机械式滤波器

🏠 首页 《无线电》杂志 1960年 🔗 第6期 🔗 第27页 分类:“现代家庭电子制作”电视讲座辅导材料 🔗 吴乐之 🔗

滤波器是什么?粗略地讲它是这样的一种元件:它只允许一种频率的振动波通过,其他频率的振动波都难以通过,或者说是通过时受到很大的阻力而减弱。在电子学应用中,对电磁波有滤波作用的滤波器,一般是由电阻、电感、电容组成的网络构成。这里介绍一种比较新颖利用机械式振动构成的滤波器,它具有一些特点,是一般电阻、电感、电容组成的滤波器所不具备的。这种滤波器的工作原理涉及固体弹性力学和振动学等,然而它的滤波作用和电气网络滤波器相同,就是选择某一机械单元的固有振动频率能和所欲通过的振荡频率相同而谐振,其他频率的振动波就不可能通过这一机械单元而传递出去,因而达到了滤波的效果。

怎样的元件可以发生振动,可以传递振动波呢?这样的元件很多,例如:薄板、圆柱体、空腔、圆盘、圆球等等。它们的振动方式也不同,有的是弯曲,有的是剪切、扭转、伸长等等,而其振动频率是和它的外形尺寸、材料性质、重量、安装方式等有关 。这里介绍一种利用圆球振动式的滤波器,它可以应用在无线电接收机里。圆球的振动方式只有三种,(1)扭转振动;(2)径向振动;(3)变形或椭圆振动。它们的谐振频率是和圆球的直径和材料有关。在实际应用中,这种圆球振动多是应用它的椭圆谐振特性。圆球振动的理论是弹性力学方面的知识,我们可以想象一只圆形的汽球,如图1所示,用手按照直径方向压其两端,显然汽球在压力下必呈椭圆形,当手放开以后,由于惯性作用势必反冲而又成为另一椭圆体。在外界不断供给以谐振的能量时,这一椭圆振动或形变振动也必一直继续下去。图2便是一种双球式中频谐振管,可以应用在无线电接收机里作为中频变压器。它的等效电路如图3。图中输入变压器T\(_{1}\)的初级接前级的混频级,输出变压器T2的次级接至中频放大级或检波级。工作时,无线电波经过输入变压器T\(_{1}\)①,再经过压电换能元件②,将电振荡变换为机械振动,而振动棒③的固有振动频率恰为中频频率,因而能起滤波作用,振动球将这个中频振动波传至输出端的压电换能元件⑤,变换为中频电波,电输出变压器T2输出。这样结构的中频谐振管优点是电气性能稳定,有比较好的谐振曲线(见图4),体积小,象图2元件结构只有钢笔套一样大,而且不象一般中频变压器那样须用微调电容器进行校正,它可以无须调谐。如图2的谐振管适合用于455千周的中间频率,振动棒系用镍质材料制成,直径0.6毫米,长度为3毫米(恰为中频波长的1/4)。振动球为钢质,直径为6毫米,重量为0.93克。(吴乐之)

图1
图1 🔍原图 (563×304)
图2
图2 🔍原图 (747×370)
图3
图3 🔍原图 (821×176)
图4
图4 🔍原图 (510×559)