IEC 60368-2-1-1988 Piezoelectric filters Part 2 Guide to the use of piezoelectric filters Section One - Quartz crystal filters《压电滤波器 第2部分 压电滤波器使用指南 第1节 石英晶体滤波器》.pdf

1、NORME CE1 INTERNATIONALE IEC INTERNATIONAL STANDARD 60368-2-1 Deuxime dition Second edition 1988-06 Fi It res pizolect ri q ues Deuxime partie: Guide d?emploi des filtres pizolectriques Section un - Filtres quartz Piezoelectric fi I te rs Part 2: Guide to the use of piezoelectric filters Section One

2、 - Quartz crystal filters Numro de rfrence Reference number CEI/IEC 60368-2-1: 1988 Numros des publications Depuis le ler janvier 1997, les publications de la CE1 sont numrotes a partir de 60000. Publications consolides Les versions consolides de certaines publications de la CE1 incorporant les amen

3、dements sont disponibles. Par exemple, les numros ddition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant lamendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Validit de la prsente publication Le contenu technique des public

4、ations de la CE1 est constamment revu par la CE1 afin quil reflte ltat actuel de la technique. Des renseignements relatifs la date de reconfir- mation de la publication sont disponibles dans le Catalogue de la CEI. Les renseignements relatifs des questions ltude et des travaux en cours entrepris par

5、 le comit technique qui a tabli cette publication, ainsi que la liste des publications tablies, se trouvent dans les documents ci- dessous: *Site web de la CEI Catalogue des publications de la CE1 Publi annuellement et mis jour rgulirement (Catalogue en ligne) Bulletin de la CE1 Disponible la fois a

6、u 4te web de la CEI et comme priodique imprim Terminologie, symboles graphiques et littraux En ce qui concerne la terminologie gnrale, le lecteur se reportera la CE1 60050: Vocabulaire Electro- technique International (VEI). Pour les symboles graphiques, les symboles littraux et les signes dusage gn

7、ral approuvs par la CEI, le lecteur consultera la CE1 60027: Symboles littraux 2 utiliser en lectrotechnique, la CE1 6041 7: Symboles graphiques utilisables sur le matriel. Index, relev et compilation des feuilles individuelles. et la CE1 6061 7: Symboles graphiques pour schmas. Voir adresse .site w

8、eb). sur la page de titre. Numbering As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the 60000 series. Consolidated publications Consolidated versions of some IEC publications including amendments are available. For example, edition numbers 1 .O, 1.1 and 1.2 refer, respe

9、ctively, to the base publication, the base publication incor- porating amendment 1 and the base publication incorporating amendments 1 and 2. Validity of this publication The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC, thus ensuring that the content reflects curre

10、nt technology. Information relating to the date of the reconfirmation of the publication is available in the IEC catalogue. Information on the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical committee which has prepared this publication, as well as the list of publicati

11、ons issued, is to be found at the following IEC sources: IEC web site* Catalogue of IEC publications Published yearly with regular updates (On-line catalogue)* Available both at the IEC web site and as a printed periodical IEC Bulletin Terminology, graphical and letter symbols For general terminolog

12、y, readers are referred io 1 EC 60050: International Electrotechnical Vocabulary (IEV). For graphical symbols, and letter symbols and signs approved by the IEC for general use, readers are referred to publications IEC 60027: Letter symbols to be used in electrical technology, IEC 60417: Grophical sy

13、mbols for use on equipment. Index, survey and compilation of the single sheets and IEC 60617: Graphical symbols for diagrams. * See web site address on title page. NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL STANDARD CE1 IEC 60 3 68-2 =I Deuxime dition Second edition 1988-06 Fi It res pizolect ri q ues Deuxi

14、me partie: Guide demploi des filtres pizolectriques Section un - Filtres quartz Piezoelectric fi I te rs Part 2: Guide to the use of piezoelectric filters Section One - Quartz crystal filters O IEC 1988 Droits de reproduction rservs -Copyright - all rights reserved Aucune partie de cette publication

15、 ne peut tre reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical, procd, lectronique ou mcanique, y compris la photo- including photocopying and microfilm. without permission

16、 in copie et les microfilms, sans raccord crit de lditeur. writing from the publisher. International Electrotechnical Commission Telefax: +41 22 919 0300 3, rue de Varemb Geneva, Switzerland IEC web site http: /www.iec.ch e-mail: inmailiec.ch W CODE PRIX Commission Electrotechnique Internationale In

17、ternational Electrotechnical Commission PRICE CODE Pour prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue MeHAYHapOAHaR 3JIeKTPOTeXH”4l?CWR HOMHCCHII O -2- 368-2-1 O CE1 1988 SOMMAIRE Pages PRAMBULE 4 PRFACE 4 INTRODUCTION 6 CHAPITRE 111: GUIDE DEMPLOI DES FILTRES PIZOLECTRIQUES SECTI

