Kryształowy filtr
Filtr kryształowy umożliwia „przechodzenie” niektórych częstotliwości przez obwód elektryczny, jednocześnie tłumiąc niepożądane częstotliwości. Filtr elektroniczny może wykorzystywać kryształy kwarcu jako elementy rezonatora obwodu filtra. Kryształy kwarcu są piezoelektryczne , więc ich właściwości mechaniczne mogą wpływać na obwody elektroniczne ( patrz filtr mechaniczny ). W szczególności kryształy kwarcu mogą wykazywać rezonanse mechaniczne o bardzo wysokim współczynniku Q (od 10 000 do 100 000 i więcej — znacznie wyższym niż konwencjonalne rezonatory zbudowane z cewek indukcyjnych i kondensatorów). Stabilność kryształu i jego wysoki współczynnik Q sprawiają, że filtry kryształowe mają precyzyjne częstotliwości środkowe i strome środkowoprzepustowe . Typowe tłumienie filtra kryształowego w paśmie pasmowoprzepustowym wynosi około 2-3 dB . Filtry kryształowe są powszechnie stosowane w komunikacyjnych , takich jak odbiorniki radiowe.
Filtry kryształowe są stosowane w stopniach częstotliwości pośredniej (IF) wysokiej jakości odbiorników radiowych . Są preferowane, ponieważ są bardzo stabilne mechanicznie, a zatem mają niewielkie zmiany częstotliwości rezonansowej wraz ze zmianami temperatury roboczej. Aby uzyskać najwyższą dostępną stabilność, kryształy umieszcza się w piecach z kontrolowaną temperaturą, dzięki czemu temperatura robocza jest niezależna od temperatury otoczenia.
Tańsze zestawy mogą wykorzystywać filtry ceramiczne zbudowane z rezonatorów ceramicznych (które również wykorzystują efekt piezoelektryczny ) lub strojone obwody LC . Filtry „drabinki kryształowej” o bardzo wysokiej jakości mogą być zbudowane z szeregowych układów kryształów.
Filtry kryształowe są najczęściej stosowane przy częstotliwościach 9 MHz lub 10,7 MHz w celu zapewnienia selektywności w odbiornikach komunikacyjnych lub przy wyższych częstotliwościach jako filtr dachowy w odbiornikach wykorzystujących konwersję w górę. Częstotliwości drgań kryształu są określone przez jego „cięcie” (fizyczny kształt), takie jak wspólne cięcie AT używane w filtrach kryształowych przeznaczonych do komunikacji radiowej. Cięcie określa również niektóre charakterystyki temperaturowe, które wpływają na stabilność częstotliwości rezonansowej, chociaż kwarc ma z natury wysoką stabilność temperaturową, więc jego kształt nie zmienia się zbytnio w temperaturach występujących w typowych radiach.
Z kolei tańsze filtry ceramiczne są powszechnie stosowane z częstotliwością 10,7 MHz w celu filtrowania niepożądanych częstotliwości w konsumenckich odbiornikach FM. Dodatkowo, niższa częstotliwość (zwykle 455 kHz) może być używana jako druga częstotliwość pośrednia i mieć filtr piezoelektryczny. Filtry ceramiczne przy 455 kHz mogą osiągnąć podobne wąskie pasma jak filtry kryształowe przy 10,7 MHz.
Koncepcja projektowa wykorzystania kryształów kwarcu jako elementu filtrującego została po raz pierwszy opracowana przez Waltera Cady'ego w 1922 r., Ale to w dużej mierze praca Warrena P. Masona pod koniec lat dwudziestych i wczesnych trzydziestych XX wieku opracowała metody włączania kryształów do sieci filtrów siatkowych LC , które położył podwaliny pod znaczną część postępu w komunikacji telefonicznej. Projekty filtrów kryształowych z lat 60. pozwoliły na uzyskanie prawdziwych Czebyszewa , Butterwortha i innych typowych cech filtrów. Konstrukcja filtra kryształowego była nadal ulepszana w latach 70. i 80. XX wieku wraz z rozwojem wielobiegunowych filtrów monolitycznych, szeroko stosowanych obecnie w celu zapewnienia selektywności IF w odbiornikach komunikacyjnych. Filtry kryształowe można dziś znaleźć w łączności radiowej , telekomunikacji , generowaniu sygnału i urządzeniach GPS .
Zobacz też
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
