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医院探视对讲系统厂家 全面了解谐振器的几种类型

2023-10-21 10:51

谐振器对于振荡器和滤波器的性能至关重要,常见谐振器类型包括传输线谐振器、同轴谐振器、介质谐振器、晶体谐振器、陶瓷谐振器、表面声波(SAW)谐振器、体声波(BAW)谐振器以及钇铁石榴石(YIG)谐振器。下面就来介绍一下这几款振荡器:

电感/电容(LC)储能电路谐振器 以简单的晶体管收音机为例,此类收音机将电感/电容(LC)振荡器用作调谐器。当所接收的无线电信号与LC谐振电路的共振频率相匹配时,所述调谐器允许其以相对较低的电阻通过;然而,当接收信号与LC电路的共振频率不同时,该调谐器将大幅削弱该信号。在该例中,所述谐振器中的电容器或电感器允许调节。具体而言,当转动收音机上的调谐钮时,可实现对相应可变元件的调节,从而使得谐振器的共振频率发生变化。大多数射频和微波滤波器由一个或多个耦合谐振器组成,而且该谐振器的品质因数(Q因数)决定了相应滤波器的接收灵敏度。 传输线谐振器和同轴谐振器 传输线可实现射频或微波电磁波的宽带传输。由于传输线本身的性质,可以选择某一段传输线并令其以特定频率谐振,从而使得其实质上构成具有极高Q因数的调谐LC电路。平面传输线谐振器用于共面、带状及微带传输线,而且在体积较小时还可用于微波电路系统。同轴谐振器用于压控振荡器(VCO)、同轴谐振振荡器(CRO)及滤波器元件中。此外,此类谐振器也用作振荡器、带通/带阻滤波器及电磁干扰(EMI)滤波器的元器件。 介质谐振器 介质谐振器由非导电材料(通常为陶瓷)制成,用于微波和毫米波频段。此类谐振器通过表面介电常数的快速变化而将电磁波局限于其内部,并令其在两侧表面上来回反弹前行。在谐振频率下,电磁能量在谐振器中形成大幅振荡的波。该谐振频率由谐振器的物理尺寸和材料介电常数决定。介质谐振器可代替滤波器和振荡器等元件中的谐振腔,而且由于εr值较高,因此在小尺寸设计中较有优势。由于此类谐振器不但具有电磁波损耗低电磁波效果,而且能够实现较高的Q因数,因此主要用作对无线电波频率进行控制的毫米波电子振荡器,或用作带通滤波器和带通天线。 晶体谐振器 石英晶体具有压电特性(即在机械受力时产生电荷的能力),因此用作高质量的机电谐振器。当压电材料机械受力时,其正负电荷的中心发生移位,从而产生外部电场。与此相反,在压电材料上施加外部电场时,可使得该材料发生拉伸或压缩。石英晶体谐振器便是利用这一原理制成的器件,其中,首先将石英切割为具有特定尺寸的薄片,然后将该石英片置于两个电极之间即可。由于石英的切割方式决定了谐振器的物理和电气参数,因此石英片按照晶体原材料的切割方法分为不同类型。例如,AT石英片用于要求振荡器在500kHz~约300MHz范围内工作的电子设备,而BT石英片能够以2.536MHz/mm的频率常数提供可重复特性。虽然BT石英片的温度稳定性不如AT石英片,但由于频率常数较高,因此可用于高频应用。 陶瓷谐振器 陶瓷谐振器的精确度劣于石英晶体,但由于价格便宜,因此可以在精确度要求不高的应用中用作晶体谐振器的替代品。陶瓷谐振器的工作原理类似于晶体谐振器,也基于材料的压电特性,相应材料例如有钛酸铅锆(PZT)。在陶瓷谐振器中,陶瓷基板由顶底两个金属电极夹置于其间。当电极上施加电压时,陶瓷基板开始振动,从而产生取决于基板材料厚度的共振频率。 SAW和BAW谐振器 类似于晶体谐振器,表面声波(SAW)谐振器同样用于高频应用。表面声波(SAW)谐振器由叉指式换能器构成,该换能器的压电材料上设有由两个光刻工艺形成的光栅反射器。光刻为一种利用光将光敏化学光致抗蚀剂(也称光刻胶)上的几何图案转移至基板上的工艺。所述两个反射器形成谐振腔,而该谐振腔进一步由所述换能器连接至外部电路。SAW谐振器的用途包括汽车遥控车门(RKE)装置、安保系统及车库开门装置。BAW谐振器的原理类似于SAW谐振器,只不过其谐振效应由体声波,而非表面声波产生。 YIG谐振器 钇铁石榴石(YIG)谐振器用作振荡器和滤波器元件。YIG是一种合成石榴石,该材料的磁性使得其能够以高Q值和低相位噪声的方式振动,从而实现多倍频程带宽。在使用球形钇铁石榴石单晶作为谐振子的结构中,该球形谐振子安装于陶瓷棒上,并且由设于谐振子周围的一对极小的半圆环进行电磁耦合。其中,为了防止直接电磁耦合,所述一对半圆环相互垂直设置。YIG谐振器的一项优点在于,其允许通过调节磁场强度,将频率调谐至3GHz~50GHz范围内的任一点上。除此之外,通过将多个上述由球形谐振子和一对半环组成的结构相互级联,还可制成YIG滤波器。

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