微波滤波器设计培训教程课件.ppt

1、新员工培训-微波滤波器基础知识介绍微波滤波器基础知识介绍微波及其特点微波及其特点 所谓微波是一种具有极高频率（通常为300MHz300GHz），波长很短，通常为1m1mm的电磁波。微波具有似光性和似声性、穿透性、信息容量大等特点。0光速波长=频率f滤波器的基本原理滤波器的基本原理 滤波器顾名思义就是对电磁波信号进行过滤波器顾名思义就是对电磁波信号进行过滤，让需要的信号通过，抑制不需要的信滤，让需要的信号通过，抑制不需要的信号，主要目的为了解决不同频段、不同形号，主要目的为了解决不同频段、不同形式的无线通讯系统之间的干扰问题，其特式的无线通讯系统之间的干扰问题，其特性可以用通带工作频段、插入损耗

2、、带内性可以用通带工作频段、插入损耗、带内波动、带外抑制、端口驻波比、隔离度、波动、带外抑制、端口驻波比、隔离度、矩形系数、功率容量、群时延指标来描述。矩形系数、功率容量、群时延指标来描述。滤波器的四种形式滤波器的四种形式 低通滤波器低通滤波器低通滤波器电路原型低通滤波器电路原型滤波器的四种形式滤波器的四种形式 高通滤波器高通滤波器滤波器的四种形式滤波器的四种形式 带通滤波器带通滤波器 带通滤波器电路原型滤波器的四种形式滤波器的四种形式 带阻滤波器带阻滤波器带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标通带工作频段通带工作频段 即滤波器允许通过电磁波的频率范围。通带的理解在生产过程提供的技术指标规定严格

3、了的，不需要怎样的去按照上面的定义去具体计算。也可以这样说，如果我们的差损要求是，通带需要10M的带宽，那么我们的通带就可以说成是带宽为10M.带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标插入损耗插入损耗 又称衰减又称衰减,在理想情况下，插入到射频电路中的理想滤波在理想情况下，插入到射频电路中的理想滤波器，不应在其通带内引入任何功率损耗器，不应在其通带内引入任何功率损耗.然而现实中我们然而现实中我们无法消除滤波器固有的无法消除滤波器固有的,某种程度的功率损耗某种程度的功率损耗.插入损耗定插入损耗定量的描述了功率响应幅度与量的描述了功率响应幅度与0dB0dB基准的插值基准的插值,其数学表达其数学表达式为

4、式为:其中其中PL PL 是滤波器向负载输出的功率是滤波器向负载输出的功率,Pin,Pin 是滤波器从信号是滤波器从信号源得到的输入功率源得到的输入功率,一般希望插入损耗越小越好。一般希望插入损耗越小越好。in=LPIL 10logP带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 带内波动带内波动 在规定的带宽内,插入损耗最大点减去最小点的即为带内波动。又叫带内波纹或者通带波纹。指通带内信号幅度的起伏程度，也受限于谐振器的固有Q值，一般希望尽可能的小。带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 带外抑制带外抑制 又称阻带抑制又称阻带抑制,理想的滤波器是矩形的，通带内的信号理想的滤波器是矩形的，通带内的信号全部

5、通过，通道外的信号全部过滤掉，但实际情况是，只全部通过，通道外的信号全部过滤掉，但实际情况是，只能过滤掉一部分能量，带外抑制度反应了对过滤信号的衰能过滤掉一部分能量，带外抑制度反应了对过滤信号的衰减幅度减幅度,对不需要的频率点，信号的抑制能力，一般希望对不需要的频率点，信号的抑制能力，一般希望尽可能的大，并在通带范围外陡峭的下降，通常取带外与尽可能的大，并在通带范围外陡峭的下降，通常取带外与带宽为一定比值的某一频率的衰减值作为此项指标。带外带宽为一定比值的某一频率的衰减值作为此项指标。带外抑制这个概念实际上还是属于损耗的范畴，只是我们现在抑制这个概念实际上还是属于损耗的范畴，只是我们现在所说指

6、的是在通带外，信号的衰减已经被抑制得比较充分，所说指的是在通带外，信号的衰减已经被抑制得比较充分，这个具体的损耗值就是带外抑制的值。这个具体的损耗值就是带外抑制的值。带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 端口驻波比端口驻波比 端口驻波是衡量滤波器性能的一个关键指标，反端口驻波是衡量滤波器性能的一个关键指标，反应滤波器件与系统中其它部件的匹配程度。当系应滤波器件与系统中其它部件的匹配程度。当系统不匹配时统不匹配时,馈线上同时存在入射波馈线上同时存在入射波Ei Ei和反射波和反射波ErEr。在入射波和反射波相位相同的地方，入射波电压在入射波和反射波相位相同的地方，入射波电压与反射波电压的幅度相加形

