CN202856700U - 小群时延晶体滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了小群时延晶体滤波器。输入电路与一电桥电路连接,一电桥电路分别与一调谐电路和第一谐振电路连接;第一谐振电路依次分别与一展宽电路、第二谐振电路、另一展宽电路、第三谐振电路连接;第三谐振电路与另一电桥电路连接;另一电桥电路分别与输岀电路和另一调谐电路连接;第二谐振电路与电桥网络电路连接。具有结构简单,使用方便,在低温及高温状态下使用,稳定性较好,群时延指标在1.0us~1.8uS之间,通带内波动小,数字灵敏度高的特点,并且阻带衰减可达到85dB以上,广泛用于移动通信系统产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信系统产品,具体涉及小群时延晶体滤波器。
背景技术
普通晶体滤波器群时延大约在10us~40uS左右,而实际晶体滤波器的群时延要求女1.5-1.8uS,有的群时延指标更大。普通晶体滤波器采用的是切比雪夫型函数,存在衰减特性陡峭,波动为等波纹度,群时延波动大的缺陷。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种性能优良,便于生产,在-55℃-+85℃温度范围使用,稳定性较好,群时延特性平坦,通带内波动小,数字灵敏度高,晶体谐振元件的频率为24.384MHz的小群时延晶体滤波器。
本实用新型的另一目的是提供晶体谐振元件的频率为70MHz的小群时延晶体滤波器。
为了克服现有技术的不足,本实用新型的技术方案是这样解决的:一种小群时延晶体滤波器由输入电路、一谐振电桥、一晶体谐振元件、一节间匹配电路、另一晶体谐振元件、另一谐振电桥、另一节间匹配电路、第三晶体谐振元件、输岀电路组成;本实用新型的特殊之处在于所述输入电路依次分别与一谐振电桥、频率为24.384MHz的一晶体谐振元件、一节间匹配电路、另一晶体谐振元件、另一谐振电桥、另一节间匹配电路、第三晶体谐振元件、输岀电路连接。
所述晶体谐振元件为六个石英晶体滤波谐振器。
所述晶体谐振元件的频率为24.384MHz,其石英晶体滤波谐振器的频率点依次分别为-58~58.3kHz;+20~+20.3kHz; -31~-31.3kHz;+11.2~+11.5kHz;-41.9~-42.2kHz; +39~+39.3kHz。
一种小群时延晶体滤波器由输入电路、一谐振电桥、一晶体谐振元件、一节间匹配电路、另一晶体谐振元件、另一谐振电桥、另一节间匹配电路、第三晶体谐振元件、输岀电路组成;本发明的特殊之处特征在于所述输入电路依次分别与一谐振电桥、频率为70MHz的一晶体谐振元件、一节间匹配电路、另一晶体谐振元件、另一谐振电桥、另一节间匹配电路、第三晶体谐振元件、输岀电路连接。
所述晶体谐振元件的频率为70MHz,其石英晶体滤波谐振器的频率点依次分别为-70~70.3kHz;+13.6~+13.9kHz;-36~36.3kHz;+9.8~+9.1kHz;-40.9~-41.2kHz; +27~+27.3kHz。
所述晶体谐振元件的群时延指标小于1.8uS,中心频率范围为-20kHz~+20kHz。
所述晶体谐振元件为被铝电极。
本实用新型与现有技术相比,最重要的是群时延特性平坦并且较小,群时延指标可达到1.8uS以内(中心频率±20k)在全温度范围内,群时延指标远远优于普通电路晶体滤波器群时延指标,并且具有性能优良,便与生产,使用温度范围较宽(-55℃-+85℃),稳定性较高,通带内波动小于1.0,数字灵敏度高等特点,并且阻带衰减可达到85dB以上,广泛用于移动通信系统产品。
本实用新型主要技术指标如下:
中心频率:24.384MHz
频率准确度:≤±2kHz(工作温度范围内)
插入损耗: <4dB
3dB带宽 ≥±35kHz
60dB带宽 ≤±115kHz
群时延波动 常温≤1.5uS(±20kHz);高低温≤1.8uS(±20kHz)
带内波动 ≤1.0dB
阻带衰减 >80 dB
温度范围 -55℃-+85℃。
附图说明
图1为本实用新型24.384MHz电路结构示意框图;
图2为图1的24.384MHz(1.8uS)晶体滤波器的电路结构原理示意图;
图3为24.384MHz(1.8uS)晶体滤波器的装配图;
图4为70MHz(1.8uS)晶体滤波器的电路结构示意框图;
图5为70MHz(1.8uS)晶体滤波器的电路结构原理示意图;
图6为70MHz(1.8uS)晶体滤波器的装配图。
具体实施方式
附图为本实用新型的实施例。
下面结合附图对发明内容作进一步详细说明:
参照图1所示,一种小群时延晶体滤波器由输入电路、一谐振电桥、一晶体谐振元件、一节间匹配电路、另一晶体谐振元件、另一谐振电桥、另一节间匹配电路、第三晶体谐振元件、输岀电路组成;所述输入电路1-1依次分别与一谐振电桥2-1、频率为24.384MHz的一晶体谐振元件3-1、一节间匹配电路4-1、另一晶体谐振元件5-1、另一谐振电桥6-1、另一节间匹配电路7-1、第三晶体谐振元件8-1、输岀电路9-1连接。
