Filtros de cristal monolítico (MCF) - Envasado, frecuencias y aplicaciones

Introducción a los filtros de cristal monolíticos (MCF)

Los filtros de cristal monolítico (MCF) son filtros de banda pasa pasiva fabricados en un solo sustrato de cristal piezoeléctrico (por ejemplo, cuarzo, niobato de litio o silicato de galio de lantano).Aprovechan las propiedades de resonancia mecánica del cristal para lograrexcelente selectividad,baja pérdida de inserción, yEstabilidad a altas temperaturasLos MCF se utilizan ampliamente en sistemas de comunicación, navegación, radiodifusión e instrumentación donde el control preciso de la frecuencia es crítico.43.

Principales especificaciones técnicas

1Embalaje y dimensiones

Los MCF están disponibles en paquetes de agujero a través y montaje en superficie (SMD).

• 49T (a través del agujero,DIP):

  • Las dimensiones: ~ 11,0 × 4,5 mm (norma de la industria).

  • Aplicaciones: sistemas antiguos, equipos industriales.

• Se aplican las siguientes medidas::

  • Las dimensiones: UM-1 (12,5 × 5,0 mm), UM-5 (11,0 × 4,0 mm).

  • Aplicaciones: módulos de RF, instrumentos de ensayo.

• El SMD 7050 (SMD de montaje en superficie):

  • Las dimensiones: 7,0 × 5,0 × 1,4 mm (más compactas)6.

  • Aplicaciones: Diseños limitados por el espacio (por ejemplo, dispositivos IoT, wearables).

• Se aplicarán las siguientes medidas::

• Las dimensiones: UM-1 (11.8 * 7.8 * 3.5 mm), UM-5 (9.8 * 7.8 * 3.5 mm).
• Aplicaciones: módulos de RF, instrumentos de ensayo.

2. Rango de frecuencia y configuración de polos

Las MCF cubren frecuencias desde10 MHz a 250 MHz, con el recuento de polos (28 polos) que determinan la selectividad:

• MCF de baja frecuencia(10 ¢50 MHz):

  • Ejemplos: 10,7 MHz (49T), 21,4 MHz (UM-1), 45,0 MHz (SMD 7050)46.

  • Ancho de banda: ±1 kHz a ±20 kHz (banda estrecha).

• MCF de alta frecuencia(50 ¢ 250 MHz):

  • Ejemplos: 58,05 MHz, 73,35 MHz (SMD 7050).

  • Ancho de banda: ±20 kHz a ±100 kHz (banda ancha)8.

• Rendimiento dependiente del polo:

  • 2 ̊4 polos: Factor de forma 5:1 (20 dB a 3 dB de ancho de banda), pérdida de inserción de 3 ∼4 dB.

  • 6 ¢ 8 postesFactor de forma 2.5- ¿Qué es eso?0:1, pérdida de inserción de 4,5 a 5 dB, rechazo superior fuera de banda (> 65 dB)8.

3Características eléctricas

• Pérdida de inserción: 35 dB (típico).

• Impedancia: 800 Ω (estándar), personalizable (50 Ω ∞ 1 kΩ).

• Banda de acceso Ripple: ≤ 1 dB.

• Estabilidad a temperatura: ±10 ppm durante el período comprendido entre -40°C y +85°C68.

4Aplicaciones

Los MCF permiten la discriminación de frecuencia en:

• Comunicación inalámbrica: Selección de canales en radios (por ejemplo, 10,7 MHz para receptores FM)4.

• Sistemas de navegación por satélite: Filtro de ruido de baja fase para GPS/GLONASS.

• Equipo de transmisión: transmisores de televisión (45 MHz, 70 MHz).

• Controladores industriales: bus CAN, interfaces Ethernet9.

Cuadro de selección de MCF por paquete y frecuencia

El cuadro siguiente resume los MCF estándar de la industria:

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Imágenes	Tipo de paquete	Dimensiones (mm)	Frecuencia (MHz)	Polos	Ancho de banda	Pérdida de inserción	Aplicaciones
	49T	11.5*4.5*11.2 mm	10.7MHz	2 polos Cuatro polos 6 Polos 8 Polos	Se aplicarán las siguientes medidas:	3.0 dB	Radios FM, comunicaciones industriales, telecomunicaciones
	49 TMJ	14.7*11.5*5.2 mm	10.7MHz	2 ¢ 8	Se aplicarán las siguientes medidas:	3.0 dB	Radios FM, comunicaciones industriales, telecomunicaciones
	Sección 1	7.8*3.1*8.0 mm	21.4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	Se aplicarán las siguientes medidas:	3.5 dB	Transceptores de RF, telecomunicaciones
	Se trata de un sistema de control.	11.8*7.8*3.5 mm	21.4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	Se aplicarán las siguientes medidas:	3.0 dB	Las telecomunicaciones
	Unidad 5	7.8*3.1*6.0 mm	21.4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	Se aplicarán las siguientes medidas:	3.0 dB	Las telecomunicaciones
	Unidad de control de velocidad	9.8*7.8*3.5 mm	21.4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	Se aplicarán las siguientes medidas:	3.0 dB	Las telecomunicaciones
	Se aplicará el método siguiente:	7.0*5.0*1.4 mm	21.4 MHz, 210,7 MHz, 45.000MHz 109.65MHz	2 ¢ 8	Se aplicarán las siguientes medidas: Se aplicarán las siguientes medidas:	3.0 dB	Internet de las Cosas 5G, dispositivos portátiles, aeroespacial 46, telecomunicaciones

Consideraciones de diseño

• Factor de forma: crítico para el rechazo de los canales adyacentes.0Se trata de un sistema de control de las emisiones de gases de escape.8.

• Mitigación de la IEM: utilizar un blindaje de tierra para los MCF SMD en entornos de alto ruido.

• Compatibilidad de la impedancia: Asegurar que la impedancia del sistema (por ejemplo, 50 Ω) se alinea con las especificaciones de MCF para minimizar los reflejos.

Tendencias futuras

• Miniaturización: paquetes de menos de 5,0 × 3,2 mm para dispositivos 6G.

• Filtros híbridos: Combinación de MCF con SAW/BAW para banda ultra ancha (0,5­5% de ancho de banda relativo)3.

• Conformidad AEC-Q200: MCF de grado automotriz para sistemas de vehículo a todo (V2X)9.

Conclusión

Los MCF ofrecen una estabilidad de frecuencia y un factor Q sin igual en paquetes compactos.Cuenta de postespara la selectividad,Tamaño del paquetepara la integración, ytolerancia de frecuenciaPara necesidades avanzadas (por ejemplo, >100 MHz, 8 polos).