7、成一个最大电压振幅与反射波电压的幅度相加形成一个最大电压振幅EmaxEmax，称为波腹；而在入射波和反射波相位相，称为波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方电压幅度相减形成一个最小电压振幅反的地方电压幅度相减形成一个最小电压振幅EminEmin，称为波节。其它各点电压的幅度值则介于，称为波节。其它各点电压的幅度值则介于波腹与波节之间，这种合成波称为驻波。波腹与波节之间，这种合成波称为驻波。带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 电压驻波比则是波腹电压与波节电压的比值，即电压驻波比则是波腹电压与波节电压的比值，即 Ei Ei 为入射波电压为入射波电压,Er,Er为反射波电压为反射波电压,当当ZLZ

8、L和和Z0Z0都为实都为实数时数时iiEmax|E|+|Er|VSWR=Emin|E|Er|iLi0Emax|E|+|Er|ZVSWR=Emin|E|Er|Z带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 该指标另一个含义相同的名称是回波损耗，单位该指标另一个含义相同的名称是回波损耗，单位为分贝（为分贝（dBdB），二者可如下换算：），二者可如下换算：VSWR1VSWR+1回波损耗=20Log带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 隔离度隔离度 为了区分在有两个或者两个以上通带情况下（例为了区分在有两个或者两个以上通带情况下（例如双工器，合路器）相互通带之间的带外抑制，如双工器，合路器）相互通带之间的带外

9、抑制，这时我们统一称带外抑制为隔离。这时我们统一称带外抑制为隔离。以双工器为例说明：收发隔离是指在网络分析仪以双工器为例说明：收发隔离是指在网络分析仪的两个通道分别接的两个通道分别接rx rx与与txtx端，而端，而ATNATN端接端接5050欧姆负欧姆负载时，整个频段（载时，整个频段（TXTX的高端点与的高端点与RXRX的低端点之间的低端点之间的带宽）或者两个通带内（的带宽）或者两个通带内（RXRX频带内和频带内和TXTX频带内）频带内）s12s12或者或者s21s21的值。的值。带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 矩形系数矩形系数 矩形系数是矩形系数是60dB60dB带宽带宽3dB3dB

10、带宽的比值带宽的比值,它描述了滤它描述了滤波器在截止频率附近响应曲线变化的陡峭程度波器在截止频率附近响应曲线变化的陡峭程度:60dBU60dB-L60dB3dBU3dB-L3dBBWffBWffSF带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 功率容量功率容量 滤波器能承受的最大信号通过功率，滤波器的脉滤波器能承受的最大信号通过功率，滤波器的脉冲功率容量由其中强电场对介质的击穿来确定，冲功率容量由其中强电场对介质的击穿来确定，这与滤波器的结构和介质强度有关。通常同轴线这与滤波器的结构和介质强度有关。通常同轴线和带状线结构的功率容量至少要比矩形波导小和带状线结构的功率容量至少要比矩形波导小6 6、7 7

11、倍，而矩形波导又比圆波导小倍，而矩形波导又比圆波导小4 4倍左右倍左右.带通滤波器技术指标带通滤波器技术指标 群时延群时延 信号通过滤波器时的延迟时间，可用以下公式表示：信号通过滤波器时的延迟时间，可用以下公式表示：其中其中 为滤波器电压转移函数为滤波器电压转移函数Ea/EL Ea/EL 的相位，对于的相位，对于N N个谐振个谐振器的带通滤波器，通带内的群时延可近似估计为：器的带通滤波器，通带内的群时延可近似估计为：ddtddntBW反射时延反射时延 滤波器单节的反射时延滤波器单节的反射时延可近似估计为：可近似估计为：实际调试中可以调节抽头耦合线的高度及粗细等实际调试中可以调节抽头耦合线的高度

12、及粗细等来调节来调节2dtBW滤波器指标的测试滤波器指标的测试 双工器测试示意图：网络分析仪 PORT1 PORT2 TX ANT RX(发射)(天线)(接收)双工器50网络分析仪 PORT1 PORT2 TX ANT RX(发射)(天线)(接收)双工器50 RX测试图形 TX测试图形滤波器的实现形式滤波器的实现形式 集总参数滤波器集总参数滤波器 微带线、带状线滤波器微带线、带状线滤波器 同轴腔体滤波器同轴腔体滤波器 波导滤波器波导滤波器 介质滤波器介质滤波器同轴谐振腔滤波器同轴谐振腔滤波器 其结构排列比较灵活，适合于其结构排列比较灵活，适合于100MHz100MHz40GHz40GHz频段带

