Пьезоэлектрический фильтр

Пьезоэлектрический фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.,т.

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВ? ОР СКОМУ СВИДЕ?ЕЛЬС?ВУ

Союз Советскиг

Социалистичесниг

РеспЕ?блик (11) г () 8 1, ?, 1 (I6l, Поиолиителы?ое к ав1. свил-ву (22) ЗаЯвлено 17.10,75(21) 2180773/09 с присоединением заявки №(23) Ириоритет(43) Опубликовано 05.С8.77,Бюллетень ¹ 29 (51) Mf. 1<л.

ll 03 ll !.1/.111

Гасударственный комитет

Coesre Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.372.,543(088.9) 1(45) jlàòà опубликования описания 02.011-77

/1, Н, Алексеев, С, В, Конопленко, ЕЗ. И, 11лужников, В. И, Спиренкова и ll. Ф. Ротарь (721 Авторы изобретения ъ: (7! ) Заявитель

Московский(ордена Трудогого Красного Знал?ени инженерно-физический институт (64) ПЬЕЗЭЭЛЕКТРИЧЕ?СКИЙ ФИЛЪТР г1эобре гение отьосится к элемснтал? и устройс вам систем электроакустики, радиотехники, автоматики, электроники, в частности к ?!ьезоэлектрическил? фильтрам низкочастотного диапазона. 5

Известен пьезоэлектрический (пьезокерамический) фильтр низкочастотного диапазона, работаюший Ва колебаниях изгиба по грани дисковых конструкдий без дополнительных навесных элементов (копденсато- 1О ров, катушек и"дуктивности и т.д.), выполненный в виде металлизированного по боль шим гранял1 пьезоэлектрического (пьезокерал?ического) диска с узкой прямоугольной радиальной прорезью и ра делен,.ыми вдоль l5 средней длины окружности цискQ электродами (1j.

Однако такие фильтры характеризуются технологической трудностью выполнения прямоугольной узкой радиальной ?(рорез?? t«- 20 личие„t и спектре кол(бапий конструкдпи

"I!a(>:.f(! fr"f t?i I. полос пропускаиия г!близи част<>т11 (эсп(!!эи(э? О ко 1 (!гния, < .!1(эжносты<>

fitl<" р(э!11;fl (lfff fl. I о:(и B((E»,iii (>1 рапи ?еннь(м

?f1!ап,?:э(.II(э!.1 II, li. l рi)111;If 25

И:-.вестен также пьезоэлектрический . фильтр, выполненный в виде диска из пьезоэлектрического материала, снабженного радиальнь м секторным вырезом и двумя кониентрическими электродами на каждой из сторон диска 12), Однако à<о?1 ф 1, ьгр обладает относитель но большой величиной вносимого затухания, В результате при каскадировании таких фильтров, применяемом на практике для увеличенгч избирательности селективных уса ройств, оказывается необходимь?м использование усилительнь?х BJ эментов, что существенно усложняет и удорожает пьезоэлектрические узлы частотной селекиии, снижает их надежно<.ть, стабильность, радиационную стойкость.

Е1ель изобретения — уменыпеиие вносимого затухапия пье 30электрического фильтра, Для эт.!го в пьезоэлектрическом фильгре, выполнен.?ом в виде диска из пьезоэлектрилгате?э 1«ла, f:нобэже f?Itol 0 ра д1?ал»ным секторпыэ! выра:пэл! If двумя к(э1?и !и грпческнми злеf< I lt(if(?!,!t! 11» f(klff! tf(JEI из (..T0EJ

Иа чертеже изображена инструкция пьезоэлектрического фильтра в пвух проекциях.

Пьезоэлектрический фильтр представля ..т собой диск из пьезоэлектрического матерна» ла 1, снабженный радиальным секторным вы резом и двумя концентрическими электрода- 1О

tm на каждой из сторон писка 2, 3, 4, 5, Электроды 2, 3 и 4, 5 разделены по линии минимальных изгибных по грани деформапий основной моды, При этом отношение ширины кольцевого электрода 3 (или 5) к радиусу l5 центрального электрода 2 (или 4) составляет не менее 2/7.

