双频滤波装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种双频滤波装置包含：一天线、一前级放大器、 一双频滤波器、一后级放大器，以及一解调电路。其中，双频滤波器 包含两静态电容值相近的石英晶体，用以滤除频带外的不必要的噪声。 本实用新型专利技术的双频滤波装置可解决调校式滤波装置的缺点，以得到更 佳的滤波效果，并节省制造成本。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新颖的双频滤波装置，特别是一种运用于电波钟(Radio Controlled Clocks, RCC)的双频滤波器。本技术有别于 传统方式的双频滤波，即提出一种免调校的双频石英晶体滤波器。
技术介绍
电波钟(Radio Controlled Clocks, RCC)是一种自动接收无线电波并 自动校正时间的时钟，其原理接近无线广播电台的接收。目前电波钟 的应用以双频最为普遍。举例而言，日本境内就有福岛与九州岛两个 发射站，其发射频率分别为40KHz与60KHz，而发射功率为50KW，接 收半径为1000Km。现有的电波钟的接收装置电路如图l所示，其包括天线21、差动式前级放大器22、 40KHz石英晶体11、 60KHz石英晶体12、后级放大器 23、解调电路24，以及匹配电容13。其接收信号的原理是由天线收 集微弱的电波，经过前级放大器22放大。接着，由40KHz石英晶体11、 60KHz石英晶体12以及匹配电容13组成的滤波器，来滤除不必要的噪 声。最后，将频带内的信号，连同频带内的噪声一起，放入后级放大 器放大后，再进行解调。在上述过程中，如果石英晶体滤波器滤波效 果不好，将导致频带内噪声过大，而此噪声经后级放大后将影响接收 的灵敏度。如图1所示，现有技术所制造的电波钟的双频石英晶体滤波器需要 外挂匹配电容13，以能获得所需的滤波效果。而所谓的匹配，即是将 匹配电容13的电容值调配到石英晶体内的静态电容的2倍。此时滤波效 果将达到最优。接下来，将举例说明当匹配时双频石英晶体滤波器的最优效果为何。现有石英晶体滤波器的功用即是将频带外的干扰信号排除，排除的效果优劣可用特定基准来比较。如图3所示，石英晶体以40kHz为中 心频率时，在40kHz士2.5kHz处，其信号强度会下降到比-60dB还低。 这种情况下，可称此滤波器的噪声抑制力可达60dB。同理，图3中另显 示以60kHz为中心频率时，其噪声抑制力也可达60dB。而根据以上的基准，倘若匹配电容有100fF的误差，则噪声抑制力 可能只剩约45dB。 一般而言，目前市面上可买到的芯片电容最小约 500fF，在考虑电容本身的误差与生产制造过程中所产生的寄生电容， 可知100fF的电容值是很难调控的，调控不好将影响接收的灵敏度。因 此，如何解决现有双频石英晶体滤波器难调控、灵敏度差的问题，成 为重要课题。附图说明图l为现有的双频石英晶体滤波器示意图。图2为本技术较优实施例的免调校双频石英晶体滤波器的示 意图。图3为将匹配电容的电容值调配到2倍于石英晶体内的静态电容时 的频谱图，示出其噪声抑制力可达60dB。图4为示出利用电路仿真评估本技术的双频石英晶体滤波器 的滤波效果，由频谱图所示，其噪声抑制力至少也有60dB。主要组件符号说明<table>table see original document page 6</column></row><table>
技术实现思路
由于现有电波钟的双频石英晶体滤波器大都需要靠另外的匹配电 容来达到滤波目的。匹配电容不容易调校，降低电波信号的接收灵敏 度。因此，本技术提供一种免调校的双频滤波装置，以达到更优 的滤波效果，提高电波信号的接收灵敏度，并能节省制造成本。本技术的免调校的双频滤波装置包括天线、前级放大器、 双频滤波器、后级放大器，以及解调电路。其中，天线用来接收电波 信号。而且，本技术所用的天线形式不限，较优可为电感，或空 心线圈。进一步来说，使用电感作为本技术的天线时，所用的电 感种类不限，较优为绕线电感、绕线磁蕊电感、螺旋电路，或陶瓷电 感。前级放大器连接于天线，用来增幅电波信号。上述前级放大器形 式不限，较优为具有自动增益式的差动式放大器，或固定增益的差动式放大器。同时，双频滤波器连接于该前级放大器的后端，用来滤除电波信 号中的噪声。上述的双频滤波器形式不限，较优为双频石英晶体滤波 器、带通滤波器，或带止滤波器。