所述晶体谐振元件为六个石英晶体滤波谐振器。
晶体谐振元件的频率为24.384MHz,其石英晶体滤波谐振器的频率点依次分别为-58~58.3kHz;+20~+20.3kHz; -31~-31.3kHz;+11.2~+11.5kHz;-41.9~-42.2kHz; +39~+39.3kHz。
所述晶体谐振元件为被铝电极。
输入电路与一谐振电桥连接,再与晶体谐振元件3-1连接后,通过节间匹配电路展宽,然后连接晶体谐振元件5-1,再连接另一谐振电桥,然后再通过节间匹配电路,再连接第三晶体谐振元件8-1,最后连接输出电路9-1;比普通电路增加了节间匹配电路展宽,以此来改变石英晶体谐振器的动态参数,进一步改善波形,达到减小群时延的目的。
所述晶体谐振元件为石英晶体滤波谐振器。
所述六个24.384MHz的石英晶体滤波器的频率点依次分别为-58~58.3kHz;+20~+20.3kHz;-31~-31.3kHz +11.2~+11.5kHz;-41.9~-42.2kHz;
+39~+39.3kHz。
图2、图3所示,电容C1一端与电源连接,所述电容C1另一端依次分别与微调电容CWC1、旁路电容C2、石英晶体谐振器F1、电感L1、变压器B1一端连接,微调电容CWC1另一端分别与地和变压器B1抽头连接;所述电感L1另一端分别与石英晶体谐振器F4、石英晶体谐振器F3一端连接;所述石英晶体谐振器F4、石英晶体谐振器F3另一端分别与微调电容CWC2、电感L2、变压器B2一端连接,微调电容CWC2另一端分别与地和变压器B2抽头连接;所述电感L2另一端分别与石英晶体谐振器F5、石英晶体谐振器F6一端连接;所述石英晶体谐振器F5、石英晶体谐振器F6另一端分别与微调电容CWC3、变压器B3、电容C3一端连接,微调电容CWC3另一端分别与地和变压器B3抽头连接。
图2所示,使用的是24.384MHz(1.8uS)晶体滤波器(基频),采用贝塞尔函数特性。
图4所示,一种小群时延晶体滤波器由输入电路、一谐振电桥、一晶体谐振元件、一节间匹配电路、另一晶体谐振元件、另一谐振电桥、另一节间匹配电路、第三晶体谐振元件、输岀电路组成;所述输入电路2-1依次分别与一谐振电桥2-2、频率为70MHz的一晶体谐振元件2-3、一节间匹配电路2-4、另一晶体谐振元件2-5、另一谐振电桥2-6、另一节间匹配电路2-7、第三晶体谐振元件2-8、输岀电路2-9连接。
所述晶体谐振元件的频率为70MHz,其石英晶体滤波器的频率点依次分别为-70~70.3kHz;+13.6~+13.9kHz;-36~36.3kHz;+9.8~+9.1kHz;-40.9~-41.2kHz; +27~+27.3kHz。
所述晶体谐振元件的群时延指标小于1.8uS,中心频率范围为-20kHz~+20kHz。
所述晶体谐振元件为被铝电极。
图5、图6所示,电容C1一端与电源连接,所述电容C1另一端依次分别与微调电容CWC1、石英晶体谐振器F1、电阻R1、变压器B1一端连接,微调电容CWC1另一端分别与地和变压器B1抽头连接;所述电阻R1另一端分别与石英晶体谐振器F4、石英晶体谐振器F3一端连接;所述石英晶体谐振器F4、石英晶体谐振器F3另一端分别与微调电容CWC2、电阻R2、变压器B2一端连接,微调电容CWC2另一端分别与地和变压器B2抽头连接;所述电阻R2另一端分别与石英晶体谐振器F5、石英晶体谐振器F6一端连接;所述石英晶体谐振器F5、石英晶体谐振器F6另一端分别与微调电容CWC3、变压器B3、电容C3一端连接,微调电容CWC3另一端分别与地和变压器B3抽头连接。
图5所示的电路结构上使用的是70MHz(1.8uS)晶体滤波器(基频),采用贝塞尔函数特性。
综上所述,小群时延晶体滤波器和一般晶体滤波器在设计上有根本的不同。因为一般晶体滤波器使用切比雪夫型函数,滤波器特点为衰减特性陡峭,波动为等波纹度,但是群时延波动大,而贝塞尔函数特性滤波器具有群时延特性小、通带内波动小的特点,所以将切比雪夫函数特性参数更改为贝塞尔函数特性参数,在晶体频率点的设计上,一般晶体滤波器设计频率点为四点:分为最低点、次低点、次高点、高点。对一般的三节点电路而言,高点和低点晶体各两只,由惠斯登电桥组成的格型网络,加以电容、电感经过调试后便可成为一个普通晶体滤波器电路。
本实用新型的小群时延晶体滤波器在晶体设计上要使用六个频率点,每个频率点一只,并且使用展宽电路,改变石英晶体谐振器的动态参数,这样可有效的减小群时延,并且达到性能稳定。
小群时延晶体滤波器通过修改频率点为六点,并且将原来的镍锌磁环改为新型磁性材料(μ0=9),发现稳定性较好一些,后来又经过了多次反复的修改,将石英晶体由原来的被银工艺更改为被铝工艺,以此来增加长期的稳定性。
