5MHz单片式硅酸镓镧晶体滤波器

【摘要】：现代电子应用的很多领域,为了提高或完善整机系统的性能,对电子设备的性能提出了越来越高的要求。对滤波器来说,要求体积更小、带宽更宽、稳定性更好。传统的石英晶体(Quartz Crystal)滤波器已经不能满足这些要求,因此需要寻找一种机电耦合系数更高、温度性能更好的新型压电材料。最近研究表明,硅酸镓镧(Langasite,分子式为La3Ga5SiO14,以下简称LGS)晶体具有以上性质,在一些重要的应用中能取代石英晶体,满足整机系统的需求。 LGS晶体的机电耦合系数介于石英和钽酸锂晶体之间,适合制作相对带宽为0.3%～0.8%的滤波器。而且Y切-3o的LGS晶体还具有零温度系数,具有良好的频率温度稳定性。本文对单片LGS晶体滤波器的研制和生产工艺进行了创新性探索和研究,主要内容如下: (1)详细研究了Y切LGS晶体切角与频率温度特性关系,找到一种切向满足频率温度性好,机电耦合系数大的LGS晶体。 (2)详细研究了单节LGS晶体滤波器的晶片尺寸、电极尺寸、电极厚度和电极间距等参数设计方法,研究了三节级联的单片LGS晶体滤波器的设计方案。 (3)详细研究了单片LGS晶体滤波器的生产工艺。 (4)研究了单片LGS晶体滤波器的可靠性设计方案。 通过以上研究,研制出的这种单片LGS晶体滤波器,它的技术指标是:中心频率为5MHz,3dB带宽为20KHz,带内波动小于0.5dB,阻带抑制大于80dB,矩形系数(B75/B3)小于3,阻抗1200?,体积只有32mm×12mm×8mm,工作温度范围为-55～125℃。实验证明,LGS晶体能够方便的实现相对带宽较宽、频率温度稳定性好、体积小的晶体滤波器,具有广泛的应用价值。