13、通滤波器的设计，在当今移动通信频段领频段带通滤波器的设计，在当今移动通信频段领域使用最多的当是同轴腔，它的基本原理是根据域使用最多的当是同轴腔，它的基本原理是根据四分之一开路线和二分之一短路线所等效的四分之一开路线和二分之一短路线所等效的LCRLCR谐振电路。在实际的产品研发和生产中，我们使谐振电路。在实际的产品研发和生产中，我们使用了改进的双同轴用了改进的双同轴UIR(UIR(均匀阻抗匹配均匀阻抗匹配)四分之一波四分之一波长谐振结构。这种结构的优点是：结构通用，易长谐振结构。这种结构的优点是：结构通用，易于开发移植，适用移动通信全频段；调节范围大，于开发移植，适用移动通信全频段；调节范围大，

14、对公差要求不高，非常适于初等产品的低成本生对公差要求不高，非常适于初等产品的低成本生产；功率容量大，采用电耦合输入输出，所以产产；功率容量大，采用电耦合输入输出，所以产品一致性和稳定性很好。品一致性和稳定性很好。主要由谐振腔、谐振导体、调谐钉组成主要由谐振腔、谐振导体、调谐钉组成无加载电容无加载电容 滤波器的结构 滤波器的结构微波带通滤波器的设计微波带通滤波器的设计 滤波器的特性与滤波器的设计关系很大，滤波器滤波器的特性与滤波器的设计关系很大，滤波器的抑制特性一般采用三种设计函数：的抑制特性一般采用三种设计函数：1 1、巴特沃斯、巴特沃斯函数；函数；2 2、切比雪夫函数；、切比雪夫函数；3 3

15、、椭圆函数，其中切、椭圆函数，其中切比雪夫函数最为常用。滤波器的损耗近似计算公比雪夫函数最为常用。滤波器的损耗近似计算公式为：式为：L4.34L4.34f0f0ggk k/（BWBWQ Q）。一般。一般来说，滤波器的特性存在以下规律：来说，滤波器的特性存在以下规律：a)a)滤波器的级数越多，带外衰减越快；滤波器的级数越多，带外衰减越快；b)Qb)Q值越高，损耗越小；值越高，损耗越小；c)c)通带带宽越宽，损耗越小；通带带宽越宽，损耗越小；d)d)工作频率越高，损耗越大；工作频率越高，损耗越大；微波带通滤波器的设计微波带通滤波器的设计 设计微波带通滤波器的一种常用的方法是从集中设计微波带通滤波器

16、的一种常用的方法是从集中元件的低通原型出发，经过频率变换，导出集中元件的低通原型出发，经过频率变换，导出集中参数耦合谐振器带通滤波器的设计公式，然后用参数耦合谐振器带通滤波器的设计公式，然后用微波结构来实现这些耦合结构和谐振器，从而得微波结构来实现这些耦合结构和谐振器，从而得到微波带通滤波器。到微波带通滤波器。首先根据滤波器的频率和阻带抑制要求选定合适首先根据滤波器的频率和阻带抑制要求选定合适的低通滤波器原型。的低通滤波器原型。RF滤波器综合过程滤波器的技术指标频率变换低通原型传递特性低通原型综合低通原型元件值频率变换实际滤波器元件的归一化值阻抗变换反归一化实际滤波器真实元件值分贝切比雪夫低通

17、滤波器衰减特性图 低通原型元件数值表低通原型元件数值表 从下图(a)只有一种电抗元件的低通原型出发，经过低通到带通的频率变换，即可得到所需要的设计公式。图（b）是经过图（a）的频率变换得到的，图中的Lrj,Crj是第j个谐振器并联的电感和电容，j01 是个谐振器间的导纳变换器，用他们是并联的谐振器相互耦合起来，从而构成了带通滤波器。上图（b）中的导纳变换器可以用图（c）的电路来替换后，电路变成图（d）。图（c）中的串联电容就是图（d）中的耦合电容C j,j+1 ，其并联的负电容必须合并到相邻的并联谐振器的正电容内，使的电路的总电容为正，即为电容C j。经过计算可得：相邻两个谐振器间的耦合系数：