Пьезоэлектрический фильтр работает следуюшим образом, При подаче входного синусоипального на- 10 пряжения на электроды 2,4 {или 3,5) возбужпаюшее электрическое поле вызывает периодическую раппальную и тангенциальную деформации расширения (сжатия) области диска под входными электродами. В силу 25 того, что пьезоэлектрический диск имеет радиальный секторный вырез, а электроды

2,3 и 4,5 концентрически разделены, тангенциальная пефорл(апия внутренней или внешней области диска (поп электродами 30

2,4 пли 3,5, в зависимости от того, каки(: из них являются входныл1и) вызывает изгибную по грани деформацию всей конструкции, От выбора тех или иных электропов в ка» честве входпых или выходных частотная характеристика затухания- фильтра будет иметь полюс затухания справа или слева от полосы пропускания, Средняя частота фильтра определяется частотой резонанса конструкции на колеоаниях изгиба по грани, а вносимое затухание фильтра (загухание на средней частоте) тем л(еньше, чем выше эффективность резонансных колебаний. Последняя определяется как добротностью пьезоматериала, так и тополо-:45 гней электродов. Лля одного и того же пьезоэлектрического материала максимальная эффективность возбуждения резонансных колебаний изгиба по грани писковой конструкции с секторным вырезом достигается при

t такой тепел()гип электроГнш, когда электроды 2, 3 и 4,.а раздеri>i n() (ниии .,(инилгальной изгибной по гр()ни п(..фс>рл)ацпи oc . нови(>й моды) а отно) пг ° ние ш и ) нны к()!) ьпе

Вы х 8 J IE? KTp() llc)B 3 и ) к раппу()) централь ных электродов 2 и 4 составляет не менее

2/7. Такая топология элекгродов оптимизирует влияние на механические колебания пьезоэлектрической обратной связи, Использование предложенной топологии электродов позволяет в десятки раз уменьшить вносимое затухание фильтра без изменения его полосы пропускания и избирательности (в частности плл фильтра из пьезокерамического материала 1ПС-22 вносимое затухание при разделении электродов вдоль средней длины окружности составляет

8«9 пб, и то время как при использовании электродов препложенной топологии вносимое затухание составляет 0,1 — 0,15 дб). Это, в свою очередь, при каскадировании таких фильтров позволяет избавиться от необходимости использования усилительных элементов и ведет к упрошению и удешевлению низкочастогных селективпых пьезоэлектрических фильтров, а также повьппенил) их надежности и радиационной стойкости.

Формула изобретения

Пьезоэлекгрпческий фильтр, выполненный в виде диска из пьезоэлектрического материала, снабженного рапиальиыл| секторным вырезом и двумя концентрическими электроламп на каждой из сторон диска, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения вносимого затухания, электроды разделены по линии л(инимальных изгпбпых по грани пеформаций основной. моды, при этолч отношение ширины кольцевого электрода к радиусу центрального электрода составляет не менее 2/7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патен г Японии М 68-26 1 3 "), кл. 08(3) А322, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

N. 371672, кл, Н 03 Н 9/00, 1971, Гостанител 3, Дунаева

Редактор O. 1!нанои> l expep А. Богдан Корретор Л уолтани

-т

Заказ 2 !.15/1.1 1иpаe 106,1 Г1о ни ис и ое

1ll 11111111 1 осударственного кот,:итета с:,г вета Министров ((С1

ll(> fH лак изобретений и открн:чий

1 ) <(>,". Москва, Ж35, Г ау некии ням., p. 4/.

Фнниал 1>l ll l "Г1атент, г, Ужт оров., ул. 11ро ктна, 4