18、ON UN . FILTRES QUARTZ Articles 1 . Domaine dapplication 6 2 . Filtres quartz . considrations gnrales 2.1 Introduction 2.2 Termes et dfinitions . 2.3 Types de filtres . 3 . Rsonateurs quartz pour les filtres . 3.1 Circuit lectrique quivalent dun rsonateur quartz . 3.2 Rsonances indsirables . 3.3 Uti

19、lisation pour le filtrage 4 . Caractristiques fondamentales des filtres 4.1 Impdance de source et impdance de charge 4.2 Facteur de forme 4.3 Ondulation dans la bande passante . 4.4 Affaiblissement de transmission minimal dans la bande passante 5 . Disponibilit commerciale et caractristiques limites

20、 5.1 Effet de la largeur de bande sur la fabrication des filtres passe-bande quartz 5.2 Effet des difficults de fabrication des rsonateurs quartz 5.3 Effet d lenvironnement 5.4 Autres effets 5.5 Considrations pratiques de construction 6 . Obtention de la caracrristique optimale . 6.1 Introduction 6.

21、2 Adaptation . 6.3 Obtention de la spcification de la bande attnue . 6.4 Niveau dentre 7 . Mthodes de mesure 8 . Donnes techniques destines accompagner une commande . 8.1 Procdure pour la commande 8.2 Prescriptions obligatoires . 8.3 Prescriptions facultatives . 9 . Facteurs affectant le cot des fil

22、tres quartz . 9.1 Frquence centrale 9.2 Facteur de forme 9.3 Affaiblissement dans la bande attnue . 9.4 Linarit de phase et distorsion du retard de groupe 9.5 Conditions denvironnement 9.6 Considrations gnrales sur les essais . BIBLIOGRAPHIE 6 6 8 16 24 26 30 30 32 32 32 32 34 34 36 44 46 48 54 54 5

23、4 56 58 58 64 64 64 66 66 68 68 70 70 70 70 70 74 368-2-1 O IEC 1988 -3- CONTENTS Page FOREWORD PREFACE . INTRODUCTION . 5 5 7 CHAPTER 111: GUIDE TO THE USE OF PIEZOELECTRIC FILTERS SECTION ONE . QUARTZ CRYSTAL FILTERS Clause 1.Scope 2.1 Introduction 2.2 Terms and definitions . 2.3 Filter types . 3

24、 Quartz vibrators for filters . 3.1 The equivalent electrical circuit of a quartz crystal unit 3.3 Use in filter applications 4.1 Source and load impedance 4.4 Minimum transducer attenuation in the pass band . 5 . Availability and limitations 5.1 Effect of bandwidth on availability of crystal band-

25、pass filters 5.2 Effect of difficulties in the manufacture of crystal units 5.3 Effect of environmental characteristics . 5.4 Othereffects . 5.5 Practical design considerations 6 . Obtaining optimum performance . 6.1 Introduction 6.2 Matching 6.3 Achieving stop-band specification 6.4 Input level . 2

26、 . Crystal filters . general synopsis . 3.2 Unwanted responses . 4 . Fundamental filter characteristics 4.2 Shape factor 4.3 Pass-band ripple . . 7 . Measuring methods 8.1 Ordering procedure 8 . Technical data to accompany order form 8.2 Mandatory requirements . 8.3 Optional requirements 9 . Factors

27、 affecting cost of crystal filters 9.1 Centre frequency . 9.2 Shape factor 9.3 Stop-band attenuation 9.4 Phase linearity and group delay distortion 9.6 General testing considerations . 9.5 Environmental conditions BIBLIOGRAPHY 7 7 7 9 17 25 27 31 31 33 33 33 33 35 35 37 45 47 49 55 55 55 57 59 59 65

28、 65 65 67 67 69 69 71 71 71 71 71 74 -4- 368-2-1 O CE1 1988 Rgle des Six Mois COMMISSION LECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE Rapport de vote FILTRES PIZOLECTRIQUES Deuxime partie: Guide demploi des filtres pizolectriques Section un : Filtres a quartz 49(BC)177-I, II PRAMBULE 1) Les dcisions ou accords of

29、ficiels de ia CE1 en ce qui concerne les questions techniques, prpars par des Comits 368-3: Troisime partie: Encombrements normaliss (chapitre IV). (chapitres I et 11); La prsente publication constitue la section un de la deuxime partie (Chapitre III) et est un guide pour lemploi des filtres quartz.