18、计算得出各谐振器之间的耦合系数以后，通过用Ansoft HFSS进行物理结构仿真，从而得出实际的尺寸结构。设计实例 技术指标 工作带宽：825-835MHz 插入损耗：带内波动：带外抑制：FC10MHz40dB 驻波比：首先我们应该对阻带频率进行归一化：我们将f0=830MHz，f=845MHz或者F=815MHz带如以上公式可得：通过前面的图表可以查出谐振器的数目n=5,这与我们通过软件仿真得出的幅频响应曲线是基本符合的。000fffffBW 插入损耗的计算：L4.34L4.34f f0 0ggn n/（BWBWQ Q）*g gn n=g=g1 1+g+g2 2+g+gn n g g值可以通

19、过前面的元件值表查到值可以通过前面的元件值表查到 当当n=5n=5时，时，g gn n=g=g1 1+g+g2 2+g+gn n 通过计算我们可以的出当，通过计算我们可以的出当，Q=4143Q=4143。这时我们可以通过。这时我们可以通过Ansoft HFSSAnsoft HFSS进行物理结构仿真，得出单个谐振器的结构。进行物理结构仿真，得出单个谐振器的结构。仿真单腔Q值和谐振频率的HFSS模型 级间耦合系数的计算 通过查表得出g1=g5=0.75,g2=g4=1.30,g3=1.57.将g值代入以上公式可得：K12=K45，K23=K34。1*!jjwggkHFSSHFSS中的耦合系数（窗口

20、）仿真模型中的耦合系数（窗口）仿真模型滤波器中的交叉耦合滤波器中的交叉耦合 交叉耦合：它的原理实际上就是引入传输函数的零极点和交叉耦合：它的原理实际上就是引入传输函数的零极点和副零极点，利用交叉耦合技术可以大大的改善滤波器的带副零极点，利用交叉耦合技术可以大大的改善滤波器的带外抑制及时延和相位特性，按结构及作用等一般分为容性外抑制及时延和相位特性，按结构及作用等一般分为容性交叉耦合、感性交叉耦合，感性耦合一般为正耦合，容性交叉耦合、感性交叉耦合，感性耦合一般为正耦合，容性耦合又可分为正耦合和负耦合。不同的耦合有不同的作用。耦合又可分为正耦合和负耦合。不同的耦合有不同的作用。感性交叉耦合感性交叉

21、耦合容性交叉耦合容性交叉耦合容性交叉耦合 左图为不加交叉耦合的图形，右图为加交叉耦合后的图形左图为不加交叉耦合的图形，右图为加交叉耦合后的图形现有移动通信系统主要使用频段现有移动通信系统主要使用频段（Global System for Mobile CommunicationsGlobal System for Mobile Communications）全球移动通讯系统全球移动通讯系统,频率范围频率范围 中国移动中国移动GSM900GSM900 上行：上行：890MHz-909MHz890MHz-909MHz；下行：；下行：935MHz-954M935MHz-954MHzHz。中国联通中国联

22、通GSM900GSM900 上行：上行：909MHz-915MHz909MHz-915MHz；下行：；下行：954MHz-954MHz-960MHz960MHz。GSM1800GSM1800（DCSDCS）上行：上行：1710MHz-1785MHz1710MHz-1785MHz 下行：下行：1805MHz-1880MHz1805MHz-1880MHz现有移动通信系统主要使用频段现有移动通信系统主要使用频段2.CDMA(Code-Division Multiple Access)CDMA(Code-Division Multiple Access)码分码分多址多址 频率范围频率范围 上行：上行：

23、824MHz-849MHz824MHz-849MHz；下行：下行：869MHz-894MHz869MHz-894MHz。目前中国联通目前中国联通CDMACDMA使用的频率为使用的频率为 上行：上行：825MHz-835MHz825MHz-835MHz；下行：下行：870MHz-880MHz870MHz-880MHz现有移动通信系统主要使用频段现有移动通信系统主要使用频段（Time Division Synchronous Dode Division MultTime Division Synchronous Dode Division Multiple Accessiple Access）的中

24、文含义为时分同步码分多址接）的中文含义为时分同步码分多址接入入 频率范围频率范围 1880MHz-1920MHz;2010MHz-2025MHz；补充频段补充频段：2300MHz-2400MHz。现有移动通信系统主要使用频段现有移动通信系统主要使用频段4.WCDMA4.WCDMA（Wideband CDMAWideband CDMA）宽带分码多工）宽带分码多工存取存取 频率范围频率范围 上行：上行：1920MHz-1980MHz1920MHz-1980MHz 下行：下行：2110MHz-2170MHz2110MHz-2170MHz现有移动通信系统主要使用频段现有移动通信系统主要使用频段5.PH