因为群时延指标较小,所以长期的稳定性尤为重要,即可靠性要求较高,因为组成该晶体滤波器的石英晶体谐振器频率的微小变化,都会使得群时延指标增大,所以小群时延晶体滤波器的老化特性也尤为重要,老化的目的是增加稳定性。
实施例1
24.384MHz(1.8uS)晶体滤波器(基频)采用贝塞尔函数特性使用6只晶体6个频率点,普通滤波器6只晶体4个频率点;6个频率点均采用被铝工艺;磁材选用新型的磁性材料(μ0=9)线路图见附图:
F1-F6 石英晶体谐振器频率点如下:
F1: UM-1 -58—-58.3kHz
F2: UM-1 +20—+20.3kHz
F3: UM-1 -31—-31.3kHz
F4: UM-1 +11.2—+11.5kHz
F5: UM-1 -41.9—-42.2kHz
F6: UM-1 +39—+39.3kHz
L1、L2为贴片电感数值如下:
L1:2520-3.3uH
L2:2520-3.3uH
C1-C3 为贴片电容数值如下:
C1:0802-12PF
C2: 0805-1PF
C3: 0805-12PF
B1-B3为新铁氧体磁环绕发如下:
B1、B3双线并绕20圈
B2:双线并绕25圈
CWC1-CWC3为微调电容,均为CWC35型2.8-10PF
按上述材料及方法生产出的24.384MHz晶体滤波器,群时延指标小于1.8uS,质量可靠,性能稳定。
实施例2
70MHz(1.8uS)晶体滤波器(基频)同样采用以上方案及方法线路图及数据如下:
F1-F6 石英晶体谐振器频率点如下:
F1: UM-1 -70—-70.3kHz
F2: UM-1 +13.6—+13.9kHz
F3: UM-1 -36—-36.3kHz
F4: UM-1 +9.8—+9.1kHz
F5: UM-1 -40.9—-41.2kHz
F6: UM-1 +27—+27.3kHz
L1、L2为贴片电感数值如下:
L1:2520-10nH
L2:2520-10nH
C1、C3为贴片电容数值如下:
C1:0805-9.1PF
C3: 0805-9.0PF
B1-B3为新铁氧体磁环绕发如下:
B1、B3双线并绕8圈
B2:双线并绕10圈
CWC1-CWC3为微调电容,均为CWC35型2.8-10PF
研制出的晶体滤波器群时延指标为小于1.8uS,用户通过小批量试验,效果良好。
Claims (6)
1.一种小群时延晶体滤波器,该滤波器由输入电路、一谐振电桥、一晶体谐振元件、一节间匹配电路、另一晶体谐振元件、另一谐振电桥、另一节间匹配电路、第三晶体谐振元件、输岀电路组成;其特征在于所述输入电路(1-1)依次分别与一谐振电桥(2-1)、一晶体谐振元件(3-1)、一节间匹配电路(4-1)、另一晶体谐振元件(5-1)、另一谐振电桥(6-1)、另一节间匹配电路(7-1)、第三晶体谐振元件(8-1)、输岀电路(9-1)连接。
2.根据权利要求1所述的小群时延晶体滤波器,其特征在于所述晶体谐振元件为六个石英晶体滤波谐振器。
3.根据权利要求2所述的小群时延晶体滤波器,其特征在于所述晶体谐振元件的频率为24.384MHz,其石英晶体滤波谐振器的频率点依次分别为-58~58.3kHz;+20~+20.3kHz; -31~-31.3kHz;+11.2~+11.5kHz;-41.9~-42.2kHz; +39~+39.3kHz。
4.根据权利要求2所述的小群时延晶体滤波器,其特征在于所述晶体谐振元件的频率为70MHz,其石英晶体滤波谐振器的频率点依次分别为-70~70.3kHz;+13.6~+13.9kHz;-36~36.3kHz;+9.8~+9.1kHz;-40.9~-41.2kHz; +27~+27.3kHz。
5.根据权利要求2或3所述的小群时延晶体滤波器,其特征在于所述晶体谐振元件的群时延指标小于1.8uS,中心频率范围为-20kHz~+20kHz。
6.根据权利要求1或4所述的小群时延晶体滤波器,其特征在于所述晶体谐振元件为被铝电极。
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CN102761315A (zh) * | 2012-08-06 | 2012-10-31 | 咸阳振峰电子有限公司 | 小群时延晶体滤波器 |
CN112564671A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-26 | 电子科技大学 | 一种带内超低群时延波动滤波器 |
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- 2012-08-06 CN CN 201220385555 patent/CN202856700U/zh not_active Expired - Lifetime
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