小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器及其参数生成方法与流程

本文件涉及滤波器领域，尤其涉及一种小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器及其参数生成方法。

背景技术：

1、分立式晶体滤波器是由多只石英晶体谐振器加工而成的滤波器器件，由于分立式晶体滤波器具有体积小、重量轻、频率选择性好、温度稳定性好等一系列优良的电气性能，被广泛应用于通信、航空航天、武器装备等行业及领域中。

2、电压驻波比就是当滤波器的特性阻抗与负载阻抗不一致时，产生的入射波与反射波在滤波器的输入输出端形成驻波，其相邻电压的最大值和最小值之比。它是检验信号传输效率的依据。电压驻波比过大，将会使滤波信号失真，影响滤波器的正常工作。

3、因此，设计一种小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器，是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本说明书提供了一种智能路由方法，用以解决现有小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器通常利用经验设计，设计类型和参数不固定，导致滤波器性能不稳定的问题。

2、本发明的第一方面，提出了一种小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器，包括：

3、石英晶体谐振器包括2个格形网络，所述格形网络包括1个高频晶体谐振器和1个低频晶体谐振器，用于进行输入信号和输出信号的频率控制；

4、1个级间耦合电容，设置于所述2个格形网络之间，用于通带带宽的展宽；

5、2个差接变量器和2个耦合电容，分别设置于所述2个格形网络的边缘，用于格形网络的特性阻抗与端接阻抗的匹配；所述差接变量器用于阻抗变换，所述耦合电容用于与电感线圈产生谐振，使输入端的电信号需要保留的部分通过输出端无失真的输出；

6、所述石英晶体谐振器、所述电感线圈和所述耦合电容通过印制电路板连接在金属基座上，所述金属基座和小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的金属外壳通过锡进行密封。

7、在一些优选的实施例中，所述晶体滤波器为中等带宽范围，b3/f0>0.3％，其中，b3代表晶体滤波器的3db通带带宽，f0代表晶体滤波器的中心频率。

8、在一些优选的实施例中，所述高频晶体谐振器和所述低频晶体谐振器，其电压驻波比saw<2.0。

9、电压驻波比是指在信号的传输与反射系数的比值。具体到晶体滤波器中就是指端接阻抗的匹配效果。滤波器内部的特性阻抗与端接阻抗越接近，阻抗匹配越好，表现在滤波器的性能中就是电压驻波比越小。滤波器的性能越好。

10、在一些优选的实施例中，所述小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器，其通带波动小于设定阈值。

11、通带波动也是反映晶体滤波器的端接阻抗匹配的重要指标。晶体滤波器内部的特性阻抗与端接阻抗越接近，阻抗匹配越好，表现在滤波器的性能中就是通带波动越小。滤波器的性能越好。

12、在一些优选的实施例中，所述小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器，其矩形系数k＝b40/b3＜4.0，其中，b3代表小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的3db通带带宽，b40代表小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的40db阻带带宽。

13、在金属基座的中间增加金属隔板，通过将两个格形网络隔开，从而达到增大阻带衰减，增加衰减陡度的效果，从而达到减小滤波器矩形系数的效果，提高了滤波器的电性能。

14、本发明的第二方面，提出了一种小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的参数生成方法，基于上述的小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器，所述参数生成方法包括：

15、生成小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的设计参数、电路形式和电路设计参数；所述设计参数包括产品的封装形式、中心频率、寄生抑制、通带带宽、电压驻波比、端接阻抗；所述电路设计参数包括晶体的串联谐振频率、石英谐振器参数、差接变量器参数。

16、在一些优选的实施例中，所述电路形式为四级点二节级联带通晶体滤波器的电路结构。

17、在一些优选的实施例中，所述晶体的串联谐振频率，根据晶体串联谐振频率进行计算，其方法为：

18、fsi+＝f0-b3(k23-ki，i+1)/2

19、fsi-＝f0-b3(k23+ki，i+1)/2

20、f′si+＝f0-b3(kn′-2，n′-1-kn′-i，n′+1-i)/2

21、f′si-＝f0-b3(kn′-2，n′-1+kn′-i，n′+1-i)/2

22、其中，fsi+和fsi+分别代表高频晶体谐振器的串联谐振频率，fsi-和fsi-分别代表低频晶体谐振器的串联谐振频率，f0代表晶体滤波器的中心频率，b3代表小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的3db通带带宽，k23代表第2节到第3节的低通耦合系数，ki，i+1代表第i节到第i+1节的低通耦合系数，kn′-2，n′-1代表第n′-2节到第n′-1节的低通耦合系数，kn′-i，n′+1-i代表第n′-i节到第n′+1-i节的低通耦合系数，n′代表极点数，i代表节数。

23、所有的低通耦合系数都可以通过确定的滤波器类型和极点数查表得出。

24、在一些优选的实施例中，所述石英谐振器参数包括基于石英晶片的泛音次数获取石英晶片的外形尺寸、电极尺寸，以及基于石英振子的串联谐振频率获取频率返回量；

25、t＝1670n/f

26、φs/t＞50

27、φe/t≤2.8(1/δ)1/2/n

28、其中，t代表石英晶片的厚度，n代表石英晶片的泛音次数，f代表小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的中心频率，φs代表石英晶片的直径，φe代表石英晶片上石英谐振器电极的直径，δ代表石英晶体谐振器的镀回频率系数。

29、在一些优选的实施例中，所述差接变量器，其感应线圈计算方法为：

30、(n0/n1)2＝rh/rt

31、其中，n0代表差接变量器次级感应线圈的圈数，n1代表差接变量器初级感应线圈的圈数，rh代表小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的外部端接阻抗，rt代表小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器的特性阻抗；

32、所述特性阻抗rt，其计算方法为：

33、rt＝1.14πb3l1

34、其中，l1代表石英谐振器的动态电感。

35、l1可以通过网络分析仪测试得到。

36、由于滤波器的中心频率越高，电路中的电路中的电感越小，由于nxo-10磁芯的导磁率较小，而且由于滤波器体积的限制，不能选用大尺寸的磁芯，因此差接变量器用导磁率nxo-10，磁芯，由于导线线径越细电感线圈的圈数越多，初级线圈的圈数越多，对应的次级线圈的圈数就多，电感量越容易调节，端接阻抗越容易匹配，表现在晶体滤波器上就是电压驻波比越小。因此用导线线径最细的漆包线绕制成。为减小分布电容中心抽头端用双线并绕。调整差接变量器与并联电容器组成的谐振回路，使其谐振在滤波器的中心频率上，且端接阻抗匹配。

37、本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

38、本发明小电压驻波比的中等带宽晶体滤波器，由于滤波器的中心频率越高，电路中的电路中的电感越小，由于nxo-10磁芯的导磁率较小，而且由于滤波器体积的限制，不能选用大尺寸的磁芯，因此差接变量器用导磁率nxo-10，磁芯，由于导线线径越细电感线圈的圈数越多，初级线圈的圈数越多，对应的次级线圈的圈数就多，电感量越容易调节，端接阻抗越容易匹配，表现在晶体滤波器上就是电压驻波比越小。因此用导线线径最细的漆包线绕制成。为减小分布电容中心抽头端用双线并绕。调整差接变量器与并联电容器组成的谐振回路，使其谐振在滤波器的中心频率上，且端接阻抗匹配。