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在设计中如何确定使用单片晶体滤波器MCF还是晶体滤波器?

2025-4-24     DEI Blog_04.24.25

在设计中如何确定使用单片晶体滤波器MCF还是晶体滤波器?

在设计射频(RF)或信号处理系统时,在单片晶体滤波器(MCF)和晶体滤波器之间做出选择,取决于应用的频率要求、性能标准、环境条件以及系统成本考虑。这两种滤波器都具有独特的特性,适用于特定的使用场景。

什么是单片晶体滤波器(MCF)?

单片晶体滤波器是一种构建在单个石英晶体基片上的多谐振器滤波器。多个谐振器集成在同一块石英晶体上,能够实现紧凑、精确的滤波,具有高选择性和低插入损耗。

什么是晶体滤波器?

晶体滤波器由以特定电路配置连接的分立石英晶体组成,以实现精确的滤波特性。它通常能提供更高的性能,但尺寸较大且成本更高。

在单片晶体滤波器(MCF)和晶体滤波器之间进行选择的关键因素

1. 频率要求

 标准  单片晶体滤波器(MCF)  晶体滤波器
 频率范围  通常为 10 MHz至 200 MHz  更宽的范围,从 1 MHz至 1 GHz
 精度  高频率精度和稳定性  极高的精度
 谐波与泛音  对泛音的支持有限  支持谐波和泛音

设计建议:如果需要超高频解决方案或多模式操作,请使用晶体滤波器。对于中低频段,请选择单片晶体滤波器。

2. 滤波器性能

 性能因素  单片晶体滤波器(MCF)  晶体滤波器
 带宽  窄到中等(0.1% - 5%)  非常窄(0.05% - 1%)
 插入损耗  通常小于 3 dB  更低,有可能小于 1 dB
 选择性(品质因数 Q)  高 Q 值(优秀)  非常高的 Q 值(最佳)
 抑制与隔离  好,通常大于 50 dB  优秀,有可能大于 80 dB
 相位噪声性能  中等  低相位噪声方面表现卓越

设计建议:对于要求插入损耗最小、选择性更好以及 Q 值更高的关键滤波应用,请选择晶体滤波器。

3. 应用环境

 环境因素  单片晶体滤波器(MCF)  晶体滤波器
 尺寸与外形  紧凑,单个石英单元  由于多个晶体,尺寸较大
 功耗  低(无源元件)  低(无源元件)
 温度稳定性  良好(-40°C 至 + 85°C)  优秀(有可能达到 - 55°C 至 + 125°C)
 环境适应性  标准(适用于消费类 / 工业类)  坚固耐用(适用于军事、航空航天领域)

设计建议:在诸如手持设备和移动通信等对尺寸有严格限制的应用中使用单片晶体滤波器。在航空航天、军事和工业系统等恶劣环境中使用晶体滤波器。

4. 成本与制造考虑

 标准  单片晶体滤波器(MCF)  晶体滤波器
 制造成本  较低(单个晶体单元)  较高(多个晶体)
 设计复杂度  易于集成  需要更复杂的印刷电路板(PCB)设计
 交货期  交货期较短  由于是定制设计,交货期较长
 可获得性  针对标准频率进行大规模生产  为满足精确需求进行定制

设计建议:如果成本和可获得性是需要考虑的因素,对于面向大众市场的应用,可考虑使用单片晶体滤波器。当性能比成本更重要时,使用晶体滤波器。

5. 典型应用

 应用类型  最佳滤波器类型  原因
 双向无线电  单片晶体滤波器(MCF)  紧凑、经济实惠且具有选择性
 移动通信  单片晶体滤波器(MCF)  尺寸小,选择性好
 军事通信   晶体滤波器  高精度,坚固耐用的设计
 电信基础设施  晶体滤波器  插入损耗极低
 射频测试设备  晶体滤波器  插入损耗极低
 航空航天与卫星  晶体滤波器  宽温度稳定性范围

结论:如何选择

1. 如果符合以下情况,请选择单片晶体滤波器:
・你的设计需要紧凑的外形尺寸。
・在诸如手持无线电、全球定位系统(GPS)模块和移动设备等应用中,你需要中等水平的滤波性能。
・成本敏感性是一个需要考虑的因素。

2. 如果符合以下情况,请选择晶体滤波器:
・需要超高的滤波精度、低插入损耗以及坚固可靠的性能。
・你的应用涉及军事、航空航天、电信或卫星通信领域。
・需要高抑制率、低相位噪声以及窄带宽。

通过了解频率范围、性能需求、工作环境和成本考虑,你可以为你的设计做出正确的滤波器选择。

迪拉尼推荐型号:

DEI5764-1.4MHz
DEI5880-19.475MHz
DEI9512-56MHz
MCFUM-1BL-45MHz-A
CF7500AO-50MHz-B