25、S(Personal Handling System)5.PHS(Personal Handling System)个人手持设备个人手持设备 目前国内典型应用频率为目前国内典型应用频率为 1900MHz-1910MHz1900MHz-1910MHz 1900MHz-1915MHz1900MHz-1915MHz 1900MHz-1920MHz1900MHz-1920MHz现有移动通信系统主要使用频段现有移动通信系统主要使用频段6.WLAN(wireless local area network)6.WLAN(wireless local area network)无线局域网无线局域网 无线局域网

26、在无线局域网在5.8 GHz5.8 GHz和和2.4 GHz2.4 GHz两个频段都可以两个频段都可以用做无线局域上网频段用做无线局域上网频段,5.8 GHz:5725MHz-5850MHz5.8 GHz:5725MHz-5850MHz公司滤波器产品简介 公司目前的产品主要有多路合路平台，基站系列公司目前的产品主要有多路合路平台，基站系列产品，直放站系列产品，工程配件四大系列共产品，直放站系列产品，工程配件四大系列共5050多种产品，产品种类齐全，产品范围涵盖了目前多种产品，产品种类齐全，产品范围涵盖了目前移动通信使用的移动通信使用的CDMACDMA、GSMGSM、DCSDCS、PHSPHS、

27、WCDMAWCDMA、WLANWLAN等频段。等频段。主要产品：主要产品：基站双工器无源模块（滤波器系列）无源模块（滤波器系列）多路合路平台I型多路合路平台多路合路平台多路合路平台II型工程配件工程配件双频合路器三频合路器多频合路器CDMA/GSM、GSM/DCS、WCDMA/WLAN等双频合路器CDMA/GSM/PHS、PHS/WCDMA/WLAN等三频合路器基站系列基站系列基站滤波器CDMA、GSM、WCDMA等基站双工器CDMA、GSM、WCDMA等基站滤波器直放站系列直放站系列直放站双工器直放站滤波器CDMA、GSM、WCDMA等直放站双工器CDMA、GSM、PHS、WCDMA、等直放

28、站滤波器 CDMACDMA、GSMGSM双工器的应用双工器的应用从上图可以实际的看到双工器和滤波器的应用。通过双工器可以使直放站、下行收发天线共用，便于工程施工，减少工程造价，当直放站采用分体机结构时，使用双工器可以更方便的使前后端匹配。三频合路器在实际工程中的应用三频合路器在实际工程中的应用PSH/WCDMA/WLAN三频合路器在工程中的利用原理图,利用合路器抑制系统间的干扰。同时将室内使用的WCDMA系统、PHS系统和新开通的WLAN系统等三路信号，通过宽频多路合路器，合并到一套室内覆盖天线系统，完成室内各区的有效覆盖。塔放双工器的应用塔放双工器的应用上行信号下行信号上行信号下行信号塔顶放

29、大器天线 可调衰减器低噪声放大器隔离器双工器双工器射频开关射频开关射频开关双工器隔离器 功率放大器 可调衰减器双工器射频开关基站旁通通路上行旁通通路A1A2B1B2B4B3A4A3基基 站站天天 线线塔塔 放放完谢谢1.微生物定义2.微生物的特点3.微生物的分布4.微生物的作用和危害5.微生物的营养6.微生物的类群和形态结构与药品微生物污染8.制药工业微生物消毒与灭菌和卫生管理微生物微生物（microorganism,microbe）:存在于自然界中的一群体型细小、结构简单、肉眼看不见，必须借助于特殊仪器放大后才能观察到的微小生物 按其结构、化学组成及生活习性可分为:原核类:仅有原始核质，无核

30、仁或核膜，细胞器很不完善。如细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、螺旋体 真核类:细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体，细胞器完整。如真菌（酵母菌和霉菌）、原生动物、藻类非细胞类:体积微小，能通过除菌过滤器。如病毒和朊病毒等 按其致病性可分为:病原性微生物非病原性微生物个体小个体小,面积大：面积大：小于。肉眼不可见。小于。肉眼不可见。分布广分布广,种类多（种类多（10万多种）万多种）：自然界中到处都：自然界中到处都有，如水、空气、土壤等有，如水、空气、土壤等,土壤中的数量最多。土壤中的数量最多。代谢强，转化快：代谢强，转化快：发酵乳糖的细菌在发酵乳糖的细菌在1小时内可小时内可分解其自

