关于话路机械滤波器的介绍

为了消除由于机械系统在机械加工时受到的应力及加热过程中受到的热应力对滤波器特性的影响，进一步提高换能器、电感、电容的老化性能，装配复测好的机械滤波器放置一个月后，测试合格方能交货。

通过上述老化措施，稳定性有较大的提高。滤波器经10个月以上自然老化600～2400Hz内通带波动变化约为0.01～0.02N。用以上老化工艺，共1200只返修的滤波器存放六个月后有26只不合格，其中5只通带频率特性超过0.05N，5只因电容在低电平开路使滤波器性能变劣，其余大都因为装配、焊接不当所造成。

2.阻抗：

图2是60～64KHz机械滤波器的阻抗特性。表4是它各点的阻抗值。可见，它的阻抗为我们预定的定K型阻抗。由于该滤波器机械Q值高，内部反射强烈，电气匹配半节衰耗值又较小，故通带阻抗变化较大，一般反射衰耗小于20％，个别点（1～3点）达25％甚至30％。为了解决这一问题，机械滤波器与调制器相移采用0.3～0.7N的缓冲衰耗器，与汇集放大器相移时，放大器用低内阻3～5Ω。目前整机使用能满足要求。

图 2 机械滤波器阻抗特性

3.非线性失真：

过去生产的机械滤波器非线性失真较大，影响整机忙时串杂音，将原GU-14铁芯气隙0.17mm改为1.2mm得到消除。

4.阻带内寄生峰的抑制：

机械滤波器阻带某频率点出现衰耗激烈下降，严重点达4.8N。据分析是由于谐振纵振栋以外的其他振动所致（称为寄生振动）。抑制寄生峰的方法很多，我们是选取适当的振子直径和长度，将阻带寄生提高到6N以上。

5.群延时失真：

由于高速数传对载波话路的群延失真提出了高的要求，清华大学同志已作了详细介绍。图3是机械滤波器，LC滤波器群延时特性，其中"LC"是我厂生产的LC话路滤波器二只对测特性，"MF"是我厂生产的机械滤波器二只对测特性。图4是523厂生产的陶瓷话路滤波器群延时特性。我厂测试仪器误差较大，从这粗略的测试可以看出，在话路600～3000Hz内，LC滤波器群延时失真约为0.32ms。机械滤波器约为0.52ms，陶瓷滤波器约为0.7ms。这三种滤波器的群延时失真都较大，不能满足高速数传要求。我们曾对某产品的机械滤波器话路作过2400波特四次转接的数传试验，未发现误码现象。估计更多次转接或更高速数传试验会出现问题。在我们测试的这些滤波器群延失真大的原因，是因为设计都采用最小相移网路。怎样改善机械滤波器的群延时失真，是今后探讨的课题。就目前来说，也许只能在信道内采用其他措施来满足高速数传的要求。

表 4

注："+"表示感抗，"－"表示容抗。

图3 MF、LC话路滤波器的群延时特性

图4 陶瓷话路滤波器群延时特性

三、材料选择及工艺方面的几个问题

1.振子材料：

目前我厂振子、耦合子材料为上海钢铁研究所3J53，3J58及大连钢厂3J53镍铬钛合金，主要技术要求如下：
 1）弹性模量：E≤18500kg/mm2
 2）频率温度系数：β≤±5×10－6/℃(-10℃～50℃)
 3）品质因数：Q≥10000
上述两厂家生产的两种牌号的镍铬钛合金，都是利用该材料的弹性反常现象，通过适当的真空热处理来获得小的频率温度系数。为了保证上述指标3J53材料热处理为630℃2小时，3J58为680℃2小时，就目前来说在使用中还存在以下几个问题：
 1） 频率温度系数随热处理温度变化较大。希望材料能在一定温度范围内热处 理满足技术要求。比如±15℃。
 2）弹性模量变化范围较大（185000～21000kg/mm2）。因此，振子长度应随之更改，这对大批生产带来很大困难，希望今后能控制在±200kg/mm2范围内。
 3）Q值是直接影响到滤波器特性的参数，供方在生产该材料时应对Q值进行考核。
 4）焊接性能及抗腐蚀性能较差。
为了进一步提高滤波器性能，对于振子材料应作如下工作：
1） 提高振子材料性能：
a) 弹性模量E=E。±200kg/mm2或传播速度V。±1％，其中E。，V。可根据材料特性一值。
b)频率温度系数β≤1×10－6/℃(-10℃～50℃)，在最佳热处理温度±15℃内变化不大于1×10－6/℃。
C）Q≥10000
2） 耦合子材料：为了满足耦合子热处理困难的特点，希有一种不经热处理便有小的频率温度系数的材料。
3） 对于镍铬钛合金的老化性能应加以研究。

2.高频焊接机械系统的焊料：

机械系统的焊接质量直接影响到机械滤波器的特性和成品率。目前我厂生产成品率为70～80％。高频焊接质量除要有严格而合理的工艺外，还需选择适当的焊料。我厂使用焊料配方及性能如表5。这种焊料具有高的机械强度和较好的流动性，但抗腐蚀性能较常用焊锡差。今后应寻求新的焊料进一步提高抗腐性能。