Фильтры типа m и кварцевые резонаторы

       Рассмотренные ранее фильтры называют фильтрами типа k, потому что в них произведение Z₁ и Z₂ всегда остается постоянным Z₁·Z₂=k². Недостатком фильтров данного типа является то, что для улучшения его характеристики необходимо увеличивать число звеньев, что сопряжено с соответствующими трудностями. Более целесообразно для этих целей использовать фильтр типа m. К фильтрам типа m относятся фильтры с перераспределением реактивных сопротивлений между последовательной и параллельной ветвями.

Рисунок 63. ФНЧ а) – типа k, б) – типа m

       Между сопротивлениями Z_1m, Z_2m фильтра типа m и сопротивлениями Z₁, Z₂ фильтра типа k должны соблюдаться соотношения (65).

                                                                                   (65)

На рисунке 63 изображен ФНЧ типа k и аналогичный ему ФНЧ типа m. Параллельные плечи в нем образуют последовательные контура с резонансной частотой (66)

                                                                                                                  (66)

       Необходимо отметить, что полосовые фильтры и колебательные контура составленные из индуктивностей и емкостей мало пригодны для составления цепей с очень узкой полосой пропускания, так как обладают слишком низкой добротностью. Для этих целей обычно используют кварцевые резонаторы.

       Кварцевый резонатор представляет собой пластину из кварца закрепленную на держателе и имеющую электрические отводы. Для сокращения потерь кристалл помещают в баллон, из которого откачивается воздух. Работает кварцевый резонатор за счет пьезоэлектрического эффекта и резонансного характера механических колебаний в твердом теле.

Рисунок 64. Условно-графическое обозначение кварцевого резонатора (а) и его эквивалентная схема (б).

       На рисунке 64, б) L_кв, C_кв, r_кв – эквивалентные параметры кварца, С₀ – емкость выводов и соединительных проводов. Так как эквивалентная схема состоит из последовательного и параллельного контуров соответственно у кварцевого резонатора будет две резонансные частоты (рисунок 66).

Рисунок 66. Частотная характеристика кварцевого резонатора.

       Так как емкость С₀ не постоянна, кварцевые резонаторы обычно используют в качестве последовательного контура либо высокодобротной индуктивности, чтобы исключить использование обычных катушек.