31、重分解其自重100010000倍的乳糖；产朊假丝倍的乳糖；产朊假丝酵母合成蛋白质的能力比食用公牛强酵母合成蛋白质的能力比食用公牛强10万倍万倍生长旺，繁殖快：生长旺，繁殖快：微生物有惊人的繁殖速度，大微生物有惊人的繁殖速度，大多数微生物几十分钟内就可以繁殖一代多数微生物几十分钟内就可以繁殖一代适应性强，易变异适应性强，易变异（耐药性产生的原因）（耐药性产生的原因）菌落单位菌落单位-CFU 由单个菌细胞或几个同种菌细胞在培养基上长成肉眼可见的菌落，每个菌落就是1CFU光滑型菌落光滑型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落土壤：是微生物生活的最适环境水：仅次于土壤的微生物分布、定居的第二场所空气：空气中的微生物

32、主要来源于带有微生物菌体及孢子的灰尘，这类微生物大多数是腐生性的，还来源于人和动物，它们大多数是通过呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物，悬浮在大气中。人自出生后，外界的微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、粘膜及外界相通的各种腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着对人体无害的微生物群，包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等，称为正常菌群。能使宿主致病的为致病菌或病原菌，不能造成宿主感染的为非致病菌或非病原菌。有些细菌在正常情况下并不致病，但当在某些条件改变的特殊情况下可以致病，这类菌称为条件致病菌或机会致病菌 部位部位 常见菌种常见菌种u 皮肤皮肤 表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、

33、耻垢杆菌等表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等u 口腔口腔 链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏 球菌、类白喉杆菌球菌、类白喉杆菌u 胃胃 正常一般无菌正常一般无菌u 肠道肠道 类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球 菌、菌、葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破 伤风杆菌、产气荚膜杆菌等伤风杆菌、产气荚膜杆菌等u

34、鼻咽腔鼻咽腔 甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链 球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等u 眼结膜眼结膜 皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等1.微生物的作用 绝大多数微生物对人和动物是有益的，已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越来越重要的作用。例如与我们日常生活密切相关的如酸奶、酒类、抗生素、疫苗等。2.微生物的危害 微生物中也有一部分能引起人及动、植物发生病害，这些具有致病性的微生物，称为病原微生物。

35、如人类的许多传染病（感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等），均是由病原微生物引起的。从药品生产的卫生学而言，微生物对药品的原料、生产环境和成品的污染是造成生产失败、成品不合格的重要因素。微生物的营养要求 微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。1.水 水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的作用。2.碳源 碳源是合成菌体成分的原料，也是微生物获取能量的主要来源。整体上看来，微生物可以利用的碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必须利用有机碳源的微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源的微生物就是自养

36、微生物。糖类是最广泛利用的碳源。3.氮源 氮源主要是供给合成菌体结构的原料，很少作为能源利用。与碳源相似，微生物作为一个整体来说，能利用的碳源种类十分广泛。某些微生物（如固氮菌）能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。4.无机盐类 无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素。微生物需要的无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分；调节渗透压；作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等。5.生长因子 有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给一定量的所谓“生长因子”。其种类很多，主要是B族维生素的化合物

37、等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。微生物的营养类型 根据微生物对碳源的要求不同，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为异养菌。根据其生命活动所需能量的来源不同，可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是从光线中获得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。因此，根据微生物所需的碳源和能源不同，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。一、一、细菌 细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二分裂方式无性繁殖的原核微生物，分布广泛。细菌的形态与结构 （1）球菌

38、 多数球菌直径在1微米左右，外观呈球形或近似球形。由于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式，分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。（2）杆菌 形态多数呈直杆状，也有的菌体稍弯，多数呈分散存在，也有的呈链状排列，分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。（3）螺形菌 菌体弯曲，呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。细菌虽小，仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有，是细菌的基本结构。脑膜炎奈瑟菌脑膜炎奈瑟菌双球菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌肺炎链球菌链球菌链球菌(streptococcus)葡萄球菌葡萄球菌(streptococcus)四联球菌四联球菌(tetrad)八叠

39、球菌八叠球菌(sarcina)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌 3-10 m3-10 m大大中中大肠埃希菌大肠埃希菌 2-3 m2-3 m小小布鲁菌布鲁菌 0.6-1.5 m0.6-1.5 m杆菌的形态多样杆菌的形态多样两端齐平炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌杆菌的形态多样杆菌的形态多样分枝杆菌分枝杆菌双歧杆菌双歧杆菌弧菌弧菌螺菌螺菌螺杆菌螺杆菌 细菌的结构对细菌的生存、致病性和免疫性等均有一定作用。细菌的结构按分布部位大致可分为：表层结构（包括细胞壁、细胞膜、荚膜）；内部结构（包括细胞浆、核蛋白体、核质、

