机械滤波器设计

机械滤波器自1947年问世以来，由于他具有高选择性、高可靠性、高稳定性和体积小、重量轻、成本低以及适合自动化生产等优点，所以在电子设备中得到了广泛应用。

机械滤波器双称机电滤波器或电气机械滤波器。机械滤波器通常只能设计成

1）第一种结构形式（见图5.1-18A）由机械谐振子、机械耦合子和机电换能器三部分组成。机械振动单元包括振子和耦合子，如图中虚线部分所示。大多数机械滤波器，尤其是中、高频机械滤波器均属于此种结构。

2）第二种结构形式（见图5.1-18B），没有耦合子，只有振子和换能器组合为一体，称为一个“组合”，一般一个组合就构成一个滤波器，有的低通滤波器采用这种结构。

3）第三种结构形式（见图5.1-18C），振子和换能器合为一体构成一个组合，然后将两个或两个以上组合用导线连接起来组成滤波器。一部分中、低频机械滤波器采用此种结构。

4）第四种结构形式（见图5.1-19D），与第三种不同的是将两个或两个以上组合用耦合子连接起来，一部分低、中频机械滤波器采用这种结构。

上述结构是机械滤波器的核心，大多数机械滤波器在输入和输出端没有由电感和电容组成的“匹配网络”，它们也是主要组成部分。

（2）机械滤波器的工作原理 机械滤波器工作过程包括机电换能和机械振动两部分。通过匹配网络输入和电信号，加到换能器上，它将电信号转换成同频率、具有一定振动模式的机械振动，此机械振动对频率具有选择特性，将通过选择后的机械振动信号传输到输出换能器上，通过能量转换再把机械振动转换成同频率电信号，再经匹配网络输出，从而达到滤波器传递频带、抑止阻频带的作用。

由振子和耦合子构成的机械振动系统是机械滤波器的主体，它们都是由恒弹性合金--含镍、铬、钛的铁合金材料制成，最常用的是N142CRT1合金。恒弹性合金的杨氏弹性模量在一定的温度范围内变化很小。在机械滤波器中，也是用温度频率系数B1来衡量它的温度稳定性，镍铬钛在-20~+60`度范围内的B1为±5*10的负6次方度左右，因此，机械滤波器的温度稳定性要比陶瓷滤波器的好。

（3）实用机械滤波器分类（见表5.1-14）