专利名称：：双频滤波装置的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种新颖的双频滤波装置，特别是一种运用于电波钟(RadioControlledClocks,RCC)的双频滤波器。本实用新型有别于传统方式的双频滤波，即提出一种免调校的双频石英晶体滤波器。
背景技术：
：电波钟(RadioControlledClocks,RCC)是一种自动接收无线电波并自动校正时间的时钟，其原理接近无线广播电台的接收。目前电波钟的应用以双频最为普遍。举例而言，日本境内就有福岛与九州岛两个发射站，其发射频率分别为40KHz与60KHz，而发射功率为50KW，接收半径为1000Km。现有的电波钟的接收装置电路如图l所示，其包括天线21、差动式前级放大器22、40KHz石英晶体11、60KHz石英晶体12、后级放大器23、解调电路24，以及匹配电容13。其接收信号的原理是由天线收集微弱的电波，经过前级放大器22放大。接着，由40KHz石英晶体11、60KHz石英晶体12以及匹配电容13组成的滤波器，来滤除不必要的噪声。最后，将频带内的信号，连同频带内的噪声一起，放入后级放大器放大后，再进行解调。在上述过程中，如果石英晶体滤波器滤波效果不好，将导致频带内噪声过大，而此噪声经后级放大后将影响接收的灵敏度。如图1所示，现有技术所制造的电波钟的双频石英晶体滤波器需要外挂匹配电容13，以能获得所需的滤波效果。而所谓的匹配，即是将匹配电容13的电容值调配到石英晶体内的静态电容的2倍。此时滤波效果将达到最优。接下来，将举例说明当匹配时双频石英晶体滤波器的最优效果为何。现有石英晶体滤波器的功用即是将频带外的干扰信号排除，排除的效果优劣可用特定基准来比较。如图3所示，石英晶体以40kHz为中心频率时，在40kHz士2.5kHz处，其信号强度会下降到比-60dB还低。这种情况下，可称此滤波器的噪声抑制力可达60dB。同理，图3中另显示以60kHz为中心频率时，其噪声抑制力也可达60dB。而根据以上的基准，倘若匹配电容有100fF的误差，则噪声抑制力可能只剩约45dB。一般而言，目前市面上可买到的芯片电容最小约500fF，在考虑电容本身的误差与生产制造过程中所产生的寄生电容，可知100fF的电容值是很难调控的，调控不好将影响接收的灵敏度。因此，如何解决现有双频石英晶体滤波器难调控、灵敏度差的问题，成为重要课题。图l为现有的双频石英晶体滤波器示意图。图2为本实用新型较优实施例的免调校双频石英晶体滤波器的示意图。图3为将匹配电容的电容值调配到2倍于石英晶体内的静态电容时的频谱图，示出其噪声抑制力可达60dB。图4为示出利用电路仿真评估本实用新型的双频石英晶体滤波器的滤波效果，由频谱图所示，其噪声抑制力至少也有60dB。主要组件符号说明<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>
实用新型内容由于现有电波钟的双频石英晶体滤波器大都需要靠另外的匹配电容来达到滤波目的。匹配电容不容易调校，降低电波信号的接收灵敏度。因此，本实用新型提供一种免调校的双频滤波装置，以达到更优的滤波效果，提高电波信号的接收灵敏度，并能节省制造成本。本实用新型的免调校的双频滤波装置包括天线、前级放大器、双频滤波器、后级放大器，以及解调电路。其中，天线用来接收电波信号。而且，本实用新型所用的天线形式不限，较优可为电感，或空心线圈。进一步来说，使用电感作为本实用新型的天线时，所用的电感种类不限，较优为绕线电感、绕线磁蕊电感、螺旋电路，或陶瓷电感。前级放大器连接于天线，用来增幅电波信号。上述前级放大器形式不限，较优为具有自动增益式的差动式放大器，或固定增益的差动式放大器。同时，双频滤波器连接于该前级放大器的后端，用来滤除电波信号中的噪声。上述的双频滤波器形式不限，较优为双频石英晶体滤波器、带通滤波器，或带止滤波器。另一方面，后级放大器连接于免调校双频滤波器的后端，用来增幅滤波后的电波信号。此外，本实用新型所用的后级放大器种类不限，较优为具有自动增益式的放大器，或固定增益的放大器。解调电路连接于后级放大器后端，用来将后级放大增幅的电波信号解调后输出。本实用新型所用的解调电路种类不限，较优为模拟式调幅解调电路，或数字式调幅解调电路。本实用新型利用的原理是因石英晶体的等效电路有四个主要参数(如图1):静态电容Co(staticcapacitance)，动态电容CI(motionalcapacitance),动态电感Ll(motionalinductance)及动态电阻R1(motionalresistance)。其中动态电容C1与动态电感L1的值可决定滤波器的中心频率，动态电阻R1与滤波器的质量因素(Qfactor)有关，而静态电容Co主要来自以石英芯片为介电材料的两个电极所形成的电容。一般而言，相同工艺的两颗石英晶体的静态电容值是相当接近的。因此，本实用新型的双频滤波装置的特征在于如图2所示，将双频其中一频段的石英晶体移至前级放大器另一输出端，取代原先匹配电容Cm的位置。再利用静态电容值相近的两颗石英晶体，来提供匹配与滤波的双重效果，而达到免调校的目的。如图4所示，利用电路仿真评估本实用新型的双频滤波装置，所测得的噪声抑制力至少也在60dB以上。如上所述，该双频滤波器较优可为双频石英晶体滤波器；其包括第一石英晶体以及第二石英晶体，分别连接于前级放大器的两输出端，其中，将该二石英晶体的静态电容值设成极为接近。