石英晶體單元用作晶體濾波器中的選擇性元件.在圖1等效電路的約束下,濾波器設計技術可以為帶通或帶阻濾波器提供一系列特性.晶體濾波器表現出低插入損耗、高選擇性和優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性.

濾波器晶體被設計成在工作區(qū)域只有一個強諧振,所有其他響應(不想要的模式)盡可能衰減.能量俘獲理論的應用,可以提供這樣一種反應.如果根據該理論選擇電極尺寸和厚度,主響應的能量被捕獲在電極之間,而不需要的模式未被捕獲并向晶體諧振器的邊緣傳播,在那里它們的能量被耗散..托恩main和阿瑟•巴拉托有可能制造出相對于主響應具有40分貝以上不需要的模式衰減的自動調諧濾波器晶體.

由壓電陶瓷制成的濾波器,通常由壓電陶瓷組成,覆蓋大約50赫茲到10赫茲以上的范圍.與石英濾波器一樣,這些器件從簡單諧振器到多電極諧振器,再到耦合器件.PZTs具有高耦合系數和中等的Q值,允許在中高帶寬應用中使用這些器件.陶瓷濾波器比石英晶體濾波器具有更差的頻率對溫度和長期穩(wěn)定性.

聲表面波帶通濾波器用于電視接收機中頻電路等應用中.這種濾波器可以提供60dB以上的阻帶抑制,帶內響應平坦至0.1dB.聲表面波器件還可以執(zhí)行信號處理功能,例如可以由色散濾波器和反射陣列壓縮器(RAC)濾波器執(zhí)行的脈沖壓縮和旁瓣抑制,啁啾變換可以提供輸入信號的傅立葉變換.

b.傳感器和換能器

盡管在石英晶體器件的頻率控制和定時應用中,元件被設計成對環(huán)境盡可能不敏感,但是由石英晶體(和其他壓電材料)制成的諧振器也可以被設計成對環(huán)境參數(例如溫度、質量變化、壓力、力和加速度)高度敏感.諧振器對質量負載的敏感性已經在化學和生物傳感器中得到利用.壓電諧振器的傳感器應用是1997年[IEEE國際頻率控制研討會特別會議的主題,也是IEEE超聲、鐵電和頻率控制事務特刊[78]的主題.

石英晶體換能器可以展現出無與倫比的分辨率和動態(tài)范圍.例如,一個商用“石英壓力計”的分辨率為1ppm,即76兆帕時為60帕(11,000磅/平方英寸時為0.01磅/平方英寸),滿量程精度為0.025%.石英溫度計可以在很寬的溫度范圍內提供微小的分辨率和毫度的絕對精度.石英吸附檢測器可以檢測lo-l2g的質量變化.石英加速度計/力傳感器能夠全量程分辨10m7至lo-.

壓電陶瓷也用于傳感器.在一些應用中,陶瓷(例如鋯鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛的各種成分)優(yōu)于石英和其他單晶壓電體,因為它們更高

頻率控制設備

壓電耦合,施加力時會產生更大的信號.例如,陶瓷被用在一些加速度計中,其中質量的加速度對壓電陶瓷施加壓縮或剪切力.信號調理電路通常是器件的一部分,它必須放大通常來自高阻抗源的小信號..

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