Elektroradio ashyolar va tibbiyot texnikasini

9.2. Integral pyezoelektrik filtrlar
Integral pyezoelektrik filtrlarning ishlash prinsiði energiya-
ning kvars, pyezokeramika yoki pyezokristall plastinalarining
hajmida lokallanishiga yoxud sirtqi akustik to‘lqinning plastina
bo‘ylab tarqalishiga asoslangan.
Birinchi holda elektr bo‘ylab tebranishlarning mexanik tebra-
nishlarga va aksincha, aylanishi natijasida elastik tebranishlari-
9.1-rasm. Uchta operatsiyali kuchaytirgich aktiv RC-filtr sxemalari:
a—elektr sxemasi; b—aktiv rezonatorli ekvivalent sxemasi.
RL
U
k
R2
C2
R
R
ad 
L
az
R
e
A1
R
1
U
k
C1
U
k
a
b

---

187
ning plastina qalinligi bo‘yicha «energiya qamrab olinishi» yuz
beradi. Plastinaning metall qoplama (elektrod) lari tebranishlar
tarqalishi to‘lqin tusida bo‘lishi sababli alohida rezonatorlardan
iborat bo‘ladi.
Filtrdagi tebranish amplitudasi elektrodosti sohada eng katta
bo‘ladi va undan tashqarida eksponenta bo‘yicha so‘nadi. Natijada
bir nechta bir-biridan ajratilgan rezonatorlar (ko‘p rezonatorli
filtr) ni bitta plastinada joylashtirish va ular orasida zaruriy
bog‘lanish koeffitsiyentini va demak, talab etiladigan o‘tkazish
polosasini va to‘g‘ri burchaklilik koeffitsiyentini ham hosil qilish
uchun akustik bo‘linishdan foydalanish imkoni tug‘iladi. Bunday
filtrlar elastik to‘lqin filtrlari deyiladi.
Ikkinchi holda taroqsimon o‘zgartgichning har bir shtir
elektrodi ostidagi vaqt bo‘yicha o‘zgaruvchan elektr maydon
elastik deformatsiya hosil qiladi. Natijada sirtqi plastina yaqinida
sirtqi akustik plastina — SAP (PAV) taqala boshlaydi. Har xil
shakldagi turum — elektrod yordamida signallarni o‘zgartirish,
shuningdek, tanlash mumkin. SAP tarqalish tezligining kichik
bo‘lishi (elektromagnit to‘lqin tarqalish tezligidan besh tartibga
kichik) o‘ta kichkina filtrlar yaratish imkonini beradi. Bunday
filtrlar SAP filtrlari deyiladi (9.2-rasm).
9.2-rasm. SAPdagi integral filtr:
1—pyezoelektrik plastina; 2—taroqsimon o‘zgartgich.
1
2
Chiq
d
a
Kir

---

188
Siljish to‘lqinlarida k
m
doimiylari, mos ravishda, 1,66; 1,0;
1,9 va 2,1 MHz mm ga teng bo‘lgan kvars, pyezokeramika yoki
pyezokristallar — litiy niobat va litiy tantalat filtrlarga asos
bo‘lib xizmat qiladi. Elastik to‘lqinlar filtrlari uchun olinadigan
plastinalar qalinligi berilgan chastota shartlariga ko‘ra va ishlab
chiqarish texnologiyasi imkoniyatlariga qarab tanlanadi. SAP
filtrlarining elektr xarakteristikalari, plastinalarning, odatda,
2—3 mm bo‘lgan qalinliklariga bog‘liq emas.
Elastik to‘lqinlar filtrining markaziy chastotasi (MHz)
/
pr
m
f
k
h

, bu yerda, h — plastina qalinligi (mm).
Shuning uchun ish chastotasining yuqorigi chastotasi plas-
tinaning ishlab chiqarish uchun qulay bo‘lgan minimal qalinligi
orqali, pastki chegarasi esa — IS o‘lchamlariga mos keluvchi yo‘l
qo‘yilgan o‘lchamlar bilan aniqlanadi. Masalan, 50 mkm qalinlik-
dagi kvars plastina 

2 MHz da maksimal 40 MHz chastotaga
ega. Biroq, kvars integral filtrlar, shuningdek, yuqori garmoni-
kalarda ishlashi mumkin va 250 MHz gacha bo‘lgan signallarni
tanlaydi. Integral kvars filtrlarning asilligi 10
3
—10
4
, chastota
barqarorligi 5·10
-7 
1/°C, o‘tkazish polosasi (Hz) esa, aktiv
yuklamada 
2
5
max
/
10
6
,
3
m
f
f
op




(bu yerda, m — signal
garmonikasi nomeri). O‘tkazish polosasi, odatda, foizning
o‘ndan-yuzdan bir ulushini tashkil etadi, ya’ni kvars filtrlar tor
polosalidir.
Integral pyezokeramik filtrlarning asilligi kvars filtrlarniki-
dan o‘nlab marta past, barqarorligi 5·10
-5
1/°C ga teng, biroq
ular keng polosaliroq (foizning birlik ulushlari).
Pyezokristallarning asosiy afzalligi elektromexanik bog‘la-
nish koeffitsiyentining kattaligi (0,2—0,3), dielektrik singdiruv-
chanligining kichikligi va xossalarning keng temperaturalar dia-

