Filter Kristal Monolitik (MCF) - Kemasan, Frekuensi, dan Aplikasi

Pendahuluan untuk Monolit Crystal Filter (MCF)

Monolit Crystal Filters (MCF) adalah filter bandpass pasif yang diproduksi pada substrat kristal piezoelektrik tunggal (misalnya, kuarsa, lithium niobate, atau lanthanum gallium silicate).Mereka memanfaatkan sifat resonansi mekanik kristal untuk mencapaiSelektivitas yang sangat baik,kehilangan penempatan yang rendah, danStabilitas suhu tinggiMCF banyak digunakan dalam sistem komunikasi, navigasi, penyiaran dan instrumentasi di mana kontrol frekuensi yang tepat sangat penting43.

Spesifikasi teknis utama

1Kemasan dan Dimensi

MCF tersedia dalam paket melalui-lubang dan permukaan-mount (SMD).

• 49T (Through-Hole,DIP):

  • Dimensi: ~ 11,0 × 4,5 mm (standar industri).

  • Aplikasi: Sistem lama, peralatan industri.

• UM-1/UM-5 (Through-Hole,DIP):

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

  • Aplikasi: modul RF, instrumen uji.

• SMD 7050 (SMD permukaan-mount):

  • Dimensi: 7,0 × 5,0 × 1,4 mm (paling kompak)6.

  • Aplikasi: Desain terbatas ruang (misalnya, perangkat IoT, wearables).

• UM-1MJ/UM-5MJ (Surface-Mount SMD):

• Dimensi: UM-1 (11.8*7.8*3.5mm), UM-5 (9.8*7.8*3.5mm).
• Aplikasi: modul RF, instrumen uji.

2Rentang Frekuensi dan Konfigurasi Kutub

MCF mencakup frekuensi dari10 MHz sampai 250 MHz, dengan jumlah kutub (28 kutub) yang menentukan selektivitas:

• MCF Frekuensi Rendah(1050 MHz):

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

  • Bandwidth: ±1 kHz sampai ±20 kHz (band sempit).

• MCF Frekuensi Tinggi(50~250 MHz):

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

  • Bandwidth: ±20 kHz sampai ±100 kHz (wideband)8.

• Kinerja yang Tergantung pada Kutub:

  • 2 ̊4 tiang: Faktor bentuk 5: 1 (20 dB hingga 3 dB bandwidth), kehilangan sisipan 3 ¢ 4 dB.

  • 6 ̊8 tiang: Faktor bentuk 2.51 ¢2.0:1, kehilangan sisipan 4,5-5 dB, penolakan luar band yang superior (> 65 dB)8.

3. Karakteristik Listrik

• Kerugian Penempatan: 3 ∼ 5 dB (biasanya).

• Impedansi: 800 Ω (standar), dapat disesuaikan (50 Ω?? 1 kΩ).

• Passband Ripple: ≤1 dB.

• Stabilitas suhu: ± 10 ppm di atas -40°C sampai +85°C68.

4. Aplikasi

MCF memungkinkan diskriminasi frekuensi dalam:

• Komunikasi Tanpa Kabel: Pilihan saluran di radio (misalnya, 10,7 MHz untuk penerima FM)4.

• Sistem Satelit & Navigasi: Filter kebisingan fase rendah untuk GPS/GLONASS.

• Peralatan Penyiaran: pemancar TV (45 MHz, 70 MHz).

• Kontroler Industri: Bus CAN, antarmuka Ethernet9.

Tabel Pemilihan MCF menurut Paket dan Frekuensi

Tabel di bawah ini meringkas MCF standar industri:

<

Gambar	Jenis Paket	Dimensi (mm)	Frekuensi (MHz)	Polandia	Bandwidth	Kerugian Penempatan	Aplikasi
	49T	11.5*4.5*11.2mm	10.7MHz	2 kutub 4 kutub 6 Polandia 8 Polandia	± 3,75KHz ~ ± 15KHz	3.0 dB	Radio FM, Komunikasi Industri, Telekom
	49 TMJ	14.7*11.5*5.2mm	10.7MHz	2 ¢ 8	± 3,75KHz ~ ± 15KHz	3.0 dB	Radio FM, Komunikasi Industri, Telekom
	UM-1	7.8*3.1*8.0mm	210,4MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	± 3,75KHz ~ ± 15KHz	3.5 dB	Transceiver RF, Telekom
	UM-1MJ	11.8*7.8*3.5mm	210,4MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	± 3,75KHz ~ ± 15KHz	3.0 dB	Telekomunikasi
	UM-5	7.8*3.1*6.0mm	210,4MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	± 3,75KHz ~ ± 15KHz	3.0 dB	Telekomunikasi
	UM-5MJ	9.8*7.8*3.5mm	210,4MHz, 45.000MHz 38.855MHz 29.255MHz	2 ¢ 8	± 3,75KHz ~ ± 15KHz	3.0 dB	Telekomunikasi
	SMD 7050	7.0*5.0*1.4mm	210,4MHz, 210,7MHz, 45.000MHz 109.65MHz	2 ¢ 8	± 3,75KHz ~ ± 15KHz ± 7,5KHz ~ ± 15KHz	3.0 dB	5G IoT, Wearables, Aerospace 46, Telekom

Pertimbangan Desain

• Faktor Bentuk: Kritis untuk penolakan saluran berdekatan. rasio yang lebih rendah (misalnya, 2.0(:1 untuk 8 kutub) meningkatkan selektivitas8.

• Pengurangan EMI: Gunakan pelindung tanah untuk SMD MCF di lingkungan berisik tinggi.

• Pengaturan Impedansi: Pastikan impedansi sistem (misalnya, 50 Ω) sejajar dengan spesifikasi MCF untuk meminimalkan refleksi.

Tren Masa Depan

• Miniaturisasi: Paket sub-5,0 × 3,2 mm untuk perangkat 6G.

• Filter hibrida: Mengkombinasikan MCF dengan SAW/BAW untuk ultra-wideband (0,5~5% bandwidth relatif)3.

• Kesesuaian AEC-Q200: MCF kelas otomotif untuk sistem kendaraan ke segala sesuatu (V2X)9.

Kesimpulan

MCF memberikan stabilitas frekuensi yang tak tertandingi dan faktor Q dalam paket yang kompak.Penghitungan tianguntuk selektivitas,Ukuran kemasanuntuk integrasi, danToleransi frekuensiuntuk ketahanan lingkungan. Untuk kebutuhan lanjutan (misalnya, >100 MHz, 8-pole).