陶瓷滤波器工作原理及引进识别方法

2017-03-15 22:59分类：电子元器件阅读：

陶瓷滤波器是采用具有压电效应的陶瓷材料生产而成的一种谐振元件，它具有选频特性，能使有用的频率信号通过，同时抑制（或大为衰减）无用的频率信号，在各种电子电路中广泛用作信号处理、数据传送和抑制干扰等。

陶瓷滤波器具有体积小、造价低、无需调试、插入损耗小、通频带宽、选择性好、幅频特性和相频特性好、性能稳定可靠等优点。生活中常用的收音机、电视机、录像机、手机等家电产品中，都可见到陶瓷滤波器的“身影”。

外形和种类

常见陶瓷滤波器按幅频特性不同，可分成图36-1 (a)所示带通滤波器（又称滤波器）、带阻滤波器（又称陷波器）两类。带通滤波器的功能是让有限带宽内的频率信号顺利通过，而让此频率范围以外的频率信号受到衰减。带阻滤波器的功能是抑制某个频率范围内的频率信号，使其衰减，而让此频带以外的频率信号顺利通过。陶瓷滤波器按引脚电极数目不同，可分成图36-1 (b)所示的最常用的二端型、三端型两种，另外还有不常用的多端组合型。陶瓷滤波器大都采用塑壳封装形式，少数产品也用金属壳封装，其实物外形如图36-1 (c)所示。

结构及特点

陶瓷滤波器是采用压电陶瓷材料制成的具有“选频”特性的一种固体谐振元件．它与前面介绍的石英晶体振荡器一样，也是利用压电效应工作的。压电陶瓷在未极化之前不具有压电效应，但经过极化处理后就会有非常高的压电常数，为石英晶体的几百倍。由于压电陶瓷的基本特性、等效电路等与石英晶体振荡器很相似，所以这里不再

详细介绍

普通陶瓷滤波器的结构很简单：将锆钛酸铅( PZT)或钛酸钡(BaTi0。)等陶瓷材料做成薄片，再在两面覆上银层，然后夹在有弹性的两个金属电极之间，并封装在塑料（或金属）外壳内，即制成二端陶瓷滤波器。二端陶瓷滤波器可以等效成一个LC谐振回路，其谐振曲线尖锐，谐振电阻小，但和LC单调谐回路一样，存在着通带窄和矩形系数差的缺点。如果把二端陶瓷滤波器的电极分割成互相绝缘的两部分，就构成了一个三端陶瓷滤波器。三端陶瓷滤波器可以等效成一个LC双调谐回路，因此它的通频带宽，矩形系数好，性能比二端陶瓷滤波器优越许多。

陶瓷滤波器的基本工作原理：首先将电路的电信号通过压电陶瓷材料转换为机械振动，然后再将机械振动转换为电信号输出，即利用陶瓷材料的压电效应来实现“电信号一机械振动一电信号”的转化，并在转化过程中利用陶瓷材料固有的谐振特性达到“选频”目的。由于机械振动的频率响应很尖锐，故其Q值很高，能够达到几千甚至几十万，这是普通LC滤波电路所望尘莫及的。

陶瓷滤波器不仅机械Q值高，而且幅频和相频特性好、机电耦合系数大、温度系数小、体积小、信噪比高、稳定性好，现已被广泛应用在手机、彩电、录像机、收音机等家用电器及其他电子产品中，用作信号处理、数据传送和抑制干扰等。陶瓷滤波器用于取代部分电子电路中的LC滤波电路时，不仅体积小、免调试，而且能够大幅度提高整个电路的工作性能。

主要参数

反映陶瓷滤波器产品性能的主要参数有标称频率、通带宽度、插入损耗、陷波深度、失真度、谐振阻抗、匹配阻抗等。初学者在选用及更换陶瓷滤波器时，只要注意其功能（或型号）和标称频率即可，其他参数可留待以后学习。需要指出的是，标称频率对不同功能的陶瓷滤波器来讲，其称呼也有所不同，如带通滤波器称“中心频率”或“标称中心频率”，带阻滤波器（陷波器）则称“陷波频率”。

型号命名

国产陶瓷滤波器的型号命名遵循一般陶瓷元件的命名规则，其型号一般由5部分组成，格式和含义如图36-2所示。第1部分用字母表示产品功能，如“L”表示滤波器， “×”表示陷波器， “J”表示鉴频器， “Z”表示谐振器。第2部分用字母“T”表示生产材料为压电陶瓷。第3部分用字母“W”和下标数字表示外形尺寸，也有部分型号仅用字母“W”或“B”表示，而无下标数字。第4部分用“数字+字母（M或K）”表示标称频率。如465k表示标称频率为465kHz，10.7M则表示标称频率为10.7MHz。第5部分用字母表示产品类别或系列，有些产品省略了该部分。如LTW6.5M为中心频率是6.5MHz的陶瓷滤波器。实际上，大部分产品的型号命名中干脆省略了第3部分，大部分产品的外壳标志中叉省略了第2部分的字母“T”。