---

189
pazonida barqarorligidir. Ular asosidagi filtrlarning o‘tkazish
polosalari o‘rta chastotaning 0,5—5 % ini tashkil etishi mumkin.
SAP filtrlarining elektr parametrlari 


/
v
f
op
; Q=N for-
mulasi bo‘yicha aniqlanadi, bu yerda, 

— SAP ning tarqalish
tezligi (m/s) (pyezokristallar uchun u (34)10
3
m/s ga teng),

— SAP to‘lqin uzunligi (m); N — filtrning taroqsimon o‘z-
gartgichdagi shtir — elektrod juftlari soni.
SAP ni akustik rezonans deb ataladigan eng samarali
uzatish  = 2d bo‘lganda yuz beradi (bu yerda, d — shtir —
elektrodlar orasidagi masofa (m)). O‘zgartgichning rezonans
chastotasi 
d
v
f
op
2
/

shtirlar orasidagi a = d/2 tirqishni hosil
qilishni hal qilish qobiliyati orqali aniqlanadi. Demak, hozirgi
zamon fotolitografiya usularida (a

2 mkm) va v = 4 · 10
3
m/s da
yuqori chegaraviy chastota GHz birliklarini tashkil etishi mum-
kin. Biroq, SAP filtrlari, odatda, faqat UPCH (OCHK) kas-
kadlarida qo‘llaniladi, chunki kichik signallarga sezgirligi yomon
bo‘lganligi uchun ulardan UYCH larda foydalanish oqilona
bo‘lmaydi. Pastki chastota filtr maydoni bo‘yicha cheklash bilan
aniqlanadi va megagersning birliklari — o‘nliklarini tashkil etadi.
SAP filtrlarining asilligi 1000 dan yuqori, o‘tkazish polosasi
esa, foizning birlik-o‘nliklariga teng.
Integral kvars filtrlar (9.3-rasm) 1 turdagi standart korpus-
ga o‘rnatilgan kvars plastina ko‘rinishida yasaladi. Plastinaning
ikkala tomoniga elektrodlar qoplangan bo‘lib, u chiqish kontakt
yuzachalariga ega. Kontakt yuzachalar 1 turdagi standart kor-
pusga yelim — kompaund bilan mahkamlangan.
SAP filtrlarining o‘lchamlari markaziy chastota va asilligi
bilan aniqlanadi. Masalan, 
30

op
f
MHz va 
150

f
MHz da
filtr o‘lchami planda 2050 mm ni tashkil etadi. Pyezoplastinada
1520 m o‘lchamga ega bo‘lgan ikkita taroqsimon o‘zgartgich

---

190
joylashtiriladi. 120 MHz ga mo‘ljallangan filtr 51512 mm
o‘lchamga ega.
Yuqori tanlovchanlikka ega bo‘lgan polosali filtrlarni olish
uchun taroqsimon o‘zgartgich shtirlari har xil uzunlikda olina-
di (ma’lum qonun asosida), impulslarni siqish uchun esa
shtirlar bir xil uzunlikda olinadi, ular orasidagi masofa asta-
sekin o‘zgaruvchan bo‘ladi.
ÃÎÑÒ 20937—75 ga ko‘ra pyezoelektrik filtrlar quyidagicha
tavsiflanadi va belgilanadi. Material turiga qarab: 1—pyezo-
keramikli, 2—kvarsli, 3—pyezokristalli. Funksional vazifasiga ko‘ra:
P—polosali, R—rejektorli, D—diskriminatorli, YCH — yuqori
chastotali, PCH — past chastotali, OBP — bir yon polosali (BYP),
G — taroqsimon. Chastotalar diapazoni bo‘yicha: 1—past chastotali
(60 kHz gacha); 2 va 3—o‘rtacha chastotalar (60—400 kHz va
400—200 kHz); 4—9—yuqori chastotali (mos ravishda, 1,2—3
MHz, 3—5 MHz, 5—25 MHz, 25—35 MHz, 35—90 MHz
dan yuqori). O‘tkazish polosasining kengligiga qarab (nominal
9.3-rasm. Integral kvars filtr.
0
1
2
3
4
5

---

191
chastotasiga ko‘ra % hisobida): 1 va 2—tor polosali (mos
holda, 0,05 % gacha va 0,05—0,2 % ); 3, 4 va 5—keng
polosali (0,2—0,4 %, 0,4—0,8 %, 0,8 % dan yuqori).
Konstruktiv-texnologik belgilariga ko‘ra: 1—diskret; 2—5—gibrid
(mos ravishda bir qatlamli, pyezomexanik, yaxlit va boshqalar);
6—9—integral (mos ravishda, bir qatlamli, pyezomexanik, yaxlit
va SAP). Temperaturalar diapazoniga ko‘ra: A — + 1°C dan
+55°C gacha; B— —10°Ñ dan +60°C gacha; D— —40°C dan
+75°C gacha; E— —40°Ñ dan +100°C gacha; F— —60°C dan
+85°C gacha; G— —60°C dan +100°C gacha. Masalan,
FP2P9-7-40 OM, 200 VB shartli belgi quyidagicha tushu-
niladi: filtr pyezoelektrik, kvarsli, polosali, SAP, markaziy
chastotasi 40 Hz, o‘tkazish polosasi 200 kHz, B—hammasi
iqlim bo‘yicha, temperaturalarning ish diapazoni —10°Ñ dan
+60°C gacha.