水晶フィルタインピーダンスマッチング

回路と回路、部品と部品、あるいは回路と部品をつなぎ合わせるときは、必ずインピーダンスのマッチングを考えなければなりません。水晶フィルタにおいても、適切な値で使用しないと、製品仕様で定めた特性が得られません。マッチングを取るためには、正しい値かつバラツキの小さい周辺部品を選択することが必要です。

一般的な試験回路はRCマッチング回路で表現されることが多いため、ここではRCマッチング回路での注意点を説明します。

ムラタにお問合わせいただきますと、最適なインピーダンスマッチングを提案いたします。

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通信品質の決め手はムラタの水晶フィルタ

RCマッチングにおける特性変化

1.抵抗成分(R)マッチング

正しくマッチングを取れている状態より、入出力の抵抗成分(R)が変動したらどうなるでしょうか?

抵抗値が小さくなると、中心周波数がマイナス側へずれてしまいます。同様に抵抗値が大きくなると、中心周波数がプラス側へずれてしまいます。

したがって、水晶フィルタのインピーダンス抵抗は、正しい値かつバラツキの少ない製品(±10%ではNG)を選択する必要があります。

2.容量成分(C)マッチング

正しくマッチングを取れている状態より、入出力の容量成分(C)が変動したらどうなるでしょうか?

容量値が小さくなると、波形が広がってしまいます。通過帯域幅、減衰帯域幅ともに広がったうえに、頂上部分が歪みが無くなりました(リップル小)。
同様に容量値が大きくなると、波形が狭くなってしまいます。通過帯域幅、減衰帯域幅ともに狭くなったうえに、頂上部分が歪んでしまいました(リップル大)。

したがって、水晶フィルタのインピーダンス容量は、正しい値かつバラツキの少ない製品(±1.0pFではNG)を選択する必要があります。

3.段間容量(Cc)マッチング

次に、4poleフィルタにおける段間容量(Cc)の役割を説明します。

4poleフィルタでは波形や中心周波数が大きくずれている場合、段間容量の値を調整することで波形のバランスをとります。

この例では、Cc=7.5pF → 9.5pF → 11.5pFと段間容量を2.0pFずつ増やして調整したところ、段間容量が11.5pFで希望の波形のマッチングが取れました。

このように、段間容量(Cc)は正しい値かつバラツキの少ないものを選択する必要があります。