機械濾波器原理介紹及其設計

機械濾波器的一般特性

為了確保在規定的環境下傳輸特性變化最小在設計和制造中還要盡可能具有高穩定和高可靠性，并盡可能消除寄生響應和澈音效應。

機械濾波器可實現的特性范圍（見表5.1-15）

2、穩定性

隨著時間的推移，溫度和電平的變化都會引起機械濾波器傳輸特性的變壞，因此穩定性應包括溫度穩定性、時間穩定性和電平穩定性三個方面。

機械濾波器的穩定性遠比LC濾波器、陶瓷濾波器的優良，且可與晶體濾波器相比擬，而且在實現同數量級的穩定性時，機械濾波器的工藝比晶體濾波器要簡單得多。

1）溫度穩定性 溫度穩定性是指濾波器的傳輸特性隨溫度變化的程度。一般來說，中心頻率偏移主要是由振子頻率偏移所致，當然，靜電容容量的變化匹配電路中元件值的變化，都會使通帶波動增加。

機械濾波器在0~40度的溫度范圍內，傳輸特性幾乎不變。而在-45~85度溫度范圍內，只要進行特殊設計和工藝處理（無需增加附加裝置）機械濾波器仍可正常工作。

2）時間穩定性 時間穩定性主要指濾波器的傳輸特性隨時間變化和程度。它主要由特作振子和換能器的恒彈性合金的經時變化率決定。它主要由特作振子和換能器的恒彈性合金的經時變化率真決定，通常，這種變化較小，可達到0.2~3.0*10負4次方/10A。

3）電平穩定性 電平穩定性是指濾波器的傳輸特性隨輸入信號電平大小變化的程度。當濾波器輸入信號的功率超過它所能儲存的能量時，輸出將出現非線性失真，使濾波器中心頻率下降，帶寬增加和通帶插入損耗增大，機械濾波器的電平特性遠優于LC濾波器。

（3）寄生響應和微音效應 凡是使用諧振子的濾波器，在它們所采用的振動模式之外，還有其他振動模式產生，并影響濾波器傳輸特性的寄生響應和微音效應。

1）寄生響應 機械濾波器的寄生響應主要由主振模式以外的其他模式的高次振動和其他部分所產生振動引起的，這些振動統稱為雜散振動。寄生響應對濾波器的傳輸特性影響到極大，所以在設計、工藝處理和制造中都作為一個重要問題來對待。

2）微音效應 在低頻機械中濾波器中，機械振子的振動頻率較低，容易受到外界振動的干擾而產生噪聲輸出，這種特性稱為機械濾波器的“微音效應”。外界振動來自多方面的，如電器設備中的發動機，車輛行駛時的振動和各種音響等。微音效應的大小與干擾來源的強弱、頻率的高低和機械濾波器抗干擾能力等因素有關。

（4）振動和沖擊 機械濾波器有較好的而振動、耐碰撞、而沖擊和而離心力的能力。當振動加速度不超過5G（G為重力加速度）、碰撞沖擊和離心力加速度不大于50G時，機械濾波器無需采取防振或減振措施。在經過特殊設計之后，抗振加速度可達15G，抗擊、抗碰撞和抗離心力加速度則可達1500G。