30、 Le texte de cette norme est issu des documents suivants: Le rapport de vote indiqu dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant abouti lapprobation de cette norme. Les publications suivantes de la CE1 sont cites dans la prsente norme: Publications nos 122-2 (1983): Quartz pou

31、r le contrle et la slection de la frquence. Deuxime partie: Guide pour lemploi des rsonateurs quartz pour le contrle et la slection de la frquence. 283 (1968): Mthodes pour ia mesure de frquence et de rsistance quivalente des frquences indsirables des quartz pour filtres. 302 (1969): Dfinitions norm

32、alises et mthodes de mesures pour les rsonateurs pizolectriques de frquences infrieures 30 MHz. 368- 1 (1982): Filtres pizolectriques, Premire partie: Informations gnrales, valeurs normalises et conditions dessais. 444: Mesure des paramtres des quartz pizolectriques par la technique de phase nulle d

33、ans le circuit en 7c. 368-2-1 O IEC 1988 -5- Six Months Rule 49(C0)177-1, II INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION Report on Voting 49(C0)185 PIEZOELECTRIC FILTERS Part 2 : Guide to the use of piezoelectric filters Section One: Quartz crystal filters FOREWORD 1) The formal decisions or agreement

34、s for the IEC on technical matters, prepared by Technical Committees on which all the National Committees having a special interest therein are represented, express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the subjects dealt with. 2) They have the form of recommendations for

35、international use and they are accepted by the National Committees in that sense. 3) In order to promote international unification, the IEC expresses the wish that all National Committees should adopt the text of the IEC recommendation for their national rules in so far as national conditions will p

36、ermit. Any divergence between the IEC recommendation and the corresponding national rules should, as far as possible, be clearly indicated in the latter. PREFACE This guide has been prepared by IEC Technical Committee No. 49: Piezoelectric devices for frequency control and selection. It supersedes I

37、EC Publication 368A, issued in 1973. IEC Publication 368: Piezoelectric filters, comprises: 368-1: Part 1: General information, standard values and test conditions (Chapters I and II) 368-2: Part 2: Guide to the use of piezoelectric filters (Chapter III) 368-3: Part 3: Standard outlines (Chapter IV)

38、 The present publication constitutes Section One of Part 2 (Chapter III) and is a guide to the use of quartz crystal filters. The text is based on the following documents: Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the Voting Report indicated in the above table

39、 - The followina IEC Publications are Quoted in this standard: “Publications Nos. 122-2 (19832: 283 (1968): 302 (1969): 368-1 (1982): 444: Quartz crystal units for frequency control and selection. Part 2: Guide to the use of quartz crystal units for frequency control and selection. Methods for the

40、measurement of frequency and equivalent resistance of unwanted resonances of filter crystal units. Standard definitions and methods of measurement for piezoelectric vibrators operating over the frequency range up to 30 MHz. Piezoelectric filters, Part 1: General information, standard values and test

41、 conditions. Measurement of quartz crystal unit parameters by zero phase technique in a n- network. -6- 368-2-1 O CE1 1988 FILTRES PIZOLECTRIQUES Deuxime partie : Guide demploi des filtres pizolectriques CHAPITRE III: GUIDE DEMPLOI DES FILTRES PIZOLECTRIQUES SECTION UN - FILTRES QUARTZ INTRODUCTION

42、Le besoin de communication conduit dans le monde entier un dveloppement permanent de liaisons lectroniques de plus en plus complexes. Chaque message possde soit un spectre de frquences ou une caractristique dans le domaine temps; une certaine forme de filtrage est nces- saire pour leur sparation. De

43、 nouvelles mthodes de filtrage ont t mises au point pour rpondre une demande de diminution des cots et de miniaturisation des quipements. Les qualits dun filtre dpendent principalement des caractristiques des lments rsonants utiliss dans le filtre. Les rsonateurs pizolectriques sont suprieurs aux ci

44、rcuits rsonants clas- siques LC en ce qui concerne certaines caractristiques telles que le facteur de qualit (Q), les carac- tristiques de temprature, le taux de vieillissement, les dimensions et et le poids. De ce fait, une grande varit de filtres pizolectriques se trouve actuellement dans le comme

45、rce. On rencontre deux types principaux de filtres pizolectriques: le filtre quartz et le filtre cramique. De plus, dautres matriaux sont utiliss (par exemple, tantalate de lithium, niobate de lithium). 1. Domaine dapplication Ce guide a t tabli pour rpondre un dsir gnralement exprim, tant par les u

46、tilisa- teurs que par les fabricants, de disposer dun guide demploi des filtres quartz, afin quils puissent tre utiliss au mieux. Ce guide na pas pour but de dvelopper des notions tho- riques ni de couvrir tous les cas qui peuvent se poser en pratique. Ce guide attire lattention sur -quelques-unes d

47、es questions fondamentales que lutilisateur devrait examiner avant de commander un filtre pour une application nouvelle. I1 est du plus grand intrt pour lutilisateur que les caractristiques du filtre soient conformes une spcification particulire; cependant il y a lieu que le type de rsonateur devant

48、 rpondre cette spcification soit laiss au choix du fabricant. 2. Filtres a quartz - considrations gnrales 2.1 Introduction Les filtres quartz sont utiliss depuis plus de quarante ans; aussi peuvent-ils tre consi- drs, lre lectronique, comme appartenant au pass. Un filtre quartz est une forme spciale de filtre passif dans lequel au moins un des compo- sants est un rsonateur quartz. Les proprits principales du rsonateur quartz sont: facteur de qualit Q lev, stabilit en temprature et dans le temps leve. Outre ces stabilits, le filtre quartz off