Monolithische Kristallfilter (MCF) - Verpackung, Frequenzen und Anwendungen

Einführung in monolithische Kristallfilter (MCF)

Monolithische Kristallfilter (MCF) sind passive Bandpassfilter, die auf einem einzigen piezoelektrischen Kristallsubstrat (z. B. Quarz, Lithiumniobat oder Lanthan-Galliumsilikat) hergestellt werden.Sie nutzen die mechanischen Resonanz-Eigenschaften des Kristalls, umausgezeichnete Selektivität,geringer Einsatzverlust, undhohe TemperaturstabilitätMCFs werden in Kommunikationssystemen, Navigation, Rundfunk und Instrumenten, in denen eine präzise Frequenzkontrolle von entscheidender Bedeutung ist, weit verbreitet.43.

Wichtige technische Spezifikationen

1Verpackung und Abmessungen

MCFs sind in Durchlöcher- und Oberflächenverpackungen (SMD) erhältlich.

• 49T (Durch-Hole,DIP):

  • Abmessungen: ~ 11,0 × 4,5 mm (Industrie-Standard).

  • Anwendungsbereiche: alte Systeme, Industrieanlagen.

• UM-1/UM-5 (Durch-Hole,DIP):

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

  • Anwendungen: HF-Module, Prüfgeräte.

• SMD 7050 (SMD zur Oberflächenmontage):

  • Abmessungen: 7,0 × 5,0 × 1,4 mm (kompaktste)6.

  • Anwendungen: Raumbeschränkte Entwürfe (z. B. IoT-Geräte, Wearables).

• Umfang und Ausmaß der Prüfungen:

• Abmessungen: UM-1 (11,8*7,8*3,5mm), UM-5 (9,8*7,8*3,5mm).
• Anwendungen: HF-Module, Prüfgeräte.

2Frequenzbereiche und Polkonfigurationen

MCFs decken Frequenzen ab10 MHz bis 250 MHz, wobei die Pole-Zählungen (28 Pole) die Selektivität bestimmen:

• MCF mit niedriger Frequenz(10 ‰ 50 MHz):

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

  • Bandbreite: ±1 kHz bis ±20 kHz (Schmalband).

• Hochfrequente MCF(50-250 MHz):

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

  • Bandbreite: ±20 kHz bis ±100 kHz (Breitband)8.

• Pol-abhängige Leistung:

  • 2 ̊4 Säulen: Formfaktor 5:1 (20 dB bis 3 dB Bandbreite), Einsetzverlust 3 ‰ 4 dB.

  • 6­8 Stangen: Formfaktor 2.5Ich habe zwei.0:1, Einsetzverlust 4,5-5 dB, höhere Abstoßung außerhalb des Bandes (> 65 dB)8.

3. Elektrische Eigenschaften

• Einsetzungsverlust: 3­5 dB (typisch).

• Impedanz: 800 Ω (Standard), anpassbar (50 Ω ≈ 1 kΩ).

• Passband Ripple: ≤ 1 dB.

• Temperaturstabilität: ±10 ppm bei -40°C bis +85°C68.

4. Anwendungen

Die MCF ermöglichen eine Frequenzdiskriminierung bei:

• Drahtlose Kommunikation: Kanalwahl in Funkgeräten (z. B. 10,7 MHz für FM-Empfänger)4.

• Satelliten- und Navigationssysteme: Niedrigphasenlärmfilterung für GPS/GLONASS.

• Fernsehgeräte: Fernsehsender (45 MHz, 70 MHz).

• Industrielle Steuerungen: CAN-Bus, Ethernet-Schnittstellen9.

MCF-Auswahltabelle nach Packungen und Häufigkeit

Die nachstehende Tabelle fasst die in der Branche üblichen MCF zusammen:

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Bilder	Art der Packung	Abmessungen (mm)	Frequenz (MHz)	Polnisch	Bandbreite	Einsetzungsverlust	Anwendungen
	49T	11.5*4.5*11.2mm	10.7MHz	2 Pole 4 Pole 6 Polen 8 Polen	Bei der Verwendung von Schraubern sind die folgenden Anforderungen zu beachten:	30,0 dB	FM-Radios, industrielle Kommunikation und Telekommunikation
	49 TMJ	14.7*11.5*5.2mm	10.7MHz	2 ¢8	Bei der Verwendung von Schraubern sind die folgenden Anforderungen zu beachten:	30,0 dB	FM-Radios, industrielle Kommunikation und Telekommunikation
	UM-1	7.8*3.1*8.0mm	210,4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢8	Bei der Verwendung von Schraubern sind die folgenden Anforderungen zu beachten:	3.5 dB	HF-Empfänger, Telekommunikation
	UM-1MJ	11.8*7,8*3,5 mm	210,4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢8	Bei der Verwendung von Schraubern sind die folgenden Anforderungen zu beachten:	30,0 dB	Telekommunikation
	UM-5	7.8*3.1*6.0mm	210,4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢8	Bei der Verwendung von Schraubern sind die folgenden Anforderungen zu beachten:	30,0 dB	Telekommunikation
	UM-5MJ	9.8*7,8*3,5 mm	210,4 MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢8	Bei der Verwendung von Schraubern sind die folgenden Anforderungen zu beachten:	30,0 dB	Telekommunikation
	SMD 7050	7.0*5,0*1,4 mm	210,4 MHz, 210,7 MHz, 45.000MHz 109.65MHz	2 ¢8	Bei der Verwendung von Schraubern sind die folgenden Anforderungen zu beachten: Bei der Verwendung von "Laser" ist der "Laser" zu verwenden.	30,0 dB	5G IoT, Wearables, Luft- und Raumfahrt 46, Telekommunikation

Konstruktionsüberlegungen

• Formfaktor: Kritisch für die Abstoßung des benachbarten Kanals.0(d. h. für 8 Pole) erhöhen die Selektivität8.

• EMI-Minderung: Verwenden Sie Bodenschirmung für SMD-MCF in Lärmmomenten.

• Impedanzgleichstellung: Sicherstellen, dass die Impedanz des Systems (z. B. 50 Ω) mit den MCF-Spezifikationen übereinstimmt, um Reflexionen zu minimieren.

Zukunftstrends

• Miniaturisierung: Unter-5,0 × 3,2 mm Pakete für 6G-Geräte.

• Hybride Filter: Kombination von MCF mit SAW/BAW für Ultrabreitband (0,5­5% relative Bandbreite)3.

• Einheitliche Vorschriften für die Einhaltung von AEC-Q200: MCF für Fahrzeug-zu-alles-Systeme (V2X) für die Automobilindustrie9.

Schlussfolgerung

MCFs bieten eine unvergleichliche Frequenzstabilität und einen Q-Faktor in kompakten Verpackungen.Anzahl der Stangenfür die Selektivität,Packungsgrößefür die Integration undFrequenzverträglichkeitfür die Umweltresilienz. Für fortgeschrittene Anforderungen (z. B. > 100 MHz, 8-pol).