早期国产的陶瓷滤波器还有一种型号命名方法，这就是20世纪六七十年代国产的中、高档收音机里常用到的2L465A、3L465型陶瓷滤波器，其命名含义： “2”、 “3”分别表示二端产品和三端产品， “465”表示滤波器的谐振频率为465kHZ， “A”是生产序号。

由于现在许多厂家（包括外资厂商）生产的陶瓷滤波器，其型号命名规则是自行制定的，所以给人感觉是五花八门，没有规律可循。一般来说，使用者从产品的型号上只能看出标称频率，其他具体参数只能通过查阅产品手册或厂家说明书才能获得。表36-1

给出了一些常用陶瓷滤波器的型号及性能参数，表36-2给出了一些常用陶瓷陷波器的型号及性能参数，仅供参考。

表36-1 常用陶瓷滤波器的性能参数
型号	中心频率	-3dB带宽（KHZ）	-20dB带宽（KHZ）	插入损耗（Db）	阻带衰减（Db）	匹配阻抗（Ω）	代换型号
LT465	465±1kHz	≥4		≤4			2L465 LTX1
LT455	455±1kHz	≥7		≤6
3L465	465±1.5kHz	≥4		≤6			LBC-2
LT5.5M	5.5MHz	±70		≤6
LT6.OM	6.0MHz	±75		≤6		470
LT6.5M	6.49MHz±40kHz	±80		≤6		500
LT6.5MB	6.42MHz±30kHz	≥1801	≤630	≤6	≤25	510	SFE6.5MB
LT10.7MA	(10.7±0.03)MHz	280±50		≤6		510
LT10.7MB	(10.67±0.03)MHz	280±50		≤6		510
LT10.7MA	(10.73±0.03)MHz	280±50		≤6		510
SFE6.5MB	6.5MHz	≥1801	≤630	≤6	≤6	470	LT6.5MB
A75417-AM	6.5MHz	≥1801	≤630	≤6	≤25	470	LT6.5MB
RFIL- C0027CEZZ	6.5MHz	≥1801	≤630	≤6	≤25		LT6.5M LT6.5MB

产品标识

陶瓷滤波器的外形类似于独石电容器，它是在一块特定尺寸的压电陶瓷材料基片上引出两个或多个特定尺寸的电极后封装而成，特定的尺寸决定了其特性。由于常用陶瓷滤波器的外形跟其他元器件有着较为明显的区别，所以从外观大体上能识别出来。

陶瓷滤波器的体积一般都很小，其外壳上一般都无法标出完整的型号，仅标出表示产品功能的单字母（有的在字母前边还标出了引脚数）和标称频率，有些产品还在标称频率后面缀有表示中心频率等的字母，如图36-3 (a)所示。其中，不带小数点的频率单位为千赫兹( kHz)，带有小数点的频率单位为兆赫兹(MHz)。例如，标志是“2L465”的二端陶瓷滤波器，它的标称频率是465kHz;标志是“L10.7A”的三端陶瓷滤波器，它的频率是10.7MHz，后缀字母A（对应色点是红色）表示其中心频率为“10.70 MHz±30 kHz”。

有些产品不仅在表示频率数字的后面缀上字母来区分中心频率，而且还同时在外壳表面点上不同的色点来区分中心频率，有些产品则只有区分中心频率的后缀字母，而无区分中心频率的色点，如图36-3( b)所示。色点和后缀字母代表的具体中心频率，因生产厂家、标称频率的不同而有所不同．具体应查看产品说明书。

根据引脚数目，可确定出二端型和多端型陶瓷滤波器，如图36-3 (c)所示。对于普通二端型产品，其两个引脚无极性之分。三端型产品有输入端、输出端和接地端（多为中间引脚），使用时不能混淆。由于多端产品的引脚排列没有统一规定，所以使用时应查阅产品手册或厂家说明书进行区分。

陶瓷滤波器在电路图中的表示符号见图36-4。注意：其图形符号与石英晶体振荡器、压电陶瓷片（均属于“晶体换能器”）的表示符号相同。陶瓷滤波器的文字符号许多书刊不统一，除了用“B”来表示外，有的还用“BC”或“DL”、 “×”、“XT”、“Z”、“FT”、“XT”等字母来表示。当同一个电路图中出现多个陶瓷滤波器时，可按习惯在文字符号后面加上数字编号，以示区别。

由于石英晶体振荡器、压电陶瓷片的电路符号与陶瓷滤波器完全相同，所以看书查图时要注意区别。除了看文字说明外，还可根据其在电路中的位置和作用进行推断。