5MHz单片式硅酸镓镧晶体滤波器

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 滤波器简介
• 1.1.1 滤波器综述
• 1.1.2 晶体滤波器的发展史
• 1.1.3 晶体滤波器的国内外发展水平
• 1.2 晶体滤波器的晶体材料
• 1.2.1 常用的晶体材料
• 1.2.2 LGS 晶体在国内国外应用历程
• 1.3 滤波器的分类
• 1.4 滤波器的术语定义
• 1.5 本论文的研究内容和意义
• 1.5.1 技术指标
• 1.5.2 方案选择
• 1.5.3 主要攻关内容及意义
• 第二章 单片式LGS 晶体滤波器工作原理
• 2.1 LGS 晶体简介
• 2.2 能陷效应
• 2.3 单节LGS 晶体滤波器工作原理
• 第三章 单节LGS 晶体滤波器设计
• 3.1 单节LGS 晶体滤波器的切向研究
• 3.2 单节LGS 晶体滤波器的厚度
• 3.3 单节LGS 晶体滤波器的电极尺寸参数确定
• 3.3.1 电极尺寸
• 3.3.2 电极间距
• 3.3.3 电极厚度
• 3.3.4 晶片尺寸
• 3.4 单节LGS 晶体滤波器频率响应特性
• 第四章 单片式LGS 晶体滤波器设计
• 4.1 两节单片式LGS 晶体滤波器
• 4.2 三节单片式LGS 晶体滤波器
• 第五章 单片式LGS 晶体滤波器工艺流程和可靠性设计
• 5.1 单片式LGS 晶体滤波器工艺流程
• 5.1.1 晶体划片
• 5.1.2 晶片调频
• 5.1.3 电极制备
• 5.1.4 振子调频
• 5.1.5 其他工艺
• 5.2 单片式LGS 晶体滤波器可靠性设计
• 5.2.1 元器件和原材料可靠性设计
• 5.2.2 结构可靠性设计
• 5.2.3 工艺可靠性设计
• 5.2.4 器件可靠性预计
• 第六章 结论与展望
• 6.1 试验结果和结论
• 6.2 今后改进的方向和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得的研究成果