40、质粒及芽胞等）；外部附件（包括鞭毛和菌毛）。习惯上又把一个细菌生存不可缺少的，或一般细菌通常具有的结构称为基本结构，而把某些细菌在一定条件下所形成的特有结构称为特殊结构。细菌生长速度很快，一般约20min分裂一次。若按此速度计算，细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌繁殖中营养物质的逐渐消耗，有害代谢产物的逐渐积累，细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后，细菌繁殖速度逐渐减慢，死亡菌数增多，活菌增长率随之下降并趋于停滞。真菌是一类有细胞壁，无叶绿素，以寄生或腐生方式生存，少数为单细胞，多数为多细胞，能进行无性或有性繁殖的一类真核细胞型微生物。真菌包括单细胞与多细胞两类。单

41、细胞真菌呈圆形或卵圆形，称为酵母菌；多细胞真菌由菌丝和孢子组成，并交织成团，称丝状菌或霉菌。真菌生长的最适的温度为2228，最适的pH值为46。其繁殖能力强，但生长速度比细菌慢，常需1-4周才形成菌落。真菌对热的抵抗力不强，一般加热6070 1小时即被杀死，但对干燥、日光、紫外线和一些化学消毒剂有抵抗力，但对碘酒、10甲醛则较敏感。病毒属非细胞型微生物，在自然界分布非常广泛，可在人、动物、植物、真菌和细菌中寄居并引起感染。病毒是体积最小、结构最简单的微生物，它仅有一种核酸（DNA或RNA）作其遗传物质。病毒必须在宿主活细胞内寄生，依靠细胞提供的能量、营养物质及生物大分子合成机制，完成病毒的复制

42、过程。病毒与人类的关系极为密切，人类的传染病约75是由病毒引起的。有些病毒传染性强，可引起世界大流行（如流感、艾滋病等）。脱氧核糖核酸（缩写为DNA）核糖核酸（缩写为RNA）许多细菌、病毒和真菌（如酵母菌）都能产生热原。热原是微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质的总称。主要物质为细菌内毒素、胞壁酰二肽及其他抗原抗体复合物、半抗体原物质和某些药物（类固醇）等。1、细菌内毒素一般指革兰阴性细菌细胞壁的结构成分，主要是脂多糖。2、细菌内毒素生物学活性可分为两类：一是致病作用，一是保护性反应。3、其他理化特性耐热性：120加热4h，可破坏98%。180加热2h或250加热30min，才可彻底破坏。滤

43、过性：其体积小，约在15nm之间，故能通过滤器进入滤液中。具有水溶性及不挥发性。能被强酸、强碱和氧化剂破坏4、热原引入的途径 从溶剂中带进 从原料中带进 从容器、用具、管道和装置等带进 制备过程中的污染 从输液器带入5、消除细菌内毒素的方法 高温破坏法：可用180干烤34h或250干烤30min。吸附法：一般选用活性炭。蒸馏法：此法仅限于制备蒸馏水。化学酸碱和氧化法。离子交换法。反渗透法。凝胶过滤法。超滤法 药品微生物污染：微生物的产生、附着而给药品及生产环境带来不良影响。药品的微生物污染也称染菌。污染药品的细菌：常见污染药物制剂的细菌是一些生命力较强的细菌，如：葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、

44、枯草杆菌及一些霉菌，抵抗力弱的细菌一般不易造成污染。药品的微生物污染源：药品的微生物污染源：空气、水、厂房与设备、药品生产用原辅料、包装材料、昆虫和其它啮齿动物、生产操作人员一一.药品生产中微生物的生态学分布药品生产中微生物的生态学分布 空气中的微生物空气中的微生物 在药品生产中，减少空气中微生物数量的方法有多种，常用的有以下3种方法：空气洁净技术采用的过滤方法 过滤是最常用的方法。过滤介质种类很多，例如：纤维素、玻璃棉或人造纤维等。空气净化装置可用于整个房间如无菌操作室，也可只限于操作区域局部如超净工作台。化学消毒方法 采用消毒剂作用于室内空气和物体表面。紫外线照射方法 采用紫外线对室内空气

