3000KHZ）、高频

（3~30MHZ）及甚高频（30MHZ 以下），音频的下限达到 500HZ，而甚高频上 限能达到 90MHZ 左右。使用钛酸铝酸陶瓷材料可抽成 200MHZ 振子和滤波器。

陶瓷滤波器的中心频率和带宽直接取决于振子的谱频率真和相对带宽，而振 子这些特性又决定于振子的尺寸，振动模式及材料的机电耦合系数，见参考文 献（7）

（1）压电陶瓷振子的等效电路 长条形压电振子，在谐振频率附近，当考滤 到介质损耗和机械损耗时的等效电路图 5.1-12。其中 LCR 串联支路反映了压电 陶瓷振子的机械振动性质，R 反映振子的机械损耗；C0 和 RO 并联支路反映压 电材料的介电生质，RO 是介质损耗电阻，C0 是振子两电极面之间的静电容。 图 5.1-12 陶瓷振子等效电路 图 5.1-12 陶瓷振子等效电路

其他形状和振动模式的压电振子，在谐振频率附近具有与长条形振子相同形 式的等效电路，如果不存在其他振动模式，则振子的等效参量与频率无关，在