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Características do filtro piezoelétrico

Número Browse:0     Autor:editor do site     Publicar Time: 2018-11-02      Origem:alimentado

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Depois que o sinal elétrico passa pelo filtro, não apenas suas alterações de amplitude com frequência, mas também suas alterações de fase com frequência. Para entender o efeito do filtro no estado operacional do circuito após o envolvimento do circuito, é necessário estudar as três características do filtro, nomeadamente a característica da impedância, a característica da atenuação e a característica da fase.

Características de impedância de cerâmicas piezoelétricas são impedância de entrada e impedância de saída. O filtro é um dispositivo conectado à rede de quatro terminal e à entrada do filtro. O sinal é transmitido ao filtro e é considerado a fonte de sinal. A resistência interna é zi; O dispositivo conectado à saída do filtro, a saída do filtro de recepção. O sinal, considerado como uma carga, tem uma impedância de ZL; Ambos zi e zl são a impedância de terminação do filtro.


Impedância característica


Quando as impedâncias de rescisão zi e zl das alterações de cerâmica elétrica piezo, suas impedâncias de entrada e saída z e z também são alteradas, o que afeta o estado de trabalho do filtro. Para um filtro, ele pode terminar uma impedância exclusiva de terminação em cada extremidade. Essa impedância permite que a impedância de entrada no final do estudo seja exatamente igual à impedância de carga nesse fim. Essa impedância característica é a impedância característica do filtro. A impedância característica está relacionada à estrutura e parâmetros do próprio filtro, e também à frequência do sinal de entrada. Portanto, para um determinado filtro, não é um valor fixo, mas é independente da impedância de rescisão. Se a impedância final do filtro for igual à sua impedância característica, o filtro receberá a melhor condição de funcionamento. Esta conexão é chamada de conexão correspondente do filtro. Como a impedância característica é dependente da frequência, é impossível fazer uma correspondência perfeita. Quando a impedância de rescisão deCerâmica pizelétrica de material P-41é igual à sua impedância característica, a impedância de entrada observada da outra extremidade é igual à impedância característica desse fim.


Característica de atenuação


Sobre a característica da atenuação ou a característica de perda, reflete a atenuação do sinal pelo filtro para diferentes freqüências, ou a capacidade do filtro para selecionar diferentes sinais de freqüência. A característica doCerâmica piezoelétrica manufraturaComo uma função de frequência é chamada de característica de atenuação do filtro. A atenuação do filtro pode ser dividida em perda de transmissão, atenuação de interferência (perda de inserção) e atenuação de trabalho. No uso e medição de filtros, o mais comum é a atenuação intervencionista.


Características de fase e características de mudança de fase


O sinal elétrico passa pelo filtro não apenas com sua amplitude, mas também com sua fase. A alteração de fase causada pelo filtro não está relacionada apenas à frequência, mas também à estrutura e parâmetros do filtro. A característica da fase causada pelo filtro como uma função de frequência é chamada de característica de fase. A característica que a diferença de fase varia com a frequência é chamada de característica de mudança de fase. Para uma certa característica de atenuação, há uma característica de fase correspondente a ela. Para a atenuação intervencionista, há uma mudança de fase interveniente, ou seja, a tensão (corrente) na carga tem uma mudança de fase antes e depois que o filtro é interposto. Para atenuação de transmissão, há uma mudança de fase de transmissão, ou seja, o sinal de transmissão do filtro tem uma mudança de fase em relação ao sinal de entrada. Como o sinal de saída do filtro tem um atraso de tempo em relação à entrada, é referido como atraso. O atraso também é uma função de frequência.


Princípio e características elétricas de filtros cerâmicos piezoelétricos

O princípio doDiscos piezo de material PZT5é que o filtro cerâmico piezoelétrico é projetado utilizando as características de ressonância do vibrador cerâmico piezoelétrico. Quando um vibrador cerâmico piezoelétrico é conectado em série entre a fonte de sinal e a carga zl, tem as características de atenuação mostradas na figura a seguir.

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Como pode ser visto a partir da figura, quando a frequência do sinal estiver perto da frequência ressonante do oscilador cerâmico, sua impedância é a menor, o sinal de saída é o maior, ou o sinal tem a menor atenuação. Assim, um vibrador de cerâmica monolítico tem a propriedade de filtragem, que é equivalente a um filtro de 2 terminal. Embora os vibradores de cerâmica piezoelétricos monolíticos tenham propriedades de filtragem, as características de atenuação são pobres e muitas vezes não conseguem atender aos requisitos de uso. Para obter um filtro com bom desempenho, é necessário combinar os vibradores piezoelétricos de uma certa maneira.


Design e cálculo do filtro cerâmico piezoelétrico


O cálculo do projeto do filtro de cerâmica Piezo é baseado no índice de desempenho de um determinado filtro, tal como a frequência central f0, a largura de banda, o coeficiente retangular K, a perda de inserção Bon, o grau defensivo Bz, a impedância de correspondência z e a seleção eletromecânica do material cerâmico piezo por cálculo teórico. O coeficiente de acoplamento, o modo de vibração, a geometria do vibrador, e o número de nós e estrutura do filtro criam um filtro que atende aos requisitos de desempenho. O método de design do filtro pode ser geralmente dividido em dois tipos: método de análise e método abrangente. Ambos os métodos têm suas próprias vantagens e devem ser aplicadas em situações específicas. Os métodos generalizados são geralmente usados ​​para filtros de banda estreita com larguras de banda inferior a 2%, enquanto os filtros de baixa passagem de alta passagem e os filtros de largura de banda maiores são normalmente projetados usando o Analytics.Tecendo o filtro T como um exemplo para ilustrar as etapas de cálculo do design analítico. Condições para o cálculo do projeto são geralmente frequência central F0, a largura de banda ΔF, o coeficiente retangular K, a atenuação defensiva da parada (ou a atenuação da parada), impedância correspondente e estabilidade. Requisitos finais para o projeto:

1) Propriedades materiais: coeficiente de frequência de temperatura, constante dielétrico relativa, coeficiente de acoplamento eletromecânico e coeficiente de porcelana piezoelétrico
2) Tamanho do vibrador: modo de vibração vibrador, tamanho da estrutura
3) Número de seções de filtro e número de vibradores


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