另一方面，后级放大器连接于免调校双频滤波器的后端，用来增 幅滤波后的电波信号。此外，本技术所用的后级放大器种类不限， 较优为具有自动增益式的放大器，或固定增益的放大器。解调电路连接于后级放大器后端，用来将后级放大增幅的电波信 号解调后输出。本技术所用的解调电路种类不限，较优为模拟式 调幅解调电路，或数字式调幅解调电路。本技术利用的原理是因石英晶体的等效电路有四个主要参数(如图1):静态电容Co(static capacitance)， 动态电容CI (motional capacitance), 动态电感Ll(motional inductance)及动态电阻R1 (motional resistance)。其中动态电容C1与动态电感L1的值可决定滤波器的中心频 率，动态电阻R1与滤波器的质量因素(Q factor)有关，而静态电容Co主 要来自以石英芯片为介电材料的两个电极所形成的电容。 一般而言， 相同工艺的两颗石英晶体的静态电容值是相当接近的。因此，本实用 新型的双频滤波装置的特征在于如图2所示，将双频其中一频段的石 英晶体移至前级放大器另一输出端，取代原先匹配电容Cm的位置。再 利用静态电容值相近的两颗石英晶体，来提供匹配与滤波的双重效果， 而达到免调校的目的。如图4所示，利用电路仿真评估本技术的双 频滤波装置，所测得的噪声抑制力至少也在60dB以上。如上所述，该双频滤波器较优可为双频石英晶体滤波器；其包括 第一石英晶体以及第二石英晶体，分别连接于前级放大器的两输出端，其中，将该二石英晶体的静态电容值设成极为接近。更进一步而言，7第一石英晶体的静态电容值为Col,第二石英晶体的静态电容值为Co2， Col与Co2间的关为0S|Col- Co2|/Col^0.05。此外，上述第一石英晶体以及该第二石英晶体的中心频率不限。 较优为，两者的中心频率与电波钟电波发射站的发射频率相同。进一 步来说，第一石英晶体的中心频率不限，较优为40kHz土10Hz、 60kHz 土10Hz、 68.6kHz士10Hz、 70kHz士10Hz，或77.5kHz土 10Hz。同时， 第二石英晶体的中心频率也不限，较优为40kHz士10Hz、 60kHz士10Hz、 68.6kHz士10Hz、 70kHz士10Hz，或77.5kHz土 10Hz。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本技术的实施方式，本领域 的技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本技术的其它 优点与功效。本技术也可通过其它不同的具体实施例加以施行或 应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本 技术的精神下进行各种修饰与更改。具体实施例如下如图2所示，为本实施例的双频滤波装置，其包括天线21、前级 放大器22、双频滤波器IO、后级放大器23，以及解调电路24。其中， 前级放大器22连接于天线21;双频滤波器10连接于前级放大器22;后 级放大器23连接于双频滤波器10;解调电路24连接于后级放大器23。双频滤波器10为双频石英晶体滤波器，其包括第一石英晶体101以 及第二石英晶体102。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双频滤波装置，包括：　一前级放大器，可连接于一天线，用来增幅由所述天线所接收的电波信号；　一双频滤波器，连接于所述前级放大器，用来滤除所述电波信号中的噪声；　一后级放大器，连接于所述双频滤波器，用来增幅滤波后的电波信号 ；以及　一解调电路，连接于所述后级放大器，用来将所述后级放大器增幅的电波信号解调后输出；　其特征在于，所述双频石英晶体滤波器包括一第一石英晶体以及一第二石英晶体，分别连接于所述差动式前级放大器的两输出端，所述第一石英晶体的静态电 容值为Ｃｏ１，所述第二石英晶体的静态电容值为Ｃｏ２，且０≤｜Ｃｏ１－Ｃｏ２｜／Ｃｏ１≤０．０５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林宏泽，
申请(专利权)人：十速科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71