45、进行照射。2.2.制药用水中的微生物制药用水中的微生物常用的对水消毒的方法，与空气消毒的方法一样，也是化学消毒剂、过滤与紫外线照射3种。化学消毒剂方法 对水的消毒以化学消毒剂方法较常用，效果也最好。常使用次氯酸钠或通氯气。在使用中，应注意到水系统中不能留有消毒不到的“死角”。膜过滤法 适用于水系统的连续循环处理。紫外线照射法 在水系统中应用紫外线照射消毒，适用于需要特殊处理的水（如光学透明度要求高），一般在末端之前。这种方法因处理过的水无臭无味，而优于化学消毒剂方法；因不产生微生物移居滤器的现象，而优于膜滤器。3.厂房建筑与设备表面的微生物厂房建筑与设备表面的微生物请记住：一个表面看起来很干净

46、，而实际上已经被千百万个微生物所污染，除非已经做了正确的消毒灭菌。制药企业生产车间的厂房，库房及实验室都必须清洁整齐。建筑物表面不透水，光滑平整、无裂缝、接口严密、无颗粒物脱落，并能耐受清洗和消毒。设备、管道应易于拆卸、结构简单，便于清洁消毒。特别是药品生产过程中使用的容器，包括内包装容器，都应进行清洗和消毒。4.4.人体的微生物人体的微生物 (1)人的头发和皮肤 每分钟从人类皮肤中要散发出约10,000个微生物。(2)水滴 (3)衣着(4)化妆品和珠宝手饰(5)生产过程中人们所引起的混杂和误差由人引起的污染也可能来自于生产过程中出现的混杂和误差。例如，当员工没有按照SOP进行工作时，车间的污

47、染程度增加。让装产品的容器不加盖存放，将导致产品污染。人体不同部位所带细菌数量人体不同部位所带细菌数量 部位细菌数量手 部1001000/cm2前 额1000100000/cm2头 皮约100万/cm2腋 窝约1000万/cm2鼻腔分泌物约1000万/g唾 液约10亿/g粪 便710亿/g5.5.物料的微生物物料的微生物物料系指原料、辅料和包装材料等原辅料可能将大量的微生物带入到药物制剂中。包装材料，特别是内包装材料，一方面包装药品，另一方面防止外界微生物进入药中。若处理不当，在药品储藏和运输过程中，极易引起污染，造成严重后果。总之，包装材料应考虑不同需要加以清洁或消毒处理进行合理封装。二二.

48、微生物污染导致药物变质的因素微生物污染导致药物变质的因素1.微生物污染数量在药品生产中应将微生物污染数量控制在最低限度，这就需要采取综合措施。2.微生物生长的营养因素许多药物成分，都有微生物生长所需的碳源、氮源或无机盐类。生产用水（纯化水、注射用水）亦能支持微生物生长。3.pH值pH值为中性时最适合微生物生长。某些微生物在或仍能生长。4.温度 三三.药品生产人员卫生注意事项药品生产人员卫生注意事项1.新进人员的健康检查新进人员的健康检查 药品生产企业在招收新职工时，一定要对新职工进行全面的健康检查，要确保新进厂的职工不患有急性或慢性传染病。另外还要根据新进职工安排的具体岗位性质再确定其它具体检

49、查的项目。2.建立生产人员健康档案建立生产人员健康档案 药品生产企业应建立职工个人健康档案，以便于检查、了解、追踪个人健康状况。3.培养药品生产人员良好的个人卫生习惯培养药品生产人员良好的个人卫生习惯 在生产区内做到“四勤”：勤剪指甲,勤理发、剃胡须，勤换衣服,勤洗澡。“三个禁止”：禁止吃东西、禁止吸烟、禁止大声喧哗。4.洁净区生产人员要求洁净区生产人员要求洁净区工作人员要尽可能少而精，只有工作需要时才能进入；操作人员在洁净区动作要避免剧烈运动，以减少人的发尘量；洁净区的门应关紧，避免不必要的移动，以保持洁净区的风速、风量、风型和风压；如果是无菌区的话，操作人员的自我约束就更多，要严格按无菌操

50、作规程执行。5.药品生产防污染控制措施药品生产防污染控制措施 划分洁净级别：A级、B级、C级、D级严格更衣程序：一更、二更、三更消毒和灭菌药品生产洁净室（区）空气洁净度级别 洁净度级别尘粒最大允许数/个m-3微生物最大允许数0.5m5m浮游菌/个m-3沉降菌/个皿-1100级350005110000级3500020001003100000级35000002000050010300000级1050000060000156.日常工作日常工作 生产结束后岗位人员的工作：彻底清洁生产现场和设备表面；生产结束后灭菌人员的工作：用消毒剂擦拭房顶（包括高效送风口）、墙壁、地面等，并开启紫外灯；每月定期进行一