更进一步而言，7第一石英晶体的静态电容值为Col,第二石英晶体的静态电容值为Co2，Col与Co2间的关为0S|Col-Co2|/Col^0.05。此外，上述第一石英晶体以及该第二石英晶体的中心频率不限。较优为，两者的中心频率与电波钟电波发射站的发射频率相同。进一步来说，第一石英晶体的中心频率不限，较优为40kHz土10Hz、60kHz土10Hz、68.6kHz士10Hz、70kHz士10Hz，或77.5kHz土10Hz。同时，第二石英晶体的中心频率也不限，较优为40kHz士10Hz、60kHz士10Hz、68.6kHz士10Hz、70kHz士10Hz，或77.5kHz土10Hz。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的精神下进行各种修饰与更改。具体实施例如下如图2所示，为本实施例的双频滤波装置，其包括天线21、前级放大器22、双频滤波器IO、后级放大器23，以及解调电路24。其中，前级放大器22连接于天线21;双频滤波器10连接于前级放大器22;后级放大器23连接于双频滤波器10;解调电路24连接于后级放大器23。双频滤波器10为双频石英晶体滤波器，其包括第一石英晶体101以及第二石英晶体102。两者的静态电容值非常接近。设第一石英晶体的静态电容值为Col，第二石英晶体的静态电容值为Co2，其中关系如下O哮ol-Co2|/ColS0.05。此外，本实用新型所使用的天线21可以是电感或空心线圈；如果是电感，可为绕线电感、绕线磁蕊电感、螺旋电路或陶瓷电感，而在本实施例中，天线21是绕线磁蕊电感。另一方面，本实用新型所使用的前级放大器22可以是具有自动增益式的差动式放大器或固定增益的差动式放大器，而在本实施例中，该前级放大器22为自动增益式的差动式放大器。此外，本实用新型所使用的后级放大器23可以是具有自动增益式的后级放大器或固定增益的后级放大器，而在本实施例中，后级放大器23为固定增益的后级放大器。本实用新型所使用的解调电路24可以是模拟式调幅解调电路或数字式调幅解调电路，而在本实施例中，解调电路24为模拟式调幅解调电路。当天线21接收到天空中微弱的电波信号后，会将其传送至前级放大器22。由前级放大器22把电波信号先行放大，接着传至双频石英晶体滤波器10来滤除频带外不必要的噪声。经滤波处理的电波信号传至后级放大器23，再做一次放大处理；最后，再被传给解调电路24解调后输出。其中，双频石英晶体滤波器10的设计与现有技术不同，而是将其中一频段的石英晶体移至前级放大器另一输出端后，取代现有装置中匹配电容Cm的位置(如图2)。使用两颗同一工艺制得的两颗石英晶体，利用相同工艺的石英晶体静态电容极相近的特性，来提供匹配与滤波的双重效果，而达到免调校的目的。综上所述，本实用新型提供了一种双频石英晶体滤波器，能解决现有双频石英晶体滤波器需要特别调校的缺点。上述实施例仅为了方便说明而举例，本实用新型所主张的权利范围应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。权利要求1.一种双频滤波装置，包括一前级放大器，可连接于一天线，用来增幅由所述天线所接收的电波信号；一双频滤波器，连接于所述前级放大器，用来滤除所述电波信号中的噪声；一后级放大器，连接于所述双频滤波器，用来增幅滤波后的电波信号；以及一解调电路，连接于所述后级放大器，用来将所述后级放大器增幅的电波信号解调后输出；其特征在于，所述双频石英晶体滤波器包括一第一石英晶体以及一第二石英晶体，分别连接于所述差动式前级放大器的两输出端，所述第一石英晶体的静态电容值为Co1，所述第二石英晶体的静态电容值为Co2，且0≤|Co1-Co2|/Co1≤0.05。2.如权利要求l所述的免调校的双频滤波装置，其特征在于，所述第一石英晶体的中心频率为40kHz土10Hz、60kHz士10Hz、68.6kHz士10Hz、70kHz士10Hz，或77.5kHz士10Hz。3.如权利要求l所述的免调校的双频滤波装置，其特征在于，所述第二石英晶体的中心频率为40kHz土10Hz、60kHz土10Hz、68.6kHz士10Hz、70kHz士10Hz，或77.5kHz士10Hz。4.如权利要求l所述的双频滤波装置，其特征在于，所述前级放大器为一具有自动增益式的差动式放大器，或一固定增益的差动式放大器。5.如权利要求l所述的双频滤波装置，其特征在于，所述后级放大器为一具有自动增益式的后级放大器，或一固定增益的后级放大器。6.如权利要求l所述的双频滤波装置，其特征在于，所述解调电路为一模拟式调幅解调电路，或一数字式调幅解调电路。7.如权利要求4所述的免调校的双频滤波装置，其特征在于，所述第一石英晶体以及所述第二石英晶体的中心频率与电波钟电波发射站的发射频率相同。专利摘要本实用新型涉及一种双频滤波装置包含一天线、一前级放大器、一双频滤波器、一后级放大器，以及一解调电路。其中，双频滤波器包含两静态电容值相近的石英晶体，用以滤除频带外的不必要的噪声。本实用新型的双频滤波装置可解决调校式滤波装置的缺点，以得到更佳的滤波效果，并节省制造成本。文档编号H03H9/58GK201294502SQ200820134260公开日2009年8月19日申请日期2008年9月25日优先权日2008年9月25日发明者林宏泽申请人:十速科技股份有限公司