Электромеханический фильтр
Электромеханический фильтр (ЭМФ) — это фильтр, часто используемый как альтернатива электронному фильтру радиочастот. Применяется для пропуска нужных спектров частот и блокировки остальных.
В фильтре используются механические колебания, аналогичные подаваемому электрическому сигналу (это один из типов аналоговых фильтров) С помощью электромеханических преобразователей электрические колебания сигнала преобразуются в механические колебания рабочего тела фильтра и обратно. Компоненты ЭМФ по функциональности аналогичны обычным элементам электрической цепи. Математические характеристики механических элементов равноценны математическим функциям-характеристикам соответствующих электрических элементов фильтра. Подобная конструкция разрешает использовать метод анализа электрических цепей и разработку фильтров к схемам механических фильтров. Для вычисления частотной характеристики фильтра существует множество подходов и методов, широко применяемых при разработке, это требуется для соответствия с характеристиками электрической схемы, для избегания конфликтов.
Для изготовления деталей ЭМФ используется сталь или сплавов никеля с железом. На входных и выходных выводах фильтра, используют никель. Перед окончательной сборкой фильтра, резонаторы подвергаются обработке на специальном станке для присвоения им требуемых частотных характеристик. Поскольку ЭМФ работает как электромеханическое устройство, при его разработке полностью применимы методы механического конструирования устройств для фильтрации механических колебаний или звуковых волн (которые тоже являются механическими колебаниями). Такие методы используются, например, при разработке корпусов громкоговорителей. В электрических приложениях, в дополнение к механическим компонентам с характеристиками электрических деталей, нужны преобразователи механических колебаний в электрические и обратно. Существует множество различных форм компонентов и топологий механических фильтров, репрезентативная выборка которых приводится в данной статье.
Теория электромеханических фильтров впервые была применена для совершенствования механических частей граммофонов в 1920-х годах. В 1950-х ЭМФ начали выпускаться как самостоятельные изделия для использования в радиопередатчиках и высококачественных радиоприёмниках. Высочайшая добротность механических резонаторов, намного превысившая добротность любых обычных (на конденсаторах и катушках индуктивности) колебательных контуров, позволила создавать механические фильтры с превосходной избирательностью. Высокая чувствительность, важная для радиоприёмников, также сделала эти фильтры очень привлекательными для использования. Современные исследователи занимаются разработкой микроэлектромеханических фильтров — электромеханических аналогов интегральных микросхем.
