СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-8

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ позволяющей реализовывать трёхмер ные интегральные структуры. Наряду с LC фильтрами, в современ ной радиоэлектронной аппаратуре до статочно широкое применение нахо дят пьезоэлектрические фильтры, в том числе и на дискретных резонато рах. Посравнениюс LC фильтрами, пье зоэлектрические не только позволяют обеспечить большую крутизну харак теристики затухания, но обладают го раздо лучшей стабильностью и дают возможность реализовать узкие отно сительные полосыпропускания. Такие фильтры позволяют в диапазоне час тот от 10 кГц до 250 МГц реализовать относительную полосу пропускания от сотых долей процента до несколь ких процентов, обеспечивая при этом высокие электрические параметры. Пьезоэлектрические фильтры могут быть реализованы на основе лестнич ных, перекрытых Т образных, симмет ричных мостовых или дифферен циально мостовых схем [1–3]. Некото рые из вариантов этих схемприведены на рисунке 3. Выбор однойиз этих схем определятся совокупностью техни ческих требований, предъявляемых к фильтру. Так, лестничные схемы, как правило, используются при построе нии узкополосных пьезоэлектричес ких фильтров, а дифференциально мостовые – более широкополосные. Существенным недостатком диффе ренциально мостовых схем является необходимость использования диффе ренциальных трансформаторов. Это ведёт не только к ухудшению техноло гии изготовления пьезоэлектричес ких фильтров, выполненных на осно ве дифференциально мостовых схем, но и к увеличению массогабаритных показателей, особенно в области низ ких частот. Поэтому в низкочастотном диапа зоне пассивные пьезоэлектрические фильтры, выполненные по дифферен циально мостовым схемам, находят ограниченное применение в совре менной аппаратуре связи. Наиболее перспективными фильтрами для это го диапазона частот являются актив ные пьезоэлектрические фильтры, по скольку они позволяют не только зна чительно улучшить массогабаритные характеристики, упростить техноло гию изготовления, в ряде случаев про ще решить вопросы согласования, но и сочетать в себе функции селекции и усиления. Более того, использование активных схем пьезоэлектрических фильтров даёт возможность расши рить номенклатуру используемых ре зонаторов, например, миниатюрных резонаторов камертонного типа, вы сокое значение динамической индук тивности которых не позволяет при менять их в пассивных схемах. При построении активных пьезо электрических фильтров дифферен циальные трансформаторы замеща ются своими функциональными ана логами, реализованными на основе транзисторных каскадов, дифферен циальных и операционных усилите лей [3]. Наиболее распространёнными из них являются схемы на операцион ных усилителях, поскольку по сравне нию с остальными вариантами они позволяют обеспечить наиболее высо кую стабильность параметров, в част ности коэффициент усиления, и про ще решить вопросы согласования. Некоторые из вариантов таких схем приведены на рисунке 3. Многолетний опыт разработки пье зоэлектронных устройств частотной селекции сигналов позволил ОНИИП создать ряд пассивных и активных пье зоэлектрических фильтров, имеющих объём до 1 см 3 и отвечающих совре менным требованиям. Основные пара метры этихфильтров приведены в таб лице 2, а некоторые из типовых ампли тудно частотных характеристик – на рисунке 4. В заключение отметим, что дальней шее увеличение диапазона рабочих частот пьезоэлектрических фильтров, по всей видимости, связано с приме нением плёночных пьезорезонаторов. Л ИТЕРАТУРА 1. Босый Н.Д. Электрические фильтры. Киев, 1957. 2. Великин Я.И., Гельмонт З.Я., Зелях Э.В. Пье зоэлектрические фильтры. М: Связь, 1966. 3. Аржанов В.А., Ясинский И.М. Электричес кие фильтры и линии задержки. Омск, 2000. 27 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2011 Таблица 1. Основные параметры LC фильтров Реклама Диапазон частот, МГц Относительная ширина полосы пропускания, % Вносимые потери, дБ Гарантированное затухание в полосе задерживания, дБ Размеры, мм 0,01…3 10…200 1…3 До 40 36 × 27 × 16 3…300 20…200 2…4 До 30 20,5 × 12,6 × 7 1…1000 10…200 1…3 До 60 38 × 18 × 14 Таблица 2. Основные параметры пьезоэлектрических фильтров Тип фильтра Диапазон частот, МГц Относительная ширина полосы пропускания, % Коэффициент передачи, дБ Затухание в полосе задерживания, дБ Пассивный 3…160 0,01…0,5 –2…–4 До 60 Активный 0,04…0,5 0,01…3 0…30 До 40 © СТА-ПРЕСС