0 导言
滤波器是频率挑选体系中的要害元器件，在通讯、导航、广播电视、宇航工程的电子设备中，占有重要的方位。跟着1963年能陷理论的呈现，在1966年日本东京大学工业科学学院和美国贝尔试验室别离研制出单片式晶体滤波器（MCF）。单片晶体滤波器经过在压电资料的基片上使用真空镀膜的办法，镀上若干有确认方位和确认尺度形状的电极，依照滤波的需求有意图的经过规划来确认每个谐振器的几许尺度，镀回频率以及谐振器之间的距离，来操控机械振动波在基片上的传达，然后到达将电信号滤波的意图。
1 单片式宽带晶体滤波器简介
石英晶体滤波器具有插入损耗小，安稳度高，品质因数高级特色，可是石英晶体也有机电耦合系数小，串并联谐振频率距离小的固有局限性，一般用于完成相对带宽在0．35％以下的滤波器，关于相对带宽超越1％的滤波器就必须在晶体滤波器中参加展宽线圈，经过串联或许并联电感来调理晶体谐振器的串联或并联谐振频率，然后到达展宽频带的效果；铌酸锂、钽酸锂等资料制造宽带晶体滤波器因为其机电耦合系数大，是石英晶体的5～6倍，制造的晶体滤波器相对带宽可以到达0．2％～5％，但铌酸锂、钽酸锂资料温度安稳性不如石英晶体；近些年来开展的硅酸镓镧等新式晶体滤波器，可以制造出相对带宽在0．3％～0．8％之间相比照较宽的功能优秀的宽带晶体滤波器。
在某型设备中，使用了很多的晶体滤波器，经过对品种繁复的晶体滤波器研讨后发现：与一般4极点晶体滤波器不同的是，在这些晶体滤波器内部存在由叉指结构组成的区域，这儿称为微调区，其间以这款中心频率为12．1 MHz，3 dB带宽，240 kHz的宽带晶体滤波器最具有典型代表含义。
经过图1可以看出该单片式晶体滤波器是典型的4极点单片晶体滤波器，而且在输入和输出端参加了辅佐扩大电路，这样规划的优点是滤波器的频率特性内部已调试好，使用者无需任何外部补偿，便于滤波器在各种产品中使用。
微调区由左右对称的指距离均匀等指长的叉指结构组成，如图2所示。
2 叉指结构对单片晶体滤波器功能改进的理论分析和模仿
叉指换能器的脉冲响应模型标明均匀叉指结构的幅频特性：
式中：K2是机电耦合系数；Cr是总静态电容；N是叉指换能器的周期数；f0是中心频率。
单片晶体滤波器在规划时一般选用巴特沃兹或许切比雪夫滤波器方式进行规划，抱负情况下4极点巴特沃兹带通滤波器的体系函数的幅频特性为：
式中B3是3 dB带宽。
叉指等长的情况下，当叉指的距离取特定值时，在特定频率上衰减很小，波形相似sa函数，针对微调区这种结构摆放的叉指体系函数幅频特性描绘如下：
4极点晶体滤波器，中心参加叉指结构后的体系函数的幅频特性为：
用Matlab对上述情况进行模仿（在此为了便利分析疏忽叉指结构的部分）而且针对实在晶体滤波器的体系函数，对上式调整如下：
经过图3可以看出，叉指结构对晶体滤波器有改进矩形系数的效果。
用Matlab对改动叉指衔接数目进行模仿，成果如图4（上边带）所示。
经过仿真可以看出，经过操控左右衔接叉指结构的数目可以比较精确的在必定范围内调整滤波器上、下边带频率。
3 验证试验
经过试验来查验叉指结构对晶体滤波器功能的影响，试验办法是将叉指衔接逐一撤除，比照每次撤除叉指后的滤波器频率响应，从图5（用外加电容补偿叉指静态电容后，相同带宽情况下）可以看出叉指结构对晶体滤波器具有改进矩形系数，增加带外按捺的效果。而从图6中可以看出逐一撤除叉指衔接的突变进程，从这个进程可以看出，经过调整衔接叉指的数目可以比较精确的微调滤波器的带宽。
单片式晶体滤波器有以下两个缺陷：
（1）上通带波纹度较大，遭到相对镀回频率△的影响大。
（2）截止特性不对称：上测阻带衰减缓慢，上测通带较宽。
在实践试验验证进程中发现，叉指结构对上边带的影响较大，这是因为叉指的频率略低于中心频率形成的，可以改进上面说到单片晶体滤波器的两个缺陷。
4 结语
本文经过试验验证了叉指结构对单片晶体滤波器可以起到调整矩形系数，增加带外按捺和频率微调的效果。宽带单片晶体滤波器具有频带宽，体积小，易于调整等特色，可以在单片晶体滤波器内部预先设置叉指结构对产品完成微调，这种办法对改进单片滤波器功能和减小产品体积是大有益处的。
