機械濾波器原理介紹及其設(shè)計

機械濾波器的一般特性

為了確保在規(guī)定的環(huán)境下傳輸特性變化最小在設(shè)計和制造中還要盡可能具有高穩(wěn)定和高可靠性，并盡可能消除寄生響應(yīng)和澈音效應(yīng)。

機械濾波器可實現(xiàn)的特性范圍（見表5.1-15）

2、穩(wěn)定性

隨著時間的推移，溫度和電平的變化都會引起機械濾波器傳輸特性的變壞，因此穩(wěn)定性應(yīng)包括溫度穩(wěn)定性、時間穩(wěn)定性和電平穩(wěn)定性三個方面。

機械濾波器的穩(wěn)定性遠比LC濾波器、陶瓷濾波器的優(yōu)良，且可與晶體濾波器相比擬，而且在實現(xiàn)同數(shù)量級的穩(wěn)定性時，機械濾波器的工藝比晶體濾波器要簡單得多。

1）溫度穩(wěn)定性 溫度穩(wěn)定性是指濾波器的傳輸特性隨溫度變化的程度。一般來說，中心頻率偏移主要是由振子頻率偏移所致，當然，靜電容容量的變化匹配電路中元件值的變化，都會使通帶波動增加。

機械濾波器在0~40度的溫度范圍內(nèi)，傳輸特性幾乎不變。而在-45~85度溫度范圍內(nèi)，只要進行特殊設(shè)計和工藝處理（無需增加附加裝置）機械濾波器仍可正常工作。

2）時間穩(wěn)定性 時間穩(wěn)定性主要指濾波器的傳輸特性隨時間變化和程度。它主要由特作振子和換能器的恒彈性合金的經(jīng)時變化率決定。它主要由特作振子和換能器的恒彈性合金的經(jīng)時變化率真決定，通常，這種變化較小，可達到0.2~3.0*10負4次方/10A。

3）電平穩(wěn)定性 電平穩(wěn)定性是指濾波器的傳輸特性隨輸入信號電平大小變化的程度。當濾波器輸入信號的功率超過它所能儲存的能量時，輸出將出現(xiàn)非線性失真，使濾波器中心頻率下降，帶寬增加和通帶插入損耗增大，機械濾波器的電平特性遠優(yōu)于LC濾波器。

（3）寄生響應(yīng)和微音效應(yīng) 凡是使用諧振子的濾波器，在它們所采用的振動模式之外，還有其他振動模式產(chǎn)生，并影響濾波器傳輸特性的寄生響應(yīng)和微音效應(yīng)。

1）寄生響應(yīng) 機械濾波器的寄生響應(yīng)主要由主振模式以外的其他模式的高次振動和其他部分所產(chǎn)生振動引起的，這些振動統(tǒng)稱為雜散振動。寄生響應(yīng)對濾波器的傳輸特性影響到極大，所以在設(shè)計、工藝處理和制造中都作為一個重要問題來對待。

2）微音效應(yīng) 在低頻機械中濾波器中，機械振子的振動頻率較低，容易受到外界振動的干擾而產(chǎn)生噪聲輸出，這種特性稱為機械濾波器的“微音效應(yīng)”。外界振動來自多方面的，如電器設(shè)備中的發(fā)動機，車輛行駛時的振動和各種音響等。微音效應(yīng)的大小與干擾來源的強弱、頻率的高低和機械濾波器抗干擾能力等因素有關(guān)。

（4）振動和沖擊 機械濾波器有較好的而振動、耐碰撞、而沖擊和而離心力的能力。當振動加速度不超過5G（G為重力加速度）、碰撞沖擊和離心力加速度不大于50G時，機械濾波器無需采取防振或減振措施。在經(jīng)過特殊設(shè)計之后，抗振加速度可達15G，抗擊、抗碰撞和抗離心力加速度則可達1500G。