Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103



фектом. Прямой пьезаэффект состоит в том, что приложенное механическое напряжение (сжатие или растяжение) вызывает появление зарядов на гранях кристалла, причем заряд пропорционален механическому напряжению и меняет знак вместе с ним. Обратным пьезоэффектом называют появление механического напряжения в кристалле в результате приложения к нему электрического поля.

Пластина, вырезанная особым образам из кристалла кварца, имеет вполне определенную частоту механического резонанса, зависящую от коэффициента упругости, /jn затухания пьезоэлемента и его геометрических размеров.

При включении кварца в электрическую схему он ведет себя как некоторая цепь, содержащая индуктивность, емкость и активное сопротивление. Эквивалентная схема кварцевого резонатора изображена на рис. 32, а.

Величины с индексом s характеризуют собственные параметры кварцевой пластины. Емкость Ср представляет собой емкость конденсатора, образованного электродами с пластиной кварца в качестве диэлектрика. Эквивалентная схема представляет собой сложный контур. При изменении частоты в цепи, в которую включен резонатор, последний будет оказывать различную реакцию на цепь. На рис. 32, б показана зависимость реактивного сопротивления кварцевого резонатора от частоты в случае, если 0. Практически кварц обладает весьма высокими значениями добротности (10*-;-10), и поэтому в первом приближении сопротивлением можно пренебречь.

Частота последовательного резонанса обусловлена резо-нансо.м контура С. Ее значение может быть определено выражением:

Рис. 32. Эквивалентная схема кварцевого резонатора (а); б-зависимость реактивных сопротивлений кварцевого резонатора от частоты

Сопротивление кварцевой цепи при частоте равно нулю. Частота параллельного резонанса зависит также и от емкости иварцедержателя и равна:

Cs+C, Z. 5 С Ср



Сопротивление кварца на этой частоте в случае -О равно бесконечности. Практически же оно достигает весьма больших значений и пропорционально добротности кварцевого резонатора.

Интервал fp-fs называют резонансным промежутком кварцевого резонатора. Резонансный промежуток равен:

где г = -

Эта величина имеет важное значение при расчетах и конструировании кварцевых фильтров, так как она в основном определяет полосу пропускания полосовых кварцевых фильтров, наиболее часто используемых в однополооной аппаратуре.

Значения и R зависят от типа кварцевой пластины

(ее среза), от вида колеба,шй пласшны и ее гео-етрических размеров. Размеры, определяющие частоту колебаний резонаторов, находятся по формуле:

где Л -размер в миллиметрах, определяющий частоту резонатора (длина, ширина или диаметр при колебаниях по длине; толщина - при поперечных колебаниях);

N - частотный коэффициент, зависящий от среза пластины (см. табл. 3);

/ - собственная частота резонатора, кгц.

Таблица 3

Срез

Форма пластин

Вид колебаний

Частотный коэффициент, кгц1мм

Прямоугольная

Поперечный

2870

1662

2550

Круглая

Продольный

2470

Квадратная

2073

Квадратная 450

2341

Круглая

3766

Квадратная

3087

Квадратная 45"

3583

Прямоугольная

3293

Значение резонансното промежутка зависит от типа ереза пластины и от конструкции нварцедержателя. У большинства резонаторов на частоту от 100 до 1000 кгц значение г= 1804-



350, что приблизительно соответствует резонансному промежутку 300-2500 гц. У более высокочастотных резонаторов частотный промежуток имеет и большие значения (до нескольких тысяч герц).

Работу кварцевого фильтра рассмотрим на примере наиболее часто встречающегося в любительской однополосной аппаратуре двухрезонаторного дифференциально-мостового фильтра (рис. 33, а).

В схеме используются два резонатора, одноименные резонансные частоты которых сдвинуты на величину резонансного промежутка fp-fs-

Рис. 33. Дифференциально-мостовой фильтр с двумя кварцевыми резонаторами: а-принципиальная схема фильтра; б-зависимость сопротивлений плеч фильтра от частоты и характеристика ослабления фильтра


На оба резонатора с катушки L2 подаются одинаковые по величине, но противоположные по фазе напряжения. На рис. 33, б показана зависимость сопротивления каждого плеча схемы от частоты.

Напряжение на выходе фильтра определяется суммарным значением затуханий обоих плеч. Поэтому для построения характеристики затухания фильтра необходимо учесть значение сопротивлений кварцевых резонаторов и их знаки.

Как видно из прафика, полоса пропускания фильтра приблизительно равна удвоенной величине резонансного промежутка.

Аналогичным образом может быть построена характеристика затухания однокварцевого фильтра, часто применяемого в любительской аппаратуре, где один из резонаторов заменен подстроечныМ конденсатором, сопротивление которого монотонно уменьшается с частотой.

Сопротивление нагрузки в двухкристальном фильтре оказывает большое влияние на форму плоской части резонансной кривой и почти не оказывает влияния на ширину полосы пропускания. Вместо активного сопротивления часто используют колебательный контур, настроенный на среднюю частоту



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103