专利名称：小群时延晶体滤波器的制作方法
技术领域：
小群时延晶体滤波器技术领域[0001]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：
[0002]普通晶体滤波器群时延大约在IOus 40 u S左右，而实际晶体滤波器的群时延 要求女1. 5-1. 8 u S，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[0003]本实用新型的目的是提供一种性能优良，便于生产，在_55°C _+85°C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。[0004]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。[0005]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、输出电路组成；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的一晶体谐振兀件、 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、输出电路连接。[0006]所述晶体谐振元件为六个石英晶体滤波谐振器。[0007]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 ；+ll. 2 +11. 5kHz ；-41. 9 -42. 2kHz ； +39 +39. 3kHz。[0008]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、输出电路 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、输出电路连接。[0009]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。[0010]所述晶体谐振元件的群时延指标小于1.8 u S，中心频率范围为-20kHz +20kHzo[0011]所述晶体谐振元件为被铝电极。[0012]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1.8 u S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°C -+85°C )， 稳定性较高，通带内波动小于1. O，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。[0013]本实用新型主要技术指标如下[0014]中心频率24.384MHz[0015]频率准确度(土 2kHz (工作温度范围内)[0016]插入损耗< 4dB[0017]3dB 带宽彡 ± 35kHz[0018]60dB 带宽彡 ± 115kHz[0019]群时延波动常温彡1. 5 u S (±20kHz);高低温彡1. 8 u S (±20kHz)[0020]带内波动 SLOdB[0021]阻带衰减 > 80 dB[0022]温度范围-55°C_+85°C。
[0023]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. 8 u S)晶体滤波器的电路结构原理示意图；[0025]图3为24. 384MHz (1. 8 u S)晶体滤波器的装配图；[0026]图4为70MHz (1. 8 u S)晶体滤波器的电路结构示意框图；[0027]图5为70MHz (1. 8 u S)晶体滤波器的电路结构原理示意图；[0028]图6为70MHz (1. 8 u S)晶体滤波器的装配图。
具体实施方式
[0029]附图为本实用新型的实施例。[0030]
以下结合附图对发明内容作进一步详细说明[0031]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、输出电路组成；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、输出电路9-1连接。[0032]所述晶体谐振元件为六个石英晶体滤波谐振器。[0033]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 ；+ll. 2 +11. 5kHz ；-41. 9 -42. 2kHz ； +39 +39. 3kHz。[0034]所述晶体谐振元件为被铝电极。[0035]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。[0036]所述晶体谐振元件为石英晶体滤波谐振器。[0037]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 ；[0038]+39 +39. 3kHz。[0039]图2、图3所示，电容Cl 一端与电源连接，所述电容Cl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BI —端连接，微调电容CWCl另 一端分别与地和变压器BI抽头连接；所述电感LI另一端分别与石英晶体谐振器F4、石英 晶体谐振器F3 —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 —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 —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 —端 连接，微调电容CWC3另一端分别与地和变压器B3抽头连接。[0040]图2所示，使用的是24. 384MHz (1. 8 u S)晶体滤波器(基频)，采用贝塞尔函数特 性。[0041]图4所不,一种小群时延晶体滤波器由输入电路、一谐振电桥、一晶体谐振兀件、 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、输出电路组成；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、输出电路2-9连接。[0042]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。[0043]所述晶体谐振元件的群时延指标小于1. 8 u S,中心频率范围为-20kHz +20kHzo[0044]所述晶体谐振元件为被铝电极。[0045]图5、图6所示，电容Cl 一端与电源连接，所述电容Cl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BI —端连接，微调电容CWCl另一端分别与地 和变压器BI抽头连接；所述电阻Rl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 —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 —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 —端连接，微调电 容CWC3另一端分别与地和变压器B3抽头连接。[0046]图5所示的电路结构上使用的是70MHz (1.8 u S)晶体滤波器(基频)，采用贝塞 尔函数特性。[0047]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。[0048]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。[0049]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(μ 0=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。[0050]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。[0051]实施例1[0052]24. 384MHz (1.8 u S)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(μ 0=9)线路图见附图[0053]F1-F6石英晶体谐振器频率点如下[0054]Fl: UM-1 -58—-58. 3kHz·[0055]F2: UM-1 +20—+20. 3kHz[0056]F3: UM-1 -31—-31.3kHz[0057]F4: UM-1 +11. 2—+11. 5kHz[0058]F5: UM-1 -41. 9—-42.2kHz[0059]F6: UM-1 +39—+39. 3kHz[0060]L1、L2为贴片电感数值如下[0061]L1:2520-3. 3 u H[0062]L2 :2520-3. 3 u H[0063]C1-C3为贴片电容数值如下[0064]Cl 0802-12PF[0065]C2: 0805-1PF[0066]C3: 0805-12PF[0067]B1-B3为新铁氧体磁环绕发如下[0068]B1、B3双线并绕2O圈[0069]B2 :双线并绕25圈[0070]CffC1-CffC3 为微调电容，均为 CWC35 型 2. 8-10PF[0071]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. 8 u S，质量可靠，性能稳定。[0072]实施例2[0073]70MHz (1.8 u S)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[0074]F1-F6石英晶体谐振器频率点如下[0075]Fl: UM-1 -70—-70. 3kHz[0076]F2: UM-1 +13. 6—+13. 9kHz[0077]F3: UM-1 -36—-36.3kHz[0078]F4: UM-1 +9. 8-+9.1kHz[0079]F5: UM-1 -40. 9—-41.2kHz[0080]F6: UM-1 +27-+27. 3kHzL1、L2为贴片电感数值如下[0082]L1:2520-10 η H[0083]L2 :2520-10 η H[0084]C1、C3为贴片电容数值如下[0085]Cl :0805-9.1PF[0086]C3: 0805-9. OPF[0087]B1-B3为新铁氧体磁环绕发如下[0088]B1、B3双线并绕8圈[0089]B2 :双线并绕10圈CffC1-CffC3 为微调电容，均为 CWC35 型 2. 8-10PF[0091]研制出的晶体滤波器群时延指标为小于1.8 u S，用户通过小批量试验，效果良好。
权利要求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、一晶体谐振兀件、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、输出电路组成；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)、输出电路(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 ；+ll. 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. 8 u S，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。
专利摘要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。
文档编号H03H9/54GK202856700SQ20122038555
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月6日 优先权日2012年8月6日
发明者刘建国, 李宁, 李茹 申请人:咸阳振峰电子有限公司